[發(fā)明專利]多階梯內(nèi)孔渦輪增壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010186405.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN111794981B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·貝金;鄧定峰;R·加格
• 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): F04D17/10
• 分類號(hào): F04D17/10;F04D29/42;F04D29/056;F04D29/08
• 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: 鄭勇

一種渦輪增壓器，包括壓縮機(jī)殼體、渦輪殼體和位于壓縮機(jī)殼體和渦輪殼體之間的中心殼體。渦輪葉輪設(shè)置在渦輪殼體中的渦輪軸上。具有柄部的壓縮機(jī)葉輪設(shè)置在壓縮機(jī)殼體中的渦輪軸上。柄部具有外徑部分和縮徑部分。縮徑部分的直徑小于外徑部分的直徑。背板安裝到壓縮機(jī)殼體上，與壓縮機(jī)葉輪相鄰，并限定了階梯圓柱形內(nèi)孔，階梯圓柱形內(nèi)孔具有最大直徑部分和最小直徑部分，最小直徑部分的直徑小于最大直徑部分的直徑。外徑部分設(shè)置在最大部分內(nèi)。縮徑部分設(shè)置在最小部分內(nèi)。柄部的外徑大于或等于背板的最小直徑，并且階梯圓柱形內(nèi)孔和柄部限定了可變寬度的間隙。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種具有強(qiáng)制進(jìn)氣的內(nèi)燃機(jī)，尤其涉及一種渦輪增壓器。

背景技術(shù)

渦輪增壓器提高了進(jìn)氣沖程期間吸入內(nèi)燃機(jī)的空氣的體積和密度。更具體地，渦輪增壓器通過使用壓縮機(jī)殼體中的壓縮機(jī)葉輪向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管道提供正壓，該壓縮機(jī)葉輪聯(lián)接至渦輪增壓器的渦輪殼體中的排氣渦輪并由排氣渦輪驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)殼體和渦輪增壓器的中心殼體之間存在壓差，該壓差會(huì)導(dǎo)致空氣和/或潤滑劑在高壓差下從壓縮機(jī)殼體和中心殼體之間通過。

當(dāng)渦輪增壓器用于產(chǎn)生增壓時(shí)，通常使用環(huán)形活塞密封環(huán)來限制可能從壓縮機(jī)殼體和中心殼體之間通過的空氣和/或潤滑劑的量。眾所周知，活塞密封環(huán)確實(shí)限制或縮窄了氣流路徑。然而，為了顯著減少竄氣并達(dá)到特定應(yīng)用的排放、燃油經(jīng)濟(jì)性和容積效率目標(biāo)，可能需要增加活塞密封環(huán)的使用數(shù)量。使用更多數(shù)量的活塞密封環(huán)會(huì)增加渦輪增壓器的成本、物理和組裝復(fù)雜性。

因此，雖然當(dāng)前的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了其預(yù)期目的，但是仍需要一種新的和改進(jìn)的渦輪增壓器，其具有限制氣流路徑或限制竄氣路徑的益處，同時(shí)保持或改進(jìn)了渦輪增壓器的性能并降低了制造和組裝渦輪增壓器的成本和復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的若干方面，一種渦輪增壓器包括限定壓縮機(jī)腔的壓縮機(jī)殼體。該渦輪增壓器還包括限定渦輪腔的渦輪殼體以及軸向設(shè)置在壓縮機(jī)殼體和渦輪殼體之間的中心殼體。渦輪葉輪設(shè)置在渦輪腔中，并且渦輪軸連接至渦輪葉輪。壓縮機(jī)葉輪設(shè)置在壓縮機(jī)腔內(nèi)，并連接至與渦輪葉輪相對(duì)的渦輪軸上。壓縮機(jī)葉輪具有柄部，該柄部具有圓柱形外徑部分和圓柱形縮徑部分。圓柱形縮徑部分的直徑小于圓柱形外徑部分的直徑。背板安裝至壓縮機(jī)殼體，與壓縮機(jī)葉輪相鄰。環(huán)形背板限定了具有最大直徑部分和最小直徑部分的階梯圓柱形內(nèi)孔。最小直徑部分從最大直徑部分徑向向內(nèi)延伸，并且直徑小于最大直徑部分的直徑。圓柱形外徑部分設(shè)置在最大直徑部分內(nèi)，并且圓柱形縮徑部分設(shè)置在最小直徑部分內(nèi)。壓縮機(jī)葉輪的圓柱形外徑大于或等于環(huán)形背板的最小直徑部分。階梯圓柱形內(nèi)孔和柄部限定了具有可變寬度的間隙。

在本公開的另一方面，壓縮機(jī)葉輪的圓柱形外徑部分和圓柱形縮徑部分之間的間隙與環(huán)形背板的最大直徑部分和最小直徑部分限定了迂回竄氣路徑。

在本公開的又一方面，渦輪增壓器包括夾持在環(huán)形背板和壓縮機(jī)殼體之間的軸承，該軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐渦輪軸，并通過環(huán)形墊圈與壓縮機(jī)葉輪分離。

在本公開的又一方面，環(huán)形活塞密封環(huán)設(shè)置在階梯圓柱形內(nèi)孔的最小直徑部分內(nèi)并與之接觸。階梯圓柱形內(nèi)孔在環(huán)形活塞密封環(huán)和壓縮機(jī)葉輪的圓柱形縮徑部分之間形成密封區(qū)域(sealing land)。

在本公開的又一方面，該密封區(qū)域限定了迂回竄氣路徑，該迂回竄氣路徑具有預(yù)定形狀和預(yù)定路徑長度，該預(yù)定形狀和預(yù)定路徑長度選擇成基本上消除從壓縮機(jī)殼體中的高壓區(qū)通過中心殼體到渦輪殼體中的低壓區(qū)的竄氣。高壓區(qū)的氣壓高于低壓區(qū)的氣壓。

在本公開的又一方面，壓縮機(jī)葉輪的圓柱形縮徑部分具有軸向縮徑部分寬度。

在本公開的又一方面，環(huán)形活塞密封環(huán)具有軸向環(huán)寬度，并且最小直徑部分具有軸向階梯寬度。軸向環(huán)寬度大于軸向階梯寬度，并且軸向縮徑部分寬度大于軸向環(huán)寬度。