CN216665776U - 一种增压发动机排气***密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增压发动机排气***密封结构，包括排气歧管法兰、增压器法兰以及密封垫，所述密封垫设置在所述排气歧管法兰与增压器法兰之间；所述密封垫包括垫片主体，所述垫片主体的中部设置有能够沿轴向弹性形变的弹性波纹环，所述弹性波纹环的中部设置有第一气道孔，所述垫片主体的周向间隔设置有多个第一安装部，多个所述第一安装部上均设置有第一连接孔；所述排气歧管法兰包括法兰主体，所述法兰主体的中部设置有第二气道孔，所述法兰主体上设置有多个第二安装部，多个所述第二安装部上均设置有第二连接孔，所述法兰主体上设置有多个应变孔。本实用新型的密封效果好，还能够防止排气歧管法兰出现局部应力集中造成开裂。

Description

一种增压发动机排气***密封结构

技术领域

本实用新型涉及增压发动机，具体涉及一种增压发动机排气***密封结构。

背景技术

排气岐管法兰与增压器法兰之间通过设置密封垫实现密封连接，随着发动机增压器技术的不断发展，增压发动机布置逐步紧凑，而爆发压力逐步升高，增压发动机的排气温度越来越高，从原来的700多℃达到1000℃以上，苛刻的高温排气使得排气歧管法兰变形大，密封垫的密封弹力变差，从而产生漏气问题。为了解决这一问题，传统的排气歧管与增压器密封***设计往往通过增加排气歧管法兰的刚度来减小变形，这样一方面会引起局部应力集中造成开裂，另一方面也会造成排气歧管法兰过厚，重量和成本上升；此外，现有技术中用于与排气歧管法兰配合的密封垫随着时间的变化，会产生应力屈服，无法通过回弹填补法兰变形导致的间隙，会引起漏气，可靠性不好。

CN211819711U公开了一种增压器金属密封垫，包括垫片主体，所述垫片主体的中部设置有气道孔，所述垫片主体的周向间隔设置有多个安装部，多个所述安装部上均设置有连接孔；所述垫片主体包括依次层叠连接的第一基板、第二基板和第三基板，所述第一基板上和所述第三基板上均沿所述气道孔的圆周方向均设置有弹性波纹环，所述弹性波纹环与所述第二基板之间形成所述弹性波纹环的形变空间，所述第二基板对应所述连接孔两侧的位置分别设置有折叠翻边。该增压器金属密封垫密封效果好，能够保证密封垫回弹性能，从而保证密封垫在严苛的冷热冲击工况下的回弹量能够弥补法兰的变形量，实现增压器金属密封垫在高温条件下仍保持良好的密封性能。毋庸置疑，该专利文献公开的技术方案是所属技术领域的一种有益的尝试。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种增压发动机排气***密封结构，能够实现排气歧管法兰与增压器法兰的结合面的密封，密封效果好，还能够防止排气歧管法兰出现局部应力集中造成开裂。

本实用新型中的一种增压发动机排气***密封结构，包括排气歧管法兰、增压器法兰以及密封垫，所述密封垫设置在所述排气歧管法兰与增压器法兰之间；所述密封垫包括垫片主体，所述垫片主体的中部设置有能够沿轴向弹性形变的弹性波纹环，所述弹性波纹环的中部设置有第一气道孔，所述垫片主体的周向间隔设置有多个第一安装部，多个所述第一安装部上均设置有第一连接孔；所述排气歧管法兰包括法兰主体，所述法兰主体的中部对应所述第一气道孔的位置设置有第二气道孔，所述法兰主体上对应多个所述第一安装部的位置分别设置有一个第二安装部，所述第二安装部对应所述第一连接孔的位置设置有第二连接孔，所述法兰主体上对应所述弹性波纹环与各个所述第二连接孔之间的位置分别设置有一个应变孔。

进一步，多个所述应变孔均为中部大且两端小的通孔。

进一步，所述弹性波纹环包括沿轴向依次层叠设置的上层板、中层板和下层板，所述上层板与中层板之间具有第一形变空间，所述中层板与下层板之间具有第二形变空间。

进一步，所述上层板包括沿所述第一气道孔的径向向外依次设置的第一平直环、第一折弯环、第二平直环、第二折弯环和第三平直环。

进一步，在无外力作用状态下，所述第一平直环、第二平直环和第三平直环互相平行，所述第一折弯环沿所述第一气道孔的径向向外逐渐向上倾斜，所述第二折弯环沿所述第一气道孔的径向向外逐渐向下倾斜。

进一步，所述下层板与上层板互相对称。

进一步，所述中层板上沿所述第一气道孔的径向间隔设置有多个向上凸起的环状凸台。

进一步，多个所述环状凸台的截面均呈半圆形，多个所述环状凸台等间隔设置。

进一步，所述上层板和下层板的材料均采用牌号为GH4169的高温合金，所述中层板采用的材料均采用牌号为SUS310S的不锈钢。

进一步，所述第一安装部、第一连接孔、第二安装部、第二连接孔以及应变孔的数量均为三个。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型通过能够沿轴向弹性形变的弹性波纹环被排气歧管法兰与增压器法兰压缩变形，实现排气歧管法兰与增压器法兰的结合面的密封，密封效果好；（2）本实用新型的应变孔能够防止排气歧管法兰出现局部应力集中造成开裂；（3）本实用新型的弹性波纹环具有多重密封结构；（4）本实用新型的多个环状凸台能够保证在高温下排气歧管法兰与增压器法兰发现变形时弹性波纹环仍具有良好的回弹性，从而保证密封性能。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型的排气歧管法兰以及密封垫结构示意图；

图2为图1的A-A截面示意图。

附图中标记如下：

1-排气歧管法兰，11-法兰主体，12-第二气道孔，13-第二安装部，14-第二连接孔，15-应变孔；

2-密封垫，21-垫片主体，22-弹性波纹环，23-第一气道孔，24-第一安装部，25-第一连接孔，26-上层板，261-第一平直环，262-第一折弯环，263-第二平直环，264-第二折弯环，265-第三平直环，27-中层板，271-环状凸台，28-下层板，29-第一形变空间，210-第二形变空间。

具体实施方式

如图1-图2所示，本实施例中的一种增压发动机排气***密封结构，包括排气歧管法兰1、增压器法兰（图中未示出）以及密封垫2，密封垫2设置在排气歧管法兰1与增压器法兰之间；密封垫2包括垫片主体21，垫片主体21的中部设置有能够沿轴向弹性形变的弹性波纹环22，弹性波纹环22的中部设置有第一气道孔23，垫片主体21的周向间隔设置有多个第一安装部24，多个第一安装部24上均设置有第一连接孔25；排气歧管法兰1包括法兰主体11，法兰主体11的中部对应第一气道孔23的位置设置有第二气道孔12，法兰主体11上对应多个第一安装部24的位置分别设置有一个第二安装部13，第二安装部13对应第一连接孔25的位置设置有第二连接孔14，法兰主体11上对应弹性波纹环22与各个第二连接孔14之间的位置分别设置有一个应变孔15；优选应变孔15设置在第二安装部13上。将密封垫2置于排气歧管法兰1与增压器法兰之间，然后通过螺纹紧固件将排气歧管法兰1与增压器法兰连接，密封垫2被压在排气歧管法兰1与增压器法兰之间，并且能够沿轴向弹性形变的弹性波纹环22被排气歧管法兰1与增压器法兰压缩变形，实现排气歧管法兰1与增压器法兰的结合面的密封。当发动机的排气温度达到1000℃以上，苛刻的高温排气使得排气歧管法兰1变形大，此时排气歧管法兰1会向应变孔15舒展，从而减小排气歧管法兰1的变形量，防止排气歧管法兰1出现局部应力集中造成开裂。同时应变孔15位于弹性波纹环22与第二连接孔14之间，防止应变孔15影响密封效果。

本实施例中，多个应变孔15均为中部大且两端小的通孔，应变孔15可以为类似于椭圆形的形状。

本实施例中，弹性波纹环22包括沿轴向依次层叠设置的上层板26、中层板27和下层板28，上层板26与中层板27之间具有第一形变空间29，中层板27与下层板28之间具有第二形变空间210；上层板26包括沿第一气道孔23的径向向外依次设置的第一平直环261、第一折弯环262、第二平直环263、第二折弯环264和第三平直环265；在无外力作用状态下，第一平直环261、第二平直环263和第三平直环265互相平行，第一折弯环262沿第一气道孔23的径向向外逐渐向上倾斜，第二折弯环264沿第一气道孔23的径向向外逐渐向下倾斜；下层板28与上层板26互相对称。第一折弯环262、第二平直环263以及第二折弯环264形成截面呈梯形的形状，上层板26的弯折形状使弹性波纹环22在径向上形成双重密封结构，并且第一平直环261悬空，使得上层板26具有良好的回弹性，下层板28同理。上层板26、中层板27和下层板28使弹性波纹环22在轴向上形成双重密封结构。

本实施例中，中层板27上沿第一气道孔23的径向间隔设置有多个向上凸起的环状凸台271；多个环状凸台271的截面均呈半圆形，多个环状凸台271等间隔设置。多个环状凸台271使中层板27的截面呈波浪状，环形凸台使上层板26与中层板27无法完全贴合，使得第一形变空间29始终存在，保证在高温下排气歧管法兰1与增压器法兰发现变形时弹性波纹环22仍具有良好的回弹性，从而保证密封性能。

本实施例中，上层板26和下层板28的材料均采用牌号为GH4169的高温合金，中层板27采用的材料均采用牌号为SUS310S的不锈钢

牌号为GH4169的高温合金的耐温性能好，保证上层板26和下层板28在高温下仍具有良好的弹性；牌号为SUS310S的不锈钢成本较低，能够降低密封垫2的生产成本。

本实施例中，第一安装部24、第一连接孔25、第二安装部13、第二连接孔14以及应变孔15的数量均为三个。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种增压发动机排气***密封结构，包括排气歧管法兰（1）、增压器法兰以及密封垫（2），所述密封垫（2）设置在所述排气歧管法兰（1）与增压器法兰之间，其特征在于：

所述密封垫（2）包括垫片主体（21），所述垫片主体（21）的中部设置有能够沿轴向弹性形变的弹性波纹环（22），所述弹性波纹环（22）的中部设置有第一气道孔（23），所述垫片主体（21）的周向间隔设置有多个第一安装部（24），多个所述第一安装部（24）上均设置有第一连接孔（25）；

所述排气歧管法兰（1）包括法兰主体（11），所述法兰主体（11）的中部对应所述第一气道孔（23）的位置设置有第二气道孔（12），所述法兰主体（11）上对应多个所述第一安装部（24）的位置分别设置有一个第二安装部（13），所述第二安装部（13）对应所述第一连接孔（25）的位置设置有第二连接孔（14），所述法兰主体（11）上对应所述弹性波纹环（22）与各个所述第二连接孔（14）之间的位置分别设置有一个应变孔（15）。

2.根据权利要求1所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：多个所述应变孔（15）均为中部大且两端小的通孔。

3.根据权利要求1所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：所述弹性波纹环（22）包括沿轴向依次层叠设置的上层板（26）、中层板（27）和下层板（28），所述上层板（26）与中层板（27）之间具有第一形变空间（29），所述中层板（27）与下层板（28）之间具有第二形变空间（210）。

4.根据权利要求3所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：所述上层板（26）包括沿所述第一气道孔（23）的径向向外依次设置的第一平直环（261）、第一折弯环（262）、第二平直环（263）、第二折弯环（264）和第三平直环（265）。

5.根据权利要求4所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：在无外力作用状态下，所述第一平直环（261）、第二平直环（263）和第三平直环（265）互相平行，所述第一折弯环（262）沿所述第一气道孔（23）的径向向外逐渐向上倾斜，所述第二折弯环（264）沿所述第一气道孔（23）的径向向外逐渐向下倾斜。

6.根据权利要求5所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：所述下层板（28）与上层板（26）互相对称。

7.根据权利要求3所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：所述中层板（27）上沿所述第一气道孔（23）的径向间隔设置有多个向上凸起的环状凸台（271）。

8.根据权利要求7所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：多个所述环状凸台（271）的截面均呈半圆形，多个所述环状凸台（271）等间隔设置。

9.根据权利要求3所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：所述上层板（26）和下层板（28）的材料均采用牌号为GH4169的高温合金，所述中层板（27）采用的材料均采用牌号为SUS310S的不锈钢。

10.根据权利要求1所述的增压发动机排气***密封结构，其特征在于：所述第一安装部（24）、第一连接孔（25）、第二安装部（13）、第二连接孔（14）以及应变孔（15）的数量均为三个。

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