一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构

文档序号:777967 发布日期:2021-04-09 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构 (High negative pressure resistant turbocharger compressor end sealing structure ) 是由 赵丕欢 刘毅 田伟 冀翼 史丽媛 梁建伟 于 2020-12-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构,其包括中空的轴承体(1);轴承体(1)的内腔中心位置,具有横向分布的涡轮转轴(8);涡轮转轴(8)的径向外壁,从左到右分别安装有环绕分布的压气机叶轮(20)、轴封套(6)和止推间隔套(7);轴封套(6)的左侧与压气机叶轮(20)的右侧相接触;轴封套(6)的右侧,与止推间隔套(7)的左侧相接触;轴封套(6)的径向四周外侧,环绕地安装有封油盖(4);止推间隔套(7)的径向四周外侧,安装有一个止推轴承板(5);止推轴承板,安装在轴承体(1)的内侧空腔中。本发明结构设计科学,能够切实提高涡轮增压器压气机端的抗负压能力,保证涡轮增压器的使用可靠性。(The invention discloses a high negative pressure resistant turbocharger compressor end sealing structure, which comprises a hollow bearing body (1); the center of the inner cavity of the bearing body (1) is provided with a turbine rotating shaft (8) which is transversely distributed; a compressor impeller (20), a shaft seal sleeve (6) and a thrust spacer sleeve (7) which are distributed in a surrounding manner are respectively arranged on the radial outer wall of the turbine rotating shaft (8) from left to right; the left side of the shaft sleeve (6) is in contact with the right side of the compressor impeller (20); the right side of the shaft sleeve (6) is contacted with the left side of the thrust spacer sleeve (7); an oil seal cover (4) is circumferentially arranged on the radial outer side of the periphery of the shaft seal sleeve (6); a thrust bearing plate (5) is arranged on the outer side of the radial periphery of the thrust spacer sleeve (7); the thrust bearing plate is installed in the inner side cavity of the bearing body (1). The invention has scientific structural design, can practically improve the negative pressure resistance of the compressor end of the turbocharger and ensure the use reliability of the turbocharger.)

一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构

技术领域

本发明涉及涡轮增压器技术领域,特别是涉及一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构。

背景技术

涡轮增压器的作用,是向发动机提供更多的压缩空气,使发动机可以燃烧更多的燃油,从而产生更多的功率,改善发动机的燃油经济性,减少发动机排放废气的有害成分。正是由于增压器具有节能环保的效果,使得增压技术在发动机领域得到了全面推广。

对于涡轮增压器,当发动机长时间怠速运转、空滤或进气管路出现阻塞时,此时,进入增压器的机油油压高于进行压气的压气机叶轮轮背的压力,发动机压气机端处于负压状态,易漏油。

此外,当发动机曲轴箱呼吸器不畅通时,增压器中间体里的气体压力过高,在发动机低工况下,中间体内的压力高于增压压力,这时候增压器活塞的密封环无法起到密封作用,也容易造成增压器漏油。

因此,要求涡轮增压器压气机端具备较高的抗负压能力,以防止增压器漏油。

但是,目前还没有一种技术,能够切实提高涡轮增压器压气机端的抗负压能力,保证涡轮增压器的使用可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷,提供一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构。

为此,本发明提供了一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构,其包括中空的轴承体;

其中,轴承体的内腔中心位置,具有横向分布的涡轮转轴;

涡轮转轴的径向外壁,从左到右分别安装有环绕分布的压气机叶轮、轴封套和止推间隔套;

轴封套的左侧与压气机叶轮的右侧相接触;

轴封套的右侧,与止推间隔套的左侧相接触;

其中,轴封套的径向四周外侧,环绕地安装有封油盖;

止推间隔套的径向四周外侧,安装有一个止推轴承板;

止推轴承板,安装在轴承体的内侧空腔中。

优选地,止推轴承板的左端面与封油盖的右侧面相接触;

止推轴承板的右端面,与轴承体内侧空腔的右侧基准面相接触;

止推轴承板的径向外侧面,与轴承体的内腔相间隙配合;

涡轮转轴的径向外壁,分别与轴封套和止推间隔套相间隙配合;

轴封套的径向外壁,与封油盖的右侧面相间隙配合。

优选地,轴承体的内腔,环绕地设置有封油盖挡圈容纳凹槽;

该封油盖挡圈容纳凹槽中,嵌入有环形的封油盖挡圈的径向外侧部分;

封油盖挡圈的径向内侧部分的右侧,与封油盖的左侧面相接触。

优选地,轴封套的左端径向外侧面,在与封油盖的配合处,环绕地设置了两个凹槽;

两个凹槽内,分别安装有一个压气机端密封环。

优选地,每个压气机端密封环上,分别具有一个开口;

两个开口,相互水平错开180度。

优选地,轴承体的内腔,在与封油盖相配合的径向内侧面处,环绕地设置有环形的密封圈凹槽;

该密封圈凹槽内,设置有封油盖密封圈;

封油盖密封圈是O形圈。

优选地,轴封套包括轴封套本体;

轴封套本体的中心,具有横向贯穿的转轴;

轴封套本体的左端为凸部,该凸部的径向外侧面上,环绕设置有两个相互间隔的密封凹槽;

轴封套本体的右端为支撑部;

该支撑部的左右两端,分别具有正平面甩油盘和反平面甩油盘;

正平面甩油盘的左侧,等间隔分布有十二个正甩油凹槽;

反平面甩油盘的右侧,等间隔分布有十二个反甩油凹槽。

优选地,封油盖为中心对称结构;

具体实现上,封油盖包括封油盖本体;

封油盖本体的右侧为空腔结构;

封油盖本体内,具有横向贯穿的轴封套配合通孔;

轴封套配合通孔内侧,安装有轴封套;

封油盖本体靠近轴封套配合通孔处,环绕设置有一个斜角凸台。

优选地,封油盖本体的右侧内腔,在斜角凸台的径向外侧方向,环绕设置有倾斜分布的第二封油盖导油锲面;

封油盖本体的右侧空腔中,环绕设置有第二封油盖垂直面;

斜角凸台上的第二封油盖导油锲面与第二封油盖垂直面,通过环绕分布的导油槽相连接;

封油盖本体的右侧空腔中,还环绕设置有倾斜分布的第一封油盖导油锲面和垂直分布的第一封油盖垂直面;

第一封油盖垂直面的内侧,与第一封油盖导油锲面的外侧相连接;

其中,封油盖本体的右侧空腔中,还具有横向分布的封油盖横面;

封油盖横面的左侧,与第一封油盖垂直面的外侧相连接;

其中,封油盖本体的右端面,是环绕分布的封油盖底面;

封油盖底面的内侧,与封油盖横面的右侧相连接。

优选地,第一封油盖导油锲面和第二封油盖导油锲面的内径,均从左到右逐渐增大;

斜角凸台的右侧,具有斜角凸台端面;

斜角凸台端面的外侧,比第一封油盖垂直面的内侧,更加靠近轴封套配合通孔。

由以上本发明提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本发明提供了一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构,其结构设计科学,能够切实提高涡轮增压器压气机端的抗负压能力,保证涡轮增压器的使用可靠性,具有重大的生产实践意义。

对于本发明,能够在不改变增压器轴系小件的长度和不显著增加增压器制造成本、不影响增压器可靠性的前提下,提高涡轮增压器压气机端的抗负压能力,是一种密封轴系零部件易于加工、耐负压程度高的压气机端密封结构。

附图说明

图1是本发明提供的一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构,位于增压器轴承体(即中间体)中的整体剖面示意图;

图2为图1所示A部分,显示的本发明提供的一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构的放大示意图;

图3a是本发明提供的一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构中,轴封套的轴向剖面示意图;

图3b是本发明提供的一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构中,轴封套的左侧示意图;

图3c是本发明提供的一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构中,轴封套的右侧示意图

图4是本发明提供的一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构中,封油盖的示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段更容易理解,下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请,而非对该申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是,在本申请的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,还需要说明的是,在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”等应做广义理解,例如,可以是固定安装,也可以是可拆卸安装。

对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1至图4,本发明提供了一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构,包括中空的轴承体1;

其中,轴承体1的内腔中心位置,具有横向分布的涡轮转轴8;

涡轮转轴8的径向外壁,从左到右分别安装有环绕分布的压气机叶轮20、轴封套6和止推间隔套7;

需要说明的是,压气机叶轮20上,安装有多个涡轮叶片。

轴封套6的左侧与压气机叶轮20的右侧相接触;

轴封套6的右侧,与止推间隔套7的左侧相接触;

其中,轴封套6的径向四周外侧,环绕地安装有封油盖4;

止推间隔套7的径向四周外侧,安装有一个止推轴承板5;

止推轴承板5,安装在轴承体1的内侧空腔中。

在本发明中,具体实现上,止推轴承板5的左端面与封油盖4的右侧面相接触;

在本发明中,具体实现上,止推轴承板5的右端面,与轴承体1内侧空腔的右侧基准面(即右侧壁)相接触;

具体实现上,止推轴承板5的径向外侧面,与轴承体1的内腔相间隙配合。

在本发明中,具体实现上,轴承体1的内腔,环绕地设置有封油盖挡圈容纳凹槽201;

该封油盖挡圈容纳凹槽201中,嵌入有环形的封油盖挡圈2的径向外侧部分;

封油盖挡圈2的径向内侧部分的右侧,与封油盖4的左侧面相接触。

因此,对于本发明,封油盖4的左端,通过封油盖挡圈2(是弹性的挡圈),可以将封油盖4和止推轴承板5紧紧压在轴承体1内侧空腔的右侧基准面(即右侧壁)上。

在本发明中,具体实现上,涡轮转轴8的径向外壁,分别与轴封套6和止推间隔套7相间隙配合。

轴封套6的径向外壁(具体是支撑部602的外壁),与封油盖4的右侧面相间隙配合,两者之间具有第二间隙11。

在本发明中,具体实现上,轴封套6的左端径向外侧面,在与封油盖4的配合处,环绕地设置了两个凹槽6-2;

两个凹槽6-2内,分别安装有一个压气机端密封环9;

具体实现上,压气机端密封环9为活塞环,数量为两个,材质为W6Mo5Cr4V2,在两个压气机端密封环9装配时,两个压气机端密封环9上的开口(一个压气机端密封环9上具有一个开口)优选为相互水平错开180度(即两个开口错开180度,两个开口的中心点与所在压气机端密封环9中心点之间连线的夹角为180度),在压气机进气为负压的情况下,能进一步有效地阻止润滑油进入压气机叶轮20的轮背处。

在本发明中,具体实现上,止推间隔套7的径向外侧面与止推轴承板5的内侧面相间隙配合,两者之间具有第一间隙10。

在本发明中,具体实现上,轴承体(即中间体)1的内腔,在与封油盖4相配合的径向内侧面处,环绕地设置有环形的密封圈凹槽(具体是O型圈凹槽);

该密封圈凹槽内,设置有封油盖密封圈3。

需要说明的是,对于本发明,相对于把O型圈凹槽设置在封油盖外径表面处的现有技术而言,增大了封油盖的储油空间,能够有效防止润滑油进入第二间隙11(封油盖4与轴封套6之间的间隙)处,能防止漏油。

具体实现上,封油盖密封圈3是O形圈。

具体实现上,第二间隙11不易过大,由零部件公差进行控制,且最小公差比轴向间隙略大,本实例中,第二间隙11的横向宽度范围,为0.17mm到0.3mm之间。

需要说明的是,对于本发明,具体实现上,轴系小件均装配在轴承体1上,轴承体1是增压器部件的支承体,与封油盖密封圈3配合,防止润滑油从封油盖4和轴承体1之间的间隙泄漏到压气机端,轴承体1除承受转子部件的机械负荷之外,还承受涡轮端传来的热负荷。

对于本发明,具体实现上,止推轴承板5,用于限制涡轮转轴8轴向窜动量,防止压气机叶轮与蜗壳相蹭,以及涡轮叶轮与涡轮箱相蹭。

对于本发明,具体实现上,止推间隔套7随着涡轮转轴8旋转,用于将从止推轴承板5流出的部分润滑油甩到轴承体1回油腔里。

对于本发明,具体实现上,涡轮转轴8带动穿装在涡轮转轴8上的止推间隔套7、轴封套6和压气机叶轮20旋转,还承受转子工作时的各种载荷以及振动载荷,因而要承受弯曲和扭转所产生的交变应力。

具体实现上,压气机叶轮20随着涡轮转轴8做圆周速度旋转,压气机叶轮20对空气做功所产生的气体压力能防止润滑油从密封环9漏到压气机端,还承受叶轮旋转产生的离心力、叶片振动和气体压力等负荷。

具体实现上,压气机端密封环9是防止轴承的润滑油进入增压器压气机端的通流部分,并阻止压气机的空气进入增压器的滑油腔,保证增压器正常工作。

在本发明中,具体实现上,轴封套6包括轴封套本体60;

需要说明的是,对于本发明,轴封套本体60的中截面是凸型结构;

轴封套本体60的中心,具有横向贯穿的转轴6-8;

轴封套本体60的左端为凸部601,该凸部601的径向外侧面上,环绕设置有两个相互间隔的密封凹槽6-2;

轴封套本体60的右端为支撑部602;

该支撑部602的左右两端,分别具有正平面甩油盘6-6和反平面甩油盘6-7;

正平面甩油盘6-6的左侧,等间隔分布有十二个正甩油凹槽6-3;

反平面甩油盘6-7的右侧,等间隔分布有十二个反甩油凹槽6-4;

具体实现上,正甩油凹槽6-3和反甩油凹槽6-4,均为弧形的甩油凹槽,其径向外侧开口(即常开),并且,反甩油凹槽6-4的右侧开口(不密封),正甩油凹槽6-3的左侧开口(不密封)。

需要说明的是,对于本发明,由于甩油凹槽的设置,任意两个相邻的甩油凹槽之间形成了一个凸齿,因此,正平面甩油盘6-6和反平面甩油盘6-7,可以说是带有十二齿的齿形平面。

需要说明的是,正甩油凹槽6-3和反甩油凹槽6-4的形状构造相同,只是分别位于相背设置的正平面甩油盘6-6和反平面甩油盘6-7。

具体实现上,轴封套本体60的左右两侧,分别具有轴封套与叶轮接触端面6-1,以及轴封套与止推轴承板接触端面6-5。

需要说明的是,基于以上陈述可知,对于本发明,轴封套6包括轴封套本体60、轴封套与叶轮接触端面6-1、两个密封凹槽6-2、正甩油凹槽6-3、反甩油凹槽6-4、轴封套与止推轴承板接触端面6-5、正平面甩油盘6-6和反平面甩油盘6-7。

需要说明的是,对于本发明,正平面甩油盘6-6和反平面甩油盘6-7,能够将部分润滑油甩出;正甩油凹槽6-3和反甩油凹槽6-4,通过旋转作用对进入该甩油凹槽上的润滑油作功,很好地将润滑油甩出,有效地降低进入到压气机端密封环9位置处的油量。

在本发明中,具体实现上,封油盖4为中心对称结构;

具体实现上,封油盖4包括封油盖本体40;

封油盖本体40的右侧为空腔结构;

封油盖本体40内,具有横向贯穿的轴封套配合通孔4-8;

轴封套配合通孔4-8内侧,安装有轴封套6;

封油盖本体40靠近轴封套配合通孔4-8处,环绕设置有一个斜角凸台4-9。

具体实现上,封油盖本体40的右侧内腔,在斜角凸台4-9的径向外侧方向,环绕设置有倾斜分布的第二封油盖导油锲面4-6;

封油盖本体40的右侧空腔中,环绕设置有第二封油盖垂直面4-5;

斜角凸台4-9上的第二封油盖导油锲面4-6与第二封油盖垂直面4-5,通过环绕分布的导油槽4-7相连接;

其中,导油槽4-7是轴向截面为弧形的凹槽,具体是圆角形式的导油槽。

具体实现上,封油盖本体40的右侧空腔中,还环绕设置有倾斜分布的第一封油盖导油锲面4-4和垂直分布的第一封油盖垂直面4-3;

第一封油盖垂直面4-3的内侧(即下侧),与第一封油盖导油锲面4-4的外侧相连接;

其中,封油盖本体40的右侧空腔中,还具有横向分布的封油盖横面4-2;

封油盖横面4-2的左侧,与第一封油盖垂直面4-3的外侧(即上侧)相连接;

其中,封油盖本体40的右端面,是环绕分布的封油盖底面4-1;

封油盖底面4-1的内侧(即下侧),与封油盖横面4-2的右侧相连接。

具体实现上,第一封油盖导油锲面4-4和第二封油盖导油锲面4-6的内径,均从左到右逐渐增大。

具体实现上,斜角凸台4-9的右侧,具有斜角凸台端面4-10;

斜角凸台端面4-10的外侧,比第一封油盖垂直面4-3的内侧,更加靠近轴封套配合通孔4-8(即位置更低),以保证轴封套6能把油甩到更远处的封油盖横面4-2上,能防止润滑油飞溅到第二间隙11里,且留在封油盖横面4-2的润滑油一部分流向封油盖4的底部(即右端部),一部分沿着第一封油盖垂直面4-3、第一封油盖导油锲面4-4、垂第二封油盖垂直面4-5流入导油槽4-7中,飞溅到第二封油盖导油锲面4-6的润滑油也流入导油槽4-7中,进入导油槽4-7中的润滑油能顺利流入封油盖的底部(即右端部),能防止润滑油流入第二间隙11里,在发动机低工况或较长时间怠速运转造成发动机进气负压的情况下,能很好地防止润滑油从两个密封环9的间隙中流入压气机端(位于涡轮转轴左侧方向的压气机端,即位于压气机叶轮20方向的压气机端),防止漏油。

基于以上论述可知,封油盖4整体包括封油盖本体40、封油盖底面4-1、封油盖横面4-2、第一封油盖垂直面4-3、第一封油盖导油锲面4-4、第二封油盖垂直面4-5、第二封油盖导油锲面4-6、导油槽4-7、轴封套配合通孔4-8、斜角凸台4-9、斜角凸台端面4-10。

与现有技术相比较,本发明提供的耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构,具有如下有益效果:

1、对于本发明,在轴封套6的正反面(即左右两侧),各设置有一个均布十二个弧形的甩油凹槽和带有十二齿的齿形平面的甩油结构(即正平面甩油盘6-6和反平面甩油盘6-7),柴油机不管在怠速还是高速运转过程中,废气驱动增压器运转,装在涡轮转轴8的轴封套6通过旋转作用,可以将进入甩油凹槽的润滑油甩出,非常有效地降低进入到压气机端密封环9处的油量,通过两个导油锲面,可以将轴封套6甩出的润滑油导回到轴承体1的回油腔(即封油盖4右侧与轴承体1内部左侧之间形成的空腔)中,提高增压器压气机端的抗负压能力。

2、对于本发明,可以在不改变轴系零部件长度的前提下,轴封套能布置两个分开的活塞密封环槽(即两个凹槽6-2,安装压气机端密封环9),两活塞密封环(即两个压气机端密封环9)装配时,两个压气机端密封环9上的开口水平错开180度,在压气机进气为负压的情况下,能进一步有效地阻止润滑油进入压气机叶轮20的轮背处,并且加工方便。

3、对于本发明,轴封套6上的正反面均布的十二个弧形的甩油凹槽,可以通过开模浇铸成型,结构简单,加工方便,大大降低增压器的制造成本。

综上所述,与现有技术相比较,本发明提供的一种耐高负压的涡轮增压器压气机端密封结构,其结构设计科学,能够切实提高涡轮增压器压气机端的抗负压能力,保证涡轮增压器的使用可靠性,具有重大的生产实践意义。

对于本发明,能够在不改变增压器轴系小件的长度和不显著增加增压器制造成本、不影响增压器可靠性的前提下,提高涡轮增压器压气机端的抗负压能力,是一种密封轴系零部件易于加工、耐负压程度高的压气机端密封结构。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

15页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种迷宫式密封结构

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!