[发明专利]涡轮增压器的离心密封件

说明书

一种用于涡轮机械中的密封组件，所述密封组件包括：油密封板；可旋转部件，所述可旋转部件限定中心轴线，并且被接纳在所述油密封板的中心孔中；和环形密封件，所述环形密封件包括基部和密封部分，所述基部由所述可旋转部件保持；其中，所述密封部分被配置为：当所述可旋转部件和所述环形密封件以低于预定旋转速度旋转时，所述密封部分与所述油密封板一起形成密封；并且其中，所述密封部分被配置为：当所述可旋转部件和所述环形密封件以高于所述预定旋转速度旋转时，所述密封部分相对于所述中心轴线径向向外移动，使得所述密封部分与所述油密封板不接触。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机械的密封组件。

背景技术

涡轮增压器是用于以高于大气压力的压力(增压压力)将空气供应至内燃机的进气口的公知的装置。常规的涡轮增压器包括排放气体驱动的涡轮机轮，该排放气体驱动的涡轮机轮安装在涡轮机壳体内的可旋转轴上。涡轮机轮的旋转使得安装在该轴的在压缩机壳体内的另一端部上的压缩机轮旋转。压缩机轮将压缩空气输送到引擎的进气口歧管，从而增加引擎功率。

涡轮增压器轴常规地由轴颈和包括适当的润滑系统的推力轴承支撑，所述轴颈和推力轴承位于连接在涡轮机与压缩机轮壳体之间的中央轴承壳体内。期望在旋转轴的每个端部处提供有效的密封装置，以防止油从中央轴承壳体泄漏到压缩机或涡轮机壳体中。

在正常操作期间，在涡轮增压器的压缩机端处，密封装置应该能够承受由现代的涡轮增压器输送的越来越高的增压压力。轴承壳体的压力实际上与引擎贮油槽的压力相同(典型地，约100毫巴)，并因此在轴承壳体和压缩机壳体之间存在压力梯度，从而防止润滑油从轴承壳体泄漏到压缩机壳体中。密封装置通常包括一个或多个环状密封件，该环状密封件以活塞环的方式被布置在轴和轴承壳体之间并且被容纳在相应的凹槽中。密封件被布置成具有径向间隙，以便允许该轴自由旋转，但是对流进行约束，以允许维持轴承壳体与压缩机壳体和/或涡轮机壳体之间的压力差。

例如，在引擎空转时或在排气制动期间，较低的轴速度会导致压缩机轮后面的压力降低。压缩机端处的低的(或甚至负的)增压压力可能会下降到轴承壳体中的压力以下。由于负的密封件上压力差(PDOS)，油会沿着轴承壳体中的涡轮增压器轴泄漏，经过密封件，并进入压缩机壳体中。例如，如果长时间进行空转或以引擎制动模式操作，油的泄漏可能会很严重。油泄漏到压缩机壳体中是不希望的，因为它会污染进入引擎进气口歧管的压缩空气。

本发明的一个目的是消除或减轻上述缺点。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于涡轮机械的密封组件，所述密封组件包括：油密封板；可旋转部件，所述可旋转部件限定中心轴线，并且被接纳在所述油密封板的中心孔中；和环形密封件，所述环形密封件包括基部和密封部分，所述基部由所述可旋转部件保持；其中，所述密封部分被配置为：当所述可旋转部件和所述环形密封件以低于预定旋转速度旋转时，所述密封部分与所述油密封板一起形成密封；并且其中所述密封部分被配置为：当所述可旋转部件和所述环形密封件以高于所述预定旋转速度旋转时，所述密封部分相对于所述中心轴线径向向外移动，使得所述密封部分与所述油密封板不接触。

随着所述可旋转部件的旋转速度的增加，在所述密封部分与所述壳体之间的界面处的摩擦增加。由于摩擦增加，产生的热量也增加。密封件通常由弹性材料或橡胶材料制成，所述弹性材料或橡胶材料不适用于长时间的高温操作。如果这些密封件要经受长时间的高温操作，则这些密封件可能会损坏，从而可能影响所提供的密封效果。通过将所述密封部分配置为在高于预定旋转速度时与壳体不接触，避免了密封件的过热，因为当不接触时(即，高于所述预定旋转速度时)，所述密封部分与所述壳体之间没有摩擦。