Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкции турбокомпрессоров, применяемых для наддува двигателей внутреннего сгорания. Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса (1) компрессора и корпуса (2) турбины, закрепленных на корпусе (3) подшипников. В корпусе (3) установлен вал (9) ротора, на консолях которого закреплены колесо (10) турбины, размещенное в корпусе (2) и колесо (11) компрессора, размещенное в корпусе (10). Вал (9) установлен в комбинированный подшипниковый узел, который состоит из упорного подшипника (12) и двух плавающих радиальных подшипников (13). В корпусе (3) подшипников выполнены маслоподводящие каналы (14) и канал (15) для отвода масла. В зоне пересечения маслоподводящих каналов (14) и опорных рабочих поверхностей корпуса (3) подшипников выполнены маслораздаточные элементы (16) в виде углубления в форме параболоида вращения. Технический результат заключается в повышении эффективности работы турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкции турбокомпрессоров, применяемых для наддува двигателей внутреннего сгорания.

Известна конструкция турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащего: корпус подшипников, в котором на двух плавающих радиальных и одном упорном подшипнике скольжения установлен вал ротора, на консолях которого жестко закреплены: колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе. Корпус компрессора прикреплен к корпусу подшипников при помощи стопорного кольца, а корпус турбины прикреплен к корпусу подшипников, с другой стороны, при помощи резьбовых элементов. Упорный подшипник зафиксирован на корпусе подшипников вкладышем и стопорным кольцом (См. патент РФ 32534, F02B 37/00, опубл. 20.09.2003, фиг.2 турбокомпрессор, общий вид в разрезе (прототип)).

Недостаток этой конструкции - сравнительно низкая эффективность работы турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус подшипников, в котором на плавающих радиальных и упорном подшипниках скольжения установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, диффузор, установленный в корпусе компрессора, выполненные в корпусе подшипников маслоподводящие каналы, канал для отвода масла и маслораздаточные элементы (см. патент РФ 32534, F02B 37/00, опубл. 20.09.2003).

Недостатком этого технического решения является сравнительно низкая эффективность работы турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности работы турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается за счет того, что в турбокомпрессоре для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус подшипников, в котором на плавающих радиальных и упорном подшипниках скольжения установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, диффузор, выполненные в корпусе подшипников маслоподводящие каналы и канал для отвода масла, в зоне пересечения с маслоподводящими каналами на опорных рабочих поверхностях корпуса подшипников выполнены маслораздаточные элементы в виде углубления в форме параболоида вращения.

Эффективность работы турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания повысилась за счет выполнения в зоне пересечения маслоподводящих каналов и опорных рабочих поверхностей корпуса подшипников турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания маслораздаточных элементов в виде углубления в форме параболоида вращения. Это позволило обеспечить достаточное количество масла для смазки и охлаждения подшипникового узла турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания, при этом форма углубления позволила обеспечить более гладкие параболические кромки границы маслораздаточной зоны, увеличить рабочую область масляного клина, снизить уровни вибрации и шума и существенно уменьшить степень взаимного износа рабочих поверхностей.

В результате поиска проведенного по патентной и другой научно -технической литературе, аналога, совпадающего с заявляемым техническим решением по всей совокупности существенных признаков, обнаружено не было, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:

Фиг.1 - Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания, общий вид в разрезе;

Фиг.2 - Корпус подшипников в разрезе;

Фиг.3 - Местный вид «Ф» на фиг.2 в масштабе 2:1;

Фиг.4 - Разрез Т-Т на фиг.3.

Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания (фиг.1) состоит из корпуса 1 компрессора и корпуса 2 турбины, закрепленных на корпусе 3 подшипников с помощью болтов и планок, что позволяет устанавливать корпусы в широком диапазоне углов друг к другу. В корпус 1 компрессора запрессован диффузор 4. Корпус 2 турбины выполнен двухзаходным (импульсным) из высокопрочного чугуна. На корпусе 3 подшипников (фиг.2) с помощью болтов закреплена крышка 5, выполненная из алюминиевого сплава и являющаяся как крышкой корпуса 3 подшипников, так и крышкой корпуса 1 компрессора. Для уменьшения теплопередачи между корпусом 2 турбины и корпусом 3 подшипников установлен экран 6 из жаростойкой стали. В корпусе 3 подшипников установлен маслосбрасывающий экран 7, который вместе с уплотнительными кольцами 8 служит для предотвращения утечки масла из полости корпуса 3 подшипников в проточные части компрессора и турбины.

Ротор в сборе состоит из вала 9, на консолях которого закреплены колесо 10 турбины, размещенное в корпусе 2 турбины и колесо 11 компрессора, размещенное в корпусе 1 компрессора. Вал 9 ротора установлен в комбинированный подшипниковый узел, который состоит из упорного подшипника 12 и двух радиальных подшипников 13, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. В корпусе 3 подшипников выполнены маслоподводящие каналы 14 и канал 15 для отвода масла. В зоне пересечения маслоподводящих каналов 14 и опорных рабочих поверхностей корпуса 3 подшипников выполнены маслораздаточные элементы 16 (фиг.3 и фиг.4) в виде углубления в форме параболоида вращения.

Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом: отработавшие газы из двигателя поступают в корпус 2 турбины и приводят во вращение колесо 10 турбины и далее через вал 9 - колесо 11 компрессора, при этом турбина с двухзаходным корпусом 2 преобразовывает энергию отработавших газов в кинетическую энергию вращения вала 9, которая в компрессоре превращается в работу сжатия газа. Вал 9 вращается на двух плавающих радиальных подшипниках 13 и имеет ограничение перемещения в осевом направлении упорным подшипником 12, на которые под давлением подается масло из системы смазки двигателя. За счет маслораздаточного элемента 16 в виде углубления, имеющего форму параболоида вращения, в паре трения «корпус 3 подшипников -радиальный подшипник 13» создается стабильный масляный клин и обеспечивается достаточное количество масла для смазки и охлаждения подшипникового узла турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания. Масло, отработавшее в подшипниковом узле, сливается обратно в систему смазки двигателя по каналу 15.

Для формирования маслораздаточного элемента используется стандартный режущий инструмент: бор - фреза со сферической рабочей головкой, контакт которой в зоне пересечения цилиндрической поверхности маслоподводящего канала с опорной рабочей поверхностью корпуса подшипников создает маслораздаточный элемент в виде полости в форме параболоида вращения.

Заявляемое техническое решение обеспечивает повышение эффективности работы турбокомпрессора для наддува двигателя внутреннего сгорания.

Заявляемый турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания соответствует условию промышленной применимости и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с применением ранее освоенных технологий.

Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус подшипников, в котором на радиальных и упорном подшипниках скольжения установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, диффузор, выполненные в корпусе подшипников маслоподводящие каналы и канал для отвода масла, маслораздаточные элементы, отличающийся тем, что в зоне пересечения с маслоподводящими каналами на опорных рабочих поверхностях корпуса подшипников выполнены маслораздаточные элементы в виде углубления в форме параболоида вращения.