油冷却废气涡轮机设备的制作方法

    专利2025-05-14  23


    本公开的实施例涉及诸如涡轮增压器的废气涡轮机设备,更具体地涉及油冷却废气涡轮机设备。更详细地,本公开的实施例涉及具有径向轴承和密封装置的油冷却废气涡轮机设备。


    背景技术:

    1、已知废气涡轮增压器等废气涡轮机设备用于增加内燃机的功率。在这样的废气涡轮增压器中,涡轮机设置在内燃机的废气路径中,并且压缩机布置在内燃机上游,压缩机经由公共轴连接到涡轮机。轴通常由支撑在支承壳体中的轴支承件支撑。因此,废气涡轮增压器通常由转子、轴的支承组件、导流壳体部分(压缩机壳体和涡轮机壳体)和支承壳体构成。转子包括轴、叶轮和涡轮机叶轮。

    2、一种废气涡轮机设备允许将储存在内燃机废气中的能量转换为旋转能。在涡轮增压器使用这种旋转能量来填充内燃机的情况下,气缸中的容量和燃料混合物增加,并且由此获得发动机的显著功率增加。在动力涡轮机的情况下,旋转能量可以转换成电能或机械能。在这种情况下,代替压缩机,如在废气涡轮增压器的情况下,例如发电机或机械消耗装置连接到涡轮轴。

    3、废气涡轮机设备的轴承通常由润滑油润滑。

    4、由于涡轮机侧和压缩机侧流动区域中的高工艺压力,废气涡轮增压器的轴采用与支承壳体相关的适当密封概念进行密封。支承壳体中的内部压力通常与大气压力相对应。然而,压缩机侧和涡轮机侧的流动通道中的气体压力取决于废气涡轮增压器的当前运行点,并且在大多数运行点处位于支承壳体的腔中的压力之上。然而,在某些情况下,也要考虑负压(例如,在部分负荷运行或静止时)。

    5、供应给填充系统支承件的润滑油通常需要通过轴封进行密封,以避免油泄漏到部件的气体路径中。然而,在油冷却填充系统中,由于不同的压力条件,充油系统内的油负荷可能会过度增加,从而更容易发生漏油,例如在轴封处。特别是在油冷却系统中,润滑油也可用于冷却支承壳体,高油负荷会导致漏油增加。

    6、因此,需要具有改进的密封性能的充油系统来防止漏油。


    技术实现思路

    1、鉴于上述内容,提供了一种油冷却废气涡轮机设备。废气涡轮机设备包括具有涡轮机叶轮的可旋转轴;支承构件,该支承构件包括用于可旋转地支撑轴的支承件;支承壳体,该支承壳体将支承构件容纳在其中并且包括密封衬套部分,该密封衬套部分在涡轮机叶轮和支承构件之间的轴向位置处朝向所述轴径向向内延伸;用于在涡轮机叶轮和支承构件之间轴向提供第一密封装置;以及用于冷却支承壳体的内表面的油冷却室。废气涡轮机设备还包括用于将油提供到油冷却室中的油通道,用于使用油作为冷却介质来冷却支承壳体的内壁;以及排油室,该排油室轴向布置在支承构件和密封衬套部分之间。废气涡轮机设备还包括挡油壁,该挡油壁在至少垂直顶部周向区段中围绕排油室的径向外侧,用于从油冷却室覆盖排油室。

    2、实施例还针对用于操作所述设备的方法。它包括用于实现设备的每个功能的方法方面。



    技术特征:

    1.一种油冷却废气涡轮机设备(100),该废气涡轮机设备包括:

    2.根据权利要求1所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述排油室(150)从所述轴(105)和/或从所述支承构件(110)的支承衬套径向向外延伸。

    3.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述挡油壁(160)包括轴向壁部,所述轴向壁部从所述密封衬套部分(130)和所述支承构件(110)中的所述一个处的壁基部轴向延伸。

    4.根据权利要求1所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述挡油壁(160)还包括径向壁部(164),所述径向壁部从壁部分,特别是在所述壁尖端部处径向向外延伸。

    5.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述排油室(150)至少由所述支承构件(110)的面向涡轮机的侧壁和所述密封衬套部分(130)的面向支承构件的侧壁形成,并且可选地由所述轴形成。

    6.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述油冷却室(140)轴向地由所述支承壳体(120)和所述支承构件(110)界定,并且其中,所述密封衬套部分(130)至少部分地从径向内侧以及从所述涡轮机叶轮(106)轴向地界定所述油冷却室(140)。

    7.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述排油室(150)在所述排油室(150)的垂直底侧具有排油开口(152),特别地其中所述开口限定了大于0°到至少180°的周向开口角(α)。

    8.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述油冷却室(140)包括用于接收来自所述油冷却室(140)的油的油凹部(142),并且其中所述油凹部(142)形成排放通道(144),所述排放通道(144)至少部分地周向延伸,用于围绕所述可旋转轴沿着所述油排放通道(144)向下引导冷却油。

    9.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中排油口布置在所述轴(105)的垂直下方,并且其中所述排放通道(144)配置成将从所述油冷却室(140)和/或所述挡油壁(160)接收的油引导至所述排油口。

    10.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中所述第一密封装置(132)包括密封元件,并且其中所述轴(105)包括用于支撑所述密封元件的腔(570),特别地其中所述密封元件是活塞环(572)。

    11.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,第二密封装置(166)设置在所述挡油壁(160)和所述支承构件(110)之间和/或所述挡油壁(160)和所述密封衬套部分(130)之间。

    12.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述挡油壁(160)布置在所述油通道(114)的径向内侧,特别地其中,所述支承构件(110)包括所述油通道(114)。

    13.根据权利要求11或12中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述第二密封装置(166)选自密封间隙、密封环、迷宫式密封件、接触式密封件、密封空气和/或其组合。

    14.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述支承构件(110)包括位于所述支承构件(110)的面向涡轮机的侧壁处的油偏转板(170),并且其中所述挡油壁(160)与所述油偏转板轴向重叠。

    15.根据前述权利要求中任一项所述的油冷却废气涡轮机设备(100),其中,所述油冷却废气涡轮机设备(100)是涡轮增压器或动力涡轮机。


    技术总结
    根据本文所述的实施例,提供了一种油冷却废气涡轮机设备(100)。废气涡轮机设备包括具有涡轮机叶轮(106)的可旋转轴(105)、包括支承件(112)的支承构件(110)、包括用于轴向地在涡轮机叶轮和支承构件之间提供第一密封装置(132)的密封衬套部分(130)的支承壳体(120)、用于冷却所述支承壳体的内表面(122)的油冷却室(140)、用于将油提供到所述油冷却室(140)中的油通道(114)、轴向地布置在所述支承构件(110)和所述密封衬套部分(130)之间的排油室(150)以及挡油壁(160),所述挡油壁在至少垂直顶部周向区段中围绕所述排油室的径向外侧,用于从所述油冷却室覆盖所述排油室。

    技术研发人员:莫里茨·莫什迪齐恩,安德里亚斯·施密德,斯蒂芬·甘特尔特,沃尔夫冈·朱斯,达维德·马拉
    受保护的技术使用者:涡轮增压系统瑞士有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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