[发明专利]具有窜油保护的涡轮增压器组件

说明书

涡轮增压器组件可被设置有可操作以控制涡轮流动路径(5)中的废气(4)的流量的废气流量控制装置(40、28、38、29、39)。流量控制装置可选地响应于传感器(S1、S2)输入而操作以保持压缩机(22、32)的至少最小转速(Rmin)。选择最小转速以保持横跨密封件(25、35)从压缩机流动路径(3)至油流动路径(26、36)的至少最小压力梯度，以例如当组件在倾斜位置中操作时抑制轴的轴承(24、34)窜油。

技术领域

本发明涉及涡轮增压器中的窜油。

背景技术

在本说明书中，涡轮增压器是包括由废气流量驱动旋转的涡轮的组件，该涡轮驱动压缩机，该压缩机促使进气流过压缩机流动路径。通常，压缩机和涡轮固定在由供油润滑的轴承中旋转的轴上，其中压缩机将空气供应至内燃机，而涡轮由发动机中的废气流量驱动。润滑油从轴的轴承泄漏至流过压缩机流动路径的进气中的倾向被视为窜油。

因为废气流速随着发动机转速和负载而变化，因此通常提供如下装置：发动机控制单元可主动地控制通过涡轮流动路径的废气流量，以便优化不同操作状态下的效率。

实现这一点的一种方式是通常借助被布置在涡轮上游的可调导向叶片来改变涡轮流动路径的几何形状。例如，WO2016048678A1公开了一种涡轮增压器：导向叶片经由齿轮致动机构通过被设置在涡轮增压器轴承壳体外部的致动器来控制，以改变涡轮叶轮入口处的废气的流入角。当通过涡轮增压器的流速变化时，导向叶片的迎角被控制以使效率最大化。

废气流量也可借助于被布置为使涡轮流动路径中的可变比例的气体转向以绕过涡轮的阀来控制。废气的转向部分可被排放至环境，在这种情况下，阀通常被称为废气门。

在分级涡轮增压器组件中可采用类似的流量控制装置，在该分级涡轮增压器组件中，两个或更多个涡轮增压器以串联流动关系布置来提供更高的压缩比。例如，US9003794(B2)公开了具有用于选择性地绕过高压涡轮和低压涡轮的阀的分级高压和低压涡轮增压器。

发明内容

本文公开了一种包括第一涡轮增压器的组件，该第一涡轮增压器包括第一涡轮和第一压缩机，该第一涡轮和第一压缩机被支撑为在经由油流动路径供油的轴承中旋转。在油流动路径与压缩机流动路径之间布置有密封件以防止油泄漏至压缩机流动路径中。还提供了流量控制装置以通过控制涡轮流动路径中的废气流量来控制第一涡轮和第一压缩机的转速。流量控制装置被布置为操作以控制涡轮流动路径中的废气流量以保持第一压缩机的至少最小转速，其中选择最小转速以保持横跨密封件从压缩机流动路径至油流动路径的至少最小压力梯度。

本文还公开了一种控制涡轮增压器组件中的漏油的方法，该方法包括以下步骤：操作流量控制装置以控制涡轮流动路径中的废气流量以保持第一压缩机的至少最小转速，以及选择最小转速以保持横跨密封件从压缩机流动路径至油流动路径的至少最小压力梯度。

附图说明

本发明的进一步特征和优点将从现在仅以示例的方式并且不限于权利要求的范围并参考附图来描述的说明性实施例变得显而易见，其中：

图1示意地示出包括第一(低压)和第二(高压)涡轮增压器的分级涡轮增压器组件；

图2是图1的第一(低压)涡轮增压器的放大图；

图3和4以简化横截面示出了第一(低压)涡轮增压器的轴和轴承，其中该组件分别处于正常使用位置(图3)和有角度倾斜位置(图4)；且

图5是示出第一压缩机的最小转速Rmin如何随着组件的倾角A而变化的简化图。

出现在一个以上图式中的附图标记指示每个图式中的相同或对应特征。

具体实施方式

参考图1和2，内燃机1被布置为经由压缩机流动路径3从分级涡轮增压器组件接收进气2(在该情况下为压缩空气)，并且经由涡轮流动路径5以可变流速将废气4返回供应至涡轮增压器。