專利名稱：機械增壓裝置及具有該裝置的活塞發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空發(fā)動機領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機械增壓裝置及具有該裝置的活塞發(fā)動機。
背景技術(shù)：
航空活塞式發(fā)動機作為飛機的動力裝置，一方面要提高在地面時的起飛功率，另一方面要滿足飛機在一定高度下的功率需求。隨著飛機的飛行高度的增加，大氣條件發(fā)生變化，大氣壓力逐漸下降，發(fā)動機的進(jìn)氣壓力在不斷降低，因此發(fā)動機的功率也不斷降低，為了滿足飛機在一定高度下的功率需求，則需提高發(fā)動機的功率。一般來說，提高發(fā)動機的功率可以采取提高充氣效率、提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提高機械效率及設(shè)置增壓裝置等多種途徑，但其中最有效的是增加進(jìn)氣增壓裝置，特別是對于航空活塞式發(fā)動機的使用條件，進(jìn)氣增壓的作用更為突出。為了達(dá)到進(jìn)氣增壓的目的，通常采用廢氣渦輪增壓的方法。目前廢氣渦輪增壓已廣泛運用于柴油發(fā)動機。廢氣渦輪增壓的渦輪增壓器是由渦輪室和增壓器組成，渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi)，二者同軸剛性聯(lián)接，通過利用發(fā)動機排氣的熱能，驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)子，再帶動壓氣機葉輪，實現(xiàn)進(jìn)氣增壓，提高了發(fā)動機的進(jìn)氣壓力，使充氣密度增加，有更多的混合氣參與燃燒，從而提高發(fā)動機的功率?；谏鲜鲈砉ぷ鞯膹U氣渦輪增壓器可以很好地利用發(fā)動機排出的廢氣，有利于環(huán)保和節(jié)能，但是廢氣渦輪增壓器的響應(yīng)速度低、可靠性差，而且廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用空間大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種機械增壓裝置及具有該裝置的活塞發(fā)動機，以解決現(xiàn)有技術(shù)中具有廢氣渦輪增壓裝 置的活塞發(fā)動機占用空間大的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種機械增壓裝置，該機械增壓裝置包括混合氣收集器和增壓器，混合氣收集器具有集氣道和與集氣道相隔離的集氣腔；增壓器具有增壓通道，增壓通道將集氣道與集氣腔連通，增壓器包括:擴(kuò)散部，與混合氣收集器固定連接，并具有與集氣腔連通的擴(kuò)散氣道；增壓葉輪，相對擴(kuò)散部可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，并具有增壓氣道；增壓氣道與擴(kuò)散氣道構(gòu)成增壓通道，增壓通道與集氣腔的外壁構(gòu)成增壓腔，混合氣經(jīng)過集氣道后進(jìn)入增壓通道增壓，增壓后的混合氣進(jìn)入集氣腔內(nèi)。進(jìn)一步地，增壓器還包括相對混合氣收集器可轉(zhuǎn)動地設(shè)置的驅(qū)動部，驅(qū)動部與增壓葉輪驅(qū)動連接，驅(qū)動增壓葉輪轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步地，驅(qū)動部包括:葉輪安裝軸，混合氣收集器、增壓葉輪和擴(kuò)散部沿葉輪安裝軸的軸向依次套設(shè)在葉輪安裝軸上，且增壓葉輪可在葉輪安裝軸的帶動下相對擴(kuò)散部轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步地,驅(qū)動部還包括主動軸，穿設(shè)在葉輪安裝軸內(nèi)，并驅(qū)動葉輪安裝軸轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步地,主動軸與葉輪安裝軸之間通過傳動結(jié)構(gòu)驅(qū)動連接。
進(jìn)一步地，主動軸上固定設(shè)置有第一傳動齒輪，傳動結(jié)構(gòu)包括同軸設(shè)置并同步轉(zhuǎn)動的第二傳動齒輪和第三傳動齒輪，葉輪安裝軸上固定設(shè)置有第四傳動齒輪，第一傳動齒輪與第二傳動齒輪相哨合，第三傳動齒輪與第四傳動齒輪相哨合。進(jìn)一步地，主動軸上間隔設(shè)置有與葉輪安裝軸的兩端位置相對應(yīng)的第一限位部和第二限位部，第一限位部和第二限位部中至少一個可拆卸地設(shè)置；葉輪安裝軸的第一端與第二限位部之間設(shè)置有第一襯套，葉輪安裝軸的第二端與第一限位部之間設(shè)置有第二襯套。進(jìn)一步地，機械增壓裝置還包括葉輪限位部，葉輪限位部包括:第一軸向止擋結(jié)構(gòu)，套設(shè)在葉輪安裝軸上，并止擋在增壓葉輪的第一端；第二軸向止擋結(jié)構(gòu)，套設(shè)在葉輪安裝軸上，并止擋在增壓葉輪的第二端。進(jìn)一步地，第一軸向止擋結(jié)構(gòu)包括:第一封嚴(yán)襯套，套設(shè)在葉輪安裝軸上，并對增壓葉輪的第一端限位；第一封嚴(yán)漲圈，第一端抵接在混合氣收集器上，第二端抵接在第一封嚴(yán)襯套上。進(jìn)一步地，第一軸向止擋結(jié)構(gòu)還包括隔離襯套，隔離襯套位于增壓葉輪的第一端與第一封嚴(yán)襯套之間，隔離襯套可相對混合氣收集器轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步地，第二軸向止擋結(jié)構(gòu)包括:第二封嚴(yán)襯套，套設(shè)在葉輪安裝軸上，并對增壓葉輪的第二端限位，第二封嚴(yán)襯套上套設(shè)有擴(kuò)散部，且可相對擴(kuò)散部轉(zhuǎn)動；第二封嚴(yán)漲圈，第一端抵接在擴(kuò)散部上，第二端抵接在第二封嚴(yán)襯套上。進(jìn)一步地，增壓葉輪的第一端與第一軸向止擋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有調(diào)整增壓葉輪的軸向位置的第一調(diào)整墊圈，增壓葉輪的第二端與第二軸向止擋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有調(diào)整增壓葉輪的軸向位置的第二調(diào)整墊圈。 進(jìn)一步地，葉輪限位部還包括鎖緊結(jié)構(gòu)，鎖緊結(jié)構(gòu)包括將第一軸向止擋結(jié)構(gòu)頂緊的鎖緊螺母，鎖緊螺母與葉輪安裝軸螺紋配合。進(jìn)一步地，鎖緊螺母與第一軸向止擋結(jié)構(gòu)之間還設(shè)置有防松鎖片。進(jìn)一步地，混合氣收集器還包括:連接襯套，固定設(shè)置在混合氣收集器上與第一封嚴(yán)襯套相對應(yīng)的位置處，連接襯套與混合氣收集器的外壁之間設(shè)置有空腔，空腔與第一封嚴(yán)襯套上的潤滑通道相連通；氣體通道，設(shè)置在混合氣收集器的殼體上，并與空腔相連通，氣體通道上還連接有將氣體通道與外界空氣相連通的通氣管。進(jìn)一步地，增壓葉輪上設(shè)置有平衡增壓葉輪兩側(cè)氣壓的平衡孔，平衡孔沿增壓葉輪的軸向貫穿增壓葉輪。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種活塞發(fā)動機，包括汽化器和機械增壓裝置，機械增壓裝置為上述的機械增壓裝置，汽化器與機械增壓裝置的集氣道相連通。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，機械增壓裝置包括混合氣收集器和增壓器，混合氣收集器具有集氣道和與集氣道相隔離的集氣腔；增壓器具有增壓通道，增壓通道將集氣道與集氣腔連通；增壓器包括擴(kuò)散部和增壓葉輪，擴(kuò)散部與混合氣收集器固定連接，并具有與集氣腔連通的擴(kuò)散氣道；增壓葉輪相對擴(kuò)散部可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，并具有增壓氣道；增壓氣道與擴(kuò)散氣道構(gòu)成增壓通道，增壓通道與集氣腔的外壁構(gòu)成增壓腔，混合氣經(jīng)過集氣道后進(jìn)入增壓通道增壓，增壓后的混合氣進(jìn)入集氣腔內(nèi)。集氣道將混合氣收集并引入增壓通道內(nèi)，集氣腔用于容納增壓后的混合氣，并將增壓后的混合氣輸送到其他結(jié)構(gòu)中。增壓器用于對混合氣增壓，通過增壓葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將集氣道內(nèi)的混合氣抽到增壓氣道內(nèi)，使混合氣的壓力、溫度和速度上升，混合氣通過增壓氣道的增壓后在擴(kuò)散部的擴(kuò)散氣道內(nèi)速度下降、溫度和壓力繼續(xù)增加并流進(jìn)集氣腔內(nèi)。增壓葉輪設(shè)置在擴(kuò)散部與混合氣收集器之間的空間，并通過擴(kuò)散部與混合氣收集器固定連接將增壓葉輪封裝，使機械增壓裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1示出了本發(fā)明的實施例的機械增壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了根據(jù)圖1的機械增壓裝置的A處的放大圖；圖3示出了根據(jù)圖1的機械增壓裝置的增壓葉輪的剖視圖；圖4示出了根據(jù)圖3的增壓葉輪的左視圖；圖5示出了根據(jù)圖1的機械增壓裝置的擴(kuò)散部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了根據(jù)圖5的擴(kuò)散部的剖視圖；圖7示出了根據(jù)圖6的擴(kuò)散部的左視圖；以及圖8示出了機械增壓裝置的傳動結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明:10、混合氣收集器；11、集氣道；12、集氣腔；13、氣體通道；14、空腔；21、擴(kuò)散部；211、連接 軸座；212、導(dǎo)流片；213、擴(kuò)散氣道；214、定位孔；22、增壓葉輪；221、平衡孔；222、葉片；231、葉輪安裝軸；2311、第四傳動齒輪；232、主動軸；2321、第一傳動齒輪；2322、第一凸起；2331、第二傳動齒輪；2332、第三傳動齒輪；31、第一襯套；32、第二襯套；41、第一封嚴(yán)襯套；42、第一封嚴(yán)漲圈；43、隔離襯套；44、第一調(diào)整墊圈；51、第二封嚴(yán)襯套；52、第二封嚴(yán)漲圈；53、第二調(diào)整墊圈；61、鎖緊螺母；62、鎖片；90、通氣管。
具體實施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。如圖1至8所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例，機械增壓裝置包括混合氣收集器10和增壓器，混合氣收集器10具有集氣道11和與集氣道11相隔離的集氣腔12 ;增壓器具有增壓通道，增壓通道將集氣道11與集氣腔12連通；增壓器包括擴(kuò)散部21和增壓葉輪22，擴(kuò)散部21與混合氣收集器10固定連接，并具有與集氣腔12連通的擴(kuò)散氣道213 ;增壓葉輪22相對擴(kuò)散部21可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，并具有增壓氣道；增壓氣道與擴(kuò)散氣道213構(gòu)成增壓通道，增壓通道與集氣腔12的外壁構(gòu)成增壓腔，混合氣經(jīng)過集氣道11后進(jìn)入增壓通道增壓，增壓后的混合氣進(jìn)入集氣腔12內(nèi)。集氣道11將混合氣收集并引入增壓通道內(nèi)，集氣腔12用于容納增壓后的混合氣，并將增壓后的混合氣輸送到其他結(jié)構(gòu)中。增壓器用于對混合氣增壓，通過增壓葉輪22旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將集氣道11內(nèi)的混合氣抽到增壓氣道內(nèi)，使混合氣的壓力、溫度和速度上升，混合氣通過增壓氣道的增壓后在擴(kuò)散部21的擴(kuò)散氣道213內(nèi)速度下降、溫度和壓力繼續(xù)增加并流進(jìn)集氣腔12內(nèi)，以此實現(xiàn)對混合氣的增壓。增壓葉輪22設(shè)置在擴(kuò)散部21與混合氣收集器10之間的空間，節(jié)省機械增壓裝置的空間，通過擴(kuò)散部21與混合氣收集器10固定連接將增壓葉輪22封裝，使機械增壓裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。結(jié)合參見圖1、2和8所示，本實施例中的擴(kuò)散部21為擴(kuò)散器。增壓器還包括相對混合氣收集器10可轉(zhuǎn)動地設(shè)置的驅(qū)動部，驅(qū)動部與增壓葉輪22驅(qū)動連接，驅(qū)動增壓葉輪22轉(zhuǎn)動。其中，驅(qū)動部包括葉輪安裝軸231、主動軸232和傳動結(jié)構(gòu)。葉輪安裝軸231上沿其軸向依次套設(shè)有混合氣收集器10、增壓葉輪22和擴(kuò)散部21。其中，葉輪安裝軸231可相對擴(kuò)散部21和混合氣收集器10轉(zhuǎn)動。增壓葉輪22固定設(shè)置在葉輪安裝軸231上，并可以在葉輪安裝軸231的帶動下相對擴(kuò)散部21轉(zhuǎn)動。在本實施例中，增壓葉輪22位于擴(kuò)散部21內(nèi)，以便增壓葉輪22的增壓氣道與擴(kuò)散部21的擴(kuò)散氣道213的連通，確保增壓后的混合氣能夠順利進(jìn)入擴(kuò)散氣道213內(nèi)，同時增壓葉輪22與擴(kuò)散部21之間存在間隙，避免增壓葉輪22轉(zhuǎn)動過程中與擴(kuò)散部21相互摩擦造成的過度磨損。主動軸232穿設(shè)在葉輪安裝軸231內(nèi)，并驅(qū)動葉輪安裝軸231轉(zhuǎn)動。本實施例中，主動軸232與葉輪安裝軸231可相對轉(zhuǎn)動地設(shè)置，并通過傳動結(jié)構(gòu)連接。優(yōu)選地，主動軸232上間隔設(shè)置有位于葉輪安裝軸231的兩端的第一限位部和第二限位部，第一限位部和第二限位部中至少一個可拆卸地設(shè)置。在本實施例中，第一限位部為第一凸起2322，第二限位部為軸承，第一凸起2322和軸承將葉輪安裝軸231定位，防止轉(zhuǎn)動過程中葉輪安裝軸231發(fā)生軸向竄動造成的運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。更優(yōu)選地，在葉輪安裝軸231的第一端固定設(shè)置一個第一襯套31，第一襯套31既可以避免葉輪安裝軸231相對主動軸232轉(zhuǎn)動造成的過度磨損，又可以與第二限位件配合將葉輪安裝軸231定位，在葉輪安裝軸231的第二端固定設(shè)置一個第二襯套32，第二襯套32也可以避免葉輪安裝軸231相對主動軸232轉(zhuǎn)動造成的過度磨損，同時可以與第一凸起2322配合將葉輪安裝軸231定位。在其他實施例中，主動軸232可與葉輪安裝軸231固定連接并同步轉(zhuǎn)動，例如主動軸232與葉輪安裝軸231通過鍵連接并同步轉(zhuǎn)動。結(jié)合參見圖8所示·，傳動結(jié)構(gòu)連接在主動軸232和葉輪安裝軸231之間，將主動軸232的運動傳遞到葉輪安裝軸231上，以驅(qū)動葉輪安裝軸231轉(zhuǎn)動。其中，傳動結(jié)構(gòu)包括同軸設(shè)置并同步轉(zhuǎn)動的第二傳動齒輪2331和第三傳動齒輪2332。主動軸232上固定設(shè)置有第一傳動齒輪2321，葉輪安裝軸231上固定設(shè)置有第四傳動齒輪2311。第一傳動齒輪2321帶動與之嚙合的第二傳動齒輪2331轉(zhuǎn)動，同時與第二傳動齒輪2331同軸設(shè)置的第三傳動齒輪2332也開始轉(zhuǎn)動，繼而帶動與第三傳動齒輪2332嚙合的第四傳動齒輪2311轉(zhuǎn)動，葉輪安裝軸231隨之轉(zhuǎn)動。上述連接結(jié)構(gòu)通過齒輪嚙合傳動，傳動精度高，且可以通過改變傳動比調(diào)節(jié)葉輪安裝軸231和增壓葉輪22的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)混合氣的增壓量，便于調(diào)節(jié)和控制，而且主動軸232與葉輪安裝軸231同步轉(zhuǎn)動，避免了渦輪廢氣增壓器的滯后性，提高了響應(yīng)速度，增加了可靠性。結(jié)合參見圖2，本實施例中，機械增壓裝置還包括對增壓葉輪22進(jìn)行軸向定位的葉輪限位部。其中，葉輪限位部包括第一軸向止擋結(jié)構(gòu)和第二軸向止擋結(jié)構(gòu)。第一軸向止擋結(jié)構(gòu)套設(shè)在葉輪安裝軸231上，并止擋在增壓葉輪22的第一端，第二軸向止擋結(jié)構(gòu)也套設(shè)在葉輪安裝軸231上，并止擋在增壓葉輪22的第二端。通過第一軸向止擋結(jié)構(gòu)和第二軸向止擋結(jié)構(gòu)可以將增壓葉輪22定位，防止工作過程中增壓葉輪22沿軸向竄動，避免增壓葉輪22與擴(kuò)散部21相對位置改變而影響混合氣進(jìn)入擴(kuò)散氣道213內(nèi)，同時保證增壓葉輪22轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。在本實施例中，第一軸向止擋結(jié)構(gòu)包括第一封嚴(yán)襯套41、第一封嚴(yán)漲圈42和隔離襯套43。第一封嚴(yán)襯套41套設(shè)在葉輪安裝軸231上，并對增壓葉輪22的第一端限位。優(yōu)選地，為了方便調(diào)節(jié)第一封嚴(yán)襯套41的位置，以便在使用時調(diào)節(jié)增壓葉輪22的位置，在葉輪安裝軸231上第一封嚴(yán)襯套41遠(yuǎn)離增壓葉輪22的一端設(shè)置有一鎖緊機構(gòu)，鎖緊結(jié)構(gòu)包括螺紋連接在葉輪安裝軸231上的鎖緊螺母61。鎖緊螺母61將第一封嚴(yán)襯套41頂緊在增壓葉輪22上，可以調(diào)節(jié)鎖緊螺母61在葉輪安裝軸231上的位置，以調(diào)節(jié)第一封嚴(yán)襯套41與在增壓葉輪22之間的頂緊度。更優(yōu)選地，在鎖緊螺母61與第一封嚴(yán)襯套41之間設(shè)置鎖片62，鎖片62具有彈性，可以防止第一封嚴(yán)襯套41與增壓葉輪22松脫，即保證第一封嚴(yán)襯套41與增壓葉輪22之間緊密貼合，并避免由于偶然因素造成的第一封嚴(yán)襯套41與增壓葉輪22之間出現(xiàn)間隙 ，實現(xiàn)自動修正，保證增壓葉輪22的運行平穩(wěn)。第一封嚴(yán)漲圈42第一端抵接在混合氣收集器10上，第二端抵接在第一封嚴(yán)襯套41上，從而將混合氣收集器10與第一封嚴(yán)襯套41之間的間隙密封，防止機械增壓裝置中的潤滑油流到增壓腔內(nèi)污染混合氣。隔離襯套43位于增壓葉輪22的第一端與第一封嚴(yán)襯套41之間，隔離襯套43可相對混合氣收集器10轉(zhuǎn)動。在其他實施例中，可以省略隔離襯套43，直接將第一封嚴(yán)襯套41抵接在增壓葉輪22的第一端，但是這種方式下第一封嚴(yán)襯套41的加工難度較大，加工成本較高且不易于裝配。第二軸向止擋結(jié)構(gòu)包括第二封嚴(yán)襯套51和第二封嚴(yán)漲圈52。第二封嚴(yán)襯套51套設(shè)在葉輪安裝軸231上，并對增壓葉輪22的第二端限位，第二封嚴(yán)襯套51上套設(shè)有擴(kuò)散部21，且可相對擴(kuò)散部21轉(zhuǎn)動。為了節(jié)省空間，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時對增壓葉輪22的第二端進(jìn)行限位，在本實施例中，第二封嚴(yán)襯套51設(shè)置在葉輪安裝軸231的第四傳動齒輪2311的端面與增壓葉輪22的第二端端面之間。第二封嚴(yán)漲圈52的第一端抵接在擴(kuò)散部21上，第二封嚴(yán)漲圈52的第二端抵接在第二封嚴(yán)襯套51上，第二封嚴(yán)漲圈52可以將第二封嚴(yán)襯套51與擴(kuò)散部21之間的間隙密封，從而防止?jié)櫥瓦M(jìn)入增壓腔內(nèi)污染混合氣。優(yōu)選地，在增壓葉輪22的第一端與第一止擋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有調(diào)整增壓葉輪22的軸向位置的第一調(diào)整墊圈44，增壓葉輪22的第二端與第二軸向止擋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有調(diào)整增壓葉輪22的軸向位置的第二調(diào)整墊圈53。通過選用不同厚度的第一調(diào)整墊圈44和第二調(diào)整墊圈53可以控制增壓葉輪22與擴(kuò)散部21之間的間隙的大小，進(jìn)而控制混合氣從增壓氣道進(jìn)入擴(kuò)散氣道213的氣量。如圖1和2所示，在本實施例中，混合氣收集器10還包括連接襯套和氣體通道13。連接襯套固定設(shè)置在混合氣收集器10上與第一封嚴(yán)襯套41相對應(yīng)的位置處，第一封嚴(yán)漲圈42的第一端抵接在連接襯套上，連接襯套與混合氣收集器10的外壁之間設(shè)置有空腔14，空腔14與第一封嚴(yán)襯套41上的潤滑通道相連通。通過此種結(jié)構(gòu)將空腔14與潤滑通道的壓力保持一致。氣體通道13設(shè)置在混合氣收集器10的殼體上，并與空腔14相連通，氣體通道13上還連接有將氣體通道13與外界空氣相連通的通氣管90。通過此種結(jié)構(gòu)將空腔14和潤滑通道內(nèi)的壓力與大氣壓保持一致，進(jìn)而使得空腔14和潤滑通道內(nèi)的壓力小于增壓腔內(nèi)的壓力，避免潤滑油進(jìn)入增壓腔內(nèi)污染混合氣。如圖3和4所示，本實施例中，增壓葉輪22上設(shè)置有平衡增壓葉輪22兩側(cè)氣壓的平衡孔221，平衡孔221沿增壓葉輪22的軸向貫穿增壓葉輪22，以保證增壓葉輪22兩端的氣壓一致，進(jìn)而保證增壓葉輪22轉(zhuǎn)動過程中不會產(chǎn)生抖動，避免增壓葉輪22轉(zhuǎn)動過程中與擴(kuò)散部21干涉影響安全性。增壓葉輪22上還設(shè)置有多個葉片222，相鄰的兩個葉片222之間構(gòu)成增壓氣道。如圖5至7所示，本實施例中，擴(kuò)散部21為擴(kuò)散器，擴(kuò)散器包括連接軸座211、導(dǎo)流片212、擴(kuò)散氣道213和定位孔214。連接軸座211用于安裝傳動結(jié)構(gòu)中連接第二傳動齒輪2331和第三傳動齒輪2332的連接軸，該連接軸可相對該連接軸座211轉(zhuǎn)動。沿擴(kuò)散器的周向間隔設(shè)置有多個導(dǎo)流片212，導(dǎo)流片212通過改變混合氣的運動方向減小混合氣的速度，增大混合氣的壓力和溫度，實現(xiàn)增壓。相鄰兩個導(dǎo)流片212之間構(gòu)成擴(kuò)散氣道213。沿擴(kuò)散器的周向，在擴(kuò)散器的邊緣處設(shè)置多個定位孔214，定位孔214用于與混合氣收集器10固定連接。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，活塞發(fā)動機包括汽化器和機械增壓裝置，其中機械增壓裝置為上述的機械增壓裝置，汽化器與機械增壓裝置的集氣道11相連通。混合氣從汽化器中流到機械增壓裝置的集氣道11內(nèi)，并在增壓葉輪22的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用下進(jìn)入增壓腔內(nèi)增壓，之后進(jìn)入集氣腔12內(nèi)，最終從集氣腔12分散到各個氣缸中。通過上述的機械增壓裝置可以實現(xiàn)活塞發(fā)動機的進(jìn)氣增壓，提高發(fā)動機的進(jìn)氣壓力，使充氣密度增加，有更多的混合氣參與燃燒，從而提高發(fā)動機的功率，同時機械增壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，避免了過長的傳動過程中誤差過大造成的可靠性差的問題。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:機械增壓裝置包括混合氣收集器和增壓器，混合氣收集器具有集氣道和與集氣道相隔離的集氣腔；增壓器具有增壓通道，增壓通道將集氣道與集氣腔連通；增壓器包括擴(kuò)散部和增壓葉輪，擴(kuò)散部與混合氣收集器固定連接，并具`有與集氣腔連通的擴(kuò)散氣道；增壓葉輪相對擴(kuò)散部可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，并具有增壓氣道；增壓氣道與擴(kuò)散氣道構(gòu)成增壓通道，增壓通道與集氣腔的外壁構(gòu)成增壓腔，混合氣經(jīng)過集氣道后進(jìn)入增壓通道增壓，增壓后的混合氣進(jìn)入集氣腔內(nèi)。集氣道將混合氣收集并引入增壓通道內(nèi)，集氣腔用于容納增壓后的混合氣，并將增壓后的混合氣輸送到其他結(jié)構(gòu)中。增壓器用于對混合氣增壓，通過增壓葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將集氣道內(nèi)的混合氣抽到增壓氣道內(nèi)，使混合氣的壓力、溫度和速度上升，混合氣通過增壓氣道的增壓后在擴(kuò)散部的擴(kuò)散氣道內(nèi)速度下降、溫度和壓力繼續(xù)增加并流進(jìn)集氣腔內(nèi)。增壓葉輪設(shè)置在擴(kuò)散部與混合氣收集器之間的空間，并通過擴(kuò)散部與混合氣收集器固定連接將增壓葉輪封裝，使機械增壓裝置的結(jié)構(gòu)緊密，占用空間小。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機械增壓裝置，其特征在于，包括混合氣收集器(10)和增壓器， 所述混合氣收集器(10 )具有集氣道(11)和與所述集氣道(11)相隔離的集氣腔(12 );所述增壓器具有增壓通道，所述增壓通道將所述集氣道(11)與所述集氣腔(12)連通，所述增壓器包括: 擴(kuò)散部(21 )，與所述混合氣收集器(10)固定連接，并具有與所述集氣腔(12)連通的擴(kuò)散氣道(213)； 增壓葉輪(22)，相對所述擴(kuò)散部(21)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，并具有增壓氣道； 所述增壓氣道與所述擴(kuò)散氣道(213)構(gòu)成所述增壓通道，所述增壓通道與所述集氣腔(12)的外壁構(gòu)成增壓腔，混合氣經(jīng)過所述集氣道(11)后進(jìn)入所述增壓通道增壓，增壓后的所述混合氣進(jìn)入所述集氣腔(12)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述增壓器還包括相對所述混合氣收集器(10)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置的驅(qū)動部，所述驅(qū)動部與所述增壓葉輪(22)驅(qū)動連接，驅(qū)動所述增壓葉輪(22)轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述驅(qū)動部包括: 葉輪安裝軸(231)，所述混合氣收集器(10)、所述增壓葉輪(22)和所述擴(kuò)散部(21)沿所述葉輪安裝軸(231)的軸向依次套設(shè)在所述葉輪安裝軸(231)上，且所述增壓葉輪(22)可在所述葉輪安裝軸(231)的帶動下相對所述擴(kuò)散部(21)轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機械增壓裝置，其特征在 于，所述驅(qū)動部還包括: 主動軸(232 )，穿設(shè)在所述葉輪安裝軸(231)內(nèi)，并驅(qū)動所述葉輪安裝軸(231)轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述主動軸(232)與所述葉輪安裝軸(231)之間通過傳動結(jié)構(gòu)驅(qū)動連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述主動軸(232)上固定設(shè)置有第一傳動齒輪(2321)，所述傳動結(jié)構(gòu)包括同軸設(shè)置并同步轉(zhuǎn)動的第二傳動齒輪(2331)和第三傳動齒輪(2332)，所述葉輪安裝軸(231)上固定設(shè)置有第四傳動齒輪(2311)，所述第一傳動齒輪(2321)與所述第二傳動齒輪(2331)相嚙合，所述第三傳動齒輪(2332)與所述第四傳動齒輪(2311)相嚙合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機械增壓裝置，其特征在于， 所述主動軸(232)上間隔設(shè)置有與所述葉輪安裝軸(231)的兩端位置相對應(yīng)的第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部中至少一個可拆卸地設(shè)置； 所述葉輪安裝軸(231)的第一端與所述第二限位部之間設(shè)置有第一襯套(31)，所述葉輪安裝軸(231)的第二端與所述第一限位部之間設(shè)置有第二襯套(32)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述機械增壓裝置還包括葉輪限位部，所述葉輪限位部包括: 第一軸向止擋結(jié)構(gòu)，套設(shè)在所述葉輪安裝軸(231)上，并止擋在所述增壓葉輪(22)的弟觸； 第二軸向止擋結(jié)構(gòu)，套設(shè)在所述葉輪安裝軸(231)上，并止擋在所述增壓葉輪(22)的A-Ap ~.上山弟一犧。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述第一軸向止擋結(jié)構(gòu)包括: 第一封嚴(yán)襯套(41)，套設(shè)在所述葉輪安裝軸(231)上，并對所述增壓葉輪(22)的第一端限位； 第一封嚴(yán)漲圈(42)，第一端抵接在所述混合氣收集器(10)上，第二端抵接在所述第一封嚴(yán)襯套(41)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述第一軸向止擋結(jié)構(gòu)還包括隔離襯套(43)，所述隔離襯套(43)位于所述增壓葉輪(22)的第一端與所述第一封嚴(yán)襯套(41)之間，所述隔離襯套(43)可相對所述混合氣收集器(10)轉(zhuǎn)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述第二軸向止擋結(jié)構(gòu)包括:第二封嚴(yán)襯套(51)，套設(shè)在所述葉輪安裝軸(231)上，并對所述增壓葉輪(22)的第二端限位，所述第二封嚴(yán)襯套(51)上套設(shè)有所述擴(kuò)散部(21)，且可相對所述擴(kuò)散部(21)轉(zhuǎn)動； 第二封嚴(yán)漲圈(52)，第一端抵接在所述擴(kuò)散部(21)上，第二端抵接在所述第二封嚴(yán)襯套(51)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述增壓葉輪(22)的第一端與所述第一軸向止擋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有調(diào)整所述增壓葉輪(22)的軸向位置的第一調(diào)整墊圈(44)，所述增壓葉輪(22)的第二端與所述第二軸向止擋結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有調(diào)整所述增壓葉輪(22)的軸向位置的第二調(diào)整墊圈(53)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述葉輪限位部還包括鎖緊結(jié)構(gòu)，所述鎖緊結(jié)構(gòu)包括 將所述第一軸向止擋結(jié)構(gòu)頂緊的鎖緊螺母(61)，所述鎖緊螺母(61)與所述葉輪安裝軸(231)螺紋配合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述鎖緊螺母(61)與所述第一軸向止擋結(jié)構(gòu)之間還設(shè)置有防松鎖片(62)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述混合氣收集器(10)還包括:連接襯套，固定設(shè)置在所述混合氣收集器(10)上與所述第一封嚴(yán)襯套(41)相對應(yīng)的位置處，所述連接襯套與所述混合氣收集器(10)的外壁之間設(shè)置有空腔(14)，所述空腔(14)與所述第一封嚴(yán)襯套(41)上的潤滑通道相連通； 氣體通道(13)，設(shè)置在所述混合氣收集器(10)的殼體上，并與所述空腔(14)相連通，所述氣體通道(13)上還連接有將所述氣體通道(13)與外界空氣相連通的通氣管(90)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械增壓裝置，其特征在于，所述增壓葉輪(22)上設(shè)置有平衡所述增壓葉輪(22)兩側(cè)氣壓的平衡孔(221)，所述平衡孔(221)沿所述增壓葉輪(22)的軸向貫穿所述增壓葉輪(22)。
17.一種活塞發(fā)動機，包括汽化器和機械增壓裝置，其特征在于，所述機械增壓裝置為權(quán)利要求1至16中任一項所述的機械增壓裝置，所述汽化器與所述機械增壓裝置的集氣道(11)相連通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機械增壓裝置及具有該裝置的活塞發(fā)動機。該機械增壓裝置包括混合氣收集器和增壓器，混合氣收集器具有集氣道和與集氣道相隔離的集氣腔；增壓器具有增壓通道，增壓通道將集氣道與集氣腔連通，增壓器包括擴(kuò)散部，與混合氣收集器固定連接，并具有與集氣腔連通的擴(kuò)散氣道；增壓葉輪，相對擴(kuò)散部可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，并具有增壓氣道；增壓氣道與擴(kuò)散氣道構(gòu)成增壓通道，增壓通道與集氣腔的外壁構(gòu)成增壓腔，混合氣經(jīng)過集氣道后進(jìn)入增壓通道增壓，增壓后的混合氣進(jìn)入集氣腔內(nèi)。增壓葉輪位于擴(kuò)散部和混合氣收集器之間，三者在軸向緊湊設(shè)置，減小了空間占用。
文檔編號F04D25/04GK103233899SQ201310187270
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者張進(jìn), 袁雪松 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司