CN206246155U - 用于涡轮增压器的密封设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于涡轮增压器的密封设备，其能够以活塞环保持与轴接触的方式防止活塞环的异常磨损，密封设备包括：与涡轮机叶轮一起旋转的轴，其具有在轴的外周面的一部分上形成的环形凹槽；围绕环形凹槽和轴的一部分的涡轮机壳体；设置在环形凹槽中的活塞环；以及移动限制装置，其用于限制活塞环从环形凹槽的第一内表面向涡轮机叶轮移动，环形凹槽的第一内表面最靠近压缩机。

Description

用于涡轮增压器的密封设备

技术领域

本实用新型涉及用于涡轮增压器的密封设备。更具体地，本实用新型涉及一种用于涡轮增压器的密封设备，其通过保持活塞环与轴接触，防止活塞环的异常磨损。

背景技术

通常，在涡轮增压器中，活塞环被设置在涡轮机壳体和涡轮机叶轮轴之间。在这种情况下，当涡轮增压器被驱动时，设置于涡轮机壳体和涡轮机叶轮轴之间形成的环形凹槽中的活塞环通过涡轮机叶轮轴旋转的离心力以及由压缩机的增压压力和涡轮机的背压之间的差值产生的轴向力来密封涡轮机壳体。

当涡轮机的背压在驱动时高于压缩机的增压压力时，朝向压缩机施加涡轮机叶轮轴的轴向力。在这种情况下，如果涡轮机叶轮的背面压力低于涡轮机壳体的内部压力，则油可经由在活塞环的左侧和右侧与涡轮机叶轮轴的环形凹槽之间产生的间隙，以及在活塞环的内表面与涡轮机叶轮轴的环形凹槽之间产生的间隙，在从涡轮机壳体的内侧朝向涡轮机叶轮的背面的方向上泄漏。

同时，当由于车辆的驾驶条件的快速变化(例如，对车辆的排气制动操作，以及人为增加用于后处理再生的背压)，涡轮机叶轮的背面压力迅速增加时，活塞环朝向压缩机移动。因此，通过阻断油朝向涡轮机叶轮移动的活塞环防止油泄漏。

然而，当车辆的行驶条件快速变化时，通过活塞环和涡轮机壳体之间的摩擦，活塞环的侧表面的磨损发生。因此，活塞环的磨损量随着发动机里程而增加，并且过量的油朝向涡轮机叶轮移动。因此，存在的问题是设置在涡轮增压器后端的后处理设备被污染，或者后处理设备中发生劣化和损坏。

前述内容仅仅旨在帮助理解本实用新型的背景，并且不旨在表示本实用新型落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。

实用新型内容

因此，本实用新型正是考虑到现有技术中出现的上述问题而做出，并且本实用新型旨在提出一种用于涡轮增压器的密封设备，其使活塞环保持与轴接触，防止活塞环的异常磨损。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供一种用于涡轮增压器的密封设备，密封设备包括：轴，其与涡轮机叶轮一起旋转，具有在轴的外周面的一部分上形成的环形凹槽；涡轮机壳体，其围绕环形凹槽和轴的一部分；活塞环，其被设置在环形凹槽中；以及移动限制装置，其用于限制活塞环从环形凹槽的第一内表面向涡轮机叶轮移动，环形凹槽的第一内表面最靠近压缩机。

移动限制装置可被配置成使得环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部通过磁力相互吸引，活塞环的第一端部与环形凹槽的第一内表面接触。

移动限制装置可被配置成使得环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部被磁化，以具有各自相反的磁极。

移动限制装置被配置成使得活塞环的外周面向下倾斜，以减小在从压缩机向涡轮机叶轮的方向上活塞环的外径；并且使得在涡轮机壳体的内表面形成支撑凹槽，涡轮机壳体的内表面面向活塞环，由此，支撑凹槽容纳并支撑朝着涡轮机叶轮向下倾斜的活塞环的一部分。

第一倾斜面在活塞环的外周面上形成；并且以与第一倾斜面的形状对应的形状形成的第二倾斜面在面向第一倾斜面的支撑凹槽的内表面上形成。

油路在环形凹槽的第一内表面和与环形凹槽的第一内表面接触的活塞环的第一端部中的至少一个上形成。

油路包括：油道，其在环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部中的至少一个上径向地形成。

当油道在环形凹槽的第一内表面上形成时，阻止油道延伸到环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部之间的接触部的外面；并且当油道在活塞环的第一端部上形成时，阻止油道延伸到活塞环的内周面。

油路还包括：油室，其在环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部中的至少一个上形成，以使该油道和相邻的油道相互连接。

如上所述，不论车辆的行驶条件如何，活塞环都可保持与最接近压缩机的环形凹槽的第一内表面接触，并且限制活塞环沿着轴的轴向方向朝向涡轮机叶轮移动。因此，由于防止由活塞环的快速移动引起的活塞环的磨损，因此可防止后处理设备的劣化和损坏。

此外，油路在环形凹槽的第一内表面或活塞环的第一端部上形成，可以防止环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部之间的接触部的燃烧。

附图说明

从结合附图的以下详细描述，本实用新型的以上和其它目标、特征和优点将更显而易见。

图1是示出根据本实用新型的第一实施例的用于涡轮增压器的密封设备的结构的视图；

图2是示出根据本实用新型的第二实施例的用于涡轮增压器的密封设备的结构的视图；

图3是示出根据本实用新型的油路的结构的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本实用新型的示例性实施例。在整个附图中，相同的附图标号将表示相同或相似的部件。

根据本实用新型的用于涡轮增压器的密封设备通常可包括：轴10；涡轮机壳体20；活塞环30；以及移动限制装置。

参考图1和图2，涡轮机叶轮T被设置在轴10的第一端部，因此轴10与涡轮机叶轮T一起旋转。此外，环形凹槽11可在轴10的外周面的一部分上形成，因此活塞环30被周向地设置在环形凹槽中。

涡轮机壳体20可形成为围绕环形凹槽11、和轴10的一部分，并且活塞环的外周面可与涡轮机壳体20的内周面接触。

此外，活塞环30的一部分可设置在环形凹槽11中。在这种情况下，由于环形凹槽11的轴向长度比活塞环30的轴向长度更长，所以在活塞环30和环形凹槽11之间可形成预定的间隙。

特别地，根据本实用新型的移动限制装置可被配置成限制活塞环30从环形凹槽11的第一内表面11a朝向涡轮机叶轮T移动，使得环形凹槽11的第一内表面11a最靠近压缩机C。

例如，在剖视图中观察时以近似四边形形成的环形凹槽11的内表面中，活塞环30可保持与最靠近压缩机C的环形凹槽的第一内表面接触。

因此，即使在驱动时涡轮机的背压(back pressure)快速上升或下降时，活塞环30也保持与环形凹槽11的第一内表面11a接触。此外，当车辆的行驶条件快速变化时，限制活塞环30沿着轴10的轴向方向朝向涡轮机叶轮T移动。

图1是示出根据本实用新型的第一实施例的移动限制装置的结构的视图。移动限制装置可被配置成使得最靠近压缩机C的环形凹槽11的第一内表面11a与活塞环30的第一端部通过磁力彼此吸引，使得活塞环30的第一端部与环形凹槽11的第一内表面11a接触。

也就是说，活塞环30可保持与环形凹槽11的第一内表面11a接触，因为环形凹槽11的第一内表面11a和活塞环30的第一端都具有各自的磁力，或者环形凹槽11的第一内表面11a和活塞环30的第一端部中的至少一个具有磁力，而另一个包括磁性物质。

此外，移动限制装置可被配置成使得最靠近压缩机C的环形凹槽11的第一内表面11a和与环形凹槽11的第一内表面11a接触的活塞环30的第一端部被磁化，以具有各自相反的磁极。

例如，当环形凹槽11的第一内表面11a具有正极时，活塞环30的第一端部具有负极。因此，活塞环30可保持与环形凹槽11的第一内表面11a接触。

同时，图2是示出根据本实用新型的第二实施例的移动限制装置的结构的视图。移动限制装置可被配置成使得活塞环30的外周面向下倾斜，以在从压缩机C朝向涡轮机叶轮T的方向上减小活塞环30的外径，并且使得支撑凹槽21在面向活塞环30的涡轮机壳体20的内表面中形成，因此支撑凹槽容纳并支撑朝向涡轮机叶轮向下倾斜活塞环30的外周面的部分。

优选地，第一倾斜面32可在活塞环30的外周面上形成；并且以与第一倾斜面32的形状对应的形状形成的第二倾斜面22在面向第一倾斜面32的支撑凹槽21的内表面上形成。

换句话说，与根据现有技术的活塞环的矩形或正方形截面形状不同，活塞环的第一表面，即，活塞环的外周面向下倾斜，活塞环30的截面形状形成为梯形形状。因此，第一倾斜面32和第二倾斜面22彼此接合，并且活塞环30在结构上被限制沿着轴10的轴向方向朝向涡轮机叶轮T移动。

因此，由于活塞环30保持与环形凹槽11的第一内表面11a接触，所以即使当车辆的行驶条件快速变化时，活塞环30也被限制沿着轴10的轴向方向朝向涡轮机车轮T移动。

同时，参考根据本实用新型的图3，油路可在最靠近压缩机C的环形凹槽11的第一内表面11a或与环形凹槽的第一内表面接触的活塞环30的第一端部31a上形成。

也就是说，由于活塞环30被限制沿着轴10的轴向方向朝向涡轮机叶轮T移动，因此活塞环30保持与环形凹槽11的第一内表面11a接触，形成用于供应油的油路，以便防止环形凹槽11的第一内表面11a和活塞环30之间的接触部的燃烧。

例如，油路可包括在最靠近压缩机C的环形凹槽11的第一内表面11a和与环形凹槽的第一内表面接触的活塞环30的第一端部31a中的至少一个上径向形成的油道13或33。

换句话说，通过使油道13或33在环形凹槽11的第一内表面11a和活塞环30的第一端部31a中的至少一个上径向地形成，经由油道13或33向其间的接触部供应油，可以防止由于环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部之间的油膜不足而发生的接触部的燃烧。

在这种情况下，当油道在环形凹槽11的第一内表面11a上形成时，油道被阻止延伸到环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部之间的接触部的外面。

也就是说，在环形凹槽11的第一内表面11a上形成的油道13的第一端部从轴10的外周面开始形成，并且防止油道13的第二端部延伸到环形凹槽的第一内表面和活塞环的第一端部之间的接触部的外面。因此，引入到油道13中的油可被阻止泄漏到环形凹槽11中。

此外，当油道在活塞环30的第一端部31a上形成时，油道33被阻止延伸到活塞环30的内周面。

换句话说，在活塞环30上形成的油道33的第一端部从活塞环30的外周表面开始形成，并且油道33的第二端部被阻止延伸到活塞环30的内周表面。因此，引入到油道33中的油可被阻止泄漏到环形凹槽11中。

此外，油路可还包括在最靠近压缩机C的环形凹槽11的第一内表面11a和与环形凹槽的第一内表面接触的活塞环30的第一端部31a中的至少一个上形成的油室14或34，以便将油道13或33和相邻的油道彼此连接。

例如，油室14或34可在环形凹槽的第一内表面或活塞环的第一端部上以圆形形状周向地形成。此外，油室14或34可连接到油道13或33的第二端部。

也就是说，经由油道13或33引入的油可被引入油室14或34中，并且油可被引入到另一个相邻的油道13或33中。因此，由于油可均匀地分散在整个接触部上，所以其更有效地防止接触部的燃烧。

如上所述，在本实用新型中，不论车辆的驱动条件如何，活塞环30都保持与最靠近压缩机C的环形凹槽11的第一内表面11a接触，并且活塞环30被限制沿着轴10的轴向方向朝向涡轮机叶轮T移动。因此，由于防止了由活塞环30的快速移动引起的活塞环30的磨损，可防止后处理设备的劣化和损坏发生。

此外，在本实用新型中，油路在环形凹槽11的第一内表面11a或活塞环30的第一端部31a上形成，由此防止环形凹槽11的第一内表面11a和活塞环30的第一端部31a之间的接触部的燃烧。

尽管已经为了说明的目的描述了本实用新型的优选实施例，但是本领域技术人员将理解，在不偏离如随附权利要求中公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。

Claims (9)

1.一种用于涡轮增压器的密封设备，所述密封设备包括：

轴，其与涡轮机叶轮一起旋转，具有在所述轴的外周面的一部分上形成的环形凹槽；

涡轮机壳体，其围绕所述环形凹槽和所述轴的一部分；

活塞环，其被设置在所述环形凹槽中；以及

移动限制装置，其用于限制所述活塞环从所述环形凹槽的第一内表面向所述涡轮机叶轮移动，所述环形凹槽的第一内表面最靠近压缩机。

2.根据权利要求1所述的密封设备，其中所述移动限制装置被配置成使得所述环形凹槽的第一内表面和所述活塞环的第一端部通过磁力相互吸引，所述活塞环的第一端部与所述环形凹槽的第一内表面接触。

3.根据权利要求2所述的密封设备，其中所述移动限制装置被配置成使得所述环形凹槽的第一内表面和所述活塞环的第一端部被磁化，以具有各自相反的磁极。

4.根据权利要求1所述的密封设备，其中所述移动限制装置被配置成使得所述活塞环的外周面向下倾斜，以便在从所述压缩机朝向所述涡轮机叶轮的方向上所述活塞环的外径减小；并且

使得在所述涡轮机壳体的内表面形成支撑凹槽，所述涡轮机壳体的内表面面向所述活塞环，由此，所述支撑凹槽容纳并支撑朝着所述涡轮机叶轮向下倾斜的所述活塞环的一部分。

5.根据权利要求4所述的密封设备，其中在所述活塞环的外周面上形成有第一倾斜面；并且

在面向所述第一倾斜面的所述支撑凹槽的内表面上形成有以与所述第一倾斜面的形状对应的形状形成的第二倾斜面。

6.根据权利要求1所述的密封设备，其中在所述环形凹槽的第一内表面和与所述环形凹槽的第一内表面接触的所述活塞环的第一端部中的至少一个上形成有油路。

7.根据权利要求6所述的密封设备，其中所述油路包括：

油道，其在所述环形凹槽的第一内表面和所述活塞环的第一端部中的至少一个上径向地形成。

8.根据权利要求7所述的密封设备，其中当所述油道在所述环形凹槽的第一内表面上形成时，所述油道被阻止延伸到所述环形凹槽的第一内表面和所述活塞环的第一端部之间的接触部的外面；并且

当油道在所述活塞环的第一端部上形成时，所述油道被阻止延伸到所述活塞环的内周面。

9.根据权利要求8所述密封设备，其中所述油路还包括：

油室，其在所述环形凹槽的第一内表面和所述活塞环的第一端部中的至少一个上形成，以使所述油道和相邻的油道相互连接。