[实用新型]一种涡轮增压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械设备技术领域，特别是涉及一种涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

首先说说涡轮增压器的大概结构原理，废气涡轮增压器主要由泵轮和涡轮组成，当然还有其他一些控制元件。泵轮和涡轮由一根轴相连，也就是转子，发动机排出的废气驱动泵轮，泵轮带动涡轮旋转，涡轮转动后给进气系统增压。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得常见的机械滚针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。以前，涡轮增压器大都用在柴油发动机上，因为汽油和柴油的燃烧方式不一样，因此发动机采用涡轮增压器的形式也有所区别。汽油发动机不同于柴油发动机，它进入气缸的不是空气，而是汽油与空气的混合气，压力过大容易爆燃。因此，安装涡轮增压器必须要避免爆燃，这里涉及两个相关问题，一个是高温控制，另一个是点火时间控制。

强制性增压后，汽油机压缩和燃烧时的温度和压力都会增加，爆燃倾向增加。另外，汽油机排气温度比柴油机高，而且不宜采用增大气门重叠角（进、气排门同时开启的时间）方式来加强排气的降温，降低压缩比又会造成燃烧不充分。还有，汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化大，很容易造成涡轮增压器反应滞后。针对汽油机使用涡轮增压器出现的一系列问题，工程师有针对性地一一做了改进，使汽油机也能用上废气涡轮增压器。由于汽油发动机转速范围宽，空气流量变化大，因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片，一般有12～30片叶，呈放射线状曲线排列，叶片厚度在0.5毫米以下，采用铝材用特殊铸造法制作。叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能。叶轮形状角度越合理，质量越轻，叶轮的启动就越灵敏，涡轮增压器的天生缺陷“反应滞后”也就越小。

涡轮增压器的关键零件是轴承。这种根据润滑形式命名的轴承被称为“全浮式轴承”，工作转速极高，工作环境恶劣。因此，保证润滑是非常重要的事情。如果因油压低导致机油供给缓慢，就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。在正常的发动机启动是不会发生此类故障的，但如果发动机更换机油和机油过滤器后第一次启动，就会产生机油供给缓慢现象，使轴承缺乏机油润滑。在这种情况下，启动后要怠速运转3分钟左右，不可直接将转速提升到涡轮增压器启动转速。同样，在高速及上坡后也不要使发动机立即停止，要使发动机继续怠速运行1分钟左右，使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。因此，使用涡轮增压器汽车的司机，一定要遵循厂家的指示操作，还要十分注意机油的质量，不宜将涡轮增压器汽车视同一般汽车进行操作。涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，使发动机在不改变排气量的情况下可以提高输出功率30%。

目前现有的涡轮增压器结构不够紧凑，导致增压滞后，增压效果不好。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，使用寿命长，增压效果好，提高燃油经济性，降低发动机油耗的涡轮增压器。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种涡轮增压器，包括压气机蜗壳、中间体、涡轮机壳体和增压器轴，所述压气机蜗壳、中间体、涡轮机壳体依次固定连接，气压机叶轮使空气的流速、压力和温度均有较大的增高，扩压管能够使得空气流过时减速增压，温度也有所升高，即在扩压管中，空气所具有的大部分动能转变为压力能，压气机蜗壳使得空气继续减速由动能向压力能转变，所述增压器轴设在中间体内，所述压气机蜗壳内设置有扩压管，所述增压器轴上依次设置有气压机叶轮、密封套、推力轴承和浮动轴承，所述气压机叶轮与增压器轴固定连接，所述密封套与气压机叶轮无缝连接，所述推力轴承和浮动轴承分别与增压器轴转动连接，所述涡轮机壳体内设置有隔热板和涡轮机叶片，所述隔热板与涡轮机叶片无缝连接，涡轮机叶片可将发动机排气的能量转变为机械功，浮动轴承能够保持增压器轴高速轻载下工作可靠。

作为优选，所述增压器轴两端分别设置有进气口和排气口，能够保持气体快速流动，实现增压气体的输出。