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用于涡轮增压器的液压密封件.pdf

  • 上传人:小**
  • 文档编号:328029
  • 上传时间:2018-02-09
  • 格式:PDF
  • 页数:18
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN200780050554.0

    申请日:

    2007.11.26

    公开号:

    CN101595277A

    公开日:

    2009.12.02

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    IPC分类号:

    F01D25/18; F16J15/42; F01D11/04

    主分类号:

    F01D25/18

    申请人:

    康明斯涡轮增压技术有限公司

    发明人:

    马修·J·普瑞德

    地址:

    英国哈德斯菲尔德市

    优先权:

    2006.11.28 GB 0623705.1

    专利代理机构:

    中科专利商标代理有限责任公司

    代理人:

    王新华

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    内容摘要

    液压密封件限定在诸如涡轮增压器轴的旋转部件和诸如涡轮增压器的轴承套的一部分的静止部件之间。所述部件限定容纳在填充诸如油的液压密封流体的环形通道中的突起环形圆盘。旋转部件的旋转将离心力施加给流体,从而确保将所述流体保持在所述旋转部件壁与圆盘之间的通道中。这种环形流体提供在轴承套与压缩机壳体或涡轮机壳体之间绕轴的液压密封件。油从旋转部件中的供应部输送到通道中。通道的一个壁用作堰,藉此,当通道具有过量供应的油时,油溢出壁并通过排放部。这种装置提供对涡轮端密封件的两端的泄露的密封,并抑制气流从压缩机壳体和涡轮机壳体的高压区流入轴承套的低压区。

    权利要求书

    1.  一种液压密封组件,包括:
    旋转部件和固定部件,所述旋转部件能够绕旋转轴线旋转,所述旋转部件和所述固定部件中的一个限定环形突起部,而另一个限定径向向内开口的环形通道,所述突起部容纳在所述环形通道中,使得所述突起部在所述旋转部件和所述固定部件之间限定用于接收液压密封流体的间隙,藉此,当存在流体时,所述旋转部件的旋转将离心力施加给所述流体,以在所述间隙中保持密封流体环;
    密封流体供应部,所述密封流体供应部用于将密封流体输送到所述通道,所述供应部限定流体入口,所述流体在所述流体入口处能够进入所述通道,所述入口在距离所述旋转轴线的第一距离处设置在所述通道中,其中,所述通道限定在基部壁与大致相对的第一和第二壁之间,所述大致相对的第一和第二壁从所述基部壁朝向所述旋转轴线延伸;和
    密封流体出口,所述密封流体出口在所述第一壁的端部中或在所述第一壁的端部处,所述入口和所述出口轴向偏移。

    2.
      根据权利要求1所述的液压密封组件,其中:所述出口在距离所述旋转轴线的第二距离处,所述第二距离比所述第一距离短。

    3.
      根据权利要求1或2所述的液压密封组件,其中:所述第一壁终止于靠近所述旋转轴线的端部处,所述出口设置在所述端部处,使得当在所述通道中存在过量密封流体时,所述过量密封流体溢出所述端部到达所述出口。

    4.
      根据权利要求3所述的液压密封组件,其中:所述第一壁比所述第二壁短。

    5.
      根据权利要求1-4中任一项所述的液压密封组件,其中:所述旋转部件与旋转轴成一体,或固定到所述旋转轴。

    6.
      根据前述权利要求中任一项所述的液压密封组件,其中:所述密封流体供应部包括在所述旋转部件中的、在所述入口处露出的通路。

    7.
      根据权利要求6所述的液压密封组件,其中:所述通路沿大致径向方向延伸。

    8.
      根据前述权利要求中任一项所述的液压密封组件,其中:所述入口在所述环形突起部的周边处或在所述通道的所述基部壁处。

    9.
      根据权利要求1-8中任一项所述的液压密封组件,其中:所述入口在所述通道的所述第二壁中,或与所述通道的所述第二壁相对。

    10.
      根据前述权利要求中任一项所述的液压密封组件,其中:所述第一壁和所述第二壁由分离部件限定。

    11.
      根据前述权利要求中任一项所述的液压密封组件,其中:所述环形突起部是圆盘。

    12.
      根据前述权利要求中任一项所述液压密封组件,所述液压密封组件设置在壳体中,所述壳体限定用于接受从所述出口出来的密封流体的排出件。

    13.
      根据前述权利要求中任一项所述的液压密封组件,其中:所述旋转部件还限定挡油环,所述挡油环用于引导液压密封流体远离预定位置。

    14.
      根据前述权利要求中任一项所述的液压密封组件,其中:所述旋转部件限定所述环形突起部。

    15.
      根据权利要求14所述的液压密封组件,其中:所述旋转部件以固定关系的方式支撑在所述轴上。

    16.
      根据权利要求14或15所述的液压密封组件,其中:在所述环形突起部的基部处设置有底部沟槽,所述底部沟槽用于当所述部件停止旋转时从所述通道接收密封流体。

    17.
      根据权利要求16所述的液压密封件,其中:在所述旋转部件与所述固定部件之间设置有密封环。

    18.
      根据权利要求17所述的液压密封组件,其中:所述底部沟槽在所述环形突起部与所述密封环之间。

    19.
      根据权利要求14-18中任一项所述的液压密封组件,其中:在所述固定部件的所述通道中设置有密封流体排出通路。

    20.
      根据权利要求14-19中任一项所述的液压密封组件,其中:所述旋转部件包括套管,所述环形突起部从所述套管延伸,所述供应通路从所述套管的端面延伸通过所述套管,并大致径向向外通过所述突起部。

    21.
      一种液压密封组件,包括能够围绕旋转轴线旋转的旋转部件和固定部件,所述旋转部件和所述固定部件中的一个限定环形突起部,而所述旋转部件和所述固定部件中的另一个限定环形通道,所述突起部以形成用于接收液压密封流体的间隙的方式被容纳在所述环形通道中,使得所述旋转部件的旋转在流体中产生离心力,以在所述间隙中保持密封流体环,其中:流体供应通路限定在所述旋转部件中,用于将密封流体输送到所述通道。

    22.
      根据权利要求21所述的液压密封组件,其中:所述通路至少部分沿大致径向方向延伸。

    23.
      根据权利要求21或22所述的液压密封组件,其中:所述通路具有在所述环形突起部的周边处或与所述周边相邻的开口,所述开口用作到所述通道的流体入口。

    24.
      根据权利要求21或22所述的液压密封组件,其中:所述通道由基部壁和相对的侧壁限定,并且所述入口在所述侧壁中的一个内,或被限定成面对所述侧壁中的一个。

    25.
      根据前述权利要求中任一项所述的液压密封组件,其中:所述环形突起部是圆盘。

    26.
      一种涡轮增压器,包括:
    涡轮,所述涡轮设置在轴的一端处,用于在涡轮机壳体内绕轴线旋转;
    压缩机轮,所述压缩机轮安装到所述轴的另一端,用于在压缩机壳体内绕所述轴线旋转,
    所述轴在容纳在轴承套内的轴承组件上旋转,所述轴承套位于所述压缩机壳体与所述涡轮机壳体之间,并设置有用于将油输送到所述轴承组件的油路;
    如前述权利要求任一项限定的液压密封组件,所述液压密封组件在至少一个轴承组件与相邻压缩机壳体或涡轮机壳体之间绕所述轴布置在所述轴承套中,所述液压密封流体是油。

    27.
      根据权利要求26所述的涡轮增压器,还包括与所述液压密封组件相邻的推力轴承组件。

    28.
      根据权利要求27所述的涡轮增压器,其中:具有供油入口,所述供油入口被构造成从所述推力轴承组件接收油。

    29.
      根据权利要求28所述的涡轮增压器,其中:所述推力轴承组件具有通过所述推力轴承组件的油路,并且所述油路与所述供油入口和所述轴承套中的供油通路连通。

    30.
      根据权利要求29所述的涡轮增压器,其中:所述推力轴承组件包括同心的内、外部件,所述内部件固定到所述轴,用于与所述轴一起旋转,而所述外部件固定到所述轴承套。

    31.
      根据权利要求30所述的涡轮增压器,其中:在所述内部件与所述外部件之间具有环形间隙,其中所述间隙向密封组件的所述供油入口开口。

    32.
      根据权利要求31所述的涡轮增压器,其中:所述外部件具有通过所述外部件的油路,所述油路用于将油从所述壳体中的供应通路输送到所述推力组件的所述内部件与所述外部件之间的所述环形间隙。

    33.
      根据权利要求32所述的涡轮增压器,其中:所述外部件中的所述油路具有侧端口,所述侧端口用于与所述轴承套中的所述供油通路连通。

    34.
      根据权利要求30-33中任一项所述的涡轮增压器,其中:所述内部件是轴衬,所述轴衬具有邻接所述外部件的径向向外延伸的凸缘。

    35.
      根据权利要求34所述的涡轮增压器,其中:所述轴是阶梯状的,并且所述内部件邻接在所述阶梯部上。

    36.
      根据权利要求26到35中任意一项所述的涡轮增压器,其中:所述通道限定在由所述轴承套的一部分限定的壁与由配合到所述轴承套中的凹部内的环形部件限定的壁之间。

    37.
      根据权利要求26-36中任一项所述的涡轮增压器,其中:所述油通过所述通道从高压侧循环到低压侧,所述出口位于所述低压侧。

    说明书

    用于涡轮增压器的液压密封件
    技术领域
    本发明涉及一种具体地更并不绝对地用于内燃机的涡轮增压器中的液压密封件。具体地,本发明涉及用于减少从涡轮增压器涡轮机壳体或压缩机壳体进入涡轮增压器轴承套的泄露(blow by)气体的这样一种密封件。
    背景技术
    涡轮增压器为用于在超过大气压的压力(升压)下将空气供应到内燃机的入口的已知设备。传统的涡轮增压器主要包括安装在涡轮机壳体内的可旋转轴上的废气从动涡轮。涡轮的旋转使安装在压缩机壳体内的轴的另一端上的压缩机轮旋转。压缩机轮将压缩空气传送到发动机的入口歧管,从而增加了发动机动力。
    涡轮增压器轴传统地由轴颈轴承和推力轴承支撑,所述轴颈轴承和推力轴承包括适当的润滑系统,并位于在涡轮机壳体与压缩机轮壳体之间连接的中央轴承套中。已知的是提供防止油从中央轴承套泄露到压缩机或涡轮机壳体的有效密封系统是有问题的。因为在低升压时(例如,当发动机空转时),从轴承套到压缩机壳体存在明显的压降,从而使油泄露到压缩机壳体中,所以漏油被视为在涡轮增压器的压缩机端处的特殊问题。例如,传统地在压缩机端密封组件中包括挡油环。挡油环为环形部件,所述环形部件与涡轮增压器轴一起旋转,并具有被布置成用于当所述环形部件旋转时将油推离轴或者具体地将油从通过轴承套的通道推到压缩机壳体内的表面或通道。
    此外,重要的是密封装置能够经受由现代涡轮增压器传送的不断增加的升压。轴承套的压力实际上与发动机油槽具有相同的压力(典型地约高达100毫巴),并且因此在轴承套与压缩机壳体和涡轮壳体之间具有压力梯度。当在涡轮机出口处使用废气发动机制动装置时,由于这产生反压,因此在轴承套与涡轮机壳体之间也可以设置明显的压差。因此,这种密封装置必须能够限制从涡轮机壳体和压缩机壳体的相对高压区域进入轴承套的相对低压区域的“漏气”气流。
    虽然在涡轮增压器的涡轮机端处的漏油被视为更小的问题,然而,重要的是防止油泄漏到涡轮机壳体中,在所述涡轮机壳体中,所述油将与废气混合并增加废气排放。涡轮增压器涡轮通常焊接到涡轮增压器轴端处的密封凸起部。在现有涡轮增压器轴承套中,密封通常由一个或多个密封环(活塞型环)来提供,所述密封环位于限定在轴的外表面或在外壳中的环形沟槽中,并用于沿进入轴承套内或从所述轴承套出来的方向限制壳体与轴之间的气流。与轴垂直的旋转表面设置以挡住油,并因此控制漏油。
    除了参照上述的泄露气外,由于发动机活塞环的密封效果减小,另外的泄露废气进入曲柄箱并增加曲柄箱的内部压力。由于曲柄箱和轴承套通过从涡轮增压器抽回到曲柄箱的轴承油连接在一起,因此曲柄箱中的压力的这种增加传递给涡轮增压器的轴承套。从而,废气能够进入轴承套,并且夹带油并使涡轮机端密封件“泄露”。随着日益严格的废气排放规定,对将这种气体排放到大气具有限制,并对提高涡轮机端部密封装置的效率的需要持续增加。
    第EP 1387061中公开的我们的欧洲专利申请中显示了一种已知油封装置的实例。
    利用作用在液压流体上的离心力旋转用于密封旋转轴的液压密封件已被公众所知一段时间。在US 1,014,850中披露了一个实例。简言之,由固定结构限定的环形通道穿透在旋转轴上限定的薄盘或板(或反之亦然)。利用旋转盘或通道产生的离心力将油保持在通道中,并且所述油提供两者之间的密封。然而,这种密封件并不适用于热环境下的涡轮增压器。极高的涡轮增压器旋转速度(高达150,000r.p.m.)将导致密封油的极高的剪切率,并且从而将所述密封油的温度升高到存在由于焦化而产生的故障的危险的水平。
    发明内容
    除此之外,本发明的一个目的在于提供一种改进的密封组件,所述密封组件消除或减少一个或多个前述(和其它)问题。
    根据本发明的第一方面,提供了一种液压密封组件,所述液压密封组件包括:旋转部件和固定部件,所述旋转部件可绕旋转轴线旋转,所述部件中的一个限定环形突起部,而另一个限定径向向内开口的环形通道,所述突起部容纳在所述环形通道中,使得所述突起部在部件之间限定用于接收液压密封流体的间隙,藉此,当存在流体时,旋转部件的旋转将离心力施加给流体,以在间隙中保持密封流体环;密封流体供应部,所述密封流体供应部用于将密封流体输送到通道,供应部限定流体入口,流体在所述流体入口处可以进入通道,入口在距离旋转轴线的第一距离处设置在所述通道中,其中,通道限定在基部壁与大致相对的第一和第二壁之间,所述大致相对的第一和第二壁从基部壁朝向旋转轴线延伸;和密封流体出口,所述密封流体出口在所述第一壁的端部中或在所述第一壁的端部处,入口和出口轴向偏移。
    这种供应流体入口和出口在离心型液压密封件中的布置确保了在通道中具有连续密封流体流,从而防止流体温度达到可能例如由焦化而被降解的水平。具体地,轴向偏移使流体在所述流体两端的压力梯度的方向上经过环形突起部。类似地,通过通道的基部壁的径向内侧的流体出口的位置促进这种流动。通过将流体供应入口定位在通道中,密封流体直接进入通道,以提高密封操作的效率。这种布置还允许通道中的流体压力随着旋转部件的旋转速度增加,在这种情况中,流体可以以相对较低的压力被输送到供应部。
    出口可以在距离旋转轴线的第二距离处,第二距离比所述第一距离短。此距离越大,密封能力越大。
    旋转部件可以限定通道,而固定部件可以限定环形突起部,或反之亦然。
    第一壁可终止于靠近旋转轴线的端部处,出口被设置成与所述端部相邻,使得当在所述通道中存在过量密封流体时,所述过量密封流体溢出所述端部到达所述出口。因此,可以简单地通过终止第一壁或通过壁中的开口或狭槽来设置出口。
    第一壁可以比所述第二壁短。
    旋转部件可以与旋转轴成一体,或可以固定到轴,用于与所述轴一起旋转。
    密封流体供应部可以包括在旋转部件中的、所述入口处露出的的通路。通路可以至少部分地沿大致径向方向延伸。
    入口可以在环形突起部的周边处或在通道的基部壁中。可选地,所述入口可以在通道的所述第二壁中或与所述第二壁相对。
    第一和第二壁可以通过分离部件限定。
    环形突起部可以是圆盘。
    密封组件可设置在壳体中,所述壳体限定用于接收从所述出口出现的密封流体的排放件。
    旋转部件实际上也用作挡油环,所述挡油环用于引导液压密封流体远离预定位置。
    旋转部件可以限定环形突起部。
    旋转部件可以固定关系的方式支撑在所述轴上。在环形突起部的基部处可以有底部沟槽,所述底部沟槽用于当部件停止旋转时从通道接收密封流体。密封环可以设置在旋转部件与固定部件之间。底部沟槽可以设置在所述环形突起部与所述密封环之间。
    密封流体排出通路可以设置在固定部件的通道中。
    旋转部件可以包括从环形突起部延伸的套管,供应通路从所述套管的端面延伸通过所述套管,并大致径向向外通过所述突起部。
    根据本发明的第二方面,提供了可围绕旋转轴线旋转的旋转部件和固定部件,所述旋转部件和所述固定部件中的一个限定环形突起部,而所述旋转部件和所述固定部件中的另一个限定环形通道,突起部以形成用于接收液压密封流体的间隙的方式被容纳在所述环形通道中,使得旋转部件的旋转在流体中产生离心力,以在间隙中保持密封流体环,其中:流体供应通路限定在旋转部件中,用于将密封流体输送到通道。
    通路可以至少部分地沿大致径向方向延伸。
    通路可以具有在环形突起部的周边处或与所述环形突起部的周边相邻的开口,所述开口用作到所述通道流体入口。
    通道可以由基部壁和相对侧壁限定,并且所述流体入口在所述侧壁中的一个内,或面对所述侧壁中的一个。
    根据本发明的第三方面,提供了一种涡轮增压器,所述涡轮增压器包括:
    涡轮,所述涡轮设置在轴的一端处,用于在涡轮机壳体内绕轴线旋转;
    压缩机轮,所述压缩机轮安装到轴的另一端,用于在压缩机壳体内绕所述轴线旋转,
    轴在容纳在轴承套内的轴承组件上旋转,所述轴承套位于压缩机壳体与涡轮机壳体之间,并设置有用于将油输送到轴承组件的油路;
    如上述限定的液压密封组件,所述液压密封组件在至少一个轴承组件与相邻压缩机壳体或涡轮机壳体之间绕所述轴布置在所述轴承套中,液压密封流体是油。
    在涡轮增压器中提供这种液压密封件用于将轴承套与涡轮机壳体和压缩机壳体隔离。具体地,这种密封件能够经受由现代涡轮增压器,特别地具有多级涡轮增压器和/或由废气制动系统的更高升压产生的轴承套与者压缩机壳体或涡轮机壳体两端的较大压力梯度。此外,这种密封件能够消除高旋转速度的泄露。
    可以有与所述液压密封组件相邻设置的推力轴承组件。可以设置到所述供应部的油入口。入口被构造成接收来自推力轴承组件的油。该推力轴承组件可以具有通过所述推力轴承组件的油路,并且所述油路可以与所述油入口和轴承套中的供油通路连通。
    推力轴承组件可以包括同心的内外部件,所述内部件固定到所述轴,用于与所述轴一起旋转,而所述外部件固定到所述轴承套。
    环形间隙可以设置在所述内部件与所述外部件之间,其中间隙向密封组件的所述油入口开口。外部件可以具有通过所述外部件的油路,所述油路用于将油从壳体中的供应通路输送到推力组件的内部件和外部件之间的环形间隙。外部件中的油路可以具有用于与轴承套中的所述供油通路连通的侧端口。
    内部件可以是轴衬,所述轴衬具有邻接所述外部件的径向向外延伸的凸缘。
    轴可以是阶梯状的,并且内部件可以邻接所述阶梯部。
    通道可以限定在由轴承套的一部分限定的壁与由配合在轴承套中的凹部中的环形部件限定的壁之间。
    附图说明
    以下将参照附图仅通过实例的方式描述本发明的具体实施例,其中:
    图1是在压缩机和涡轮壳体被移去的情况下根据本发明的涡轮增压器的实施例的横截面图;
    图2是图1的涡轮增压器的一部分的放大视图,显示了油封组件和推力轴承组件;
    图3显示根据本发明的图2的组件的修改实施例;
    图4是显示图2的油封和推力轴承组件的操作的示意图;和
    图5是根据本发明的油封组件的可选实施例的示意图。
    具体实施方式
    参照图1,所示涡轮增压器包括经中央轴承套3连接到压缩机2的涡轮机1。涡轮机1包括在涡轮机壳体(未显示)内旋转的涡轮4。类似地,该压缩机2包括在压缩机壳体(未显示)内旋转的压缩机轮5。涡轮4和压缩机轮5安装在共用涡轮增压器轴6的相对端部上,所述轴延伸通过中央轴承套3。
    使用中,涡轮4利用来自内燃机经过所述涡轮的废气旋转。这又使压缩机轮5旋转,所述压缩机轮通过压缩机入口吸入入口空气,并经由出口蜗壳(未显示)将升压空气传送到内燃机的入口歧管。
    涡轮增压器轴6分别朝向轴承套3的涡轮端部和压缩机端部在全浮动轴颈轴承7和8上旋转。油在来自发动机的油系统的压力下经由油入口9、油路10和通路11被供给到轴承。每个轴颈轴承7、8由弹性挡圈12和13保持在适当的位置,并设置有用于使油通过涡轮增压器轴6的、圆周间隔开的径向孔14。如下面将描述,油排出轴承并返回到发动机油盘。
    涡轮增压器轴6成阶梯状以形成两部分:具有第一直径的第一部分6a,所述第一部分支撑涡轮4和两个轴颈轴承7、8;和具有比所述第一直径小的第二直径的第二部分6b,所述第二部分支撑彼此相互作用的推力轴承组件15和油封组件16。推力轴承和油封组件在压缩机端处的轴颈轴承8的侧面,并在图2中更详细地显示。
    推力轴承组件15包括推力轴衬20和径向外侧推力垫圈21,所述推力轴衬同心地固定在轴6上,使得所述推力轴衬随所述轴旋转,所述径向外侧推力垫圈固定到轴承套3,使得所述轴承套不能旋转。轴承邻接在涡轮增压器轴6的两部分6a、6b之间的台阶S上,并具有向外延伸的凸缘22。推力垫圈21以小环形间隙23在轴衬20上方同心地设置到凸缘22的一侧,并且由内部径向延伸的油路21a穿透(在图2中看不到,但在图4中以虚线显示)。在操作中,由推力轴承组件并且具体地由邻接推力垫圈21的轴衬的凸缘22抑制沿在图中从左向右的方向作用在轴上的轴向力。油通过与轴承套3中的通道10连接的垫圈中的侧端口24被传送到油路21a。因此,来自轴承套供应源9、10的受压油通过推力垫圈21朝向环形间隙23运送,以润滑推力轴承组件15的邻接表面。这由图4的示意图中的箭头指示。
    油封组件16包括:固定到轴的旋转部件30;静止密封体31,所述静止密封体固定在轴承套3内并围绕旋转部件30同心地设置;和环形部件32,所述环形部分被挤压配合到密封体31中的凹部33内。
    密封体31被设计以在紧邻压缩机壳体的位置处密封轴承套3。第一密封件由密封环34提供,所述密封环由主体31支撑并且突起到在旋转部件30的套管部分36中限定的沟槽35内,所述套管部分在压缩机端处同心地支撑在轴6上。密封体31具有:支撑环形部件32的环形凹部33;和相邻环形通道37,所述环形通道限定在环形部件32的径向壁与密封体的平行径向壁38之间,且环形部件32的径向长度比密封体的径向壁38短。如将在下面描述,旋转部件30的环形圆盘39从套管36径向向外突起到通道37中以形成第二密封件。为了允许相对旋转,在圆盘39与限定通道37的表面之间具有窄间隙,所述窄间隙包括:在圆盘39的周边末端与主体的面对表面(形成通道的基部壁)之间的径向间隙40;和在圆盘39的侧面与主体31和环形部件32的相对平行表面之间的轴向间隙41、42。旋转部件的圆盘39被小孔通道43穿透,所述小孔通道将圆盘末端处的径向间隙与推力轴衬23与垫圈21之间环状表间隙连接。通道43在圆盘39内径向延伸,并且然后沿轴向和径向部件通过轴套36的方向延伸,以形成通过所述圆盘的侧表面44,并与推力轴承组件15中的间隙23相交。
    在操作中,发动机油经推力垫圈中的油路21a被传送到推力轴承组件15,并聚集在推力轴承组件15中的环形间隙23中。所述发动机油从所述环形间隙进入旋转部件中的相邻通路43。部件43与轴6的旋转将离心力施加给油,从而迫使所述油沿圆盘39中的通路43向外到所述油形成在通道37中的末端。如图4所示,在通道37的末端与壁之间的径向和轴向间隙40、41、42中,油聚集在圆盘39的两侧。随着轴的旋转速度的增加,离心力增加并且通道37中的油压随着速度平方而增加。如果例如密封件的压缩机侧上的气体压力增加,所述气体压力作用在轴向间隙41中的油柱上,并且可减小所述油柱的长度,并增加另一轴向间隙42中油柱。然而,由旋转产生的力和作用在轴向间隙42中的油柱上的气体压力可使两个油柱在圆盘39的两侧恢复到相同长度。从而提供了有效的液压密封件。在通道37的一侧上的环形部件32的径向长度比另一侧上的密封体31的径向壁38的相对应的长度短,并且从而当通道填充有油时,所述油以堰的方式溢出环形部件32的径向壁的端部。溢流油分散向涡轮增压器的传统轴承套排出件。
    如图4示意性地说明,上述装置提供了油从发动机通过推力轴承组件15、旋转部件30的圆盘39并进入到密封组件的通道37的恒定流动。油被供应到为堰的径向外侧的位置处的通道。一旦所述油占据通道37,油从圆盘39的压缩机侧的相对高压区流动通过由环形部件32的端部提供的堰而到达轴承套中的相对低压区。油的这种恒定更换确保所述油保持冷却。如果需要,排油孔50设置在轴承套中(如图3所示),以改善油循环。
    在图3中,在压缩机侧的圆盘39的基部处,旋转部件30设置有底部沟槽51。当停止旋转时,这允许将任何油从通道37排放向压缩机侧,以运走到轴承套排放孔50。
    油的流动用于散热,并且防止在这种高温环境中由于焦化或相类似物导致油的质量下降。流量取决于从推力组件中的环形间隙23和将油返回到轴承套的堰的径向距离差,和旋转密封部件30的直径和油供应到密封件处的直径。提供用作堰的通道37的壁32确保该装置是自调节的,即,过剩油简单溢出堰并排出。此外,不容易由于微粒物质或杂质夹带在油中而产生阻塞。
    具有再循环油的液压密封件允许在涡轮增压器轴承套3与压缩机或涡轮壳体之间更高的压差,并且消除了高旋转速度时漏气,从而解决了特别在其中升压能够达到4巴并且将随着客户更高的要求而增加的两级涡轮增压器系统中的重大难点。
    在可选实施例(未显示)中,在密封体中小孔通路43可形成通过圆盘39的侧壁,而不是在所述圆盘的末端处形成。如果所述小孔通路设置在压缩机侧,则所述小孔通路确保更多的油围绕圆盘39且在排放堰上方重新循环。
    旋转部件用作用于引导油离开压缩机壳体的挡油环或抛油环,并且因此消除对分开的挡油环部件的需要。这种挡油环对于本领域的技术人员来说是已知的,并且通常包括凸缘或环形部,所述凸缘或环形部具有在轴的旋转期间用于将周围的润滑油推离轴的表面,以防止油流向油可能泄露的密封环。这些通常形成推力轴承装置的一部分,并且从而在上述设计中,旋转部件也用作推力轴承装置的一部分。
    图5显示了可选实施例,其中:与图1-4的实施例相同的部件用相同的附图标记表示,但增加100,同时除了与图1-4不同的部件之外,不再进一步描述与图1-4相同的部件。此实施例中的环形圆盘139设置在连接到轴承套结构103的固定部件131上,并且通道137设置在固定到轴106的旋转部件130上。此外,通道的一个壁132比另一个138短,以提供允许排放恒定油流的堰。通过固定部件131或旋转部件130中的内部通路(未显示)可以将油供应到通道137。在通过旋转部件130中的内部通路(未显示)将油供应到通道137的情况下,通路从接近轴的点延伸,使得通过旋转部件的旋转作用在油上的离心力用于迫使所述油径向向外经过通路到达通道。
    应该意识到除了或代替压缩机壳体,油封装置可设置在轴承套与涡轮壳体之间。此外,在任何应用中,密封装置可用于将旋转部件密封成非旋转部件。
    应该认识到在不背离由所附权利要求限定的保护范围的情况下,可以对上述实施例进行多种修改。例如,应该理解到组成推力轴承组件和密封组件的部件的精确形状和结构可以改变。
    所述和所示实施例应被理解为在性质上是说明性的而不限制性的,应该理解的是仅显示和描述了优选实施例,并且如在权利要求中限定的在本发明的保护范围内的所有变化和修改期望得到保护。应该理解的是虽然在描述中使用诸如“优选的”、“优选地”或“被优选”“更优选”的词表示如此描述的特性可能更期望,但是,其可能不是必需的,并且缺少这种特征的实施例可以被认为在如所附权利要求限定的本发明的保护范围内。关于权利要求,期望的是:当在特征前使用诸如“一个”、“至少一个”或“至少一部分”的词时,其目的不是将权利要求限制为仅一个这样的特征,除非在权利要求中专门说明的相反。当使用语言“至少一部分”与/或“一部分”,该项目能够包括一部分与/或整个项目,除非具体说明为相反。

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