ТУРБОКОМПРЕССОР Российский патент 2003 года по МПК F04D25/04 F02B37/00 

Изобретение относится к автотракторной промышленности и может быть использовано при создании двигателей внутреннего сгорания с трубонаддувом воздуха в камеру сгорания последних.

Трубонаддув является одним из наиболее эффективных средств улучшения технико-экономических показателей тракторных дизелей. Частота вращения ротора современных турбокомпрессоров достигает 40000-60000 об/мин. При этом создание высокооборотных турбокомпрессоров остается одним из направлений в развитии турбонаддува тракторных дизелей.

Одним из условий работоспособности турбокомпрессора является создание надежного уплотнения, предотвращающего пропуск масла в корпуса компрессора и турбины.

Известен турбокомпрессор (патент РФ 2006683, кл. 5 F 04 D 25/04, F 02 В 37/00) для двигателя внутреннего сгорания, содержащий ротор с колесами компрессора и турбины, расположенными в корпусах, и размещенную в среднем корпусе зафиксированную от поворота подшипниковую втулку, выполненную составной в виде стакана и размещенных в нем по торцам плавающих вставок, образующих опорные пояски для ротора. Торцевые поверхности стакана выполнены коническими, а каждая вставка - в виде двухстороннего усеченного конуса, при этом опорные пояски образованы коническими поверхностями вставок.

Одним из недостатков указанной конструкции турбокомпрессора является возможность утечки масла из корпуса подшипника.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является выбранный в качестве прототипа турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания (патент РФ 2032838, кл. F 04 D 25/04, F 02 В 37/00), содержащий корпус и установленные в нем на валу рабочие колеса компрессора и турбины. В корпусе со стороны компрессора неподвижно закреплен патрубок, при этом один конец вала размещен в патрубке и уплотнен относительно его, а вал выполнен полым с внутренним каналом для удаления газовой смеси из области патрубка. Впускное и выпускное отверстия канала расположены соответственно в патрубке и в затурбинной части турбокомпрессора.

Однако для данной конструкции турбокомпрессора также характерны утечки масла из корпуса подшипника из-за колебаний ротора.

Задача состоит в улучшении эксплуатационных характеристик турбокомпрессоров и вследствие этого расширении области использования турбонаддува для дизелей большего диапазона мощностей.

Технический результат - предотвращение утечки масла из корпуса подшипника, обеспечение стабильности работы турбокомпрессоров и увеличение срока эксплуатации двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в турбокомпрессоре, содержащем корпуса компрессора и турбины (с установленными в них колесами компрессора и турбины соответственно), корпус подшипника с ротором, снабженным втулкой - кольцедержателем и маслоотражателем с уплотнительными кольцами, последние снабжены радиальными каналами, соединяющими полости канавок уплотнительных колец с полостью корпуса подшипника. При этом радиальные каналы в полости канавок уплотнительных колец соединены между собой кольцевой канавкой.

Это обеспечивает возврат смазочного масла в корпус подшипника при его утечке, следовательно, уменьшение его потерь, а также возможность стабилизации давления масла в системе смазки двигателя и увеличение срока эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

На фиг.1 изображен предлагаемый турбокомпрессор в разрезе.

Он содержит корпус компрессора 1, корпус турбины 2, корпус подшипника c ротором 3, маслоотражатель 4, уплотнительные кольца 5, втулку-кольцедержатель 6.

На фиг.2 показано в разрезе уплотнительное кольцо с радиальными каналами и кольцевым каналом, соединяющим радиальные.

В процессе работы турбокомпрессора ротор вибрирует из-за неточностей балансировки, прерывания струи воздуха, вращающего ротор, при переходе с одной лопасти колеса турбины на другую, нарушения системы газораспределения и др. Возникающие при этом радиальные перемещения уплотнительных колец в канавках способствуют всасыванию масла в полость канавки (по принципу поршня насоса) из полости корпуса подшипника и выбросу его в полости корпусов компрессора и турбины. При этом потери масла возрастают с увеличением частоты и амплитуды колебаний уплотнительных колец.

Наличие радиальных и кольцевого каналов обеспечивает возврат масла в полость корпуса подшипника.

Предлагаемый турбокомпрессор характеризуется более высокими технико-экономическими показателями. Предотвращение утечки масла обеспечивает требуемый режим давления, способствует стабилизации работы турбокомпрессора и вследствие этого увеличению срока эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом воздуха в камеру сгорания.

Турбокомпрессор предназначен для использования в автотракторной промышленности. Турбокомпрессор содержит уплотнительные кольца. Последние снабжены радиальными каналами. Последние соединяют полость канавок уплотнительных колец с полостью корпуса подшипника. Радиальные каналы соединены между собой кольцевой канавкой. Обеспечивается улучшение эксплуатационных характеристик турбокомпрессора. 2 ил.

Турбокомпрессор наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпуса компрессора и турбины, корпус подшипника с ротором, установленный на валу ротора маслоотражатель с уплотнительными кольцами, отличающийся тем, что уплотнительные кольца снабжены радиальными каналами, соединяющими полости канавок уплотнительных колец с полостью корпуса подшипника, причем радиальные каналы соединены между собой кольцевой канавкой.