Турбокомпрессор

 

Ватфитв: - —,; -,Е1Д А- н (Ii) 486I37

О П И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

-Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.04.73 (21) 1905863/24-6 (51) Ч. Кл. Г 02Ь 37/00

Г 16«17,16 с присоединением заявки ¹

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) ) ДК 621.43.052:

:621.89 (088.8) Опубликовано 30.09.75. Б1оллетень М 36

Дата опубликования описания 07.01.76 (72) Автор изобретения

Э. В. Аболтин (71) Заявитель

Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (54) ТУР БОКОМ П РЕССОР

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к устройствам для наддува двигателей внутреннего сгорания.

Известны применяемые в качестве нагнстагелей турбокомпрессоры, содержащие рогор и газостатический подшипниковый узел с каналами подвода сжатого воздуха к ei o рабочим цилиндрической и торцовым поверхностям, р а сположен(1ыи с осевымH заз01?а ми ме?кд) колесами компрессора и турбины, снабженной выхлопным патрубком.

Недостатком известных турбокомпрессоров с газостатическим подшипником является сло?кность конструкции узла подшипника, обусловленная необходимостью использования специальных отводящих:каналов для выброса воздуха, отработавшего в узле подшипника, в атмосферу.

Целью изобретения является упрощение конструкции турбокомпрессора.

Это достигается благодаря тому, что ротор выполнен с кольцевой полостью, c00бщен»ой при помощи радиальных каналов с зазорами между торцовыми поверхностями узла подшипника и ротора, а при помощи отверстий в колесе турбины — с выхлопным патрубком.

11а фиг. 1 изображен турбокомпрессор с предлагаемой конструкцией ):зла подшив»ика и ротора, продольный разрез; на фиг. 2 — ротор без стенки.

1урбокомпрессор содержит корпус 1 турбины и кори) c 2 компрессора, ) становленные на

«орп) се 3 подши»ника. В корп) се 3 закреплеliH втулка 4, имеющая взаимно перпендик)лярные цил»ндричес«ие и торцовь е поверхности, обработанные с высокой точностью и чистотой.

Вн)три втулки 4 с радиальным и осевыми зазорами размеще» ротор 5 с консольно pacI10ложенными колесом 6 T) poHHbl H колесом

7 компрессора, закрепленным гайкой 8. Ротор соединен тонкой стенкой 9 с опорной частью

10, образующей кольцевые полости 11 и 12.

В стенке 9 выполнены отверстия 13, соединяющие «ольцевые»олосTII.

Опорная часть 10 роторы»меег досгa loчно большой диаметр (от 0,3 — 0,5 до диаметры колеса турбины) с целью обес»ечен»я необходимой нес)щей «по«обносе»» жесткости газового подшипника.

Торцовые поверхпосги колеса 7 компрессора и колеса 6 турбины взаимно параллельны и строго перпенд1гк) лярны наружной цилиндрической поверхности опорной части 10 ротор а.

Втулка 4 снабжена несколькими рядами отверстий 14 малого диаметра, через которые

З0 в радиальный il осевые зазоры поступает 0«»3 щенный от пыли и примесей воздух под давлением.

Втулка 4 зафиксирована в корпусе 3 подшипника с помощью специального болта 15.

Свободнь;й от резьбы колец болта 15 с полукр1,". лОЙ или кОпическОЙ ГОлОВкОЙ, пОпадая В отверстие, выполненное во втулке 4, обеспечивает фиксацию втулки B осевом и окруи(ном направлениях. (1еи(ду концом болта 15 и отверстисм предусмотрен зазор, обеспечивающпй возмои(ность свободного перемещения втулки 4.

Корпус 3 подшипника образует со втулкой

4 полосп, 16, уплотнение которой обеспечивается со стороны турбины с помощью кольца из то(кой пружинной стали, а со стороны компрессора — с помощью резинового кольца.

Кольца установлены в зазоре между корпусом 3 и цилиндрической поверхностью фланцев втулки 4. Размеры колец и зазоров подобраны таким образом, что они обеспечивают возможность температурного расширения

Вту;!Ки при paÎÎTe тур бокомпрессора на Горячем газе.

Турбокомпрсссор раоотает следующим 00р !Зом. Пc(!сд тсм, как ротор туроокомпрессо ра i:à÷íeò вра(цаться, в полость 16 подается си(ап .й Воздух, который через отверстия 14 попадает В радиальпь Й Г(Осевые зазоры мс>1(ду втулкой 4 и ротором. Для подачи воздуха опорная часть 10 ротора соприкасается со в.,. кой 4 В нижней части подшипника.

В Верхней части подшипника радиальный зазор в этот момент имеет максимальную величину. Вследствие неравномерности зазора в окружном направлении давление в этом направлении также распределяется неравномерно. Величина давления в нижней части пре486137 вышает давление в верхней, и ротор начинает

«всплывать» до тех пор, пока разность давлений, действующих на опорную часть 10 ротора, но окажется равной весу ротора. Величина осевых зазоров с обеих сторон поддерживается автоматически приблизительно одинаковой, так как при уменьшении зазора с какой-либо одной стороны давление воздуха в этом зазоре увеличивается и ротор под давIO лением газовых сил перемещается до тех пор, пока зазоры не станут равны.

Таким образом, при вращении ротор «плавает» на воздушной подушке и сухое трение между опорной частью ротора и втулкой пол15 ностью исключено. Воздух, вытекающий через радиальные каналы 17 из радиального зазора в кольцевые полости 11 и 12, выбрасывается в межлопаточные каналы турбины через отверстия 18 в диске колеса 6 турбины.

2О Описываемое выполнение каналов упрощае! конструкцию турбокомпрессора.

Предмет изобретения

Турбокомпрессор преимущественно для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащий ротор и подшипниковый узел с каналами подвода сжатого воздуха к его рабочим цилиндрической и торцовым поверхноЗО стям, расположенный с осевыми зазорами между колесами компрессора и турбины, снабженной выхлопным патрубком, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, ротор выполнен с кольцевой позБ лостью, сообщенной при помощи радиальных каналов с осевыми зазорами и при .помощи отверстий в колесе турбины — с выхлопным патрубком.

486137

Руг Р

Корректор О, Т1орина

Редактор Е. Дайч

Заказ 3239/7 Изд. № 1841 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель М. Файн

Техред Т. Миронова