SU1052692A1 - Ic engine turbo-supercharger - Google Patents

Abstract

1. ТУРБОКОМПРЕССОР ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий средний корпус, диск и щиток, прикрепленные к корпусу со стороны компрессора и снабженные центральными отверсти ми, в которых установлены по меньщей мере два уплотнительных // S // пружинных кольца одинаковой ширины и ротор, причем кольцева  полость, ограниченна  диском, щитком и ротором, подсоединена к масл ному картеру, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и снижени  потерь масла, в кольцевой полости в зоне центральных отверстий диска и щитка выполнены по меньшей мере три перемычки, причем диаметр внутренней поверхности перемычек со стороны ротора выполнен равным внутреннему диаметру центральных отверстий диска и щитка. 2. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийс  тем, что перемычки снабжены кромками, заостренными в направлении, противоположном вращению ротора, причем угол заострени  кромок выполнен равным 30-60°, а ш (Л отношение щирины кольцевой полости между диском и щитком к ширине уплотнительных колец выполнено равным 1,2-5. ел ю 05 (Х to1. A TURBO COMPRESSOR FOR SUPERVEURING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising a middle housing, a disk and a shield attached to the housing from the side of the compressor and equipped with central holes in which at least two sealing // S // spring rings of the same width and rotor are installed, and An annular cavity bounded by a disk, a flap and a rotor is connected to an oil crankcase, characterized in that, in order to increase reliability and reduce oil loss, in the annular cavity in the zone of the central holes of the disk and flap you olneny at least three webs, wherein the inner diameter of the jumper-side surface of the rotor is made equal to the inner diameter of the disc central openings and flap. 2. Turbocharger according to claim 1, characterized in that the jumpers are provided with edges pointed in the direction opposite to the rotation of the rotor, and the angle of the edges of the edges is equal to 30-60 °, and w (L is the ratio of the width of the annular cavity between the disk and the shield to the width of the sealing rings is made equal to 1.2-5.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к двигателестроению и, в частности, к устройствам, уменьшающим потери масла и повышающим надежность двигателей внутреннего сгорани  с турбонаддувом . Известны турбокомпрессоры дл  наддува двигател  внутреннего сгорани , содержащие средний корнус, диск и щиток, прикрепленные к корпусу со стороны компрессора и снабженные центральными отверсти ми, в которых установлены но меньщей мере два уплотнительных кольца равной ширины и ротор, причем кольцева  полость, ограниченна  диском, щитком и ротором, подсоединена к масл ному картеру 1. Однако в таких турбокомпрессорах увеличены потери масла из-за того, что оно скапливаетс  в кольцевой щели и проникает в полость компрессора и в цилиндры двигател  внутреннего сгорани . Это приводит к снижению надежности работы двигател  и турбокомпрессора и к увеличению потерь масла. Цель изобретени  - повышение надежности работы турбокомпрессора и двигател  в целом и снижение потерь масла. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в турбокомпрессоре дл  наддува двигател  внутреннего сгорани , содержащем средний корпус, диск и щиток, прикрепленные к корпусу со стороны компрессора и снабженные центральными отверсти ми, в которых установлены по меньшей мере два уплотнительных пружинных кольца одинаковой ширины и ротор, причем кольцева  полость, ограниченна  диском, щитком и ротором, подсоединена к масл ному картеру, в кольцевой полости в зоне центральных отверстий диска и щитка выполнены по менъшей мере три перемычки, причем диаметр внутренней поверхности перемычек со стороны ротора выполнен равным внутреннему диаметру цен тральных отверстий диска и щитка. Перемычки снабжены кромками, заостренными в направлении, противоположном вращению ротора, причем угол заострени  кромок выполнен равным 30-60°, а отношение ширины кольцевой полости между диском и щитком к ширине уплотнительных колец выполнено равным 1,2-5. На фиг. 1 изображен предлагаемый турбокомпрессор , продольный разрез; на фиг. 2 средн   часть диска со щитком в сборе; па фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2. Турбокомпрессор содержит средний корпус 1, диск 2, щиток 3, компрессор 4, ротор 5 и масл ный картер 6. Диск 2 и щиток 3 прикреплены к корпусу 1 со стороны компрессора 4 и снабжены центральнЕ ши отверсти ми 7 и 8 соответственно. В отверсти х 7 и 8 установлены по меньшей мере два уплотнительных пружинных кольца 9 и 10 и ротор 5. Кольцева  полость 11, ограниченна  диском 2, щитком 3 и роторо.м 5, подсоединена через отверстие 12 к картеру 6 турбокомпрессора и через трубопроводы к картеру двигател  (не показаны). Турбокомпрессор снабжен также по меньщей мере трем  перемычками 13, расположенными в кольцевой полости 11 в зоне центральных отверстий 7 и 8 диска 2 и щитка 3 отверстий 7 и 8. Диаметр внутренней поверхности 14 перемычек 13 со стороны ротора 5 выполнен равным внутреннему диаметру центральных отверстий 7 и 8. Конструктивно перемычки могут быть выполнены в виде выступов на торцовых поверхност х диска 2 или щитка 3 или в виде единой отливки с диском 2 и щитком 3. Перемычки 13 снабжены острыми кромками 15, направленными против вращени  ротора 5. Угол 16 заострени  кромок выполнен равным 30-60°. Отношение щирины 17 проходного сечени  кольцевой полости 11 между диском 2 и щитком 3 к щирине уплотнительного кольца 9 и 10 равно 1,2-5. Между ротором 5 и центральными отверсти ми 7 и 8 может быть выполнено переходное кольцо 18, в кольцевых выточках которого установлены кольца 9 и 10. Ротор 5 установлен в подщипнике 19, а между диском 2 и компрессором 4 выполнен зазор 20. Турбокомпрессор работает следующим образом . При работе двигател  с турбокомпрессором масло под давлением подаетс  к подшипнику 19, продавливаетс  через зазор между ним и ротором 5 и выходит к уплотнительным кольцам 9 и 10 и в кольцевую полость 11, откуда частично сливаетс  в картер 6 и далее в картер двигател . Часть масла, прошедща  через уплотнительное кольцо 10 в пространство между ним и кольцом 9, отбрасываетс  последним назад , а образовавшийс  масл ный слой снимаетс  при вращении ротора 5 кромками 15 перемычек 13, отбрасываетс  в полость 11 и по стенкам диска 2 и щитка 3 через отверстие 12 сливаетс  в картер 6. При углах заострени  кромок 15 в пределах 30- 60°утечки масла в зазор 20 и в полость компрессора 4 могут быть снижены в 2,5-3 раза по сравнению с применением перемычек переменного сечени . Экспериментально установлено, что при щирине уплотнительного кольца 1,8 мм утечка масла в полость компрессора 4 при изменении щирины 17 проходного сечени  кольцевой полости 11 с 1 до 2 мм уменьшаетс  с 32 до 10 г/ч, т.е. в 3,2 раза. Увеличение ширины 17 полости 11 с 2 до 4 мм дает уменьшение утечки на 20%, т.е. эффект снижени  утечки масла становитс  менее ощутимым по мере увеличени  щирины полости более 2 мм, хот  и не исчезает совсем.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine-building and, in particular, to devices that reduce oil loss and increase the reliability of internal combustion engines with turbocharging. Turbochargers for pressurization of an internal combustion engine are known, comprising a middle root, a disk and a shield, attached to the housing on the compressor side and provided with central openings in which at least two sealing rings of equal width and a rotor are installed, and the annular cavity limited by the disk, shield and a rotor connected to the oil sump 1. However, in such turbo-compressors the oil losses are increased due to the fact that it accumulates in the annular gap and penetrates into the cavity of the compressor and into the cylinders igatel combustion. This leads to a decrease in the reliability of the engine and turbocharger and an increase in oil loss. The purpose of the invention is to increase the reliability of the turbocharger and the engine as a whole and reduce oil loss. The goal is achieved in that in a turbocharger for pressurization of an internal combustion engine comprising a middle housing, a disk and a shield attached to the housing from the side of the compressor and equipped with central openings in which at least two sealing spring rings of the same width are installed and a rotor an annular cavity bounded by a disk, a flap and a rotor is connected to the oil crankcase; in the annular cavity in the zone of the central openings of the disk and the flap, at least three jumpers are made; The diameter of the internal bridges on the rotor side is made equal to the internal diameter of the central holes of the disk and shield. The bridges are provided with edges pointed in the direction opposite to the rotor rotation, the edge sharpness angle being equal to 30-60 °, and the ratio of the width of the annular cavity between the disk and the flap to the width of the sealing rings is equal to 1.2-5. FIG. 1 shows the proposed turbocharger, longitudinal section; in fig. 2 middle section of disc with shield assembly; pas figs. 3 is a section A-A in FIG. 2. The turbocharger contains a middle casing 1, a disk 2, a shield 3, a compressor 4, a rotor 5 and an oil crankcase 6. A disk 2 and a shield 3 are attached to the casing 1 on the compressor 4 side and are provided with central holes 7 and 8, respectively. At openings 7 and 8, at least two sealing spring rings 9 and 10 and a rotor 5 are installed. The annular cavity 11, bounded by a disk 2, a flap 3 and a rotor 5, is connected through an opening 12 to the crankcase 6 of a turbocharger and through pipelines to the crankcase engine (not shown). The turbocharger is also provided with at least three bridges 13 located in the annular cavity 11 in the zone of the central holes 7 and 8 of the disk 2 and the shield 3 of the holes 7 and 8. The diameter of the inner surface 14 of the bridges 13 on the side of the rotor 5 is equal to the internal diameter of the central holes 7 and 8. Structurally, the jumpers can be made in the form of protrusions on the end surfaces of the disk 2 or flap 3 or as a single casting with a disk 2 and flap 3. The jumpers 13 are provided with sharp edges 15 directed against the rotation of the rotor 5. Angle 16 behind Stren edges made equal to 30-60 °. The ratio of the width 17 of the passage section of the annular cavity 11 between the disk 2 and the flap 3 to the width of the sealing ring 9 and 10 is 1.2-5. Between the rotor 5 and the central holes 7 and 8, an adapter ring 18 can be made; rings 9 and 10 are installed in the annular recesses. Rotor 5 is installed in the support 19, and a gap 20 is formed between the disk 2 and compressor 4. The turbocharger works as follows. When the engine is operated with a turbocharger, the pressurized oil is supplied to the bearing 19, pressed through the gap between it and the rotor 5 and goes to the sealing rings 9 and 10 and into the annular cavity 11, from where it is partially drained into the crankcase 6 and further into the crankcase. Part of the oil passing through the sealing ring 10 into the space between it and the ring 9 is thrown back last, and the oil layer formed is removed when the rotor 5 rotates 5 edges 15 of the bridges 13, is thrown into the cavity 11 and along the walls of the disk 2 and shield 3 through the hole 12 merges into the crankcase 6. At the edges of the edges of the edges 15 within 30-60 ° of oil leakage into the gap 20 and into the cavity of the compressor 4 can be reduced by a factor of 2.5-3 compared with the use of jumpers of variable cross section. It has been established experimentally that when the sealing ring width of 1.8 mm is wider, oil leakage into the cavity of compressor 4, when the width of the passageway 17 of the annular cavity 11 changes from 1 to 2 mm, decreases from 32 to 10 g / h, i.e. 3.2 times. An increase in width 17 of cavity 11 from 2 to 4 mm results in a 20% reduction in leakage, i.e. the effect of reducing oil leakage becomes less noticeable as the cavity width increases more than 2 mm, although it does not disappear completely.

Отсюда следует, че больше ширина. 17 полости 11, тем меньше утечка. Однако максимальна  ширина 17 полости 11 должна быть ограничена по соображени м компоновочного характера. В рамках традиционной компоновки она в данном случае не должна быть более 9 мм, т.е. превышать ширину уплотнительного кольца 9 и 10 более чем в 5 раз. Дл  турбокомпрессоров иной размерности эти ограничени  тоже будут справедливы. Физическа  сторона такого соотношени  размеров заключаетс  в том, чтоIt follows that Che is wider. 17 cavity 11, the less leakage. However, the maximum width 17 of the cavity 11 must be limited by layout considerations. In the framework of the traditional layout, in this case it should not be more than 9 mm, i.e. exceed the width of the sealing ring 9 and 10 more than 5 times. For turbo compressors of a different dimension, these limitations will also be valid. The physical side of this size ratio is that

с увеличением ширины полости скорость засасываемого в зазор 20 газа падает и становитс  недостаточной дл  прососа масла через уплотнительное кольцо 9 в скольконибудь значительном количестве.as the cavity width increases, the velocity of the gas sucked into the gap 20 drops and becomes insufficient for pumping oil through the sealing ring 9 in any significant amount.

Таким образом, применение в турбокомпрессоре указанных перемычек с оптимальными углами заострени  и рациональной шириной кольцевой полости позвол ет уменьшить потери масла, улучшить смазку и повысить надежность трубокомпрессора и двигател  в целом.Thus, the use of the mentioned bridges in the turbo-compressor with optimal sharpening angles and a rational width of the annular cavity allows reducing oil loss, improving lubrication and increasing the reliability of the pipe compressor and the engine as a whole.

/1-/4/ 1- / 4

fOfO

Фаг.ЗPhage.Z

Claims (2)

1. ТУРБОКОМПРЕССОР ДЛЯ1. TURBOCHARGER FOR НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий средний корпус, диск и щиток, прикрепленные к корпусу со стороны компрессора и снабженные центральными отверстиями, в которых установлены по меньшей мере два уплотнительных пружинных кольца одинаковой ширины и ротор, причем кольцевая полость, ограниченная диском, щитком и ротором, подсоединена к масляному картеру, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения потерь масла, в кольцевой полости в зоне центральных отверстий диска и щитка выполнены по меньшей мере три перемычки, причем диаметр внутренней поверхности перемычек со стороны ротора выполнен равным внутреннему диаметру центральных отверстий диска и щитка.SUPPLYING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising a middle casing, a disk and a shield attached to the casing on the compressor side and provided with central holes in which at least two sealing spring rings of the same width and a rotor are installed, the ring cavity being defined by a disk, a shield and a rotor, connected to an oil crankcase, characterized in that, in order to increase reliability and reduce oil losses, at least three ychki, wherein the diameter of the inner surface of the webs made from the rotor equal to the inner diameter of the disc central openings and flap. 2. Турбокомпрессор по π. 1, отличающийся тем, что перемычки снабжены кромками, заостренными в направлении, противоположном вращению ротора, причем угол заострения кромок выполнен равным 30—60°, а отношение ширины кольцевой полости между диском и щитком к ширине уплотнительных колец выполнено равным 1,2—5.2. Turbocharger according to π. 1, characterized in that the jumpers are provided with edges sharpened in the opposite direction to the rotation of the rotor, the angle of edge sharpening being equal to 30-60 °, and the ratio of the width of the annular cavity between the disk and the shield to the width of the sealing rings is 1.2-5. SU ,,, 1052692 >SU ,,, 1052692>