[发明专利]用于涡轮增压器的液压密封件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具体地更并不绝对地用于内燃机的涡轮增压器中的 液压密封件。具体地，本发明涉及用于减少从涡轮增压器涡轮机壳体或压 缩机壳体进入涡轮增压器轴承套的泄露(blow by)气体的这样一种密封 件。

背景技术

涡轮增压器为用于在超过大气压的压力(升压)下将空气供应到内燃 机的入口的已知设备。传统的涡轮增压器主要包括安装在涡轮机壳体内的 可旋转轴上的废气从动涡轮。涡轮的旋转使安装在压缩机壳体内的轴的另 一端上的压缩机轮旋转。压缩机轮将压缩空气传送到发动机的入口歧管， 从而增加了发动机动力。

涡轮增压器轴传统地由轴颈轴承和推力轴承支撑，所述轴颈轴承和推 力轴承包括适当的润滑系统，并位于在涡轮机壳体与压缩机轮壳体之间连 接的中央轴承套中。已知的是提供防止油从中央轴承套泄露到压缩机或涡 轮机壳体的有效密封系统是有问题的。因为在低升压时(例如，当发动机 空转时)，从轴承套到压缩机壳体存在明显的压降，从而使油泄露到压缩 机壳体中，所以漏油被视为在涡轮增压器的压缩机端处的特殊问题。例如， 传统地在压缩机端密封组件中包括挡油环。挡油环为环形部件，所述环形 部件与涡轮增压器轴一起旋转，并具有被布置成用于当所述环形部件旋转 时将油推离轴或者具体地将油从通过轴承套的通道推到压缩机壳体内的 表面或通道。

此外，重要的是密封装置能够经受由现代涡轮增压器传送的不断增加 的升压。轴承套的压力实际上与发动机油槽具有相同的压力(典型地约高 达100毫巴)，并且因此在轴承套与压缩机壳体和涡轮壳体之间具有压力 梯度。当在涡轮机出口处使用废气发动机制动装置时，由于这产生反压， 因此在轴承套与涡轮机壳体之间也可以设置明显的压差。因此，这种密封 装置必须能够限制从涡轮机壳体和压缩机壳体的相对高压区域进入轴承 套的相对低压区域的“漏气”气流。

虽然在涡轮增压器的涡轮机端处的漏油被视为更小的问题，然而，重 要的是防止油泄漏到涡轮机壳体中，在所述涡轮机壳体中，所述油将与废 气混合并增加废气排放。涡轮增压器涡轮通常焊接到涡轮增压器轴端处的 密封凸起部。在现有涡轮增压器轴承套中，密封通常由一个或多个密封环 (活塞型环)来提供，所述密封环位于限定在轴的外表面或在外壳中的环 形沟槽中，并用于沿进入轴承套内或从所述轴承套出来的方向限制壳体与 轴之间的气流。与轴垂直的旋转表面设置以挡住油，并因此控制漏油。

除了参照上述的泄露气外，由于发动机活塞环的密封效果减小，另外 的泄露废气进入曲柄箱并增加曲柄箱的内部压力。由于曲柄箱和轴承套通 过从涡轮增压器抽回到曲柄箱的轴承油连接在一起，因此曲柄箱中的压力 的这种增加传递给涡轮增压器的轴承套。从而，废气能够进入轴承套，并 且夹带油并使涡轮机端密封件“泄露”。随着日益严格的废气排放规定， 对将这种气体排放到大气具有限制，并对提高涡轮机端部密封装置的效率 的需要持续增加。

第EP 1387061中公开的我们的欧洲专利申请中显示了一种已知油 封装置的实例。

利用作用在液压流体上的离心力旋转用于密封旋转轴的液压密封件 已被公众所知一段时间。在US 1,014,850中披露了一个实例。简言之， 由固定结构限定的环形通道穿透在旋转轴上限定的薄盘或板(或反之亦 然)。利用旋转盘或通道产生的离心力将油保持在通道中，并且所述油提 供两者之间的密封。然而，这种密封件并不适用于热环境下的涡轮增压器。 极高的涡轮增压器旋转速度(高达150,000r.p.m.)将导致密封油的极高 的剪切率，并且从而将所述密封油的温度升高到存在由于焦化而产生的故 障的危险的水平。

发明内容

除此之外，本发明的一个目的在于提供一种改进的密封组件，所述密 封组件消除或减少一个或多个前述(和其它)问题。