[發明專利]具有竄油保護的渦輪增壓器組件

有效

• 申請號: 201810029594.7
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108301914B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: T·羅納;P·拉馬薩米;K·C·厄爾;S·A·加靈斯
• 申請（專利權）人: 珀金斯發動機有限公司
• 主分類號: F02B39/14
• 分類號: F02B39/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;尹景娟

渦輪增壓器組件可被設置有可操作以控制渦輪流動路徑(5)中的廢氣(4)的流量的廢氣流量控制裝置(40、28、38、29、39)。流量控制裝置可選地響應于傳感器(S1、S2)輸入而操作以保持壓縮機(22、32)的至少最小轉速(Rmin)。選擇最小轉速以保持橫跨密封件(25、35)從壓縮機流動路徑(3)至油流動路徑(26、36)的至少最小壓力梯度，以例如當組件在傾斜位置中操作時抑制軸的軸承(24、34)竄油。

技術領域

本發明涉及渦輪增壓器中的竄油。

背景技術

在本說明書中，渦輪增壓器是包括由廢氣流量驅動旋轉的渦輪的組件，該渦輪驅動壓縮機，該壓縮機促使進氣流過壓縮機流動路徑。通常，壓縮機和渦輪固定在由供油潤滑的軸承中旋轉的軸上，其中壓縮機將空氣供應至內燃機，而渦輪由發動機中的廢氣流量驅動。潤滑油從軸的軸承泄漏至流過壓縮機流動路徑的進氣中的傾向被視為竄油。

因為廢氣流速隨著發動機轉速和負載而變化，因此通常提供如下裝置：發動機控制單元可主動地控制通過渦輪流動路徑的廢氣流量，以便優化不同操作狀態下的效率。

實現這一點的一種方式是通常借助被布置在渦輪上游的可調導向葉片來改變渦輪流動路徑的幾何形狀。例如，WO2016048678A1公開了一種渦輪增壓器：導向葉片經由齒輪致動機構通過被設置在渦輪增壓器軸承殼體外部的致動器來控制，以改變渦輪葉輪入口處的廢氣的流入角。當通過渦輪增壓器的流速變化時，導向葉片的迎角被控制以使效率最大化。

廢氣流量也可借助于被布置為使渦輪流動路徑中的可變比例的氣體轉向以繞過渦輪的閥來控制。廢氣的轉向部分可被排放至環境，在這種情況下，閥通常被稱為廢氣門。

在分級渦輪增壓器組件中可采用類似的流量控制裝置，在該分級渦輪增壓器組件中，兩個或更多個渦輪增壓器以串聯流動關系布置來提供更高的壓縮比。例如，US9003794(B2)公開了具有用于選擇性地繞過高壓渦輪和低壓渦輪的閥的分級高壓和低壓渦輪增壓器。

發明內容

本文公開了一種包括第一渦輪增壓器的組件，該第一渦輪增壓器包括第一渦輪和第一壓縮機，該第一渦輪和第一壓縮機被支撐為在經由油流動路徑供油的軸承中旋轉。在油流動路徑與壓縮機流動路徑之間布置有密封件以防止油泄漏至壓縮機流動路徑中。還提供了流量控制裝置以通過控制渦輪流動路徑中的廢氣流量來控制第一渦輪和第一壓縮機的轉速。流量控制裝置被布置為操作以控制渦輪流動路徑中的廢氣流量以保持第一壓縮機的至少最小轉速，其中選擇最小轉速以保持橫跨密封件從壓縮機流動路徑至油流動路徑的至少最小壓力梯度。

本文還公開了一種控制渦輪增壓器組件中的漏油的方法，該方法包括以下步驟：操作流量控制裝置以控制渦輪流動路徑中的廢氣流量以保持第一壓縮機的至少最小轉速，以及選擇最小轉速以保持橫跨密封件從壓縮機流動路徑至油流動路徑的至少最小壓力梯度。

附圖說明

本發明的進一步特征和優點將從現在僅以示例的方式并且不限于權利要求的范圍并參考附圖來描述的說明性實施例變得顯而易見，其中：

圖1示意地示出包括第一(低壓)和第二(高壓)渦輪增壓器的分級渦輪增壓器組件；

圖2是圖1的第一(低壓)渦輪增壓器的放大圖；

圖3和4以簡化橫截面示出了第一(低壓)渦輪增壓器的軸和軸承，其中該組件分別處于正常使用位置(圖3)和有角度傾斜位置(圖4)；且

圖5是示出第一壓縮機的最小轉速Rmin如何隨著組件的傾角A而變化的簡化圖。

出現在一個以上圖式中的附圖標記指示每個圖式中的相同或對應特征。

具體實施方式

參考圖1和2，內燃機1被布置為經由壓縮機流動路徑3從分級渦輪增壓器組件接收進氣2(在該情況下為壓縮空氣)，并且經由渦輪流動路徑5以可變流速將廢氣4返回供應至渦輪增壓器。