CN106150557A - 一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器 - Google Patents

一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器 Download PDF

Info

Publication number
CN106150557A
CN106150557A CN201610628133.2A CN201610628133A CN106150557A CN 106150557 A CN106150557 A CN 106150557A CN 201610628133 A CN201610628133 A CN 201610628133A CN 106150557 A CN106150557 A CN 106150557A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbine
sided
supercharger
box
heat shield
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610628133.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106150557B (zh
Inventor
杨磊
马国玲
程江华
葛炜
马磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China North Engine Research Institute Tianjin
Original Assignee
China North Engine Research Institute Tianjin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China North Engine Research Institute Tianjin filed Critical China North Engine Research Institute Tianjin
Priority to CN201610628133.2A priority Critical patent/CN106150557B/zh
Publication of CN106150557A publication Critical patent/CN106150557A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106150557B publication Critical patent/CN106150557B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/18—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines without stationary working-fluid guiding means
    • F01D1/20—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines without stationary working-fluid guiding means traversed by the working-fluid substantially axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明提供了一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，包括涡轮箱和其内安装的双面涡轮，所述双面涡轮由背靠背两个涡轮组成，分别为第一涡轮和第二涡轮；涡轮箱上设有进气流道和出气流道，所述第一涡轮和第二涡轮的输出端分别设有用于排气的第一涡轮排气通道和第二涡轮排气通道，所述第一涡轮排气通道和第二涡轮排气通道于末端连通；所述双面涡轮的第一涡轮和第二涡轮背靠背同轴连接于转轴，所述轴承体和双面涡轮之间布置隔热罩。本发明具有在不同工况下有较高效率和宽广匹配范围的增压器；可以实现对气体的有效密封，减小气体泄漏量，增加气体的做功能力，提高增压器的整机性能；并且有效的防止气体窜入轴承体腔室内，提高增压器的可靠性。

Description

一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器
技术领域
本发明属于增压器技术领域，尤其是涉及一种具有双面涡轮及一种组合密封结构的增压器。
背景技术
随着发动机对多工况和变海拔适应的使用，要求增压器在不同工况下具有较高的效率和压比。现有技术中，在涡轮叶轮不变的基础上，通过喷嘴的出口喉道面积来实现流量的调节，但涡轮的设计是基于点工况设计，在偏离了设计工况点后，涡轮的效率会降低，与压气机的匹配特性变差。因此，需要一种在不同工况下具有较高效率和宽广匹配范围的增压器。
还有，随着排放法规的日益严格，涡轮增压技术已经成为内燃机必不可少的关键技术。增压器的密封结构可以有效防止轴承的润滑油进入增压器气体流通部分，并且阻止压气机端的新鲜空气或涡轮端的燃气进入增压器润滑腔，在保证增压器的正常工作和可靠性运行方面起到重要的作用，而密封也往往是增压器的设计过程中的薄弱环节。经过多年的发展，目前涡端的密封主要采用活塞环式密封(接触式密封结构)。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，实现新型双面涡轮结构，同时可以满足双面涡轮的新型增压器密封结构。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种具有双面涡轮的增压器，包括涡轮箱和其内安装的双面涡轮，所述双面涡轮由背靠背两个涡轮组成，分别为第一涡轮和第二涡轮；所述涡轮箱上设有进气流道和出气流道，所述第一涡轮和第二涡轮的输出端分别设有用于排气的第一涡轮排气通道和第二涡轮排气通道，所述第一涡轮排气通道和第二涡轮排气通道在末端连通；所述双面涡轮的第一涡轮和第二涡轮背靠背同轴连接于转轴，所述轴承体和双面涡轮之间布置隔热罩，所述隔热罩扣在轴承体涡轮端，且中心孔与转轴同轴。所述隔热罩中心孔的孔径小于所述双面涡轮轮毂的直径；所述隔热罩依靠所述涡轮箱和所述轴承体通过螺钉进行紧固。
进一步的，所述隔热罩在与轮毂接触的位置设有隔热罩底部凸台，所述隔热罩底部凸台嵌入所述轮毂对应位置上的涡轮凹槽内；所述轴承体和转轴之间通过密封环密封。
进一步的，所述隔热罩在与涡轮箱接触的一面上设有隔热罩止口凸台，所述涡轮箱与隔热罩接触的面上设有涡轮箱凸台和涡轮箱止口凹槽。
进一步的，所述涡轮箱和隔热罩之间通过多个密封环进行接触式密封。
进一步的，所述涡轮箱的进气流道中间延伸出一隔板，将进气流道分隔为分别对应第一涡轮和第二涡轮的第一涡轮进气道和第二涡轮进气道，所述涡轮箱对应第一涡轮的轴向方向设置所述第一涡轮排气通道，所述第一涡轮进气道和第一涡轮排气通道组成第一涡轮进出气通道；所述第二涡轮进气道与-第二涡轮排气通道组成第二涡轮进出气通道。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明是基于两点工况设计的双面涡轮增压器，并且通过与涡轮箱的流量调节相匹配，可以使设计的增压器具有更高的效率和更宽广的匹配范围；
(2)本发明采用的密封结构，可以实现对气体的有效密封，减小气体泄漏量，增加气体的做功能力，提高增压器的整机性能；并且有效的防止气体窜入轴承体腔室内，提高增压器的可靠性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述具有双面涡轮的增压器的总体结构图；
图2为图1中的Ⅰ位置局部放大图；
图3为图1中的Ⅱ位置局部放大图。
附图标记说明：
1-涡轮箱，2-双面涡轮，3-隔热罩，4-第二涡轮排气通道，5-第一涡轮排气通道，6-轴承体，7-涡轮凹槽，8-隔热罩底部凸台，9-密封环，10-涡轮箱止口凸台，11-涡轮箱止口凹槽，12-隔热罩止口凸台，13-转轴，21-第一涡轮，22-第二涡轮，23-第一涡轮进气道，24-第二涡轮进气道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。
一种具有双面涡轮的增压器，如图1所示，包括涡轮箱1和其内安装的双面涡轮2，所述双面涡轮2由背靠背两个涡轮组成，分别为第一涡轮21和第二涡轮22；所述涡轮箱1上设有进气流道和出气流道，所述第一涡轮21和第二涡轮22的输出端分别设有用于排气的第一涡轮排气通道5和第二涡轮排气通道4，所述第一涡轮排气通道和第二涡轮排气通道于末端连通；
所述双面涡轮的第一涡轮21和第二涡轮22背靠背同轴连接于转轴13，所述转轴13一端通过轴承体6固定在涡轮箱1一端，所述轴承体6和双面涡轮之间布置隔热罩3，所述隔热罩3扣在轴承体6涡轮端，且中心孔轴与转轴13同轴，所述隔热罩3中心孔的直径小于所述双面涡轮2的轮毂直径；所述隔热罩3依靠所述涡轮箱1和所述轴承体6通过螺钉进行紧固。
所述涡轮箱1的进气流道中间延伸出一隔板，将进气流道分隔为分别对应第一涡轮21和第二涡轮22的第一涡轮进气道23和第二涡轮进气道24，所述涡轮箱1对应第一涡轮21的轴向方向设置所述第一涡轮排气通道5，所述第一涡轮进气道23和第一涡轮排气通道5组成第一涡轮进出气通道；所述第二涡轮进气道24与-第二涡轮排气通道4组成第二涡轮进出气通道。
如图2所示，所述隔热罩3在与轮毂接触的位置设有隔热罩底部凸台8，所述隔热罩底部凸台8嵌入所述轮毂对应位置上的涡轮凹槽7内；所述轴承体6和转轴13之间通过密封环9密封，所述涡轮凹槽7和所述隔热罩底部凸台8构成结构式迷宫密封结构，并与所述密封环9(接触式密封)共同作用形成Ⅰ处的密封。
如图3所示，所述隔热罩3在与涡轮箱接触的一面上设有隔热罩止口凸台12，所述涡轮箱1与隔热罩3接触的面上设有两处涡轮箱凸台10和一处涡轮箱止口凹槽11；所述涡轮箱凸台10、所述涡轮箱止口凹槽11、隔热罩止口凸台12共同形成Ⅱ处的结构式迷宫密封，也可以根据需求，在此位置设置密封环进行接触式密封。
本发明增压器在小流量工况下，只有所述第一涡轮进气道23，第一涡轮排气通道5和第一涡轮21参与工作，所述第二涡22轮处于惰转状态；在大流量工况下，所述第二涡轮进气道24，第二涡轮排气通道4和和第一涡轮22也参与工作，做功气体经过所述第一涡轮进气道23、第二涡轮进气道24进入第一涡轮21和第二涡轮22，进行膨胀做功后通过第一涡轮排气通道5和第二涡轮排气通道4排出。
本发明工作过程中，大量废气直接吹向隔热罩3，仅采用之前的活塞式密封环结构，无法将废气全部封住，并且密封环工作在高温高压的的恶劣环境下，会加速密封环的失效，致使增压器漏气量增大，并且很可能导致增压器的提前失效，给增压器可靠性造成重大隐患。
本发明采用的密封结构，可以实现对气体的有效密封，减小气体泄漏量，增加气体的做功能力，提高增压器的整机性能；并且有效的防止气体窜入轴承体腔室内，提高增压器的可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，其特征在于：包括涡轮箱(1)和其内安装的双面涡轮(2)，所述双面涡轮(2)由背靠背两个涡轮组成，分别为第一涡轮(21)和第二涡轮(22)；所述涡轮箱(1)上设有进气流道和出气流道，所述第一涡轮(21)和第二涡轮(22)的输出端分别设有用于排气的第一涡轮排气通道(5)和第二涡轮排气通道(4)，所述第一涡轮排气通道(5)和第二涡轮排气通道(4)在末端连通；
所述双面涡轮的第一涡轮(21)和第二涡轮(22)背靠背同轴连接于转轴(13)，所述转轴(13)一端通过轴承体(6)固定在涡轮箱(1)一端，所述轴承体(6)和双面涡轮(2)之间布置隔热罩(3)，所述隔热罩(3)扣在轴承体(6)涡轮端，且中心孔与转轴(13)同轴，所述隔热罩(3)中心孔的孔径小于所述双面涡轮(2)的轮毂直径；所述隔热罩(3)依靠所述涡轮箱(1)和所述轴承体(6)通过螺钉进行紧固。
2.根据权利要求1所述的具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，其特征在于：所述隔热罩(3)在与轮毂接触的位置设有隔热罩底部凸台(8)，所述隔热罩底部凸台(8)嵌入所述轮毂对应位置上的涡轮凹槽(7)内；所述轴承体(6)和转轴(13)之间通过密封环(9)密封。
3.根据权利要求1所述的具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，其特征在于：所述隔热罩(3)在与涡轮箱(1)接触的一面上设有隔热罩止口凸台(12)，所述涡轮箱(1)与隔热罩(3)接触的面上设有涡轮箱凸台(10)和涡轮箱止口凹槽(11)。
4.根据权利要求2所述的具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，其特征在于：所述涡轮箱(1)和隔热罩(3)之间通过多个密封环进行接触式密封；所述涡轮凹槽(7)和所述隔热罩底部凸台(8)构成结构式迷宫密封结构，并与所述密封环(9)共同作用形成轴承体(6)、转轴(13)和隔热罩(3)接触处的密封。
5.根据权利要求3所述的具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，其特征在于：所述涡轮箱凸台(10)、所述涡轮箱止口凹槽(11)、隔热罩止口凸台(12)共同形成隔热罩(3)与涡轮箱(1)内侧端部处的结构式迷宫密封；或者在此位置设置密封环进行接触式密封。
6.根据权利要求1所述的具有双面涡轮的组合密封结构的增压器，其特征在于：所述涡轮箱(1)的进气流道中间延伸出一隔板，将进气流道分隔为分别对应第一涡轮(21)和第二涡轮(22)的第一涡轮进气道(23)和第二涡轮进气道(24)，所述涡轮箱(1)对应第一涡轮(21)的轴向方向设置所述第一涡轮排气通道(5)，所述第一涡轮进气道(23)和第一涡轮排气通道(5)组成第一涡轮进出气通道；所述第二涡轮进气道(24)与-第二涡轮排气通道(4)组成第二涡轮进出气通道。
CN201610628133.2A 2016-07-29 2016-07-29 一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器 Active CN106150557B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610628133.2A CN106150557B (zh) 2016-07-29 2016-07-29 一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610628133.2A CN106150557B (zh) 2016-07-29 2016-07-29 一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106150557A true CN106150557A (zh) 2016-11-23
CN106150557B CN106150557B (zh) 2017-09-12

Family

ID=57328110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610628133.2A Active CN106150557B (zh) 2016-07-29 2016-07-29 一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106150557B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108590778A (zh) * 2018-01-15 2018-09-28 重庆江增船舶重工有限公司 一种轴流式有机工质透平膨胀机
CN112554971A (zh) * 2020-12-28 2021-03-26 天津北方天力增压技术有限公司 一种具有通道截面两段式特征的涡轮增压器涡轮箱
US11060416B2 (en) 2019-01-31 2021-07-13 Transportation Ip Holdings, Llc Systems for a turbocharger
EP4159988A1 (en) * 2021-10-01 2023-04-05 Hamilton Sundstrand Corporation Ambient air environmental control system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06246749A (ja) * 1993-02-24 1994-09-06 Nitto Denko Corp 金型成形部回り清浄シート
CN203296936U (zh) * 2013-06-14 2013-11-20 刘峰 机械惯性进气双面涡轮增压器
US20150292345A1 (en) * 2012-11-21 2015-10-15 Volvo Truck Corporation Power turbine unit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06246749A (ja) * 1993-02-24 1994-09-06 Nitto Denko Corp 金型成形部回り清浄シート
US20150292345A1 (en) * 2012-11-21 2015-10-15 Volvo Truck Corporation Power turbine unit
CN203296936U (zh) * 2013-06-14 2013-11-20 刘峰 机械惯性进气双面涡轮增压器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108590778A (zh) * 2018-01-15 2018-09-28 重庆江增船舶重工有限公司 一种轴流式有机工质透平膨胀机
US11060416B2 (en) 2019-01-31 2021-07-13 Transportation Ip Holdings, Llc Systems for a turbocharger
US11591931B2 (en) 2019-01-31 2023-02-28 Transportation Ip Holdings, Llc Systems for a turbocharger
CN112554971A (zh) * 2020-12-28 2021-03-26 天津北方天力增压技术有限公司 一种具有通道截面两段式特征的涡轮增压器涡轮箱
EP4159988A1 (en) * 2021-10-01 2023-04-05 Hamilton Sundstrand Corporation Ambient air environmental control system
US11994088B2 (en) 2021-10-01 2024-05-28 Hamilton Sundstrand Corporation Ambient air environmental control system

Also Published As

Publication number Publication date
CN106150557B (zh) 2017-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106150557B (zh) 一种具有双面涡轮的组合密封结构的增压器
CN105863847B (zh) 一种轴承腔轴心通风结构及具有该结构的燃气涡轮发动机
CN205422846U (zh) 涡轮增压器和内燃发动机
CN107780993A (zh) 发动机的曲轴箱呼吸系统
CN108590872B (zh) 气缸盖的气门座圈底孔及气缸盖
CN106321168A (zh) 一种带有单向导气通道的涡轮增压器轴承体结构
CN205532781U (zh) 一种可调曲轴箱压力的通风系统
CN106050332A (zh) 涡轮增压器轴承组件
CN201412222Y (zh) 对置活塞滑动缸配气发动机
CN107246324A (zh) 一种微型涡喷发动机垂直借气高压冷却润滑轴承结构
CN104594961B (zh) 一种涡轮增压器的压气机端密封结构
CN105604615A (zh) 排气涡轮增压器
CN205172651U (zh) 一种低温防爆型涡轮增压器
CN106246590A (zh) 一种涡轮增压器压气机端密封布置结构
US9708970B2 (en) Housing for turbocharger
CN109404060A (zh) 可变几何混流涡轮增压器密封结构
CN203685664U (zh) 涡轮增压器压气机组合密封结构
CN101603464A (zh) 悬浮活塞发动机
CN209129685U (zh) 可变几何混流涡轮增压器密封结构
CN207485503U (zh) 发动机的曲轴箱呼吸系统
CN107567536B (zh) 涡轮机轴承的封闭套筒和配备有所述套筒的涡轮机
CN106640443A (zh) 可导流曲轴箱通风气体的进气歧管
CN101560915A (zh) 对置活塞滑动缸配气发动机
CN206636653U (zh) 一种微型涡喷发动机垂直借气高压冷却润滑轴承结构
CN101566097A (zh) 悬浮活塞发动机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant