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    渦輪增壓器壓氣機端密封結(jié)構(gòu)研究

    2014-02-10 02:21:46錢海斌
    現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 2014年2期
    關(guān)鍵詞:增壓器密封

    錢海斌

    摘要:分析了渦輪增壓器壓氣機端密封結(jié)構(gòu)的常用形式,存在的利弊,提出了一種新的結(jié)構(gòu)形式。

    關(guān)鍵詞:增壓器;密封;結(jié)構(gòu)研究

    中圖分類號:TB

    文獻標(biāo)識碼:A

    文章編號:16723198(2014)02018801

    現(xiàn)在汽車行業(yè)正面臨著資源緊張、油價高漲、環(huán)境惡化等多重困難,政府和消費者都渴望有一種技術(shù)能使汽車更加節(jié)能環(huán)保——渦輪增壓技術(shù)是汽車節(jié)能減排的有效途徑之一。

    在國外,特別是發(fā)達國達,渦輪增壓技術(shù)已經(jīng)有100多年的歷史,發(fā)展已經(jīng)比較成熟,而且廣泛應(yīng)用。我國的渦輪增壓器產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,也形成了一定的規(guī)模,但產(chǎn)品的性能和可靠性與國外品牌相比,有一定的差距,特別是可靠性問題最為突出。可靠性問題主要表現(xiàn)在部分增壓器工作時,機油泄漏,特別是增壓器壓氣機端機油泄漏,機油進入發(fā)動機氣缸,使發(fā)動機和增壓器的性能下降,排放惡化,嚴(yán)重的可能導(dǎo)致增壓器損壞。造成增壓器壓氣機端漏油的因素有很多,有用戶使用方面的,有增壓器自身的,如結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造裝配水平等等。壓氣機端密封結(jié)構(gòu),每個渦輪增壓器廠家都有自己的特點。

    1渦輪增壓器的密封結(jié)構(gòu)與原理

    渦輪增壓器在壓氣機端設(shè)置了密封裝置,起封氣和封油的作用,封氣主要是防止壓氣機端空氣向中間體內(nèi)腔泄漏;封油主要是防止中間體內(nèi)的機油向壓氣機流道內(nèi)泄漏。

    目前渦輪增壓器上一般采用環(huán)式密封裝置,其特點是將活塞環(huán)形狀的彈性密封環(huán)安裝在壓氣機端的軸封套(3)內(nèi),密封環(huán)依靠其彈力張緊在中間體上封油蓋(4)的內(nèi)孔中,在正常工作狀態(tài)下不轉(zhuǎn)動。其工作狀態(tài)如圖2所示。

    (1)正常工作狀態(tài)。

    (2)(3)發(fā)動機睡瞬間負荷加大或減小時密封環(huán)的工作狀態(tài)。

    為保證密封環(huán)可靠地工作,應(yīng)使密封環(huán)保持在槽內(nèi)且有較高的彈力,彈力大小必須能夠克服空氣壓力造成的軸向力。

    這種密封結(jié)構(gòu)簡單,也較為可靠,渦輪增壓器幾乎都采用了這種密封形式。但這種密封結(jié)構(gòu)環(huán)數(shù)較少,且有開口,所以只有在密封環(huán)兩端流體壓力趨于平衡或者相差不大時,才能達到較好的密封效果。

    2一種新的壓氣機端密封結(jié)構(gòu)

    當(dāng)壓氣機葉輪在較大負壓條件下工作時,葉輪背面壓力會遠遠低于中間體內(nèi)部壓力,在壓力差高達80kPa的情況下,上述金屬密封環(huán)結(jié)構(gòu)也不能保證有效密封。通過對國外增壓器的研究,介紹一種新的壓氣機端密封結(jié)構(gòu),如圖三所示。

    2.1基本結(jié)構(gòu)

    固定在中間體(11)上的銅板(8)限位止推間隔套(7),封油蓋(2)由彈性擋圈(10)固定在中間體上。以封油蓋(2)為基座,里面裝配著一套徑向、端面密封結(jié)構(gòu),彈簧(3)頂住墊片(4)、推著止推片(6),止推片貼緊止推間隔套(7),止推片與封油蓋之間由O形圈(5)密封。轉(zhuǎn)軸(14)、止推間隔套(7)、定距套(1)、壓氣機葉輪(12)由螺母(13)預(yù)緊,組成一個轉(zhuǎn)子運動副。在彈簧的作用下,止推片與止推間隔套貼在一起,止推片(6)必須是摩擦小、耐磨性好的材料,比如石墨。

    這種石墨環(huán)的接觸式密封,靠彈簧將石墨止推片緊壓在旋轉(zhuǎn)的止推間隔套的端面上,這樣就能保證在壓力差較大條件下的可靠密封。

    3結(jié)束語

    渦輪增壓器壓氣機端的密封結(jié)構(gòu)是多種多樣的,其原理大多是一致的。要創(chuàng)造有利的壓力平衡狀態(tài),把氣、油嚴(yán)密分開,采用有效的密封措施,尤其是接觸式密封,可達到有效阻止漏氣、漏油的目的。

    參考文獻

    [1]朱大鑫.渦輪增壓與渦輪增壓器[M].北京:中華書局,1997.

    [2]魏名山,馬朝臣,黃若.車用渦輪增壓器密封結(jié)構(gòu)的檢測[J].車用發(fā)動機,2004,(04).

    [3]王勝光,張炳聞,陳長征.渦輪增壓器密封環(huán)的溫度場及熱變形研究[J].潤滑與密封,2005,(1).

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