一种风冷涡轮增压器的制作方法

本发明属于汽车零部件领域，特别涉及一种风冷涡轮增压器。

背景技术：

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。在近年，节能、环保日趋严格，而涡轮增压器是目前解决这一问题的手段之一。目前的涡轮增压器在高温工作时，使用寿命、故障等是目前涡轮增压器面临的问题之一。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明的技术目的在于提供一种风冷涡轮增压器。

本发明通过以下技术方案实现：

本申请的风冷涡轮增压器的结构为，包括:

涡轮及形成在涡轮外周的蜗壳，压气机叶轮及形成在压气机叶轮外周的压气机壳体；

轴，形成在涡轮与压气机叶轮之间；

轴承组件，形成在轴的外周，轴承组件配合安装有冷却部件；

压气机壳体高压侧设有排气流道，排气流道连接至冷却部件。其中，压气机为离心式，高压侧可为压气机叶轮将气体压缩至设定压力的位置或位于压缩机壳体蜗壳与扩压器连接位置，压气机壳体与冷却部件之间可通过管道连接可直接与压缩机壳体为一整体。蜗壳与压气机壳体可以为一体式结构，共同构成涡轮增压器的外壳。所述冷却部件包括内筒、套设与内筒外的中间筒体及套设于中筒外的外筒，内筒与中间筒体之前形成机油流道，内筒内、中间筒体与外筒之间形成冷却气体流道，冷却气体流道内形成有若干的传热翅片。

在上述的结构中，进一步地，所述蜗壳内设有将涡轮进气侧与排气侧连通的支通道，所述支通道内设有一控制阀，所述控制阀的控制轴穿过蜗壳壁与蜗壳外的控制结构连接，所述蜗壳壁与控制轴之间安装有隔套，控制轴在隔套内能够自由转动，所述隔套位于蜗壳内侧的部分具有至蜗壳内侧的方向逐渐扩大的扩大部，蜗壳上设有与扩大部紧贴配合安装的凹部，所述扩大部朝向蜗壳内侧的端面上设有至少两个密封阶，控制轴上形成有与密封阶配合的肩部，其中至少有一个密封阶与肩部配合的端面为弧形结构。其中至少一个具有弧形结构的密封阶包括环形的弧形结构及设于弧形结构与扩大部朝向蜗壳内侧的端面之间的形变部的刚度较弧形结构弱；所述形变部截面形状为上下平行且左右具有对称折角，且其中部位置为空体结构。

在上述的结构中，进一步地，所述轴的结构包括依次相连的与涡轮侧连接的第一轴段、承载轴承组件及压气机叶轮的第二轴段、连接第一轴段与第二轴段之间的第三轴段，所述第三轴段包括连接至第一轴段与第二轴段端面的连接内筒，连接内筒的外周套设有金属骨架，金属骨架上设有能够安装焊接至第一轴段与第二轴段上的陶瓷件的凹槽，陶瓷件的结构为两头较大的条形体，金属骨架与陶瓷件焊接连接；其中金属骨架不与连接内筒接触。

在上述的结构中，进一步地，轴承组件包括轴瓦及用于支撑轴瓦的轴承座，轴承座的两侧设有端盖，轴瓦外圆周面上设有若干的与侧气道连通的流道。

在上述的结构中，进一步地，所述主气道还连通至涡轮侧。

在上述的结构中，进一步地，隔套内周面位于扩大部的位置嵌入设有一为至少为隔套刚性1.5倍以上的材质的环体。

在上述的结构中，进一步地，控制轴外周位于设有扩大部的位置形成有环形的凹槽结构。

在上述的结构中，进一步地，所述流道为具备若干气体入口与气体出口的网结构。

在上述的结构中，进一步地，所述流道与侧气道之间的连接结构为设于侧气道外周且与轴滑动配合的套体，所述套体与轴瓦之间设有气体流通的导流壳。

在上述的结构中，进一步地，所述套体的流道内设有自动阀，轴承组件上配合安装有温度传感器，自动阀与温度传感器分别与控制连接。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果包括:

1、通过将压气机叶轮处的低温气体引入至轴承冷却部件，从而能够持续对轴承进行冷却，提高冷却的效率；

2、设有的控制阀结构，能够使得控制阀与涡轮之间的密封可靠，且控制阀工作不被限制，解决控制阀轴被卡住或转动摩擦力大的问题。

附图说明

图1是涡轮增压器的结构示意图；

图2是冷却部件的结构示意图；

图3是轴承组件的安装结构示意图；

图4、图5、图6是轴的结构示意图；

图7是控制阀的控制轴与蜗壳壁的结构示意图；

图8是控制阀的控制轴与蜗壳壁的另一结构示意图；

图9是形变部的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1～图9所示的风冷涡轮增压器，包括:

涡轮1及形成在涡轮外周的蜗壳2，压气机叶轮3及形成在压气机叶轮3外周的压气机壳体4，压气机叶轮3及压气机壳体构成压气机；轴5，形成在涡轮1与压气机叶轮3之间，起到动力传递的作用；轴承组件6，安装在轴的外周，对轴起支撑作用，并且轴的转动起到润滑；所述冷却部件20包括内筒201、套设与内筒外的中间筒体202及套设于中筒外的外筒203，内筒201与中间筒体202之前形成机油流道，内筒201内、中间筒体202与外筒203之间形成冷却气体流道，冷却气体流道内形成有若干的传热翅片204，内筒内还设有导流器205,其中，机油流道内也设有传热翅片，机油流动方向与冷却气体流动方向可相同，也可相反。

轴承组件6，形成在轴的外周，轴承组件6配合安装有冷却部件20；

压气机壳体4高压侧设有排气流道5，排气流道5连接至冷却部件20。其中，压气机为离心式，高压侧可为压气机叶轮3将气体压缩至设定压力的位置或位于压缩机壳体蜗壳与扩压器30连接位置，压气机壳体4与冷却部件之间可通过管道连接可直接与压缩机壳体为一整体。上述结构能够将压气机壳体4内的气体引至轴承组件6的冷却部件20，从而加速涡轮轴承的冷却，并且特殊设计的冷却部件20占用空间小，对机油流过流道的两侧均进行冷却，冷却效果好。

蜗壳2与压气机壳体4可以为一体式结构，共同构成涡轮增压器的外壳，以便能够减少装配工序，提高结构的整体性。

本实施例更具体地，可采用，所述蜗壳2内设有将涡轮1进气侧与排气侧连通的支通道101，所述支通道101内设有一控制阀102，以便能够控制排气是否经过涡轮1，所述控制阀102的控制轴103穿过蜗壳2壁与蜗壳外的控制结构连接，所述蜗壳2壁与控制轴103之间安装有隔套104，控制轴103在隔套内能够自由转动，控制轴103的转动能够控制阀102的开闭状态，所述隔套104位于蜗壳2内侧的部分具有至蜗壳内侧的方向逐渐扩大的扩大部105，蜗壳2上设有与扩大部105紧贴配合安装的凹部106，所述扩大部105朝向蜗壳内侧的端面上设有至少两个密封阶107，控制轴103上形成有与每个密封阶107配合的肩部108，肩部108的数量需要根据密封阶的数量来定，其中至少有一个密封阶107与肩部108配合的端面为弧形结构109；其中至少一个具有弧形结构109的密封阶107包括环形的弧形结构109及设于弧形结构109与扩大部105朝向蜗壳内侧的端面之间的形变部112的刚度较弧形结构109弱，从而在收到较大的力时，微小变形，使得密封更好。其中至少一个具有弧形结构的密封阶107包括环形的弧形结构及设于弧形结构与扩大部朝向蜗壳内侧的端面之间的形变部的刚度较弧形结构弱；所述形变部112截面形状为上下平行且左右具有对称折角1121，且其中部位置为空体结构1122，从而能够有利于形变部发生微小且稳定的形变，提高密封的效果，降低或阻绝气体的泄露。

本实施例更具体地，可采用，所述轴5的结构包括依次相连的与涡轮侧连接的第一轴段501、承载轴承组件6及压气机叶轮的第二轴段502、连接第一轴段501与第二轴段502之间的第三轴段503，所述第三轴段503包括连接至第一轴段501与第二轴段502端面的连接内筒504，连接内筒504的外周套设有金属骨架505，金属骨架505上设有能够安装焊接至第一轴段501与第二轴段502上的陶瓷件506的凹槽507，陶瓷件506的结构为两头较大的条形体，金属骨架505与陶瓷件焊接连接；其中金属骨架不与连接内筒接触。这种结构能够很大程度地降低涡轮侧的温度传递至轴承及压气机处，同时也保证其结构的强度，特别是陶瓷件具有扩大的头部，提高与第一轴段501、第二轴段502的融合度，而金属与陶瓷的焊接技术目前已经有，并在进一步发展中。

本实施例更具体地，可采用，轴承组件6包括轴瓦61及用于支撑轴瓦的轴承座62，轴承座62的两侧设有端盖63，轴瓦61外圆周面上设有若干的与侧气道连通的流道611，以较大程度地将轴承内的热量带走，其流道611的设计多样，可为网状或树状或其他形状等等，因此可采用，所述流道611为具备若干气体入口与气体出口的网结构。

本实施例更具体地，可采用，所述主气道51还连通至涡轮1侧，从而能够将低温气体通入高温的涡轮内，如图2，能够对温度过高的涡轮进行降温。

本实施例更具体地，可采用，如图7，控制轴103外周位于设有扩大部的位置形成有环形的凹槽结构110，设有的凹槽结构110能够在隔套被挤压而发生向外变形时，隔套扩大部就会对周形成挤压，而设有凹槽结构110，即可避免此挤压形成。

作为替换设于轴上的凹槽结构，如图8，隔套104内周面位于扩大部的位置嵌入设有一为至少为隔套104刚性1.5倍以上的材质的环体111，环体111的内径与隔套内径相同或小于隔套内径，可以为1.2倍、1.8倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、5倍等，最好为刚下更大的材质，如，其能够保障在隔套在压力作用下，不会对控制轴形成挤压。

本实施例更具体地，可采用，所述流道611与侧气道之间的连接结构为设于侧气道外周且与轴滑动配合的套体7，所述套体与轴瓦61之间设有气体流通的导流壳8，从而能够顺利地将冷空气导入轴承组件内，将轴承组件内的热量带走。

本实施例更具体地，可采用，所述套体7的流道内设有自动阀，轴承组件上配合安装有温度传感器，自动阀与温度传感器分别与控制连接，从而能够根据轴承组件内的温度，控制对轴承冷却气流的大小。

因此，本申请解决了现有涡轮增压器的多个现实问题，在未来具有很大的实用价值。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请方案的范围内。