可變工位渦輪增壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可變工位渦輪增壓器，可根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況人為操縱改變渦輪增壓器的工位，從而使渦輪增壓器更匹配發(fā)動機(jī)的工況，可變工位渦輪增壓器的變工位是由伺服電動機(jī)驅(qū)動，所以渦輪介入的程度是線性的，沒有渦輪突然介入時的頓挫感，在發(fā)動機(jī)低速運轉(zhuǎn)時渦輪可處于完全不工作工位，這就很大程度上減少了發(fā)動機(jī)排氣時的阻力，進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的性能，也延長了渦輪增壓器的壽命，當(dāng)渦輪增壓器達(dá)到壽命極限時，可以將渦輪增壓器的工位改為不工作工位，這樣并不影響發(fā)動機(jī)的配氣系統(tǒng)，可以與自然吸氣發(fā)動機(jī)相媲美，從而減少了渦輪增壓器的使用維護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)型更好。
【專利說明】
可變工位渦輪增壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車新【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，是一種新型的使發(fā)動機(jī)性能更加優(yōu)越的可變工位渦輪增壓器。

【背景技術(shù)】
[0002]氣渦輪增壓系統(tǒng)就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置，增壓器與發(fā)動機(jī)無任何機(jī)械聯(lián)系，實際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機(jī)功率及扭矩要增大20% — 30%。裝備了渦輪增壓發(fā)動機(jī)的汽車，不僅在動力和功率這些性能的數(shù)字表現(xiàn)上，遠(yuǎn)超于同排量的汽車產(chǎn)品，更在實際使用過程中能與排量上比自己大一個等級的汽車相匹敵。
[0003]目前，渦輪增壓技術(shù)其中最明顯的問題就是“響應(yīng)滯后”，即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩，即使經(jīng)過改良后的反應(yīng)時間也要1.7秒，使發(fā)動機(jī)延遲增加或減少輸出功率。這樣如果你急加速，就會感覺發(fā)動機(jī)使不上勁。再者，渦輪增壓器的工作環(huán)境比較惡劣，使渦輪增壓器的維修保養(yǎng)成本比較高。因此，解決這一類的問題顯得尤為必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可變工位渦輪增壓器，針對現(xiàn)有渦輪增壓器的單一工況，以及其滯后的缺點進(jìn)行創(chuàng)新性的改進(jìn)，以更好地提高發(fā)動機(jī)的加速性能，從而提高整車的動力性。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種可變工位渦輪增壓器，包括有渦輪機(jī)、轉(zhuǎn)軸和壓氣機(jī)，所述渦輪機(jī)上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸與壓氣機(jī)連接，所述渦輪機(jī)上設(shè)置有渦輪機(jī)工位一殼，所述渦輪機(jī)工位一殼上設(shè)置有導(dǎo)熱槽，所述渦輪機(jī)工位一殼的右側(cè)設(shè)置有渦輪機(jī)工位二殼，所述渦輪機(jī)工位二殼的兩側(cè)分別設(shè)置有廢氣進(jìn)氣管和廢氣排出管，所述壓氣機(jī)上設(shè)置有壓氣機(jī)工位二殼，所述壓氣機(jī)工位二殼的右側(cè)設(shè)置有空氣進(jìn)氣孔，左側(cè)設(shè)置有壓氣機(jī)工位一殼，所述壓氣機(jī)工位二殼上端設(shè)置有空氣出氣口，壓氣機(jī)工位一殼下設(shè)置有支撐底座，所述渦輪機(jī)工位二殼的右側(cè)和壓氣機(jī)工位一殼的右側(cè)分別設(shè)置有渦輪殼連接盤和壓氣機(jī)連接盤，所述渦輪殼連接盤和壓氣機(jī)工位一殼的中間設(shè)置有上蓋板和下蓋板包住轉(zhuǎn)軸。
[0006]進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述上蓋板上設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口和潤滑油進(jìn)油口，上蓋板的中部設(shè)置有轉(zhuǎn)軸槽，所述轉(zhuǎn)軸槽上設(shè)置有分油道，所述上蓋板端面上設(shè)置有冷卻水套。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述下蓋板與轉(zhuǎn)軸連接，連接處從左到右依次設(shè)置有封油環(huán)、分離軸承和全浮動軸承，所述下蓋板的兩端分別布置有全浮動軸承，所述轉(zhuǎn)軸上連接有分離桿，所述分離桿的伸出端設(shè)置有內(nèi)六角孔，所述分離桿的伸出端上連接有齒輪，所述上蓋板上設(shè)置有伺服電機(jī)與齒輪連接。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述下蓋板上設(shè)置有冷卻水出水口和潤滑油出油口，所述下蓋板的端面上還設(shè)置有冷卻水套。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:1.可根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況人為操縱改變渦輪增壓器的工位，從而使渦輪增壓器更匹配發(fā)動機(jī)的工況。2.可變工位渦輪增壓器的變工位是由伺服電動機(jī)驅(qū)動，所以渦輪介入的程度是線性的，沒有渦輪突然介入時的頓挫感。3.在發(fā)動機(jī)低速運轉(zhuǎn)時渦輪可處于完全不工作工位，這就很大程度上減少了發(fā)動機(jī)排氣時的阻力，進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的性能，也延長了渦輪增壓器的性能。4.當(dāng)渦輪增壓器達(dá)到壽命極限時，可以將渦輪增壓器的工位改為不工作工位，這樣并不影響發(fā)動機(jī)的配氣系統(tǒng)，可以與自然吸氣發(fā)動機(jī)相媲美，從而減少了渦輪增壓器的使用維護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)型更好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的軸測圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的渦輪機(jī)和壓氣機(jī)的示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的上蓋板的示意圖。
[0014]其中:1-渦輪機(jī)，2-轉(zhuǎn)軸，3-壓氣機(jī)，4-渦輪機(jī)工位一殼，5-導(dǎo)熱槽，6-渦輪機(jī)工位二殼，7-廢氣進(jìn)氣管，8-廢氣排出管，9-壓氣機(jī)工位二殼，10-空氣進(jìn)氣孔，11-壓氣機(jī)工位一殼，12-空氣出氣口，13-支撐底座，14-渦輪殼連接盤，15-壓氣機(jī)連接盤，16-上蓋板，17-下蓋板，18-冷卻水進(jìn)水口，19-潤滑油進(jìn)油口，20-轉(zhuǎn)軸槽，21-分油道，22-冷卻水套，23-封油環(huán),24-分尚軸承,25-全浮動軸承,26-分尚桿,27-內(nèi)六角孔,28-齒輪，29-伺服電機(jī)，30-冷卻水出水口，31-潤滑油出油口，32-壓氣殼連接螺母，33-壓氣殼連接螺栓，34-渦輪殼連接螺母，35-渦輪殼連接螺栓，36-螺栓，37-螺母。

【具體實施方式】
[0015]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，本實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0016]如圖1、2、3、4所示，本實施例提供了一種可變工位渦輪增壓，包括有渦輪機(jī)1、轉(zhuǎn)軸2和壓氣機(jī)3，所述渦輪機(jī)I上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸2與壓氣機(jī)3連接，所述渦輪機(jī)I上設(shè)置有渦輪機(jī)工位一殼4,所述潤輪機(jī)工位一殼4上設(shè)置有導(dǎo)熱槽5,所述潤輪機(jī)工位一殼4的右側(cè)設(shè)置有渦輪機(jī)工位二殼6，所述渦輪機(jī)工位二殼6的兩側(cè)分別設(shè)置有廢氣進(jìn)氣管7和廢氣排出管8，所述壓氣機(jī)3上設(shè)置有壓氣機(jī)工位二殼9，所述壓氣機(jī)工位二殼9的右側(cè)設(shè)置有空氣進(jìn)氣孔10，左側(cè)設(shè)置有壓氣機(jī)工位一殼11，所述壓氣機(jī)工位二殼9上端設(shè)置有空氣出氣口 12，壓氣機(jī)工位一殼11下設(shè)置有支撐底座13，所述渦輪機(jī)工位二殼6的右側(cè)和壓氣機(jī)工位一殼11的右側(cè)分別設(shè)置有渦輪殼連接盤14和壓氣機(jī)連接盤15，所述渦輪殼連接盤14和壓氣機(jī)工位一殼11的中間設(shè)置有上蓋板16和下蓋板17包住轉(zhuǎn)軸2。所述上蓋板16上設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口 18和潤滑油進(jìn)水口 19，上蓋板16的中部設(shè)置有轉(zhuǎn)軸槽20，所述轉(zhuǎn)軸槽20上設(shè)置有分油道21，所述上蓋板16端面上設(shè)置有冷卻水套22。所述下蓋板17與轉(zhuǎn)軸2連接，連接處從左到右依次設(shè)置有封油環(huán)23、分離軸承24和全浮動軸承25，所述下蓋板17的兩端分別布置有全浮動軸承25，所述轉(zhuǎn)軸2上連接有分離桿26，所述分離桿26的伸出端設(shè)置有內(nèi)六角孔27，所述分離桿26的伸出端上連接有齒輪28，所述上蓋板16上設(shè)置有伺服電機(jī)29與齒輪28連接。下蓋板17上設(shè)置有冷卻水出水口 29和潤滑油出油口 30，所述下蓋板17的端面上還設(shè)置有冷卻水套22。可變工位渦輪增壓器能根據(jù)發(fā)動機(jī)的瞬時工況，可以隨時讓渦輪介入，由于可利用伺服電機(jī)29帶動分離桿26使轉(zhuǎn)軸2軸向移動，所以渦輪介入的程度也是可調(diào)的。這樣就使渦輪增壓器的工作轉(zhuǎn)速范圍就會擴(kuò)大，在發(fā)動機(jī)低速運轉(zhuǎn)時，可以改變渦輪增壓器的工位，這樣克服了現(xiàn)有渦輪增壓器的低速阻礙排氣的效果，進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)的性能，也延長了渦輪增壓器的性能。并且當(dāng)渦輪增壓器達(dá)到壽命極限時，可以將渦輪增壓器的工位改為不工作工位，這樣并不影響發(fā)動機(jī)的配氣系統(tǒng)，可以與自然吸氣發(fā)動機(jī)相媲美。從而減少了渦輪增壓器的使用維修成本，經(jīng)濟(jì)型更好。將渦輪殼和壓氣機(jī)殼進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，使其就有不同的工位，分別為渦輪機(jī)的工位一和壓氣機(jī)工位一，潤輪機(jī)的工位二和壓氣機(jī)工位二。米用伺服電機(jī)29齒輪28傳動，從動齒輪28帶動分尚桿26使分離軸承24分離，由于伺服電機(jī)29可根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器感知發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，進(jìn)而可控制伺服電機(jī)29的轉(zhuǎn)速，使固連在同一根軸上的壓氣機(jī)3和渦輪機(jī)I能沿軸向移動，即可使渦輪增壓器處于不同工位。改變現(xiàn)有的渦輪增壓器的渦輪機(jī)I的設(shè)計，改變?nèi)~片的方向，使渦輪機(jī)I工作時廢氣能沿渦輪殼的切向流出，在軸向位置提供渦輪機(jī)I的工位二。在上蓋板16和下蓋板17中開出冷卻水進(jìn)出口和潤滑油進(jìn)出口，由于上下蓋板的尺寸足夠，將冷卻水管道和潤滑油管道一起布置其中，不僅使結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時也方便冷卻水和潤滑油的循環(huán)流動，帶走熱量。
[0017]本發(fā)明的可變工位渦輪增壓器的渦輪工位是現(xiàn)有的渦輪增壓器的兩倍，即渦輪機(jī)工位一殼4和壓氣機(jī)工位一殼11，潤輪機(jī)工位二殼6和壓氣機(jī)工位二殼9,由于軸向多出兩個工位殼，所以軸向尺寸比現(xiàn)有的渦輪增壓器要大，這樣不僅可提供不同的工位，且有利于渦輪增壓器的散熱，延長渦輪增壓器的壽命。壓氣機(jī)工位二殼9與壓氣機(jī)工位一殼11用壓氣殼連接螺母32和壓氣殼連接螺栓33連接，且沿徑向分六組陣列分布，這樣可方便壓氣機(jī)3從壓氣機(jī)工位二殼9中拆裝。同樣渦輪機(jī)工位二殼6與下蓋板17用渦輪殼連接螺母34和渦輪殼連接螺栓35連接，沿徑向分六組陣列分布，也方便渦輪機(jī)I從渦輪機(jī)工位一殼4中拆裝。在渦輪機(jī)工位二殼6上沿徑向開出廢氣排出管8，而不是在軸向開出廢氣排出管8，這樣可避免了發(fā)動機(jī)低速運轉(zhuǎn)渦輪機(jī)對排氣的阻礙。利用上蓋板16和下蓋板17采用螺栓36螺母37連接，這樣不僅可以方便可變工位渦輪增壓器的拆裝和維修，而且避免了整體鑄造的復(fù)雜性。在潤輪機(jī)工位一殼外圈開出導(dǎo)熱槽，這樣不僅可以加強(qiáng)潤輪機(jī)工位一殼的強(qiáng)度，而且可以利于其散熱。
[0018]如圖2所示渦輪殼連接盤14和下蓋板17以及壓氣機(jī)工位一殼11和壓氣機(jī)連接盤15是一體的，這樣設(shè)計可減少連接件的零件數(shù)量，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。為了實現(xiàn)渦輪增壓器的可變工位功能，采用伺服電機(jī)29帶動傳動齒輪28傳動，傳動齒輪28帶動分離桿26，進(jìn)而可使分離軸承24使轉(zhuǎn)軸2沿軸向移動，從而可實現(xiàn)不同的工位需求。由于渦輪增壓器的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速是相當(dāng)高的，所以，本發(fā)明實例采用的是全浮動軸承25，布置在下蓋板17兩端，一邊各一個，可以保證工作工況比較穩(wěn)定。在全浮動軸承25外端布置封油環(huán)23，起到密封氣體的密封潤滑油的作用。在上蓋板16和下蓋板17中開出冷卻水套22和潤滑油道,在潤滑油經(jīng)潤滑油進(jìn)水口 19進(jìn)入后，分三路分油道21分別對分離軸承24和兩端的全浮動軸承25進(jìn)行潤滑，并經(jīng)過下蓋板17的潤滑油出油口 31流回，往復(fù)循環(huán)。冷卻水經(jīng)過冷卻水進(jìn)水口 18進(jìn)入后，在上蓋板16和下蓋板17中的冷卻水套22進(jìn)行循環(huán)流動，對渦輪增壓器進(jìn)行冷卻。在分離桿26外端開出內(nèi)六角孔27，這是為了防止在渦輪增壓器達(dá)到壽命極限時，或是在伺服電機(jī)29出現(xiàn)故障時，為了節(jié)約維修保養(yǎng)成本，可以利用六角扳手手動將渦輪增壓器移動到工位一位置。這樣可以保證在出現(xiàn)故障時，提高了解決故障的效率。
[0019]如圖3所示，改變了現(xiàn)有渦輪增壓器的渦輪機(jī)的葉片結(jié)構(gòu)，采用直片式，可以保證廢氣經(jīng)廢氣進(jìn)氣管進(jìn)入后能沿渦輪機(jī)工位二殼6切向排出，滿足結(jié)構(gòu)和功能上的結(jié)構(gòu)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種可變工位渦輪增壓器，其特征在于:包括有渦輪機(jī)(I)、轉(zhuǎn)軸(2)和壓氣機(jī)(3)，所述渦輪機(jī)(I)上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸(2 )與壓氣機(jī)(3 )連接，所述渦輪機(jī)(I)上設(shè)置有渦輪機(jī)工位一殼(4),所述潤輪機(jī)工位一殼(4)上設(shè)置有導(dǎo)熱槽(5),所述潤輪機(jī)工位一殼(4)的右側(cè)設(shè)置有渦輪機(jī)工位二殼(6 )，所述渦輪機(jī)工位二殼(6 )的兩側(cè)分別設(shè)置有廢氣進(jìn)氣管(7 )和廢氣排出管(8 )，所述壓氣機(jī)(3 )上設(shè)置有壓氣機(jī)工位二殼(9 )，所述壓氣機(jī)工位二殼(9 )的右側(cè)設(shè)置有空氣進(jìn)氣孔(10)，左側(cè)設(shè)置有壓氣機(jī)工位一殼(11 )，所述壓氣機(jī)工位二殼(9)上端設(shè)置有空氣出氣口( 12)，壓氣機(jī)工位一殼(11)下設(shè)置有支撐底座(13)，所述渦輪機(jī)工位二殼(6)的右側(cè)和壓氣機(jī)工位一殼(11)的右側(cè)分別設(shè)置有潤輪殼連接盤(14)和壓氣機(jī)連接盤(15)，所述渦輪殼連接盤(14)和壓氣機(jī)工位一殼(11)的中間設(shè)置有上蓋板(16)和下蓋板(17)包住轉(zhuǎn)軸(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的可變工位渦輪增壓器，其特征在于:所述上蓋板(16)上設(shè)置有冷卻水進(jìn)水口( 18)和潤滑油進(jìn)油口( 19)，上蓋板(16)的中部設(shè)置有轉(zhuǎn)軸槽(20)，所述轉(zhuǎn)軸槽(20 )上設(shè)置有分油道(21)，所述上蓋板(16 )端面上設(shè)置有冷卻水套(22 )。
3.如權(quán)利要求1所述的可變工位渦輪增壓器，其特征在于:所述下蓋板(17)與轉(zhuǎn)軸(2)連接，連接處從左到右依次設(shè)置有封油環(huán)(23)、分離軸承(24)和全浮動軸承(25)，所述下蓋板(17)的兩端分別布置有全浮動軸承(25)，所述轉(zhuǎn)軸(2)上連接有分離桿(26)，所述分離桿(26)的伸出端設(shè)置有內(nèi)六角孔(27)，所述分離桿(26)的伸出端上連接有齒輪(28)，所述上蓋板(16)上設(shè)置有伺服電機(jī)(29)與齒輪(28)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的可變工位渦輪增壓器，其特征在于:所述下蓋板(17)上設(shè)置有冷卻水出水口(30)和潤滑油出油口(31)，所述下蓋板(17)的端面上還設(shè)置有冷卻水套(22)。
【文檔編號】F02B37/12GK104314669SQ201410482432
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】時培成, 程磊, 李文江, 奚琳, 李震, 高洪, 肖平, 李仁軍, 漆小敏 申請人:安徽工程大學(xué)