Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02B39/14 

1

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к устройствам для смазки и уплотнений турбокомпрессоров системы наддува.

Известны турбокомпрессоры для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие корлус турбины с газовыми полостями высокого и низкого давления, корпус компрессора с воздушными полостями высокого и низкого давления, средний корпус с подшипниками, примыкаюш,ими к их торцам маслоулавливаюш.ими полостями, по меньшей мере одной вентилируемой полостью, отделенной от соседней маслоулавливающей при помош,и уплотнения, установленного с зазором относительно вала, и магистраль слива масла из маслоулавливаюш;их полостей, подключенную к вентилируемой полости при помош,и дренажного канала 1.

К достоинствам таких турбокомпрессоров относится наличие вентиляционной полости, что несколько снижает утечку масла через уплотнение при избыточном давлении в напорной полости компрессора.

Недостатки этих турбокомпрессоров - необходимость специального постороннего источника избыточного давления воздуха; большой расход воздуха через вентилируемую полость; увеличение утечек масла через уплотнения при малых давлениях и разрежении в воздушной полости высокого давления.

5 Целью изобретения является уменьшение утечек масла.

Для достижения этого дренажный канал выполнен в виде жиклера и вентилируемая полость сообш,ена с воздушной и газовыми

10 полостями высокого давления при помоши воздушного и газового каналов, причем сечение газового канала выполнено в два раза больше сечения воздушного канала и значение площади зазора в уплотнении вы15 полнено в пределах значений сечений этих

каналов, а отношение сечения жиклера к

сечению воздушного канала выполнено в

пределах 0,1-0,5.

Вентилируемая полость может быть вы2(3 полнена в виде двух сообщенных между собой секций, одна из которых примыкает к корпусу KOMinpeccopa и подключена к воздушному каналу, вторая - к корпусу турбины и подключена к газовому каналу, и

25 уплотнения между секциями и маслоулавливающими полостями могут быть выполнены оседиагональными.

На чертеже схематически изображен 30 предлагаемый турбокомпрессор.

Турбокомпрессор содержит корпус 1 турбпны с газовыми полостями 2 высокого давления и полостью 3 низкого давления, отделенными одна от другой рабочим колесом 4, корлус 5 компрессора с воздушными полостью 6 высокого давления и полостью 7 низкого давления, отделенными одна от другой колесом 8 комлрессора. В среднем корпусе 9 установлены подшипники ротора 10, выполненные в виде монолитной втулки И. К торцам подшипников примыкают маслоулавливающие полости 12 и 13, каждая из которых при помош,и оседиагонального уплотнения 14 и 15 отделена от одной из секций 16, 17 вентилируемой полости. Секции сообш,ены между собой ,при помош,и обш,его картера 18 и к нему через жиклер 19 подключен патрубок 20 магистрали слива масла, сообщенная с маслоулавливаюш.ими полостями при помош,и разветвленного сливного канала 21. Вентилируемая полость сообш,ена с воздушной и газовой полостями высокого давления, причем секция 16 этой полости, примыкающая к корпусу 5 компрессора, подключена к воздушному каналу 22, а секция 17, примыкающая к корпусу 1 турбины, подключена к газовому каналу 23. Оечепие газового канала 23 выполнено в два раза больше сечения воздушного канала 22. Уплотнения 14 и 15 установлены на валу с зазором относительно корпуса. Площадь зазора больше, чем сечение воздушного канала, и меньше, чем сечение газового канала. Для подвода масла к подшипникам предусмотрен канал 24.

В процессе работы двигателя масло из подшипников через маслоулавливающие полости 12 и 13 и сли-вной канал 21 сливается в патрубок 2U магистрали слива. При работе двигателя под нагрузкой давление в полости 6 компрессора, как правило, больше давления в полости 2 турбины, поэтому воздух из .полости 6 компрессора по каналу 23 поступает в секцию 16 вентилируемой полости и в картер 18. Основная часть этого воздуха вытесняется через зазоры в уплотнениях и препятствует утечкам масла, а незначительная часть через жиклер 19 попадает в магистраль слива масла. Избыточное давление в вентилируемой полости определяется давлением в воздушной полости высокого давления и соотношением проходных сечепий для его поступления в полости и вытеснения в нее. Если избыточное давление в вентилируемой полости при зменении режима работы двигателя станоится меньше, чем в газовой полости 2 высокого давления, происходит подпитка этой полости газами через канал 23. При работе вигателя на холостом ходу или с малой агрузкой давление в воздушной полости ысокого давления становится меньше давления в газовой полости высокого давления и даже может стать отрицательным. В этом случае обе секции вентилируемой полости заполняются газами. Так как сечение канала 23 больше сечения канала 22 и больше .площади зазора в уплотнениях в обеих секциях вентилируемой .полости всегда поддерживается избыточное давление. Это обеспечивает эффективность работы уплотнений и уменьшает утечки масла.

Масло, которое может просочиться в вентилируемую полость, удаляется в магистраль слива масла через жиклер. Оседиагональпый профиль уплотнений

повышает эффективность их работы.

Формула изобретения

1. Турбокомпрессор для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус турбины с газовыми полостями высокого и низкого давления, корпус компрессора с воздушными полостями высокого и низкого давления, средний корпус с подшипниками, примыкающими к их торцам маслоулавливающими полостями, по меньшей мере одной вентилируемой полостью, отделенной от соседней маслоулавливающей при помощи уплотнения, установленного «а валу с зазором относительно корпуса, и магистраль слива масла из маслоулавливающих полостей, подключенную к вентилируемой полости при помощи дренажного канала, отличающийся тем,

что, с целью уменьщения утечек масла, дрепалшый канал выполнен в виде жиклера и вентилируемая полость .сообщена с воздушной и газовыми полостями высокого давления при помощи воздушного и газового каналов, причем сечение газового канала вы.полнено в два раза больше сечения воздушного канала и значение площади зазора в уплотнении выполнено в пределах значений сечения этих каналов, а отношение сечения

жиклера :К сечению воздушного канала выполнено в лределах 0,1-0,5.

2. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что вентилируемая полость выполнена в виде двух сообщенных между

собой секций, одна из которых примыкает к корпусу компрессора, и подключена к воздушному каналу, вторая - к корпусу турбины и подключена к газовому каналу, и уплотнения между секциями и маслоулавливающими полостями выполнены осеДиагональными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 22134)4, кл. F 02В 39/14, опублик. 1974.

J