VNT涡轮增压器涡轮箱与轴承体泄漏研究.pdf

《VNT涡轮增压器涡轮箱与轴承体泄漏研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4期2017年8月内燃机InternalCombustionEnginesNo．4Aug．2017VNT涡轮增压器涡轮箱与轴承体泄漏研究潘航字，胡辽平，刘麟，曾辉，兰新，潘伟(湖南天雁机械有限责任公司，湖南衡阳421005)摘要：根据VNT涡轮增压器在发动机工作状态下出现轴承体与涡轮箱之间废气泄漏的情况，对增压器轴承体、涡轮箱的配合接触提出优化方案，并进行台架试验验证对比，找到了最佳的优化办法，达到了防止泄漏的要求。关键词：VNT；漏气；涡轮箱；轴承体；C型密封垫中图分类号：TK413文献标识码：B文章编号：1000—6494(2

2、017)04—0024—03ResearchvNTTurbochargerTurbineHousingandCentreHousingL昀kPANHangyu，HULiaoping，LIULin，ZENGHui，LANXin，PANWei(HunanTyenMachineryCo．，Ltd．，Hengyang421005)Abstract：Inthispaper，basedonexhaustgasleakagebetweencentrehousingandturbinehousingofVNTturbochargerbeatingu

3、ndertheengineworkstatus，thesuperchargerbearingbody，withtheturbinecasecontactstructureoptimizationschemeisputforward，andcarriedoutbenchtestcomparison．Finally，thebestwaystooptimizearefounds，whichreachedtherequirementofleakageprotection．Keywords：VNT；gasleakage；turbinehous

4、ing；centrehousing；metalC—rings0前言可变截面涡轮增压器(VNT)由于其具有可调的涡轮工作特性，已成为解决发动机国V以上排放的最为有效的手段之一。越来越多的柴油机厂已将可变截面涡轮增压器作为发动机的标准配置。随着可变截面涡轮增压器的逐渐推广使用，也暴露出一系列的应用问题。目前引起终端客户强烈关注的是可变截面涡轮增压器涡轮箱与轴承体的漏气问题，涡轮箱与轴承体若出现漏气，废气排到涡轮箱之外会造成大气污染，同时废气会熏黑压气机蜗壳、背盘等零件，影响外观质量，见图1。因此保证涡轮箱与轴承体的密封性能尤为重要。1现

5、有可变截面涡轮增压器的结构特点现有可变截面涡轮增压器的涡端结构布置见图2，腔体A为轴承体、喷嘴环总成、涡轮箱围成的空腔，腔体B为涡轮箱、喷嘴环总成围成的空腔，腔体A和腔体B是相通的。轴承体外圆与涡作者简介：潘航宇(1979一)，男，湖南醴陵人，高级工程师，本科，主要从事VNT涡轮增压器产品设计及应用。收稿日期：2017—04—12图l熏黑的压气机蜗壳和背盘图2现有VNT涡端装配简图轮箱内孔为间隙配合，公差配合范围0．02～0．12mm。轴承体与涡轮箱为端面刚性接触，接触面的表面粗糙度值均为3．2。当发动机运行时，废气会迅速充满腔体A

6、和B，而涡轮箱外为大气压，由于压差的关系，同时加上轴承体和涡轮箱接触的端面不可能完全贴合到没有一丝缝隙，腔体A和腔第4期潘航宇，等：VNT涡轮增压器涡轮箱与轴承体if}}漏研究体B的废气自然就泄漏出去。2改进方案任意接触的两平面仅通过提高表面粗糙度值和平面度要求都不可能完全解决泄漏的难题。针对上述结构存在的弊端，在保留轴承体和涡轮箱端面接触结构的同时，在涡轮箱外圈增加矩形槽，用于安装C型金属密封圈，整体装配见图3。c型金属密封圈见图4，其工作原理是基于C型结构的弹性变形。当轴承体装入涡轮箱时，在耐热螺钉和热端压板的预紧力作用下，轴承

7、体和涡轮箱两端面逐渐压缩，致C型金属密封圈和接触密封面以线密封方式紧密结合，从而达到密封的效果。C型金属密封圈图3改进方案的装配简图劁4(：型金J禹糈H蚓模型根据涡轮增压器在发动机上使用的环境条件，C型金属密封圈选择GH4169镍基高温合金材料。该材料在一253～700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，适合制成盘、叶片、紧固件和弹性元件、板材结构等零部件。3试验验证3．1自然状态泄漏试验对比本试验在

8、专用泄漏试验台架上进行，采用外接冷气源加压方式进行。泄漏试验原理是将涡轮箱进出口采用堵头或者工装封堵，同时保留轴承体和涡轮箱的装配状态，使涡轮箱流道内形成一个密封腔体，见图5。利用三通管道，一端连接外气源，一端连接流量传感器，一端连接