CN220102040U - 密封组件、发动机以及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种密封组件、发动机以及车辆，密封组件包括环形本体，环形本体具有沿自身轴向贯穿的通道，环形本体沿自身径向包括依次设置的抵接部、密封部以及支撑部，密封部包括沿轴向相对设置的密封单元，支撑部包括沿径向相对设置的支撑单元，在径向上，密封单元连接于抵接部，支撑单元的一端连接于密封单元且另一端向远离抵接部的一侧延伸设置。其中，相对设置的支撑单元之间的最小垂直距离d小于相对设置的密封单元之间的最大垂直距离h。该密封组件利于提高密封性能。

Description

密封组件、发动机以及车辆

技术领域

本申请涉及车辆领域，尤其涉及一种密封组件、发动机以及车辆。

背景技术

发动机的排气温度能达到950℃以上，高温排气通过增压器进入催化器然后再排出，由于高温气体的存在，会导致增压器及催化器法兰产生高温变形，因此，通常在增压器与催化器之间连接有密封垫片，以对高温气体起到密封作用。

而现有的密封垫片容易受到热交变载荷而发生形变失效，而无法满足密封性要求，使得高温气体泄漏至发动机其他位置，损坏其他部位零件，甚至引起燃烧。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种密封组件、发动机以及车辆，利于提高密封性能。

本申请第一方面的实施例提供了一种密封组件，包括：环形本体，具有沿自身轴向贯穿的通道，环形本体沿自身径向包括依次设置的抵接部、密封部以及支撑部，密封部包括沿轴向相对设置的密封单元，支撑部包括沿轴向相对设置的支撑单元，在径向上，密封单元连接于抵接部，支撑单元的一端连接于密封单元且另一端向远离抵接部的一侧延伸设置；其中，相对设置的支撑单元之间的最小垂直距离d小于相对设置的密封单元之间的最大垂直距离h。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，相对设置的密封单元沿轴向呈对称结构，且相对设置的支撑单元沿轴向呈对称结构。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，最小垂直距离d与最大垂直距离h之间的关系满足：0.2mm≤h-d≤1.2mm。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，相对设置的支撑单元各自具有向靠近彼此设置的凹部，在轴向上，相对设置的凹部的底壁之间的距离为最小垂直距离d。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，在环形本体的周向上，密封单元的投影轮廓线整体呈直线状，支撑单元的投影轮廓线整体呈波形状。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，支撑单元包括依次连接的第一水平部、第一倾斜部、第二水平部、第二倾斜部以及第三水平部，第一水平部与第三水平部沿径向间隔分布，第一水平部、第三水平部分别与第二水平部沿轴向以及径向间隔分布，第一倾斜部与第二倾斜部沿径向相对设置，第一水平部连接于密封部。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，抵接部包括沿轴向相对设置的抵接单元，抵接单元、密封单元以及支撑单元为一体成型结构。

根据本申请第一方面前述任一实施方式，抵接单元具有两个以上沿径向向靠近通道凸出设置的凸出部，两个以上凸出部沿环形本体的周向间隔分布，沿轴向，相对设置的两个凸出部连接设置。

本申请第二方面的实施例还提供了一种发动机，包括：增压器与催化器；本申请第一方面提供的任意一种的密封组件，设置于增压器与催化器之间。

本申请第三方面的实施例还提供了一种车辆，包括：本申请第二方面提供的任意一种的发动机。

本申请提供的密封组件、发动机以及车辆，密封组件包括环形本体，环形本体沿自身径向具有贯穿的通道且沿径向包括依次设置的抵接部、密封部以及支撑部，密封部包括沿轴向相对设置的密封单元，支撑部包括沿轴向相对设置的密封单元，当密封组件受外力发生形变时，环形本体中各个部分均受压发生形变，而相对设置的支撑单元因受压贴合时，由于将相对设置的支撑单元之间的最小垂直距离d设置为小于相对设置的密封单元之间的最大垂直距离，使得相对设置的密封单元之间始终存在形变空间而不会贴合，利于减小密封部的疲劳变形，以保证环形本体的回弹性能，防止其失效，利于提高密封部件的密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种密封组件的结构示意图；

图2为图1中沿A-A方向的剖视示意图；

图3为图1中沿A-A方向的剖视示意图；

图4为图1中沿B-B方向的剖视示意图。

附图中：

10-环形本体；10a-通道；

11-抵接部；111-抵接单元；1111-凸出部；

12-密封部；121-密封单元；

13-支撑部；131-支撑单元；131a-凹部；131b-底壁；1311-第一水平部；1312-第一倾斜部；1313-第二水平部；1314-第二倾斜部；1315-第三水平部；

d-最小垂直距离；h-最大垂直距离；

X-轴向；Y-径向；Z-周向。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如背景技术部分所述，发动机的排气温度能达到950℃以上，高温排气通过增压器进入催化器然后再排出，由于高温气体的存在，会导致增压器及催化器法兰产生高温变形，因此，通常在增压器与催化器之间连接有密封垫片，以对高温气体起到密封作用。而现有的密封垫片容易受到热交变载荷而发生形变失效，而无法满足密封性要求，使得高温气体泄漏至发动机其他位置，损坏其他部位零件，甚至引起燃烧。

基于此，本申请实施例提供了密封组件、发动机以及车辆，利于提高密封组件的密封性能。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图4根据本申请实施例的密封组件、发动机以及车辆进行详细描述。

本申请实施例提供了一种车辆，包括发动机。

本申请提供的车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等，本申请不做特别限定。

其中，发动机包括增压器、催化器以及密封部件，密封部件设置于增压器与催化器之间。

请参阅图1及图2，本申请提供了一种密封组件，本申请实施例提供的密封组件，可以作为独立的构件单独生产或者销售，当然，也可以用于发动机并作为发动机的组成部分。

密封组件包括环形本体10，环形本体10具有沿自身轴向X贯穿的通道10a，环形本体10沿自身径向Y包括依次设置的抵接部11、密封部12以及支撑部13，密封部12包括沿轴向X相对设置的密封单元121，支撑部13包括沿轴向X相对设置的支撑单元131，在径向Y上，密封单元121连接于抵接部11，支撑单元131的一端连接于密封单元121且另一端向远离抵接部11的一侧延伸设置。其中，相对设置的支撑单元131之间的最小垂直距离d小于相对设置的密封单元121之间的最大垂直距离h。

本申请实施例提供的密封组件包括环形本体10，通过将相对设置的支撑单元131之间的最小垂直距离d小于相对设置的密封单元121之间的最大垂直距离h设置，当密封组件受外力发生形变时，环形本体10中各个部分均受压发生形变，而相对设置的支撑单元131因受压贴合时，相对设置的密封单元121之间始终存在形变空间，而不会贴合，利于减小密封部12的疲劳变形，以保证环形本体10的回弹性能，从而保证密封组件在受外力工况下的回弹量能够弥补其自身的形变量，利于提高密封组件的密封性能。

可选地，本申请实施例提供的密封组件可用于设置于两个构件之间，以达到密封、防止泄漏的作用，并且，本申请实施例提供的密封组件可以用于对气体的密封，当然，还可以用于对液体的密封。为了便于对本申请实施例提供的密封组件进行描述，以下将以密封组件用于设置在增压器与催化器之间进行描述。

其中，环形本体10呈圆环状，其具体的形状与增压器、催化器适配即可。环形本体10其具有沿自身轴向X贯穿的通道10a，可选地，环形本体10的中间位置可被冲压落料以形成通道10a，使得由增压器流出的高温气体能够经由此通道10a流入催化器。

可理解的是，密封组件沿轴向X设置于增压器、催化器之间，高温气体能够经由通道10a流进或流出，在工作状态下，由于高温气体的不断流入存在排气热冲击现象，相当于一个高频激励源在不断拍打环形本体10，使其各个部分均会沿轴向X发生不同程度的形变，抵接部11、密封部12以及支撑部13被沿轴向X压缩以起到排气密封的作用，即相对设置的密封单元121会沿轴向X朝向彼此的方向发生位移，相对设置的支撑单元131会沿轴向X朝向彼此的方向发生位移，而由于最小垂直距离d小于最大垂直距离h，使得即使相对设置的支撑单元131会沿轴向X受压贴合在一起，而相对设置的密封单元121也会受压形变至一定程度而不再发生形变，即相对设置的密封单元121在轴向X上始终存在一定距离，而不会贴合，利于减小密封部12的疲劳变形量，以保证环形本体的回弹性能，防止其失效，利于提高密封组件的密封性能，并且，能够减小维护以及更换次数，还利于提高密封组件的使用寿命。

具体地，当相对设置的支撑单元131贴合后，相对设置的密封单元121在轴向X上会保持h-d的距离。

可选地，环形本体10的材质可由高镍合金制成，以使其在950℃下仍能够保持良好的机械性能，能够满足高温密封性的要求。当然，还可以使用其他耐高温、机械性能好的材料，能够满足高温密封性要求即可。

此外，由于本申请实施例提供的密封组件，其密封部12包括沿轴向X相对设置的密封单元121，支撑部13包括沿轴向X相对设置的支撑单元131，也就是说，至少部分密封组件在能够设置为双层结构，利于提高密封组件的可靠性，从而利于提高密封性能以及使用寿命。

可选地，抵接部11、密封部12与支撑部13的厚度设置为相同，其厚度的取值范围在0.2mm至0.6mm之间，且包括0.2mm、0.6mm两个端点值。

通过次方设置，利于保证密封组件的可靠性。示例性的，其厚度的取值设置为0.4mm。

在一种可行的实施方式中，相对设置的密封单元121沿轴向X呈对称结构，且相对设置的支撑单元131沿轴向X呈对称结构。

通过此方式设置，利于保证相对设置的密封单元121以及相对设置的支撑单元131在轴向X向上具有相同的回弹能力，从而利于提高使用寿命。

由于相对设置的密封单元121以及相对设置的支撑单元131分别沿轴向X呈对称结构，当受沿轴向X上外力作用时，两个密封单元121能够发生相同的形变量，两个支撑单元131也会发生相同的形变量，相应地，两个密封单元121也具有相同的回弹量，两个支撑单元131也具有相同的回弹量，以防止其中一个密封单元121相较于止其中另一个密封单元121发生的形变量大，或其中一个支撑单元131相较于其中另一个支撑单元131，使得此密封单元121或此支撑单元131疲劳失效而导致整个环形本体10失效的问题，利于保证密封的组件的可靠性，从而利于提高使用寿命。

其中，“形变量”以及“回弹量”均是指密封单元121、支撑单元131在轴向X上的位移距离。

可选地，当相对设置的支撑单元131贴合后，每个密封单元121在轴向X上与相对设置的支撑单元131的贴合位置沿径向Y上延长线的距离为(h-d)/2。

在一种可行的实施方式中，最小垂直距离d与最大垂直距离h之间的关系满足：0.2mm≤h-d≤1.2mm。

通过此方式设置，利于更好地降低环形本体10的疲劳变形量，从而更好地提高密封组件的使用寿命。

可选地，h-d的取值范围在0.2mm至1.2mm之间，且包括0.4mm至1.2mm两个端点值，使得当相对设置的支撑单元131贴合后，相对设置的密封单元121在轴向X上依然能够保持有0.2mm至1.2mm之间的距离，以保证其具有足够的回弹能力，从而提高密封组件的使用寿命。如果h-d的取值范围过小，存在则当对设置的支撑单元131贴合后，相对设置的密封单元121也发生贴合的问题，如果h-d的取值范围过大，则存在相对设置的密封单元121容易发生断裂失效的问题。示例性的，h-d的取值设置为0.4mm、0.5mm，以使密封单元121具有良好的回弹能力，从而保证密封组件的可靠性。

由图3所示，可选地，从抵接部11在轴向X上的中点沿径向Y作一条延伸线aa，相对设置的密封单元121与相对设置的支撑单元131均以抵接部11的此延伸线aa为对称轴呈对称结构，则在轴向X上，每个密封单元121与此延伸线aa的最大垂直距离为h/2，每个支撑单元131与此延伸线aa的最小垂直距离为d/2。

当相对设置的支撑单元131贴合后，每个密封单元121在轴向X上与此延伸线aa的最大垂直距离为(h-d)/2，(h-d)/2的取值范围在0.1mm至0.6mm之间，且包括0.1mm至0.6mm两个端点值。示例性的，(h-d)/2的取值设置为0.2mm、0.3mm。

可选地，最大垂直距离h设置为在1mm至2mm之间，并包括1mm、2mm两个端点值，最小垂直距离d设置为在0.2mm至1.2mm之间，并包括0.8mm、1.2mm两个端点值，仅需保证h-d的取值范围在0.2mm至1.2mm之间即可。

通过此方式设置，使得相对设置的密封单元121能够发生相同的形变量及回弹量，以防止其中一个密封单元121相较于其中另一个密封单元121发生的形变量大，使得此密封单元121疲劳失效而导致整个环形本体10失效的问题，利于保证密封组件的可靠性，从而利于提高使用寿命。

在一种可行的实施方式中，相对设置的支撑单元131各自具有向靠近彼此设置的凹部131a，在轴向X上，相对设置的凹部131a的底壁131b之间的距离为最小垂直距离d。

通过此方式设置，利于保证相对设置的支撑单元131之间具有最小垂直距离d的有效性，从而能够保证在受压工况下，相对设置的密封单元121之间始终不会贴合设置，即始终保持具有形变空间，从而利于提高密封组件的密封性。

可选地，每个支撑单元131上的凹部131a的数量可设置为一个、两个，当然，也可设置为多个。可选地，每个支撑单元131上的凹部131a的数量可以相同，当然，也可设置为不相同，本申请对此不作限制，仅需保证在轴向X上具有两个存在最小垂直距离d的凹部131a即可。

在一种可行的实施方式中，在环形本体10的周向Z上，密封单元121的投影轮廓线整体呈直线状，支撑单元131的投影轮廓线整体呈波形状。

通过此方式设置，利于保证相对设置的支撑单元131之间的最小垂直距离d小于相对设置的密封单元121之间的最大垂直距离h的有效性。

可选地，在轴向X上，密封单元121沿径向Y靠近抵接部11的一侧与此延伸线aa的距离，小于密封单元121沿径向Y靠近支撑单元131的一侧与此延伸线aa的距离。

可选地，密封单元121在径向Y上的延伸长度设置为在1.5mm至3mm之间，且包括1.5mm、3mm两个端点值。示例性的，密封单元121在径向Y上的延伸长度为2.5mm。

通过此方式设置，使得密封单元121相对于延伸线aa倾斜设置，以保证最大垂直距离h能够满足在1mm至2mm之间的有效性，从而保证h-d的取值范围在0.2mm至1.2mm之间的有效性。

可选地，支撑单元131的投影轮廓线整体所呈现的波形状可以是规则的波形状，也可以是非规则的波形状。

可选地，支撑单元131的波形状可以为图2所示的梯形波，具体地，当支撑单元131的投影轮廓线整体为梯形波时，其可以使得第一水平部1311、第二水平部1313、第三水平部1315相互平行，并通过第一水平部1311与第三水平部1315中的一者与密封部12的密封单元121连接，且另一者向远离所述抵接部11的一侧延伸设置。

在一种可行的实施方式中，支撑单元131包括依次连接的第一水平部1311、第一倾斜部1312、第二水平部1313、第二倾斜部1314以及第三水平部1315，第一水平部1311与第三水平部1315沿径向Y间隔分布，第一水平部1311、第三水平部1315分别与第二水平部1313沿轴向X以及径向Y间隔分布，第一倾斜部1312与第二倾斜部1314沿径向Y相对设置，第一水平部1311连接于密封部12。

可选地，相对设置的第三水平部1315在轴向X上的距离为最小垂直距离d。也就是说，相对设置的第一水平部1311在轴向X上的距离以及相对设置的第三水平部1315在轴向X上的距离各自大于最小垂直距离d。

通过此方式设置，使得当相对设置的第三水平部1315发生贴合之后，相对设置的第一水平部1311在轴向X上会存在一定距离，以为密封单元121提供一定支撑力，如果第一倾斜部1312直接与密封单元121连接，则有可能发生相对设置的密封单元121发生贴合的风险，利于保证密封的组件的可靠性。并且，当相对设置的第三水平部1315发生贴合之后，相对设置的第三水平部1315在轴向X上会存在一定距离，以对第三水平部1315提供一定支撑力，使其任然具有一定回弹能力，以防止相对设置的第三水平部1315贴合后发生疲劳失效的问题。

可选地，第一水平部1311、第二水平部1313、第三水平部1315在径向Y上的延伸长度可以设置为相同，当然，也可设置为不相同。

可选地，第二水平部1313在径向Y上的延伸长度设置为1.2mm至2.2mm之间，且包括1.2mm、2.2mm两个端点值。示例性的，第二水平部1313在径向Y上的延伸长度为1.7mm。

通过此方式设置，以保证最小垂直距离d能够满足在0.8mm至1.2mm之间的有效性，从而保证h-d的取值范围在0.2mm至1.2mm之间的有效性。

本申请实施例支撑单元131的投影轮廓线形成的波形状不限于为梯形波形，上述各实施例中的支撑单元131，其投影轮廓线所呈的波形状还可以为正弦波形、余弦波形，当然，还可以为梯形波、正弦波形、余弦波形中的两者以上组合形成的波形状。

可选地，本申请实施例提供的密封组件可以一体成型，即在一个完整的环体上冲压落料以形成抵接部11、密封部12与支撑部13，利于提高制作效率。

当然，本申请实施例提供的密封组件还可以分开提供，利于降低制作难度、提高制作精度。

请参阅图1及图4，在一种可行的实施方式中，抵接部11包括沿轴向X相对设置的抵接单元111，抵接单元111、密封单元121以及支撑单元131为一体成型结构。

通过此方式设置，使得环形本体具有两个沿轴向X相对设置的环形单元，每个环形单元各自包括抵接单元111、密封单元121以及支撑单元131，在生产制作时，可分别加工每个环形单元，再按照其配合关系进行装配，利于降低制作难度、提高制作精度，还利于提高通用性以及使用灵活性。

可选地，相对设置的抵接单元111可通过焊接的方式连接形成抵接部11，加工方便，且利于提高连接强度，从而利于保证密封组件的密封性能。

在一种可行的实施方式中，抵接单元111具有两个以上沿径向Y向靠近通道10a凸出设置的凸出部1111，两个以上凸出部1111沿环形本体10的周向Z间隔分布，沿轴向X，相对设置的两个凸出部1111连接设置。

通过此方式设置，仅需将相对设置的凸出部1111连接即可完成密封组件的连接装配，操作简单，利于提高装配效率。

可选地，沿轴向X相对设置的两个凸出部1111通过焊接连接，加工方便，且利于提高连接强度，从而利于保证密封组件的密封性能。

可选地，凸出部1111的数量可设置为两个，当然，还可设置为多个。可选地，两个以上凸出部1111沿周向Z均匀间隔分布，当然，还可按照一定规则间隔分布。

示例性的，凸出部1111的数量可设置三个，三个凸出部1111沿轴向Z均匀间隔分布。

本申请第二方面的实施例还提供了一种发动机，包括增压器与催化器，以及本申请第一方面提供的任意一种密封组件，密封组件设置于增压器与催化器之间。

密封组件用于增压器与催化器之间的连接密封，由于增压器与催化器的连接处长期处于高温、高压的恶劣环境下，因此，增压器法兰与催化器法兰容易发生受热变形的现象，使得增压器法兰与催化器法兰相贴合平面度发生变化，同时还会对设置于增压器法兰与催化器法兰贴合面之间的密封组件形成拉扯力，使得密封组件发生形变。

由于本申请实施例提供的密封组件具有良好的密封性能以及使用寿命，将其设置于增压器与催化器之间，能够更好地减少漏气以实现密封作用，利于减少发动机的维修次数，提高发动机的可靠性以及使用寿命，提高了用户口碑。

可选地，发动机还包括卡箍，增压器、催化器与密封组件可通过卡箍螺栓连接装配体，将螺栓拧紧后以提供密封组件轴向X密封力，形成密封系统。

本申请第三方面的实施例还提供了一种车辆，包括本申请第二方面提供的任意一种发动机。

本申请实施例提供的车辆因包括利于提高可靠性以及使用寿命的发动机，因此，本申请实施例提供的车辆具备更强的可靠性以及使用寿命，利于满足用户需求。

依照本申请如上文的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该申请仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本申请的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本申请以及在本申请基础上的修改使用。本申请仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种密封组件，其特征在于，包括：

环形本体，具有沿自身轴向贯穿的通道，所述环形本体沿自身径向包括依次设置的抵接部、密封部以及支撑部，所述密封部包括沿所述轴向相对设置的密封单元，所述支撑部包括沿所述轴向相对设置的支撑单元，在所述径向上，所述密封单元连接于所述抵接部，所述支撑单元的一端连接于所述密封单元且另一端向远离所述抵接部的一侧延伸设置；

其中，相对设置的所述支撑单元之间的最小垂直距离d小于相对设置的所述密封单元之间的最大垂直距离h。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，相对设置的所述密封单元沿所述轴向呈对称结构，且相对设置的所述支撑单元沿所述轴向呈对称结构。

3.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述最小垂直距离d与所述最大垂直距离h之间的关系满足：0.2mm≤h-d≤1.2mm。

4.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，相对设置的所述支撑单元各自具有向靠近彼此设置的凹部，在所述轴向上，相对设置的所述凹部的底壁之间的距离为所述最小垂直距离d。

5.根据权利要求4所述的密封组件，其特征在于，在所述环形本体的周向上，所述密封单元的投影轮廓线整体呈直线状，所述支撑单元的投影轮廓线整体呈波形状。

6.根据权利要求5所述的密封组件，其特征在于，所述支撑单元包括依次连接的第一水平部、第一倾斜部、第二水平部、第二倾斜部以及第三水平部，所述第一水平部与所述第三水平部沿所述径向间隔分布，所述第一水平部、所述第三水平部分别与所述第二水平部沿所述轴向以及所述径向间隔分布，所述第一倾斜部与所述第二倾斜部沿所述径向相对设置，所述第一水平部连接于所述密封部。

7.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述抵接部包括沿所述轴向相对设置的抵接单元，所述抵接单元、所述密封单元以及所述支撑单元为一体成型结构。

8.根据权利要求7所述的密封组件，其特征在于，所述抵接单元具有两个以上沿所述径向向靠近所述通道凸出设置的凸出部，两个以上所述凸出部沿所述环形本体的周向间隔分布，沿所述轴向，相对设置的两个所述凸出部连接设置。

9.一种发动机，其特征在于，包括：

增压器与催化器；

如权利要求1至8任意一项所述的密封组件，设置于所述增压器与所述催化器之间。

10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的发动机。