渦輪增壓器壓氣機端密封結(jié)構(gòu)研究

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

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