二級(jí)增壓的廢氣渦輪增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]廢氣渦輪增壓器主要應(yīng)用于船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，多年來(lái)，廢氣渦輪增壓器一般都采用一級(jí)透平渦輪和一級(jí)壓氣機(jī)葉輪的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。其工作原理是:柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸廢氣從渦輪進(jìn)氣殼91的廢氣入口 91a進(jìn)入廢氣渦輪增壓器，經(jīng)過(guò)噴嘴環(huán)導(dǎo)向加速后，推動(dòng)渦輪主軸92旋轉(zhuǎn)。壓氣機(jī)葉輪93安裝在渦輪主軸92的另一端，渦輪主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)壓氣機(jī)葉輪93旋轉(zhuǎn)，將壓氣機(jī)端空氣壓縮，形成增壓器內(nèi)外的壓力差，在壓力差作用下新鮮空氣經(jīng)進(jìn)氣彎管空氣入口 94a被吸入，新鮮空氣進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪93后，壓氣機(jī)葉輪93將新鮮空氣壓縮，該壓縮空氣經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器擴(kuò)壓降速，進(jìn)入壓氣機(jī)殼體95的渦旋空氣流道，并進(jìn)一步減速增壓，最后從壓氣機(jī)殼體95的壓縮空氣出口 96b排出，進(jìn)入與之相接的柴油機(jī)集氣箱及中冷器。隨著技術(shù)的提高，廢氣渦輪增壓器已經(jīng)由初期的壓縮空氣壓比1.5-2.5、壓氣機(jī)效率70%左右，提高到目前的壓縮空氣壓比5.0以上、壓氣機(jī)效率80%以上。
[0003]由于環(huán)保要求的日益提高，國(guó)際海洋組織制定的排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格，為了保證柴油機(jī)及增壓器燃燒更加充分，降低排放，目前更高壓縮空氣壓比的廢氣渦輪增壓器已經(jīng)投入應(yīng)用。但是，壓縮空氣壓比的提高，對(duì)壓氣機(jī)葉輪、透平渦輪的技術(shù)性能設(shè)計(jì)和材料性能提出了很高的要求，特別是要求單機(jī)級(jí)壓比超過(guò)6.0，一方面技術(shù)上很難滿足高壓比、寬流量的要求，同時(shí)采用常規(guī)的材料也無(wú)法保證增壓器的可靠性和安全性的要求，而如果采用特殊材料，這將使廢氣渦輪增壓器的成本極大提高，并且極大地增加加工的難度，其可靠性很難保證。為了解決這一問(wèn)題，有些生產(chǎn)商采用了兩臺(tái)增壓器串聯(lián)的方式，但是由于兩臺(tái)增壓器串聯(lián)在一起所占空間較大，導(dǎo)致其在柴油機(jī)上的布置很困難，所以這種方式也帶有明顯的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種壓縮空氣空壓比高、結(jié)構(gòu)緊湊、便于加工制造的二級(jí)增壓的廢氣渦輪增壓器。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
二級(jí)增壓的廢氣渦輪增壓器，包括高壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成、高壓級(jí)軸承殼、高壓級(jí)噴嘴環(huán)、高壓級(jí)壓氣機(jī)殼、高壓級(jí)葉輪罩殼、高壓級(jí)擴(kuò)壓器、高壓級(jí)吸氣殼體、低壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成、低壓級(jí)軸承殼、低壓級(jí)噴嘴環(huán)、低壓級(jí)壓氣機(jī)殼、低壓級(jí)葉輪罩殼、低壓級(jí)擴(kuò)壓器、燃?xì)膺M(jìn)氣殼和廢氣出氣殼;
高壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成包括高壓級(jí)主軸、高壓級(jí)渦輪葉片、高壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪以及高壓級(jí)主軸軸承；高壓級(jí)渦輪葉片、高壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪和高壓級(jí)主軸軸承均安裝在高壓級(jí)主軸上，高壓級(jí)主軸軸承設(shè)置在高壓級(jí)軸承殼中；
低壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成包括低壓級(jí)主軸、低壓級(jí)渦輪葉片、低壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪以及低壓級(jí)主軸軸承；低壓級(jí)渦輪葉片、低壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪和低壓級(jí)主軸軸承均安裝在低壓級(jí)主軸上，低壓級(jí)主軸軸承設(shè)置在低壓級(jí)軸承殼中；
高壓級(jí)軸承殼和低壓級(jí)軸承殼均具有大端和小端，高壓級(jí)軸承殼的大端和低壓級(jí)軸承殼的大端分別與廢氣出氣殼的兩端相連，高壓級(jí)軸承殼的小端和低壓級(jí)軸承殼的小端均伸入廢氣出氣殼的內(nèi)孔中；廢氣出氣殼上設(shè)有廢氣出口 ；燃?xì)膺M(jìn)氣殼和高壓級(jí)噴嘴環(huán)均與高壓級(jí)軸承殼的小端相連接，燃?xì)膺M(jìn)氣殼上設(shè)有柴油機(jī)廢氣進(jìn)氣口 ；低壓級(jí)噴嘴環(huán)固定在廢氣出氣殼內(nèi)部的法蘭上，并位于低壓級(jí)渦輪葉片與高壓級(jí)渦輪葉片之間；
高壓級(jí)壓氣機(jī)殼與高壓級(jí)軸承殼的大端相連，高壓級(jí)葉輪罩殼和高壓級(jí)吸氣殼體均與高壓級(jí)壓氣機(jī)殼相連，高壓級(jí)擴(kuò)壓器固定在高壓級(jí)葉輪罩殼上，高壓級(jí)吸氣殼體上具有空氣入口，高壓級(jí)壓氣機(jī)殼上設(shè)有空氣出口 ；低壓級(jí)壓氣機(jī)殼與低壓級(jí)軸承殼的大端相連，低壓級(jí)葉輪罩殼與低壓級(jí)壓氣機(jī)殼相連，低壓級(jí)擴(kuò)壓器固定在低壓級(jí)葉輪罩殼上，低壓級(jí)壓氣機(jī)殼上設(shè)有空氣入口和空氣出口。
[0006]本發(fā)明的二級(jí)增壓的廢氣渦輪增壓器，通過(guò)在一臺(tái)增壓器中集成二級(jí)增壓的方式，一方面解決了單級(jí)增壓在技術(shù)和材料性能方面很難滿足要求的狀況，另一方面解決了采用二臺(tái)增壓器在空間布置上的難題，其通過(guò)二級(jí)增壓，壓縮空氣空壓比達(dá)到6.0以上，柴油機(jī)廢氣得到了充分的燃燒和利用，最后排出的廢氣中有害物質(zhì)也大大減少，降低了排放，使船舶運(yùn)行更加環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1示出了現(xiàn)有的一種廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二級(jí)增壓的廢氣渦輪增壓器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二級(jí)增壓的廢氣渦輪增壓器的外觀示意圖。
[0010]圖4是圖3的右視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]請(qǐng)參考圖2至圖4。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的二級(jí)增壓的廢氣渦輪增壓器，包括高壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成、高壓級(jí)軸承殼14、高壓級(jí)噴嘴環(huán)15、高壓級(jí)壓氣機(jī)殼16、高壓級(jí)葉輪罩殼17、高壓級(jí)擴(kuò)壓器18、高壓級(jí)吸氣殼體19、低壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成、低壓級(jí)軸承殼24、低壓級(jí)噴嘴環(huán)25、低壓級(jí)壓氣機(jī)殼26、低壓級(jí)葉輪罩殼27、低壓級(jí)擴(kuò)壓器28、燃?xì)膺M(jìn)氣殼31和廢氣出氣殼32ο
[0013]高壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成包括高壓級(jí)主軸10、高壓級(jí)渦輪葉片11、高壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪12和高壓級(jí)主軸軸承。高壓級(jí)渦輪葉片11、高壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪12和高壓級(jí)主軸軸承均安裝在高壓級(jí)主軸10上，高壓級(jí)主軸軸承設(shè)置在高壓級(jí)軸承殼14中。該高壓級(jí)主軸軸承包括分別設(shè)置于高壓級(jí)軸承殼14的大端和高壓級(jí)軸承殼14的小端的高壓級(jí)主軸止推軸承13a和高壓級(jí)主軸定位軸承13b。
[0014]低壓級(jí)轉(zhuǎn)子總成包括低壓級(jí)主軸20、低壓級(jí)渦輪葉片21、低壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪22以及低壓級(jí)主軸軸承。低壓級(jí)渦輪葉片21、低壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪22和低壓級(jí)主軸軸承均安裝在低壓級(jí)主軸20上，低壓級(jí)主軸軸承設(shè)置在低壓級(jí)軸承殼24中。該低壓級(jí)主軸軸承包括分別設(shè)置于低壓級(jí)軸承殼24的大端和低壓級(jí)軸承殼24的小端的低壓級(jí)主軸定位軸承23b和低壓級(jí)主軸止推軸承23a。
[0015]高壓級(jí)軸承殼14的大端和低壓級(jí)軸承殼24的大端分別與廢氣出氣殼32的兩端相連，高壓級(jí)軸承殼14的小端和低壓級(jí)軸承殼24的小端均伸入廢氣出氣殼32的內(nèi)孔中，廢氣出氣殼32上設(shè)有廢氣出口 321。燃?xì)膺M(jìn)氣殼31和高壓級(jí)噴嘴環(huán)15均與高壓級(jí)軸承殼14的小端相連接，燃?xì)膺M(jìn)氣殼31上設(shè)有柴油機(jī)廢氣進(jìn)氣口 311。低壓級(jí)噴嘴環(huán)25固定在廢氣出氣殼32內(nèi)部的法蘭33上，并位于低壓級(jí)渦輪葉片21與高壓級(jí)渦輪葉片11之間。
[0016]高壓級(jí)壓氣機(jī)殼16與高壓級(jí)軸承殼14的大端相連，高壓級(jí)葉輪罩殼17和高壓級(jí)吸氣殼體19均與高壓級(jí)壓氣機(jī)殼16相連，高壓級(jí)擴(kuò)壓器18固定在高壓級(jí)葉輪罩殼17上，高壓級(jí)吸氣殼體上19具有空氣入口 191，高壓級(jí)壓氣機(jī)殼16上設(shè)有空氣出口 162。低壓級(jí)壓氣機(jī)殼26與低壓級(jí)軸承殼24的大端相連，低壓級(jí)葉輪罩殼27與低壓級(jí)壓氣機(jī)殼26相連，低壓級(jí)擴(kuò)壓器28固定在低壓級(jí)葉輪罩殼27上，低壓級(jí)壓氣機(jī)殼26上設(shè)有空氣入口 261和空氣出口 262。
[0017]在圖中所示的實(shí)施例中，高壓級(jí)壓氣機(jī)殼16通過(guò)螺栓安裝在高壓級(jí)軸承殼14的大端端面上；低壓級(jí)壓氣機(jī)殼26通過(guò)螺栓安裝在低壓級(jí)軸承殼24的大端端面上。高壓級(jí)軸承殼14的大端和低壓級(jí)軸承殼24的大端分別通過(guò)螺栓與廢氣出氣殼32兩端的端面相連接。燃?xì)膺M(jìn)氣殼31和高壓級(jí)噴嘴環(huán)15通過(guò)同時(shí)穿過(guò)該燃?xì)膺M(jìn)氣殼31和高壓級(jí)噴嘴環(huán)15的螺栓與高壓級(jí)軸承殼14的小端相連接。高壓級(jí)葉輪罩殼17和高壓級(jí)吸氣殼體19均通過(guò)螺栓與高壓級(jí)壓氣機(jī)