[发明专利]用于车辆发动机的涡轮增压器

说明书

一种用于内燃机的涡轮增压器包括中心壳体和由中心壳体限定的孔。该孔限定了主环形凹槽和辅环形凹槽，这些环形凹槽被配置为接收流体。轴颈轴承被设置在孔内靠近轴的近端，使得轴颈轴承与旋转轴一起将流体供给至主环形凹槽和辅环形凹槽。轴进一步联接至涡轮叶轮和压缩机叶轮。轴具有纵向轴线并且由轴颈轴承支撑以在该孔内围绕轴线旋转。主环形凹槽和辅环形凹槽各自与排水道流体连通。

技术领域

本公开总体上涉及在车辆发动机中使用的涡轮增压器，并且更具体地涉及管理涡轮增压器壳体中的润滑。

背景技术

内燃机(ICE)经常被要求在可靠的基础上长时间产生相当大的动力水平。许多这样的ICE组件采用增压装置，诸如废气涡轮驱动的涡轮增压器，以在空气流进入发动机的进气歧管之前压缩该空气流以提高动力和效率。

具体地，涡轮增压器是离心式气体压缩机，与周围大气压力可达到的情况相比，该离心式气体压缩机迫使更多空气以及因此更多氧气进入ICE的燃烧室。被迫进入ICE的附加质量的含氧空气提高了发动机的容积效率，允许它在给定循环中燃烧更多燃料，并且由此产生更多动力。

典型的涡轮增压器采用在排气驱动的涡轮叶轮与空气压缩机叶轮之间传输旋转运动的中央转子轴。这种转子轴通常通过由发动机油润滑和冷却并且经常从专门配制的发动机冷却剂接收附加冷却的止推轴承和轴颈轴承支撑在中心壳体的内部。通过活塞环密封件防止驱动涡轮的废气进入中心壳体。

涡轮增压器通常包括涡轮壳体，该涡轮壳体用于将废气从排气入口引导至跨涡轮转子的排气出口。涡轮转子驱动支承在中心壳体部分中的轴。压缩机转子在轴的另一端上被驱动。压缩机转子容纳在压缩机壳体内，该压缩机壳体将空气从空气过滤器引导至压缩机中和将空气从压缩机中引导至增压空气冷却器。通过活塞环密封件保护中心壳体轴承腔体免受涡轮侧上的废气和来自压缩机侧的压缩空气的影响。

曲轴箱油通常用于润滑旋转轴承界面以及限制转子轴的轴向偏移的止推表面。在柴油发动机的情况下在废气涡轮中可能发生高于800℃的温度，并且在奥托循环发动机的情况下在废气涡轮中可能发生高于1000℃的温度。从涡轮壳体和涡轮叶轮迁移至轴和中心壳体中的热量升高到足够高的温度，以降低或“焦化”与涡轮级相邻的转子轴和中心壳体的油。这种积聚的焦化油可能会干扰涡轮密封件附近的轴肩与中心壳体之间的结合。这种结合限制轴旋转，从而导致涡轮增压器升压性能差。

如所指示，考虑到非常高的操作温度，焦化是涡轮增压器所面临的持续问题。更具体地，来自废气的热量倾向于沿着涡轮转子传导。涡轮转子固定值涡轮增压器轴，且涡轮密封件在涡轮转子、轴和中心壳体之间的接合处实施。当润滑油通过涡轮转子与轴承之间的狭窄间隙时，随着润滑油接触靠近涡轮转子的加热轴，其被加热到高温。因此，随着润滑油随后接触被涡轮壳体加热的轴，容易发生焦化。因此，需要一种简单、低成本和有效的手段来防止涡轮增压器的中心壳体中的焦化。

在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，且因此其可能包含不构成在该国的本领域一般技术人员所知晓的现有技术的信息。因此，需要一种减少靠近密封件的涡轮轴处的焦化的改进型涡轮增压器。

发明内容

本公开提供了一种用于内燃机的涡轮增压器。涡轮增压器包括中心壳体和由中心壳体限定的孔。该孔限定了主环形凹槽和辅环形凹槽，这些环形凹槽被配置为从旋转轴接收流体。轴颈轴承被设置在该孔内靠近轴的近端。轴进一步在轴的近端处联接至涡轮叶轮并且在轴的远端处联接至压缩机叶轮。轴具有纵向轴线并且由轴颈轴承支撑以在该孔内围绕轴线旋转。主环形凹槽和辅环形凹槽各自与排出通道流体连通。