一种空气涡轮增压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种空气涡轮增压系统，包括废气涡轮模块、空气增压机、动力传动模块和润滑模块，其中，废气涡轮模块连接发动机燃烧室排气口，废气涡轮模块的涡轮转子由发动机排出的废气驱动产生转矩；动力传动模块设于废气涡轮模块与空气增压机之间，用于传递转矩；润滑模块设于空气增压机的机盖内；空气增压机在动力传动模块的带动下，对进入的新鲜空气增压，并将其输送到发动机燃烧室。本发明专利技术将轴承座安装在空气增压机盖包围的空间内，有效减少了轴向长度，减少了空间浪费；本发明专利技术的独立润滑模块，采用专用的增压机润滑油，防止用发动机润滑油对增压机润滑产生的润滑性能欠佳问题。滑油对增压机润滑产生的润滑性能欠佳问题。滑油对增压机润滑产生的润滑性能欠佳问题。

【技术实现步骤摘要】
一种空气涡轮增压系统


[0001]本专利技术属于发动机
，尤其涉及一种采用新布局和润滑系统的新型空气涡轮增压系统。

技术介绍

[0002]整体结构上，当前涡轮增压器可分为三个部分：压气机，中间体，涡轮机，压气机和涡轮机分别安装固定在发动机的进气管道和排气歧管上。涡轮机利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的压气机叶轮，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；中间体负责润滑和动力传递。
[0003]涡轮增压器在较高的负荷下运转，其内部温度可达到750℃。为了保证浮环轴承的温度不超过规定值，涡轮增压器中间体需要一个很好的润滑系统。润滑系统主要由出油口、进油口、浮环轴承、中心转子和油道等部分组成。
[0004]当前涡轮增压器润滑系统使用依靠发动机润滑系统的溢流轴承系统，其工作原理与过程如下：首先，润滑油由涡轮增压器的进油口进入涡轮增压器的润滑油道；然后，润滑油进过润滑油道进入涡轮增压器内部，通过油路进入浮环轴承与中心转子部分；最后，在涡轮增压器中心转子的高速运行下带动浮环轴承运转。由于浮环轴承主要由浮环与润滑油孔组成，润滑油进入轴瓦与浮环之间，通过润滑油孔进入浮环与中心转子之间，润滑油在浮环轴承中逐渐形成润滑油膜，使得涡轮增压器正常运行。
[0005]传统的涡轮增压器润滑系统使用位于涡轮和压缩机壳体中间的溢流轴颈或滚珠轴承，这种轴承组件垂直安装在发动机的润滑系统中，热的机油不断地从其中泵出。许多情况下，特别是用于大规模生产的涡轮增压发动机，这种轴承组件有单独的空腔，发动机的冷却液可以流过，以帮助冷却轴承。
[0006]这种类型的润滑系统在热停机时润滑效果不理想：第一，过多的润滑油会带来较大的阻力；第二，机油不是专门为高速滚珠轴承售后涡轮增压器设计的，因此无法提供最理想的润滑条件；第三，当涡轮增压发动机运转不畅时，润滑油和涡轮会达到极端温度。在这些情况下，关闭发动机会停止油流，从而使润滑油滞留在涡轮中并燃烧，导致轴承磨损和涡轮过早故障；第四，润滑系统和轴承靠近废气涡轮系统，即整个系统的热端且位于整个系统的中部位置，易受到热端影响，且难以利用空气对流降温。
[0007]另外，这样的总体系统布局也会带来受力上的不良影响。因为发动机对空气进气温度有要求，不能过高或者过低，因此空气在通过涡轮增压后，需要较长的冷凝管道接入发动机进气口。冷凝管道不是刚性的，承重能力较弱，而传统布局中，由于传统结构位于中间，而较重的空气增压器和废气涡轮分在左右两端，因此整体重量分布被均匀分在两端，因此链接空气增压端的冷凝管道口需要承受系统接近一半的重量，极易造成系统结构破坏，同时也会引起较强烈的震动。

技术实现思路

[0008]为了解决上述已有技术存在的不足，本专利技术提出一种空气涡轮增压系统，本专利技术的具体技术方案如下：
[0009]一种空气涡轮增压系统，包括废气涡轮模块、空气增压机、动力传动模块和润滑模块，其中，
[0010]所述废气涡轮模块连接发动机燃烧室排气口，所述废气涡轮模块的涡轮转子由发动机排出的废气驱动产生转矩；
[0011]所述动力传动模块设于废气涡轮模块与所述空气增压机之间，用于传递转矩；所述润滑模块设于所述空气增压机的机盖内；
[0012]所述空气增压机在所述动力传动模块的带动下，对进入的新鲜空气增压，并将其输送到发动机燃烧室。
[0013]进一步地，所述废气涡轮模块包括内部设置涡轮转子的涡轮机壳，涡轮机壳上设有废气进气口和废气排气口，所述废气进气口用于接收发动机燃烧室排出的废气，所述废气排气口用于排出废气。
[0014]进一步地，所述空气增压机中，所述机盖与所述废气涡轮模块的涡轮机壳对接形成空气涡轮增压系统的整体外壳，所述机盖内部设置叶轮，同时，所述润滑模块安装在所述机盖内，新鲜空气从空气进气口进入，在所述叶轮的带动下加压后输送给发动机燃烧室进气口。
[0015]进一步地，所述动力传动模块包括传动轴，圆珠滚子轴承和轴承座，
[0016]轴承座固定在所述空气增压机的机盖的轴心位置，内部设置吸油管道，所述圆珠滚子轴承安装在所述轴承座上，所述传动轴通过过盈配合轴向安装固定在所述圆珠滚子轴承的内环上；所述空气增压机的叶轮与所述废气涡轮模块的涡轮转子紧邻，两者通过键连接安装在所述传动轴上。
[0017]进一步地，所述润滑模块包括储油室和吸油绳，其中，所述储油室的腔体外壳铸造在所述空气增压机的机盖上，内部装填润滑油；所述吸油绳设置在所述轴承座内，一端浸泡在所述储油室的润滑油中，另一端为松散状态，将从所述储油室吸入的润滑油打散为油雾，对所述圆珠滚子轴承润滑。
[0018]进一步地，所述吸油绳以聚丙烯为主绳系，用聚丙烯纤维编织副绳系绕在主绳系上。
[0019]进一步地，所述废气涡轮模块的涡轮机壳靠近所述叶轮的一侧铺设隔热层，所述隔热层以真空隔热板为基层，基层两侧均铺设一层玻璃纤维。
[0020]进一步地，所述空气增压机的机盖和所述废气涡轮模块的涡轮机壳通过卡箍连接，所述卡箍的外侧使用合金钢材料，配合所述空气增压机的机盖和所述废气涡轮模块的涡轮机壳外缘铸造而成，内侧用橡胶圈密封。
[0021]进一步地，所述吸油绳为两条，分别设置在所述轴承座内的两条所述吸油管道中。
[0022]所述吸油绳为两条，分别设置在所述轴承座内的两条所述吸油管道中。
[0023]本专利技术的有益效果在于：
[0024]1.本专利技术改变布局，将轴承座从空气增压机和废气涡轮模块之间的位置改变到空气增压机的机盖的轴心位置，将轴承座安装在空气增压机盖包围的空间内，相比于传统方
法将轴承座安装在空气增压机盖和废气涡轮机壳之间，有效减少了轴向长度，减少了空间浪费；同时由于所述废气涡轮模块的涡轮机壳同时悬挂空气增压机、动力传动模块和润滑模块，本专利技术将主要受力从均分给发动机进气口和排气口，改变为单边支撑在发动机排气歧管上，有效减少了结构变形的可能性。
[0025]2.本专利技术设计了独立的润滑模块，采用专用的增压机润滑油，防止用发动机润滑油对增压机润滑产生的润滑性能欠佳问题。
[0026]3.本专利技术用吸油绳吸入油雾对滚珠滚子轴承润滑，相比于传统方法中将轴承浸润在润滑油中，有效减少了轴承运转的阻力，避免使用溢流设计，实现了几乎无摩擦的独立轴承润滑系统。
[0027]4.本专利技术中整个润滑系统设置在进气排气通道两侧，不会阻拦增压系统的气体交换过程，发动机停机后，不会产生热对流交换停止而导致的润滑油过热问题，也避免了涡轮计时器结构复杂容易损坏的缺陷。
[0028]5.本专利技术中轴承座和外界空气充分接触，可以充分利用外界空气对流降温。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气涡轮增压系统，其特征在于，包括废气涡轮模块、空气增压机、动力传动模块和润滑模块，其中，所述废气涡轮模块连接发动机燃烧室排气口，所述废气涡轮模块的涡轮转子(8)由发动机排出的废气驱动产生转矩；所述动力传动模块设于废气涡轮模块与所述空气增压机之间，用于传递转矩；所述润滑模块设于所述空气增压机的机盖(1)内；所述空气增压机在所述动力传动模块的带动下，对进入的新鲜空气增压，并将其输送到发动机燃烧室。2.根据权利要求1所述的空气涡轮增压系统，其特征在于，所述废气涡轮模块包括内部设置涡轮转子(8)的涡轮机壳(6)，涡轮机壳(6)上设有废气进气口(9)和废气排气口(7)，所述废气进气口(9)用于接收发动机燃烧室排出的废气，所述废气排气口(7)用于排出废气。3.根据权利要求1所述的空气涡轮增压系统，其特征在于，所述空气增压机中，所述机盖(1)与所述废气涡轮模块的涡轮机壳(6)对接形成空气涡轮增压系统的整体外壳，所述机盖(1)内部设置叶轮(11)，同时，所述润滑模块安装在所述机盖(1)内，新鲜空气从空气进气口(15)进入，在所述叶轮(11)的带动下加压后输送给发动机燃烧室进气口。4.根据权利要求1
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3之一所述的空气涡轮增压系统，其特征在于，所述动力传动模块包括传动轴(10)，圆珠滚子轴承(13)和轴承座(14)，轴承座(14)固定在所述空气增压机的机盖(1)的轴心位置，内部设置吸油管道(12)，所述圆珠滚子轴承(13)安装在所述轴承座(14)上，所述传动轴(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张奇，张国炜，杜发荣，韩树军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：