CN109404060A - 可变几何混流涡轮增压器密封结构 - Google Patents

可变几何混流涡轮增压器密封结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可变几何混流涡轮增压器密封结构，包括轴承壳、喷嘴叶片轴、扩压器和隔热墙，隔热墙固定在轴承壳的小端，喷嘴叶片轴安装在轴承壳小端的轴安装孔上且一端穿过隔热墙；在轴承壳的大端和小端分别加工有U型环槽，在轴承壳的大端的U型环槽内安装有单向阀体；在轴承壳上加工有用于连通单向阀体与轴承壳小端的U型环槽的气体通道；扩压器安装在轴承壳的大端，并与轴承壳大端的U型环槽形成大端环腔，轴承壳的小端与隔热墙形成小端环腔，在扩压器上开设有位置正对大端环腔的气孔，压缩气体经过气孔进入大端环腔，并利用压力差打开单向阀体经过气体通道进入小端环腔。利用上述本发明能够有效降低可变几何涡轮增压器的废气泄漏。

Description

可变几何混流涡轮增压器密封结构
技术领域
本发明属于内燃机涡轮增压器技术领域，更为具体地，涉及一种可变几何混流涡轮增压器密封结构。
背景技术
废气涡轮增压器是柴油机实现高功率密度、低油耗、低排放的关键核心部套件之一。为了适应发动机不同工况对增压器的不同需求，优化柴油机低工况性能，提高柴油机燃油经济性，可变几何涡轮增压器的应用是增压器技术发展的一种趋势。但是随着柴油机工况的变化，喷嘴叶片轴与轴承壳之间存在间隙，在可变几何涡轮增压器运行过程中，由于间隙位置容易造成燃气泄漏，导致柴油机舱室被污染，并且，长时间运行间隙位置积碳，影响喷嘴叶片轴的可靠运行。
因此，为降低可变几何混流涡轮增压器的废气泄漏，保证可变几何涡轮增压器的可靠运行，设计一种高效的可变几何涡轮增压器密封结构是解决上述问题的关键所在。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种可变几何混流涡轮增压器密封结构，以解决喷嘴叶片轴与轴承壳之间密封性不好的问题。
本发明提供的可变几何混流涡轮增压器密封结构，包括轴承壳、喷嘴叶片轴、扩压器和隔热墙，隔热墙固定在轴承壳的小端，在隔热墙上开设有让位孔，在轴承壳的小端开设有轴安装孔，喷嘴叶片轴安装在轴安装孔上且一端穿过让位孔，喷嘴叶片轴与轴安装孔为间隙配合；在轴承壳的大端和小端分别加工有U型环槽，在轴承壳的大端的U型环槽的对称位置加工有两个阀安装孔，在两个阀安装孔内分别安装有单向阀体，并以卡环固定；在轴承壳上加工有用于连通阀安装孔与轴承壳小端的U型环槽的气体通道，在气体通道的工艺孔内安装有用于密封气体通道的密封螺塞；扩压器安装在轴承壳大端的端面，并与轴承壳大端的U型环槽形成大端环腔，轴承壳的小端与隔热墙形成小端环腔，在扩压器上开设有位置正对大端环腔的气孔，压气机端的压缩气体经过气孔进入大端环腔内，并利用压力差打开单向阀体经过气体通道进入小端环腔内。
另外，优选的结构是，在喷嘴叶片轴的活塞环槽内安装有两件带搭扣的活塞环，搭扣错开180°，同时，活塞环的外圆周面与让位孔的内壁面接触，形成密封结构。
再者，优选的结构是，气孔的通流面积大于气体通道的面积。
与现有技术相比，本发明提供的可变几何混流涡轮增压器密封结构在可变几何涡轮增压器工作时，压气机端的压缩气体进入轴承壳小端环腔内，阻止涡端废气进入，从而有效地减低增压器的废气泄漏；该密封结构也可以减小喷嘴叶片轴与轴承壳安装孔位置处的积碳，降低喷嘴叶片轴卡死的几率，同时，压缩气体可以对喷嘴叶片轴起到冷却作用，从而提高可变几何涡轮增压器运行的可靠性；该密封结构利用增压器的轴承壳的气体通道，无需外部管道，结构设计巧妙、安装便捷。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的可变几何混流涡轮增压器密封结构的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的可变几何混流涡轮增压器轴承壳的结构示意图；
图3为图1中A处的局部放大图；
图4为图1中B处的局部放大图。
其中的附图标记包括：压气机壳1、轴承壳2、大端21、小端22、燃气进气壳3、扩压器4、单向阀体5、密封螺塞6、喷嘴叶片轴7、活塞环8、隔热墙9、气体通道10。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
如图1-图4所示，本发明实施例的可变几何混流涡轮增压器密封结构，包括：轴承壳2、扩压器4、喷嘴叶片轴7和隔热墙9，轴承壳2位于压气机壳1与燃气进气壳3之间，轴承壳2包括大端21和小端22，大端21靠近压气机壳1，小端22靠近燃气进气壳3，扩压器4固定在大端21的端面，隔热墙9固定在小端22，在隔热墙9上开设有让位孔，在小端22开设有轴安装孔，喷嘴叶片轴7安装在轴安装孔上且一端穿过隔热墙9的让位孔，喷嘴叶片轴7与轴安装孔间隙配合，喷嘴叶片轴7以轴安装孔为中心进行自转，在喷嘴叶片轴7自转的过程中始终不与让位孔的内壁接触。
在大端21和小端22分别加工有U型环槽，在大端21的U型环槽的对称位置加工有两个阀安装孔，在两个阀安装孔内分别安装有单向阀体5，单向阀体5通过卡环固定在阀安装孔内；在轴承壳2上加工有气体通道10，气体通道10用于连通阀安装孔与小端22的U型环槽，在气体通道10的工艺孔内安装有用于密封气体通道10的密封螺塞6，通过密封螺塞6封闭气体通道10。
为了从扩压器4引气，在扩压器4上开设有气孔，气孔的通流面积大于气体通道10的面积，扩压器4与大端21的U型环槽形成大端环腔，小端22与隔热墙9形成小端环腔，气孔的位置正对大端环腔，压气机端的压缩气体经过气孔进入大端环腔内，并利用压力差打开单向阀体5经过气体通道10进入小端环腔内。在小端环腔内充满压缩气体时，小端环腔内的压力高于涡端气体通道内的废气压力，因此，小端环腔内的压缩气体能够阻止废气由喷嘴叶片轴7与隔热墙9让位孔形成的密封结构进入涡端环腔，有效地降低涡端废气的泄漏量，避免大量废气泄漏。
为了更好的阻止废气泄露，在喷嘴叶片轴7的活塞环槽内安装有两件带搭扣的活塞环8，两个搭扣错开180°，同时，活塞环8的外圆周面与让位孔的内壁面接触形成配合，使喷嘴叶片轴7与隔热墙9的让位孔形成密封结构，阻止涡轮端废气从喷嘴叶片轴7与轴承壳2的轴安装孔之间的间隙泄漏，该密封结构还可以减小喷嘴叶片轴7与轴安装孔位置处的积碳，降低喷嘴叶片轴7卡死的几率。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种可变几何混流涡轮增压器密封结构，其特征在于，包括轴承壳、喷嘴叶片轴、扩压器和隔热墙，其中，所述隔热墙固定在所述轴承壳的小端，在所述隔热墙上开设有让位孔，在所述轴承壳的小端开设有轴安装孔，所述喷嘴叶片轴安装在所述轴安装孔上且一端穿过所述让位孔，所述喷嘴叶片轴与所述轴安装孔为间隙配合；
在所述轴承壳的大端和小端分别加工有U型环槽，在所述轴承壳的大端的U型环槽的对称位置加工有两个阀安装孔，在两个阀安装孔内分别安装有单向阀体，并以卡环固定；在所述轴承壳上加工有用于连通所述阀安装孔与所述轴承壳小端的U型环槽的气体通道，在所述气体通道的工艺孔内安装有用于密封所述气体通道的密封螺塞；
所述扩压器安装在所述轴承壳大端的端面，并与所述轴承壳大端的U型环槽形成大端环腔，所述轴承壳的小端与所述隔热墙形成小端环腔，在所述扩压器上开设有位置正对所述大端环腔的气孔，压气机端的压缩气体经过所述气孔进入所述大端环腔内，并利用压力差打开所述单向阀体经过所述气体通道进入所述小端环腔内。
2.根据权利要求1所述的可变几何混流涡轮增压器密封结构，其特征在于，在所述喷嘴叶片轴的活塞环槽内安装有两件带搭扣的活塞环，所述搭扣错开180°，同时，所述活塞环的外圆周面与所述让位孔的内壁面接触，形成密封结构。
3.根据权利要求1所述的可变几何混流涡轮增压器密封结构，其特征在于，所述气孔的通流面积大于所述气体通道的面积。
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