[发明专利]小型汽油机涡轮增压器涡轮转子

说明书

技术领域

本发明属于涡轮增压器领域，具体是一种小型汽油机涡轮增压器涡轮转子。 

背景技术

轮增压器技术通过涡轮增压提高进气密度，可以全面改善发动机的动力性、经济性以及排放指标等综合性能，给发动机注入强劲动力，被誉为内燃机发展史上的第二个里程碑。 

涡轮增压器涡轮端与排气管联结，涡轮通过转轴与压缩机叶轮相连。压缩机能够把从进气管的空气压缩至发动机汽缸中。发动机工作时气缸排出的废气对涡轮做功，推动叶片进行旋转，进而带动压缩机旋转，向汽缸中供气。涡轮端工作效率越高，压缩机向发动机汽缸的供气也越多,发动机汽缸中进气量的提高，能提高燃油的燃烧率和尾气排放的清洁度。因此，涡轮的工作效率直接影响整个增压器的性能。 

目前，涡轮增压技术正向两个方面发展：一是向小功率汽油机方向发展；二是向高增压和超高增压方向发展。涡轮转子是增压器的做功部件，其效率的高低、性能的好坏、工作的可靠性直接影响了增压器的性能。随着涡轮增压技术向中小功率内燃机方向的发展,对涡轮转子的结构设计、性能及强度的要求愈来愈高。 

涡轮转子由涡轮叶轮和和转轴组成，涡轮和轴通过摩擦焊联结在一起，之后再进行精加工。通常结构的涡轮转子，涡轮和转轴的焊接接头处是实心的。 

发明内容

本发明要解决的问题是涡轮和转轴焊接接头实心导致导热率高的缺点，提 出一种小型汽油机涡轮增压器涡轮转子。 

本发明提供了如下技术方案： 

小型汽油机涡轮增压器涡轮转子，它包括涡轮与转轴，涡轮内设有涡轮叶片，所述的涡轮与转轴连接处设有中空的空腔；所述的转轴的轴颈处设有缩径段，该缩径段与轴承内壁面形成贮油腔；转轴的涡轮连接端的周面上设有甩油槽。 

所述的涡轮叶片包括进气边与出气边，进气边与涡轮端面的夹角α为51°，所述的出气边与涡轮端面的夹角β为10°。 

所述的涡轮叶片为斜流式涡轮叶片。 

所述的涡轮端面上设有去重带。 

本发明的优点是导热率大大降低，工作过程中，传导至机芯浮动轴承处的热量也大大降低，提高了轴承的使用寿命，提高了机芯工作的稳定性和可靠性。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图； 

图2为涡轮与转轴连接的局部剖视图； 

图3为涡轮叶片的结构示意图。 

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，小型汽油机涡轮增压器涡轮转子，它包括涡轮1、转轴2以及涡轮叶片5，转轴2连接涡轮1与压轮，转轴2外设有轴承4，涡轮1内设有涡轮叶片5，所述的涡轮1与转轴4连接处设有中空的空腔3；所述的转轴2的轴颈处设有缩径段，该缩径段与轴承内壁面形成贮油腔6；转轴2的涡轮连接端的周面上设有甩油槽7。 

在涡轮转子装浮动轴承的轴颈上，开一条槽作为贮油腔6，槽尺寸为18.1， φ4。采用这种结构的优势在于：1）涡轮转子与整体式浮动轴承配合工作时，能够在轴的中间部位形成一个贮油槽，有利于转子的润滑；2）转子轴与浮动轴承的接触面积相比改型前减小了，实验证明这种结构的增压器的振动更小；3）由于整个转子的质量减小了，其质心的旋转离心力相比改型前更小，有利于整机的VSR动平衡。 

涡轮的密封环采用活塞式密封环，密封环的材质采用耐热钢AISI/SAE M2，涡轮轴密封处采用双槽的结构设计，左端的槽设计成甩油槽的形式，采用这种结构的优势在于：1）活塞式密封环提高了涡端的密封性能和密封的可靠性；2）采用的耐热钢成功的解决了涡轮端密封的耐热性问题；3）采用甩油槽的结构后，涡轮转子在高速旋转时，润滑油在惯性离心力的作用下，会顺着60°的斜面被甩到左端的油腔内，减少了流向密封环处的油量，提高了涡端的密封性。 

其中，涡轮叶片5包括进气边5a与出气边5b，进气边与涡轮端面的夹角α为51°，所述的出气边5a与涡轮端面的夹角β为10°，涡轮叶轮的出气边设计成10°的斜角。通常结构的涡轮的出气边为直边形式，工作过程中，高速高压的发动机废气在涡轮流道内向左端流动时，在出气口瞬间摆脱涡轮叶片的束缚，会引起啸叫，产生较大的噪音。在改型的结构中，将其出气边设计成10°的斜角形式，气体在向左端流动过程中，首先从初始的出气口摆脱束缚，然后平稳地过度到最终出气口摆脱束缚，气流就有所缓冲地从增压器中排放到排气管中，从而降低啸叫，较少了噪音。