專利名稱：一種輕質(zhì)鈦合金渦輪增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是增壓器，具體的是渦輪及輪軸采用輕質(zhì)鈦合金制成， 在高溫高壓及環(huán)境惡劣條件下仍能穩(wěn)定工作的一種高效能的渦輪增壓器。
背景技術(shù)：
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的發(fā)展和提高，相應(yīng)的也使與發(fā) 動(dòng)機(jī)相配套使用的增壓器也不斷的更新和得以較快的發(fā)展。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣 增壓是較為成熟的技術(shù)，增壓器的品種也是多種多樣，然而在具體的環(huán)境和使 用的條件下，有時(shí)增壓器不能穩(wěn)定可靠的工作，以致不能處在最佳的工作狀態(tài)， 常顯現(xiàn)出輸出功率和所需進(jìn)氣流量的壓比不能同步，有時(shí)為了滿足低速狀態(tài)的 壓比流量要求不得不通過加大供油和加大排量增加增壓器的轉(zhuǎn)速，用以提高進(jìn) 氣量和進(jìn)氣壓力，然而因渦輪轉(zhuǎn)量和材質(zhì)的局限，要想增速也不是輕而易舉的
事，再加上增壓器渦輪的工作溫度可達(dá)500—950度，這又不是一般材料所能承 受的。
通用的增壓器渦輪重量大，造成啟動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量大，從而帶來一系列問 題，諸如低速效率低，提高轉(zhuǎn)數(shù)困難等。人們想方設(shè)法用其它材質(zhì)來制作渦輪， 從而消除通用的增壓器所存在的缺欠和不足，但是，采用輕質(zhì)鈦合金制作渦輪 勢(shì)必與原來的重量大不相同，倘若仍使用原有的輪軸肯定不相匹配，涉及兩端 平衡點(diǎn)的變化和摩擦阻力的變化問題，因此，對(duì)軸系要做充分計(jì)算和軸的力矩 的計(jì)算，
目前采用輕質(zhì)鈦合金制作的渦輪在國(guó)外工作剛剛有點(diǎn)眉目，國(guó)內(nèi)在應(yīng)用上 有的雖然提出但還沒有實(shí)施和解決相關(guān)的一些技術(shù)問題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的為了解決目前為改善渦輪增壓器存在不足而擬采用新型 材質(zhì)制作渦輪時(shí)會(huì)出現(xiàn)輪軸與渦輪不相匹配的問題，而提供效率高，渦輪采用 輕質(zhì)鈦合金制作解決了低速響應(yīng)快及渦輪與輪軸相匹配的技術(shù)問題，具有重量 輕、慣量小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)的一種輕質(zhì)鈦合金渦輪增壓器。
采用的技術(shù)方案是
一種輕質(zhì)鈦合金渦輪增壓器，包括渦輪機(jī)、中間體、壓氣機(jī)；
3所述的渦輪機(jī)包括渦殼、渦輪、輪軸；渦輪焊接在輪軸的前端上，通過焊 接連接成一體，在渦輪的后部設(shè)置一隔熱板，隔熱板位于渦輪與中間體之間；
所述的中間體與渦殼通過螺栓固定連接，輪軸的中間部位位于中間體內(nèi)， 輪軸中間部位設(shè)置有兩個(gè)浮動(dòng)軸承，兩個(gè)浮動(dòng)軸承位于中間體的兩端，并鑲嵌 在中間體的軸承座孔內(nèi)，輪軸的中部裝設(shè)一止推軸承，止推軸承位于中間體的 后部的止推軸承座孔中；
所述的壓氣機(jī)包括機(jī)殼、葉輪和后板；機(jī)殼和后板通過螺絲緊固連接，后 板和中間體通過螺絲緊固連接，葉輪套設(shè)在輪軸的后端并通過螺絲緊固連接； 其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是
所述的渦輪與葉片采用輕質(zhì)鈦合金制作，輕質(zhì)鈦合金為TiAl基合金定型材
料；
所述輕質(zhì)鈦合金渦輪由于渦輪重量的變化，重新設(shè)計(jì)軸徑、軸距，減少摩 擦和提高輪軸的柔性；因此在輪軸中部設(shè)置一柔性摩擦阻力點(diǎn)。 上述柔性摩擦阻力點(diǎn)為一環(huán)形凹槽。 工作原理及特點(diǎn)
本實(shí)用新型渦輪增壓器在結(jié)構(gòu)、原理上與通用的渦輪增壓器大體相同，最 大不同點(diǎn)是本渦輪增壓器渦輪及葉片選用高彈性模量，良好的高溫強(qiáng)度、抗 蠕變和抗氧化的輕質(zhì)鈦合金制作。因輕質(zhì)鈦合金渦輪的重量減少到1/3，從而渦 輪的慣量大大地降低，要使輪軸與渦輪能恰如其分的匹配運(yùn)作，事先在輪軸的 中部設(shè)計(jì)計(jì)算出柔性摩擦阻力點(diǎn)，輪軸與渦輪良好的匹配，提高了增壓器的整 體技術(shù)性能，有效地節(jié)約了能源，同時(shí)使設(shè)備始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，也提 高了使用壽命。大大地減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣在渦殼流道中的阻力，增加了氣體 的流通量，使噴射在渦輪機(jī)葉片上的力大大增加，使增壓器隨發(fā)動(dòng)機(jī)的排量變 化壓氣機(jī)隨之快速響應(yīng)，從而大大地提高了增壓器效率。
本渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)是
l選用了重量輕，具有良好的高溫強(qiáng)度、塑性、抗蠕變和抗氧化特性的高質(zhì) 量的輕質(zhì)鈦合金加工制作成渦輪，針對(duì)渦輪重量的變化而重新對(duì)輪軸進(jìn)行設(shè)計(jì) 計(jì)算軸徑和軸矩，設(shè)定柔性摩擦阻力點(diǎn)，整機(jī)具有低速性能響應(yīng)快，慣量小， 壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
2、新材質(zhì)制作的渦輪及與其匹配的輪軸精度高，采用了先進(jìn)的加工設(shè)備和 精密的檢測(cè)手段保證了零部件的加工高精度。增強(qiáng)了動(dòng)平衡精度，保證了增壓 器在高溫高壓環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，整機(jī)效率達(dá)到80%。3、增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并且具有節(jié)能，減少?gòu)U氣中有害物質(zhì)排放的優(yōu)點(diǎn)。 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、富有創(chuàng)意、低速性能響應(yīng)快，慣量小，壽命 長(zhǎng)等普通增壓器所不具備的優(yōu)點(diǎn)。提高了整機(jī)的效率，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的排 放，實(shí)用性較強(qiáng)，取代了進(jìn)口增壓器。整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少，成本低廉，性 能穩(wěn)定、可靠，維修方便，本實(shí)用新型適宜與發(fā)動(dòng)機(jī)配套使用。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的渦輪與軸總成結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2的A—A剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
一種輕質(zhì)鈦合金渦輪增壓器，包括渦輪機(jī)、中間體4、壓氣機(jī)。 渦輪機(jī)包括渦殼l、渦輪2、輪軸13、；渦輪2與輪軸13采用輕質(zhì)鈦合金制 作，輕質(zhì)鈦合金為TiAl基合金定型材料。渦輪2焊接在輪軸13的前端上，通過 焊接連接成一體，輕質(zhì)鈦合金渦輪2由于重量的變化，還要使輪軸13與渦輪2 能恰如其分的匹配運(yùn)作，需要重新設(shè)計(jì)軸徑、軸距，減少摩擦和提高輪軸的柔 性;因此在輪軸13中部設(shè)置一柔性摩擦阻力點(diǎn)14，柔性摩擦阻力點(diǎn)14是在輪 軸13的中部設(shè)置有環(huán)形凹槽；在渦輪2的后部設(shè)置一隔熱板3，隔熱板3位于 渦輪2與中間體4之間，中間體4與渦殼1通過螺絲固定連接，輪軸13的中間 部位位于中間體4內(nèi)，輪軸13的中間部位設(shè)置有兩個(gè)浮動(dòng)軸承6，兩個(gè)浮動(dòng)軸 承6位于中間體4的兩端，并鑲嵌在中間體4的軸承座孔5內(nèi)，輪軸13的中部 裝設(shè)一止推軸承12，止推軸承12位于中間體4的后部的止推軸承座孔9中；止 推軸承12與止推環(huán)7相抵頂。
壓氣機(jī)包括機(jī)殼8、葉輪15和后板10;機(jī)殼8和后板10通過螺絲緊固連 接，后板10和中間體4通過螺絲緊固連接，葉輪15套設(shè)在輪軸13的后端上通 過螺絲緊固連接；葉輪15位于機(jī)殼8的內(nèi)部中心處；在后板10和葉輪15之間 設(shè)置有密封環(huán)支撐11，密封環(huán)支撐11的頂端設(shè)置有密封環(huán)。
權(quán)利要求1、一種輕質(zhì)鈦合金渦輪增壓器包括渦輪機(jī)、中間體(4)、壓氣機(jī)；所述的渦輪機(jī)包括渦殼(1)、渦輪(2)、輪軸(13)；渦輪(2)焊裝在輪軸(13)的前端上，通過焊接連接成一體，在渦輪(2)的后部設(shè)置一隔熱板(3)，隔熱板(3)位于渦輪(2)與中間體(4)之間；所述的中間體(4)與渦殼(1)通過螺栓固定連接，輪軸(13)的中間部位位于中間體(4)內(nèi)，輪軸(13)的中間部位設(shè)置有兩個(gè)浮動(dòng)軸承(6)，兩個(gè)浮動(dòng)軸承(6)位于中間體(4)的兩端，并鑲嵌在中間體(4)的軸承座孔(5)內(nèi)，輪軸(13)的中部裝設(shè)一止推軸承(12)，止推軸承(12)位于中間體(4)的后部的止推軸承座孔(9)中；所述的壓氣包括機(jī)殼(8)、葉輪(15)和后板；機(jī)殼(8)和后板通過螺絲緊固連接，后板和中間體(4)通過螺栓緊固連接，葉輪(15)套設(shè)在輪軸(13)的后端并通過螺絲緊固連接；其特征在于所述的渦輪(2)與輪軸(13)采用輕質(zhì)鈦合金制作；所述的輪軸(13)的中部設(shè)置一柔性摩擦阻力點(diǎn)(14)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)鈦合金渦輪增壓器，其特征在于上述 柔性摩擦阻力點(diǎn)(14)為一環(huán)形凹槽。
專利摘要一種輕質(zhì)鈦合金渦輪增壓器包括渦輪機(jī)、中間體、壓氣機(jī)；渦殼采用輕質(zhì)鈦合金制作，渦輪焊接在輪軸的前端上，因渦輪重量的變化，且輪軸與渦輪仍能正常匹配運(yùn)作，需重新設(shè)計(jì)軸徑、軸距，減少摩擦和提高輪軸的柔性；在輪軸中部設(shè)置一柔性摩擦阻力點(diǎn)；中間體與渦殼通過螺栓固定連接，輪軸中間部位設(shè)置有兩個(gè)浮動(dòng)軸承，兩個(gè)浮動(dòng)軸承位于中間體的兩端，并鑲嵌在中間體的軸承座孔內(nèi)，壓氣機(jī)殼和中間體通過螺栓緊固連接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)科學(xué)，輪軸恰到好處地設(shè)有柔性摩擦阻力點(diǎn)，具有低速性能響應(yīng)快，慣量小，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。整機(jī)效率高，實(shí)用性較強(qiáng)，取代了進(jìn)口增壓器。整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少，成本低廉，性能穩(wěn)定，維修方便，本實(shí)用新型適宜與發(fā)動(dòng)機(jī)配套使用。
文檔編號(hào)F02C6/12GK201236724SQ200820014069
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者劉天成 申請(qǐng)人:鳳城太平洋神龍?jiān)鰤浩饔邢薰?br>