SU486137A1

SU486137A1 - Turbocharger

Info

Publication number: SU486137A1
Application number: SU1905863A
Authority: SU
Inventors: Эльмар Владимирович Аболтин
Original assignee: Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт
Priority date: 1973-04-13
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1975-09-30

Description

1one

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности двигателестроени , а именно к устройствам дл наддува двигателей внутреннего сгорани .The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, engine-building, namely to devices for pressurization of internal combustion engines.

Известны примен емые в качестве наг етателей турбокомпрессоры, содержащие ротор и 1азостатический подшипниковый узел с канала .ми нодвода сжатого воздуха к его рабочим цилиндрической и торцовым поверхност м, расположенный с осевыми зазорами между колесами компрессора и турбины, снабженной выхлопным патрубком.Turbo compressors that are used as boosters are known, which contain a rotor and an aestatic bearing assembly from a channel of compressed air supply to its working cylindrical and end surfaces, located with axial gaps between the compressor and turbine wheels, provided with an exhaust pipe.

Иедостатком известных турбокомпрессоров с газостатическим подшипником вл етс сложность конструкции узла подшипника, обусловленна необходимостью иснользовани специальных отвод щих :каналов дл выброса воздуха, отработавшего в узле подшипника , в атмосферу.The disadvantage of the known turbo-compressors with a gas-static bearing is the complexity of the design of the bearing assembly, due to the need to use special exhaust channels: to release the air exhausted in the bearing assembly into the atmosphere.

Целью изобретени вл етс упрощение констр кции турбокомпрессора.The aim of the invention is to simplify the construction of a turbocharger.

Это достигаетс благодар тому, что ротор выполнен с кольцевой полостью, сообщепной при помощи радиальных каналов с зазорами .между торцовыми поверхност ми узла подшипника и ротора, а при помощи отверстий в .чолесе турбины - с выхлопным патрубком.This is achieved due to the fact that the rotor is made with an annular cavity, jointly using radial channels with gaps between the end surfaces of the bearing and rotor assembly, and through holes in the turbine wheel - with an exhaust pipe.

На фиг. 1 изображен турбокомпрессор с предлагаемой конструкцией .узла нодшипиика FIG. 1 depicts a turbocharger with the proposed design. Node bearing node

и ротора, продольный разрез; на фиг. 2 - ротор без стенки.and rotor longitudinal section; in fig. 2 - rotor without wall.

Гурбокомпрессор содержит корпус 1 турбины и корпус 2. компрессора, установленные на корпусе 3 подшипника. Ь корпусе 3 закреплена втулка 4, и.меюща взаимно перпендикул рные цилиндрические и торцовые поверхности , обработанные с высокой точностью и чистотой .Gurbocompressor includes a housing 1 of the turbine and the housing 2. of the compressor mounted on the housing 3 of the bearing. In the housing 3, the sleeve 4 is fixed, and is interlaced with mutually perpendicular cylindrical and end surfaces, treated with high precision and purity.

Внутри втулки 4 с радиальньш и осевы.ми зазорами раз.мещен ротор 5 с консольно расположенными колесом 6 турбины и колесомInside the sleeve 4 with radial and axial clearances, the rotor 5 is mounted with a cantilever wheel 6 of the turbine and a wheel

7компрессора, закрепленным гайкой 8. Ротор соединен тонкой стенкой 9 с опорной частью 10, образующей кольцевые полости 11 и 12.7 compressor, fixed nut 8. The rotor is connected by a thin wall 9 with the supporting part 10, forming the annular cavity 11 and 12.

8стенке 9 выполнены отверсти 13, соедин ющие кольцевые полости.The wall 9 has holes 13 connecting the annular cavities.

Онорна часть 10 ротора имеет достаточно больщой диаметр (от 0,3-0,5 до диаметра колеса турбины) с целью обеспечени необходимой несупд,ей способности и жесткости газового нодшипника.The on-rim part 10 of the rotor has a rather large diameter (from 0.3-0.5 to the diameter of the turbine wheel) in order to provide the necessary nesupd, its ability and rigidity of the gas bearing.

Торцовые поверхности колеса 7 компрессора и колеса 6 турбины взаимно параллельны и строго перпендикул рны наружной цилиндрической поверхности опорной части 10 ротора.The end surfaces of the compressor wheel 7 and the turbine wheel 6 are mutually parallel and strictly perpendicular to the outer cylindrical surface of the supporting part 10 of the rotor.

Втулка 4 снабжена несколькими р дами отверстий 14 .малого диаметра, через которые в радиальный и осевые зазоры поступает очищенный от пыли и примесей воздух под давлением .The sleeve 4 is equipped with several rows of small-diameter holes 14, through which pressurized air, which is free from dust and impurities, enters the radial and axial clearances.

Втулка 4 зафиксирована в корпусе 3 подшипника с помощью специального болта 15. Свободный от резьбы колец болта 15 с полукруглой или конической головкой, попада в отверстие, выполненное во втулке 4, обеспечивает фиксацию втулки в осевом и окружном направлени х. Между концом болта 15 и отверстием предусмотрен зазор, обеспечивающий возможность свободного неремещени втулки 4.The sleeve 4 is fixed in the bearing housing 3 by means of a special bolt 15. Free from the thread of the rings of the bolt 15 with a semicircular or conical head, which falls into the hole made in the sleeve 4, fixes the sleeve in axial and circumferential directions. Between the end of the bolt 15 and the hole there is a gap that allows the sleeve 4 to not freely move.

Корпус 3 нодшиниика образует со втулкой 4 полость 16, уплотнение которой обеспечиваетс со стороны турбины с помощью кольца из тонкой пружинной стали, а со стороны комнрессора - с помощью резинового кольца. Кольца установлены в зазоре между корпусом 3 и цилиндрической поверхностью фланцев втулки 4. Размеры колец и зазоров подобраны таким образом, что они обеснечивают возможность температурного расщирени втулки при работе турбокомпрессора на гор чем газе.The casing 3 of the nodšinik forms a cavity 16 with the bushing 4, the seal of which is provided from the side of the turbine by means of a ring of thin spring steel, and from the side of the compressor, by means of a rubber ring. The rings are installed in the gap between the housing 3 and the cylindrical surface of the flanges of the sleeve 4. The dimensions of the rings and the gaps are chosen in such a way that they eliminate the possibility of thermal expansion of the sleeve when the turbo compressor is operating on a hot gas.

Турбокомпрессор работает следующим образом . Перед тем, как ротор турбокомпрессора начнет вращатьс , в полость 16 подаетс сжатый воздух, который через отверсти 14 попадает в радиальный и осевые зазоры между втулкой 4 и ротором. Дл нодачи воздуха опорна часть 10 ротора соприкасаетс со втулкой 4 в нижней части нодшппнИКа.The turbocharger works as follows. Before the rotor of the turbocharger starts to rotate, compressed air is supplied to the cavity 16, which through the holes 14 enters the radial and axial gaps between the sleeve 4 and the rotor. For air supply, the supporting part 10 of the rotor is in contact with the sleeve 4 in the lower part of the socket.

В верхней части нодщипника радиальный зазор в этот момент имеет максимальную величину . Вследствие неравномерности зазора в окружном нанравлении давление в этом направлении также распредел етс неравномерно . Величина давлени в нижней части превыщает давление в верхней, и ротор начинает «всилывать до тех пор, пока разность давлений , действующих на опорную часть 10 ротора , но окажетс равной весу ротора. Величина осевых зазоров с обеих сторон поддерживаетс автоматически нриблизительно одинаковой , так как при уменьщении зазора с какой-либо одной стороны давление воздуха в этом зазоре увеличиваетс и ротор под давлением газовых сил перемещаетс до тех пор, нока зазоры не станут равны.In the upper part of the handheld, the radial clearance at this moment is maximum. Due to the non-uniformity of the gap in the circumferential direction, the pressure in this direction is also unevenly distributed. The pressure value in the lower part exceeds the pressure in the upper part, and the rotor begins to force up until the pressure difference acting on the supporting part 10 of the rotor, but turns out to be equal to the weight of the rotor. The magnitude of the axial clearances on both sides is automatically maintained at approximately the same, since as the clearance decreases on either side, the air pressure in this gap increases and the rotor moves under pressure of gas forces until the clearances become equal.

Таким образом, нри вращении ротор «.плавает на воздушной подушке и сухое трение между опорной частью ротора и втулкой полностью исключено. Воздух, вытекающий через р адиальные каналы 17 из радиального зазора в кольцевые полости 11 и 12, выбрасываетс в межлопаточные каналы турбины через отверсти 18 в диске колеса 6 турбины.Thus, when the rotor rotates, the air cushion floats and the dry friction between the supporting part of the rotor and the sleeve is completely excluded. Air flowing out through the radial channels 17 from the radial gap into the annular cavities 11 and 12 is released into the interscapular channels of the turbine through the holes 18 in the disk of the wheel 6 of the turbine.

Описываемое выполнение каналов упрощает конструкцию турбокомпрессора.The described implementation of channels simplifies the design of the turbocharger.

Предмет изобретени Subject invention

Турбокомпрессор преимущественно дл наддува двигател внутреннего сгорани , содержащий ротор и подщипниковый узел с каналами подвода сжатого воздуха к его рабочим цилиндрической и торцовым поверхност м , расположенный с осевыми зазорами между колесами компрессора и турбины, снабженной выхлопным патрубком, отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции, ротор вынолнен с кольцевой полостью , сообщенной нри помощи радиальных каналов с осевыми зазорами и при .помощи отверстий в колесе турбины - с выхлопным патрубком.The turbocharger is mainly used to pressurize the internal combustion engine, which contains a rotor and a subunit assembly with channels for supplying compressed air to its working cylindrical and end surfaces, located with axial gaps between the compressor and turbine wheels, provided with an exhaust nozzle, different in that , the rotor is made with an annular cavity, communicated by using radial channels with axial gaps and with the aid of holes in the wheel of the turbine - with the exhaust pipe.

Риг.1Riga.1

Фиг гFIG g