一種增壓內(nèi)燃機壓氣機葉片冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種內(nèi)燃機，具體地說是內(nèi)燃機增壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]離心壓氣機中的葉輪是旋轉(zhuǎn)部件，在工作時會承受多種載荷。尤其是在高壓比工況下，葉輪葉片的溫度會超過200°C，使得鋁制的壓氣機葉片極易發(fā)生變形，對與擴壓器葉片也會由于工質(zhì)溫度過高而導(dǎo)致葉片變形。葉片發(fā)生變形后，會嚴重惡化壓氣機的性能，縮小壓氣機的穩(wěn)定運行范圍，使壓氣機易于出現(xiàn)失速和喘振等問題。
[0003]目前，關(guān)于渦輪增壓器冷卻方面的研究已有不少，如申請?zhí)枴?01220235507.1”的“帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器水冷渦輪箱”專利，通過渦輪箱外圍設(shè)置水冷通道來降低整個增壓器的溫度，實現(xiàn)渦輪增壓器的冷卻；申請?zhí)枮椤?01210587889.9”的“發(fā)動機渦輪增壓器與水栗集成裝置”專利，通過渦輪機葉輪帶動同軸的水栗運轉(zhuǎn)，對轉(zhuǎn)動軸、壓氣機以及渦輪機進行冷卻。再如申請?zhí)枮椤?01010289943”的“水冷壓氣機渦殼”專利，在壓氣機渦殼上設(shè)置冷卻通道和散熱板，通過發(fā)動機循環(huán)水來實現(xiàn)對隨壓縮新鮮空氣的冷卻。所述專利通過不同的結(jié)構(gòu)改進，均能實現(xiàn)對渦輪增壓器的冷卻，尤其是降低渦輪機端或軸承的熱負荷，冷卻進氣，但是對壓氣機葉輪以及擴壓器的冷卻還較少。目前針對壓氣機葉輪及擴壓器的冷卻的報道僅為在申專利號為201410653182.2，其采用了液體作為冷卻介質(zhì)，通過對輪盤冷卻進而冷卻葉片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供采用柴油機中冷器后的低溫空氣作為冷卻介質(zhì)，在壓氣機機匣出開孔噴入到壓氣機內(nèi)部，對葉輪葉片和擴壓器葉片直接冷卻的一種增壓內(nèi)燃機壓氣機葉片冷卻裝置。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型一種增壓內(nèi)燃機壓氣機葉片冷卻裝置，包括內(nèi)燃機、渦輪、壓氣機、排氣管、進氣管、中冷器，渦輪與壓氣機同軸，渦輪安裝在排氣管上，壓氣機安裝在進氣管上，中冷器安裝在壓氣機出口后的進氣管上，其特征是:中冷器出口后的進氣管上引出總冷卻氣管，總冷卻氣管上設(shè)置電磁閥，總冷卻氣管在電磁閥后方分成第一-第三分冷卻管，第一分冷卻管包括相連通的直管和環(huán)管，第二分冷卻管和第三分冷卻管的結(jié)構(gòu)與第一分冷卻管的結(jié)構(gòu)相同，第一-第三分冷卻管的直管并列布置，第一-第三分冷卻管的環(huán)管按照從內(nèi)到外的方式設(shè)置在壓氣機機匣外部，第一-第三分冷卻管的直管均連接總冷卻氣管，第一-第三分冷卻管的環(huán)管上沿周向均設(shè)置有冷卻孔管，冷卻孔管伸入至壓氣機機匣內(nèi)部并與壓氣機機匣壁相固定。
[0007]本實用新型還可以包括:
[0008]1、第一分冷卻管上安裝第一調(diào)壓閥和第一壓力傳感器，第二分冷卻管上安裝第二調(diào)壓閥和第二壓力傳感器，第三分冷卻管上安裝第三調(diào)壓閥和第三壓力傳感器。
[0009]本實用新型的優(yōu)勢在于:本實用新型利用柴油機進氣管與壓氣機機匣處的壓力差，把一小部分中冷后的低溫氣體重新引入壓氣機中，降低在壓氣機葉片葉尖處及擴壓器葉片前緣處等位置的溫度，提高壓氣機葉片的可靠性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實用新型壓氣機處側(cè)視圖；
[0012]圖3為本實用新型壓氣機處俯視圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
[0014]結(jié)合圖1?3，增壓柴油機I上裝有增壓器，排氣管2與渦輪4相連，進氣管3與壓氣機5相連，在進氣管3上裝有中冷器7。在中冷器7出口后的進氣管3上引出一根總冷卻氣管10連接回壓氣機5上，通過總冷卻氣管10向壓氣機提供冷卻氣流。在總冷卻氣管10上裝有電磁閥8，在電磁閥8后總冷卻氣管10分成三根分管，分別為分冷卻管I 901、分冷卻管II 902和分冷卻管III 903，三根氣管上分別裝有調(diào)壓閥I 801、調(diào)壓閥II 802、調(diào)壓閥803以及壓力傳感器I 601、壓力傳感器II 602、壓力傳感器III 603。
[0015]本裝置的結(jié)構(gòu)特征為在原有的增壓柴油機上添加了以下結(jié)構(gòu):總冷卻氣管10、電磁閥8、分冷卻管I 901、分冷卻管II 902、分冷卻管III 903、調(diào)壓閥I 801、調(diào)壓閥II 802、調(diào)壓閥803、壓力傳感器I 601、壓力傳感器II 602、壓力傳感器III 603、冷卻孔I 911、冷卻孔II 912和冷卻孔III 913。
[0016]分冷卻管I 901、分冷卻管II 902和分冷卻管III 903分別通過冷卻孔I 911、冷卻孔II 912和冷卻孔III 913連接到壓氣機機匣11處。冷卻孔I 911安裝在葉輪葉片13出口前，冷卻孔II 912安裝在葉輪葉片13出口處，冷卻孔III 913安裝在擴壓器葉片12前緣。本實用新型中設(shè)計裝有三根氣管，其安裝位置為冷卻孔I 911安裝在距葉輪旋轉(zhuǎn)軸95% R(葉輪直徑)的機匣上，冷卻孔II 912安裝在距葉輪旋轉(zhuǎn)軸100% R的機匣上，冷卻孔III 913安裝在距葉輪旋轉(zhuǎn)軸103% R的機匣上。工程技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對冷卻管數(shù)量和安裝位置進行調(diào)整。
[0017]三根氣管上的冷卻孔與機匣11的安裝角度，與需要進行葉片冷卻的增壓器工況相關(guān)。技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況確定安裝角度。本實用新型中的安裝角度的確定方法為:
(I)首先確定進行葉片冷卻的壓氣機工況(即壓氣機的轉(zhuǎn)速、壓比)；(2)確定冷卻孔出口處，進行葉片冷卻的壓氣機工況下最高效率點時對應(yīng)的氣流角α ; (3)此時，冷卻孔的安裝角度為氣流角α。本實用新型中壓氣機壓比大于3時為冷卻工況，氣流角都為68°。
[0018]電磁閥8為任意可以控制開關(guān)閥的電磁閥，電磁閥8控制葉片冷卻過程的開始與結(jié)束。調(diào)壓閥I 801、調(diào)壓閥II 802和調(diào)壓閥803為電磁調(diào)節(jié)閥，通過輸入信號調(diào)節(jié)閥后的氣體壓力，并且在冷卻過程結(jié)束后調(diào)壓閥可以完全關(guān)閉，防止三個分冷卻管間由于壓力差產(chǎn)生氣體流動。
[0019]本實用新型可以用于任意的增壓內(nèi)燃機包括增壓柴油機和增壓汽油機，同時該裝置亦可以應(yīng)用于車用內(nèi)燃機以及船用內(nèi)燃機。
[0020]本裝置的安裝方式為:增壓內(nèi)燃機I上有排氣管2和進氣管3，排氣管2上裝有渦輪4，進氣管3上裝有壓氣機5 ;在壓氣機5出口處的進氣管3上裝有中冷器7，在中冷器7出口后的進氣管3上引出一根總冷卻氣管10連接回壓氣機5機匣11上，通過總冷卻氣管10向壓氣機提供冷卻氣流。在總冷卻氣管10上裝有電磁閥8，在電磁閥8后總冷卻氣管10分成三根分管，分別為分冷卻管I 901、分冷卻管II 902和分冷卻管III903，三根氣管上分別裝有調(diào)壓閥I 801、調(diào)壓閥II 802、調(diào)壓閥803以及壓力傳感器I