過將高度耐磨材料用于環(huán)形密封件的方法緩解了兩個高速摩擦表面之間的摩擦力。
[0039]卡環(huán)已通過從固定器112伸出的墊片126緊靠軸肩105固定在恰當(dāng)位置。在組裝時，該固定器和卡環(huán)之間形成一個適于容納第一密封圈的環(huán)形凹槽。
[0040]由于此設(shè)計，通過僅在軸上滑動外側(cè)軸密封件和卡環(huán)直到它抵接第二軸肩，并簡單地滑動內(nèi)側(cè)軸密封件和固定器直到它抵接卡環(huán)，產(chǎn)生了軸密封配置。無需擴(kuò)展密封圈來通過大徑的軸段以便將密封圈安置在軸上機(jī)加工的凹槽內(nèi)。
[0041]在圖2示出的實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)和外側(cè)環(huán)形密封件142a、142b的尺寸被設(shè)計成在軸承座內(nèi)孔內(nèi)進(jìn)行過盈配合，使得它們是靜止的，同時卡環(huán)162a與固定器112過盈配合或附接至轉(zhuǎn)動軸。在圖4示出的實(shí)施例中，卡環(huán)162在軸承座內(nèi)孔內(nèi)過盈配合，同時內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件和外側(cè)環(huán)形密封件安裝成繞軸轉(zhuǎn)動。
[0042]圖2和圖4示出了軸徑D2和軸徑D3之間的軸肩104。在圖2示出的實(shí)施例中，縮減的軸徑D2和軸肩104是可選的。在圖4中，縮減的軸徑02的區(qū)域被外部車螺紋并且使得內(nèi)部車螺紋的固定器212螺接并固定在軸2上。
[0043]通過按照如下方式在軸密封部7上依次軸向滑動模塊化密封組件110的每個元件，將模塊化的密封組件110裝配在軸2上:首先，外側(cè)環(huán)形密封件142b沿著軸2滑動，直到它駐留在鄰近第三軸肩103的第一直徑縮減部7a內(nèi)。然后，卡環(huán)162、162a、162b沿著軸2滑動，直到它靠在軸肩105上。接著，內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件142a沿著軸2從短軸部6滑動到密封部7，直到它靠在卡環(huán)162、162a、162b上。最后，固定器112沿著軸2從短軸部6滑動到密封部7，直到它駐留在第二直徑縮減部7c內(nèi)，而墊片抵接卡環(huán)162、162a、162b。固定器112壓入配合第二直徑縮減部7c，由此內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件142a保留在固定器112和卡環(huán)162之間的所需的軸向位置。
[0044]在圖2中，內(nèi)側(cè)和外側(cè)環(huán)形密封件142a、142b在徑向壓縮下安裝，并且當(dāng)在適當(dāng)?shù)奈恢蒙蠒r，內(nèi)側(cè)和外側(cè)環(huán)形密封件142a、142b與環(huán)內(nèi)孔過盈配合。因此，內(nèi)側(cè)和外側(cè)環(huán)形密封件142a、142b在渦輪增壓器運(yùn)行過程中保持固定。此外，在由環(huán)內(nèi)孔27a及內(nèi)側(cè)和外側(cè)環(huán)形密封件142a、142b限定的第一固定的迷宮式表面和由固定器112和卡環(huán)162及軸密封部7的上述曲面特性限定的第二轉(zhuǎn)動的迷宮式表面之間形成迷宮式密封或間隙密封。
[0045]圖4中示出的模塊化密封組件的固定器212與圖2的模塊化密封組件112相似，不同之處在于固定器212的徑向向內(nèi)的表面216包括螺紋，這些螺紋配置成嚙合第二直徑縮減部7b的外表面上形成的相應(yīng)螺紋。因此，提供給各自的螺紋部分的協(xié)同嚙合，固定器212固定在軸2上。
[0046]通過圖1、圖2和圖4中可見的軸內(nèi)孔的傾斜開口，便于將具有模塊化密封部件的軸引入到軸承座中。
[0047]雖然已經(jīng)在此將軸2描述成由一對徑向軸承支撐進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然而，可以考慮的是用于轉(zhuǎn)動地支撐軸2的徑向軸承可以包括，但不限于徑向軸承和滾動組件軸承(REBs)，例如角接觸軸承等。當(dāng)使用某些類型的滾動組件軸承時，可省去推力軸承組件24。
[0048]盡管相對于處理渦輪端部漏氣導(dǎo)致的泄漏描述了模塊化密封組件110、210，密封組件110、210能夠容易地適合于用在軸2的壓縮機(jī)端部上以便解決壓縮機(jī)端部漏氣導(dǎo)致的泄漏。
[0049]本文中所描述的多個方面能以其他形式或組合體現(xiàn)，而沒有偏離其精神或本質(zhì)屬性。例如，雖然本文中描述的實(shí)施例涉及壓縮機(jī)端部漏氣導(dǎo)致的泄漏，值得感激的是這樣的密封系統(tǒng)和方法能夠應(yīng)用于使渦輪端部排油最小化(即從軸承座到渦輪級的滑油通道)。因此，當(dāng)然可以理解的是那些實(shí)施例不限于僅通過實(shí)例給出的本文中所描述的具體細(xì)節(jié)，而且各種修改和改變都有可能在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種包括密封系統(tǒng)(110，210)的渦輪增壓器(10)，所述渦輪增壓器(10)包括: 軸承座(23)，其包括軸向內(nèi)孔(27); 具有旋轉(zhuǎn)軸線的軸(2)，所述軸(2)可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述軸向內(nèi)孔(27)內(nèi)，并且包括形成在所述軸的第一軸徑(D3)和第二軸徑(D1)之間的外表面上的至少一個第一軸肩(103)，及形成在所述軸的第二軸徑(D1)和第三軸徑(Dsp)之間的外表面上的第二軸肩(105);以及安裝在所述軸(2)的一端的渦輪葉輪(16)， 所述密封系統(tǒng)(110)包括: 設(shè)置在所述第一和第二軸肩(105，103)之間的外側(cè)環(huán)形密封件(142b)， 卡環(huán)(162)，其環(huán)繞所述軸(2)并且抵接所述第一軸肩(105)， 內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142a)設(shè)置在所述卡環(huán)(162)的內(nèi)側(cè)，以及 空心的圓柱形固定器(112，212)，其固定在所述卡環(huán)(162)內(nèi)側(cè)的所述軸(2)的外表面上， 其中，從固定器(112)延伸至卡環(huán)(162)或從卡環(huán)(162b)延伸至固定器(112)的墊片(126)以一定距離將固定器(112)與卡環(huán)(162)分隔開，以便通過近軸公差將內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142a)容納在卡環(huán)(162)和固定器(112)之間，并且 其中在所述密封系統(tǒng)的固定部件和轉(zhuǎn)動部件之間形成迷宮式密封。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器(10)，其中所述外側(cè)環(huán)形密封件(142b)和所述內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142a)中的至少一個由在洛氏硬度試驗(yàn)中硬度大于50C的耐磨材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器(10)，其中所述外側(cè)環(huán)形密封件(142b)和所述內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142a)中的至少一個由嵌入有固體潤滑劑的燒結(jié)工具鋼制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器(10)，其中所述外側(cè)環(huán)形密封件(142b)和所述內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142a)之中的至少一個由陶瓷材料制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器(10)，其中所述固定器(112)壓配合到所述軸(2)的表面上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器(10)，其中所述固定器(112)的徑向向內(nèi)表面包括螺紋，且所述固定器(112)通過在所述軸(2)的外表面上形成的螺紋嚙合固定到所述軸(2)的外表面上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器(10)，其中所述外側(cè)環(huán)形密封件(142b)和所述內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142a)與所述軸承座內(nèi)孔(27a)過盈配合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器(10)，其中所述卡環(huán)(162)與所述軸承座內(nèi)孔(27a)過盈配合。9.一種將模塊化密封系統(tǒng)裝配在渦輪增壓器(10)的軸(2)上的方法，所述軸具有鄰近不同直徑的軸向長度的第一軸肩(103)和第二軸肩(105)，所述方法包括: 使外側(cè)環(huán)形密封件(142b)穿過所述軸并通過所述第二軸肩(105)直到其抵接在形成于所述軸(2)上的第一軸肩(103)上； 使卡環(huán)(162)穿過所述軸直到其抵接在形成于所述軸(2)上的所述第二軸肩(103)上; 使內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142b)穿過所述軸直到其抵接在卡環(huán)(162)上； 使固定器(112)穿過所述軸并且固定到所述卡環(huán)(162)內(nèi)側(cè)的所述軸(2)的外表面 上， 其中，從固定器(112)延伸至卡環(huán)(162)或從卡環(huán)(162b)延伸至固定器(112)的墊片(126)將所述固定器(112)與所述卡環(huán)(162)分隔開一定距離，以便通過近軸公差將所述內(nèi)側(cè)環(huán)形密封件(142a)容納在卡環(huán)(162)和固定器(112)之間，并且其中在所述密封系統(tǒng)的固定部件和轉(zhuǎn)動部件之間形成迷宮式密封。
【專利摘要】渦輪增壓器軸通過一個或多個軸密封圈相對于渦輪葉輪端的軸承座內(nèi)孔密封。按照慣例，這些密封圈位于設(shè)置在渦輪葉輪后面的軸上的環(huán)形凹槽內(nèi)。特別是在渦輪增壓發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)制動閥位于渦輪下游時，這種傳統(tǒng)的軸密封配置可能會出現(xiàn)問題，并且排氣管路中的背壓能夠達(dá)到7巴并且因此渦輪葉輪殼體中的背壓能夠達(dá)到7巴。本發(fā)明的軸密封設(shè)計省去了凹槽，并且能夠?qū)⒚芊饧湍湍バ愿叩沫h(huán)形密封件組裝在一起，因此在過度使用時保持密封件的有效性。
【IPC分類】F01D11/08
【公開號】CN105587348
【申請?zhí)枴緾N201510771670
【發(fā)明人】A·克里
【申請人】博格華納公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月12日
【公告號】DE102015222270A1, US20160130967