一种涡轮增压器衬套及摇臂轴密封结构的制作方法

本实用新型涉及一种涡轮增压器，尤其涉及一种涡轮增压器衬套及摇臂轴密封结构。

背景技术：

涡轮增压器技术作为发动机的一项很重要的节能手段，可以有效地提高发动机的功率，改善燃油经济性，尤其是在节约燃油和降低排放等诸多方面，都给人们带来了巨大的综合效益，涡轮增压器技术是今后国内汽车发动机重要的发展趋势之一

为保证发动机的低速扭矩，涡轮增压器涡端通常采用小转动惯量的涡轮，即更小直径的涡轮；但是为了保证在发动机高速运转时涡轮不因超速而失效，需要在涡端设计废气旁通阀，旁通掉多余的废气，降低涡轮的负荷。现有技术方案是通过控制放气阀的开度来调节放气量的百分比。其中，阀盖与摇臂轴相组合，摇臂轴通过衬套伸出涡壳，并与外部驱动曲柄相连接，外部驱动曲柄与涡壳外部的传感器相连接。为保证摇臂轴与衬套可以在高温下正常工作，衬套与摇臂轴必须采用间隙配合，该设计不可避免的带来涡轮增压器衬套漏气问题。

随着涡轮增压器的大力推广和普遍应用，市场对涡轮增压器产品如汽车发动机等也提出了更高的要求，其中，涡轮增压器衬套部位的漏气已经成为目前市场反馈的涡轮增压器主要问题之一，该部位泄漏的发动机废气直接排到大气中，未经过任何处理，严重拉低了整车的排放标准，同时造成了大气环境的污染。随着各国对汽车排放要求日趋严格，涡轮增压器涡端衬套漏气的问题必须得到进一步改善。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种涡轮增压器衬套及摇臂轴密封结构。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种涡轮增压器衬套及摇臂轴密封结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种涡轮增压器衬套及摇臂轴密封结构。一种减少衬套漏气量的涡轮增压器衬套及放气阀组件包括涡壳，涡壳上设计有废气旁通孔，由阀盖进行放气调节，阀盖通过铆接或者焊接与摇臂相连，摇臂绕其摇臂轴转动，控制阀盖的开闭，衬套穿过涡壳上的通孔，通过过盈配合与涡壳安装在一起，为摇臂轴提供转动支撑，衬套具有衬套通孔，摇臂轴穿过衬套通孔伸出涡壳，与外部驱动曲柄相连接。

进一步地，衬套通孔设计分为两段，呈阶梯型，形成衬套台阶面，靠近涡壳内侧的孔径大于外侧的孔径。

进一步地，摇臂轴设计分为两段，呈阶梯型，形成摇臂轴台阶面，靠近涡壳内侧的轴径大于外侧的轴径。

进一步地，衬套台阶面和摇臂轴台阶面相互配合。

进一步地，衬套的内侧孔与摇臂轴的内侧轴配合，衬套的外侧孔与摇臂轴的外侧轴配合，两段配合的径向间隙要相同。

进一步地，衬套与摇臂轴两段配合的径向间隙范围为0.1～0.2mm。

进一步地，衬套的内侧端面到衬套台阶面的距离大于摇臂轴的内侧端面到摇臂轴台阶面的距离，即衬套与摇臂轴台阶面之间存在间隙。

进一步地，衬套台阶面与摇臂轴台阶面之间的间隙小于衬套与摇臂轴之间的径向间隙。

进一步地，衬套台阶面与摇臂轴台阶面倾斜角度为0～30°。

进一步地，衬套台阶面与摇臂轴台阶面位置平行且方向相同。

进一步地，衬套台阶面与摇臂轴的台阶面的倾斜角度大于0°时，摇臂轴台阶面与摇臂轴形成的凹槽朝向涡壳的外部，衬套台阶面与摇臂轴形成的凹槽朝向涡壳的内部。

在本实用新型的实施方式中，衬套台阶面与摇臂轴台阶面之间存在间隙，且间隙值要小于轴与衬套配合的径向间隙，同时间隙越小，密封效果越好，但是间隙不能为零，该设计主要是在保证密封效果的前提下，避免台阶面在轴向产生干涉，从而产生摩擦损失。

此外，衬套内端面与摇臂轴内端面配合，对摇臂轴起轴向定位作用，由于摇臂轴在涡壳内部承受的压力远大于在涡壳外部承受的大气压力，所以摇臂轴受到一个向外的推力，推力使衬套内端面与摇臂轴内端面贴合，从而起到对废气的密封作用。

本实用新型的有益效果是：

1、相对于现有技术方案，本实用新型仅需在零部件机加工时更改下加工尺寸，对加工工艺及材料不做更改，零部件成本不增加。

2、本实用新型在衬套和摇臂轴上设计了一个阶梯面配合，相对于现有设计方案，增加了废气流通的阻力，从而有效降低了废气的放气量。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的衬套及摇臂剖视图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的竖向台阶面局部放大图；

图3是本实用新型的一个较佳实施例的倾斜台阶面局部放大图；

图4是对比例1无密封环衬套及摇臂轴组件示意图；

图5是对比例2有密封环衬套及摇臂轴组件示意图。

图中：1.涡壳2.阀盖3.摇臂4.衬套5.摇臂轴6.衬套台阶面7.衬套的内侧端面8.摇臂轴台阶面9.摇臂轴的内侧端面。

具体实施方式

以下结合附图并参照数据进一步详细描述本实用新型。应理解，实施方式只是为了举例说明本实用新型，而非以任何方式限制实用新型范围。

实施例1

本实用新型的涡轮增压器废气旁通阀如图1所示，涡壳1设计有废气旁通孔，并由阀盖2进行放气调节，阀盖2通过铆接或者焊接与摇臂3相连接，摇臂3绕其摇臂轴旋转运动，带动阀盖开闭，衬套4通过过盈配合与涡壳1安装在一起，为摇臂轴提供转动支撑，摇臂的摇臂轴穿过衬套4伸出涡壳，与外部驱动曲柄相连。

本实用新型的衬套、摇臂轴设计如图1、图2所示，衬套4的通孔设计为阶梯形状，靠近涡壳1内侧的孔径大于外侧孔径；摇臂轴5设计为阶梯轴，靠近涡壳1 内侧的轴径大于外侧轴径；衬套4的内侧孔与摇臂轴5的内侧轴配合，衬套4的外侧孔与摇臂轴5的外侧轴配合，两段配合的径向间隙要相同，根据轴径及材料的不同，间隙设计在0.1～0.2mm以内。

衬套台阶面6到衬套的内侧端面7的距离，大于摇臂轴台阶面8到摇臂轴的内侧端面9的距离，即衬套台阶面6与摇臂轴台阶面8之间存在间隙，间隙值要小于摇臂轴5与衬套4配合的径向间隙，间隙越小，密封效果越好，但是间隙不能为零，该设计主要是在保证密封效果的前提下，避免台阶面在轴向产生干涉，从而产生摩擦损失。

衬套的内侧端面7与摇臂轴的内侧端面9配合，对摇臂轴5起轴向定位作用的同时，同时，由于摇臂轴5在涡壳1内部承受的压力远大于在涡壳1外部承受的大气压力，所以摇臂轴5受到一个向外的推力，推力使衬套的内侧端面7与摇臂轴的内侧端面9贴合，从而起到对废气的密封作用。

实施例2

本实用新型的衬套台阶面、摇臂轴台阶面倾斜设计如图3所示，两个倾斜台阶面平行且方向相同，且摇臂轴倾斜台阶面与摇臂轴形成的凹槽朝向涡壳外部，衬套倾斜台阶面与摇臂轴形成的凹槽朝向涡壳1内部。

倾斜台阶面倾斜角度根据摇臂轴5、衬套4的尺寸及工艺难度来确定，倾角范围0～30°，两个倾斜面之间留有间隙，间隙值小于轴孔配合的径向间隙。

倾斜台阶面设计方案加工难度略有增加，但是由于倾斜台阶面配合相对于竖直配合的台阶面进一步增加了气流阻力，所以密封效果更好。

对比例1

如图4所示，现有技术中对于摇臂轴和衬套的设计，绝大多数是光孔与光轴的配合，由于要防止轴与衬套因为热膨胀而卡滞，该处留有一定的间隙，该间隙也是导致漏气的最主要原因。该设计主要缺点是由于没有额外的漏气量控制方案，漏气量取决于加工间隙大小，漏气量不可控，漏气量最大，对大气的污染也最严重。

对比例2

如图5所示，现有技术中有少数采用该种方案，即在摇臂轴上增加两个凹槽，凹槽内增加金属密封环设计。该方案最主要的缺点是加工及装配工艺复杂，同时零部件数量增多，导致增压器总成成本上升，降低了产品竞争力。但该方案对漏气密封效果较好。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。