包括轴对称供给空腔的涡轮增压器吹扫密封件制造技术

一种涡轮增压器旋转组件(125)包括经由轴承(26，128)可旋转地支撑在轴承壳体(123)中的轴(20)、安装在轴(20)上的压缩机叶轮(18)以及设置在轴承(26，128)与压缩机叶轮(18)之间的轴(20)上的抛油环(122)。涡轮增压器(100)，进一步包括设置在接纳轴的轴向孔(120)中以便围绕抛油环(122)的插入件(134)以及可操作地定位在插入件(134)与抛油环(122)之间的界面(131)中的吹扫密封件(160)，由此吹扫密封件(160)配置为使得从轴承壳体(123)到界面(131)中的油通过最小化。环形空腔(150)环绕插入件(134)的径向向外表面(138)，该空腔(150)形成配置为输送加压流体至界面(131)的流体路径的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】包括轴对称供给空腔的涡轮増压器吹扫密封件相关申请的交叉引用本申请要求提交于2013年7月26日的标题为“利用轴对称体积以有利于供气通道制造的涡轮增压器吹扫密封件”的美国临时申请第61/858978号的优先权及其所有权益，其全部内容以引用的方式并入本文。
技术介绍
涡轮增压器设置在发动机上，以大于正常送气构造中可能存在的密度将空气输送到发动机进气口。这使得更多的燃料燃烧，因此增加了发动机的马力而没有明显地增加发动机的重量。通常，涡轮增压器使用来自发动机排气歧管的排气流来由此驱动位于涡轮机壳体中的涡轮机叶轮，该排气流在涡轮机壳体入口处进入涡轮增压器的涡轮机级。涡轮机叶轮附连到可旋转地支撑在轴承壳体内的轴的一端。该轴驱动安装在该轴的另一端的压缩机叶轮。这样，涡轮机叶轮提供旋转动力来驱动压缩机叶轮，并且由此驱动涡轮增压器的压缩机。然后，将压缩空气供给至如上所述的发动机进气口。涡轮增压器的压缩机级包括压缩机叶轮及其相关联的压缩机壳体。过滤后的空气轴向吸入至压缩机空气入口中，该入口限定了轴向延伸至压缩机叶轮的通道。压缩机叶轮的旋转对空气加压，产生从压缩机叶轮到压缩机蜗壳中的径向向外的气流，以便流向发动机。涡轮机级和压缩机级中的压力条件常常能导致通过将旋转组件密封在轴承壳体上的密封机构而抽出油。油从轴承壳体到压缩机级和发动机燃烧室的内部流动通常被称为“压缩机端油通过”。压缩机端油通过是要避免的，这是因为它可导致催化剂受到污染以及不必要的排放物。面对日益严格的排放标准，压缩机端油通过的倾向正在成为一个更大的问题。因此，有必要在涡轮增压器的压缩机端中的转动部件与静态部件之间设置增强的密封装置，尤其是在低涡轮增压器速度下。
技术实现思路
在一些方面，提供了一种用于涡轮增压器的密封系统，其包括具有轴向孔、旋转组件和插入件的轴承壳体。旋转组件包括具有旋转轴线的轴(该轴通过轴承可旋转地支撑在轴向孔中)、安装在轴上的压缩机叶轮以及设置在轴承和压缩机叶轮之间的轴上的抛油环。插入件设置在轴向孔中，以便围绕抛油环，并限定出径向向外表面。该密封系统包括吹扫密封件，其可操作地定位在插入件与抛油环之间的界面中。吹扫密封件配置为将加压流体引入界面中，并包括环绕插入件的径向向外表面的环形空腔。空腔形成配置为输送加压流体至界面的流体路径的一部分。密封系统可包括以下一个或多个特征:插入件包括至少一个向空腔和界面这两者打开的径向孔，并形成流体路径的另一部分。密封系统包括第一活塞环和第二活塞环。第一活塞环和第二活塞环设置在抛油环的径向向外表面与插入件之间。径向孔在第一活塞环与第二活塞环之间的位置处与界面相连通。插入件包括径向延伸的密封凸缘，而空腔限定在轴承壳体、插入件的径向向外表面以及密封凸缘之间。密封凸缘抵靠着轴承壳体的轴向表面。密封凸缘通过卡环相对于轴承壳体保持在适当的位置。插入件相对于轴承壳体的位置是由设置在插入件与轴承壳体的一部分之间的卡环来保持。供给通路与空腔流体连通，该供给通路形成流体路径的另一部分。0型环设置在插入件的径向向外表面上的凹槽中，该0型环在插入件的径向向外表面与轴承壳体的径向向内表面之间提供密封。在一些方面，涡轮增压器包括轴承壳体，该轴承壳体具有轴向孔、连接到轴承壳体的一端的涡轮机级、连接到轴承壳体的相对端的压缩机级以及旋转组件。旋转组件包括具有旋转轴线且通过轴承可旋转地支撑在轴向孔中的轴、安装在轴上的压缩机叶轮以及设置在轴承与压缩机叶轮之间的轴上的抛油环。涡轮增压器还包括设置在轴向孔中以便围绕抛油环的插入件，插入件限定出径向向外表面。吹扫密封件可操作地定位在插入件与抛油环之间的界面中，该吹扫密封件配置为将加压流体引入界面中；以及环绕插入件的径向向外表面的环形空腔，该空腔形成配置为输送加压流体至界面的流体路径的一部分。涡轮增压器可包括以下一个或多个特征:插入件包括至少一个向空腔和界面这两者打开的径向孔，并形成流体路径的另一部分。插入件包括径向延伸的密封凸缘，而空腔限定在轴承壳体、插入件的径向向外表面和密封凸缘之间。第一活塞环和第二活塞环设置在抛油环的径向向外表面与插入件之间，并且径向孔在第一活塞环与第二活塞环之间的位置处与界面相连通。供给通路与空腔流体连通，供给通路形成流体路径的另外一部分。插入件相对于轴承壳体的位置是由设置在插入件与轴承壳体的一部分之间的卡环来保持。各实施例涉及在压缩机叶轮的背面与邻近组件(例如，轴承壳体和/或插入件)之间的密封系统。密封系统可以改善涡轮增压器的压缩机端上的动态旋转组件部件与的互补静态部件之间的密封，由此使压缩机端油通过和漏气减到最小。如本文所使用的，术语“漏气”是指高压变化空气(在压缩机侧)或排气(在涡轮机侧)泄漏入轴承壳体和发动机曲轴箱中。密封系统可包括密封元件，例如外部吹扫气体，以提高间隙密封。密封元件可以可操作地定位在旋转组件与互补静态部件之间的界面处。吹扫密封件选择性地提供外部加压气体或内部供给原料气(即空气)到间隙密封件处的界面，以保持向内指向的压力梯度，而不管涡轮增压器的工况如何。通过气体供给路径向吹扫密封件供给气体，该气体供给路径包括形成在轴承壳体中的气体通路、形成在旋转组件的插入件中的一个或多个径向孔、以及形成在轴承壳体中且位于气体供给路径与插入件的径向孔的中间并与它们流体连通的轴对称空腔。轴对称空腔用作环形歧管来将气体输送到插入件径向孔，而无需考虑插入件在轴承壳体中的方向。然而，可以理解的是，增加吹扫气体不会将漏气泄漏降低到间隙密封件的正常能力下来阻止漏气泄漏。有利地是，气体供给路径内的轴对称空腔有利于制造气体供给源与间隙密封迷宫式体积之间的通道。例如，通道可以在更方便于机械加工的角度和更短的距离上进行机械加工。此外，消除了将连续的通道部分对准的需求。空腔有目的地放置来方便接近内部和外部吹扫气体源，其中包括来自通过扩散面连接的压缩机排放管线的内部源，以及包括发动机排气的外部源。在一些实施例中，部件集成来使复杂性降至最低。【附图说明】各实施例在附图中以示例和非限定性的方式进行图示，其中相同的附图标记指代相似的部件。图1为传统涡轮增压器的剖视图。图2为图1的传统涡轮增压器的压缩机端的一部分的放大视图。图3为包括密封系统的涡轮增压器的剖视图。图4为图3的涡轮增压器的芯组件的分解图。图5为插入件的侧视图。图6为图5的插入件的剖视图。图7为传统插入件的剖视图。图8为抛油环的透视图。图9为图8的抛油环的剖视图。图10为传统抛油环的剖视图。图11为图3的涡轮增压器的压缩机端的一部分的放大视图。图12为图3的涡轮增压器的轴承壳体的压缩机端的一部分的放大视图。图13为图3的涡轮增压器的轴承壳体的剖视图，其中，图13的剖面是在相对于图3的剖面的角度上截取。图14为包括可替代实施例的密封系统的涡轮增压器的剖视图。图15为包括另一个可替代实施例的密封系统的涡轮增压器的剖视图。图16为包括另一个可替代实施例的密封系统的涡轮增压器的剖视图。图17为包括另一个可替代实施例的密封系统的涡轮增压器的剖视图。图18为图17的涡轮增压器的插入件的透视图。【具体实施方式】本文所述的布置涉及在涡轮增压器的压缩机端上的动态旋转组件部件与互补静态部件之间使用的密封系统和方法。更具体地，这里的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮增压器(100)的密封系统(110)，其包括：轴承壳体(123)，其包括轴向孔(120)；旋转组件(125)，其包括具有旋转轴线(21)的轴(20)，所述轴(20)经由轴承(26，128)能旋转地支撑在所述轴向孔(120)中，安装在所述轴(20)上的压缩机叶轮(18)，设置在所述轴承(26，128)与所述压缩机叶轮(18)之间的所述轴(20)上的抛油环(122)；以及设置在所述轴向孔(120)中以便围绕所述抛油环(122)的插入件(134)，所述插入件(134)限定出径向向外表面(138)；所述密封系统(110)包括吹扫密封件(160)，其能操作地定位在所述插入件(134)与所述抛油环(122)之间的界面(131)中，所述吹扫密封件(160)配置为将加压流体引入所述界面(131)中，并且包括环绕所述插入件(134)的所述径向向外表面(138)的环形空腔(150)，所述空腔(150)形成配置为将加压流体输送至所述界面(131)的流体路径的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·D·凯利，E·P·埃尔伍德，Z·阿什顿，R·T·雷斯，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US