涡轮增压器压气机机油密封能力试验及应用

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1、万方数据柴油机设计与制造DesignandManufactureofDieselEngine2018年第1期第24卷(总第162期)doi：10．3969／j．issn．1671—0614．2018．01．007涡轮增压器压气机机油密封能力试验及应用冯坚。吴志军(同济大学汽车学院，上海201804)摘要随着现代发动机技术的发展，涡轮增压器已经广泛运用于各类发动机上。压气机端的封油性能一直是涡轮增压器生产厂家和主机厂所重视的问题。为此，提出一种检验涡轮增压器压气机端机油密封能力的试验方法，并通过此方法研究增压器压气机端的机油密封能力极限，以使增压器在与发动机匹配过程中能有效避开导致这些漏油的运

2、行区域。关键词：涡轮增压器漏油试验封油能力极限排放TurbochargerCompressorOilSealTestandApplicationFengJian，WuZhijun(SchoolofAutomotive，Ton舀iUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Withthedevelopmentofmodeldieselengine，turbochargerhasbeenwidelyusedforallkindsofdieselengines．Theoilleakatcompressorendhasalwaysbeentreatedasacr

3、iticalproblembybothturbochargermanufacturersandOEMs．Thispaperpresentsatestmethodtoinvestigatethelimita—tionofoilleakatcompressorofaturbocharger，thustoavoidturbochargerbeingrunatoperatingareawhereoilleakislikelytohappen．Keywords：turbocharger，oilleaktest，sealinglimitation，emissionsO引言现代发动机的发展已经离不开涡轮增

4、压器(下文简称：增压器)的贡献。随着对发动机动力性、经济性要求的不断提高和排放法规的El趋严格，非增压的机型将逐渐退出历史舞台。在增压器与发动机的匹配过程中，除了发动机动力性和经济性的联合匹配‘1o外，增压器的机油密封能力成为评定增压器一个十分重要的指标。增压器漏油可以分为压气机端漏油和涡轮端漏油。增压发动机相关的“烧机油”问题，主要原因之一就是增压器压气机端漏油导致机油进入气缸。由此可见，提高压气机端机油密封性能，能减少机油进入发动机气缸，可有效减少HC排放旧o。对于增压器生产商而言，合理的机油密封设计是解决增压器漏油问题的最有效途径；但合理地避开导致漏油产生的增压器运行区域也是避免漏油的

5、有效方法。本研究从增压器运行角度来研究压气机端的机油密封性能，目的是提高增压器在运行中的机油密封性能；并针对导致压气端漏油的一些特定增压器运行工况进行研究，为后续的增压器改进设计和与发动机匹配目标的制定提供指导依据。1试验研究基础1．1压气机端漏油原理引起增压器压气机端漏油的原因主要可以分为两大类：一是增压器回油不畅，二是压气机叶轮背部压力小于增压器中间体内部压力。增压器回油不畅，主要是由于增压器回油管路无法将机油有效地引回发动机本体，从而导致增压器中间体内部机油大量积聚，继而从中间体活塞环密封处的间隙溢出。本试验仅研究因压气机叶轮背部压力小于增压器中间体内部压力而导致的压气机端漏油。压气机

6、端的机油密封除有增压器密封零件密封机油外，还有气压密封。气压密封原理如图1所来稿日期：2017—10—31作者简介：冯坚(1987一)，男，硕士研究生，主要研究方向为涡轮增压开发。——34．．万方数据示。通常情况下，由于压气机叶轮高速旋转，进气被压缩后，压力增高，叶轮背部区域被高压气体充满，叶轮背部压力大于中间体内部压力，从而建立起气体静压密封(简称气压密封)，能有效防止漏油；但当增压器运行在某些特定工况时，会出现叶轮背部压力小于中间体内部压力，此时的气压密封被破坏，中间体内部机油会从活塞环与运动部件之间的间隙被吸出，与增压后的空气一起进入中冷器，最终进人发动机气缸，从而发生“烧机油”的现象

7、¨。。由于叶轮泵气的作用，压气机进口静压值接近大气压，在某些增压器工况下甚至低于大气压；在发动机实际工作中，由于空气滤清器及压气机前端管路的压力损失，使得压气机进口静压更低。这导致叶轮背部压力偏低，从而导致叶轮背部压力低于中间体内部压力。+△p。A：i辐泪J¨I71刚瑞；}1川体．I、，，^“⋯1一ap‘t1{Jcjjf¨tJ图1压气机端漏油原理1．2试验原理和假设本试验研究原理是基于压气机叶轮背部与中间体内