CN104819166A - 一种减少增压器压气机漏油的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少增压器压气机漏油的装置及方法，该装置包括主要由叶轮、压气机蜗壳和压气机背盘组成的压气机主体，其特征在于，在叶轮出口位置，所述压气机背盘的上端面向外突出，且突出部的尺寸大小具有连续且不同程度的变化，以使所述压气机背盘与叶轮在叶轮出口位置发生不同程度的重叠，从而使压气机背盘不同程度地挡住叶轮出口的气流。该装置在减少压气机漏油的同时，可以降低对压气机效率的影响。
Description
技术领域
本发明涉及增压器制造技术领域，特别涉及一种减少增压器压气机漏油的装置及方法。
背景技术
增压器压气机漏油指的是增压器轴承使用的润滑油通过压气机叶轮的背盘，泄漏到压气机叶轮出口，然后由压气机出口泄漏到发动机进气道。这种漏油在压气机工作于低压比、大流量下容易发生。由柴油机改装成的天然气发动机，由于压气机工作转速下降，压气机压比也下降，可能会发生漏油现象。
在现有技术中，常用的减少漏油的方法是：让叶轮出口与压气机蜗壳或者中间体有少量的重叠。其工作原理如下：由于重叠，压气机叶轮出口的部分气流与壳体相碰，在相碰处滞止，气流动能转化为压力能，使相碰处压力升高，从而减少润滑油由下向上，通过叶轮背盘到达压气机叶轮出口。利用重叠方法减少漏油的主要缺点是：气流在重叠处的高速碰撞和滞止产生了损失，从而造成压气机效率的下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少增压器压气机漏油的装置及方法，该装置及方法在减少压气机漏油的同时，可以降低对压气机效率的影响。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种减少增压器压气机漏油的装置，包括主要由叶轮、压气机蜗壳和压气机背盘组成的压气机主体，在叶轮出口位置，所述压气机背盘的上端面向外突出，且突出部的尺寸大小具有连续且不同程度的变化，以使所述压气机背盘与叶轮在叶轮出口位置发生不同程度的重叠，从而使压气机背盘不同程度地挡住叶轮出口的气流。
进一步的，在叶轮出口压力最大处，所述突出部的尺寸为零，即压气机背盘与叶轮的重叠量为零，在叶轮出口压力最小处，所述突出部的尺寸最大，即压气机背盘与叶轮的重叠量最大，且随着叶轮出口压力沿周向的连续变小或变大，所述突出部的尺寸相应地增大或减小。
进一步的，以压气机蜗壳的蜗舌端为周向角为零的起点，并取周向角方向与叶轮转动方向一致，则在所述起点处，所述突出部的尺寸为零，所述突出部的尺寸随周向角的增大而相应增大，在周向角达到325~335°之间的一设定值时，所述突出部的尺寸达到最大，然后所述突出部的尺寸随周向角的减小而相应减小，直至回到起点处，所述突出部的尺寸减小为零。
进一步的，所述设定值为330°，即在周向角为330°时，所述突出部的尺寸达到最大。
进一步的，所述压气机背盘的上端面和前端面具有一倒角，以通过改变所述倒角的大小改变所述突出部的尺寸大小。
进一步的，当所述倒角与压气机背盘的上端面所成角最大时，所述压气机背盘与叶轮的重叠量为零，当所述倒角与压气机背盘的上端面所成角为零时，所述压气机背盘与叶轮的重叠量最大。
进一步的，所述倒角与压气机背盘的上端面所成角α不大于15°；所述压气机背盘与叶轮的最大重叠量与叶轮出口的叶高的比值在5%到15%之间。
进一步的，所述压气机蜗壳的下端面向内缩回一定距离，以在所述压气机背盘的上端面向外突出后，所述压气机蜗壳和压气机背盘之间形成的气流通道的宽度保持不变。
本发明还相应地提供了一种减少增压器压气机漏油的方法，对于主要由叶轮、压气机蜗壳和压气机背盘组成的压气机主体，在叶轮出口位置，使所述压气机背盘的上端面向外突出，以使压气机背盘与叶轮在叶轮出口位置发生不同程度的重叠；在叶轮出口压力最大即漏油最小的位置，使突出部的尺寸为零，即压气机背盘与叶轮的重叠量为零，在叶轮出口压力最小即漏油最大的位置，使突出部的尺寸最大，即压气机背盘与叶轮的重叠量最大，从而使压气机背盘在漏油最小的位置可以不挡住叶轮出口的气流。
进一步的，以压气机蜗壳的蜗舌端为周向角为零的起点，并取周向角方向与叶轮转动方向一致，而后在所述起点处，使突出部的尺寸为零，并使突出部的尺寸随周向角的增大而相应增大，在周向角达到325~335°之间的一设定值时，使突出部的尺寸达到最大，并使突出部的尺寸随周向角的减小而相应减小，直至回到起点处，所述突出部的尺寸减小为零。
本发明的有益效果是利用漏油的周向不均匀性，在叶轮出口位置，在压气机背盘的上端面设置尺寸大小具有周向不均匀变化的突出部，使压气机背盘与叶轮在叶轮出口位置发生周向不均匀的重叠，漏油大的位置重叠大，漏油小的位置重叠小或不重叠，从而在减少压气机漏油的同时，降低了对压气机效率的影响，具有很强的实用性和广阔的应用前景。
附图说明
图1是现有技术中典型的增压器的结构示意图。
图2是本发明实施例中压气机背盘的突出部尺寸最大的结构示意图。
图3是本发明实施例中压气机背盘的突出部尺寸为零的结构示意图。
图4是本发明实施例中压气机叶轮出口速度沿周向分布的示意图。
图中，1-叶轮，2-压气机蜗壳，3-压气机背盘，4-压气机背盘的突出部，5-压气机背盘的上端面，6-压气机背盘的前端面，7-压气机背盘上的倒角，8-压气机蜗壳的下端面，，9-涡轮壳体，10-轴承室，11-涡轮叶轮总成，12-推力定位环，13-推力轴承，14-径向滑动轴承。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明减少增压器压气机漏油的装置，如图2、3所示，包括主要由叶轮1、压气机蜗壳2和压气机背盘3组成的压气机主体，在叶轮出口位置，压气机背盘3的上端面向外突出，且突出部4的尺寸大小具有连续且不同程度的变化，以使压气机背盘3与叶轮1在叶轮出口位置发生不同程度的重叠，从而使压气机背盘3不同程度地挡住叶轮出口的气流。
压气机叶轮出口压力的分布沿周向有变化。为了实现漏油小的位置重叠小或不重叠，漏油大的位置重叠大，在叶轮出口压力最大处，突出部4的尺寸为零，即压气机背盘3与叶轮1的重叠量为零，在叶轮出口压力最小处，突出部4的尺寸最大，即压气机背盘3与叶轮1的重叠量最大，且随着叶轮出口压力沿周向的连续变小或变大，突出部4的尺寸相应地增大或减小。
根据压气机叶轮出口的压力分布情况，以压气机蜗壳的蜗舌端为周向角为零的起点，并取周向角方向与叶轮转动方向一致，则在起点处，突出部4的尺寸为零，突出部4的尺寸随周向角的增大而相应增大，在周向角达到325~335°之间的一设定值时，突出部4的尺寸达到最大，然后突出部4的尺寸随周向角的减小而相应减小，直至回到起点处，突出部4的尺寸减小为零。在本实施例中，上述设定值为330°，即在周向角为330°时，突出部4的尺寸达到最大。图4示出了压气机叶轮出口速度（与压力对应）沿周向分布的一个实施例。速度在蜗舌下面最大，即压力在蜗舌的下面最高，然后压力沿着周向角方向逐渐降低，直至到蜗舌上部压力达到最小。
为了实现对突出部4尺寸大小的改变，在压气机背盘3的上端面5和前端面6加工倒角7，以通过改变倒角7的大小改变突出部4的尺寸大小。当倒角7与压气机背盘的上端面5所成角最大时，压气机背盘3与叶轮1的重叠量为零，当倒角7与压气机背盘的上端面5所成角为零时，压气机背盘3与叶轮1的重叠量最大。在本实施例中，倒角7与压气机背盘的上端面5所成角α不大于15°。压气机背盘3与叶轮1的最大重叠量与叶轮出口的叶高的比值在5%到15%之间。
为了保证叶轮出口的气流还能顺利流通，压气机蜗壳的下端面8向内缩回设定距离，以在压气机背盘的上端面5向外突出后，压气机蜗壳2和压气机背盘3之间形成的气流通道的宽度保持不变。
本发明还提供了与上述装置相应的方法，即对于主要由叶轮、压气机蜗壳和压气机背盘组成的压气机主体，在叶轮出口位置，使所述压气机背盘的上端面向外突出，以使压气机背盘与叶轮在叶轮出口位置发生不同程度的重叠；在叶轮出口压力最大即漏油最小的位置，使突出部的尺寸为零，即压气机背盘与叶轮的重叠量为零，在叶轮出口压力最小即漏油最大的位置，使突出部的尺寸最大，即压气机背盘与叶轮的重叠量最大，从而使压气机背盘在漏油最小的位置可以不挡住叶轮出口的气流。
在本发明的较佳实施例中，以压气机蜗壳的蜗舌端为周向角为零的起点，并取周向角方向与叶轮转动方向一致，而后在所述起点处，使突出部的尺寸为零，并使突出部的尺寸随周向角的增大而相应增大，在周向角达到330°时，使突出部的尺寸达到最大，并使突出部的尺寸随周向角的减小而相应减小，直至回到起点处，所述突出部的尺寸减小为零。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种减少增压器压气机漏油的装置，包括主要由叶轮、压气机蜗壳和压气机背盘组成的压气机主体，其特征在于，在叶轮出口位置，所述压气机背盘的上端面向外突出，且突出部的尺寸大小具有连续且不同程度的变化，以使所述压气机背盘与叶轮在叶轮出口位置发生不同程度的重叠，从而使压气机背盘不同程度地挡住叶轮出口的气流。
2.根据权利要求1所述的一种减少增压器压气机漏油的装置，其特征在于，在叶轮出口压力最大处，所述突出部的尺寸为零，即压气机背盘与叶轮的重叠量为零，在叶轮出口压力最小处，所述突出部的尺寸最大，即压气机背盘与叶轮的重叠量最大，且随着叶轮出口压力沿周向的连续变小或变大，所述突出部的尺寸相应地增大或减小。
3.根据权利要求2所述的一种减少增压器压气机漏油的装置，其特征在于，以压气机蜗壳的蜗舌端为周向角为零的起点，并取周向角方向与叶轮转动方向一致，则在所述起点处，所述突出部的尺寸为零，所述突出部的尺寸随周向角的增大而相应增大，在周向角达到325~335°之间的一设定值时，所述突出部的尺寸达到最大，然后所述突出部的尺寸随周向角的减小而相应减小，直至回到起点处，所述突出部的尺寸减小为零。
4.根据权利要求3所述的一种减少增压器压气机漏油的装置，其特征在于，所述设定值为330°，即在周向角为330°时，所述突出部的尺寸达到最大。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种减少增压器压气机漏油的装置，其特征在于，所述压气机背盘的上端面和前端面具有一倒角，以通过改变所述倒角的大小改变所述突出部的尺寸大小。
6.根据权利要求5所述的一种减少增压器压气机漏油的装置，其特征在于，当所述倒角与压气机背盘的上端面所成角最大时，所述压气机背盘与叶轮的重叠量为零，当所述倒角与压气机背盘的上端面所成角为零时，所述压气机背盘与叶轮的重叠量最大。
7.根据权利要求6所述的一种减少增压器压气机漏油的装置，其特征在于，所述倒角与压气机背盘的上端面所成角α不大于15°；所述压气机背盘与叶轮的最大重叠量与叶轮出口的叶高的比值在5%到15%之间。
8.根据权利要求1所述的一种减少增压器压气机漏油的装置，其特征在于，所述压气机蜗壳的下端面向内缩回一定距离，以在所述压气机背盘的上端面向外突出后，所述压气机蜗壳和压气机背盘之间形成的气流通道的宽度保持不变。
9.一种减少增压器压气机漏油的方法，其特征在于，对于主要由叶轮、压气机蜗壳和压气机背盘组成的压气机主体，在叶轮出口位置，使所述压气机背盘的上端面向外突出，以使压气机背盘与叶轮在叶轮出口位置发生不同程度的重叠；在叶轮出口压力最大即漏油最小的位置，使突出部的尺寸为零，即压气机背盘与叶轮的重叠量为零，在叶轮出口压力最小即漏油最大的位置，使突出部的尺寸最大，即压气机背盘与叶轮的重叠量最大，从而使压气机背盘在漏油最小的位置可以不挡住叶轮出口的气流。
10.根据权利要求9所述的一种减少增压器压气机漏油的方法，其特征在于，以压气机蜗壳的蜗舌端为周向角为零的起点，并取周向角方向与叶轮转动方向一致，而后在所述起点处，使突出部的尺寸为零，并使突出部的尺寸随周向角的增大而相应增大，在周向角达到325~335°之间的一设定值时，使突出部的尺寸达到最大，并使突出部的尺寸随周向角的减小而相应减小，直至回到起点处，所述突出部的尺寸减小为零。
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