[发明专利]一种涡轮增压器压气机工作轮自主冷却功能结构

说明书

本发明公开了一种涡轮增压器压气机工作轮自主冷却功能结构，包括：开设于轴承壳体上的高压气体气冷通道，与所述高压气体气冷通道连通的压力气体水冷通道，与所述压力气体水冷通道连通的压力气体油冷通道，以及与所述压力气体连通的压气机工作轮叶背冷却密封腔。本发明在不影响柴油机系统性能及可靠性、不增加外界辅助系统的前提下，能够仅依靠涡轮增压器自身结构，单独解决压气机工作轮叶背冷却功能，提供了涡轮增压器压气机工作轮自主冷却功能结构方案。

技术领域

本发明涉及涡轮增压器技术领域，尤其涉及一种涡轮增压器压气机工作轮自主冷却功能结构。

背景技术

随着内燃机负荷的增加，涡轮增压器压气机工作轮的运用转速和运用压比随之增高，增压器传统铝合金材料压气机工作轮在高转速、大直径的应用背景下，其工作时与吸入的被压缩空气摩擦产生的工作轮表面材料的温度也随之增大，其中尤其以压气机工作轮外径出口处的温度为最高。压气机工作轮在此高温、高转速下长期运用，会明显降低其铝合金材料的机械特性及疲劳寿命，影响增压器及内燃机的运用可靠性。

解决压气机工作轮工作时温度过高导致材料失效的传统办法，一是将工作轮材料替换为钛合金材料，二是通过外接引气方法将柴油机中冷后低温压力气体引入工作轮叶背的方法。两者均有明显缺点及局限性，前者钛合金造价高昂，且因为密度比铝合金高也增加了转子转动惯量，后者需要完全依赖柴油机外接供气，而目前大部分柴油机没有此项功能，对于一些相继增压和二级增压方式的柴油机此项功能更是难以实施。

发明内容

本发明提供一种涡轮增压器压气机工作轮自主冷却功能结构，以克服上述技术问题。

本发明涡轮增压器压气机工作轮自主冷却功能结构，包括：

设于轴承壳体上的高压气体气冷通道，所述高压气体气冷通道一端通过轴承壳体与压气机端扩压器出口处的引气孔相连通，另一端与轴承壳体上的压力气体水冷通道相连通，所述压力气体水冷通道在轴承壳体内部与压力气体油冷通道相连通，所述压力气体油冷通道与压气机工作轮叶背冷却密封腔相连通。

进一步的，所述所述高压气体气冷通道呈S形循环弯曲贴附在水腔盖板上部。

进一步的，所述压力气体水冷通道从水腔盖板上插入轴承壳体水腔内，所述压力气体水冷通道的外壁上设置有散热翅片。

进一步的，所述压力气体油冷通道是在所述轴承壳体油腔上的轴承壳体内加工而成的冷却通道。

进一步的，所述压力气体油冷通道浸入轴承壳体油腔内。

进一步的，还包括：

设置于压气机工作轮叶背冷却密封腔内部为迷宫式的轴向密封齿结构和设置于压气机工作轮叶背冷却密封箱外部为迷宫式的径向密封齿结构。

进一步的，所述高压气体气冷通道、压力气体水冷通道、压力气体油冷通道的通流面积比，根据流通气体状态及所需气体压力情况，按照(10～3)：(3～2)：1进行设置。

进一步的，所述通高压气体气冷通道、压力气体水冷通道、压力气体油冷通道相互连通处，均设置有单向止逆阀。

进一步的，所述压气机端扩压器出口处的引气孔外侧设置有O型密封圈。

本发明涡轮增压器压气机工作轮自主冷却功能结构在不增加柴油机其他零部件、不破坏增压器整体结构、不影响增压器整机性能和可靠性的前提下，能够自主解决压气机工作轮高转速、高压比工况下，铝合金工作轮材料因高温导致失效的问题。适用于各种大小尺寸的轴流、径流增压器，无需外界提供压力气体，能够通过压比情况自动调节引气量，方便实施。

附图说明