一种三球轴承涡轮增压器
技术领域
本发明涉及涡轮增压器技术领域，具体涉及一种三球轴承涡轮增压器。
背景技术
涡轮增压器本身不是一种动力源，它是利用发动机排气中的剩余能量来工作，其作用是向发动机提供更多的空气，涡轮增压器安装在发动机排气管上，发动机气缸排出的废气推动涡轮转动，再带动叶轮将经空气滤清器过滤的空气加压后送入气缸，因为进入气缸的空气增多，会使燃油更充分的燃烧，从而使发动机产生更大的功率，因此涡轮增压器有在汽油机结构不变的情况下，提高功率，降低燃油消耗率，增大低速扭矩，减少排气污染等优点，因此涡轮增压器被广泛作为动力辅助装置使用。
传统装配有浮动轴承的涡轮增压器的轴承机械效率不高，旋转阻力大，具有明显的涡轮迟滞效应，在追求高加速性能和高驾驶性能的车辆上，这种迟滞效应会导致发动机加速性能差，不能满足高性能汽车的要求，传统的双球轴承涡轮增压器对大尺寸涡轮和叶轮承载力不足，寿命较低、可靠性不足。
因此亟需研发一种三球轴承涡轮增压器来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种三球轴承涡轮增压器，通过一系列结构的设计和使用，解决了传统装配有浮动轴承的涡轮增压器的轴承机械效率不高，具有明显的涡轮迟滞效应，在追求高加速性能和高驾驶性能的车辆上，这种迟滞效应会导致发动机加速性能差，不能满足高性能汽车的要求，传统的双球轴承涡轮增压器对大尺寸涡轮和叶轮承载力不足，寿命较低、可靠性不足的问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种三球轴承涡轮增压器，包括压气机壳、中间体和涡轮机壳，所述压气机壳和所述涡轮机壳之间设有所述中间体，所述中间体内穿设有传动轴，且所述传动轴的左右两端分别延伸至所述压气机壳和所述涡轮机壳内，位于所述压气机壳内的所述传动轴端套设有叶轮，位于所述涡轮机壳内的所述传动轴端套设有涡轮，所述中间体和所述传动轴之间设有轴承组件；
所述轴承组件包括轴承套、球轴承、预紧弹簧和弹簧盖，所述轴承套嵌设于所述中间体的内部，靠近所述涡轮一侧的所述轴承套的内部端部嵌设有两组紧密并排安装的所述球轴承，所述预紧弹簧套设于所述轴承套内部的圆孔，且所述预紧弹簧的一端与所述轴承套固定相连，另一端与所述弹簧盖固定相连，远离所述涡轮一侧的所述弹簧盖上抵接压紧有另一组所述球轴承，且此组所述球轴承嵌设于远离所述涡轮一侧的所述轴承套内部。
优选的，靠近所述中间体的所述压气机壳一侧密封固定配合有扩压板，所述扩压板与所述中间体之间密封固定相连，位于所述叶轮和所述轴承组件之间的所述传动轴上套设有轴封，所述轴封一侧面与所述轴承组件相抵接，所述轴封另一侧与所述叶轮相抵接。
优选的，所述中间体上还分别设有进油孔、出油孔。
优选的，所述涡轮机壳和所述中间体之间通过涡端卡箍配合固定连接，所述压气机壳和所述扩压板之间过压端卡箍配合固定连接，所述中间体通过紧固螺栓和所述扩压板的配合相固定连接，且所述涡轮机壳和所述中间体之间设有隔热罩。
优选的，所述扩压板和所述中间体之间设有用于密封配合的O型圈。
优选的，所述轴封和所述扩压板之间设有用于密封配合的压端密封环。
优选的，靠近所述涡轮的所述传动轴一侧与所述中间体之间设有用于密封配合的涡端密封环。
优选的，所述轴承套和所述中间体之间还设有定位销，所述轴承组件的外侧紧密抵接在所述扩压板上，所述扩压板用于进一步将所述定位销、所述轴承套进行定位固定。
优选的，所述球轴承可采用钢铁球轴承或陶瓷混合球轴承中的任意一种。
本发明的有益效果为：
本发明在采用上述的结构和设计使用下，减小涡轮迟滞的同时，改善大尺寸球轴承涡轮增压器的寿命和可靠性；在传动轴上涡端轴承处，增加一个球轴承，将双球轴承支撑涡轮轴变为三球轴承支撑，支撑形式由两端固定支撑改为一端固定支撑一端浮动支撑，减小了单个轴承径向和轴向承载，增加大尺寸球轴承涡轮增压器寿命和可靠性；
而且本发明结构新颖，设计合理，使用方便，具有较强的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的正视图；
图2是本发明的仰视图；
图3是本发明的剖视图。
图中：1-压气机壳、2-中间体、3-涡轮机壳、4-传动轴、5-叶轮、6-涡轮、7-轴承组件、71-轴承套、72-球轴承、73-预紧弹簧、74-弹簧盖、8-扩压板、9-隔热罩、10-轴封、11-进油孔、12-出油孔、13-涡端卡箍、14-压端密封环、15-涡端密封环、16-O型圈、17-定位销、18-紧固螺栓、19-压端卡箍。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种三球轴承涡轮增压器，包括压气机壳1、中间体2和涡轮机壳3，压气机壳1和涡轮机壳3之间设有中间体2，中间体2内穿设有传动轴4，且传动轴4的左右两端分别延伸至压气机壳1和涡轮机壳3内，位于压气机壳1内的传动轴4端套设有叶轮5，位于涡轮机壳3内的传动轴4端套设有涡轮6，中间体2和传动轴4之间设有轴承组件7；
轴承组件7包括轴承套71、球轴承72、预紧弹簧73和弹簧盖74，轴承套71嵌设于中间体2的内部，靠近涡轮6一侧的轴承套71的内部端部嵌设有两组紧密并排安装的球轴承72，预紧弹簧73套设于轴承套71内部的圆孔，且预紧弹簧73的一端与轴承套71固定相连，另一端与弹簧盖74固定相连，远离涡轮6一侧的弹簧盖74上抵接压紧有另一组球轴承72，且此组球轴承72嵌设于远离涡轮6一侧的轴承套71内部。
具体的，靠近中间体2的压气机壳1一侧密封固定配合有扩压板8，扩压板8与中间体2之间密封固定相连，位于叶轮5和轴承组件7之间的传动轴4上套设有轴封10，轴封10一侧面与轴承组件7相抵接，轴封10另一侧与叶轮5相抵接。
具体的，中间体2上还分别设有进油孔11、出油孔12。
具体的，涡轮机壳3和中间体2之间通过涡端卡箍13配合固定连接，压气机壳1和扩压板8之间过压端卡箍19配合固定连接，中间体2通过紧固螺栓18和扩压板8的配合相固定连接，且涡轮机壳3和中间体2之间设有隔热罩9。
具体的，扩压板8和中间体2之间设有用于密封配合的O型圈16。
具体的，轴封10和扩压板8之间设有用于密封配合的压端密封环14。
具体的，靠近涡轮6的传动轴4一侧与中间体2之间设有用于密封配合的涡端密封环15。
具体的，轴承套71和中间体2之间还设有定位销17，轴承组件7的外侧紧密抵接在扩压板8上，扩压板8用于进一步将定位销17、轴承套71进行定位固定。
具体的，球轴承72可采用钢铁球轴承或陶瓷混合球轴承中的任意一种。
工作原理：本发明进行安装使用时，传动轴4通过三组球轴承72支撑，传动轴4上靠近涡轮6的两组紧密并排安装的球轴承72对传动轴4及其上的叶轮5、涡轮6、轴封10起到径向支撑和轴向定位作用，作为固定端使用，传动轴4上靠近叶轮5的一组球轴承72起到径向支撑和辅助轴向承载作用，在预紧弹簧73作用下可以跟随传动轴4的热胀冷缩沿轴向移动；三组球轴承72的支撑的传动轴4转动阻力小，涡轮6迟滞小，并且对传动轴4及其上的叶轮5、涡轮6、轴封10的轴向和径向承载力更大，大尺寸涡轮增压器可以获得更多的寿命和更好的可靠性；
而且通过设置的扩压板8、轴封10的配合使用，可以起到对内部油的密封作用，防止漏油；
而且通过使用轴承组件7中的球轴承72，且球轴承72可采用钢铁球轴承或陶瓷混合球轴承中的任意一种，可以使涡轮增压器具有良好的机械效率和更好地加速性能，能更好地满足高性能车辆对发动机加速驾驶性能的要求，以及满足城市道路车辆对节能减排的要求；
而且通过涡轮机壳3和中间体2之间通过涡端卡箍13配合固定连接，压气机壳1和扩压板8之间过压端卡箍19配合固定连接，中间体2通过紧固螺栓18和扩压板8的配合相固定连接，可以方便进行拆卸维修；且涡轮机壳3和中间体2之间设有隔热罩9，可以进一步提高对中间体2的隔热防护效果；
而且通过扩压板8和中间体2之间设有用于密封配合的O型圈16，可以进一步提高整体结构的密封效果，避免漏油现象；通过轴封10和扩压板8之间设有用于密封配合的压端密封环14，进一步提高密封效果；通过靠近涡轮6的传动轴4一侧与中间体2之间设有用于密封配合的涡端密封环15、靠近涡轮6的传动轴4一侧与中间体2之间设有用于密封配合的涡端密封环15，起到密封内部润滑油防止漏油；
而且通过轴承套71和中间体2之间还设有定位销17，轴承组件7的外侧紧密抵接在扩压板8上，扩压板8用于进一步将定位销17、轴承套71进行定位固定，可以进一步达到对轴承组件7进行限位固定的效果，进一步提高涡轮增压器运行时的平稳性；
通过中间体2上还分别设有进油孔11、出油孔12，可以方便对中间体2内部进行油冷和润滑（且本发明的图中未对中间体2内部开设的与进油孔11、出油孔12连通的油冷腔进行画出）；
进而在上述结构的设计和使用下，本发明在进行使用过程中，达到减小涡轮迟滞的同时，改善大尺寸球轴承涡轮增压器的寿命和可靠性；在传动轴上涡端轴承处，增加一个球轴承，将双球轴承支撑传动轴变为三球轴承支撑，支撑形式由两端固定支撑改为一端固定支撑一端浮动支撑，减小了单个轴承径向和轴向承载，增加大尺寸球轴承涡轮增压器寿命和可靠性。
本发明的涡轮增压器的工作原理未详细赘述的部分与现有技术的涡轮增压器的工作原理基本相同，属于本领域的公知常识，仅对其进行使用，未对其进行改进，所以本发明不再详细对其各部分工作原理和连接关系进行详细赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
