一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及渦輪增壓器芯軸潤滑領域，具體涉及一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法。
【背景技術】
[0002]目前廣泛應用的渦輪增壓器是利用發動機排放的廢氣能量，推動渦輪機的渦輪高速旋轉，通過中間芯軸帶動與渦輪同軸的壓氣機的葉輪高速旋轉，進而將新鮮空氣壓縮后供給發動機工作的壓縮機械。渦輪增壓器可以使發動機充氣量增加，可供更多的燃油充分燃燒，從而提高了發動機的功率和效率，減少了有害成分排放。尤其在高原地區使用時，可有效補償高原環境的氣壓下降而引起功率下降的影響。
[0003]渦輪增壓器是較為精密的零部件，在其工作時，中心芯軸、渦輪、葉輪轉速可高達2萬轉/分，高速旋轉會產生大量的熱和磨損，因此渦輪增壓器芯軸部位的潤滑和冷卻是極其重要的。
[0004]傳統渦輪增壓器的潤滑普遍采用借發動機潤滑油路供油，渦輪增壓器潤滑油壓的建立僅靠發動機機油栗提供油壓，而通過發動機缸體內油道和渦輪增壓器進油油管等一系列長長的管路后，到達渦輪增壓器的油壓受管路損失的影響其潤滑油油壓已大幅下降。這常常會造成渦輪增壓器內潤滑油油壓不足，從而無法形成穩定的油膜，導致芯軸表面與軸承、止推環之間的金屬直接接觸，使其出現嚴重磨損、鋼鐵件回火變色、軸承材料粘附在相應的皮配件上等一系列問題，進而影響軸的運轉、斷裂引起渦輪增壓器損壞失效。
[0005]而目前較多的處理渦輪增壓器潤滑油壓不足問題的措施主要依靠于:
[0006]1、增加額外閥門，限制回油，以增加油壓；
[0007]2、增加額外的潤滑油增壓機構；
[0008]3、更換潤滑油型號，通過改變潤滑油品質來獲得高油壓；
[0009]以上方法均需要對傳統的渦輪增壓器進行大幅設計變更，提高了設計成本、生產成本和工藝難度，而且額外增加的閥類或加壓栗等零部件，提高了渦輪增壓器的復雜性，降低了渦輪增壓器的可靠性。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供有效提高潤滑油壓，滿足潤滑需求，保證渦輪增壓器工作可靠性的提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法。
[0011 ]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0012]該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器，所述渦輪增壓器上設有和所述渦輪增壓器通過軸承連接的芯軸，所述芯軸的兩端分別設有增壓機構，所述渦輪增壓器內在所述芯軸上方及下方均設有和所述增壓機構連通用于輸送潤滑油的潤滑油道。
[0013]所述增壓機構包括設于所述芯軸兩端上的錐面;所述錐面上設有蝸槽;還包括設于所述渦輪增壓器內芯軸的錐面處的油腔。
[0014]所述渦輪增壓器上設有潤滑油的進油口，所述渦輪增壓器內在所述芯軸上方所設的潤滑油道為和所述進油口及軸承上部潤滑油道相連通的橫向油道。
[0015]所述渦輪增壓器內在所述芯軸下方所設的潤滑油道為高壓油道;所述高壓油道一端和所述油腔連通，所述高壓油道的另一端通向所述軸承。
[0016]所述高壓油道為L型結構或U型結構。
[0017]所述蝸槽均勻分布在所述錐面上。
[0018]該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器的潤滑方法，具體為:
[0019]潤滑油經進油口進入橫向油道，再進入軸承上部潤滑油道及芯軸兩端錐面處油腔內；芯軸高速轉動過程中，在芯軸兩端錐面上的蝸槽的栗吸作用下，潤滑油在油腔內增壓后注入高壓油道，由高壓油道通向軸承，芯軸與軸承接觸的工作表面形成油膜，然后再經渦輪增壓器的回油道流向發動機渦輪增壓器出油管，完成潤滑。
[0020]本發明的優點在于:本發明不需要對傳統渦輪增壓器進行大幅改動和增加額外零部件的前提下，有效提高渦輪增壓器芯軸的軸承部位的潤滑油壓，實現軸承的有效潤滑，在芯軸工作表面形成穩定可靠油膜，提高軸承及芯軸的使用壽命，保證渦輪增壓器的工作可靠性。
【附圖說明】
[0021]下面對本發明說明書各幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0022]圖1為本發明提高潤滑油壓的渦輪增壓器的結構示意圖。
[0023]圖2為本發明提高潤滑油壓的渦輪增壓器的芯軸錐面蝸槽增壓原理示意圖。
[0024]上述圖中的標記均為:
[0025]1-進油口，2-橫向油道，3-油腔，4-錐面a，5_高壓油道，6_軸承，7_回油道，8_錐面b，9-蝸槽，I O-芯軸。
【具體實施方式】
[0026]下面對照附圖，通過對最優實施例的描述，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0027]如圖1及圖2所示，該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器，渦輪增壓器上設有和渦輪增壓器通過軸承6連接的芯軸10，芯軸10的兩端分別設有增壓機構，渦輪增壓器內在芯軸10上方及下方均設有和增壓機構連通用于輸送潤滑油的潤滑油道。增壓機構能夠提高芯軸10上方的潤滑油道輸送過來的潤滑油的油壓，潤滑油在提高油壓后從芯軸10下方的潤滑油道輸送到軸承6，芯軸10和軸承6接觸的工作表面形成穩定的油膜，實現芯軸10及軸承6的可靠潤滑。
[0028]增壓機構包括設于芯軸10兩端上的錐面;錐面上設有蝸槽9;還包括設于渦輪增壓器內芯軸10的錐面處的油腔3。芯軸10兩端錐面分別為錐面a4和錐面b8。油腔3用于存儲潤滑油;錐面及錐面上的蝸槽9，使渦輪錐面具備類似于渦輪水栗葉輪結構的作用；當渦輪增壓器工作時，渦輪增壓器芯軸10高速旋轉，使渦輪增壓器芯軸10的錐面及蝸槽9形成栗吸作用；來自于渦輪增壓器進油道的低壓油，在錐面及蝸槽9的栗吸作用下加壓，加壓后的高壓油被輸送到渦輪增壓器芯軸10的軸承6處。
[0029]渦輪增壓器上設有潤滑油的進油口 I，進油口 I和發動機渦輪增壓器進油管連通，渦輪增壓器內在芯軸10上方所設的潤滑油道為和進油口 I及軸承6上部潤滑油道相連通的橫向油道2。進油側增加了一條橫向油道2，分別將渦輪增壓器進油道與渦輪增壓器芯軸10兩端錐面所在油腔3直接相連，為低壓側。
[0030]渦輪增壓器內在芯軸10下方所設的潤滑油道為高壓油道5;高壓油道5—端和油腔3連通，高壓油道5的另一端通向軸承6。高壓油道5為兩條，高壓油道5分別設在芯軸10兩端錐面的油腔3下方，高壓油道5將油腔3的底側和軸承6需潤滑部位連通，為高壓側。
[0031 ]高壓油道5為L型結構或U型結構；高壓油道5為曲向結構，能夠滿足潤滑油的輸送需求，使潤滑油直接被輸送到軸承6處，實現軸承6的有效潤滑，使芯軸10工作表面形成穩定油膜，防止芯軸10表面與軸承6、止推環之間的金屬直接接觸，提高工作可靠性。
[0032]蝸槽9均勻分布在錐面上。蝸槽9提供穩定可靠的栗吸作用，以提供穩定的潤滑油壓，提高渦輪增壓器的工作可靠性。
[0033]該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器的潤滑方法，具體為:潤滑油經進油口 I進入橫向油道2，再進入軸承6上部潤滑油道及芯軸10兩端錐面處油腔3內；芯軸10高速轉動過程中，在芯軸10兩端錐面上的蝸槽9的栗吸作用下，潤滑油在油腔3內增壓后注入高壓油道5，由高壓油道5通向軸承6，在軸承6的工作表面形成油膜，然后再經渦輪增壓器的回油道7流向發動機渦輪增壓器出油管，完成潤滑。
[0034]本發明包括渦輪增壓器芯軸10兩端上錐面及錐面上的蝸槽9和渦輪增壓器內部油道兩部分;在渦輪增壓器芯軸10的錐面上加工蝸槽9結構，使其渦輪增壓器錐面具備類似于渦輪水栗葉輪結構的作用。
[0035]渦輪增壓器內部油道在傳統渦輪增壓器內部油道的基礎上進行了再設計，新型渦輪增壓器內部油道與傳統渦輪增壓器內部油道區別之處在于:(I)進油側增加了一條橫向油道2，分別將渦輪增壓器進油道與渦輪增壓器芯軸10的兩錐面所在油腔3直接相連，為低壓側。(2)在渦輪增壓器兩錐面油腔3下方靠近錐面底側處，各增加一條高壓油道5，將錐面油腔3底側和芯軸10軸承6需潤滑部位連通，為高壓側。(3)當渦輪增壓器工作時，渦輪增壓器芯軸10高速旋轉，使渦輪增壓器芯軸10上的蝸槽9形成栗吸作用。來自于渦輪增壓器進油道并通過橫向油道2的低壓油，在渦輪增壓器錐面上蝸槽9的栗吸作用下加壓，并將加壓后的高壓油通過渦輪增壓器錐面油腔3下方的高壓油道5壓向渦輪增壓器芯軸10的軸承6處。
[0036]本發明不需要對傳統渦輪增壓器進行大幅改動和增加額外零部件的前提下，有效提高渦輪增壓器芯軸10的軸承6部位的潤滑油壓，實現軸承6的有效潤滑，芯軸10與軸承6接觸的工作表面形成穩定可靠油膜，提高軸承6及芯軸10的使用壽命，保證渦輪增壓器的工作可靠性。
[0037]顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器，所述渦輪增壓器上設有和所述渦輪增壓器通過軸承連接的芯軸，其特征在于:所述芯軸的兩端分別設有增壓機構，所述渦輪增壓器內在所述芯軸上方及下方均設有和所述增壓機構連通用于輸送潤滑油的潤滑油道。2.如權利要求1所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述增壓機構包括設于所述芯軸兩端上的錐面;所述錐面上設有蝸槽;還包括設于所述渦輪增壓器內芯軸的錐面處的油腔。3.如權利要求2所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述渦輪增壓器上設有潤滑油的進油口，所述渦輪增壓器內在所述芯軸上方所設的潤滑油道為和所述進油口及軸承上部潤滑油道相連通的橫向油道。4.如權利要求2所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述渦輪增壓器內在所述芯軸下方所設的潤滑油道為高壓油道;所述高壓油道一端和所述油腔連通，所述高壓油道的另一端通向所述軸承。5.如權利要求4所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述高壓油道為L型結構或U型結構。6.如權利要求2-5任一項所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述蝸槽均勻分布在所述錐面上。7.—種權利要求1-6任一項所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器的潤滑方法，其特征在于:具體為:潤滑油經進油口進入橫向油道，再進入軸承上部潤滑油道及芯軸兩端錐面處油腔內；芯軸高速轉動過程中，在芯軸兩端錐面上的蝸槽的栗吸作用下，潤滑油在油腔內增壓后注入高壓油道，由高壓油道通向軸承，芯軸與軸承接觸的工作表面形成油膜，然后再經渦輪增壓器的回油道流向發動機渦輪增壓器出油管，完成潤滑。
【專利摘要】本發明公開了一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法，所述渦輪增壓器上設有和所述渦輪增壓器通過軸承連接的芯軸，所述芯軸的兩端分別設有增壓機構，所述渦輪增壓器內在所述芯軸上方及下方均設有和所述增壓機構連通用于輸送潤滑油的潤滑油道；本發明不需要對傳統渦輪增壓器進行大幅改動和增加額外零部件的前提下，有效提高渦輪增壓器芯軸的軸承部位的潤滑油壓，實現軸承的有效潤滑，在芯軸工作表面形成穩定可靠油膜，提高軸承及芯軸的使用壽命，保證渦輪增壓器的工作可靠性。
【IPC分類】F02B39/14, F01D25/20, F01D5/06
【公開號】CN105673193
【申請號】CN201610097406
【發明人】蘆清兆, 孫磊, 隋喜奎
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月22日