小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于渦輪增壓器領(lǐng)域，具體是一種小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、提高功率等優(yōu)點(diǎn)，已成為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)提高動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染的最有效的措施之一，在交通、電力、石油等工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展之時(shí)，受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注與青睞。因此，家用轎車(chē)中采用渦輪增壓器是大勢(shì)所趨。
[0003]增壓器轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由壓氣機(jī)葉輪、渦輪葉輪、浮動(dòng)軸承及止推軸承等通過(guò)轉(zhuǎn)軸和鎖緊螺母連接成一體，轉(zhuǎn)子是渦輪增壓器中的關(guān)鍵部件，它既是高速旋轉(zhuǎn)又是負(fù)荷最大的部件，它直接影響渦輪增壓器的效率、壽命、和結(jié)構(gòu)可靠性。因此，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須仔細(xì)、慎重，并考慮如下問(wèn)題:
[0004]I)在保證有良好氣動(dòng)性能的同時(shí)，要使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盡可能小，這是使車(chē)用渦輪增壓器具有良好瞬態(tài)響應(yīng)的重要措施。
[0005]2)在無(wú)需特別提高加工精度的條件下，達(dá)到和保持高的動(dòng)平衡精度，這就要求從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性來(lái)保證，轉(zhuǎn)子零件應(yīng)有較好的軸對(duì)稱性，轉(zhuǎn)子上所裝的零件數(shù)目要盡可能少等。
[0006]3)轉(zhuǎn)子與軸承一起組成高速轉(zhuǎn)子一支撐系統(tǒng)，如何確保高速轉(zhuǎn)子一支撐系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性乃是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是如何提高渦輪增壓器渦端的的流通能力，提供一種密封性能好的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提供了一下技術(shù)方案:
[0009]小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，它包括渦輪、壓輪、中間體、軸承以及定位銷(xiāo)，渦輪與壓輪之間通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，軸承置于轉(zhuǎn)軸周面上，軸承設(shè)于中間體內(nèi)通過(guò)定位銷(xiāo)與中間體固定連接，渦輪內(nèi)包括葉輪，葉輪上設(shè)有渦輪葉片，所述的渦輪葉片包括進(jìn)氣邊與出氣邊，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48。-53°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8° -12°。
[0010]所述的轉(zhuǎn)軸上位于軸承內(nèi)的軸頸處設(shè)有一個(gè)縮徑段，該縮徑段與軸承的內(nèi)壁面配合形成儲(chǔ)油腔。
[0011]所述的渦輪位于軸承側(cè)面的周面上設(shè)有甩油槽。
[0012]所述的轉(zhuǎn)軸在與壓輪配合面處的周面上設(shè)有清根槽。
[0013]所述的渦輪內(nèi)側(cè)設(shè)有去重帶。
[0014]所述的壓輪端部設(shè)有一體制造成型的子彈頭式螺母。
[0015]所述的甩油槽靠近軸承一側(cè)面為斜面，該斜面與軸承端面的夾角Y為25。-35。。
[0016]所述的夾角α為51°。
[0017]所述的夾角β為10°。
[0018]所述的夾角Y為30°
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是降低了噪音，增強(qiáng)了氣流進(jìn)入渦輪的流暢性，減小了增壓器的振動(dòng)，提高了密封性。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為渦輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為渦輪與轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，它包括渦輪1、壓輪2、中間體3、軸承4以及定位銷(xiāo)5，渦輪I與壓輪2之間通過(guò)轉(zhuǎn)軸6連接，軸承4置于轉(zhuǎn)軸6周面上，軸承4設(shè)于中間體3內(nèi)通過(guò)定位銷(xiāo)5與中間3體固定連接，如圖2所示，渦輪I內(nèi)包括葉輪，葉輪上設(shè)有渦輪葉片7，所述的渦輪葉片7包括進(jìn)氣邊7a與出氣邊7b，進(jìn)氣邊7a為斜流式，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48° -53°，一般情況下夾角α為51°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8° -12°，一般情況下夾角β為10°，將渦輪葉輪的進(jìn)氣口葉片設(shè)計(jì)為斜流式。渦輪葉片進(jìn)口傾斜，使得氣流能很好地適應(yīng)葉型的變化而平緩地過(guò)渡至軸向，并且可以有效地防止葉輪外出口外徑增大帶來(lái)的輪緣處氣流脫離現(xiàn)象，使葉輪的內(nèi)部流暢性大為改善，與同樣輪徑的徑流式渦輪相比，流通能力大大增加；出氣邊設(shè)計(jì)成10°的斜角形式，進(jìn)氣邊設(shè)計(jì)成51°的斜邊形式。通常結(jié)構(gòu)的渦輪的出氣邊為直邊，工作過(guò)程中，高速高壓的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣在渦輪流道內(nèi)向左端流動(dòng)時(shí)，在出氣口瞬間擺脫渦輪葉片的束縛，會(huì)引起嘯叫，產(chǎn)生較大的噪音。在改型的渦輪中，氣體在向左端流動(dòng)過(guò)程中，首先從初始的出氣口擺脫束縛，然后平穩(wěn)地過(guò)度到最終出氣口擺脫束縛，這樣，氣流就有所緩沖地從增壓器中排放到排氣管中，從而降低嘯叫。另外，進(jìn)氣邊設(shè)計(jì)成51°的斜角形式，使得氣流從渦殼流道進(jìn)入渦輪的流暢性大為改善。
[0024]其中，轉(zhuǎn)軸6上位于軸承4內(nèi)的軸頸處設(shè)有一個(gè)縮徑段，該縮徑段與軸承的內(nèi)壁面配合形成儲(chǔ)油腔6a，采用這種結(jié)構(gòu)的好處在于:a)渦輪轉(zhuǎn)子與整體式浮動(dòng)軸承配合使用時(shí)，能夠在軸的中間部位形成一個(gè)儲(chǔ)油腔6a，有利于轉(zhuǎn)子的潤(rùn)滑；b)轉(zhuǎn)軸6與軸承4的接觸面積相比改型前減小了，實(shí)驗(yàn)證明這種結(jié)構(gòu)的增壓器的振動(dòng)更??；c)由于整個(gè)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量減小了，其質(zhì)心的旋轉(zhuǎn)離心力相比改型前更小，有利于整機(jī)的VSR動(dòng)平衡。
[0025]其中，渦輪I位于軸承4側(cè)面的周面上設(shè)有甩油槽la，渦輪I的密封環(huán)Ib為雙密封環(huán)結(jié)構(gòu)，采用活塞式密封環(huán)，并在密封環(huán)Ib的右端加工一處甩油槽la，甩油槽靠近軸承一側(cè)面為斜面，該斜面與軸承端面的夾角Y為25° -35°，一般常用為30°，采用這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于:a)雙密封環(huán)結(jié)構(gòu)和活塞式密封環(huán)提高了渦端的密封性能和密封的可靠性；b)采用甩油槽的結(jié)構(gòu)后，渦輪轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑油在慣性離心力的作用下，會(huì)順著30°的斜面被甩到中間體的油腔內(nèi)，減少了流向密封環(huán)處的油量，進(jìn)一步提高了渦端的密封性倉(cāng)泛。
[0026]其中，轉(zhuǎn)軸6在與壓輪I配合面處的周面上設(shè)有清根槽，渦輪轉(zhuǎn)子是在軸上加工出清根槽，軸封與轉(zhuǎn)軸臺(tái)階的定位高度增大為0.8 mm，其可靠性大大提高。
[0027]其中，渦輪內(nèi)側(cè)設(shè)有去重帶lc，在渦輪的背部鑄有一個(gè)臺(tái)階，作為動(dòng)平衡時(shí)的去重帶，這樣就避免了在渦輪左端螺母位置打磨去重而造成的外觀的缺陷，大大提高了渦輪轉(zhuǎn)子的美觀程度。
[0028]其中，壓輪2端部設(shè)有一體制造成型的子彈頭式螺母2a，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了零件的數(shù)目，可以降低轉(zhuǎn)子的總成誤差；轉(zhuǎn)子上的零件少，降低了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使增壓器具有良好瞬態(tài)響應(yīng)；軸封與壓輪是整體式加工，所以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)平衡度提高了，采用這種子彈頭結(jié)構(gòu)的壓輪后，由于右端是圓滑光順的曲面，工作時(shí)高速氣流可以沿著子彈頭式的表面光順地流向壓輪葉片，極大的降低了氣流的阻力，從而降低噪音，提高了轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，它包括渦輪、壓輪、中間體、軸承以及定位銷(xiāo)，渦輪與壓輪之間通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，軸承置于轉(zhuǎn)軸周面上，軸承設(shè)于中間體內(nèi)通過(guò)定位銷(xiāo)與中間體固定連接，渦輪內(nèi)包括葉輪，葉輪上設(shè)有渦輪葉片，其特征在于:所述的渦輪葉片包括進(jìn)氣邊與出氣邊，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48° -53°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8。 -12。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)軸上位于軸承內(nèi)的軸頸處設(shè)有一個(gè)縮徑段，該縮徑段與軸承的內(nèi)壁面配合形成儲(chǔ)油腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的渦輪位于軸承側(cè)面的周面上設(shè)有甩油槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)軸在與壓輪配合面處的周面上設(shè)有清根槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的渦輪內(nèi)側(cè)設(shè)有去重帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的壓輪端部設(shè)有一體制造成型的子彈頭式螺母。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的甩油槽靠近軸承一側(cè)面為斜面，該斜面與軸承端面的夾角Y為25° -35°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的夾角α為51。。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的夾角β為10。。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于:所述的夾角Y為 30。。
【專利摘要】本發(fā)明屬于渦輪增壓器領(lǐng)域，具體是一種小型渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。它包括渦輪、壓輪、中間體、軸承以及定位銷(xiāo)，渦輪與壓輪之間通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，軸承置于轉(zhuǎn)軸周面上，軸承設(shè)于中間體內(nèi)通過(guò)定位銷(xiāo)與中間體固定連接，渦輪內(nèi)包括葉輪，葉輪上設(shè)有渦輪葉片，所述的渦輪葉片包括進(jìn)氣邊與出氣邊，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48°-53°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8°-12°。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是降低了噪音，增強(qiáng)了氣流進(jìn)入渦輪的流暢性，減小了增壓器的振動(dòng)，提高了密封性。
【IPC分類(lèi)】F01D5-02, F01D5-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104747240
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310745391
【發(fā)明人】唐云冰, 何進(jìn), 包曉虹
【申請(qǐng)人】常州環(huán)能渦輪動(dòng)力股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日