CN200949485Y - 机车柴油机用涡轮增压器结构的改进 - Google Patents

Abstract

一种机车柴油机用涡轮增压器结构的改进，其增压器转子系统包括压气机叶轮(11)、涡轮(12)、主轴(1)、支承装置、润滑装置及密封装置，壳体包括涡轮进气壳(8)和出气壳(7)、蜗壳，该增压器在主轴(1)上的转子油封(13)采用周向开四道细牙螺纹密封，并且两端面螺纹收尾缩短；涡轮端油封(14)采用多段、间隔式螺纹密封，涡轮端轴承座(15)在涡轮端径向轴承(16)与油封(14)之间增设一道泄油糟；在压气机端的轴系结构顺序为辅助推力轴承(6)、压气机端径向轴承(3)、推力轴承(5)、止推体(2)、主轴(1)轴肩；在壳体上，喷嘴环镶套(9)压装于出气壳(7)与涡轮进气壳(8)之间，无螺栓装配。本实用新型能解决增压器的漏油固死，联接螺栓断裂、脱落等的惯性质量，适于实用。

Description

机车柴油机用涡轮增压器结构的改进

[技术领域]本实用新型的发明涉及一种机车柴油机用涡轮增压器结构的改进，属于柴油机涡轮增压器技术领域。

[背景技术]在已有技术中，绝大多数机车柴油机使用ZN310型涡轮增压器，该型增压器虽具有高效率、高压比的优点，但在运用中，特别是在部份负荷及低速运转工况下，经常发生漏油固死；喷咀环镶套与涡轮进气壳间联接螺栓断裂、脱落损坏涡轮动叶片等严重的惯性质量问题。从该机型结构分析，除了其转子系统中的油封结构存在缺陷外，如附图1所示，在压气机端的止推体(2)小端圆筒部份插入压气机端径向轴承(3)内孔，压气机端径向轴承(3)装于压气机端轴承座(4)上，这样在固定主轴(1)的零部件时，止推体(2)小端圆筒部份的挤压变形对压气机端径向轴承(3)的润滑状态造成破坏；同时在壳体中，喷咀环镶套(9)与涡轮进气壳(8)间是通过联接螺栓(10)连接(如附图2所示)，工作中高温、振动及涡轮进气壳(8)裂损，都直接影响联接螺栓(10)的正常工作。为此改进机车柴油机用涡轮增压器结构，以保证铁路机车运用可靠，是一个紧迫的课题。

[发明内容]本实用新型发明的目的在于：为机车柴油机提供一种适于实用、安全可靠的涡轮增压器，它既具有完善的油封结构，又能最大限度地解决漏油固死，联接螺栓断裂、脱落损坏涡轮动叶片等的惯性质量问题。

本实用新型发明的机车柴油机用涡轮增压器结构的改进，其涡轮增压器的转子系统包括压气机叶轮、涡轮、主轴、支承装置、润滑装置及密封装置，壳体包括涡轮进气壳和出气壳、蜗壳。在主轴上的转子油封采用周向开四道细牙螺纹密封，并且两端面螺纹收尾缩短；该增压器在主轴上的涡轮端油封采用多段、间隔式螺纹密封，涡轮端轴承座在涡轮端径向轴承与油封之间增设一道泄油糟；在压气机端的轴系结构顺序为辅助推力轴承、压气机端径向轴承、推力轴承、止推体、主轴轴肩；在壳体上，喷嘴环镶套压装于出气壳与涡轮进气壳之间，为无螺栓装配。

在结构的改进中，主轴上的止推体其大端紧靠推力轴承，与主轴轴肩台阶配合，其小端圆筒内径部份与主轴直径过盈配合，固定于主轴上。在增压器壳体上，喷嘴环镶套与出气壳、涡轮进气壳之间无螺栓联接，喷嘴环镶套通过出气壳与涡轮进气壳间的联接螺栓压紧定位。

已有技术中，ZN310型涡轮增压器的油封结构为周向开三道粗牙螺纹，而在本实用新型发明的机车柴油机用涡轮增压器结构的改进中，其油封结构采用周向开四道细牙螺纹密封，并且两端面螺纹线收尾缩短。一方面因为粗牙螺纹密封效果不如细牙螺纹，且收尾太长不利油路密封，特别在部份负荷及低转速运转工况时，密封效果更差。同时己有技术中，在涡轮端油封只有一道连续的螺纹油封，改进后涡轮端油封采用多段、间隔式螺纹密封，实现润滑油密封中间隔断、多次密封，涡轮端轴承座在涡轮端径向轴承与油封之间增设一道泄油糟，使涡轮端泄油通畅。这些油封结构的改进，有效地保证了工作过程中，增压器润滑油的密封和泄油油路的畅通，从而最大限度地解决了增压器工作中，特别在部份负荷及低速运转工况下，漏油固死的惯性质量问题。

在本实用新型发明的机车柴油机用涡轮增压器结构的改进中，该涡轮增压器压气机端的轴系结构顺序为辅助推力轴承、压气机端径向轴承、推力轴承、止推体、主轴轴肩。其中止推体的安装方向，与已有技术原结构方向相反。本发明主轴上的止推体其大端紧靠推力轴承，与主轴轴肩台阶配合，其小端圆筒内径部份与主轴直径过盈配合，固定于主轴上。这种结构的止推体小端圆筒部份，不再与压气机端径向轴承内孔有配合关系，辅助推力轴承由己有技术中位于止推体大端后部，而改到压气机叶轮和压气机径向轴承间，从而避免了因固定主轴上的零部件，造成止推体圆筒部份的挤压变形对压气机径向轴承润滑状态造成的损坏，提高了增压器的可靠性。另外这种止推体结构的改进，可以使压气机径向轴承采用内径较小的径向轴承，有利于涡轮增压器工作转速范围的拓宽。

在本实用新型发明的机车柴油机用涡轮增器结构的改进中，该涡轮增压器喷嘴环镶套压装于出气壳与涡轮进气壳之间，无螺栓装配，喷嘴环镶套通过出气壳与涡轮进气壳间的联接螺栓压紧。与进气壳的连接方式采用无螺栓装配型式，通过出气壳与涡轮进气壳的联接螺栓压紧定位，从而固定喷嘴环镶套，避免了原结构中，涡轮进气壳与喷嘴环镶套间的联接螺栓，因涡轮进气壳裂损或高温、振动原因，造成脱落而损坏涡轮动叶片，提高了转子的运用可靠性。

本实用新型发明的“机车柴油机用涡轮增压器结构的改进”经计算、分析和验证，其积极的技术效果是，完善的油封结构，能最大限度地解决增压器润滑油泄漏、固死的惯性问题；而喷嘴环镶套压装于出气壳与涡轮进气壳之间，无螺栓装配，彻底消除了联接螺栓断裂、脱落损坏涡轮动叶片的事故，为机车柴油机提供了一种适于实用、安全可靠的涡轮增压器。

[附图说明]

图1.己有技术的止推体结构示意图

图2.己有技术的喷嘴环镶套、出气壳与涡轮进气壳结构示意图

图3.“机车柴油机用涡轮增压器结构的改进”增压器结构示意图

图4.本实用新型止推体结构示意图

图5.本实用新型喷嘴环镶套、出气壳与涡轮进气壳结构示意图

附图中：(1)主轴；(2)止推体；(3)压气机端径向轴承；(4)压气机端轴承座；(5)推力轴承；(6)辅助推力轴承；(7)出气壳；(8)涡轮进气壳；(9)喷嘴环镶套；(10)联接螺栓；(11)压气机叶轮；(12)涡轮；(13)转子油封；(14)涡轮端油封；(15)涡轮端轴承座；(16)涡轮端径向轴承。

[具体实施方式]本实用新型发明的“机车柴油机用涡轮增压器结构的改进”，其实施例如附图3.4.5.所示。该涡轮增压器的转子系统包括压气机叶轮(11)、涡轮(12)、主轴(1)、支承装置、润滑装置及密封装置。壳体包括涡轮进气壳(8)和出气壳(7)、蜗壳。

本实用新型的发明，为防止润滑油泄漏和漏油固死事故的发生，在主轴(1)上的转子油封(13)采用周向开四道细牙螺纹密封，并且两端面螺纹收尾缩短；在主轴(1)上的涡轮端油封(14)采用多段、间隔式螺纹密封，涡轮端轴承座(15)在涡轮端径向轴承(16)与油封(14)之间增设一道泄油糟。

在压气机端的轴系结构顺序为辅助推力轴承(6)、压气机端径向轴承(3)、推力轴承(5)、止推体(2)、主轴(1)轴肩。在结构的改进中，主轴(1)上的止推体(2)其大端紧靠推力轴承(5)与主轴(1)的轴肩台阶配合，其小端圆筒内径部份与主轴(1)直径过盈配合固定于主轴(1)上。这些结构的改进，提高了增压器的可靠性和拓宽了涡轮增压器工作转速范围，适于实用。

在增压器壳体上喷嘴环镶套(9)压装于出气壳(7)、涡轮进气壳(8)之间，无螺栓联接，喷嘴环镶套(9)通过出气壳(7)与涡轮进气壳(8)间的联接螺栓(10)压紧定位，从而不再发生联接螺栓(10)因涡轮进气壳裂损或高温、振动原因造成脱落而损坏涡轮动叶片，提高了转子的可靠性。

Claims (3)

1、一种机车柴油机用涡轮增压器结构的改进，其涡轮增压器的转子系统包括压气机叶轮(11)、涡轮(12)、主轴(1)、支承装置、润滑装置及密封装置，壳体包括涡轮进气壳(8)和出气壳(7)、蜗壳，其特征在于：

在主轴(1)上的转子油封(13)采用周向开四道细牙螺纹密封，并且两端面螺纹收尾缩短；

在主轴(1)上的涡轮端油封(14)采用多段、间隔式螺纹密封，涡轮端轴承座(15)在涡轮端径向轴承(16)与油封(14)之间增设一道泄油糟；

在压气机端的轴系结构顺序为辅助推力轴承(6)、压气机端径向轴承(3)、推力轴承(5)、止推体(2)、主轴(1)轴肩；

在壳体上，喷嘴环镶套(9)压装于出气壳(7)与涡轮进气壳(8)之间，无螺栓装配。

2、根据权利要求1所述的机车柴油机用涡轮增压器结构的改进，其特征在于：主轴(1)上的止推体(2)其大端紧靠推力轴承(5)与主轴(1)轴肩台阶配合，其小端圆筒内径部份与主轴(1)直径过盈配合，固定于主轴(1)上。

3、根据权利要求1所述的机车柴油机用涡轮增压器结构的改进，其特征在于：在壳体上喷嘴环镶套(9)与出气壳(7)、涡轮进气壳(8)之间无螺栓联接，喷嘴环镶套通过出气壳(7)与涡轮进气壳(8)间的联接螺栓(10)压紧定位。

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