[实用新型]一种蜗壳水冷的涡轮增压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及内燃机涡轮增压器，具体涉及一种蜗壳水冷的涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器是装置在发动机排气系统上，用以提升发动机功率和改善排放的重要零部件。其利用发动机排出的高温废气的能量驱动涡轮旋转，进而带动与其同轴的压气机高速旋转，从而提高进入汽缸的空气的压力，即进入汽缸的空气流量。这意味着可以燃烧更多的燃油，且使燃油得到充分燃烧，因而提升了发动机的功率，改善排放。

随着排放和油耗法规要求越来越严，涡轮增压技术已普遍应用于柴油机，且在汽油机上所占比例也在迅速提升。与柴油机相比，汽油机的排气温度更高，而废气排出汽缸后会直接进入到涡轮增压器的涡轮机，对蜗壳的材料和结构设计要求很高。且随着小型化的发展趋势，汽油机的升功率也在不断提升，也导致排气温度会进一步提升，目前开发的汽油机，最高排气温度可达1100℃。这会使涡轮增压器的部件出现极大的热负荷，尤其是蜗壳。这就需要采用更耐高温的蜗壳材料，如采用高镍合金，甚至需采用不锈钢材料。但这些材料的成本高昂，且不易制造。另外为了保护周边的其他发动机或整车零件，常常需要在蜗壳外安装一个隔热罩。以上措施都会增加整机或整车成本。

目前在乘用车用汽油机上应用的涡轮增压器，通常会采用水冷轴承系统，即从发动机冷却循环中引出一部分冷却液用于冷却中间体内的轴承系统。但采用冷却水来冷却蜗壳尚少有应用，且多用于大型增压器上，如船用发动机的增压器。其采用一套单独的冷却系统，利用海水来冷却，见专利CN200880127588.X。另外也有车用增压器的蜗壳采用水冷，但也需另外的冷却管路从发动机内取水冷却，见专利CN200720114559.2。其设计复杂，不易布置，且增加额外的零件和成本。

实用新型内容

针对车用汽油机排气温度高，对涡轮增压器的蜗壳设计要求很高，且需要采用昂贵的材料，另外需在蜗壳外设置隔热罩，以阻挡热辐射，保护周边零件，造成整车成本升高的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、应用于带有水冷轴系的涡轮增压器，可直接从轴承体的冷却水道内分出一支流冷却蜗壳，实现了蜗壳的有效冷却，又不必采用额外的管路连接，布置简单，成本低的蜗壳水冷的涡轮增压器。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种蜗壳水冷的涡轮增压器，包括蜗壳、轴承体、涡轮机和压气机，轴承体上设有用于通冷却水的轴承体水套，轴承体水套上设有轴承体腔和与轴承体腔连通的轴承体进水口、轴承体出水口，用于连接到发动机的冷却循环系统。蜗壳上设有蜗壳水套，包裹在废气流道的表面。蜗壳水套与轴承体水套连接，轴承体水套上设有与轴承体腔连通的轴承体法兰出水口和轴承体法兰回水口，蜗壳水套上设有与轴承体法兰出水口相适配的蜗壳进水口和与轴承体法兰回水口相适配的蜗壳出水口；蜗壳水套内设有蜗壳腔，蜗壳进水口和蜗壳出水口与蜗壳腔连通。蜗壳水套和轴承体水套之间设有密封垫片。蜗壳水套与轴承体水套为螺栓连接，蜗壳水套上设有蜗壳法兰螺栓安装孔，轴承体水套上设有轴承体法兰螺栓安装孔。轴承体水套上设有轴承体进油口和轴承体回油口。蜗壳水套内设有隔板。

在发动机工作时，发动机冷却系统的冷却液通过管路进入轴承体上的轴承体进水口，一部分冷却液经过轴承体水套冷却轴承系统，再由轴承体出水口回到发动机冷却系统。同时另一部分冷却液经由轴承体法兰上的轴承体法兰出水口进入到蜗壳法兰上的蜗壳进水口，并在蜗壳水套内流通，再经由蜗壳法兰上的蜗壳出水口和轴承体法兰上的轴承体法兰回水口回到轴承体水套，最后通过轴承体出水口回到发动机冷却系统。

两条流通路径为：1、轴承体进水口——>轴承体腔——>轴承体出水口；

2、轴承体进水口——>轴承体腔——>轴承体法兰出水口——>蜗壳进水口——>蜗壳腔——>蜗壳出水口——>轴承体法兰回水口——>轴承体腔——>轴承体出水口。

同时可在蜗壳上增加清砂孔以改善工艺性，或在蜗壳水套内增加隔板设计，以改善冷却液流动特性等设计方案。

本实用新型的优点在于，采用一条管路同时冷却轴承体和蜗壳，无需额外的管路布置。采用水冷，可有效冷却蜗壳，减小蜗壳的热负荷。便可不必采用昂贵的材料，降低成本，也降低了蜗壳开裂的风险。另外减少了蜗壳对外的热辐射，则可不必采用隔热罩，便可使其周围零件不受高温辐射。

附图说明

图1为本实用新型一种蜗壳水冷的涡轮增压器的结构示意图；

图2为图1蜗壳水冷的涡轮增压器的蜗壳法兰水孔结构示意图；