涡轮增压器压气机端密封结构研究

钱海斌

摘要：分析了涡轮增压器压气机端密封结构的常用形式，存在的利弊，提出了一种新的结构形式。

关键词：增压器；密封；结构研究

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）02018801

现在汽车行业正面临着资源紧张、油价高涨、环境恶化等多重困难，政府和消费者都渴望有一种技术能使汽车更加节能环保——涡轮增压技术是汽车节能减排的有效途径之一。

在国外，特别是发达国达，涡轮增压技术已经有100多年的历史，发展已经比较成熟，而且广泛应用。我国的涡轮增压器产业经过几十年的发展，也形成了一定的规模，但产品的性能和可靠性与国外品牌相比，有一定的差距，特别是可靠性问题最为突出。可靠性问题主要表现在部分增压器工作时，机油泄漏，特别是增压器压气机端机油泄漏，机油进入发动机气缸，使发动机和增压器的性能下降，排放恶化，严重的可能导致增压器损坏。造成增压器压气机端漏油的因素有很多，有用户使用方面的，有增压器自身的，如结构设计、制造装配水平等等。压气机端密封结构，每个涡轮增压器厂家都有自己的特点。

1涡轮增压器的密封结构与原理

涡轮增压器在压气机端设置了密封装置，起封气和封油的作用，封气主要是防止压气机端空气向中间体内腔泄漏；封油主要是防止中间体内的机油向压气机流道内泄漏。

目前涡轮增压器上一般采用环式密封装置，其特点是将活塞环形状的弹性密封环安装在压气机端的轴封套（3）内，密封环依靠其弹力张紧在中间体上封油盖（4）的内孔中，在正常工作状态下不转动。其工作状态如图2所示。

（1）正常工作状态。

（2）（3）发动机睡瞬间负荷加大或减小时密封环的工作状态。

为保证密封环可靠地工作，应使密封环保持在槽内且有较高的弹力，弹力大小必须能够克服空气压力造成的轴向力。

这种密封结构简单，也较为可靠，涡轮增压器几乎都采用了这种密封形式。但这种密封结构环数较少，且有开口，所以只有在密封环两端流体压力趋于平衡或者相差不大时，才能达到较好的密封效果。

2一种新的压气机端密封结构

当压气机叶轮在较大负压条件下工作时，叶轮背面压力会远远低于中间体内部压力，在压力差高达80kPa的情况下，上述金属密封环结构也不能保证有效密封。通过对国外增压器的研究，介绍一种新的压气机端密封结构，如图三所示。

2.1基本结构

固定在中间体（11）上的铜板（8）限位止推间隔套（7），封油盖（2）由弹性挡圈（10）固定在中间体上。以封油盖（2）为基座，里面装配着一套径向、端面密封结构，弹簧（3）顶住垫片（4）、推着止推片（6），止推片贴紧止推间隔套（7），止推片与封油盖之间由O形圈（5）密封。转轴（14）、止推间隔套（7）、定距套（1）、压气机叶轮（12）由螺母（13）预紧，组成一个转子运动副。在弹簧的作用下，止推片与止推间隔套贴在一起，止推片（6）必须是摩擦小、耐磨性好的材料，比如石墨。

这种石墨环的接触式密封，靠弹簧将石墨止推片紧压在旋转的止推间隔套的端面上，这样就能保证在压力差较大条件下的可靠密封。

3结束语

涡轮增压器压气机端的密封结构是多种多样的，其原理大多是一致的。要创造有利的压力平衡状态，把气、油严密分开，采用有效的密封措施，尤其是接触式密封，可达到有效阻止漏气、漏油的目的。

参考文献

[1]朱大鑫.涡轮增压与涡轮增压器[M].北京：中华书局，1997.

[2]魏名山，马朝臣，黄若.车用涡轮增压器密封结构的检测[J].车用发动机，2004，（04）.

[3]王胜光，张炳闻，陈长征.涡轮增压器密封环的温度场及热变形研究[J].润滑与密封，2005，（1）.