用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置的制作方法

本发明涉及一种用于在车辆的两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置，其中两级涡轮增压器由高压涡轮增压器和低压涡轮增压器组成。

背景技术：

在使用涡轮增压器发动机的车辆中，配备有高压涡轮增压器和低压涡轮增压器的两级涡轮增压器系统被使用，以提供最佳的加压空气而覆盖宽的驱动范围。两级涡轮增压器系统包括具有不同流通能力的两个涡轮增压器，它们布置在排气歧管的排气通路上，以在低速和低负载范围内使用高压涡轮增压器、并在高速和高负载范围内使用低压涡轮增压器进行高压增压。此外，在涡轮增压器于中速和中负载操作的区域中，两级增压使用串联的高压涡轮增压器和低压涡轮增压器来执行。

在配备有两级涡轮增压器的车辆中，轴承箱的内部压力(活塞环内到轴颈轴承的压力)通过发动机润滑油的压力来控制，使得高压涡轮增压器处的压力和低压涡轮增压器处的压力相等，从而适当地润滑轴承系统。然而，由于两级涡轮增压使用高压增压和低压增压，在低压涡轮增压器处的压缩机叶轮的背侧压力(涡轮增压压力)比在高压涡轮增压器处的压缩机叶轮的背侧压力低。因此，由于活塞环的前端和后端处的压力不平衡而导致低压涡轮增压器在结构上容易泄漏润滑油。特别是在负载的卡车下坡行驶时的发动机的高怠速范围内，发动机较高的每分钟转数(RPM)将增加润滑油压力，由此增加了轴承箱的内部压力。相反，由于施加于发动机的负载减小，所以压缩机叶轮的背侧压力也相对减小。因此，低压涡轮增压器比高压涡轮增压器更容易发生润滑油泄漏。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的背景 的理解，并且不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

相应地，本发明已经注意到现有技术中出现的上述问题，并且本发明致力于提供一种用于在车辆的两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置，该装置可防止在两级涡轮增压器系统(包括高压涡轮增压器和低压涡轮增压器)中润滑油由于高压压缩机叶轮和低压压缩机叶轮之间的背侧压力不同导致的泄漏。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供在两级涡轮增压器中用于减少润滑油泄漏的装置。该装置包括传输部，该传输部将高压涡轮增压器连接到低压涡轮增压器，允许洁净的空气从高压涡轮增压器传输到低压涡轮增压器。

根据本发明的实施方案，传输部可将高压涡轮增压器的压缩机叶轮的后表面连接到低压涡轮增压器的压缩机叶轮的后表面。

该装置可进一步包括单向阀，其设置在传输部上的高压涡轮增压器侧，该单向阀阻止洁净的空气倒流。

该装置可进一步包括轴承箱，其设置在高压涡轮增压器或低压涡轮增压器上，该轴承箱允许润滑油供给使压缩机叶轮旋转的轴。每个轴承箱包括轴承、套筒和腔室。传输部将高压涡轮增压器的腔室连接到低压涡轮增压器的腔室。

根据具有如上所述的结构的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置，通过设置将高压涡轮增压器的高压压缩机叶轮后表面连接到低压涡轮增压器的低压压缩机叶轮的后表面的传输部，使得在高压涡轮增压器的压缩机侧的活塞环的前端和后端之间的压力差异与在低压涡轮增压器的压缩机侧的活塞环的前端和后端之间的压力差异相等。由此，这防止了轴承箱内的润滑油穿过活塞环分散到压缩机叶轮的后表面，从而减少了润滑油的泄漏和消耗。

附图说明

本发明的上述和其它目的、特征以及优点将结合附图从以下的详 细描述中被清楚地理解，其中：

图1为显示了根据本发明的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置的示例性实施方案的结构示意图。

图2为图1中所示的传输部侧的细节图。

图3为显示了根据本发明的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置的另一个示例性实施方案的结构示意图。

图4为图3中所示的传输部侧的细节图。

具体实施方式

现在将对根据本发明示例性实施方案的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置(其示例显示在附图中)做出更加详细的说明。并且，相同的附图标记将用在整个附图和说明书中指代相同或相似的部分。

图1为显示了根据本发明的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置的示例性实施方案的结构示意图，图2为图1中传输部侧的细节图。

根据本实施方案的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置，其包括将高压涡轮增压器100连接到低压涡轮增压器200的传输部500，使得洁净的的空气(介于压缩机叶轮背面和轴承箱背板之间的加压空气)从高压涡轮增压器100传输到低压涡轮增压器200。传输部500可由任何结构实现，例如管道或圆管，通过它们传输洁净的空气。

用于减少润滑油泄漏的装置还包括：设置在高压涡轮增压器100中的轴承箱330，其允许润滑油供给至使压缩机叶轮310旋转的轴320，以及设置在低压涡轮增压器200中的轴承箱430，其允许润滑油供给至使压缩机叶轮410旋转的轴420。轴承箱330包括轴承331、套筒332和腔室333。轴承箱430包括轴承431、套筒432和腔室433。传输部500将高压涡轮增压器100的轴承箱330的腔室333连接到低压涡轮增压器200的轴承箱430的腔室433。

更详细地描述，高压涡轮增压器100包括涡轮110和压缩机300，通过轴320将涡轮叶轮111和压缩机叶轮310彼此连接，而低压涡轮增压器200包括涡轮210和压缩机400，通过轴420将涡轮叶轮211和 压缩机叶轮410彼此连接。轴承箱330和轴承箱430提供用于润滑轴320和轴420的功能。轴承箱330包括轴承331、止推轴承334、套筒332、插入环336和腔室333；该轴承331围绕轴320，该止推轴承334设置在轴承331和压缩机叶轮310之间，该套筒332具有在其外圆周上的活塞环335。轴承箱430包括轴承431、止推轴承434、套筒432、插入环436和腔室433；该轴承431围绕轴420，该止推轴承434设置在轴承431和压缩机叶轮410之间，该套筒432具有在其外圆周上的活塞环435。

在配备有两级涡轮增压器的车辆中，考虑到涡轮增压器的特性，轴承箱330和轴承箱430的内部压力(即压缩机300和400侧的套筒332和432的活塞环335和435的内部压力)通过发动机的润滑油压力来控制。为了轴承箱330和轴承箱430的适当润滑功能，高压涡轮增压器100侧的压力和低压涡轮增压器200侧的压力必须保持相等。然而，由于两级涡轮增压包括高压涡轮增压和低压涡轮增压，压缩机叶轮310和压缩机叶轮410的背侧压力(增压压力)在低压涡轮增压器200侧比在高压涡轮增压器100侧低。

轴320和轴420的轴承331和轴承431从润滑油通道338和438经过润滑油通路337和437被供给润滑油。优选地，用这种方式供给的润滑油提供给止推轴承334和止推轴承434以及套筒332和套筒432，而并不提供给更远的部件。然而，不像在高压涡轮增压器100侧，在低压涡轮增压器200侧的轴承箱430内，由于在活塞环435的前端和后端之间压力不平衡导致润滑油穿过套筒432的活塞环435而分散到腔室433。

特别是在负载的卡车(商用柴油车辆)下坡行驶的发动机的高怠速每分钟的转数(RPM)的范围内，发动机的高RPM将增加润滑油的压力，由此增加了轴承箱330和轴承箱430的内部压力。相反，由于施加于发动机的负载减小，压缩机叶轮310和410的背侧压力也相对减小。因此，低压涡轮增压器400比高压涡轮增压器300更容易发生润滑油溢出。在此，润滑油溢出被定义为过多的润滑油泄漏，并且传输部500为阻止润滑油泄漏而设置。

为此，本发明设置了传输部500，其将高压涡轮增压器100的高压 压缩机叶轮310的背侧连接到低压涡轮增压器200的低压压缩机叶轮410的背侧，由此，在高压涡轮增压器100的压缩机300侧的活塞环335的前端和后端之间的压力差异与在低压涡轮增压器200的压缩机400侧的活塞环435的前端和后端之间的压力差异是相同的。更具体地，经由传输部500，通过将高压压缩机300的轴承箱330的腔室333连接到低压压缩机400的轴承箱430的腔室435，使得压力被平均划分。

因此，能够阻止在轴承箱430中的润滑油向压缩机叶轮410的后表面分散，即轴承箱430的腔室433，由此减少了润滑油的泄漏和消耗。由于洁净的空气能够从高压压缩机300侧传输到低压压缩机400侧，高压压缩机叶轮310的背侧压力与低压压缩机叶轮410的背侧压力能够相等，从而防止了润滑油的泄漏。

此外，单向阀600设置于传输部500在高压涡轮增压器100侧的部分。单向阀600防止洁净的空气倒流。单向阀600可选择性地应用。图3为显示了根据本发明另一个示例性实施方案的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置的结构示意图，图4为图3中传输部侧的细节图。如图3所示，两级涡轮增压器由于设置在高压压缩机300侧的旁通阀340而具有旁通功能的情况下，当压缩机旁通阀340操作时，高压压缩机300侧不增压，使得高压压缩机300侧的压力比低压压缩机400侧的压力低。这由此产生了压力差，并通过传输部500而造成了洁净的空气从低压压缩机400向高压压缩机300倒流。因此，如图3和图4所示，单向阀600设置在高压压缩机300侧，其目的在于，通过传输部500允许洁净的空气从高压压缩机300传输到低压压缩机400；而防止洁净的空气在相反的情形下传输，从而避免故障。

然而，如图1和图2所示，在两级涡轮增压器中没有旁通设置在高压压缩机300侧，由于高压压缩机叶轮310的背侧压力总是高于低压压缩机叶轮410的背侧压力，洁净的空气的倒流并不会因为压力差而产生。因此，单向阀600可以在图1和图2中所示的两级涡轮增压器中省略。

因此，根据如上所述的用于在两级涡轮增压器中减少润滑油泄漏的装置，通过设置将高压涡轮增压器的高压压缩机叶轮的后表面连接到低压涡轮增压器的低压压缩机叶轮的后表面的传输部，使得在高压 涡轮增压器的压缩机侧的活塞环前端和后端之间的压力差异与在低压涡轮增压器的压缩机侧的活塞环前端和后端之间的压力差异相等。由此，这防止了轴承箱内的润滑油穿过活塞环分散到压缩机叶轮的后表面，从而减少了润滑油的泄漏和消耗。

尽管出于说明的目的已描述了本发明的示例性实施方案，但是本领域一般技术人员将意识到，各种修改形式、增加形式和替代形式都是可行的，并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。