本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)燃機(jī)廢氣能量再利用裝置，尤其涉及一體式蝸殼、氣動(dòng)密封的動(dòng)力渦輪裝置。

背景技術(shù)：

動(dòng)力渦輪單元是一種將內(nèi)燃機(jī)廢氣能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣端，利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的余壓驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)減速裝置減速使動(dòng)力能夠用作機(jī)械能輸出或發(fā)電，提高了內(nèi)燃機(jī)的能量效率。動(dòng)力渦輪技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間比較長(zhǎng)，但是由于與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的效果以及成本及制造的難度等因素影響了這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟產(chǎn)品，國(guó)外也只有零星機(jī)型才使用。本實(shí)用新型采用一體鑄造的蝸殼，極大的降低了成本，采用氣動(dòng)密封降低了密封成本且提高了密封裝置的可靠性，使得動(dòng)力渦輪的大規(guī)模推廣使用成為了可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一體式蝸殼、氣動(dòng)密封的動(dòng)力渦輪裝置，此裝置能夠?qū)?nèi)燃機(jī)的廢氣進(jìn)行充分的利用，而且采用氣動(dòng)密封降低了密封成本且提高了密封裝置的可靠性，采用一體鑄造成型工藝，降低了成本。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出以下技術(shù)方案：一體式蝸殼、氣動(dòng)密封的動(dòng)力渦輪裝置，它包括蝸殼，所述蝸殼的一側(cè)端面內(nèi)部固定安裝有導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪后端設(shè)置有渦輪，所述渦輪通過(guò)浮動(dòng)軸承及止推軸承支撐安裝在蝸殼內(nèi)部，所述渦輪主軸末端通過(guò)過(guò)盈配合安裝有渦輪輸出齒輪，渦輪輸出齒輪通過(guò)鎖緊螺母鎖緊固定，所述渦輪的主軸上還套裝有第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)，所述第一活塞環(huán)和第二活塞環(huán)配套蝸殼中間腔室內(nèi)壓縮空氣形成氣動(dòng)密封。

所述導(dǎo)向輪采用不銹鋼鑄造而成，并通過(guò)彈性圓柱銷(xiāo)和第一擋圈固定安裝在蝸殼的內(nèi)臺(tái)階安裝槽上。

所述止推軸承通過(guò)第二擋圈固定，所述渦輪的主軸上還套裝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夠限定止推軸承油膜厚度。

所述渦輪輸出齒輪與一個(gè)開(kāi)放式對(duì)稱(chēng)支撐的高轉(zhuǎn)速液力偶合器相嚙合，液力偶合器安裝在與蝸殼連接的偶合器左機(jī)匣和偶合器右機(jī)匣內(nèi)，由左圓錐滾子軸承和右圓錐滾子軸承對(duì)稱(chēng)支撐，液力偶合器上安裝一個(gè)偶合器輸出齒輪，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力渦輪動(dòng)力的柔性輸出。

所述蝸殼為一體式鑄造成型，可通入壓縮空氣將廢氣區(qū)與機(jī)油區(qū)隔離，減少了機(jī)油的溫升。

所述偶合器左機(jī)匣與蝸殼接觸的位置通過(guò)第一定位套定位，在其接觸面安裝有密封墊；所述偶合器左機(jī)匣和偶合器右機(jī)匣接觸的位置設(shè)置有第二定位套，在其接觸面安裝有第二密封圈和第五密封圈。

所述偶合器輸出齒輪與右圓錐滾子軸承接觸面設(shè)置有調(diào)整墊片，所述偶合器輸出齒輪通過(guò)齒輪壓蓋定位在齒輪中末端，所述齒輪壓蓋通過(guò)鎖緊螺栓固定。

所述偶合器右機(jī)匣上安裝有第三密封圈和第四密封圈。

本實(shí)用新型有如下有益效果：

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，每個(gè)型號(hào)可以滿(mǎn)足較寬的排量范圍發(fā)動(dòng)機(jī)使用，通過(guò)調(diào)整減速齒輪傳動(dòng)比，可以得出最優(yōu)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出。采用本技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可節(jié)約燃油3%-8%，提高最大扭矩5-12%，。采用一體式蝸殼，氣動(dòng)密封的方式使其成本較低，成本僅占發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)成本的6%左右。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型主剖視圖。

圖2 是本實(shí)用新型工作過(guò)程原理圖。

圖中：導(dǎo)向輪1、第一擋圈2、彈性圓柱銷(xiāo)3、蝸殼4、渦輪5、第一活塞環(huán)6、第二活塞環(huán)7、浮動(dòng)軸承8、第一定位套9、密封墊10、第一密封圈11、第一止推套12、第二擋圈13、止推軸承14、第二止推套15、渦輪輸出齒輪16、鎖緊螺母17、偶合器左機(jī)匣18、第二密封圈19、左圓錐滾子軸承20、偶合器右機(jī)匣21、液力偶合器22、第三密封圈23、右圓錐滾子軸承24、調(diào)整墊片25、偶合器輸出齒輪26、齒輪壓蓋27、鎖緊螺栓28、第四密封圈29、第五密封圈30、第二定位套31。

A：壓縮空氣進(jìn)口；B：發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣出口；C：機(jī)油出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1-2，一體式蝸殼、氣動(dòng)密封的動(dòng)力渦輪裝置，它包括蝸殼4，所述蝸殼4的一側(cè)端面內(nèi)部固定安裝有導(dǎo)向輪1，所述導(dǎo)向輪1后端設(shè)置有渦輪5，所述渦輪5通過(guò)浮動(dòng)軸承8及止推軸承14支撐安裝在蝸殼4內(nèi)部，所述渦輪5主軸末端通過(guò)過(guò)盈配合安裝有渦輪輸出齒輪16，渦輪輸出齒輪16通過(guò)鎖緊螺母17鎖緊固定，所述渦輪5的主軸上還套裝有第一活塞環(huán)6和第二活塞環(huán)7，所述第一活塞環(huán)6和第二活塞環(huán)7配套蝸殼中間腔室內(nèi)壓縮空氣形成氣動(dòng)密封?？捎行Ы鉀Q傳統(tǒng)動(dòng)力渦輪燒機(jī)油和結(jié)碳問(wèn)題。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向輪1采用不銹鋼鑄造而成，并通過(guò)彈性圓柱銷(xiāo)3和第一擋圈2固定安裝在蝸殼4的內(nèi)臺(tái)階安裝槽上。

進(jìn)一步的，所述止推軸承14通過(guò)第二擋圈13固定，所述渦輪5的主軸上還套裝有第一止推套12和第二止推套15，所述第一止推套12和第二止推套15能夠限定止推軸承14油膜厚度。

進(jìn)一步的，所述渦輪輸出齒輪16與一個(gè)開(kāi)放式對(duì)稱(chēng)支撐的高轉(zhuǎn)速液力偶合器22相嚙合，液力偶合器安裝在與蝸殼連接的偶合器左機(jī)匣18和偶合器右機(jī)匣21內(nèi)，由左圓錐滾子軸承20和右圓錐滾子軸承24對(duì)稱(chēng)支撐，液力偶合器上安裝一個(gè)偶合器輸出齒輪26，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力渦輪動(dòng)力的柔性輸出。

進(jìn)一步的，所述蝸殼4為一體式鑄造成型，可通入壓縮空氣將廢氣區(qū)與機(jī)油區(qū)隔離，減少了機(jī)油的溫升。蝸殼內(nèi)作為氣動(dòng)密封的壓縮空氣來(lái)源于渦輪增壓器壓氣機(jī)或低壓儲(chǔ)氣罐。

進(jìn)一步的，所述偶合器左機(jī)匣18與蝸殼4接觸的位置通過(guò)第一定位套9定位，在其接觸面安裝有密封墊10；所述偶合器左機(jī)匣18和偶合器右機(jī)匣21接觸的位置設(shè)置有第二定位套31，在其接觸面安裝有第二密封圈19和第五密封圈30。

進(jìn)一步的，所述偶合器輸出齒輪26與右圓錐滾子軸承24接觸面設(shè)置有調(diào)整墊片25，所述偶合器輸出齒輪26通過(guò)齒輪壓蓋27定位在齒輪中末端，所述齒輪壓蓋27通過(guò)鎖緊螺栓28固定。

進(jìn)一步的，所述偶合器右機(jī)匣21上安裝有第三密封圈23和第四密封圈29。

本實(shí)用新型工作過(guò)程和工作原理為：

參見(jiàn)圖2，由于機(jī)油在第二活塞環(huán)處壓力較低，B處廢氣壓力因?yàn)闉榕蛎涀龉髩毫Φ陀?0KPa，所以在蝸殼上的壓縮空氣進(jìn)氣口通徑設(shè)計(jì)得較小，兩個(gè)特殊設(shè)計(jì)的活塞環(huán)泄露量較小，所以發(fā)動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候?qū)庠礈u輪增壓器壓氣機(jī)的影響較小，如果采用低壓儲(chǔ)氣罐作為氣源消耗的能量也比較小。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率影響可忽略不計(jì)。

采用軸流式渦輪為扭曲葉片設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速可達(dá)75000r/min，采用的開(kāi)放式對(duì)稱(chēng)支撐的液力偶合器轉(zhuǎn)速可達(dá)到12500 r/min。

通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。