一种悬臂式集成微油润滑高速增压器及工作方法
本发明属于涡轮增压器的技术领域，公开了一种悬臂式集成微油润滑高速增压器及工作方法，其中悬臂式集成微油润滑高速增压器，包括压气机壳体，压气机壳体内转动安装有压气机叶轮，压气机叶轮的中部安装在转子轴上，其特征在于：转子轴靠近压气机壳体的一端延伸至压气机壳体的进气通道内一段距离，压气机壳体的进气通道内同轴且固定安装有用于支撑转子轴进行转动的支撑轴承组件，压气机壳体上设置有油腔，所述油腔与支撑轴承组件之间设置有用于向支撑轴承组件输送润滑油的输油通道；本发明将支撑转子轴转动的轴承由中间体部位调整到压气机叶轮前端，使增压器结构紧凑，并且采油工微负压的原理对各个轴承处通入润滑油对其进行润滑。
发明专利
CN202311587607.X
2023-11-27
CN117569913A
2024-02-20
F02B39/14(2006.01)
潍坊科技学院
李延昭;司英杰;侯增田;韩云;信效芬;宋丽华;于效顺;夏炳勋
262700 山东省潍坊市寿光市金光街1299号
北京华智则铭知识产权代理有限公司
李树祥
山东;37
1.一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，包括压气机壳体（4），压气机壳体（4）内转动安装有压气机叶轮（8），压气机叶轮（8）的中部安装在转子轴（31）上，其特征在于：转子轴（31）靠近压气机壳体（4）的一端延伸至压气机壳体（4）的进气通道内一段距离，压气机壳体（4）的进气通道内同轴且固定安装有用于支撑转子轴（31）进行转动的支撑轴承组件，压气机壳体（4）上设置有油腔（11），所述油腔（11）与支撑轴承组件之间设置有用于向支撑轴承组件输送润滑油的输油通道。 2.根据权利要求1所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述压气机壳体（4）内位于进气通道内固定安装有导风轮（20）；压气机壳体（4）的前端通过第一密封组件固定安装有压气机罩（5），油腔（11）设置在压气机壳体（4）与压气机罩（5）之间；压气机罩（5）上靠近油腔（11）的位置处开设有注油孔，注油孔内安装有空气塞（19），空气塞（19）中设有微小孔，将油腔（11）内的气压与大气压力保持一致。 3.根据权利要求2所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述压气机壳体（4）远离压气机罩（5）的一侧固定安装在支撑盘（30）上，支撑盘（30）的另一侧固定安装有涡轮壳（10），涡轮壳（10）内设置有涡轮转子（9），转子轴（31）靠近涡轮转子（9）的一端依次贯穿压气机叶轮（8）和支撑盘（30）与涡轮转子（9）固定连接。 4.根据权利要求3所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述支撑轴承组件包括衬套（12），衬套（12）固定安装在导风轮（20）上，衬套（12）内开设有安装通孔（32），安装通孔（32）为阶梯孔，衬套（12）内靠近其两端位置处分别安装有第一球轴承（14）和第二球轴承（15）。 5.根据权利要求4所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述第一球轴承（14）靠近第二球轴承（15）的一侧安装有弹簧（13），弹簧（13）的另一端与衬套（12）内的轴肩顶接；第二球轴承（15）靠近第一球轴承（14）的一侧安装有垫片（16），垫片（16）的另一侧与衬套（12）内的轴肩顶接。 6.根据权利要求5所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述第一球轴承（14）和第二球轴承（15）的整体结构相同，均包括轴承外圈体（141）、滚动体（142）和轴承内滚道（143），轴承外圈体（141）的内表面上开设有轴承外滚道；滚动体（142）安装在轴承外滚道与轴承内滚道（143）之间，轴承内滚道（143）开设在转子轴（31）相对应的位置处。 7.根据权利要求6所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述安装通孔（32）的内表面直径均大于转子轴（31）的外表面直径，衬套（12）靠近压气叶轮（8）的一端与压气叶轮（8）之间留有缝隙，且该缝隙与安装通孔（32）相连通；衬套（12）远离压气机叶轮（8）的一端密封连接有堵头（28）。 8.根据权利要求7所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述转子轴（31）内开设有轴向油孔（22），转子轴（31）内靠近第一球轴承（14）的位置处开设有多个第一径向油孔（23），第一径向油孔（23）的外端与第一球轴承（14）的轴承内滚道（143）连通；转子轴（31）内靠近第二球轴承（15）的位置处开设有多个第二径向油孔（24），第二径向油孔（24）的外端与第二球轴承（15）的轴承内滚道（143）连通；第一径向油孔（23）和第二径向油孔（24）的内端均与轴向油孔（22）连通。 9.根据权利要求8所述的一种悬臂式集成微油润滑高速增压器，其特征在于：所述输油通道包括进油油芯（21），进油油芯（21）的下端设置在油腔（11）内，转子轴（31）远离涡轮转子（9）的一端位于安装通孔（32）内转动连接有接油头（33）；进油油芯（21）的上端与接油头（33）上的进油口连通。 10.一种悬臂式集成微油润滑高速增压器的工作方法，基于权利要求9所述的悬臂式集成微油润滑高速增压器，该工作方法包括如下步骤； 步骤一、发动机排出的废气进入涡轮壳（10）内后带动涡轮转子（9）高速旋转，涡轮转子（9）转动通过转子轴（31）带动同轴的压气机叶轮（8）高速旋转； 步骤二、所述空气塞（19）中设有微小孔，通过该微小孔使油腔（11）内的压力与大气压力保持一致，油腔（11）内的压力为P0； 步骤三、所述压气机罩（5）进气口位置处的压力为大气压力P0，压气机叶轮（8）高速旋转将空气吸入，此时压气机叶轮（8）前端位置处的压力为P1，P1＜P0，空气通过压气机叶轮（8）进入压气机壳（4）中，空气被压缩使压力升高，压气机壳体（4）出口位置处的压力为P2，此时P2＞P0＞P1； 步骤四、已知P1＜大气压力P0，因此P1为负值；衬套（12）与压气叶轮（8）之间留有缝隙，此时该部分气体通过该缝隙进入衬套（12）和转子轴（31）之间形成的空腔内，导致该空腔内的压力同样为P1； 步骤五、转子轴（31）内通过轴向油孔（22）、第一径向油孔（23）和第二径向油孔（24）与第一球轴承（14）和第二球轴承（15）连通，第一径向油孔（23）和第二径向油孔（24）的压力同样为P1； 步骤六、所述油腔（11）内的压力P0大于轴向油孔（22）、第一径向油孔（23）和第二径向油孔（24）中的压力P1，此时油腔（11）内的润滑油在压力差的作用下通过进油油芯（21）被吸入到轴向油孔（22）中，然后润滑油通过第一径向油孔（23）和第二径向油孔（24）进入相对应的第一球轴承（14）和第二球轴承（15）内为其进行润滑。