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技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种涡轮增压器的压气机端密封结构、 涡轮增压器及汽车。

背景技术

目前，汽车的发动机的排气口通常设置涡轮增压器，利用发动机排出的废气的惯 性冲力对通向发动机的进气口的空气进行加压，以此来增加通入发动机的气缸内的空气的 进气量，从而提高发动机的输出功率。涡轮增压器通常包括涡轮、涡轮轴、中间体、叶轮，涡 轮位于涡轮机壳内，叶轮位于压气机壳内，涡轮轴的一端与涡轮固定连接、另一端穿过中间 体的贯通孔，与叶轮固定连接，涡轮转动时，带动叶轮转动，以对经过压气机壳内的空气进 行加压。为了提高涡轮增压器的工作效率，中间体上朝向压气机壳体的一侧通常开设有润 滑通道，以对涡轮轴上的浮动轴承、止推轴承等进行润滑，提高涡轮增压器的工作效率。为 了防止润滑通道中的润滑油溢流至压气机壳内，对经过压气机增压后的空气造成污染，涡 轮增压器的压气机端设置有密封结构，以防止润滑通道中的润滑油溢流至压气机壳内。

现有技术中，涡轮增压器的压气机端密封结构包括轴封、密封环以及与压气机壳 体配合的压气机背盘，涡轮轴上与叶轮固定连接的一端穿过中间体的贯通孔后，再穿过压 气机背盘的轴孔，与叶轮固定连接，轴封套设在涡轮轴上与轴孔对应的轴段上，轴封的外周 面上环设有密封环槽，密封环槽内设有密封环，通过密封环的作用，以防止润滑通道中的润 滑油溢流至压气机壳内。但是，这种压气机端密封结构的封油能力较差，润滑通道内的润滑 油容易溢流至密封环槽内，尤其当具有上述压气机端密封结构的涡轮增压器长时间工作在 低负荷或者工作在高低负荷频繁变动的工况下时，叶轮在旋转时，会带动叶轮的轮背与压 气机背盘之间的间隙内的气体旋转，并向离心方向流动，使得叶轮的轮背与压气机背盘之 间的负压较大，可能会将润滑油吸出，或者润滑油在轴封随涡轮轴旋转过程中被甩出，引起 涡轮增压器压气机端漏油。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种涡轮增压器的压气机端密封结构，以解决因 现有技术中涡轮增压器的压气机端密封结构的封油能力较差而引起涡轮增压器压气机端 漏油的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种涡轮增压器的压气机端密封结构，包括压气机背盘、轴封和密封环，所述压气 机背盘上开设有轴孔，所述涡轮增压器的涡轮轴的一端与涡轮固定连接、另一端穿过所述 轴孔与叶轮固定连接；所述轴封套设在所述涡轮轴与所述轴孔对应的轴段上，所述轴封的 外周面呈阶梯状，且沿所述叶轮指向所述涡轮的方向，所述轴封的外径逐渐增大，所述轴孔 为与所述轴封的外周面相匹配的阶梯状轴孔；所述轴封的外周面上环设有至少两个密封环 槽，且所述至少两个密封环槽中至少有两个密封环槽所处的所述轴封的外径不同，每个所 述密封环槽内对应设置有密封环，所述密封环的外周面与所述阶梯状轴孔的孔壁贴合。

进一步的，所述轴封的外周面分为两个不同的阶梯段，且每个所述阶梯段上环设 有一个所述密封环槽。

进一步的，所述涡轮增压器包括中间体，所述涡轮轴穿过所述中间体的贯通孔，且 所述中间体与所述涡轮轴之间设有止推轴承；

所述轴封朝向所述涡轮的一端设有轴承安装部，所述止推轴承套设在所述轴承安 装部上，所述轴承安装部的外周面上环设有环形凸台，所述环形凸台与所述止推轴承的楔 形面相对。

进一步的，所述压气机背盘上、所述阶梯状轴孔的下方设有回油通道，所述回油通 道的出口与所述涡轮增压器的润滑通道连通，所述回油通道的进口开设在所述阶梯状轴孔 中与距离所述叶轮最近的所述密封环对应的阶梯孔段的孔壁上，且所述回油通道的进口位 于距离所述叶轮最近的所述密封环朝向所述涡轮的一侧。

进一步的，所述回油通道沿所述轴封的轴向倾斜设置，所述回油通道的进口位于 所述回油通道的出口的下方。

进一步的，所述密封环与所述密封环槽之间设有润滑油，所述轴封的外周面与所 述阶梯状轴孔的孔壁之间设有所述润滑油。

相对于现有技术，本实用新型所述的涡轮增压器的压气机端密封结构具有以下优 势：

本实用新型提供的涡轮增压器的压气机端密封结构中，一方面，在涡轮轴上套设 一个外周面呈阶梯状的轴封，沿着叶轮指向涡轮的方向，轴封的外径逐渐增大，压气机背盘 的轴孔为与轴封的外周面相配合的阶梯状轴孔，因而沿着叶轮指向涡轮的方向，阶梯状轴 孔的内径逐渐增大，因而润滑通道中的润滑油从轴封与压气机背盘之间向压气机壳溢流 时，润滑油所需要流经的内阶梯部的内径越来越小，则润滑油难以从轴封与压气机背盘之 间向压气机壳溢流，从而可以提高涡轮增压器的压气机端密封结构的封油能力。

另一方面，在轴封的外周面上至少两段阶梯段上各设有密封环槽，并在每个密封 环槽内对应设置密封环，当涡轮增压器正常工作时，在压力差的作用下，离叶轮较近的密封 环与对应的密封环槽的侧壁之间的间隙减小，以防止润滑油从轴封与压气机背盘之间向压 气机壳溢流，当涡轮增压器长时间工作在低负荷或者工作在高低负荷频繁变换的工况时， 在压力差的作用下，离叶轮较远的密封环与对应的密封环槽的侧壁之间的间隙减小，以防 止润滑油从轴封与压气机背盘之间向压气机壳溢流，通过至少两个密封环的作用，从而可 以提高涡轮增压器的压气机端密封结构的封油能力。

因此，本实用新型提供的涡轮增压器的压气机端密封结构中，通过外周面呈阶梯 状的轴封、具有与轴封的外周面相配合的阶梯状轴孔的压气机背盘、至少两段不同外径的 阶梯段上的密封环槽以及设置在密封环槽中的密封环的配合使用，提高了涡轮增压器的压 气机端密封结构的封油能力，从而防止涡轮增压器压气机端漏油的现象的发生。

本实用新型的另一目的在于提出一种涡轮增压器，以解决因现有技术中涡轮增压 器的压气机端密封结构的封油能力较差而引起涡轮增压器压气机端漏油的技术问题。为达 到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种涡轮增压器，所述涡轮增压器设置有如上述技术方案所述的涡轮增压器的压 气机端密封结构。

所述涡轮增压器与上述涡轮增压器的压气机端密封结构相对于现有技术所具有 的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，以解决因现有技术中涡轮增压器的压 气机端密封结构的封油能力较差而引起涡轮增压器压气机端漏油的技术问题。为达到上述 目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽车，所述汽车设置有如上述技术方案所述的涡轮增压器。

所述汽车与上述涡轮增压器相对现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新 型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在 附图中：

图1为本实用新型实施例所述的涡轮增压器的压气机端密封结构的结构示意图；

图2为图1中A区的放大图。

附图标记说明：

1-涡轮，2-涡轮轴，

3-叶轮，4-压气机背盘，

5-轴封，6-密封环槽，

7-密封环，8-轴承安装部，

9-环形凸台，10-回油通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的涡轮增压器的压气机端密封结构包括 压气机背盘4、轴封5和密封环7，压气机背盘4上开设有轴孔，涡轮增压器的涡轮轴2的一端 与涡轮1固定连接、另一端穿过轴孔与叶轮3固定连接；轴封5套设在涡轮轴2与轴孔对应的 轴段上，轴封5的外周面呈阶梯状，且沿叶轮3指向涡轮1的方向，轴封5的外径逐渐增大，轴 孔为与轴封5的外周面相匹配的阶梯状轴孔；轴封5的外周面上环设有至少两个密封环槽6， 且至少两个密封环槽6中至少有两个密封环槽6所处的轴封5的外径不同，每个密封环槽6内 对应设置有密封环7，密封环7的外周面与阶梯状轴孔的孔壁贴合。

具体实施时，外周面呈阶梯状的轴封5套设在涡轮轴2上，压气机背盘4上的阶梯状 轴孔与轴封5的阶梯状外周面相配合，沿叶轮3指向涡轮1的方向，轴封5的外径逐渐增大， 即，沿图2中由右向左的方向，轴封5的外径逐渐增大，位于右侧的阶梯段的外径最小，位于 左侧的阶梯段的外径最大，相应的，沿图2中由右向左的方向，压气机背盘4的阶梯状轴孔的 内径逐渐增大，位于右侧的阶梯孔段的内径最小，位于左侧的阶梯孔段的内径最大；轴封5 的外周面上至少两段不同外径的阶梯段上分别环设有密封环槽6，每个密封环槽6内对应设 置有密封环7，密封环7的外周面与压气机背盘4的阶梯状轴孔的孔壁贴合。

当设置有上述实施例所述的涡轮增压器的压气机端密封结构的涡轮增压器正常 工作时，叶轮3在涡轮1的带动下转动，叶轮3的轮背与压气机背盘4之间的间隙内被充入一 定的气体，叶轮3的轮背与压气机背盘4之间的间隙的气压大于润滑通道的回油腔内的油 压，因而在压力差的作用下，外径较小的阶梯段上密封环槽6内的密封环7与对应的密封环 槽6的侧壁之间的间隙减小，即图2中位于右侧的密封环7与对应的密封环槽6的侧壁之间的 间隙减小，以起到较好的密封作用；当上述涡轮增压器工作在特定工况时，例如长时间工作 的低负荷状态下，或者，高低负荷频繁交替的状态下时，叶轮3的轮背与压气机背盘4之间的 间隙内的气体在离心力的作用下流走，使得叶轮3的轮背与压气机背盘4之间的间隙内具有 较大的负压，此时润滑通道的回油腔内的油压大于叶轮3的轮背与压气机背盘4之间的间隙 内的气压，外径较大的阶梯段上密封环槽6内的密封环7与对应的密封环槽6的侧壁之间的 间隙减小，即图2中位于左侧的密封环7与对应的密封环槽6的侧壁之间的间隙减小，以起到 较好的密封作用。

由上述可知，本实用新型实施例提供的涡轮增压器的压气机端密封结构中，一方 面，在涡轮轴2上套设一个外周面呈阶梯状的轴封5，沿着叶轮3指向涡轮1的方向，轴封5的 外径逐渐增大，压气机背盘4的轴孔为与轴封5的外周面相配合的阶梯状轴孔，因而沿着叶 轮3指向涡轮1的方向，阶梯状轴孔的内径逐渐增大，因而润滑通道中的润滑油从轴封5与压 气机背盘4之间向压气机壳溢流时，润滑油所需要流经的内阶梯部的内径越来越小，则润滑 油难以从轴封5与压气机背盘4之间向压气机壳溢流，从而可以提高涡轮增压器的压气机端 密封结构的封油能力。

另一方面，在轴封5的外周面上至少两段阶梯段上各设有密封环槽6，并在每个密 封环槽6内对应设置密封环7，当涡轮增压器正常工作时，在压力差的作用下，离叶轮3较近 的密封环7与对应的密封环槽6的侧壁之间的间隙减小，以防止润滑油从轴封5与压气机背 盘4之间向压气机壳溢流，当涡轮增压器长时间工作在低负荷或者工作在高低负荷频繁变 换的工况时，在压力差的作用下，离叶轮3较远的密封环7与对应的密封环槽6的侧壁之间的 间隙减小，以防止润滑油从轴封5与压气机背盘4之间向压气机壳溢流，通过至少两个密封 环7的作用，从而可以提高涡轮增压器的压气机端密封结构的封油能力。

因此，本实用新型实施例提供的涡轮增压器的压气机端密封结构中，通过外周面 呈阶梯状的轴封5、具有与轴封5的外周面相配合的阶梯状轴孔的压气机背盘4、至少两段不 同外径的阶梯段上的密封环槽6以及设置在密封环槽6中的密封环7的配合使用，提高了涡 轮增压器的压气机端密封结构的封油能力，从而防止涡轮增压器压气机端漏油的现象的发 生。

另外，轴封5的外周面呈阶梯状，并在轴封5的外周面上至少两段不同外径的阶梯 段上分别开设密封环槽6，在密封环槽6内对应设置密封环7，与在轴封5上具有同一外径的 外周面上设置至少两个密封环槽6，在密封环槽6内对应设置密封环7相比，当将轴封5、密封 环7和压气机背盘4装配在一起时，可以方便轴封5、密封环7和压气机背盘4的装配。

值得一提的是，上述实施例中，轴封5为外径沿叶轮3指向涡轮1的方向逐渐增大且 外周面呈阶梯状的阶梯型轴封，在实际应用中，轴封5还可以为外径沿叶轮3指向涡轮1的方 向逐渐增大且外周面为楔形面的锥形轴封。

上述实施例中，轴封5的外周面上的阶梯段的数量可以根据实际需求进行设置，例 如，可以为两段，三段或四段，且每段阶梯段上可以设置一个或多个密封环槽6。在本实施例 中，请继续参阅图1和图2，轴封5的外周面分为两个不同的阶梯段，且每个阶梯段上环设有 一个密封环槽6。具体实施时，轴封5的外周面上具有两个不同外径的阶梯段，外径较小的阶 梯段距离叶轮3较近，外径较大的阶梯段距离叶轮3较远，且两段阶梯段上分别环设有一个 密封环槽6，每个密封环槽6中对应设置一个密封环7。安装时，可以将轴封5套装在涡轮轴2 上，然后将两个密封环7分别安装在对应的密封环槽6内，然后使涡轮轴2的端部穿过压气机 背盘4的阶梯状轴孔，并使轴封5的阶梯段插入压气机背盘4的阶梯状轴孔内，与阶梯状轴孔 相配合，并使密封环7的外周面与阶梯状轴孔的孔壁贴合。在轴封5的外周面上设置两段阶 梯段，与在轴封5的外周面上设置多于两段阶梯段相比，减少了轴封5的外周面与压气机背 盘4的阶梯状轴孔相配合的阶梯段的数量，从而方便将轴封5与压气机背盘4装配在一起，同 时可以减少轴封5和与轴封5相配合的压气机背盘4的加工难度，并节省加工轴封5和压气机 背盘4的时间。

另外，在一段阶梯段上设置一个密封环槽6，与在同一段阶梯段上设置多个密封环 槽6相比，将轴封5与压气机背盘4装配在一起时，将同一阶梯段上朝向叶轮3的密封环槽6内 的密封环7插入压气机背盘4的阶梯状轴孔内后，可以防止同一阶梯段上远离叶轮3的密封 环槽6内的密封环7受到压气机背盘4的阶梯状轴孔的孔壁的挤压而造成破损。

再者，在同一外径的轴封5上设置多个密封环槽6时，安装时，各个密封环槽6内的 密封环7的开口朝向必须呈一定角度，例如在同一外径的轴封5上设置两个密封环槽6时，两 个密封环7的开口朝向必须呈180°，导致将轴封5与压气机背盘4装配在一起时的难度增加， 而在本实施例中，密封环槽6开设在具有不同外径的至少两个阶梯段上，在装配时，不同外 径的阶梯段上的密封环7的开口朝向可以相同，也可以不同，因而方便将轴封5与压气机背 盘4装配在一起。

请继续参阅图1和图2，涡轮增压器包括中间体，涡轮轴2穿过中间体的贯通孔，且 中间体与涡轮轴2之间设有止推轴承；轴封5上朝向涡轮1的一端设有轴承安装部8，止推轴 承套设在轴承安装部8上，轴承安装部8的外周面上环设有环形凸台9，环形凸台9与止推轴 承的楔形面相对。具体实施时，轴封5上朝向涡轮1的端部延伸有轴承安装部8，位于中间体 和涡轮轴2之间的止推轴承套设在轴承安装部8上，轴承安装部8的外周面与轴封5上外径最 大的阶梯段的外周面之间具有环形凸台9，环形凸台9与止推轴承的楔形面相对。当涡轮增 压器工作时，润滑油从润滑通道可以进入环形凸台9与止推轴承之间，形成油膜力，此油膜 力可以承受涡轮1沿涡轮轴2的轴向力，防止涡轮1发生轴向窜动。

请继续参阅图2，压气机背盘4上、阶梯状轴孔的下方设有回油通道10，回油通道10 的出口与涡轮增压器的润滑通道连通，回油通道10的进口开设在阶梯状轴孔中与距离叶轮 3最近的密封环7对应的阶梯孔段的孔壁上，且回油通道10的进口位于距离叶轮3最近的密 封环7朝向涡轮1的一侧。举例来说，轴封5的外周面上具有两段阶梯段，每段阶梯段上环设 有一个密封环槽6，密封环槽6内设置有密封环7，压气机背盘4上设有回油通道10，回油通道 10位于阶梯状轴孔的下方，回油通道10的出口与中间体上的润滑通道连通，优选为与润滑 通道的回油腔连通，回油通道10的进口开设在阶梯状轴孔中距离叶轮3最近的阶梯孔段的 内壁上，即回油通道10的进口开设在图2中右侧的阶梯孔段的内壁上，且位于图2中右侧的 密封环7的左侧，当润滑油从压气机背盘4与轴封5之间由润滑通道溢流至右侧的密封环槽6 内后，润滑油可以由回油通道10流回至润滑通道中，防止润滑油流过右侧的密封环槽6溢流 至压气机壳内，从而进一步防止涡轮增压器压气机端漏油。另外，将回油通道10设置在阶梯 状轴孔的下方，可以使得受重力影响而汇集在阶梯状轴孔的下部的内壁上的润滑油能够顺 利从回油通道10流回至润滑通道中，进一步防止涡轮增压器压气机端漏油。

请继续参阅图2，回油通道10沿轴封5的轴向倾斜设置，回油通道10的进口位于回 油通道10的出口的下方。具体实施时，回油通道10沿着轴封5的轴向朝向中间体倾斜设置， 并位于阶梯状轴孔的下方，进一步方便润滑油经回油通道10流回至润滑通道中，防止润滑 油流过右侧的密封环槽6溢流至压气机壳内，进而防止涡轮增压器压气机端漏油。

当设置有上述实施例提供的涡轮增压器的压气机端密封结构的涡轮增压器工作 时，涡轮1转动，带动与涡轮1固定连接的涡轮轴转动，进而带动固定设置在涡轮轴2的端部 上的叶轮3转动，涡轮轴2在转动时，套设在涡轮轴2的轴封5也随着涡轮轴2转动，而压气机 背盘4与压气机壳固定连接，因而压气机背盘4固定不动，即轴封5与压气机背盘4之间具有 相对转动，密封环7设置在轴封5的外周面上的密封环槽6内，密封环7与密封环槽6的槽壁和 槽底之间具有一定的间隙，因而密封环7与轴封5之间具有相对转动。

为了减小轴封5的外周面上的密封环槽6与密封环7之间以及轴封5与压气机背盘4 之间发生相对转动时的摩擦，优选地，装配时，密封环7与密封环槽6之间设有润滑油，轴封5 的外周面与阶梯状轴孔的孔壁之间设有润滑油。举例来说，在装配设置有上述实施例提供 的涡轮增压器的压气机端密封结构的涡轮增压器时，预先在密封环槽6、密封环7、轴封5的 外周面以及压气机背盘4的阶梯状轴孔的孔壁上涂覆润滑油，装配完成后，涡轮增压器在工 作时，可以减小轴封5的外周面上的密封环槽6与密封环7之间以及轴封5与压气机背盘4之 间发生相对转动时的摩擦。另外，预先在密封环槽6、密封环7、轴封5的外周面以及压气机背 盘4的阶梯状轴孔的孔壁上涂覆润滑油，可以方便将轴封5、密封环7以及压气机背盘4装配 在一起。

本实用新型实施例还提供一种涡轮增压器，所述涡轮增压器设置有如上述实施例 所述的涡轮增压器的压气机端密封结构。

所述涡轮增压器与上述涡轮增压器的压气机端密封结构相对于现有技术所具有 的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型实施例还提供一种汽车，所述汽车设置有如上述实施例所述的涡轮增 压器，

所述汽车与上述涡轮增压器相对现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。