本发明专利技术涉及一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，它包括蜗壳，所述蜗壳的一侧端面内部固定安装有导向轮，所述导向轮后端设置有涡轮，所述涡轮通过浮动轴承及止推轴承支撑安装在蜗壳内部，所述涡轮主轴末端通过过盈配合安装有涡轮输出齿轮，涡轮输出齿轮通过锁紧螺母锁紧固定，所述涡轮的主轴上还套装有第一活塞环和第二活塞环，所述第一活塞环和第二活塞环配套蜗壳中间腔室内压缩空气形成气动密封。此装置能够将内燃机的废气进行充分的利用，而且采用气动密封降低了密封成本且提高了密封装置的可靠性，可有效解决传统动力涡轮烧机油和结碳问题，采用一体铸造成型工艺，降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种内燃机废气能量再利用装置，尤其涉及一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置。
技术介绍
动力涡轮单元是一种将内燃机废气能量转换为机械能的装置，通常安装在发动机排气端，利用发动机废气的余压驱动涡轮旋转，再通过减速装置减速使动力能够用作机械能输出或发电，提高了内燃机的能量效率。动力涡轮技术出现时间比较长，但是由于与发动机匹配的效果以及成本及制造的难度等因素影响了这项技术的实施，目前国内尚无成熟产品，国外也只有零星机型才使用。本专利技术采用一体铸造的蜗壳，极大的降低了成本，采用气动密封降低了密封成本且提高了密封装置的可靠性，使得动力涡轮的大规模推广使用成为了可能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，此装置能够将内燃机的废气进行充分的利用，而且采用气动密封降低了密封成本且提高了密封装置的可靠性，采用一体铸造成型工艺，降低了成本。为了解决上述技术问题，本专利技术提出以下技术方案：一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，它包括蜗壳，所述蜗壳的一侧端面内部固定安装有导向轮，所述导向轮后端设置有涡轮，所述涡轮通过浮动轴承及止推轴承支撑安装在蜗壳内部，所述涡轮主轴末端通过过盈配合安装有涡轮输出齿轮，涡轮输出齿轮通过锁紧螺母锁紧固定，所述涡轮的主轴上还套装有第一活塞环和第二活塞环，所述第一活塞环和第二活塞环配套蜗壳中间腔室内压缩空气形成气动密封。所述导向轮采用不锈钢铸造而成，并通过弹性圆柱销和第一挡圈固定安装在蜗壳的内台阶安装槽上。所述止推轴承通过第二挡圈固定，所述涡轮的主轴上还套装有第一止推套和第二止推套，所述第一止推套和第二止推套能够限定止推轴承油膜厚度。所述涡轮输出齿轮与一个开放式对称支撑的高转速液力偶合器相啮合，液力偶合器安装在与蜗壳连接的偶合器左机匣和偶合器右机匣内，由左圆锥滚子轴承和右圆锥滚子轴承对称支撑，液力偶合器上安装一个偶合器输出齿轮，实现了动力涡轮动力的柔性输出。所述蜗壳为一体式铸造成型，可通入压缩空气将废气区与机油区隔离，减少了机油的温升。所述偶合器左机匣与蜗壳接触的位置通过第一定位套定位，在其接触面安装有密封垫；所述偶合器左机匣和偶合器右机匣接触的位置设置有第二定位套，在其接触面安装有第二密封圈和第五密封圈。所述偶合器输出齿轮与右圆锥滚子轴承接触面设置有调整垫片，所述偶合器输出齿轮通过齿轮压盖定位在齿轮中末端，所述齿轮压盖通过锁紧螺栓固定。所述偶合器右机匣上安装有第三密封圈和第四密封圈。本专利技术有如下有益效果：本专利技术结构紧凑，每个型号可以满足较宽的排量范围发动机使用，通过调整减速齿轮传动比，可以得出最优的发动机功率输出。采用本技术的发动机，经济转速范围内可节约燃油3%-8%，提高最大扭矩5-12%，。采用一体式蜗壳，气动密封的方式使其成本较低，成本仅占发动机整机成本的6%左右。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术主剖视图。图2是本专利技术工作过程原理图。图中：导向轮1、第一挡圈2、弹性圆柱销3、蜗壳4、涡轮5、第一活塞环6、第二活塞环7、浮动轴承8、第一定位套9、密封垫10、第一密封圈11、第一止推套12、第二挡圈13、止推轴承14、第二止推套15、涡轮输出齿轮16、锁紧螺母17、偶合器左机匣18、第二密封圈19、左圆锥滚子轴承20、偶合器右机匣21、液力偶合器22、第三密封圈23、右圆锥滚子轴承24、调整垫片25、偶合器输出齿轮26、齿轮压盖27、锁紧螺栓28、第四密封圈29、第五密封圈30、第二定位套31。A：压缩空气进口；B：发动机废气出口；C：机油出口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步的说明。如图1-2，一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，它包括蜗壳4，所述蜗壳4的一侧端面内部固定安装有导向轮1，所述导向轮1后端设置有涡轮5，所述涡轮5通过浮动轴承8及止推轴承14支撑安装在蜗壳4内部，所述涡轮5主轴末端通过过盈配合安装有涡轮输出齿轮16，涡轮输出齿轮16通过锁紧螺母17锁紧固定，所述涡轮5的主轴上还套装有第一活塞环6和第二活塞环7，所述第一活塞环6和第二活塞环7配套蜗壳中间腔室内压缩空气形成气动密封。可有效解决传统动力涡轮烧机油和结碳问题。进一步的，所述导向轮1采用不锈钢铸造而成，并通过弹性圆柱销3和第一挡圈2固定安装在蜗壳4的内台阶安装槽上。进一步的，所述止推轴承14通过第二挡圈13固定，所述涡轮5的主轴上还套装有第一止推套12和第二止推套15，所述第一止推套12和第二止推套15能够限定止推轴承14油膜厚度。进一步的，所述涡轮输出齿轮16与一个开放式对称支撑的高转速液力偶合器22相啮合，液力偶合器安装在与蜗壳连接的偶合器左机匣18和偶合器右机匣21内，由左圆锥滚子轴承20和右圆锥滚子轴承24对称支撑，液力偶合器上安装一个偶合器输出齿轮26，实现了动力涡轮动力的柔性输出。进一步的，所述蜗壳4为一体式铸造成型，可通入压缩空气将废气区与机油区隔离，减少了机油的温升。蜗壳内作为气动密封的压缩空气来源于涡轮增压器压气机或低压储气罐。进一步的，所述偶合器左机匣18与蜗壳4接触的位置通过第一定位套9定位，在其接触面安装有密封垫10；所述偶合器左机匣18和偶合器右机匣21接触的位置设置有第二定位套31，在其接触面安装有第二密封圈19和第五密封圈30。进一步的，所述偶合器输出齿轮26与右圆锥滚子轴承24接触面设置有调整垫片25，所述偶合器输出齿轮26通过齿轮压盖27定位在齿轮中末端，所述齿轮压盖27通过锁紧螺栓28固定。进一步的，所述偶合器右机匣21上安装有第三密封圈23和第四密封圈29。本专利技术工作过程和工作原理为：参见图2，由于机油在第二活塞环处压力较低，B处废气压力因为为膨胀做功后压力低于50KPa，所以在蜗壳上的压缩空气进气口通径设计得较小，两个特殊设计的活塞环泄露量较小，所以发动机工作的时候对气源涡轮增压器压气机的影响较小，如果采用低压储气罐作为气源消耗的能量也比较小。对发动机的功率影响可忽略不计。采用轴流式涡轮为扭曲叶片设计，转速可达75000r/min，采用的开放式对称支撑的液力偶合器转速可达到12500r/min。通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，其特征在于：它包括蜗壳（4），所述蜗壳（4）的一侧端面内部固定安装有导向轮（1），所述导向轮（1）后端设置有涡轮（5），所述涡轮（5）通过浮动轴承（8）及止推轴承（14）支撑安装在蜗壳（4）内部，所述涡轮（5）主轴末端通过过盈配合安装有涡轮输出齿轮（16），涡轮输出齿轮（16）通过锁紧螺母（17）锁紧固定，所述涡轮（5）的主轴上还套装有第一活塞环（6）和第二活塞环（7），所述第一活塞环（6）和第二活塞环（7）配套蜗壳中间腔室内压缩空气形成气动密封。
【技术特征摘要】
1.一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，其特征在于：它包括蜗壳（4），所述蜗壳（4）的一侧端面内部固定安装有导向轮（1），所述导向轮（1）后端设置有涡轮（5），所述涡轮（5）通过浮动轴承（8）及止推轴承（14）支撑安装在蜗壳（4）内部，所述涡轮（5）主轴末端通过过盈配合安装有涡轮输出齿轮（16），涡轮输出齿轮（16）通过锁紧螺母（17）锁紧固定，所述涡轮（5）的主轴上还套装有第一活塞环（6）和第二活塞环（7），所述第一活塞环（6）和第二活塞环（7）配套蜗壳中间腔室内压缩空气形成气动密封。2.根据权利要求1所述的一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，其特征在于：所述导向轮（1）采用不锈钢铸造而成，并通过弹性圆柱销（3）和第一挡圈（2）固定安装在蜗壳（4）的内台阶安装槽上。3.根据权利要求1所述的一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，其特征在于：所述止推轴承（14）通过第二挡圈（13）固定，所述涡轮（5）的主轴上还套装有第一止推套（12）和第二止推套（15），所述第一止推套（12）和第二止推套（15）能够限定止推轴承（14）油膜厚度。4.根据权利要求1所述的一体式蜗壳、气动密封的动力涡轮装置，其特征在于：所述涡轮输出齿轮（16）与一个开放式对称支撑的高转速液力偶合器（22）相啮...
【专利技术属性】
技术研发人员：燕相彪，张显超，杨华生，胡华平，赵荣超，陈娟，诸葛伟林，田永伟，熊友国，谢德胜，
申请(专利权)人：宜昌市燕狮科技开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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