[發(fā)明專利]用于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810171260.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN108571347B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·P·貝金;鄧定峰;吳冉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F01D25/24
• 分類號(hào): F01D25/24;F01D25/16;F02B39/14
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 喻新學(xué)

一種用于內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓器包括中心殼體和由中心殼體限定的孔。該孔限定了主環(huán)形凹槽和輔環(huán)形凹槽，這些環(huán)形凹槽被配置為接收流體。軸頸軸承被設(shè)置在孔內(nèi)靠近軸的近端，使得軸頸軸承與旋轉(zhuǎn)軸一起將流體供給至主環(huán)形凹槽和輔環(huán)形凹槽。軸進(jìn)一步聯(lián)接至渦輪葉輪和壓縮機(jī)葉輪。軸具有縱向軸線并且由軸頸軸承支撐以在該孔內(nèi)圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。主環(huán)形凹槽和輔環(huán)形凹槽各自與排水道流體連通。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的渦輪增壓器，并且更具體地涉及管理渦輪增壓器殼體中的潤滑。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)(ICE)經(jīng)常被要求在可靠的基礎(chǔ)上長時(shí)間產(chǎn)生相當(dāng)大的動(dòng)力水平。許多這樣的ICE組件采用增壓裝置，諸如廢氣渦輪驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器，以在空氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管之前壓縮該空氣流以提高動(dòng)力和效率。

具體地，渦輪增壓器是離心式氣體壓縮機(jī)，與周圍大氣壓力可達(dá)到的情況相比，該離心式氣體壓縮機(jī)迫使更多空氣以及因此更多氧氣進(jìn)入ICE的燃燒室。被迫進(jìn)入ICE的附加質(zhì)量的含氧空氣提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率，允許它在給定循環(huán)中燃燒更多燃料，并且由此產(chǎn)生更多動(dòng)力。

典型的渦輪增壓器采用在排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪葉輪與空氣壓縮機(jī)葉輪之間傳輸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中央轉(zhuǎn)子軸。這種轉(zhuǎn)子軸通常通過由發(fā)動(dòng)機(jī)油潤滑和冷卻并且經(jīng)常從專門配制的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑接收附加冷卻的止推軸承和軸頸軸承支撐在中心殼體的內(nèi)部。通過活塞環(huán)密封件防止驅(qū)動(dòng)渦輪的廢氣進(jìn)入中心殼體。

渦輪增壓器通常包括渦輪殼體，該渦輪殼體用于將廢氣從排氣入口引導(dǎo)至跨渦輪轉(zhuǎn)子的排氣出口。渦輪轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)支承在中心殼體部分中的軸。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在軸的另一端上被驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子容納在壓縮機(jī)殼體內(nèi)，該壓縮機(jī)殼體將空氣從空氣過濾器引導(dǎo)至壓縮機(jī)中和將空氣從壓縮機(jī)中引導(dǎo)至增壓空氣冷卻器。通過活塞環(huán)密封件保護(hù)中心殼體軸承腔體免受渦輪側(cè)上的廢氣和來自壓縮機(jī)側(cè)的壓縮空氣的影響。

曲軸箱油通常用于潤滑旋轉(zhuǎn)軸承界面以及限制轉(zhuǎn)子軸的軸向偏移的止推表面。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下在廢氣渦輪中可能發(fā)生高于800℃的溫度，并且在奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下在廢氣渦輪中可能發(fā)生高于1000℃的溫度。從渦輪殼體和渦輪葉輪遷移至軸和中心殼體中的熱量升高到足夠高的溫度，以降低或“焦化”與渦輪級(jí)相鄰的轉(zhuǎn)子軸和中心殼體的油。這種積聚的焦化油可能會(huì)干擾渦輪密封件附近的軸肩與中心殼體之間的結(jié)合。這種結(jié)合限制軸旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致渦輪增壓器升壓性能差。

如所指示，考慮到非常高的操作溫度，焦化是渦輪增壓器所面臨的持續(xù)問題。更具體地，來自廢氣的熱量傾向于沿著渦輪轉(zhuǎn)子傳導(dǎo)。渦輪轉(zhuǎn)子固定值渦輪增壓器軸，且渦輪密封件在渦輪轉(zhuǎn)子、軸和中心殼體之間的接合處實(shí)施。當(dāng)潤滑油通過渦輪轉(zhuǎn)子與軸承之間的狹窄間隙時(shí)，隨著潤滑油接觸靠近渦輪轉(zhuǎn)子的加熱軸，其被加熱到高溫。因此，隨著潤滑油隨后接觸被渦輪殼體加熱的軸，容易發(fā)生焦化。因此，需要一種簡單、低成本和有效的手段來防止渦輪增壓器的中心殼體中的焦化。

在本背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景技術(shù)的理解，且因此其可能包含不構(gòu)成在該國的本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所知曉的現(xiàn)有技術(shù)的信息。因此，需要一種減少靠近密封件的渦輪軸處的焦化的改進(jìn)型渦輪增壓器。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓器。渦輪增壓器包括中心殼體和由中心殼體限定的孔。該孔限定了主環(huán)形凹槽和輔環(huán)形凹槽，這些環(huán)形凹槽被配置為從旋轉(zhuǎn)軸接收流體。軸頸軸承被設(shè)置在該孔內(nèi)靠近軸的近端。軸進(jìn)一步在軸的近端處聯(lián)接至渦輪葉輪并且在軸的遠(yuǎn)端處聯(lián)接至壓縮機(jī)葉輪。軸具有縱向軸線并且由軸頸軸承支撐以在該孔內(nèi)圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。主環(huán)形凹槽和輔環(huán)形凹槽各自與排出通道流體連通。