[发明专利]涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种增压器技术领域，尤其涉及一种涡轮增压器。 

背景技术

涡轮增压器技术是内燃机发展最具革命性的里程碑之一，利用内燃机排出的高温高压的气体推动涡轮做功，涡轮带动压气机高速旋转，从而提高内燃机进气的密度，提高发动机的功率和效率，减少CO2和NOx等有害物质的排放，内燃机涡轮增压技术的发展趋势正朝着高增压技术方向发展。由于高原大气条件与平原相比有显著差别，随着海拔的升高，大气压力下降，空气密度和含氧量降低，对于工作在高原地区的内燃机，一方面由于空气稀薄，进入气缸的空气量减少，当活塞压缩到上止点时气缸内的空气压力和密度降低，这不仅影响油气混合质量，也会降低混合气的温度，使燃烧滞后；另一方面空气量的减少，使参与燃烧的氧气含量降低，造成燃烧不充分，后燃期延长，燃烧滞后和后燃期延长导致柴油机功率下降、油耗上升、排温升高、排放恶化，为了补偿高原功率的下降，必须采用高增压技术。由于我国高原面积十分广阔，开发高压比涡轮增压器技术比其它国家更为迫切，我国是一个相对贫油的国家，高压比涡轮增压技术可在保证动力性的前提下缩小发动机排量，大幅度提高发动机的经济性，降低CO2排放，通常为满足车辆加速性能等要求，车辆在正常行驶时都留有一定的功率储备，导致车用发动机频繁工作在较低负荷工况，并远离其最佳燃油经济性区域，对相同车辆匹配较小排量的发动机，可将发动机最佳燃油经济性区域移向常用工况区域，降低车辆工作时的燃油消耗，同时，对小排量发动机进行增压，一方面能够提高小排量发动机的功率水平，达到与较大排量自然吸气发动机相当的水平，满足用户对车辆加速性及最大速度等的要求；另一方面，由于泵气和摩擦损失减小等因素使得小排量增压发动机具有更加优越的燃油经济性，通过高增压技术不断缩小发动机排量和增加有效利用余热，已成为世界各大汽车公司节能和CO2减排的重要战略措施和核心关键技术。对于车用柴油机来讲，其排气中的主要污染物为氮氧化物，为了降低氮氧化物的排放，满足日益严格的排放法规要求，最重要的技术措施之一是采用废气再循环技术，通过将一部分发动机排出的废气引入气缸中进行再次循环，一方面可以稀释气缸中氧气的浓度，另一方面由于废气具有比空气更大的比热容，可以降低气缸中的燃烧温度，从而减少氮氧化物的生成，由于废气再循环之后进入气缸中的是废气和新鲜空气的混合气，其中氧气浓度较空气低，为了保证发动机的功率不变，进入发动机的混合气总量必须大于原来空气的总量，以保证其中氧气的总量不变，因此，采用废气再循环之后，需要更大的增压比以获得更高的进气量，需要高增压涡轮增压技术，但是随着增压比升高，压气机内部流动由亚声速变为跨声速，导致压气机稳定工作范围变窄，易发生阻塞、喘振现象，效率降低，无法满足内燃机对高增压的需求；增压比升高导致离心应力、气动应力、热应力等大幅度增加，叶轮的可靠性急剧下降，涡轮增压器，压气机和涡轮的气体流量和压力变化范围大，止推轴承承受的负载高，易出现止推轴承磨损的问题；涡轮增压器中间体的油压较高，在使用过程中容易出现压气机侧漏油的问题。 

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种涡轮增压器，解决了压气机稳定工作范围窄，叶轮可靠性差，止推轴承易磨损，压气机侧易漏油及涡轮轴卡死研轴的问题。

本发明所解决的技术问题的技术方案是：一种涡轮增压器，包括连接在一起的涡轮壳、中间体和压气机壳，中间体内转动安装有涡轮轴，涡轮轴的一端固定有涡轮，涡轮设置于涡轮壳内，涡轮轴的另一端固定有压气机叶轮，压气机叶轮设置于压气机壳内，中间体上靠近压气机叶轮一端设有润滑油腔，中间体上设进油孔和出油孔，润滑油腔连通出油孔，进油孔与润滑油腔之间设有止推轴承，止推轴承上设有连通进油孔的油道，止推轴承的两侧设有带有油楔面和止推面的轴承瓦，轴承瓦位于进油孔一侧的油楔面上开有涡轮端油孔，涡轮端油孔一端连通油道，涡轮端油孔另一端连通出油孔，轴承瓦位于润滑油腔一侧的油楔面上开有压气机端油孔，压气机端油孔连通油道，涡轮端油孔较压气机端油孔数量多。

作为优选的技术方案，中间体与涡轮壳之间有隔热罩。

作为优选的技术方案，涡轮轴包括涡轮与涡杆，涡杆固定于涡轮上，涡轮与涡杆之间设有中空部，中空部设置于涡轮和涡杆的轴线上。

作为优选的技术方案，涡轮和涡杆采用真空电子束焊接工艺焊接在一起。

作为优选的技术方案，压气机叶轮包括轮毂及固定于轮毂上的若干个叶片，叶片以轮毂的中心轴为中心环形阵列分布。

作为优选的技术方案，压气机叶轮大径的轮毂处设有安装底面，安装底面位置高于压气机叶轮的轮缘的弧形底面。