[發明專利]軸密封部

有效

• 申請號: 201110093627.2
• 申請日: 2011-04-08
• 公開（公告）號: CN102213117A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: J·施利恩格;M·基斯;P·阿伯勒;G·芒丁格
• 申請（專利權）人: ABB渦輪系統有限公司
• 主分類號: F01D25/18
• 分類號: F01D25/18;F01D25/16;F02C7/28;F02C7/06;F02C6/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;梁冰

技術領域

本發明涉及流體機械的、尤其地利用內燃機的廢氣加載的廢氣渦輪增壓器的領域。

本發明涉及這種流體機械的軸密封部(Wellendichtung)。

背景技術

目前，應用標準化的廢氣渦輪增壓器用于內燃機的功率提升，該廢氣渦輪增壓器帶有在內燃機的排氣管中的渦輪以及位于內燃機之前的壓縮機，該壓縮機通過共同的軸與渦輪相連接。在借助于廢氣渦輪增壓器增壓內燃機的情況下，提高在氣缸中的充氣量并由此增加氣缸中的燃料混合物，并且從中獲得用于內燃機的明顯的功率提升。可選地，借助于動力渦輪(Nutzturbine)可將結合(binden)在內燃機的廢氣中的能量轉化成電能或機械能。在此，代替壓縮機(例如在廢氣渦輪增壓器中)，發電機或機械消耗器(Verbraucher)聯接在渦輪軸處。

標準化地，廢氣渦輪增壓器由轉子(其由軸、壓縮機葉輪(Verdichterrad)以及渦輪葉輪(Turbinenrad)組成)、用于軸的支承、引導流動的殼體部件(壓縮機殼體以及渦輪殼體)以及軸承殼體組合而成。

由于在渦輪側以及壓縮機側的流動區域中的高的過程壓力(Prozessdruck)，必須利用合適的密封方案相對于軸承殼體的空腔密封廢氣渦輪增壓器的軸。通常，在軸承殼體的空腔中的內壓力相應于大氣壓力。相反地，在壓縮機側或渦輪側的流動通道中的氣壓與廢氣渦輪增壓器的當前運行點(Betriebspunkt)相關，并且在大多數運行點中該氣壓位于軸承殼體的空腔中的壓力之上。但是，在一定的情況中，同樣必須考慮負壓，例如在部分負載運行中或在靜止狀態(Stillstand)中。

從文件DE?20?25?125中已知廢氣渦輪增壓器的渦輪側的軸密封部，該軸密封部由徑向軸承的渦輪側的簡單的集油腔以及帶有在軸和軸承殼體之間的密封作用的活塞環組合而成。軸向地從徑向軸承離開的軸承油噴射(spritzen)到向外錯位且旋轉的軸肩上，并且通過離心力被甩到集油腔中。緊接著，如此被甩出的軸承油在集油腔之內跟隨重力向下流動，并且再次回到軸承潤滑的油循環中。

標準化地，為了減少氣體從流動通道中通過渦輪的葉輪后部空間(Radrückraum)泄漏到軸承殼體的空腔中，應用由金屬(例如灰口鑄鐵)制成的活塞環。在軸承殼體中，處于應力中的活塞環卡緊在帶有軸向的止動肩部的徑向的槽中。旋轉的軸設有徑向的槽作為相對于活塞環的配合件，其中，活塞環軸向地被俘獲(fangen)在該槽之內，并且活塞環徑向地覆蓋該槽。由于廢氣壓力和在軸承殼體的內部中的壓力之間的壓力差，在已有的壓力梯度的方向上在槽之內將活塞環軸向地推向止動部。通過活塞環軸向地支撐在槽內表面中的一個處，活塞環磨合(einschleifen)并且相對于廢氣流密封軸承殼體空間。為了改進密封作用，也可應用兩個或多個活塞環，例如在文件CH?661?964?A5、文件US?3?180?568、文件US?4?196?910或文件EP?1?860?299中公開的那樣。在這些文件中顯示出，如何可通過附加地應用密封空氣(Sperrluft)或對兩個活塞環之間的空間通風提高對于熱的廢氣的密封作用，并且由此可完全地阻止廢氣漏出到軸承殼體中。