一种涡轮增压器压力气体平衡系统结构的制作方法

本发明涉及涡轮增压器技术领域，尤其涉及一种涡轮增压器压力气体平衡系统结构。

背景技术：

随着内燃机负荷的增加，涡轮增压器的运用转速和运用压比随之增高，增压器传统铝合金材料压气机叶轮在高转速、大直径的应用背景下，其工作时与吸入的被压缩空气摩擦产生的叶轮表面材料的温度也随之增大，压气机叶轮在此高温、高转速下长期运用，会明显降低其铝合金材料的机械特性及疲劳寿命，影响增压器及内燃机的运用可靠性。

涡轮增压器涡端密封结构在长期运用中会因产生积碳而降低封油能力，增压器在低转速运用时也会因转速过低导致反螺纹迷宫结构的密封能力不强，使轴承壳体回油腔中的润滑油通过密封结构的间隙溢出，造成增压器漏油或积碳严重。

技术实现要素：

本发明提供一种涡轮增压器压力气体平衡系统结构，以克服上述技术问题。

本发明涡轮增压器压力气体平衡系统结构，包括：

开设于中间体的压力气体进入通道、与所述压力气体进入通道连通的平衡通道，所述平衡通道一端连接压气机端的压气机气封圈的环形腔，所述平衡通道的另一端与涡轮端油气密封结构连通连接。

进一步地，还包括：

设置于所述平衡通道两端的单向阀，所述单向阀用于在所述压力气体进入平衡通道后，按比例调节通往压气机端和涡轮端气体的流量。

进一步地，所述压力机气封圈还设置通气孔，所述通气孔与所述环形腔连通。

进一步地，所述通气孔均匀分布在所述压力机气封圈上。

进一步地，所述环形腔内外设置o型圈。

本发明涡轮增压器压力气体平衡系统在不增加其他零部件、不破坏增压器整体结构、不影响增压器整机性能和可靠性的前提下，能够同时解决气机叶轮叶背冷却功能及涡轮端油气封密封功能相互间无关联甚至互相冲突干涉的问题。适用于各种大小尺寸的轴流、径流增压器，在有、无外界压力气体源的情况下均可应对，方便实施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明涡轮增压器压力气体平衡系统结构示意图；

1、轴承壳体；2、压力气体进入通道；3、压力气体平衡通道；4、环形腔；5、压气机气封圈；6、压气机气封圈均匀布置钻孔；7、密封o型圈；8、连接紧固件；9、压气机端单向阀；10、涡轮端单向阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明涡轮增压器压力气体平衡系统结构示意图，如图1所示，本实施例的结构可以包括：

开设于中间体的压力气体进入通道、与所述压力气体进入通道连通的平衡通道，所述平衡通道一端连接压气机端的压气机气封圈的环形腔，所述平衡通道的另一端与涡轮端油气密封结构连通连接。

具体而言，压气机气封圈安装在轴承壳体压端一侧，通过螺栓与轴承壳体轴向压紧连接。通过在支承体上钻孔的方式，将环形腔与外界连通，以保证压力气体可顺利无泄漏地由外界气源进入环形腔。压力气体从轴承壳体的气体通道进入，并沿压力气体平衡通道进行气体分流，一部分流向压气机端环形腔参与叶背冷却，另有一部分流向涡轮端参与涡端滑油密封。具体两端的压力气体分配流量，根据实际需要，通过提前设定平衡通道两端的出口面积来进行调节。通过在支承体上加工压力气体流通通道，使压力气体由此通道从外界进入涡轮端，参与滑油密封。

进一步地，还包括：

设置于所述平衡通道两端的单向阀，所述单向阀用于在所述压力气体进入平衡通道后，按比例调节通往压气机端和涡轮端气体的流量。

具体而言，本实施例压气机端单向阀和涡轮端单向阀可以同时发挥压气机叶背冷却功能和涡轮端密封加强功能，也可以选择其中一种单独进行工作。

进一步地，所述压力机气封圈还设置通气孔，所述通气孔与所述环形腔连通。

具体而言，压气机气封圈与轴承壳体配合形成一圈环形腔，压气机气封圈均匀布置斜钻一圈孔，将环形腔与压气机叶轮叶背腔连通。并通过连接紧固件将压气机气封圈和轴承壳体压紧在一起形成环形腔，流向压气机端压力气体将在环形腔内聚集，依靠内外两道密封o型圈保证压力气体不外泄，气体沿周向方向流动，在通过压气机气封圈一周均匀布置的通孔后，进入并直接作用到压气机叶轮叶背高温区，使表面高温区温度下降到理想范围内，达到叶背冷却的目的。在有外界压力气源的前提下，如不需要叶背冷却功能，则只需要将压气机端单向止逆阀彻底关闭，或压气机气封圈均匀布置钻孔不加工，或用工艺堵堵死，压力气体无法流入压气机端，只能全部进入涡轮端参与密封。

在无外界压力气源的前提下，如不需要叶背冷却功能，则需将压气机端单向止逆阀彻底关闭，或者在压力气体进入通道的起始端加装螺堵密封，防止轴承壳体漏气。增压器工作时压气机叶轮自身产生的压力气体将通过压气机气封圈均匀布置钻孔进入到环形腔，再通过压力气体平衡通道进入到涡端参与密封。

进一步地，所述通气孔均匀分布在所述压力机气封圈上，且该通气孔的开通方向应与叶轮旋转方向同向。

具体而言，本实施例通气孔的开通方向与叶轮旋转方向同向进一步地提高了冷却效率。

进一步地，所述环形腔内外设置o型圈。

具体而言，环形腔由内外两道o型圈径向密封。保证腔内压力气体不会流出。

本发明的优点在于：将传统的压气机叶背冷却技术与涡轮端引气密封结构集成为一体式的新型压力气体平衡系统结构，可以同时发挥压气机叶背冷却功能和涡轮端密封加强功能，也可以选择其中一种单独进行工作。此系统结构依附于原有的增压器轴承壳体与油气封结构，不再增加新的零部件，不对增压器的性能及可靠性产生影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种涡轮增压器压力气体平衡系统结构，包括：开设于中间体的压力气体进入通道、与所述压力气体进入通道连通的平衡通道，所述平衡通道一端连接压气机端的压气机气封圈的环形腔，所述平衡通道的另一端与涡轮端油气密封结构连通。本发明能够同时或单独解决压气机叶轮叶背冷却功能及涡轮端油气封密封功能问题的系统结构方案。本发明在不增加其他零部件、不破坏增压器整体结构、不影响增压器整机性能和可靠性的前提下，能够同时解决气机叶轮叶背冷却功能及涡轮端油气封密封功能相互间无关联甚至互相冲突干涉的问题。

技术研发人员：张博睿;高博;闻俊夫
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：2018.07.27
技术公布日：2018.12.07