專利名稱：渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種渦輪增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)部件的密封和隔熱結(jié)構(gòu)，特別涉 及一種渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器提高汽油或柴油內(nèi)燃機(jī)功率的一種附加裝置，其利用內(nèi)燃 機(jī)排氣道排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪，渦輪通過轉(zhuǎn)子帶動(dòng)壓氣葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪壓送由空氣濾清器 管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，以通過增壓而增加發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣量，隨后 加大進(jìn)油量達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的目的。目前，隨著高增壓的中速和高速柴油機(jī)的發(fā)展，與之配套的高壓比增壓器結(jié)構(gòu)越 來越緊湊，其承受的熱負(fù)荷也越來越高，相應(yīng)的工作轉(zhuǎn)速不斷增加，使得保證增壓器渦端的 隔熱和潤滑油的密封越來越困難。在實(shí)際的應(yīng)用中，由于增壓器渦端軸承熱負(fù)荷過高，引起 渦端密封失效而導(dǎo)致潤滑油泄漏，泄漏的潤滑油在高溫下焦結(jié)而造成增壓器轉(zhuǎn)子部件固死 的故障頻繁發(fā)生，給用戶帶來了很多不便和較大經(jīng)濟(jì)損失。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、隔 熱降溫效果好、密封性能好、增壓器故障率低、制造成本低的渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié) 構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)，包括與壓氣葉輪同軸固定連接的渦輪主 軸，渦輪主軸旋轉(zhuǎn)支承在軸承殼內(nèi)部的動(dòng)壓軸承上，渦輪主軸上的蝸輪位于軸承殼的外部， 渦輪主軸位于蝸輪一側(cè)的軸頸與軸承殼的環(huán)狀突出部的內(nèi)孔之間設(shè)有渦端密封環(huán)；所述蝸 輪與軸承殼之間設(shè)有渦端隔熱罩和渦輪蝸殼，渦端隔熱罩位于渦輪蝸殼內(nèi)部，渦端隔熱罩 的內(nèi)孔與軸承殼的環(huán)狀突出部外圓之間設(shè)有配合間隙，渦端隔熱罩內(nèi)側(cè)面與軸承殼的相向 外側(cè)面之間設(shè)有渦端隔熱空腔，渦端隔熱空腔由軸承殼與渦端隔熱罩之間的配合間隙與渦 輪蝸殼的排氣通道在渦輪的輪背處連通；所述軸承殼的另一端固定連接有壓氣機(jī)蝸殼和壓 端密封蓋，壓端密封蓋位于壓氣機(jī)蝸殼內(nèi)部，壓端密封蓋外側(cè)面與壓氣葉輪背面之間形成 有壓端密封空腔，壓端密封空腔與壓氣機(jī)蝸殼的壓氣通道連通，所述壓端密封空腔和渦端 隔熱空腔之間設(shè)有沿渦輪主軸軸向的軸向通道，軸向通道的進(jìn)口與壓端密封空腔連通，軸 向通道的出口端與渦端隔熱空腔連通；所述軸承殼上還設(shè)有徑向通道，徑向通道的進(jìn)口端 與渦端隔熱空腔連通，徑向通道的出口端與渦輪主軸和軸承殼之間形成的密封環(huán)槽及配合 間隙連通。采用如上技術(shù)方案后，對(duì)于不同大小和型號(hào)的增壓器，軸承殼中布置的軸向通道 和徑向通道截面尺寸都需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)予以確定或優(yōu)化。渦輪增壓器的壓氣機(jī)端壓氣葉 輪輪背后壓端密封空腔的壓縮空氣由軸向通道進(jìn)入渦端隔熱空腔中，利用空氣隔熱性能優(yōu) 良，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承殼及轉(zhuǎn)子部件隔熱降溫的目的；渦輪主軸和軸承殼之間形成的密封環(huán)槽處， 進(jìn)入渦端隔熱空腔中的一部分空氣從由軸承殼同渦端隔熱罩之間的配合間隙排出到渦輪 輪背處，進(jìn)而排入大氣中，從而阻止渦端的熱氣進(jìn)入渦端隔熱空腔，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承殼及轉(zhuǎn)子部 件隔熱降溫的目的；進(jìn)入渦端隔熱空腔中的另一部分空氣從徑向通道進(jìn)入軸承殼之間形成 的密封環(huán)槽，并由增壓器的潤滑油路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，繼而從發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的呼吸孔排入氣中，形成穩(wěn)定的冷卻氣路；密封環(huán)槽處的空氣阻止或減少潤滑油進(jìn)入渦端密封處，降低 潤滑油從渦端密封處泄漏機(jī)率，提高潤滑油密封的可靠性，有效防止?jié)櫥桶l(fā)生高溫焦結(jié)， 從而減少渦輪增壓器因潤滑油發(fā)生高溫焦結(jié)產(chǎn)生故障的頻率；同時(shí)，渦端密封環(huán)兩端面的 壓力環(huán)境基本相同，密封環(huán)處于壓力均勻的平衡狀態(tài)，利于降低活塞環(huán)端面的磨損，進(jìn)一步 提高滑滑油密封的可靠性。由于該壓縮空氣已經(jīng)過增壓器的空氣濾清器過濾，清潔度高，對(duì) 滑油無污染，滑油的潤滑性能不受影響，使用安全。故本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、隔熱降溫效果 好、密封性能好、增壓器故障率低、制造成本低。優(yōu)選的，軸向通道由相互連通的前段節(jié)流通道和后段通道組成，前段節(jié)流通道的 兩端分別位于壓端密封蓋和軸承殼上，前段節(jié)流通道的前端與壓端密封空腔連通；軸向通 道的后段通道設(shè)在軸承殼上，后段通道的后端與渦端隔熱空腔連通。設(shè)置前段節(jié)流通道用 于控制進(jìn)入渦端隔熱空腔冷卻空氣流量，避免多于能量損耗，使增壓器的效能保持最優(yōu)。優(yōu)選的，前段節(jié)流通道包括設(shè)在壓端密封蓋上設(shè)有的通孔，通孔的前端與壓端密 封蓋與壓氣葉輪之間的壓端密封空腔連通；通孔位于壓端密封蓋設(shè)有的凸柱軸線上，凸柱 的外周面與軸承殼設(shè)有的沉孔的內(nèi)壁面間隙配合，沉孔將壓端密封蓋上的通孔與軸向通道 的后段通道連通；凸柱的外周面與軸承殼設(shè)有的沉孔的內(nèi)壁面的間隙配合是滿足裝配方便 的需要，其配合間隙較小，避免從間隙處漏出過多壓縮空氣，漏出的壓縮空氣由潤滑管路及 發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的呼吸孔排入大氣中，通常需對(duì)此配合面進(jìn)行密封處理；其結(jié)構(gòu)簡單、安裝拆 卸方便，同時(shí)，對(duì)通孔的直徑和凸柱長度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)控制進(jìn)入渦端隔熱空腔冷卻 空氣流量，避免多于能量損耗，以達(dá)到增壓器的效能保持最優(yōu)之目的。優(yōu)選的，前段節(jié)流通道包括設(shè)在壓端密封蓋上的螺紋孔，螺紋孔由螺紋配合有在 軸線上設(shè)有直通孔的節(jié)流螺釘，節(jié)流螺釘?shù)那岸藨疑煸谳S承殼設(shè)有的沉孔內(nèi)，沉孔的底面 與節(jié)流螺釘前端面之間連接有橡膠墊，橡膠墊的軸線上設(shè)有節(jié)流孔，節(jié)流孔分別與節(jié)流螺 釘上的直通孔和軸向通道的后段通道連通，節(jié)流孔的截面積小于后段通道截面積；可以方 便地調(diào)節(jié)進(jìn)入渦端隔熱空腔中進(jìn)氣量，在確保隔熱降溫效果和密封可靠性的同時(shí)，避免多 于能量損耗，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)增壓器的效能保持最優(yōu)目的。優(yōu)選的，后段通道的出口端由螺紋配合有渦端節(jié)流螺釘，渦端節(jié)流螺釘沿軸線設(shè) 有渦端節(jié)流孔，渦端節(jié)流孔分別與后段通道和渦輪蝸殼與軸承殼之間的渦端隔熱空腔連 通，渦端節(jié)流孔的截面積小于后段通道截面積；適用于渦輪增壓器在低轉(zhuǎn)速工況下，如主機(jī) 在高原地區(qū)環(huán)境使用和配套的柴油機(jī)為船用主機(jī)時(shí)，其壓端密封空腔壓力低于渦端隔熱空 腔壓力容易引起渦端滑油泄漏，此時(shí)，合理確定節(jié)流孔的長徑比，即渦端節(jié)流螺釘?shù)拈L度和 節(jié)流孔直徑比值，以確保渦端密封環(huán)兩端面的壓力環(huán)境基本相同，渦端密封環(huán)處于壓力均 勻的平衡狀態(tài)，降低活塞環(huán)端面的磨損，提高滑滑油密封的可靠性。本實(shí)用新型一種增壓器渦輪端密封和隔熱結(jié)構(gòu)的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、隔熱降 溫效果好、密封性能好、增壓器故障率低、制造成本低。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明實(shí)施例1 參見圖1，一種用于TET 1系列的渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)，包括與壓氣葉輪1同軸固定連接的渦輪主軸2，渦輪主軸2旋轉(zhuǎn)支承在軸承殼3內(nèi)部的動(dòng)壓軸 承37上，渦輪主軸2上的蝸輪22位于軸承殼3的外部，渦輪主軸2位于蝸輪22 —側(cè)的軸 頸23與軸承殼3的環(huán)狀突出部36的內(nèi)孔之間設(shè)有渦端密封環(huán)24 ；所述蝸輪22與軸承殼3 之間設(shè)有渦端隔熱罩9和渦輪蝸殼5，渦端隔熱罩9位于渦輪蝸殼5內(nèi)部，渦端隔熱罩9的 內(nèi)孔與軸承殼3的環(huán)狀突出部36外圓之間設(shè)有配合間隙25，渦端隔熱罩9內(nèi)側(cè)面與軸承殼 3的相向外側(cè)面之間設(shè)有渦端隔熱空腔8，渦端隔熱空腔8由軸承殼3與渦端隔熱罩9之間 的配合間隙與渦輪蝸殼5的排氣通道在蝸輪22的輪背處連通；所述軸承殼3的另一端固定 連接有壓氣機(jī)蝸殼4和壓端密封蓋6，壓端密封蓋6位于壓氣機(jī)蝸殼4內(nèi)部，壓端密封蓋6 外側(cè)面與壓氣葉輪1背面之間形成有壓端密封空腔7，壓端密封空腔7與壓氣機(jī)蝸殼4的壓 氣通道連通，所述壓端密封空腔7和渦端隔熱空腔8之間設(shè)有沿渦輪主軸2軸向的軸向通 道31，軸向通道31的進(jìn)口與壓端密封空腔7連通，軸向通道31的出口端與渦端隔熱空腔8 連通；軸承殼3上還設(shè)有徑向通道32，徑向通道32的進(jìn)口端與渦端隔熱空腔8連通，徑向 通道32的出口端與渦輪主軸2和軸承殼3之間形成的密封環(huán)槽21及配合間隙25連通。所述軸向通道31由相互連通的前段節(jié)流通道311和后段通道312組成，前段節(jié)流 通道311的兩端分別位于壓端密封蓋6和軸承殼3上，前段節(jié)流通道311的前端與壓端密 封空腔7連通；軸向通道31的后段通道312設(shè)在軸承殼3上，后段通道312的后端與渦端 隔熱空腔8連通。所述前段節(jié)流通道311包括設(shè)在壓端密封蓋6上設(shè)有的通孔62，通孔62的前端與 壓端密封蓋6與壓氣葉輪1之間的壓端密封空腔7連通；通孔62位于壓端密封蓋6設(shè)有的 凸柱61軸線上，凸柱61的外周面與軸承殼3設(shè)有的沉孔33的內(nèi)壁面間隙配合，沉孔33將 壓端密封蓋6上的通孔62與軸向通道31的后段通道312連通。所述徑向通道32為直通孔，徑向通道32的軸線與渦輪主軸2軸線垂直。本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例2 參見圖2，所述前段節(jié)流通道311包括設(shè)在壓端密封蓋6上的螺紋孔 63，螺紋孔63由螺紋配合有在軸線上設(shè)有直通孔641的節(jié)流螺釘64，節(jié)流螺釘64的前端 懸伸在軸承殼3設(shè)有的沉孔33內(nèi)，沉孔33的底面與節(jié)流螺釘64前端面之間連接有橡膠墊 34，橡膠墊34的軸線上設(shè)有節(jié)流孔341，節(jié)流孔341分別與節(jié)流螺釘64上的直通孔641和 軸向通道31的后段通道312連通，節(jié)流孔341的截面積小于后段通道312截面積。所述后段通道312的出口端由螺紋配合有渦端節(jié)流螺釘35，渦端節(jié)流螺釘35沿軸 線設(shè)有渦端節(jié)流孔351，渦端節(jié)流孔351分別與后段通道312和渦輪蝸殼5與軸承殼3之間 的渦端隔熱空腔8連通，渦端節(jié)流孔351的截面積小于后段通道312截面積。所述徑向通道32為直通孔，徑向通道32的軸線與渦輪主軸2軸線成傾斜狀。實(shí)施例3參見圖3，所述后段通道312的出口端由螺紋配合有渦端節(jié)流螺釘35， 渦端節(jié)流螺釘35沿軸線設(shè)有渦端節(jié)流孔351，渦端節(jié)流孔351分別與后段通道312和渦輪 蝸殼5與軸承殼3之間的渦端隔熱空腔8連通，渦端節(jié)流孔351的截面積小于后段通道312 截面積。所述徑向通道32的軸線成折線狀，徑向通道32的出口端與渦輪主軸2和軸承殼 3之間形成的密封環(huán)槽21及配合間隙25連通端的軸線與渦輪主軸2的軸線成傾斜狀。本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。[0028] 以上雖然結(jié)合了附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可 以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。這些變形和修改可以理解為在本發(fā)明的 范圍和意圖之內(nèi)。
權(quán)利要求一種渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)，包括與壓氣葉輪(1)同軸固定連接的渦輪主軸(2)，渦輪主軸(2)旋轉(zhuǎn)支承在軸承殼(3)內(nèi)部的動(dòng)壓軸承(37)上，渦輪主軸(2)上的渦輪(22)位于軸承殼(3)的外部，渦輪主軸(2)位于渦輪(22)一側(cè)的軸頸(23)與軸承殼(3)的環(huán)狀突出部(36)的內(nèi)孔之間設(shè)有渦端密封環(huán)(24)；所述渦輪(22)與軸承殼(3)之間設(shè)有渦端隔熱罩(9)和渦輪蝸殼(5)，渦端隔熱罩(9)位于渦輪蝸殼(5)內(nèi)部，渦端隔熱罩(9)的內(nèi)孔與軸承殼(3)的環(huán)狀突出部(36)外圓之間設(shè)有配合間隙(25)，渦端隔熱罩(9)內(nèi)側(cè)面與軸承殼(3)的相向外側(cè)面之間設(shè)有渦端隔熱空腔(8)，渦端隔熱空腔(8)由軸承殼(3)與渦端隔熱罩(9)之間的配合間隙與渦輪蝸殼(5)的排氣通道在渦輪(22)的輪背處連通；所述軸承殼(3)的另一端固定連接有壓氣機(jī)蝸殼(4)和壓端密封蓋(6)，壓端密封蓋(6)位于壓氣機(jī)蝸殼(4)內(nèi)部，壓端密封蓋(6)外側(cè)面與壓氣葉輪(1)背面之間形成有壓端密封空腔(7)，壓端密封空腔(7)與壓氣機(jī)蝸殼(4)的壓氣通道連通，其特征在于所述壓端密封空腔(7)和渦端隔熱空腔(8)之間設(shè)有沿渦輪主軸(2)軸向的軸向通道(31)，軸向通道(31)的進(jìn)口與壓端密封空腔(7)連通，軸向通道(31)的出口端與渦端隔熱空腔(8)連通；所述軸承殼(3)上還設(shè)有徑向通道(32)，徑向通道(32)的進(jìn)口端與渦端隔熱空腔(8)連通，徑向通道(32)的出口端與渦輪主軸(2)和軸承殼(3)之間形成的密封環(huán)槽(21)及配合間隙(25)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述軸向通 道(31)由相互連通的前段節(jié)流通道(311)和后段通道(312)組成，前段節(jié)流通道(311)的 兩端分別位于壓端密封蓋(6)和軸承殼(3)上，前段節(jié)流通道(311)的前端與壓端密封空 腔(7)連通；軸向通道(31)的后段通道(312)設(shè)在軸承殼(3)上，后段通道(312)的后端 與渦端隔熱空腔(8)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述前段節(jié) 流通道(311)包括設(shè)在壓端密封蓋(6)上設(shè)有的通孔(62)，通孔(62)的前端與壓端密封蓋 (6)與壓氣葉輪(1)之間的壓端密封空腔(7)連通；通孔(62)位于 壓端密封蓋(6)設(shè)有的 凸柱(61)軸線上，凸柱(61)的外周面與軸承殼(3)設(shè)有的沉孔(33)的內(nèi)壁面間隙配合， 沉孔(33)將壓端密封蓋(6)上的通孔(62)與軸向通道(31)的后段通道(312)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述前段節(jié) 流通道(311)包括設(shè)在壓端密封蓋(6)上的螺紋孔(63)，螺紋孔(63)由螺紋配合有在軸線 上設(shè)有直通孔(641)的節(jié)流螺釘(64)，節(jié)流螺釘(64)的前端懸伸在軸承殼(3)設(shè)有的沉孔 (33)內(nèi)，沉孔(33)的底面與節(jié)流螺釘(64)前端面之間連接有橡膠墊(34)，橡膠墊(34)的 軸線上設(shè)有節(jié)流孔(341)，節(jié)流孔(341)分別與節(jié)流螺釘(64)上的直通孔(641)和軸向通 道(31)的后段通道(312)連通，節(jié)流孔(341)的截面積小于后段通道(312)截面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述后段通道(312)的出口端由螺紋配合有渦端節(jié)流螺釘(35)，渦端節(jié)流螺 釘(35)沿軸線設(shè)有渦端節(jié)流孔(351)，渦端節(jié)流孔(351)分別與后段通道(312)和渦輪蝸 殼(5)與軸承殼(3)之間的渦端隔熱空腔(8)連通，渦端節(jié)流孔(351)的截面積小于后段 通道(312)截面積。 專利摘要本實(shí)用新型公開了一種渦輪增壓器渦端密封和隔熱結(jié)構(gòu)，包括壓氣葉輪、主軸、軸承殼、渦端隔熱罩和渦輪蝸殼，渦端隔熱罩與軸承殼之間設(shè)有渦端隔熱空腔，渦端隔熱罩的內(nèi)孔與軸承殼的環(huán)狀突出外圓之間有配合間隙，該配合間隙將渦端隔熱空腔與渦輪蝸殼的排氣通道連通；軸承殼的另一端設(shè)有壓氣機(jī)蝸殼和壓端密封蓋，壓端密封蓋外側(cè)面與壓氣葉輪背面之間形成有與壓氣通道連通的壓端密封空腔，壓端密封空腔和渦端隔熱空腔之間設(shè)有連通的軸向通道；渦端隔熱空腔與渦輪主軸和軸承殼之間的密封環(huán)槽及配合間隙設(shè)有連通的徑向通道。本實(shí)用新型一種增壓器渦輪端密封和隔熱結(jié)構(gòu)的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單、隔熱降溫效果好、密封性能好、增壓器故障率低、制造成本低。
文檔編號(hào)F01D25/08GK201627605SQ20102005548
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者劉雅黔, 楊昭洪, 王純遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:重慶德蚨樂機(jī)械制造有限公司