本發(fā)明涉及渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用可磨耗涂層進(jìn)行葉頂間隙控制的渦輪增壓器。

背景技術(shù)：

近年來隨著排放標(biāo)準(zhǔn)升級，發(fā)動機(jī)小型化已成為一種發(fā)展趨勢，為了提高發(fā)動機(jī)的升功率，最為有效的方法是匹配廢氣渦輪增壓器。廢氣渦輪增壓器綜合性能的優(yōu)劣直接影響了發(fā)動機(jī)的整體性能，尤其是車用發(fā)動機(jī)更加注重低速大扭矩及良好的燃油經(jīng)濟(jì)性能，這對增壓器性能提升提出了更為嚴(yán)格的需求。

目前，除了對增壓器壓氣機(jī)和渦輪機(jī)流通元件進(jìn)行流體動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計來提升增壓器性能外，還可以通過調(diào)整葉輪與壓殼之間的葉頂間隙、渦輪與渦殼之間的葉頂間隙來提升增壓器性能，但是由于增壓器屬于高速旋轉(zhuǎn)件，在增壓器處于快速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時，增壓器渦輪轉(zhuǎn)軸會產(chǎn)生徑向和軸向跳動，而該跳動的幅度因增壓器而異，很難獲取確定的值，因此設(shè)計工程師在設(shè)計增壓器間隙時，會分別在葉輪與壓殼之間、渦輪與渦殼之間設(shè)置一定量安全裕度的間隙值，以保證增壓器在旋轉(zhuǎn)過程中不會因為振動而與殼體發(fā)生刮擦從而發(fā)生可靠性故障，但由于間隙裕度的存在，降低了增壓器的整體效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的渦輪增壓器設(shè)計時，單純采用降低葉頂間隙(葉頂間隙指的是葉輪葉片外緣與壓殼內(nèi)腔壁之間的間隙，及渦輪葉片外緣與渦殼內(nèi)腔壁之間的間隙)提升增壓器整體性能時不能兼顧增壓器可靠性的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：采用可磨耗涂層進(jìn)行葉頂間隙控制的渦輪增壓器，包括葉輪、渦輪、主軸、軸承體、渦殼、背盤及壓殼；

葉輪和渦輪分別安裝在主軸的兩端；軸承體安裝在主軸中部；渦殼安裝在軸承體的一端并將渦輪容納在其內(nèi)腔中，背盤安裝在軸承體的另一端；壓殼安裝在背盤上并將葉輪容納在其內(nèi)腔中；

渦殼內(nèi)腔壁上設(shè)有可磨耗涂層a，可磨耗涂層a設(shè)在渦殼與渦輪的配合間隙區(qū)域內(nèi)；壓殼內(nèi)腔壁上設(shè)有可磨耗涂層b，可磨耗涂層b設(shè)在壓殼與葉輪的配合間隙區(qū)域內(nèi)。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：可磨耗涂層a與渦殼內(nèi)腔壁之間通過金屬過渡層a連接；可磨耗涂層b直接與壓殼內(nèi)腔壁連接。

本發(fā)明再進(jìn)一步的技術(shù)方案是：金屬過渡層a與可磨耗涂層a的厚度比為1：2-4；

本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：可磨耗涂層a與金屬過渡層a共同填充渦殼與渦輪的配合間隙區(qū)域，總填充厚度與配合間隙比為60%~90%；可磨耗涂層b填充壓殼與葉輪的配合間隙區(qū)域，填充厚度與配合間隙比為60%~90%。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

在渦輪與渦殼、葉輪與壓殼間隙區(qū)域內(nèi)分別噴涂一定厚度的可磨耗性涂層，增壓器旋轉(zhuǎn)會自動形成一個比較理想的間隙值，而不需要人工進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，該自動形成的間隙值為保證增壓器可靠性前提下渦輪與渦殼、葉輪與壓殼之間所能控制的最小間隙值，從而實現(xiàn)增壓器葉頂間隙密封，降低葉頂間隙區(qū)域內(nèi)流體的泄漏損失，提高渦輪增壓器整體效率。

以下結(jié)合圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a部放大圖；

圖3為圖1的b部放大圖。

具體實施方式

實施例1：

如圖1-3所示，采用可磨耗涂層進(jìn)行葉頂間隙控制的渦輪增壓器，包括葉輪1、渦輪2、主軸3、軸承體4、渦殼5、背盤6、壓殼7。

葉輪1和渦輪2分別安裝在主軸3的兩端。軸承體4安裝在主軸3中部。渦殼5安裝在軸承體4的一端并將渦輪2容納在其內(nèi)腔中，背盤6安裝在軸承體4的另一端。壓殼7安裝在背盤6上并將葉輪1容納在其內(nèi)腔中。渦殼5內(nèi)腔壁上設(shè)有可磨耗涂層a51，可磨耗涂層a51設(shè)在渦殼5與渦輪2的配合間隙區(qū)域內(nèi)。壓殼7內(nèi)腔壁上設(shè)有可磨耗涂層b71，可磨耗涂層b71設(shè)在壓殼7與葉輪1的配合間隙區(qū)域內(nèi)。

優(yōu)選，可磨耗涂層a51與渦殼5內(nèi)腔壁之間通過金屬過渡層a52連接；金屬過渡層a的設(shè)置可提升可磨耗涂層a的粘接牢固度。

優(yōu)選，金屬過渡層a52與可磨耗涂層a51的厚度比為1：2-4；

優(yōu)選，可磨耗涂層a51與可磨耗涂層b71的材質(zhì)均為乙烯三氟氯乙烯共聚物，兩者的硬度分別低于渦輪5和葉輪1的硬度。金屬過渡層a52材質(zhì)為nicralysi/h-bn粉末。

優(yōu)選，可磨耗涂層a51與金屬過渡層a52共同填充渦殼5與渦輪2的配合間隙區(qū)域，總填充厚度(總填充厚度指的是可磨耗涂層a51與金屬過渡層a52的厚度之和)與配合間隙比為60%~90%；可磨耗涂層b71填充壓殼7與葉輪1的配合間隙區(qū)域，填充厚度與配合間隙比為60%~90%。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
采用可磨耗涂層進(jìn)行葉頂間隙控制的渦輪增壓器，包括葉輪、渦輪、主軸、軸承體、渦殼、背盤及壓殼；渦殼內(nèi)腔壁上設(shè)有可磨耗涂層A，可磨耗涂層A設(shè)在渦殼與渦輪的配合間隙區(qū)域內(nèi)；壓殼內(nèi)腔壁上設(shè)有可磨耗涂層B，可磨耗涂層B設(shè)在壓殼與葉輪的配合間隙區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明在渦輪與渦殼、葉輪與壓殼間隙區(qū)域內(nèi)分別噴涂一定厚度的可磨耗性涂層，增壓器旋轉(zhuǎn)會自動形成一個比較理想的間隙值，而不需要人工進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，該自動形成的間隙值為保證增壓器可靠性前提下渦輪與渦殼、葉輪與壓殼之間所能控制的最小間隙值，從而實現(xiàn)增壓器葉頂間隙密封，降低葉頂間隙區(qū)域內(nèi)流體的泄漏損失，提高渦輪增壓器整體效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李慶斌;肖清;曹剛;楊迪;閆海東;趙佳;周成堯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.25
技術(shù)公布日：2017.11.07