一種使用于渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的密封裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機渦輪增壓器技術領域，特別涉及一種使用于渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的密封裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國家對節能減排的要求以及排放法規規定的日趨嚴格，增壓技術已經成為發動機首選的減少排放的最為有效的技術措施。而隨著排放要求的提高，傳統的渦輪增壓器技術已無法滿足發動機的排放要求，特別是對于發動機低速性能，傳統的渦輪增壓技術均存在排放污染大、燃油消耗率較大等問題。為了解決該技術問題，目前，發動機采用共軌等技術來達到排放要求，于是就提出了可變截面渦輪增壓技術(VGT或VNT)。可變截面渦輪增壓技術作為一種具有可變增壓能力的廢氣渦輪增壓系統，其通過改變噴嘴截面積從而能夠實現不同的增壓比。采用可變截面渦輪增壓技術后，柴油機的低速轉矩、煙度和油耗均比采用普通增壓器的柴油機有明顯改善。另外，可變截面渦輪增壓技術還具有不必在常規廢氣的渦輪增壓過程中在冷柴油機上加裝額外的系統、以及能夠為高EGR率提供耦合條件等優點。
[0003]VNT渦輪增壓器相較于傳統的渦輪增壓器，除了控制方式發生了改變之外，其所采用的渦輪箱的流道形狀也存在較大的改變，相較于傳統的渦輪箱流道自身的收縮以及與軸承體之間良好的氣密性，VNT產品的渦輪箱的流道形狀更為開放，而且流道的開口方向直接面向軸承體。尤其是渦輪箱與軸承體的材料不同，熱膨脹系數也不相同，并且工作環境溫度更高，如果軸承體和渦輪箱之間的氣密性不夠良好，將會造成渦輪箱流道內的部分高溫廢氣從兩者之間的貼合柱面泄漏，當泄漏量達到一定值時，會導致增壓器和發動機的性能下降等問題。因此，為了更好地提升增壓器的性能，實現渦輪箱與軸承體之間良好的氣密性也愈發顯得重要。
[0004]基于上述理由，在渦輪增壓器的結構設計中，渦輪箱和軸承體之間的密封結構設計十分重要，其不僅影響到渦輪增壓器的結構可靠性與使用壽命，而且還影響到渦輪增壓器的機械效率，故渦輪箱和軸承體之間擁有良好的氣密性成為保證渦輪增壓器壽命和可靠性的關鍵點之一。
[0005]目前，提高渦輪箱和軸承體之間的氣密性的主要方法主要是采用性能更加優良的材料，以及采用更高精度的機加工尺寸和配合公差，從而使兩者之間的活動間隙更小。例如，專利文獻CN102954210A(申請人為中國北車集團大連機車研究所有限公司，對應申請號為201210487308.4)公開了一種渦輪增壓器的氣體密封結構，其中渦輪增壓器中兩個氣腔保持一定的壓力差，該結構利用了氣體壓力差，通過薄壁金屬密封圈的變形力，將氣體之間進行密封，該密封圈金屬的材質優選彈性、硬質金屬。但是，材料的提升導致價格的大幅度提升，而這對爭取更多的客戶及市場份額來說將變成一個弱勢。另外，更高的加工精度對設備及操作人員的要求也相應提高，這也是在變相地提高生產成本。
[0006]再者，專利文獻CN104271919A (申請人為美國博格華納公司，申請號為201380023830.X)披露了一種用于渦輪增壓器的軸密封系統，具體地，其披露了用于渦輪增壓器中一個轉動元件和周圍結構之間的界面處的一種有效的密封系統，該密封系統引入了一對彈簧加載的、自定中心的、互補的變窄的密封表面，該密封表面借助于彈簧壓力迫使該對互補的密封表面接合到一起從而產生密封接觸并且保持這種接觸。但是，由于上述密封系統引入了作為偏置元件的彈簧，而且相關構件的定位以及配合精度要求較高，故實現起來成本相對昂貴。
[0007]針對上述現象，本申請的發明人經過反復的鉆研和實驗，設計出一種新型的密封結構來提高渦輪箱和軸承體之間的氣密性。

【發明內容】

[0008]鑒于上述現有技術中的問題點，本發明旨在提供一種新型的使用于渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的密封裝置。
[0009]本發明涉及一種密封裝置，使用于發動機渦輪增壓器的渦輪箱與軸承體之間，其中所述密封裝置設置在所述渦輪箱的安裝定位面III上，其由具有彈性、延展性以及一定厚度的金屬材料制成；在將所述密封裝置設置在所述軸承體與所述渦輪箱之間后，在熱端螺釘預緊前，軸承體與渦輪箱裝配時的接觸面I和渦輪箱安裝面II處于隔離而互不接觸狀態；在熱端螺釘預緊后，所述密封裝置發生彈性形變，與所述渦輪箱的安裝定位面III之間產生新的貼合面，即密封面IV。
[0010]優選地，本發明的密封裝置是形狀為帶有圓形凸起的密封墊。
[0011]優選地，本發明的密封裝置是形狀為截面呈矩形，其中部一邊朝一側凸起，另一邊朝同一方向凹陷的密封圈。
[0012]對于本發明的密封裝置，在所述熱端螺釘預緊之前，借助于所述密封裝置本身的寬度，使得接觸面I和渦輪箱安裝面II實現隔離而互不接觸。
[0013]優選地，本發明的密封裝置設置在形成于所述渦輪箱的安裝定位面III的機加面上。
[0014]優選地，本發明的密封裝置設置在開設于所述渦輪箱的安裝定位面III的機加槽內。
[0015]優選地，本發明的密封圈的形狀為V型或者U型。
[0016]對于本發明的密封裝置，在所述熱端螺釘預緊之前，通過使所述密封裝置的寬度H2大于所述渦輪箱的安裝定位面，即密封槽的寬度H1，從而軸承體與渦輪箱裝配時的接觸面I和渦輪箱安裝面II實現互不接觸。
[0017]由于采用了以上技術手段，本發明較好地實現了其發明目的。具體地，在本發明中，通過設置于渦輪箱安裝定位面上的密封槽(密封臺)和設置于該密封槽(密封臺)上的金屬密封圈(密封墊)，裝配時，由于熱端螺釘的預緊力，使該密封圈(密封墊)產生彈性形變，形成一個新的密封面，從而有效地減弱乃至消除該處存在的漏氣隱患，并最終消除該處可能造成的增壓器工作過程中所引發的性能降低等問題。
【附圖說明】
[0018]附圖1(a)為本發明所涉及的使用于渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的、熱端螺釘壓緊前的密封裝置的示意圖；附圖1(b)為熱端螺釘壓緊前的密封裝置的局部(A處)放大圖；附圖1(c)為熱端螺釘壓緊后的密封裝置的局部(A處)放大圖。
[0019]附圖2(a)為本發明所涉及的使用于渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的、熱端螺釘壓緊前的密封裝置的第一變形例的示意圖；附圖2(b)為熱端螺釘壓緊前的密封裝置的局部(B處)放大圖；附圖2(c)為熱端螺釘壓緊后的密封裝置的局部(B處)放大圖。
[0020]附圖3(a)為本發明所涉及的使用于渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的、熱端螺釘壓緊前的密封裝置的第二變形例的示意圖；附圖3(b)為熱端螺釘壓緊前的密封裝置的局部(C處)放大圖；附圖3(c)為熱端螺釘壓緊后的密封裝置的局部(C處)放大圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面將結合如上所述的附圖1 (a)?I (C)、附圖2 (a)?2 (c)和附圖3 (a)?3 (c)分別對本發明的使用于新型渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的密封裝置進一步詳細地進行說明。
[0022]需要說明的是，本發明的實施方式中所使用的諸如“第一”和“第二”等表述均是為了區分兩個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見“第一” “第二”僅為了表述的方便，不應理解為對本發明實施例的限定，后續實施例對此不再一一說明。
[0023]在附圖1?附圖3中，附圖標記I表示渦輪箱，附圖標記2表示密封圈(或密封墊)，附圖標記3表示軸承體。另外，在上述附圖1?附圖3圖中，I表示裝配時軸承體與渦輪箱的接觸面；11表示渦輪箱安裝面，在未設置密封圈或密封墊的情況下，渦輪箱安裝面II與上述接觸面I完全接觸；ΙΠ表示渦輪箱的安裝定位面，即密封臺(或密封槽)，其用于裝配密封圈(或密封墊)；IV代表密封圈(或密封墊)與軸承體在熱端預緊力的作用下所形成的新密封面。
[0024]附圖1 (a)為本發明所涉及的使用于渦輪增壓器渦輪箱與軸承體之間的、熱端螺釘壓緊前的密封裝置的示意圖；附圖1(b)為熱端螺釘壓緊前的密封裝置的局部(A處)放大圖；附圖1(c)為熱端螺釘壓緊后的密封裝置的局部(A處)放大圖。在未設置密封墊或密封圈的情況下，渦輪箱安裝面II與軸承體和渦輪箱的接觸面I處于完全接觸的狀態。本實施方式中，為了提高渦輪箱I和軸承體3之間的氣密性，需要在渦輪箱I和軸承體3之間添加一個密封墊2。具體地，首先將渦輪箱安裝定位面III的尺寸適當地增大，然后在該渦輪箱的安裝