[发明专利]一种断桥隔热型涡轮增压器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种排气式涡轮增压器。

【背景技术】

排气式涡轮增压器是利用发动机排出的压力高温废气作为动力源，发动机排出的高温压力废气引入涡轮增压器中的涡轮机，利用废气所含有的能量推动涡轮机中的涡轮旋转，从而带动涡轮旋转，同时带动与之同轴的压气机叶轮转动，由压气机将吸入空气进行缩压后输送发动机的进气系统，向发动机气缸内充入高密度空气，增加气缸中的氧气含量，这样既能提高同型号发动机的输出功率，也能提高显著改善发动机的经济性，促使柴油充分燃烧，提高发动机的热效率，降低燃油消耗率，减少有害气体排放，降低噪声，因此，车用发动机和船用发动机都需要匹配涡轮增压器，增压供氧是发动机的发展方向。

目前普遍使用的排气式涡轮增压器，包括涡轮壳、涡轮、涡轮轴、中间体、滑动轴承、增压叶轮、压壳和挡热圈，涡轮和增压叶轮分别安装在涡轮轴的两端，涡轮位于涡轮壳中，增压叶轮位于压壳中，涡轮轴通过二只滑动轴承安装在中间体上，涡轮壳和压壳分别密封地固定安装在中间体的两侧，两只滑动轴承由带压润滑油进行润滑和冷却。根据涡轮增压器的增压原理可知，要提高涡轮轴的增压性能，转速越高越好，然而转速越高滑动轴承与涡轮轴之间的磨擦生热就会急剧增加，这将导致涡轮增压器的工作温度升高，工作温度过高输出压缩空气的温度也会同步升高，单位体积压缩空气中的氧气含量必然要降低，这会直接影响发动机气缸内燃料的充分燃烧，发动机的尾气排放会恶化，影响发动机的排放指标。同时，涡轮增压器工作温度的升高会大幅度降低润滑油粘度，会增加转动阻力。如何降低涡轮增压器的工作温度，尤其降低涡轮壳以外部分的温度是降低输出压缩空气温度的关键。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种断桥隔热型涡轮增压器。

本发明采取的技术方案是：

一种断桥隔热型涡轮增压器，包括涡轮壳、涡轮、涡轮轴、滑动轴承、中间体、扩压板、增压叶轮和压壳，涡轮和增压叶轮分别安装在涡轮轴的两端，涡轮位于涡轮壳中，增压叶轮位于压壳中，涡轮轴通过二只滑动轴承安装在中间体上，涡轮壳固定安装在中间体的左侧，扩压板的左侧与中间体密封地连接成一体，扩压板的右侧与压壳密封连接成一体，中间体上的润滑油路与两只滑动轴承相通连，其特征是：在涡轮壳与中间体之间设有断桥隔热结构。

进一步，所述断桥隔热结构由弹性隔热圈、隔热罩和止口压环组成，所述止口压环设置在固定环边与涡轮壳之间，弹性隔热圈设置在固定环边与中间体之间。

更进一步，所述隔热罩为带止口的环形罩，它由固定环边、筒体、环形罩板和主轴孔组成，固定环边设置在筒体的右端，环形罩板设置在筒体左端，主轴孔设置在环形罩板的中心位置，其孔径与涡轮轴的对应轴径相对应。

更进一步，止口压环由涡轮壳压合面、中间体压合面和隔热罩限位止口组成，隔热罩限位止口与固定环边相对应。

在本方案中，所述弹性隔热圈为石墨隔热圈，隔热罩由超级隔热材制成的异形件，止口压环为金属材料制成。

更进一步，将止口压环直接设计在涡轮壳的结合端面上。

更进一步，在涡轮壳与中间体的其它结合面均设有隔热垫。

进一步，所述断桥隔热结构由金属挡热罩体和隔热涂层组成，隔热涂层覆盖在金属挡热罩体所有外露表面，在涡轮壳与中间体的其它结合面均设有隔热垫。

由于在涡轮壳与中间体的结合处增设了断桥隔热结构，将断桥隔热结构设计成由弹性隔热圈、隔热罩和止口压环组成的分体组合结构，这样就在涡轮壳内高温气腔与中间体结合端面之间形成一道隔热层，这里是涡轮壳内高温气体向中间体传导热量的主要渠道，其中，弹性隔热圈既是隔热层又是端面密封件，隔热罩是隔热体，涡轮壳的高温气腔内的高温气体很难传递给中间体，从而有效地阻止了热量向中间体和压壳传递，止口压环既是涡轮壳与中间体之间的轴向限位件，也是隔热罩的轴向限位件，当涡轮壳与中间体固定连接后，止口压环在涡轮壳与中间体之间轴向受压，在此过程中，止口压环首先压迫弹性隔热圈在轴向变形密封，同时，带动隔热罩向弹性隔热圈靠拢贴合，使得隔热罩在轴向限位并带有微压，不会压碎或压裂，这是一种断桥隔热结构，既能实现涡轮壳与中间体结合处的隔热和密封，又便于加工和装配。

将断桥隔热结构设计成由金属挡热罩体和隔热涂层组成，隔热涂层覆盖在金属挡热罩体所有外露表面，虽然结构简单但效果不减。

这二种方案都能使涡轮壳与中间体之间产生断桥隔热效果。

若在涡轮壳与中间体的其它结合面增设隔热垫，就能更好地隔断涡轮壳与中间体之间热量传递通道，断桥隔热更彻底。

【附图说明】