Турбокомпресор з регулюванням тиску повітря в пневмоущільненнях вала

Реферат: Винахід належить до галузі моторобудування, зокрема турбокомпресорів двигунів внутрішнього згоряння мобільних машин. Конструкція турбокомпресора з регулюванням тиску повітря в пневмоущільненнях вала дозволяє зменшити втрати мастильної оливи через ущільнення підшипникового вузла турбокомпресора, до яких подається стиснене повітря, створюючи протитиск в ущільненнях і запобігаючи таким чином потраплянню оливи з підшипника в порожнини насосного і турбінного коліс турбокомпресора (ТРК). Тиск повітря в ущільненнях вала турбокомпресора підтримується в межах, пропорційних тиску оливи в підшипниковому вузлі ТКР за допомогою регулятора тиску. UA 101709 C2 (12) UA 101709 C2 UA 101709 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі моторобудування, зокрема до турбокомпресорів двигунів внутрішнього згоряння. Відомий турбокомпресор (ТКР) який має вал з турбінним і компресорним колесами встановлений у корпусі ТКР, підшипниковий вузол і додаткову маслоущільнювальну камеру компресорного колеса. Маслоущільнювальна камера з'єднана осьовим і радіальним каналами з початковою ділянкою дифузора компресора. При роботі компресора повітря, під невеликим надлишковим тиском, надходить по каналах у додаткову камеру, запобігаючи потраплянню оливи з підшипникового вузла в проточну частину компресора і далі в циліндри двигуна. Тиск повітря регулюється дроселем у радіальному каналі (патент РФ №2187710 С1, опубл. 20.08.2002р.). Недоліком даної конструкції є залежність тиску в ущільненні від тиску, який створює компресор. Відомий також турбокомпресор двигуна внутрішнього згоряння, у якому з метою зменшення втрат мастильної оливи через ущільнення підшипникового вузла, до них подається стиснене повітря з пневмосистеми мобільної машини, створюючи протитиск в ущільненнях і запобігаючи таким чином потраплянню оливи з підшипника в порожнини насосного і турбінного коліс ТКР (патент України на корисну модель №47149, опубл. 25.01.2010р., бюл. №2). В запропонованій схемі, ущільнення знаходяться під постійним надлишковим тиском повітря з пневмосистеми. Але перевищення тиску повітря в ущільненні відносно до тиску оливи (який в процесі роботи двигуна змінюється) може призвести до потрапляння повітря в підшипник і витискання з нього оливи, що виведе турбокомпресор з ладу. Це є недоліком запропонованої конструкції. В основу винаходу ставиться задача підтримання тиску повітря в ущільненнях вала турбокомпресора в межах, пропорційних тиску оливи в підшипниковому вузлі ТКР. Поставлена задача вирішується тим, що в турбокомпресорі двигуна внутрішнього згоряння, що має вал з турбінним і компресорним колесами, що обертаються в своїх корпусах приєднаних до середнього корпуса, в якому встановлено підшипник вала з ущільненнями і виконано два канали по яких стиснене повітря подається до зазорів в ущільненнях турбінного і компресорного коліс, створюючи в них протитиск, достатній для того, щоб запобігти витіканню оливи з підшипника в порожнини корпусів турбінного і компресорного коліс, згідно з винаходом, повітря в канали середнього корпуса подається від регулятора тиску повітря, що має діафрагму, встановлену між корпусом і кришкою регулятора, причому порожнина над діафрагмою з'єднана з системою мащення машини, а порожнина під діафрагмою з пневмосистемою машини і середнім корпусом турбокомпресора. На кресленні показана схема турбокомпресора з регулятором тиску повітря. Турбокомпресор складається з середнього корпуса 5, в якому встановлено підшипник 10 вала 1. На валу закріплені колеса турбіни 3 і компресора 8. З корпусом 5 з'єднані корпуси турбіни 2 і компресора 9. Від підшипникової порожнини турбінне і компресорне колеса герметично від'єднані втулками 4 і 7, в яких встановлені ущільнюючі кільця 12. Олива до підшипника 10 подається через штуцер 6 з системи мащення двигуна. В корпусі 5 виконано канали 13. В канали надходить стиснене повітря від регулятора тиску повітря. Потрапляючи в зазор 11 між корпусом 5, втулками 4 і 7 і ущільнюючими кільцями 12, повітря створює в зазорі 11 протитиск, достатній для того, щоб запобігти витіканню оливи з підшипника 10 в порожнини корпусів турбінного і компресорного коліс у випадку зношення ущільнюючих кілець 12. Регулятор тиску повітря використовується для підтримання тиску повітря в ущільненнях вала у межах пропорційних тиску оливи в системі мащення двигуна. Регулятор тиску складається з корпуса 14 закритого кришкою 15. Між корпусом і кришкою затиснута діафрагма 16. Діафрагма тисне на шток 17 на якому встановлено клапан 18 який може притискатися до сідла 19. Клапан навантажено пружиною 20. Регулятор тиску працює наступним чином. При роботі двигуна олива з системи мащення надходить в порожнину А над діафрагмою регулятора. Під дією тиску оливи діафрагма 16 прогинається і діє на шток 17 з клапаном 18. Стискаючи пружину 20, клапан 18 відходить від сідла 19. Стиснене повітря яке підводиться в порожнину Б регулятора, через відкритий клапан проходить в порожнину В і далі йде в канали 13 ущільнень турбокомпресора. Одночасно стиснене повітря через канал Г в корпусі надходить під діафрагму 16 і через канал Д в штоці 17 в порожнину Е під клапаном 18. При зростанні тиску в порожнині В зростає тиск під діафрагмою і в порожнині Е. Це приводить до переміщення діафрагми вгору. Шток з клапаном під дією пружини і тиску повітря в порожнині Е також переміщається вгору, притискаючись до сідла і від'єднуючи порожнину Б від 1 UA 101709 C2 5 порожнини В. Подача стисненого повітря припиняється. Коли тиск в порожнині В падає, клапан знову відкривається - цикл повторюється. Таким чином в ущільненнях вала компресора підтримується тиск повітря, який запобігає потраплянню оливи, яка надходить на мащення підшипника компресора, в порожнини компресорного і турбінного коліс. Це сприяє підвищенню надійності роботи ТКР. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 Турбокомпресор з регулюванням тиску повітря в пневмоущільненнях вала, що має вал з турбінним і компресорним колесами, що обертаються в своїх корпусах, приєднаних до середнього корпуса, в якому встановлено підшипник вала з ущільненнями і виконано два канали до зазорів в ущільненнях, який відрізняється тим, що має регулятор тиску повітря, з′єднаний з каналами середнього корпусу для подачі стисненого повітря до зазорів в ущільненнях турбінного і компресорного коліс, та який має діафрагму, встановлену між корпусом і кришкою регулятора, причому порожнина над діафрагмою з'єднана з системою мащення машини, а порожнина під діафрагмою - з пневмосистемою машини і середнім корпусом турбокомпресора. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2