16V280ZJA型柴油机用增压器油封结构改进设计

孙玉祥

（资阳晨风精密机械有限责任公司，四川资阳　64l301）

　　摘　要：通过对l6V280ZJA型柴油机的ZN310A4型增压器漏油原因的调查分析认为，增压器封油效果不理想。找出该油封结构上存在的问题，并对油封结构作了改进设计，经试验及装机运用考核结果证明，新油封结构适用有效，大大减少了该型增压器漏油问题。

　　关键词：柴油机；增压器；油封结构；改进设计

　　1　前言

　　ZN310A4型增压器与16V280ZJA型柴油机配套，装于东风8B型内燃机车。1999年10月该产品进入小批量生产，Z初主要在牡丹江机务段运用，用户多次反映增压器发生漏油。通过对故障增压器检查，发现压气机端轴承盖、涡轮气封圈上有明显油迹，压气机工作轮及涡轮轮盘湿润，压气机端密封环有一定磨损。表明增压器封油效果不理想。

　　2　原因分析

　　增压器漏油，关键问题在于油封结构。ZN310A4型增压器原油封结构见图1。压气机端通过甩油盘封油后，采用一道合金铸铁（厚为2.5mm）密封环机械封油；涡轮端采用主轴10°斜面甩油及反螺纹泵油，并配以涡轮气封圈机械间隙封油。压气机端主要由于密封环磨损造成漏油，进而进入到压气机工作轮；涡轮端由于主轴封油螺纹部位易与涡轮气封圈擦蹭，因此其相互间间隙不能过小，但此间隙过大又易造成封油效果差，进而造成积炭增多形成转子固死。油封结构的可靠性差。

　　3　结构改进

　　针对ZN310A4型增压器原油封结构上存在的问题，作如下改进，见图2。

　　压气机端油封结构：甩油盘外径适当增大，增加挡油面积；油封环槽宽度改为5.2mm，配以两道2.5mm厚密封环机械式封油；压气端轴承座油腔部位改进，增大回油通道。

　　涡轮端油封结构：涡轮端轴承座油腔部位改进，增大回油通道；加装石墨密封环机械封油。

　　4　效果分析

　　ZN310A4型增压器油封结构作上述改进后，压气机端高速旋转的甩油盘将从轴承孔内流出的油大部分甩入回油腔，残余油迹随压气机端轴承盖环槽流入回油腔，极少数油气被二道特种密封环及一定压力的空气有效封住。

　　涡轮端采用石墨密封环进行次封油；窜出的油迹在主轴10°斜面处被甩回回油腔进行二次封油；残余油迹再经主轴与涡轮气封圈间隙节流进行三次封油；随着油迹向涡轮端窜出，经主轴反螺纹的泵油作用甩回回油腔进行第四次封油；极少数油又经压气机端引至涡轮端的高压空气压回回油腔进行第五次封油。形成了综合可靠的封油系统。

　　5　运用情况和结论

　　ZN310A4型增压器采用改进结构后，进行了小批量生产并在产品出厂试验台上进行了低转速、高油压封油试验。经解体表明，涡轮端及压气机端均无油迹，封油效果理想。该型增压器（油封结构改进后）于2001年5月通过了铁道部的装备部技术评审。

　　油封结构改进后的ZN310A4型增压器从2000年6月至今共生产了900多台，广泛运用在南翔、郑北、徐北、丰台、哈尔滨等机务段，因增压器漏油质量问题仅12起。

　　实践运用证明，改进后的ZN310A4型增压器油封结构更可靠，封油性能更良好，大大减少了漏油质量问题，提高了增压器的综合质量。

　　参考文献

　　[1]朱大鑫，涡轮增压与涡轮增压器[M].兵器工业第七0研究所，1997

　　[2]毛谦德，李振清等，袖珍机械设计师手册[M].机械工业出版社，1994

　　[3]王新才，曾建军等，内燃机涡轮增压器原理[M].中国铁道出版社，1985
 

来源：《柴油机》第27卷（2005）第4期