RU2750220C1 - Turbocharger for charging an internal combustion engine - Google Patents
Turbocharger for charging an internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750220C1 RU2750220C1 RU2020132083A RU2020132083A RU2750220C1 RU 2750220 C1 RU2750220 C1 RU 2750220C1 RU 2020132083 A RU2020132083 A RU 2020132083A RU 2020132083 A RU2020132083 A RU 2020132083A RU 2750220 C1 RU2750220 C1 RU 2750220C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbocharger
- cover
- compressor
- oil
- internal combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а именно к турбокомпрессорам для наддува потребляемого воздуха или горючей смеси цилиндрами двигателей внутреннего сгорания.The present invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to turbochargers for pressurizing consumed air or a combustible mixture with cylinders of internal combustion engines.
Известен турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус подшипников, в котором на радиальных и упорном подшипниках скольжения установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, установленный в корпусе компрессора диффузор, выполненные в корпусе подшипников маслоподводящие каналы и канал для отвода масла, маслораздаточные элементы, корпус подшипников со стороны турбины имеет форму усеченного конуса с углом наклона образующих 22°, а его стенка, образующая канал для стока масла, выполнена под углом 22°<α<90°, при этом межопорное расстояние между радиальными подшипниками составляет 56,5 мм (RU 150623 U1, МПК F02B 37/00 (2006.01), F04D 29/05 (2006.01), опубл. 20.02.2015).Known turbocharger for pressurization of an internal combustion engine, containing a bearing housing, in which a rotor shaft is installed on radial and thrust bearings, on the consoles of which a turbine wheel and a compressor wheel are fixed, each placed in its own housing, a diffuser installed in the compressor housing, made in the bearing housing oil supply channels and a channel for oil drainage, oil dispensing elements, bearing housing on the turbine side has the shape of a truncated cone with a slope angle of 22 °, and its wall, which forms a channel for oil drainage, is made at an angle of 22 ° <α <90 °, while the center distance between the radial bearings is 56.5 mm (RU 150623 U1, IPC F02B 37/00 (2006.01), F04D 29/05 (2006.01), publ. 20.02.2015).
Также известен турбокомпрессор регулируемый для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус подшипников, в котором на радиальных и упорном подшипниках скольжения установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, диффузор, механизм регулирования давления наддува, при этом корпус компрессора выполнен заодно с диффузором с образованием антипомпажной полости, а в корпусе турбины дополнительно выполнен байпасный канал, сообщающийся с выпускным каналом (RU 129996 U1, МПК F02B 37/12 (2006.01), F02B 37/16 (2006.01), F02B 37/18 (2006.01), F02D 23/00 (2006.01), F04D 25/04 (2006.01), опубл. 10.07.2013).Also known is an adjustable turbocharger for pressurizing an internal combustion engine, containing a bearing housing, in which a rotor shaft is installed on radial and thrust bearings, on the consoles of which a turbine wheel and a compressor wheel are fixed, each placed in its own housing, a diffuser, a mechanism for regulating the boost pressure, when In this case, the compressor casing is made integral with the diffuser to form an anti-surge cavity, and in the turbine casing there is additionally a bypass channel communicating with the exhaust channel (RU 129996 U1, IPC F02B 37/12 (2006.01), F02B 37/16 (2006.01), F02B 37 / 18 (2006.01), F02D 23/00 (2006.01), F04D 25/04 (2006.01), publ. 07/10/2013).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус подшипников, в котором на радиальных и упорном подшипниках скольжения установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, диффузор, выполненные в корпусе подшипников маслоподводящие каналы и канал для отвода масла, маслораздаточные элементы, при этом в зоне пересечения с маслоподводящими каналами на опорных рабочих поверхностях корпуса подшипников выполнены маслораздаточные элементы в виде углубления в форме параболоида вращения (RU 134595 U1, МПК F02B 37/00 (2006.01), F16C 33/10 (2006.01), опубл. 20.11.2013).The closest in terms of the set of essential features and the achieved technical result is a turbocharger for pressurizing an internal combustion engine, containing a bearing housing, in which a rotor shaft is installed on radial and thrust plain bearings, on the consoles of which a turbine wheel and a compressor wheel are fixed, each placed in its own housing, a diffuser, oil supply channels and a channel for oil drainage, oil dispensing elements made in the bearing housing, oil dispensing elements are made in the area of intersection with the oil supply channels on the bearing working surfaces of the bearing housing in the form of a depression in the form of a paraboloid of rotation (RU 134595 U1, IPC F02B 37 / 00 (2006.01), F16C 33/10 (2006.01), publ. 20.11.2013).
К существенным недостаткам приведенных аналогов относятся:The significant disadvantages of these analogs include:
- отсутствие конструктивных мероприятий по исключению уноса масла через контактное уплотнение компрессорной ступени во впускной тракт двигателя по причине возникновения разрежения воздуха в полости между внешним ободом колеса компрессора, крышкой корпуса компрессора и уплотнительным кольцом при эксплуатации двигателя с турбокомпрессором при неустановившихся режимах, в том числе и на холостых режимах работы, когда поступления масла от двигателя нет, а недостаток масла чаще всего становится причиной поломок турбокомпрессоров, работающих на высоких скоростях;- the lack of constructive measures to exclude oil carryover through the contact seal of the compressor stage into the engine intake tract due to the occurrence of a vacuum in the cavity between the outer rim of the compressor wheel, the compressor housing cover and the sealing ring during operation of the engine with a turbocharger under unsteady conditions, including idle operating modes, when there is no oil flow from the engine, and the lack of oil most often causes breakdowns of turbochargers operating at high speeds;
- попадание посторонних механических примесей в подшипниковые узлы турбокомпрессоров, что из-за высоких скоростей вращения ротора вызывает выход из строя турбокомпрессора даже при незначительных размерах посторонних предметов.- ingress of foreign mechanical impurities into the bearing assemblies of turbochargers, which, due to high rotor speeds, causes failure of the turbocharger even with small sizes of foreign objects.
Была поставлена задача повысить надежность работы турбокомпрессора.The task was to improve the reliability of the turbocharger.
Для решения поставленной задачи турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий средний корпус с соединенными с переходником маслораспределительными каналами, в котором на двух радиальных подшипниках, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки, и упорном подшипнике установлен вал ротора, на консолях которого закреплены колесо турбины и колесо компрессора, размещенные каждый в своем корпусе, крышку, являющуюся задней крышкой корпуса компрессора и передней крышкой среднего корпуса, дополнительно снабжен байпасным клапаном с адаптером, интегрированным в крышку, при этом в закрепленном в среднем корпусе на входе масла в подшипниковый узел переходнике установлен сетчатый фильтр.To solve this problem, a turbocharger for pressurizing an internal combustion engine, containing a middle housing with oil distribution channels connected to the adapter, in which a rotor shaft is installed on two radial bearings, which are floating rotating bushings, and a thrust bearing, on the consoles of which the turbine wheel and the compressor wheel are fixed housed each in its own housing, the cover, which is the rear cover of the compressor housing and the front cover of the middle housing, is additionally equipped with a bypass valve with an adapter integrated into the cover, while a strainer is installed in the adapter fixed in the middle housing at the oil inlet to the bearing assembly.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что турбокомпрессор дополнительно снабжен байпасным клапаном с адаптером, интегрированным в крышку, а также установка в переходнике турбокомпрессора на входе масла в подшипниковый узел сетчатого фильтра, позволяет повысить надежность работы турбокомпрессора за счет того, что исключается унос масла через уплотнение компрессорной ступени, имеющий место по причине разрежения воздуха в полости между внешним ободом колеса компрессора, крышкой корпуса компрессора и уплотнительным узлом на холостом ходу, на переходных режимах и на малых оборотах коленчатого вала двигателя, а также исключается попадание посторонних механических примесей в подшипниковые узлы турбокомпрессора.The set of distinctive features, which is that the turbocharger is additionally equipped with a bypass valve with an adapter integrated into the cover, as well as the installation of a strainer in the turbocharger adapter at the oil inlet to the bearing unit of the strainer, makes it possible to increase the reliability of the turbocharger operation by eliminating oil carryover through compaction of the compressor stage, which occurs due to the rarefaction of air in the cavity between the outer rim of the compressor wheel, the compressor housing cover and the sealing unit at idle, in transient conditions and at low engine speeds, and also prevents the ingress of foreign mechanical impurities into the bearing units of the turbocharger ...
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна.Analysis of known technical solutions for scientific, technical and patent documentation showed that the set of essential features of the proposed solution was not previously known.
Сущность изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:
фиг. 1 - турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания;fig. 1 - turbocharger for pressurizing the internal combustion engine;
фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1;fig. 2 - the same, section A-A in Fig. one;
фиг. 3 - то же, вид Б на фиг. 1.fig. 3 - the same, view B in Fig. one.
Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 компрессора и корпус 2 турбины, закрепленные на среднем корпусе 3 с помощью болтов и планок. На среднем корпусе 3 с помощью болтов также закреплена крышка 4, выполненная из алюминиевого сплава и являющаяся как крышкой корпуса 3, так и крышкой корпуса 1 компрессора.A turbocharger for pressurizing an internal combustion engine comprises a compressor casing 1 and a
В среднем корпусе 3 в комбинированный подшипниковый узел, который состоит из упорного подшипника 5 и двух радиальных подшипников 6, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки, установлен вал 7 ротора. На консолях вала 7 закреплены колесо 8 турбины, размещенное в корпусе 2 турбины и колесо 9 компрессора, размещенное в корпусе 1 компрессора. На корпусе 3 установлен переходник 10, соединяющий систему смазки двигателя с маслораспределительными каналами 11 турбокомпрессора.In the
Для уменьшения теплопередачи между корпусом 2 турбины и средним корпусом 3 установлен экран 12 из жаростойкой стали. В корпусе 3 установлен маслосбрасывающий экран 13, который вместе с уплотнительными кольцами 14 и 15 служит для предотвращения утечки масла из полости корпуса 3 в проточные части компрессора и турбины.To reduce heat transfer between the
С целью оптимизации уноса масла во впускной тракт двигателя через кольцо 14 уплотнительного узла компрессорной ступени, имеющего место по причине разрежения воздуха в полости (а) (фиг. 1), между внешним ободом колеса 9 компрессора, крышкой 4 корпуса компрессора и уплотнительным узлом компрессорной ступени на холостом ходу, на переходных режимах и на малых оборотах коленчатого вала двигателя, непосредственно на крышке 4 корпуса компрессора установлен байпасный клапан 16. Байпасный клапан установлен посредством адаптера 17, интегрированного в крышку 4 (фиг. 2). Забор воздуха в полость (а) на вышеперечисленных режимах осуществляется из воздухоочистителя двигателя через угольник 18 (фиг. 2).In order to optimize the carryover of oil into the engine intake tract through the
С целью исключения попадания посторонних механических примесей в подшипниковые узлы турбокомпрессора, между переходником 10 и средним корпусом 3 турбокомпрессора дополнительно установлен сетчатый фильтр 19 масла (фиг. 3), что исключает дальнейшие повреждения и заклинивания плавающих втулок радиальных подшипников 6, вала 7 ротора и упорного подшипника 5 (фиг. 1).In order to exclude the ingress of foreign mechanical impurities into the bearing assemblies of the turbocharger, an
В составе двигателя внутреннего сгорания заявляемый турбокомпрессор работает следующим образом.As part of an internal combustion engine, the claimed turbocharger operates as follows.
Под действием отработавших газов двигателя колесо 8 турбины через вал 7 ротора вращает колесо 9 компрессора, при этом кинетическая энергия вращения колеса компрессора превращается в работу сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя.Under the action of the engine exhaust gases, the
Байпасный клапан 16, представляющий собой обратный автоматический клапан, при становлении давления в полости (а) менее 1 бара всегда начинает открываться и пропускать «холодный» воздух только в компрессорную ступень, активно охлаждать детали турбокомпрессора. При этом исключается унос масла из полости (а) во впускной тракт двигателя. При достижении давления воздуха колесом компрессора 1 бар и более, байпасный клапан 16 закрывается, при этом в поступлении воздуха через байпасный клапан нет необходимости, и турбокомпрессор продолжает работать в обычном режиме. Такое решение позволяет резко улучшить показатели надежности работы турбокомпрессора.The
Масло на радиальные подшипники 6, упорный подшипник 5, а также в узлы уплотнения компрессорной ступени и турбинной ступени, из системы смазки поступает через дополнительный сетчатый фильтр 19 (фиг. 1, фиг. 3), далее - по отверстиям 11 среднего корпуса 3 турбокомпрессора и отверстиям плавающих втулок радиальных подшипников 6 (фиг. 1).Oil on
Моторное масло, отработав в подшипниковых узлах и в узлах уплотнения компрессорной и турбинной ступеней, далее выполняет функции охлаждения среднего корпуса и других деталей турбокомпрессора и сливается в картер двигателя внутреннего сгорания для дальнейшего охлаждения в теплообменнике и очищения в масляном фильтре двигателя внутреннего сгорания.The engine oil, having worked out in the bearing units and in the sealing units of the compressor and turbine stages, then performs the functions of cooling the middle housing and other parts of the turbocharger and is drained into the crankcase of the internal combustion engine for further cooling in the heat exchanger and purification in the oil filter of the internal combustion engine.
В определенных режимах работы турбокомпрессора, масло, просочившееся через уплотнение 14 компрессорной ступени, удерживается маслосбрасывающим экраном 15 и возвращается в масляный картер двигателя.In certain operating modes of the turbocharger, oil seeping through the
Заявляемые признаки технического решения позволяют резко улучшить надежность, технико-экономические показатели работы турбокомпрессора.The claimed features of the technical solution can dramatically improve the reliability, technical and economic performance of the turbocharger.
Устройство турбокомпрессора для наддува воздуха в двигатель внутреннего сгорания соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The turbocharger device for pressurizing air into an internal combustion engine meets the requirement of industrial applicability and is possible for implementation on standard technological equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132083A RU2750220C1 (en) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Turbocharger for charging an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132083A RU2750220C1 (en) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Turbocharger for charging an internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750220C1 true RU2750220C1 (en) | 2021-06-24 |
Family
ID=76504920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020132083A RU2750220C1 (en) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Turbocharger for charging an internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750220C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2246046C2 (en) * | 2002-04-29 | 2005-02-10 | Иванов Валерий Терентьевич | Thrust bearing for turbine compressor |
DE112010000875B4 (en) * | 2009-01-12 | 2015-05-13 | Ecomotors International,Inc. | Improvements in an electrically controlled turbocharger |
US9556792B2 (en) * | 2014-10-17 | 2017-01-31 | Kohler, Co. | Dual compressor turbocharger |
CN104781519B (en) * | 2012-11-28 | 2017-06-23 | 博格华纳公司 | The compressor stage of the vortex supercharger with flow amplifier |
RU2626038C1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-07-21 | ОАО "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Drive gas-turbine plant of gas compressor unit with utilisation turbine plant for independent power supply |
-
2020
- 2020-09-28 RU RU2020132083A patent/RU2750220C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2246046C2 (en) * | 2002-04-29 | 2005-02-10 | Иванов Валерий Терентьевич | Thrust bearing for turbine compressor |
DE112010000875B4 (en) * | 2009-01-12 | 2015-05-13 | Ecomotors International,Inc. | Improvements in an electrically controlled turbocharger |
CN104781519B (en) * | 2012-11-28 | 2017-06-23 | 博格华纳公司 | The compressor stage of the vortex supercharger with flow amplifier |
US9556792B2 (en) * | 2014-10-17 | 2017-01-31 | Kohler, Co. | Dual compressor turbocharger |
RU2626038C1 (en) * | 2016-10-11 | 2017-07-21 | ОАО "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Drive gas-turbine plant of gas compressor unit with utilisation turbine plant for independent power supply |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5890881A (en) | Pressure balanced turbocharger rotating seal | |
US8857180B2 (en) | Turbocharger bearing anti-rotation plate | |
US9382877B2 (en) | Turbocharger thrust bearing debris trap | |
US5066192A (en) | Oil sealing system for a turbo charger | |
JPH07150961A (en) | Exhaust gas turbocharger for supercharging internal combustion engine | |
US4926641A (en) | Turbocharger lubrication system | |
US9163641B2 (en) | Turbocharger support housing having improved drainage | |
EP1848883A1 (en) | System for providing continuous lubrication to engine turbocharger shaft and bearing arrangement | |
JP2011094624A (en) | Internal combustion engine | |
US11326622B2 (en) | Oil cooled centrifugal compressor and turbocharger including the same | |
KR102594426B1 (en) | Turbocharger with gas and liquid flow paths | |
US9206733B2 (en) | Turbocharger assembly with direct-mounted bearing housing | |
US20180283269A1 (en) | Turbocharger for a vehicle engine | |
US20160281646A1 (en) | Turbocharger and Method | |
RU2750220C1 (en) | Turbocharger for charging an internal combustion engine | |
RU129996U1 (en) | TURBO COMPRESSOR REGULATED FOR SUPPLYING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
US8539936B2 (en) | Supercharger rotor shaft seal pressure equalization | |
JPH0123658B2 (en) | ||
CN108571347B (en) | Turbocharger for vehicle engine | |
US3090546A (en) | Pressurized oil seal for rotating machinery | |
JP5398420B2 (en) | Supercharger, diesel engine equipped with the same, and ship equipped with the same | |
CA2348817C (en) | Rotary piston engine having an oil system for lubrication and cooling | |
JP5256986B2 (en) | Two-stage supercharging system for internal combustion engine, internal combustion engine and lubricating oil leakage prevention method thereof | |
CN114060122A (en) | Engine crankcase forced ventilation system, engine and car | |
RU159321U1 (en) | TURBOCHARGER FOR PRESSURING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE |