适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构的制作方法

本发明涉及涡轮增压器，尤其是一种适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构。

背景技术：

1、近年来，国内外中高速柴油机产品在技术上不断创新突破，涡轮增压器作为柴油机的关键核心部件，对柴油机的性能和可靠性起到至关重要的作用，这其中，以相继增压和多级增压为代表的柴油机增压系统控制策略逐渐成为当前中高速柴油机领域的热门技术和发展方向，并在国内外众多产品中持续推广应用。这为柴油机性能实现质的突破的同时，也使柴油机增压系统的运用工况变得愈发复杂，增压器的可靠性要求愈发苛刻，尤其是增压器低(零)转速下高油压工况的封油能力、相继增压工况下压气机流量安全裕度、高转速高温高压比下转子包容安全能力、增压器降噪能力、增压器少量漏油时的快速处理的可维修性能力、以及有限空间内整体结构的高度紧凑集成化能力等，都面临着严竣的运用考验和设计困难。

2、在传统的柴油机涡轮增压器压气机结构设计中，多是针对带载荷工况下相对高转速的密封结构设计，缺乏针对增压器低(零)转速下高油压工况的封油能力设计，无法有效的实现涡轮增压器压气机结构的密封。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题而提出了一种适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，包括压气机罩壳、压气机叶轮、压气机密封盖、甩油盘以及轴承壳体；

4、所述压气机罩壳一端为压气机进气口端，所述压气机密封盖固定在所述压气机罩壳远离所述压气机进气口端的一端，所述压气机密封盖上设有叶轮安装通孔；所述轴承壳体安装在所述压气机密封盖远离所述压气机罩壳的一侧，所述轴承壳体与所述压气机密封盖之间形成滑油腔；

5、所述压气机叶轮的尾部设有柱状的叶轮安装部；

6、所述压气机罩壳和所述压气机密封盖之间形成压气机叶轮容纳腔，所述压气机叶轮设置在所述压气机叶轮容纳腔内，且所述叶轮安装部插入所述叶轮安装通孔中并与转子轴同轴连接；

7、所述甩油盘设置在所述转子轴上，且与所述压气机叶轮位于所述压气机密封盖的两侧；

8、所述叶轮安装部的外径、所述叶轮安装通孔的内径以及所述甩油盘的端面之间设有弹性密封环安装腔；所述弹性密封环安装腔内设有与所述叶轮安装通孔的内径径向密封的弹性密封环；

9、所述弹性密封环安装腔与所述压气机叶轮容纳腔连通，所述压轮机叶轮容纳腔内的高压气体能够进入所述弹性密封环安装腔内并推动所述弹性密封环与所述甩油盘的端面接触实现轴向密封；

10、所述甩油盘的端面与所述压气机密封盖的端面之间还设有气密封间隙，所述压气机密封盖内还设有用于连通所述压气机叶轮容纳腔和所述气密封间隙的引气孔，所述压气机叶轮容纳腔内的高压气体能够进入所述气密封间隙中以实现气密封。

11、进一步地，所述气密封间隙的宽度l与转子轴的轴向最大窜动量l1的关系为：

12、l＝l1+(0.2-0.5)mm；

13、所述引气孔包括进气口位于所述压气机密封盖的径向方向上侧的径向引气孔和与径向引气孔的下端连通的轴向引气孔，所述轴向引气孔的出气口端与所述气密封间隙连通，所述轴向引气孔的内径为0.5mm-2mm。

14、进一步地，所述弹性密封环安装腔的宽度h与所述弹性密封环的宽度h1的关系为：

15、h＝h1+(0.03-0.1)mm；

16、所述弹性密封环的外径周长k与所述叶轮安装通孔的内径周长k1的关系为：

17、k＝k1+(0.15-0.3)mm。

18、进一步地，所述甩油盘包括甩油盘本体和设置在所述甩油盘本体一侧的甩油盘密封部；

19、所述甩油盘密封部的外径小于所述叶轮安装通孔的内径，所述甩油盘安装在所述转子轴上时，所述甩油盘密封部的部分插入所述叶轮安装通孔中，且所述弹性密封环在高压气体的推动下与所述甩油盘密封部的端面接触实现轴向密封；

20、所述叶轮安装通孔的内径上还设有径向向内的环状凸起形成密封环挡边，所述密封环挡边的抵接面位于所述甩油盘密封部的端面与所述甩油盘本体的端面之间。

21、进一步地，所述压气机密封盖包括密封盖主体，所述密封盖主体朝向压气机叶轮的一侧设有环状的密封盖扩压部，所述密封盖扩压部内形成压气机叶轮安装槽，所述压气机叶轮的尾部设置在所述压气机叶轮安装槽中，且所述密封盖扩压部置于所述压气机叶轮的尾部外径与压气机罩壳之间的径向空间内；

22、所述密封盖主体的外径远离设有所述密封盖扩压部的一侧径向向外凸起形成用于与所述压气机罩壳固定连接的密封盖固定部；

23、所述密封盖主体远离压气机叶轮的一侧设有轴承壳体安装槽，所述轴承壳体置于所述轴承壳体安装槽中。

24、进一步地，还包括集油排污结构，所述集油排污结构包括集油环腔和排油堵；

25、所述集油环腔设置在所述压气机叶轮安装槽的槽底和槽壁夹角处，所述集油环腔的结构为喇叭状，所述排油堵设置在所述甩油盘设有轴承壳体的一侧，且所述排油堵与所述集油环腔的最低位置连通。

26、进一步地，所述轴承壳体和所述压气机密封盖通过环形均布的多个螺栓连接，所述螺栓与所述压气机密封盖的连接位置与所述密封盖扩压部的位置对应。

27、进一步地，所述压气机罩壳的压气机进气口端还设有进气再循环结构；

28、所述进气再循环结构包括设置在所述压气机进气口端内侧的进气再循环环腔和设置在所述进气再循环环腔前端的进气消音环。

29、进一步地，所述进气再循环环腔与所述压气机罩壳为一体结构或分体结构。

30、进一步地，所述压气机密封盖和所述压气机罩壳通过卡箍组件连接。

31、与现有技术比较，本发明公开的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构具有以下有益效果：本申请由于在压气机叶轮、压气机密封盖以及甩油盘安装的位置设置通过弹性密封环，弹性密封环能够在高压气体的推动下与甩油盘端面接触实现的接触式密封，同时甩油盘与压气机密封盖之间设有气密封间隙，气密封间隙与压气机叶轮容纳腔连通实现气密封，进而实现了接触密封和气密封两种密封结构，有效的保证了涡轮增压器压气机结构的密封性能，进而提高了使用寿命。

技术特征：

1.一种适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：包括压气机罩壳、压气机叶轮、压气机密封盖、甩油盘以及轴承壳体；

2.根据权利要求1所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：所述气密封间隙的宽度l与转子轴的轴向最大窜动量l1的关系为：

3.根据权利要求1或2所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：所述弹性密封环安装腔的宽度h与所述弹性密封环的宽度h1的关系为：

4.根据权利要求1所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：所述甩油盘包括甩油盘本体和设置在所述甩油盘本体一侧的甩油盘密封部；

5.根据权利要求1至4任意一项所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：还包括集油排污结构，所述集油排污结构包括集油环腔和排油堵；

7.根据权利要求1所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：所述轴承壳体和所述压气机密封盖通过环形均布的多个螺栓连接，所述螺栓与所述压气机密封盖的连接位置与所述密封盖扩压部的位置对应。

8.根据权利要求1所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：所述压气机罩壳的压气机进气口端还设有进气再循环结构；

9.根据权利要求8所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：所述进气再循环环腔与所述压气机罩壳为一体结构或分体结构。

10.根据权利要求1所述的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，其特征在于：所述压气机密封盖和所述压气机罩壳通过卡箍组件连接。

技术总结
本发明公开了一种适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构，包括压气机罩壳、压气机叶轮、压气机密封盖、甩油盘以及轴承壳体；压气机密封盖和压气机罩壳之间形成压气机叶轮容纳腔，压气机叶轮设置在所述压气机叶轮容纳腔内，压气机叶轮和压气机密封盖之间设有弹性密封环，且弹性密封环在高压气体推动下与甩油盘轴向密封；甩油盘的端面与压气机密封盖的端面之间还设有气密封间隙，压气机叶轮容纳腔内的高压气体能够进入气密封间隙中以实现气密封。本发明公开的适用于复杂工况的柴油机涡轮增压器压气机结构具有结构简单，密封性能好的优点，适用于高速、低速等复杂情况。

技术研发人员：张博睿,肖寒,房桐毅
受保护的技术使用者：中车大连机车研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23