CN201050387Y - 废气涡轮增压器核心转子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废气涡轮增压器核心转子装置，包括中间壳、止推套、止推轴承、挡油板、轴封，轴封一端的涡轮轴上设置有叶轮，叶轮一端的中间壳具有一腔室，腔室内设置有密封环套座，密封环套座包括一个与腔室内壁密封的环状构件、与设置在涡轮轴上的轴封动密封的套环，环状构件、套环之间固定连接有环状连接件，环状连接件朝向叶轮的一侧具有与叶轮形状相对应的弧形端面，将原来的联接盘和中间壳联接改为中间壳和密封环套座，取消了外型较大的联接盘，避免了产品变形，由原来的凸起密封改为凹槽密封，增大了产品的回油空间，将螺钉压紧改为弹性挡圈压紧，以上措施方便了装配，易于自动装配线的采用，降低了产品成本。

Description

废气涡轮增压器核心转子装置

技术领域

本实用新型涉及车用涡轮增压器的核心转子总成结构，具体的说涉及一种能方便装配，提高产品的密封性能，改善转子的动力学性能、可靠性较好的废气涡轮增压器核心转子装置。

背景技术

目前国内车用涡轮增压器在性能方面得到了迅速提高，已经能够替代进口产品，但产品的可靠性却制约其与国外品牌的竞争，随着产品产量的增大和应用范围的越来越广，增压器润滑油泄漏、止推轴承磨损的故障也越来越多，其中在中型货车、重型货车、客车上尤为明显。涡轮增压器的密封结构是防止中间壳内的润滑油进入涡轮增压器的通流部分，并阻止压气机端的空气和涡轮端的燃气进入增压器的润滑油腔，它是保证涡轮增压器正常工作的重要环节。尤其是车用涡轮增压在工况变化范围较大的条件下工作，使得增压器的轴向力处在一个较大的起伏变化状态下，解决增压器的密封更加困难。如图1所示，目前的废气涡轮增压器核心转子装置一般包括中间壳9、安装在涡轮轴10端部的叶轮2、联接盘1、轴封3、密封环4、挡油板5和止推套7以及止推轴承6，中间壳9与联接盘1之间设置有密封圈8，联接盘1与轴封3之间设置有密封环4，润滑油从中间壳9进油口进入，沿中间壳9内的直油道进入止推轴承6，在止推轴承6两面完成润滑后被甩出，止推套7内的润滑油从配合面被甩出；润滑油大部分沿斜油道进入浮动轴承经过润滑后流向中间壳9的回油口，靠自身重力排出，这种密封结构在车用涡轮增压的工况变化范围较大，增压器的轴向力处在较大的起伏变化状态时，仍然有一部分润滑油通过密封圈8及密封环4进入压气机区域，导致增压器漏油，密封效果不理想。该结构的止推轴承承推结构采用内孔供油，油膜形成效果不理想，易造成轴承磨损。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可靠性好、装配方便、密封效果好、可以有效减少机油泄漏的废气涡轮增压器核心转子装置，而且新结构便于增压器自动装配线的采用。

为了达到上述目的，本实用新型是采用以下技术方案来实现的：废气涡轮增压器核心转子装置，包括中间壳、止推套、止推轴承、挡油板、轴封，所述止推套设置在涡轮轴上，所述止推轴承设置在止推套上，所述轴封一端的涡轮轴上设置有叶轮，其特征是：所述叶轮一端的中间壳具有一腔室，所述腔室内设置有密封环套座，所述密封环套座包括一个与腔室内壁密封的环状构件、与设置在涡轮轴上的轴封动密封的套环，所述环状构件、套环之间固定连接有环状连接件，所述环状连接件朝向叶轮的一侧具有与叶轮形状相对应的弧形端面。

以下是本实用新型对以上技术方案的进一步改进：

所述环状连接件的截面呈“八”字形，所述轴封设置有环状凹槽，所述套环延长至环状凹槽内并与环状凹槽动密封。

所述腔室的内壁设置有环形凹槽，所述环形凹槽内设置有用来限定密封环套座位置的弹性挡圈，所述弹性挡圈位于密封环套座靠近叶轮的一侧。

所述腔室内的中间壳上设置有台阶，所述台阶位于密封环套座远离叶轮的一侧，所述挡油板设置在台阶上，所述挡油板与中间壳、密封环套座密封，所述挡油板、中间壳、止推轴承形成静密封腔。

所述轴封的外圆面上设有环形的梯形凹槽、甩油尖角，所述挡油板具有沉槽，所述沉槽的内边缘具有与梯形凹槽相配合的环形阻油台，所述沉槽上设有向里弯曲的挡油角，所述阻油台、梯形凹槽、甩油尖角动密封。

所述止推轴承上设有扇形的油楔面，所述油楔面上设有油孔。

所述密封环套座的环状构件的外圆面上设有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈，所述密封环套座与轴封之间设有密封环。

有益效果：本实用新型采用以上技术方案，所带来的优点如下：

(1)将原来的联接盘和中间壳联接改为中间壳和密封环套座，取消了外型较大的联接盘，避免了产品变形，由原来的凸起密封改为凹槽密封，增大了产品的回油空间，将螺钉压紧改为弹性挡圈压紧，以上措施方便了装配，易于自动装配线的采用，降低了产品成本。

(2)将轴封的“迷宫式”密封结构改为槽形结构，增加了机油阻流通道，在加大了泄油量的同时运用动密封原理加强在不同真空吸附作用下的反向作用力，同时增加有斜面结构，改变机油的空间分布，外侧斜面与挡油板对涌流工况进行特殊控制，同时控制了机油流动方向以及在泄漏路径上的机油油量分布和附面层厚度。

(3)挡油板上阻油台和挡油角的设置，对润滑油起到阻流以及分流的作用，与止推轴承、中间壳形成一内腔，限制机油的流动形态，提高了回油能力，增强了零件的密封性能。

(4)将联接盘轴向压紧密封改为密封环套座径向密封，密封环套座上加圆弧结构，与叶轮轮背形成配合的压力控制结构，与轴封结构形成导流通道，能有效地控制轮背压力和润滑油的流动。

(5)对原有的单一迷宫结构改为全系统密封，并采用动态、静态密封相结合的方法，有效的控制了机油的流动，对防止机油外泄起到了良好效果。通过在不同转速、负压及腔内正压状态下机油流动形态的试验观察和研究，防止低速起动、高速刹车及低速运转时形成的涌流现象，效果良好，很好的解决了机油的泄漏，对其流动起到良好的约束。

(6)中间壳在压气机端和涡轮端的油腔部分作了改动，增大了回油空间，更有利于回油和隔热。

(7)止推轴承采用了加大油楔面面积和止推配合直径，固定方式改变，由斜面定位、压紧改为孔定位和平面压紧的方式，并且增加了轴承厚度，增强了产品的止推承载能力。采用4油楔的加大承推面的止推轴承和油孔送油形成油膜，改善转子的轴向受力。

综上所述，该结构增压器装配过程简单，改进结构后取消了连接盘零件，降低了产品成本，整个设计密封效果良好，可以有效减少机油的泄漏，提高了产品的止推承载能力，转子动力学特性改善，可靠性得到提升，具有广阔的市场推广价值。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

附图说明

附图1是现有技术中废气涡轮增压器核心转子装置的结构示意图；

附图2是本实用新型实施例的结构示意图；

附图3是本实用新型实施例中中间壳的结构示意图；

附图4是本实用新型实施例中密封环套座的结构示意图；

附图5是本实用新型实施例中轴封的结构示意图；

附图6为本实用新型实施例中止推轴承的结构示意图；

附图7为本实用新型实施例中挡油板的结构示意图。

图中各部分的名称：1-联接盘，2-叶轮，3-轴封，4-密封环，5-挡油板，6-止推轴承，7-止推套，8-密封圈，9-中间壳，10-涡轮轴，11-密封环套座，12-弹性挡圈，13-沉槽，14-环状构件，141-凹槽，15-腔室，16-环状连接件，161-弧形端面，17-套环，18-环状凹槽，19-环形凹槽，20-台阶，21-梯形凹槽，22-油楔面，23-油孔，24-挡油角，25-阻油台，26-甩油尖角，30-静密封腔

具体实施方式

实施例，如图2、图3所示，废气涡轮增压器核心转子装置，包括中间壳9、止推套7、止推轴承6、挡油板5、轴封3，止推套7设置在涡轮轴10上，止推轴承6设置在止推套7上，轴封3一端的涡轮轴10上设置有叶轮2，叶轮2一端的中间壳9具有一腔室15，腔室15内设置有密封环套座11，腔室15的内壁设置有环形凹槽19，环形凹槽19内设置有用来限定密封环套座11位置的弹性挡圈12，弹性挡圈12位于密封环套座11靠近叶轮2的一侧，腔室15内的中间壳9上设置有台阶20，台阶20位于密封环套座11远离叶轮2的一侧，挡油板5设置在台阶20上，挡油板5与中间壳9、密封环套座11密封，挡油板5、中间壳9、止推轴承6形成静密封腔30，密封环套座11与中间壳9之间设置有密封圈8，密封环套座11与轴封3之间设有密封环4，由原先用螺钉压紧改为弹性挡圈压紧，取消了外型较大的联接盘零件，避免了产品容易出现的变形，降低了产品成本，

如图4所示，密封环套座11包括一个与腔室15内壁密封的环状构件14、与设置在涡轮轴10上的轴封3动密封的套环17，环状构件14、套环17之间设有环状连接件16，环状连接件16朝向叶轮2的一侧具有与叶轮2形状相对应的弧形端面161，环状连接件16的截面呈“八”字形结构，环状连接件16与套环17、环状构件14为一体结构，密封环套座11的环状构件14的外圆面上设有凹槽141。

如图5所示，轴封3设置有环状凹槽18，套环17延长至环状凹槽18内并与环状凹槽18动密封，轴封3的外圆面上设有环形的梯形凹槽21、甩油尖角26。

如图6所示，止推轴承6上设有4个扇形的油楔面22，油楔面22上设有油孔23。

如图7所示，挡油板5具有沉槽13，沉槽13的内边缘具有与梯形凹槽21相配合的环形阻油台25，沉槽13上设有向里弯曲的挡油角24，阻油台25、梯形凹槽21、甩油尖角26动密封。

Claims (7)

1.废气涡轮增压器核心转子装置，包括中间壳(9)、止推套(7)、止推轴承(6)、挡油板(5)、轴封(3)，所述止推套(7)设置在涡轮轴(10)上，所述止推轴承(6)设置在止推套(7)上，所述轴封(3)一端的涡轮轴(10)上设置有叶轮(2)，其特征是：所述叶轮(2)一端的中间壳(9)具有一腔室(15)，所述腔室(15)内设置有密封环套座(11)，所述密封环套座(11)包括一个与腔室(15)内壁密封的环状构件(14)、与设置在涡轮轴(10)上的轴封(3)动密封的套环(17)，所述环状构件(14)、套环(17)之间固定设置有环状连接件(16)，所述环状连接件(16)朝向叶轮(2)的一侧具有与叶轮(2)形状相对应的弧形端面(161)。

2.根据权利要求1所述的废气涡轮增压器核心转子装置，其特征是：所述环状连接件(16)的截面呈“八”字形，所述轴封(3)设置有环状凹槽(18)，所述套环(17)延长至环状凹槽(18)内并与环状凹槽(18)动密封。

3.根据权利要求1或2所述的废气涡轮增压器核心转子装置，其特征是：所述腔室(15)的内壁设置有环形凹槽(19)，所述环形凹槽(19)内设置有用来限定密封环套座(11)位置的弹性挡圈(12)，所述弹性挡圈(12)位于密封环套座(11)靠近叶轮(2)的一侧。

4.根据权利要求3所述的废气涡轮增压器核心转子装置，其特征是：所述腔室(15)内的中间壳(9)上设置有台阶(20)，所述台阶(20)位于密封环套座(11)远离叶轮(2)的一侧，所述挡油板(5)设置在台阶(20)上，所述挡油板(5)与中间壳(9)、密封环套座(11)密封，所述挡油板(5)、中间壳(9)、止推轴承(6)形成静密封腔(30)。

5.根据权利要求4所述的废气涡轮增压器核心转子装置，其特征是：所述轴封(3)的外圆面上设有环形的梯形凹槽(21)、甩油尖角(26)，所述挡油板(5)具有沉槽(13)，所述沉槽(13)的内边缘具有与梯形凹槽(21)相配合的环形阻油台(25)，所述沉槽(13)上设有向里弯曲的挡油角(24)，所述阻油台(25)、梯形凹槽(21)、甩油尖角(26)动密封。

6.根据权利要求4或5所述的废气涡轮增压器核心转子装置，其特征是：所述止推轴承(6)上设有扇形的油楔面(22)，所述油楔面(22)上设有油孔(23)。

7.根据权利要求6所述的废气涡轮增压器核心转子装置，其特征是：所述密封环套座(11)的环状构件(14)的外圆面上设有凹槽(141)，所述凹槽(141)内设置有密封圈(8)，所述密封环套座(11)与轴封(3)之间设有密封环(4)。

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