专利名称：小型涡轮增压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机技术领域，具体地说是一种涡轮增压器，尤其是一种适用于四缸和三缸中小型功率的汽车、工程机械、特种车辆、船用和发电等多种用途的发动机的小型涡轮增压器。
背景技术：
增压技术是提高发动机动力性能的主要措施之一，而应用最广泛的是采用涡轮增压技术。涡轮增压器是增压发动机增压系统的关键部件，它是利用发动机排出的高温废气能量驱动涡轮叶轮高速旋转，从而带动在同一轴上的压气机叶轮以同样转速高速运转，高速旋转的压气机叶轮吸入新鲜空气并将空气压缩后送入发动机气缸，从而使得发动机气缸内的空气密度和充气量成倍地提高，这样就能提供更多的燃油燃烧，从而提高发动机的功率，同时改善了燃油的燃烧条件，使燃油充分燃烧，因而降低了燃油消耗，减少了排入大气中的废气有毒物的比例，进而最终实现环保节能，提高发动机功率的作用。所以增压技术是适应环保法规和改善现代动力车辆和工程机械的重要技术措施之一，也被称作“绿色革命”。
随着国内对环境保护和节约能源的意识日益加强，各发动机厂家都加大了对增压发动机的开发力度。而且对增压发动机的性能参数指标要求也越来越高。目前国内六缸发动机已普遍采用了涡轮增压器，但中小缸径的四缸发动机还几乎没有采用涡轮增压器，其主要原因是涡轮增压器尺寸要求小，结构可靠性要求高，匹配性能要求好，同时要满足欧II排放标准要求。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种高性能、高可靠性、实用的小型涡轮增压器，以满足中小缸径的四缸和三缸中小型功率发动机增压的需要。
为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是小型涡轮增压器，由动力叶轮涡轮机、轴承体芯部总成、离心式叶轮压气机、执行器总成和放气阀门组件五大部分组成；动力叶轮涡轮机和离心式叶轮压气机分别固定于轴承体芯部总成的轴承体的两端；执行器总成通过执行器支架安装在动力叶轮涡轮机的涡轮箱上，其与安装于涡轮箱上的出气口法兰内的放气孔上的放气阀门组件连接，离心式叶轮压气机中的压气机叶轮固定于动力叶轮涡轮机中的涡轮转子的转轴另一端，且与动力叶轮涡轮机中的涡轮转子悬臂安装在轴承体的两端；涡轮转子的转轴通过轴承套浮动于轴承体的轴承孔内；离心式叶轮压气机中的压气机叶轮将止推轴承、密封套、封油盖由里向外依次压入到轴承体压气机端内；其特征是所述压气机叶轮采用低轮毂母线、增大叶型面积、长短叶片重叠度高的前倾后弯叶轮，涡轮转子采用低惯量、大弧面变截面梁叶片。
本实用新型所采用进一步的技术方案是所述止推轴承具有三楔形面油膜。
本实用新型所采用再进一步的技术方案是所述密封套为迷宫式环绕结构。
本实用新型所采用更进一步的技术方案是所述封油盖为迷宫式环绕结构。
由于采用了上述技术设计方案，本实用新型降低了涡轮转子和压气机叶轮的转动惯量，提高了转子总成的动平衡精度，使得增压器能够在140000转/分的转速稳定可靠地运行；扩宽了空气流量、压比和压气机高效率区的工作范围，使得增压器能够与发动机匹配得到更好性能要求；同时在压气端采用了迷宫式环绕结构的密封套和封油盖，解决了压气机产生负压时容易漏油的难题。试验结果表明，本实用新型与广西玉柴机器股份有限公司YC4108ZQ和YC4108ZLQ及YC4110ZLQ四缸发动机匹配后，发动机的动力性能和经济性能得到显著提高，排放满足了欧II排放标准要求，并顺利通过了1000小时可靠性耐久考核试验。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的左视图。
具体实施方式
以下结合附图来进一步描述本实用新型。
如图1和图2所示的小型涡轮增压器，由动力叶轮涡轮机、轴承体芯部总成、离心式叶轮压气机、执行器总成28和放气阀门组件31五大部分组成；其中动力叶轮涡轮机包括涡轮箱1和涡轮转子2；离心式叶轮压气机包括压气机叶轮20和压气机涡壳18；轴承体芯部总成包括轴承体8和轴承套9及挡圈7。
压气机叶轮20采用低轮毂母线、增大叶型面积、长短叶片重叠度高的前倾后弯叶轮，涡轮转子2采用低惯量、大弧面变截面梁叶片。
涡轮箱1与轴承体8的连接通过热端压板5和耐热螺钉6固定，而且涡轮箱1绕轴承体8内涡轮转子2的转轴中心线能360°任意旋转安装固定，以非常方便地在发动机上进行安装，涡轮箱1设计为360°全周进气长梨形截面的单通道结构4，其进气和出气口法兰型式按发动机借口要求进行设计，其出气口法兰内设置了放气孔，并在此安装了放气阀们组件31。放气阀们组件31与执行器总成28连接。
压气机涡壳18与轴承体8的连接通过冷端压板21和螺栓22固定，且压气机涡壳18绕轴承体8内涡轮转子2的转轴中心线能360°任意旋转安装固定，以非常方便地在发动机上进行安装，且压气机涡壳18的出气口附近设置了取压孔，并在此安装了气嘴16，压气机涡壳18集气道呈蜗牛状，其通流流道形状为变圆截面。
执行器总成28通过执行器支架27和螺栓26固定于涡轮箱1上，其由离心式叶轮压气机输出端的压气机涡壳18采集空气压力来控制，从而调节安装在涡轮箱1上的放气阀们组件31中的放气阀门的开启与大小。
涡轮转子2和压气机叶轮20悬臂安装在轴承体8的两端；涡轮转子2的转轴通过两个径向进油浮动的轴承套9浮动于轴承体8的轴承孔内。
锁紧螺母19将压气机叶轮20、止推轴承10、密封套11、封油盖12固紧在涡轮转子2的转轴的另一端上组成了转子总成，止推轴承10、密封套11、封油盖12被由里向外依次压入到轴承体8压气机端内；压气机叶轮20和涡轮转子2经过了精密的单件动平衡，转子总成经过精密的组合动平衡，从而保证增压器能够在140000转/分的高速下稳定可靠地运行。
承受轴系止推力采用了三楔形面油膜的止推轴承10；转子总成的涡轮端和压气机端的油和气的密封分别采用单个密封环3和23结构，同时在压气机端采用了迷宫式环绕结构的密封套11和封油盖12，解决了压气机产生负压时容易漏油的难题。
轴承体8上端有一个进油孔24，润滑油径向进入轴承体8后分成两路，一路润滑压气机端的轴承套9和涡轮转子2轴颈及具有三楔形面油膜的止推轴承10，另一路润滑涡轮端的轴承套9和涡轮转子2轴颈，润滑油最后通过轴承体8下端的回油孔流到发动机曲轴箱。
权利要求1.小型涡轮增压器，由动力叶轮涡轮机、轴承体芯部总成、离心式叶轮压气机、执行器总成(28)和放气阀门组件(31)五大部分组成；动力叶轮涡轮机和离心式叶轮压气机分别固定于轴承体芯部总成的轴承体(8)的两端；执行器总成(28)通过执行器支架(27)安装在动力叶轮涡轮机的涡轮箱(1)上，其与安装于涡轮箱(1)上的出气口法兰内的放气孔上的放气阀门组件(31)连接，离心式叶轮压气机中的压气机叶轮(20)固定于动力叶轮涡轮机中的涡轮转子(2)的转轴另一端，且与动力叶轮涡轮机中的涡轮转子(2)悬臂安装在轴承体(8)的两端；涡轮转子(2)的转轴通过轴承套(9)浮动于轴承体(8)的轴承孔内；离心式叶轮压气机中的压气机叶轮(20)将止推轴承(10)、密封套(11)、封油盖(12)由里向外依次压入到轴承体(8)压气机端内；其特征是所述压气机叶轮(20)采用低轮毂母线、长短叶片重叠度高的前倾后弯叶轮，涡轮转子(2)采用低惯量、大弧面变截面梁叶片。
2.根据权利要求1所述的小型涡轮增压器，其特征是所述止推轴承(10)具有三楔形面油膜。
3.根据权利要求2所述的小型涡轮增压器，其特征是所述密封盖(11)为迷宫式环绕结构。
4.根据权利要求3所述的小型涡轮增压器，其特征是所述封油盖(12)为迷宫式环绕结构。
专利摘要小型涡轮增压器，由动力叶轮涡轮机、轴承体芯部总成、离心式叶轮压气机、执行器总成和放气阀门组件组成；动力叶轮涡轮机和离心式叶轮压气机分别固定于轴承体芯部总成两端；执行器总成安装在动力叶轮涡轮机的涡轮箱上，其与安装于涡轮箱上的放气阀门组件连接，压气机叶轮固定于涡轮转子的转轴另一端，且与涡轮转子悬臂安装在轴承体的两端；涡轮转子的转轴浮动于轴承体的轴承孔内；压气机叶轮将止推轴承、密封套、封油盖由里向外依次压入到轴承体压气机端内；其特征是所述压气机叶轮采用低轮毂母线、长短叶片重叠度高的前倾后弯叶轮，涡轮转子采用低惯量、大弧面变截面梁叶片。本实用新型提高了转子总成的动平衡精度，使其能够稳定可靠地运行。
文档编号F02B41/00GK2697327SQ20032012415
公开日2005年5月4日 申请日期2003年12月29日 优先权日2003年12月29日
发明者王一棣, 邓茅桥, 吴玉堂, 邬喜来 申请人:湖南天雁机械有限责任公司