专利名称：一种温度场梯度降温式涡轮增压器的制作方法
技术领域：
ー种温度场梯度降温式涡轮增压器
技术领域：
本实用新型涉及ー种涡轮增压器，尤其涉及排气式涡轮增压器。
背景技木排气式涡轮增压器是利用内燃机排出的压カ高温废气作为动カ源，内燃机排出的高温压カ废气引入涡轮增压器中的涡轮机，利用废气所含有的能量推动涡轮机中的涡轮旋转，从而带动涡轮旋转，同时带动与之同轴的压气机叶轮转动，由压气机将吸入空气进行缩压升压后输送柴油机的进气系统，向内燃机气缸内充入高密度空气，可以提高毎次燃油喷射量，既可以提高同型号内燃机的输出功率，也能提高显著改善内燃机的经济性，促使燃油充分燃烧，提高内燃机的热效率，降低燃油消耗率，减少有害气体排放，降低噪声，因此，车用和船用内燃机都需要匹配涡轮增压器，增压供氧是内燃机的发展方向。目前使用最普遍的涡轮增压器是排气式涡轮增压器，如图1所示，包括涡轮壳1、·涡轮2、涡轮轴3、滑动轴承4、中间体5、扩压板6、增压叶轮7和压壳8，涡轮2和增压叶轮7分别安装在涡轮轴3的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮7位于压壳8中，涡轮轴3通过ニ只滑动轴承4安装在中间体5上，涡轮壳1固定安装在中间体5的左侧，二者之间设有挡热板9，扩压板6的左侧与中间体5密封地连接成一体，扩压板6的右侧与压壳8密封连接成一体，中间体5上的润滑油路与两只滑动轴承4相通连，两只滑动轴承4由带压润滑油进行润滑和冷却。在滑动轴承4的周向均匀地设有进油孔，便于润滑油能进入涡轮轴3与滑动轴承4的接触面，满足充分润滑和冷却要求。在现有的排气式涡轮增压器中，整机的温度场并不合理，涡轮机的涡轮壳1与内燃机排出的高温废气从涡轮壳1的进气ロ 11送入渐变涡轮气道12中，依靠涡轮壳进气ロ
11和废气出ロ 13之间的温度差和压カ差，推动涡轮2高速转动，而与涡轮2同轴的增压叶轮 在涡轮2的驱动下高速旋转，将空气从压气机的空气入口吸进，经增压叶轮7和增压渐变气道压缩后形成压缩空气，然后输送到内燃机的进气系统，满足内燃机气缸中燃料的充分燃烧。根据排气式涡轮增压器的工作原理，涡轮机要求较高的温度场，而压气机则要求较低的温度场，涡轮增压器整机温度场梯度将直接影响到涡轮增压器增压效果的进ー步提高，申请人经长期的试验实践和分析，现有排气式涡轮增压器的中间体结构不合理，第一，在与涡轮壳连接端设置了过大冷却空腔，尤其是靠近进气ロ 11处设置了冷却腔，过早地降低了进气ロ的温度不利于涡轮壳进气ロ 11和废气出口 13之间的温度差和压カ差的形成，实际上降低了涡轮机的驱动功率，中间体靠近压气机ー侧冷却空腔太小，导致压气机温度难以下降，不利于压缩空气压カ的提高，不利于整机温度场梯度的形成。第二，两个滑动轴承的温度场不同，温差过大，因热变形量不同导致两个滑动轴承与涡轮轴之间的配合间隙一端紧，另一端松，不利于涡轮增压器的转子部件的平稳旋转，影响涡轮增压器增压效果的提闻。
实用新型内容[0005]为了进一歩提高涡轮增压器的增压效果，本实用新型的目的是提供ー种温度场梯度降温式涡轮增压器。本实用新型采取的技术方案是ー种温度场梯度降温式涡轮增压器，包括涡轮壳、涡轮、涡轮轴、滑动轴承、中间体、扩压板、增压叶轮和压壳，涡轮和增压叶轮分别安装在涡轮轴的两端，涡轮位于涡轮壳中，增压叶轮位于压壳中，涡轮轴通过ニ只滑动轴承安装在中间体上，涡轮壳固定安装在中间体的左侧，二者之间设有挡热板，扩压板的左侧与中间体密封地连接成一体，扩压板的右侧与压壳密封连接成一体，中间体上的润滑油路与两只滑动轴承相通连，其特征是所述中间体包括左侧端面、左连 接止ロ、左轴承座、右轴承座、进油螺孔、轴承孔、右连接止ロ、初级冷却道、周向导热筋、水平导热筋、梯度冷却腔、右上冷却腔、右下冷却腔、水平油道和支路油道，支路油道一端与水平油道相通，另一端与轴承孔相通，水平油道与进油螺孔相通连，初级冷却道设置在左轴承座与左侧端面之间，梯度冷却腔和右上冷却腔均设置在水平油道的上方，且分别位于进油螺孔的两侧，初级冷却道四周壁的最小厚度为8 10毫米，右上冷却腔和右下冷却腔的四周最小壁厚为51毫米，初级冷却道、梯度冷却腔、右上冷却腔和右下冷却腔相互通连，在左轴承座的下端设有周向导热筋，在左轴承座和右轴承座的下端设有水平导热筋。由于对中间体上的初级冷却道进行重新设计，使初级冷却道处于下半圆的冷却容腔小于上半端的冷却容腔，同时在左轴承座的下方增设了周向导热筋，在左轴承座的上方增设了梯度冷却腔和右上冷却腔，并确保初级冷却道、梯度冷却腔、右上冷却腔都与右下冷却腔相通连，这种结构能使中间体形成左高右低的梯度温度场，使涡轮壳的进气ロ及下半圆的区域处于高温场，使涡轮机的渐变涡轮气道及废气出口处于相对低的温度场，増大高温进气口和废气出口之间的温度差和压カ差，在同等高温排气条件下，提高了涡轮机的输出功率，能进ー步提压气体的空气压缩比，从而提高了涡轮增压器的压カ性能。中间体靠近压气机端的温度降低更利于压缩机空气压缩比的提高，提高了输出压缩空气的氧气密度，提高了涡轮增压器的增压增氧性能。
图1为现有涡轮增压器的结构示图；图2为本实用新型的结构示意图；图中，1-涡轮壳；2-涡轮；3_涡轮轴；4_滑动轴承；5_中间体；6_扩压板；7_増压叶轮；8-压壳；9-挡热板；11-进气ロ ；12_渐变涡轮气道；13-废气出口 ；51_左侧端面；52-左连接止ロ ；53_左轴承座；54_右轴承座；55_进油螺孔；56_轴承孔；57_右连接止ロ ；58_初级冷却道；59_周向导热筋；60_水平导热筋；61_梯度冷却腔；62_右上冷却腔；63-右下冷却腔；64_水平油道；65_支路油道。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
实施例1 :ー种温度场梯度降温式涡轮增压器，如图1所示，它包括涡轮壳1、涡轮
2、涡轮轴3、滑动轴承4、中间体5、扩压板6、增压叶轮7和压壳8，涡轮2和增压叶轮7分别安装在涡轮轴3的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮7位于压壳8中，涡轮轴3通过ニ只滑动轴承4安装在中间体5上，涡轮壳1固定安装在中间体5的左侧，二者之间设有挡热板9,扩压板6的左侧与中间体5密封地连接成一体,扩压板6的右侧与压壳8密封连接成一体，中间体5上的润滑油路与两只滑动轴承4相通连；所述中间体5如图2所示，包括左侧端面51、左连接止ロ 52 、左轴承座53、右轴承座54、进油螺孔55、轴承孔56、右连接止ロ 57、初级冷却道58、周向导热筋59、水平导热筋60、梯度冷却腔61、右上冷却腔62、右下冷却腔63、水平油道64和支路油道65，支路油道65 —端与水平油道64相通，另一端与轴承孔56相通，水平油道64与进油螺孔55相通连，初级冷却道58设置在左轴承座53与左侧端面51之间，梯度冷却腔61和右上冷却腔62均设置在水平油道64的上方，且分别位于进油螺孔55的两侧，初级冷却道58四周壁的最小厚度为8 10毫米，右上冷却腔62和右下冷却腔63的四周最小壁厚为5 8毫米，初级冷却道58、梯度冷却腔61、右上冷却腔62和右下冷却腔63相互通连，在左轴承座53的下端设有周向导热筋59，在左轴承座53和右轴承座54的下端设有水平导热筋60。
权利要求1.ー种温度场梯度降温式涡轮增压器，包括涡轮壳(I)、涡轮(2)、涡轮轴(3)、滑动轴承(4)、中间体(5)、扩压板(6)、增压叶轮(7)和压壳(8)，涡轮(2)和增压叶轮(7)分别安装在涡轮轴(3)的两端，涡轮(2)位于涡轮壳(I)中，增压叶轮(7)位于压壳(8)中，涡轮轴(3)通过ニ只滑动轴承(4)安装在中间体(5)上，涡轮壳(I)固定安装在中间体(5)的左侧，二者之间设有挡热板(9)，扩压板(6)的左侧与中间体(5)密封地连接成一体，扩压板(6)的右侧与压壳(8)密封连接成一体，中间体(5)上的润滑油路与两只滑动轴承(4)相通连，其特征是所述中间体(5)包括左侧端面(51)、左连接止ロ(52)、左轴承座(53)、右轴承座(54)、进油螺孔(55)、轴承孔(56)、右连接止ロ(57)、初级冷却道(58)、周向导热筋(59)、水平导热筋(60)、梯度冷却腔(61)、右上冷却腔(62)、右下冷却腔(63)、水平油道(64)和支路油道(65)，支路油道(65)—端与水平油道(64)相通，另一端与轴承孔(56)相通，水平油道(64)与进油螺孔(55)相通连，初级冷却道(58)设置在左轴承座(53)与左侧端面(51)之间，梯度冷却腔(61)和右上冷却腔(62)均设置在水平油道(64)的上方，且分别位于进油螺孔(55)的两侧，初级冷却道(58)四周壁的最小厚度为8 10毫米，右上冷却腔(62)和右下冷却腔(63)的四周最小壁厚为5 8毫米，初级冷却道(58)、梯度冷却腔(61)、右上冷却腔(62)和右下冷却腔(63)相互通连，在左轴承座(53)的下端设有周向导热筋(59)，在左轴承座(53 )和右轴承座(54 )的下端设有水平导热筋(60 )。
专利摘要一种温度场梯度降温式涡轮增压器，其中间体包括左侧端面、左轴承座、右轴承座、进油螺孔、初级冷却道、周向导热筋、水平导热筋、梯度冷却腔、右上冷却腔和右下冷却腔，初级冷却腔设置在左轴承座与左侧端面之间，梯度冷却腔和右上冷却腔均设置在水平油道的上方，位于进油螺孔的两侧，初级冷却腔四周壁的最小厚度为8~10毫米，右上冷却腔和右下冷却腔的四周最小壁厚为5~8毫米，初级冷却道、梯度冷却腔、右上冷却腔和右下冷却腔相互通连，在左轴承座的下端设有周向导热筋，在两轴承座的下端设有水平导热筋。这种结构能使中间体形成左高右低的梯度温度场，提高了涡轮机的输出功率和压气体的空气压缩比，提高了涡轮增压器的增压增氧性能。
文档编号F01D25/12GK202756031SQ20122043215
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者汤俊, 韩青, 曹红艳, 胡兵, 陆仁杰 申请人:常州市索特动力工程有限公司