CN109236458A - 一种高可靠性增压器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高可靠性增压器及方法，包括压气机，所述压气机一侧设置有涡轮机，所述压气机与涡轮机之间设置有中间体，所述中间体的水平向中心轴线处贯穿设有增压器轴，所述增压器轴一端套设有第一叶轮以及另一端套设有第二叶轮，所述增压器轴两端均连接有锁紧螺母，所述第一叶轮和第二叶轮分别设置在压气机以及涡轮机内部。本发明通过利用无叶式的扩压管来对流过扩压管的空气进行减速增压，可将空气所具有的大部分空气能变为压力能，同时，利用相邻叶片之间构成渐缩型流道的喷管对排气进行降压、降温、增速以及膨胀，可将排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮转动进行排气，从而大大提高机械增压的瞬时响应性。

Description

一种高可靠性增压器及方法

技术领域

本发明涉及发动机增压器技术领域，特别涉及一种高可靠性增压器及方法。

背景技术

增压器是指可以将进入发动机气缸前的空气，先经过压缩以提高空气的密度，使更多的空气充填到气缸里，从而增大发动机功率辅助配件。但现有的增压器在使用过程中，机械增压的瞬时响应性差，存在明显的迟滞感，从而降低了燃料的利用率，造成了燃料的浪费。

因此，发明一种高可靠性增压器及方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠性增压器及方法，通过利用无叶式的扩压管来对流过扩压管的空气进行减速增压，可将空气所具有的大部分空气能变为压力能，同时，利用相邻叶片之间构成渐缩型流道的喷管对排气进行降压、降温、增速以及膨胀，可将排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮转动进行排气，从而大大提高机械增压的瞬时响应性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高可靠性增压器，包括压气机，所述压气机一侧设置有涡轮机，所述压气机与涡轮机之间设置有中间体，所述中间体的水平向中心轴线处贯穿设有增压器轴，所述增压器轴一端套设有第一叶轮以及另一端套设有第二叶轮，所述增压器轴两端均连接有锁紧螺母，所述第一叶轮和第二叶轮分别设置在压气机以及涡轮机内部，所述压气机包括有压气机蜗壳，所述涡轮机包括有涡轮机蜗壳，所述压气机蜗壳一端连接有进气管以及涡轮机蜗壳一端连接有排气管，所述压气机蜗壳内部设置有扩压管，所述涡轮机蜗壳内部设置有喷管，所述中间体内部设置有中空容腔，所述中间体顶部设置有润滑油入口以及底部设置有润滑油出口，所述润滑油入口端部连接有输油管道，所述第一叶轮和第二叶轮与中间体贴合处均设置有隔热垫片，所述增压器轴与中间体连接处设置有油封和密封圈，所述密封圈设置于油封与隔热垫片之间，所述增压器轴上套设有轴承，所述轴承一侧与中空容腔内侧壁相贴合，所述轴承内部设置有导油槽，所述输油管道与导油槽相连通，所述导油槽包括有竖直段和圆弧段，且数量均设置有两个，两个所述竖直段关于轴承的水平向中心轴线呈上下轴对称设置，两个所述圆弧段关于轴承的水平向中心轴线呈左右轴对称设置。

优选的，所述中间体两端均设置有插槽，所述压气机以及涡轮机一侧均对应设有插条，所述插条与插槽相配合，所述插条与插槽的连接处贯穿设有锁紧销孔。

优选的，所述第一叶轮和第二叶轮均由轮毂和轮叶组成，所述轮叶倾斜设置于轮毂上，且第一叶轮与第二叶轮上的轮叶倾斜方向相反。

优选的，所述喷管内侧设置有叶片，所述叶片数量设有多个，且多个叶片均匀分布在喷管内侧壁，相邻所述叶片之间构成渐缩型流道。

一种高可靠性增压方法，包括所述的高可靠性增压器，还包括以下方法：

S1：压气机旋转，空气经进气管进入压气机内部的第一叶轮，并在离心力的作用下沿压气机内的相邻轮叶之间形成的流道，从第一叶轮的中心位置流向周边；

S2：空气则从旋转的第一叶轮中获得能量，流速、压力和温度等均有较大的提高，然后进入无叶式的扩压管中，空气流过扩压管时减速增压；

S3：进行排气步骤，发动机排气经涡轮机蜗壳引导进入含有叶片的喷管中，相邻叶片之间构成渐缩型流道，使得排气经过喷管时降压、降温、增速以及膨胀，排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮转动进行排气。

本发明的技术效果和优点：

1、通过利用无叶式的扩压管来对流过扩压管的空气进行减速增压，可将空气所具有的大部分空气能变为压力能，同时，利用相邻叶片之间构成渐缩型流道的喷管对排气进行降压、降温、增速以及膨胀，可将排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮转动进行排气，从而大大提高机械增压的瞬时响应性，并且大大降低了工况变化对压气机工作效率的影响，适用性强；

2、通过设有由对称设置的弧形段以及竖直段导油槽，可使得在润滑油输送的过程中，润滑油从轴承上半部分的竖直段导油槽流进轴承与增压器轴连接处，并随两侧的弧形段导油槽向增压器轴的周向侧表面进行扩散，最后由轴承下半部分的竖直段导油槽流出，可大大提升润滑效果，从而减小增压器轴与中间体之间的摩擦力，降低摩擦热的产生，同时，可以对润滑油进行回收再利用，降低润滑油的浪费。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的压气机局部剖视图；

图3为本发明的涡轮机局部剖视图；

图4为本发明的轴承剖视图；

图中：1压气机、2涡轮机、3中间体、4锁紧销孔、5增压器轴、6第一叶轮、7第二叶轮、8锁紧螺母、9压气机蜗壳、10进气管、11扩压管、12涡轮机蜗壳、13喷管、14排气管、15油封、16密封圈、17润滑油入口、18输油管道、19润滑油出口、20导油槽、21轴承、22叶片、23隔热垫片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供了如图1-4所示的一种高可靠性增压器，包括压气机1，所述压气机1一侧设置有涡轮机2，所述压气机1与涡轮机2之间设置有中间体3，所述中间体3的水平向中心轴线处贯穿设有增压器轴5，所述增压器轴5一端套设有第一叶轮6以及另一端套设有第二叶轮7，所述增压器轴5两端均连接有锁紧螺母8，所述第一叶轮6和第二叶轮7分别设置在压气机1以及涡轮机2内部，所述压气机1包括有压气机蜗壳9，所述涡轮机2包括有涡轮机蜗壳12，所述压气机蜗壳9一端连接有进气管10以及涡轮机蜗壳12一端连接有排气管14，所述压气机蜗壳9内部设置有扩压管11，所述涡轮机蜗壳12内部设置有喷管13，所述中间体3内部设置有中空容腔，所述中间体3顶部设置有润滑油入口17以及底部设置有润滑油出口19，所述润滑油入口17端部连接有输油管道18，所述第一叶轮6和第二叶轮7与中间体3贴合处均设置有隔热垫片23，所述增压器轴5与中间体3连接处设置有油封15和密封圈16，所述密封圈16设置于油封15与隔热垫片23之间，所述增压器轴5上套设有轴承21，所述轴承21一侧与中空容腔内侧壁相贴合，所述轴承21内部设置有导油槽20，所述输油管道18与导油槽20相连通。

进一步的，在上述技术方案中，所述中间体3两端均设置有插槽，所述压气机1以及涡轮机2一侧均对应设有插条，所述插条与插槽相配合，所述插条与插槽的连接处贯穿设有锁紧销孔4，方便对增压器进行拆装，并且可以对损坏的局部零件进行替换，从而降低设备的维修成本。

进一步的，在上述技术方案中，所述第一叶轮6和第二叶轮7均由轮毂和轮叶组成，所述轮叶倾斜设置于轮毂上，且第一叶轮6与第二叶轮7上的轮叶倾斜方向相反，可大大提高增压器的进/排气效果。

进一步的，在上述技术方案中，所述喷管13内侧设置有叶片22，所述叶片22数量设有多个，且多个叶片22均匀分布在喷管13内侧壁，相邻所述叶片22之间构成渐缩型流道，可使得排气经过喷管13时降压、降温、增速以及膨胀，从而使排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮7转动进行排气。

进一步的，在上述技术方案中，所述导油槽20包括有竖直段和圆弧段，且数量均设置有两个，两个所述竖直段关于轴承21的水平向中心轴线呈上下轴对称设置，两个所述圆弧段关于轴承21的水平向中心轴线呈左右轴对称设置，使得在润滑油输送的过程中，润滑油从轴承21上半部分的竖直段导油槽20流进轴承21与增压器轴5连接处，并随两侧的弧形段导油槽20向增压器轴5的周向侧表面进行扩散，最后由轴承21下半部分的竖直段导油槽20流出，可大大提升润滑效果，从而减小增压器轴5与中间体3之间的摩擦力，降低摩擦热的产生，同时，可以对润滑油进行回收再利用，降低润滑油的浪费。

进一步的，在上述技术方案中，所述扩压管11采用的无叶式扩压管，其扩压管11的构造简单，工况变化对压气机1的工作效率影响小，适用性强。

本发明工作方式：

参照说明书附图1-3，在使用过程中，压气机1旋转，空气经进气管10进入压气机1内部的第一叶轮6，并在离心力的作用下沿压气机1内的相邻轮叶之间形成的流道，从第一叶轮6的中心位置流向周边，而空气则从旋转的第一叶轮6中获得能量，使其流速、压力和温度等均有较大的提高，然后进入无叶式的扩压管11中，使空气流过扩压管11时减速增压，即在扩压管11中将空气所具有的大部分空气能变为压力能，当增压器在进行排气时，发动机排气经涡轮机蜗壳12引导进入含有叶片22的喷管13中，由于相邻叶片22之间构成渐缩型流道，使得排气经过喷管13时降压、降温、增速以及膨胀，从而使排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮7转动进行排气，而在第一叶轮6与第二叶轮7进行高速转动的过程中，可使润滑油依次经过润滑油入口11以及输油管道18流进轴承21上的导油槽20内，从而减小增压器轴5与中间体3之间的摩擦力，降低摩擦热的产生；

参照说明书附图3，在润滑油输送的过程中，润滑油从轴承21上半部分的竖直段导油槽20流进轴承21与增压器轴5连接处，并随两侧的弧形段导油槽20向增压器轴5的周向侧表面进行扩散，最后由轴承21下半部分的竖直段导油槽20流出，可大大提升润滑效果，从而减小增压器轴5与中间体3之间的摩擦力，降低摩擦热的产生，同时，可以对润滑油进行回收再利用，降低润滑油的浪费。

实施例2

一种高可靠性增压方法，包括所述的高可靠性增压器，还包括以下方法：

S1：压气机1旋转，空气经进气管10进入压气机1内部的第一叶轮6，并在离心力的作用下沿压气机1内的相邻轮叶之间形成的流道，从第一叶轮6的中心位置流向周边；

S2：空气则从旋转的第一叶轮6中获得能量，流速、压力和温度等均有较大的提高，然后进入无叶式的扩压管11中，空气流过扩压管11时减速增压；

S3：进行排气步骤，发动机排气经涡轮机蜗壳12引导进入含有叶片22的喷管13中，相邻叶片22之间构成渐缩型流道，使得排气经过喷管13时降压、降温、增速以及膨胀，排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮7转动进行排气。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高可靠性增压器，包括压气机(1)，其特征在于：所述压气机(1)一侧设置有涡轮机(2)，所述压气机(1)与涡轮机(2)之间设置有中间体(3)，所述中间体(3)的水平向中心轴线处贯穿设有增压器轴(5)，所述增压器轴(5)一端套设有第一叶轮(6)以及另一端套设有第二叶轮(7)，所述增压器轴(5)两端均连接有锁紧螺母(8)，所述第一叶轮(6)和第二叶轮(7)分别设置在压气机(1)以及涡轮机(2)内部，所述压气机(1)包括有压气机蜗壳(9)，所述涡轮机(2)包括有涡轮机蜗壳(12)，所述压气机蜗壳(9)一端连接有进气管(10)以及涡轮机蜗壳(12)一端连接有排气管(14)，所述压气机蜗壳(9)内部设置有扩压管(11)，所述涡轮机蜗壳(12)内部设置有喷管(13)，所述中间体(3)内部设置有中空容腔，所述中间体(3)顶部设置有润滑油入口(17)以及底部设置有润滑油出口(19)，所述润滑油入口(17)端部连接有输油管道(18)，所述第一叶轮(6)和第二叶轮(7)与中间体(3)贴合处均设置有隔热垫片(23)，所述增压器轴(5)与中间体(3)连接处设置有油封(15)和密封圈(16)，所述密封圈(16)设置于油封(15)与隔热垫片(23)之间，所述增压器轴(5)上套设有轴承(21)，所述轴承(21)一侧与中空容腔内侧壁相贴合，所述轴承(21)内部设置有导油槽(20)，所述输油管道(18)与导油槽(20)相连通，所述导油槽(20)包括有竖直段和圆弧段，且数量均设置有两个，两个所述竖直段关于轴承(21)的水平向中心轴线呈上下轴对称设置，两个所述圆弧段关于轴承(21)的水平向中心轴线呈左右轴对称设置。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠性增压器，其特征在于：所述中间体(3)两端均设置有插槽，所述压气机(1)以及涡轮机(2)一侧均对应设有插条，所述插条与插槽相配合，所述插条与插槽的连接处贯穿设有锁紧销孔(4)。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠性增压器，其特征在于：所述第一叶轮(6)和第二叶轮(7)均由轮毂和轮叶组成，所述轮叶倾斜设置于轮毂上，且第一叶轮(6)与第二叶轮(7)上的轮叶倾斜方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种高可靠性增压器，其特征在于：所述喷管(13)内侧设置有叶片(22)，所述叶片(22)数量设有多个，且多个叶片(22)均匀分布在喷管(13)内侧壁，相邻所述叶片(22)之间构成渐缩型流道。

5.一种高可靠性增压方法，其特征在于：包括如权利要求1所述的高可靠性增压器，还包括以下方法：

S1：压气机(1)旋转，空气经进气管(10)进入压气机(1)内部的第一叶轮(6)，并在离心力的作用下沿压气机(1)内的相邻轮叶之间形成的流道，从第一叶轮(6)的中心位置流向周边；

S2：空气则从旋转的第一叶轮(6)中获得能量，流速、压力和温度等均有较大的提高，然后进入无叶式的扩压管(11)中，空气流过扩压管(11)时减速增压；

S3：进行排气步骤，发动机排气经涡轮机蜗壳(12)引导进入含有叶片(22)的喷管(13)中，相邻叶片(22)之间构成渐缩型流道，使得排气经过喷管(13)时降压、降温、增速以及膨胀，排气的压力能转变为动能，进而推动第二叶轮(7)转动进行排气。