涡轮增压器壳体的密封构造
【专利说明】涡轮増压器壳体的密封构造
[0001]本申请为下述申请的分案申请:
[0002]原申请的申请日:2011年12月8日
[0003]原申请的申请号:201180052663.2
[0004]原申请的发明名称:涡轮增压器壳体的密封构造
技术领域
[0005]本发明涉及一种用于密封涡轮增压器的涡轮壳体和轴承壳体的接合面的密封构造。
【背景技术】
[0006]涡轮增压器的涡轮壳体以及轴承壳体的接合部是通过螺栓等被接合的。为了不使在涡轮壳体的内部流动的废气向外部泄漏，该接合部的接合面需要进行封口。因此，在该接合面上安装有具有半圆形截面、C字形截面或V字形截面等的密封圈。这些密封圈在圈内侧受到废气的气压，通过该气压被按压在收纳面上，为发挥密封性能的垫片。
[0007]但是，通过附加螺栓的紧固力，密封圈产生塑性变形，或由于流入涡轮壳体内的高温废气，接合部产生热膨胀，由于这些原因，在接合部产生隙缝，有产生气体泄漏的担忧。
[0008]在专利文献I中，公开了一种在涡轮壳体以及轴承壳体的接合部设置垫片的密封单元。该密封单元的结构通过图9进行说明。在图9中，在构成涡轮增压器100的壳体的涡轮壳体102以及轴承壳体104的内部配置有涡轮轴106以及与该涡轮轴106结合的涡轮动叶片108。涡轮轴106和省略图示的压缩机动叶片连接。在轴承壳体104的内部设置有可旋转地支承涡轮轴106的轴承110。
[0009]向形成在涡轮壳体102的内部的旋涡形状的涡旋流路112流入的废气e使涡轮动叶片108以及涡轮轴106旋转。进一步，使和涡轮轴106连接的压缩机动叶片旋转，通过该压缩机动叶片的旋转向发动机供气。隔热板116介于该涡旋流路112和轴承壳体104之间，通过隔热板116在轴承壳体104侧形成绝热空间118。
[0010]涡轮壳体102和一体形成在轴承壳体104上的凸缘部114通过螺栓120被接合，在涡轮壳体102的接合面122和凸缘部114的接合面124之间安装有垫片126。通过该垫片124，确保该接合面122以及124的密封性能。
[0011]在专利文献2中，公开了涡轮壳体以及轴承壳体的接合部的其它结构。以下，通过图10说明该接合部的结构。在图10所示涡轮增压器200中，涡轮壳体202具有供形成在轴承壳体210周围的凸缘部212嵌入的凹部204。该凸缘部212向凹部204突出，在与涡轮壳体202的端面206之间形成阶梯差G。
[0012]设置有在涡轮壳体202的端面206上开口的孔208，在该孔208中形成有内螺纹部209。该内螺纹部209与螺栓220螺合，在紧固螺栓头部的接触面222和涡轮壳体202的端面206之间，安装有垫圈224。垫圈224跨过阶梯差G地倾斜配置。此处，通过紧固螺栓220的紧固力，使垫圈224弹性变形，使缔结紧固螺栓220产生张力。
[0013]由此，使螺栓220的轴力上升，防止运转时的轴力的下降，能将涡轮壳体202和轴承壳体204更加坚固地紧固在一起。
[0014]专利文献1:日本特开平7-189723号公开公报
[0015]专利文献2:日本特开2010-209708号公开公报
[0016]发明要解决的问题
[0017]由于提高发动机的输出，发动机的燃烧气体温度年年上升。因此，由废气引起的涡轮壳体和轴承壳体等的热膨胀增大，从这些壳体的接合部泄漏气体的担忧增大。
[0018]在专利文献I所公开的密封单元中，使涡轮增压器100运转，由于没有考虑涡轮壳体102以及轴承壳体104等的热膨胀，产生这些热膨胀时，在接合部产生缝隙，有产生气体泄漏的担忧。
[0019]在专利文献2所公开的接合部的结构中，由于在凸缘部212和涡轮壳体202的端面206之间形成有阶梯差G，该端面206和垫圈224之间、或者紧固螺栓220的接触面222和垫圈224之间产生隙缝。因此，存在无法提高壳体的接合部的密封性能的问题。
【发明内容】
[0020]本发明鉴于这种以往技术的问题，其第I目的在于，对于近年来废气温度上升的倾向，使涡轮壳体和轴承壳体的接合部的密封性能提高。另外，其第2目的在于，简化该接合部的构造，使壳体部件具有通用性而实现用途扩大，并且使接合部的加工变得容易并节减加工費用。
[0021]用于解决问题的手段
[0022]为了达到这种目的，本发明的涡轮增压器壳体的密封构造用于密封涡轮增压器的涡轮壳体和轴承壳体的接合面，其中，涡轮壳体的端面包括:和轴承壳体的凸缘部接触并形成密封面的内侧端面；以及不与该凸缘部形成密封面、相对于该内侧端面和该凸缘部的螺栓抵接面具有阶梯差的外侧端面，在所述密封面安装有能够弹性变形的密封圈，并且通过与涡轮壳体的端面螺合的螺栓的头部接触面和所述内侧端面夹持所述凸缘部，所述密封圈的弹性变形后的压溃量通过螺栓紧固前形成的所述凸缘部和所述外侧端面的阶梯差设定，在所述凸缘部的背面进一步设置有隔热壁，该隔热壁和凸缘部一体形成，将所述涡轮壳体的内部空间与所述密封圈之间隔开，在所述螺栓紧固前，所述凸缘部的背面与所述涡轮壳体的所述内侧端面之间、以及所述隔热壁的顶端部与喷嘴固定件之间，隔开有相当于所述压溃量的间隔，所述喷嘴固定件设在所述涡轮壳体的内部，并形成废气流路。
[0023]这样，由于轴承壳体的凸缘部通过螺栓的头部接触面和涡轮壳体的内侧端面夹持，因此容许涡轮壳体以及轴承壳体的热变形，并且能够将接合面的密封性能维持得较高。
[0024]另外，轴承壳体的凸缘部的螺栓抵接面和涡轮壳体的外侧端面之间存在阶梯差，通过螺栓紧固后，由于由该凸缘部和涡轮壳体的内侧端面形成的密封面以相当于所述阶梯差的压溃量被按压并发生弹性变形，因此即使密封面构成部件发生热变形，也能够容许该热变形并将密封性能维持得较高。
[0025]另外，由于密封面构成部件的弹性变形后的压溃量通过螺栓紧固前形成的该凸缘部和涡轮壳体的外侧端面的阶梯差设定，因此能容易地设定最能发挥密封性能的压溃量。
[0026]另外，由于由螺栓的头部接触面和涡轮壳体的内侧端面夹持轴承壳体的凸缘部，因此轴承壳体的凸缘部可以不用设置螺栓孔等。由此，轴承壳体的凸缘部的加工变得容易，能节减加工費用。另外，轴承壳体的通用性扩大，能够扩大用途。
[0027]在本发明的密封构造中，可以是，螺栓紧固前，在轴承壳体的凸缘部和涡轮壳体的外侧端面之间形成有相当于该密封圈的压溃量的阶梯差，所述螺栓紧固后，所述凸缘部的背面与所述涡轮壳体的所述内侧端面之间、以及所述隔热壁的顶端部与所述喷嘴固定件之间的间隔被关闭。
[0028]由此，通过螺栓紧固后，能使密封圈以压溃量被按压并发生弹性变形，因此即使密封面构成部件产生热变形也能够将密封面的密封性能维持得较高。另外，由于仅仅使密封圈弹性变形，因此不用使涡轮壳体或轴承壳体弹性变形。因此，能够扩大涡轮壳体或轴承壳体的材质选择的自由度。
[0029]除所述构成之外，也可以是，所述密封圈的截面呈近似半圆形，所述密封圈构成为能够弹性变形，所述螺栓紧固后，该密封圈的两端分别压接在所述凸缘部的背面以及所述内侧端面上。
[0030]在本发明的密封构造中，螺栓的头部可以一体或者分体地具有凸缘或者垫圈，所述凸缘或者垫圈与轴承壳体的凸缘部接触，扩大与该凸缘部接触的接触面。由此，能够扩大螺栓的接触面与该凸缘部接触的接触面积，能够增大螺栓对于凸缘部的紧固力，能够进一步坚固地夹持凸缘部。
[0031]发明的效果
[0032]采用本发明，涡轮增压器壳体的密封构造用于密封涡轮增压器的涡轮壳体和轴承壳体的接合面，其中，涡轮壳体的端面包括:和轴承壳体的凸缘部接触并形成密封面的内侧端