[发明专利]一种涡轮增压器磁悬浮式密封结构

说明书

技术领域

 本发明属于涡轮增压器技术领域，具体涉及一种涡轮增压器磁悬浮式密封结构。

背景技术

涡轮增压器在涡轮端和压气机端都设置了密封装置，起封气和封油的双重作用。机油的泄漏不仅使机油消耗量增加，还会使增压器和发动机性能下降，发动机排放恶化，严重时可导致增压器损坏或不能正常工作。由于漏油产生的增压器故障占有比较高的比例，如统计表明VTC254-13型增压器漏油故障率14.6%，有些据统计表明漏油甚至占到了60%以上，因此增压器的漏油问题是增压器研究的热点之一。

目前关于增压器漏油的研究主要有这样几个方面：研究润滑油牌号、种类、物理性质对泄漏影响，密封制造、热变形，密封测量技术，密封结构、密封材料的研究等，还有一些针对增压器或发动机使用条件对密封的影响研究。

低泄漏、甚至无泄漏的密封的研究仍是增压器漏油问题研究的重点。尤其是在增压系统采用如顺序增压、两级增压、机械增压以及EGR系统的应用背景下，增压器密封在瞬态过程中密封状态越来越复杂，还有使用环境范围的拓展也对密封提出了更高的要求，如高原运行就存在很大的影响，据我们统计某型发动机漏油故障数中由于高原运行条件引起的漏油故障数量占21%。增压器密封的应用条件更苛刻了，要在这样的环境中保证密封效果变得更加困难。目前增压器多采用活塞环式密封，在通常使用条件下，密封的压气机和涡轮侧压力高于润滑油侧，因此密封处会有些漏气，密封处的润滑油在该压力差的作用下，不会向叶轮侧泄漏。那么实现低泄漏或零泄漏通常走两条路，一是在现在广泛使用的活塞密封基础上改进，二是采用其它接触密封。第一条途径通常会在一定使用条件范围内消除漏油，但是由于其密封原理决定了实现零泄漏是困难的。第二条途径采用接触式机械密封其密封性能优越，但成本高，机械功率损失增大，油门踏板滞后也增大。因此，对新型结构密封的需求更迫切了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为解决涡轮增压器近似零泄漏，而提出涡轮增压器磁悬浮式密封结构。

     本发明的技术方案：一种涡轮增压器磁悬浮式密封结构，它包括压气机背盘1、O型橡胶密封圈2、蝶形弹簧3、密封座4和轴封套5，其特征是蝶形弹簧3设置在压气机背盘1的环形槽内，其中蝶形弹簧3外缘端面与压气机背盘1的环形槽接触连接，密封座4与压气机背盘1间隙配合连接，其中O型橡胶密封圈2设置在密封座4的密封槽内，轴封套5的凸端设置在压气机背盘1与密封座4组合连接后的中间孔内，密封座4与轴封套5贴合面的凹槽内设置有永磁铁6，密封座4与轴封套5的贴合面间设置有工作间隙7。

本发明的有益效果：本发明的密封结构可以很好地密封气压到5bar，即使压气机进口负300mbar的极端情况下也不会出现润滑油泄漏的情况，成本低，密封性能好。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种涡轮增压器磁悬浮式密封结构,利用磁铁同性相斥的原理，将磁铁镶嵌在涡轮增压器密封结构元件上。本结构含有通用增压器压气机背盘1、O型橡胶密封圈(2)，特征结构蝶形弹簧(3)、具有磁性和甩油作用密封座(4)、具有磁性作用轴封套(5)。其结构的关系是将蝶形弹簧(3)安装在压气机背盘(1)右端槽内，使蝶形弹簧(3)左端大端面与压气机背盘(1)右端槽底面重合且使中心对齐；将O型橡胶密封圈(2)安装在具有磁性和甩油作用密封座(4)的密封槽内并一同安装在压气机背盘(1)右端槽内，其作用一方面与压气机背盘(1)构成径向密封，另一面具有磁性和甩油作用密封座(4)的左端面与蝶形弹簧(3)右端面重合，起到压紧蝶形弹簧(3)的作用；将具有磁性作用轴封套(5)安装在沿中心轴线的孔内并且使带有永磁铁的端面与带有永磁铁的密封座(4)端面同级相对，形成一定的工作间隙。

其工作方式为，首先根据在尺寸约束条件下永磁铁的磁性大小和给定一个很小的工作间隙，确定预紧力大小并设计出合适的蝶形弹簧，然后将此磁悬浮式密封结构安装在增压器压气机端密封部位，最后通过增压器轴端螺母锁紧。