CN218953627U - 一种自吸引流泵油式压气机密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自吸引流泵油式压气机密封结构，包括中空的轴承体；轴承体的内腔中心位置具有横向分布的转子轴；转子轴的径向外壁从左到右分别安装有环绕分布的压气机叶轮、自吸引流泵油式轴封套和引流式止推轴承；自吸引流泵油式轴封套的径向四周外侧环绕地安装有引流式封油盖；自吸引流泵油式轴封套的左端径向外侧面在与引流式封油盖的配合处环绕地设置了多个密封环槽；每个密封环槽内分别安装有一个密封环。本实用新型通过自吸引流泵油式轴封套、密封环、引流式封油盖和引流式止推轴承的结构相互配合，能够将流经压气机端的润滑油快速带离，从而实现大幅度降低润滑油在压气机端聚集程度的目的，有效提高压气机的密封性能。

Description

一种自吸引流泵油式压气机密封结构

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器技术领域，特别是涉及一种自吸引流泵油式压气机密封结构。

背景技术

现代各种动力装置对动力性能的要求越来越高，因此，就要求发动机不断提高其强化程度，而增压器的作用是给发动机提供强大的空气压力，从而提高发动机的性能和动力输出。

涡轮增压器是现代发动机提高功率、节油降耗和改善排放必不可少的重要零部件，在发动机小型化、降低燃油消耗率、降低排放污染物等方面起到重要作用。

涡轮增压器在发动机长时间怠速工况或低速工况时，由于增压压力较低，甚至压气机出现负压工况，容易导致压气机发生漏油问题，这对涡轮增压器如何提高压气机的抗负压能力提出了要求。

现有技术一般是通过优化压气机端零部件的结构、数量、材料，增加密封环的数量或调整密封环的使用材料、规格等方法，实现压气机的密封性能提升，但是，对于小型涡轮增压器，其压气机端的密封结构极为紧凑，仅仅通过增加密封环的数量来提高压气机的密封性能是极为有限，故而现有的技术方案，已经无法满足进一步提高压气机密封性能的需求。

图1、图2所示为现有的一种典型涡轮增压器的结构示意图。图中所示涡轮增压器主要包含压气机蜗壳1、轴承体2、涡轮箱3、轴封套4、密封环5、封油盖6、止推轴承7、轴端螺母8、压气机叶轮9、止推片10、转子轴11和涡轮叶轮12。

其中，压气机端的密封，是依靠压气机的密封环5两侧的压力平衡来保证，降低压气机端润滑油的聚集程度，对于提高压气机的密封性至关重要。

通常有两种情况，会导致压气机端发生漏油，第一种情况是压气机端增进气出现负压工况，即空气通过压气机叶轮9的旋转，从压气机蜗壳进口101进入，经过压气机蜗壳扩压段102进入压气机蜗壳腔道103，当压气机叶轮9长期处于转速较低工况时，由于增压压力较低，甚至压气机出现负压工况，导致轴承体2内部处于正压环境的润滑油通过密封环5而泄漏到压气机蜗壳腔道103内，造成压气机漏油，此时压气机端润滑油聚集越多，则漏油情况越严重；

第二种情况是轴承体2的内部润滑油压力过高，导致进入增压器的润滑油过多造成漏油，润滑油通过进油口201进入轴承体2，润滑油经过分油道2021进入轴承分油道2031和止推轴承进油道701，然后进入到轴承体内油腔204内，经过回油口205排出增压器。当轴承体内油腔204的存油量大于回油口205的排油量的时候，润滑油会迅速在轴承体2内聚集，当油量超过轴承体内油腔204最大承载能力后，就会造成压气机漏油。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，能够有效提高压气机的密封性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种自吸引流泵油式压气机密封结构。

为此，本实用新型提供了一种自吸引流泵油式压气机密封结构，包括中空的轴承体，以及自吸引流泵油式轴封套、密封环、引流式封油盖和引流式止推轴承；

轴承体的内腔中心位置，具有横向分布的转子轴；

转子轴的径向外壁，从左到右分别安装有环绕分布的压气机叶轮、自吸引流泵油式轴封套和引流式止推轴承；

其中，自吸引流泵油式轴封套的径向四周外侧，环绕地安装有引流式封油盖；

自吸引流泵油式轴封套的左端径向外侧面，在与引流式封油盖的配合处，环绕地设置了多个密封环槽；

每个密封环槽内，分别安装有一个密封环；

所述自吸引流泵油式轴封套的中心位置，设置有横向贯穿的轴封套安装孔；

自吸引流泵油式轴封套的右端径向四周外壁，环绕地设置有向外突出的导油支撑部；

导油支撑部的左端在轴封套主体的径向四周方向，环绕地设置有第一导油槽；

导油支撑部的径向四周外壁，环绕地设置有内凹的变径孔导油槽；

导油支撑部的右端四周边缘沿着圆周方向，环绕地设置有等直径孔导油槽；

第一导油槽与变径孔导油槽，通过多个变径斜通孔相连通。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种自吸引流泵油式压气机密封结构，其结构设计科学，通过自吸引流泵油式轴封套、密封环、引流式封油盖和引流式止推轴承的结构相互配合，能够将流经压气机端的润滑油快速带离，从而实现大幅度降低润滑油在压气机端聚集程度的目的，有效提高压气机的密封性能，具有重大的实践意义和使用价值。

经过应用发现，本实用新型尤其适用于紧凑型涡轮增压器的结构空间有限的条件下，更能发挥其提高压气机密封性能的作用。

附图说明

图1为现有的一种典型涡轮增压器的结构示意图一；

图2为现有的一种典型涡轮增压器的结构示意图二，是图1的局部放大示意图；

图3为本实用新型提供的一种自吸引流泵油式压气机密封结构的示意图；

图4a为本实用新型提供的一种自吸引流泵油式压气机密封结构中，采用的自吸引流泵油式轴封套的立体结构示意图一；

图4b为本实用新型提供的一种自吸引流泵油式压气机密封结构中，采用的自吸引流泵油式轴封套的立体结构示意图二；

图4c为本实用新型提供的一种自吸引流泵油式压气机密封结构中，自吸引流泵油式轴封套的剖面结构示意图；

图4d为沿着图4c所示A-A线的剖视图；

图4e为沿着图4c所示B-B线的剖视图；

图5为本实用新型提供的一种自吸引流泵油式压气机密封结构中，引流式封油盖的结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种自吸引流泵油式压气机密封结构中，引流式止推轴承的结构示意图；

图中，1为压气机蜗壳，2为轴承体，3为涡轮箱，4为轴封套，5为密封环，6为封油盖，7为止推轴承，8为轴端螺母，9为压气机叶轮，10为止推片，11为转子轴，12为涡轮叶轮；

101为压气机蜗壳进口，102为压气机蜗壳扩压段，103为压气机蜗壳腔道，104为压气机叶轮轮背间隙，105为轴封套安装配合间隙，106为迷宫密封间隙；

201为润滑油通过进油口，2021为轴承体分油道，2031为轴承体轴承分油道，204为轴承体内油腔，205为轴承体回油口；

41为自吸引流泵油式轴封套，4101为等直径甩油斜通孔，4102为组合式变径自吸斜通孔，4103为组合式变径排油孔，4104为等直径孔导油槽，4105为变径孔导油槽，4106为密封环槽，4107为止推轴承配合面；

61为引流式封油盖，6102为集油腔，6101为导油凸缘，6103为导油坡；

71为引流式止推轴承，701为止推轴承进油道，7101为导油腔，7102为储油腔，7103为泄油环槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1、图3、图4a至图4e、图5和图6，本实用新型提供了一种自吸引流泵油式压气机密封结构，包括中空的轴承体2，以及自吸引流泵油式轴封套41、密封环5、引流式封油盖61和引流式止推轴承71；

需要说明的是，本实用新型应用于图1所示的涡轮增压器中，并对其中的轴封套、封油盖和止推轴承等结构进行了进一步优化改进，形成了自吸引流泵油式轴封套41、引流式封油盖61和引流式止推轴承71。

轴承体2的内腔中心位置，具有横向分布的转子轴11；

转子轴11的径向外壁，从左到右分别安装有环绕分布的压气机叶轮9、自吸引流泵油式轴封套41和引流式止推轴承71；

其中，自吸引流泵油式轴封套41的径向四周外侧，环绕地安装有引流式封油盖61；

自吸引流泵油式轴封套41的左端径向外侧面，在与引流式封油盖61的配合处，环绕地设置了多个密封环槽4106(不限于两个)；

每个密封环槽4106内，分别安装有一个密封环5。

在本实用新型中，具体实现上，所述自吸引流泵油式轴封套41的中心位置，设置有横向贯穿的轴封套安装孔4100；

需要说明的是，轴封套安装孔4100，用于安装涡轮增压器压气机端的转子轴11(即涡轮转轴)；

自吸引流泵油式轴封套41的左端径向四周外壁，环绕地设置有两个左右间隔的密封环槽4106；

自吸引流泵油式轴封套41的右端径向四周外壁，环绕地设置有向外突出的导油支撑部400；

导油支撑部400的左端在轴封套主体100的径向四周方向，环绕地设置有第一导油槽401；

导油支撑部400的径向四周外壁，环绕地设置有内凹的变径孔导油槽4105；

导油支撑部200的右端四周边缘沿着圆周方向，环绕地设置有等直径孔导油槽4104；

第一导油槽401与变径孔导油槽4105，通过多个变径斜通孔相连通。

具体实现上，导油支撑部200的中心部位右侧面为止推轴承配合面4107。

具体实现上，每个变径斜通孔，包括相互连通的一个组合式变径自吸斜通孔4102和一个组合式变径排油孔4103；即，变径斜通孔为组合式变径斜通孔；

组合式变径自吸斜通孔4102的内侧端(即朝向轴封套安装孔4100的一端)开口设置在第一导油槽401的径向四周外侧壁上；

组合式变径自吸斜通孔4102的内侧端开口与第一导油槽401的内腔相连通；

组合式变径自吸斜通孔4102的外侧端与组合式变径排油孔4103的内侧端相连通。

具体实现上，组合式变径自吸斜通孔4102和组合式变径排油孔4103，均是通孔。

具体实现上，对于每个变径斜通孔，其上的组合式变径自吸斜通孔4102和组合式变径排油孔4103位于同一中心轴线上。

具体实现上，组合式变径排油孔4103的直径，大于组合式变径自吸斜通孔4102的直径，例如：不小于组合式变径自吸斜通孔4102的直径的两倍；

具体实现上，变径斜通孔的倾斜方向，为沿着轴封套主体100的旋转方向X后倾；

变径斜通孔的倾斜角度为α；

α的取值满足的条件为：0°≤α≤65°。

需要说明的是，变径斜通孔的设置目的是：为了在组合式变径自吸斜通孔4102和组合式变径排油孔4103两端形成压力差，致使润滑油通过小直径的组合式变径自吸斜通孔4102，向大直径的组合式变径排油孔4103方向流动，使得靠近密封环槽4106以及其上装配的密封环处的润滑油被抽吸到轴封套以外，提高轴封套的密封性能。

具体实现上，导油支撑部400的右端，在与等直径孔导油槽4104相对应的位置，均匀地设置有多个等直径甩油斜通孔4101。

具体实现上，等直径甩油斜通孔4101的倾斜方向为沿着轴封套旋转方向X前倾；

等直径甩油斜通孔4101的倾斜角度为β；

β的取值满足的条件为：0°≤β≤65°。

具体实现上，等直径甩油斜通孔4101的直径，不小于等直径孔导油槽4104的宽度。

需要说明的是，对于等直径甩油斜通孔4101，其设置目的是：为了将等直径孔导油槽4104内的润滑油通过等直径甩油斜通孔4101甩出自吸引流泵油式轴封套41，减缓润滑油在轴封套的聚集，提高轴封套的密封性能。

具体实现上，自吸引流泵油式轴封套41的变径斜通孔的数量和等直径斜通孔的数量一致，均不少于10个；

需要说明的是，密封环5为分离的双环结构，根据自吸引流泵油式轴封套41及引流式封油盖61的结构尺寸，可以设置多道密封环，以此提高机构的密封性能；

具体实现上，密封环5与自吸引流泵油式轴封套41的密封环槽4106轴向配合的侧间隙不大于0.05mm，密封环5的材料硬度要大于引流式封油盖61的材料硬度；

具体实现上，自吸引流泵油式轴封套41与引流式封油盖61之间的轴封套安装配合间隙105不大于0.20mm，并且，两者配合形成的迷宫密封间隙106控制在不大于组合式变径自吸斜通孔4102直径的五分之一；

在本实用新型中，具体实现上，引流式封油盖61，包括集油腔6102、导油凸缘6101和导油坡道6103；

引流式封油盖61右端径向内侧，设置有环绕分布的集油腔6102；

集油腔6102的左侧设置有圆弧形的导油凸缘6101以及导油坡道6103；

具体实现上，导油坡道6103，与导油凸缘6101的下端相接。

具体实现上，引流式封油盖61的导油凸缘6101与自吸引流泵油式轴封套41的组合式变径自吸斜通孔4102的中心处于同一个平面，用于引导等直径甩油斜通孔4101甩出的润滑油进入变径孔导油槽4105，最终将润滑油沿着引流式封油盖61的导油坡道6103引导至轴承体2中的轴承体内油腔204内，降低润滑油在压气机端的聚集程度；

在本实用新型中，具体实现上，引流式止推轴承71，包括导油腔7101，储油腔7102和泄油环槽7103；

引流式止推轴承71的右端径向中心位置，设置有储油腔7102；

储油腔7102的上部，设置有间隔分布的三个导油腔7101；

导油腔7101与储油腔7102相互连通；

储油腔7102的右侧四周外边缘，设置有圆弧形的泄油环槽7103。

具体实现上，泄油环槽7103的最大直径，不小于自吸引流泵油式轴封套41的止推轴承配合面4107的最大直径。

具体实现上，转子轴11的径向外壁，在引流式止推轴承71的右侧位置，还设置有环形的止推片10；

具体实现上，引流式止推轴承71的泄油环槽7103的最大直径，不小于止推片10的最大直径。

在本实用新型中，具体实现上，转子轴11的右端与涡轮增压器中的涡轮叶轮12的中心位置固定连接。

在本实用新型中，具体实现上，压气机叶轮9上，安装有多个涡轮叶片。

具体实现上，所述压气机叶轮9通过轴端螺母8固定在转子轴11的左端。

在本实用新型中，具体实现上，自吸引流泵油式轴封套41的左侧与压气机叶轮9的右侧相接触；

自吸引流泵油式轴封套41的右侧，与引流式止推轴承71的左侧相接触。

需要说明的是，对于本实用新型，通过自吸引流泵油式轴封套、引流式封油盖与密封环和引流式止推轴承等零件的组合，构建迷宫密封与润滑油引流路径，将流经压气机端部的润滑油快速带离压气机端，降低润滑油在压气机轴封套部位聚集程度，从而提高压气机的密封性能。

参见图3，本发明是通过自吸引流泵油式轴封套41、密封环5，引流式封油盖61，和引流式止推轴承71所组成的压气机密封结构，来大幅度降低压气机端润滑油的聚集程度，从而提高压气机的密封性能。图4a至图4e所示为自吸引流泵油式轴封套的结构，图5所示为引流式封油盖的结构，图6所示为引流式止推轴承的结构。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种自吸引流泵油式压气机密封结构，其结构设计科学，通过自吸引流泵油式轴封套、密封环、引流式封油盖和引流式止推轴承的结构相互配合，能够将流经压气机端的润滑油快速带离，从而实现大幅度降低润滑油在压气机端聚集程度的目的，有效提高压气机的密封性能，具有重大的实践意义和使用价值。

经过应用发现，本实用新型尤其适用于紧凑型涡轮增压器的结构空间有限的条件下，更能发挥其提高压气机密封性能的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，包括中空的轴承体(2)，以及自吸引流泵油式轴封套(41)、密封环(5)、引流式封油盖(61)和引流式止推轴承(71)；

轴承体(2)的内腔中心位置，具有横向分布的转子轴(11)；

转子轴(11)的径向外壁，从左到右分别安装有环绕分布的压气机叶轮(9)、自吸引流泵油式轴封套(41)和引流式止推轴承(71)；

其中，自吸引流泵油式轴封套(41)的径向四周外侧，环绕地安装有引流式封油盖(61)；

自吸引流泵油式轴封套(41)的左端径向外侧面，在与引流式封油盖(61)的配合处，环绕地设置了多个密封环槽(4106)；

每个密封环槽(4106)内，分别安装有一个密封环(5)；

所述自吸引流泵油式轴封套(41)的中心位置，设置有横向贯穿的轴封套安装孔(4100)；

自吸引流泵油式轴封套(41)的右端径向四周外壁，环绕地设置有向外突出的导油支撑部(400)；

导油支撑部(400)的左端在轴封套主体(100)的径向四周方向，环绕地设置有第一导油槽(401)；

导油支撑部(400)的径向四周外壁，环绕地设置有内凹的变径孔导油槽(4105)；

导油支撑部(400)的右端四周边缘沿着圆周方向，环绕地设置有等直径孔导油槽(4104)；

第一导油槽(401)与变径孔导油槽(4105)，通过多个变径斜通孔相连通。

2.如权利要求1所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，每个变径斜通孔，包括相互连通的一个组合式变径自吸斜通孔(4102)和一个组合式变径排油孔(4103)；

组合式变径自吸斜通孔(4102)的内侧端开口设置在第一导油槽(401)的径向四周外侧壁上；

组合式变径自吸斜通孔(4102)的内侧端开口与第一导油槽(401)的内腔相连通；

组合式变径自吸斜通孔(4102)的外侧端与组合式变径排油孔(4103)的内侧端相连通。

3.如权利要求2所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，对于每个变径斜通孔，其上的组合式变径自吸斜通孔(4102)和组合式变径排油孔(4103)位于同一中心轴线上；

组合式变径排油孔(4103)的直径，大于组合式变径自吸斜通孔(4102)的直径。

4.如权利要求1所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，变径斜通孔的倾斜方向，为沿着轴封套主体(100)的旋转方向X后倾；

变径斜通孔的倾斜角度为α；

α的取值满足的条件为：0°≤α≤65°。

5.如权利要求1所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，导油支撑部(400)的右端，在与等直径孔导油槽(4104)相对应的位置，均匀地设置有多个等直径甩油斜通孔(4101)。

6.如权利要求5所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，等直径甩油斜通孔(4101)的倾斜方向为沿着轴封套旋转方向X前倾；

等直径甩油斜通孔(4101)的倾斜角度为β；

β的取值满足的条件为：0°≤β≤65°。

7.如权利要求5所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，等直径甩油斜通孔(4101)的直径，不小于等直径孔导油槽(4104)的宽度。

8.如权利要求1所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，引流式封油盖(61)，包括集油腔(6102)、导油凸缘(6101)和导油坡道(6103)；

引流式封油盖(61)右端径向内侧，设置有环绕分布的集油腔(6102)；

集油腔(6102)的左侧设置有圆弧形的导油凸缘(6101)以及导油坡道(6103)。

9.如权利要求1至8中任一项所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，流式止推轴承(71)，包括导油腔(7101)，储油腔(7102)和泄油环槽(7103)；

引流式止推轴承(71)的右端径向中心位置，设置有储油腔(7102)；

储油腔(7102)的上部，设置有间隔分布的三个导油腔(7101)；

导油腔(7101)与储油腔(7102)相互连通；

储油腔(7102)的右侧四周外边缘，设置有圆弧形的泄油环槽(7103)。

10.如权利要求9所述的自吸引流泵油式压气机密封结构，其特征在于，泄油环槽(7103)的最大直径，不小于自吸引流泵油式轴封套(41)的止推轴承配合面(4107)的最大直径；

转子轴(11)的径向外壁，在引流式止推轴承(71)的右侧位置，还设置有环形的止推片(10)；

引流式止推轴承(71)的泄油环槽(7103)的最大直径，不小于止推片(10)的最大直径。

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