專利名稱：壓力匹配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于增壓內(nèi)燃機(jī)的廢氣渴輪增壓器領(lǐng)域。本實(shí)用新 型涉及一種用于在這種廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行壓力匹配 的裝置。
背景技術(shù)：
廢氣渦輪增壓器應(yīng)用于提高內(nèi)燃機(jī)(活塞式發(fā)動(dòng)機(jī))的功率。廢氣 渦輪增壓器包括位于內(nèi)燃機(jī)的廢氣流中的廢氣渴輪機(jī)以及位于內(nèi)燃機(jī) 的進(jìn)氣道中的壓縮機(jī)。廢氣渦輪機(jī)的渦輪被發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流置于旋轉(zhuǎn)并 通過軸驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的工作輪。壓縮機(jī)提高了在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道中的壓 力，從而在進(jìn)氣時(shí)有更大量的空氣到達(dá)燃燒室。廢氣渦輪機(jī)也被用作工 作渦輪機(jī)。在這種情況下，它們不是驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)，而 是驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或者通過連接裝置驅(qū)動(dòng)其他的機(jī)械工作部件。
軸是滑動(dòng)軸承支撐的廢氣渦輪增壓器通常是來自內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油 循環(huán)的油(發(fā)動(dòng)機(jī)油)來潤(rùn)滑。由于軸轉(zhuǎn)動(dòng)得非?？?在徑向軸承中的
圓周速度大約80m/s),優(yōu)選地使用無接觸的密封件，以防止?jié)櫥蛷?軸承件進(jìn)入壓縮^L和渦4侖;f幾的位于轉(zhuǎn)子端的空間內(nèi)。同時(shí)，這些密封件 用于限制壓縮機(jī)空氣至油室的漏氣。
無接觸的密封件的儲(chǔ)備功能不是很大。如果取決于設(shè)備，邊界條件 偏離正常值，或者如果幾何形狀由于磨損或污染(油的焦化)而改變， 那么這可能發(fā)生油泄漏。在壓縮機(jī)側(cè)，這導(dǎo)致了不受歡迎地污染壓縮機(jī) 通道或連接在后面的內(nèi)燃機(jī)增壓空氣冷卻器。在渦輪機(jī)側(cè)，泄漏的油在 渦輪軸的區(qū)域內(nèi)焦化或者到達(dá)廢氣通道，在那里通過燃燒可能導(dǎo)致不受 歡迎的藍(lán)煙。由于提高的環(huán)境敏感性，這越久就越難被容忍。
特別是在機(jī)車(牽引)的應(yīng)用領(lǐng)域中，在增壓內(nèi)燃機(jī)，通常是柴油 機(jī)的深度空轉(zhuǎn)中的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。在這種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，該裝置，即內(nèi)燃機(jī) 渦輪增壓器在吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)中工作，因?yàn)樵诮o定的渦輪增壓器轉(zhuǎn)速情況下， 壓縮機(jī)沒有形成壓力。這在壓縮^U的空氣出口處產(chǎn)生負(fù)壓，該負(fù)壓可能 為-40至-50mbar。該負(fù)壓延伸至廢氣渦輪增壓器的內(nèi)部阻隔空氣裝置，該阻隔空氣裝置導(dǎo)致密封件上的負(fù)的壓差(渦輪機(jī)側(cè)和壓縮機(jī)側(cè))。該 負(fù)的壓力可能又導(dǎo)致油泄漏，油泄漏特別是在渦輪機(jī)側(cè)在極端情況下可 能導(dǎo)致在密封蓋和渦輪盤的區(qū)域內(nèi)發(fā)生焦化或者導(dǎo)致已經(jīng)提到的藍(lán)煙。
一種可能的補(bǔ)救措施是設(shè)法獲得一種用于避免/減小最大可能負(fù)壓 的閥("真空中斷器")。然而，對(duì)于這種閥需要一定的開啟壓力(負(fù)壓)， 并且在軸承殼體處于過壓時(shí)還是保持在密封件上存在負(fù)的壓差。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)是改進(jìn)廢氣渦輪增壓器的密封裝置。 根據(jù)本實(shí)用新型，壓縮機(jī)的空氣出口通過連接管道和設(shè)在該連接管 道中的止回閥與軸承室連接。該壓力匹配裝置利用在壓縮機(jī)的空氣出口 處的一定的工作點(diǎn)上存在的負(fù)壓，以在軸承室里形成比在阻隔空氣裝置 中更強(qiáng)的負(fù)壓。因此在任何情況下，在軸承室與壓縮機(jī)或渦輪機(jī)之間的 密封件上存在負(fù)的壓降，/人而可以可靠地防止在壓縮才幾和/渦輪機(jī)中的泄 漏。
止回閥用于針對(duì)在壓縮機(jī)的空氣出口處存在過壓的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，關(guān)閉 壓縮才幾的空氣出口與軸承室之間的連接。因此防止了壓縮才幾空氣流入軸 承室。
可以附加地設(shè)置在連接管道中的可選的節(jié)流閥(Drosselblende ),
一方面用于調(diào)節(jié)從軸承室抽吸的空氣量，而另一方面用于在止回閥上或 在本實(shí)用新型的壓力匹配裝置的管道系統(tǒng)上出現(xiàn)損壞的情況下限制泄
漏質(zhì)量流。
為了在抽吸過程中限制進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣出口的油霧的量，可以可 選地在連接管道中設(shè)置油霧分離器。
為了使抽吸的量盡可能地小，可以可選地在廢氣渦輪增壓器的排油 口內(nèi)中設(shè)置虹吸管。
本實(shí)用新型的裝置也確保了在軸承室內(nèi)處于過壓的情況下保持密封。


下面4昔助附圖詳細(xì)i兌明本實(shí)用新型的實(shí)施例。在這里 圖1示出了廢氣渦輪增壓器的視圖；圖2示出了如圖i的廢氣渦輪增壓器的潤(rùn)滑油供給系統(tǒng)沿i卜n剖切
的剖視圖和本實(shí)用新型的壓力匹配裝置的多個(gè)變形方案a)-d)。
具體實(shí)施方式

圖1示出了廢氣渦輪增壓器，該增壓器包括典型的部件(從左邊起) 過濾消聲器21 (可選地可以由空氣吸入管代替)、壓縮機(jī)、軸承殼體、 廢氣渦輪機(jī)。在該圖中，分別只有這些殼體可見，即壓縮機(jī)殼體2，軸 承殼體1和渦輪機(jī)殼體3。在壓縮機(jī)中，空氣通過過濾消聲器21被吸入 并通過壓縮機(jī)的空氣出口 22^皮引入燃燒室。在廢氣渦輪才幾側(cè)，熱的廢 氣通過單道或多道的氣體進(jìn)口 31引入并通過用于排氣的氣體出口 32排 出。相應(yīng)的流動(dòng)方向用箭頭表示。
圖2示出了廢氣渦輪增壓器的軸承殼體1沿II-II剖切的剖視圖。該 剖視圖露出了渦輪軸軸承的潤(rùn)滑油供給系統(tǒng)。潤(rùn)滑油通過供油裝置41 乂人上方引入軸《、室。收集容器和-悱油口 42位于下部。渦輪軸及軸承的 細(xì)節(jié)沒有被示出。為軸承室供應(yīng)潤(rùn)滑油，并且如開頭提到，軸承室相對(duì) 于廢氣渦輪增壓器的其他部分，特別是空氣或廢氣導(dǎo)引通道密封。
根據(jù)本實(shí)用新型，壓縮機(jī)22的空氣出口通過連接管道50與軸承室 連接。在該連接管道50中i殳有止回閥52。例如在內(nèi)燃才幾的吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)中 在壓縮機(jī)的空氣出口處存在的負(fù)壓被利用，以在軸承室內(nèi)形成負(fù)壓。因 此實(shí)現(xiàn)了在密封件上存在負(fù)的壓降，/人而可以可靠;也防止泄漏到壓縮斗幾 和/或渦輪機(jī)中。針對(duì)在壓縮機(jī)的空氣出口處相對(duì)于軸承室存在過壓的正 常運(yùn)轉(zhuǎn)條件，止回闊52用于關(guān)閉壓縮機(jī)的空氣出口與軸承室之間的連 接。因此防止了壓縮4幾空氣流入軸承室。
圖2示出了連接管道50的多個(gè)變形方案。變形方案a)只具有止回閥。
除了止回閥之外，還可以在連接通道50中i殳置節(jié)流閥 (Drosselblende ) 53 。該節(jié)流閥 一方面用于調(diào)節(jié)從軸承室抽吸的空氣量， 而另 一方面用于在止回閥上或在本實(shí)用新型的壓力匹配裝置的管道系 統(tǒng)上出現(xiàn)損壞的情況下限制泄漏質(zhì)量流。在圖2中，變形方案c)和d) 具有節(jié)流閥。
為了在抽吸過程中限制進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣出口的油霧的量，可以附 加地在連接管道50中設(shè)置油霧分離器51。在圖2中，變形方案b)和d) 具有油霧分離器51。為了使抽吸的量盡可能地小，可以可選地在廢氣渦輪增壓器的排油
口 42內(nèi)中設(shè)置虹吸管。
如果在本實(shí)用新型的連接管道50中設(shè)有多個(gè)部件，那么各個(gè)部件 的次序起次要作用，原則上可以任意選擇次序。在這個(gè)意義上，所示的 實(shí)施例僅僅是示例性的次序。如果油霧分離器51設(shè)置在其他部件的上 游，也就說在連接管道50中更加靠近軸承室11,則這可能對(duì)于防止其 他部件受污染是有利的。附圖標(biāo)記清單1廢氣渦輪增壓器的軸承殼體 11軸承室2廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體21在壓縮機(jī)的空氣進(jìn)口處的過濾消聲器22壓縮才幾的空氣出口3廢氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體31廢氣渦輪機(jī)的氣體進(jìn)口32廢氣渦輪機(jī)的氣體出口41供油裝置42排油口50在壓縮機(jī)的空氣進(jìn)口與軸承室之間的連接管道 51油霧分離器 52止回閥 53節(jié)流閥
權(quán)利要求1.在廢氣渦輪增壓器中的壓力匹配裝置，其包括位于廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)的空氣出口(22)與廢氣渦輪增壓器的軸承室(11)之間的連接管道(50)，其中，在該連接管道(50)中設(shè)有止回閥(52)，當(dāng)在壓縮機(jī)的空氣出口(22)處相對(duì)于軸承室(11)存在過壓時(shí)，該止回閥關(guān)閉。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓力匹配裝置，其特征在于，在所述連接 管道(50)中附加地設(shè)有節(jié)流閥(53)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的壓力匹配裝置，其特征在于，在所述 連接管道(50)中附加地設(shè)有油霧分離器(51)。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓力匹配裝置，其特征在于，所述油霧分 離器(51)最靠近軸承室(11)地設(shè)置在連接管道(50)中。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓力匹配裝置，其特征在于， 在廢氣渦輪增壓器的軸承室(11)的排油口 (42)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有虹吸管.,
6. 廢氣渦輪增壓器，其包括壓縮機(jī)、廢氣渦輪機(jī)及如前述權(quán)利要 求中任一項(xiàng)所述的壓力匹配裝置，該壓力匹配裝置連接壓縮機(jī)的空氣出 口 (22)與廢氣渦輪增壓器的軸承室(11)。
專利摘要在廢氣渦輪增壓器中的壓力匹配裝置，其包括位于廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)的空氣出口(22)與廢氣渦輪增壓器的軸承室(11)之間的連接管道(50)，其中，在該連接管道(50)中設(shè)有止回閥(52)，當(dāng)在壓縮機(jī)的空氣出口(22)處相對(duì)于軸承室(11)存在過壓時(shí)，該止回閥關(guān)閉。因此實(shí)現(xiàn)了在任何情況下，在軸承室與壓縮機(jī)或渦輪機(jī)之間的密封件上存在負(fù)的壓差，從而可以可靠地防止在壓縮機(jī)和/渦輪機(jī)中的泄漏。
文檔編號(hào)F02B39/14GK201173151SQ20082000223
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者C·施奈德, M·-R·博蒂恩, M·舒姆 申請(qǐng)人:Abb渦輪系統(tǒng)有限公司