涡轮增压器是用于以高于大气的压力(升压)提供空气给内燃机的进气管的众所周知的装置。传统的涡轮增压器主要包括安装在涡轮壳体内的可旋转轴上的废气驱动的涡轮叶轮。涡轮叶轮的旋转使安装在压缩机壳体内的轴的另一端上的压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮将压缩空气传输至引擎的进气歧管，由此提高引擎的功率。
涡轮增压器的轴通常由轴颈(journal)和止推轴承支撑，包括适当的润滑系统，位于被连接在涡轮和压缩机叶轮壳体之间的中心轴承壳体内。众所周知，提供有效的密封系统用以防止油从中心轴承壳体泄漏到涡轮壳体中是难以解决的问题。然而，防止油泄漏到涡轮壳体中是重要的，因为在涡轮壳体中油会与废气混合且增加废气排放，且可能导致对下游的部件(例如催化排气净化器)的损坏。
涡轮增压器的涡轮叶轮可以通过摩擦紧密结合至涡轮增压器轴的一端的密封轮毂，密封轮毂的直径大于所述轴且在环形通路内旋转通过壳体壁，该壳体壁将轴承壳体与涡轮壳体分开。已知的油密封布置包括在通路内围绕密封轮毂的密封环，从而以活塞环的方式提供密封。
然而，涡轮增压器的涡轮驱动压缩机，在动力涡轮中远离涡轮叶轮的涡轮轴的末端经由机械联结传输功率。在包括与涡轮增压器的涡轮串联的动力涡轮的涡轮复合式引擎中，可以将齿轮装到动力涡轮轴的末端上，以将功率经由适合的联结(诸如例如流体联结或齿轮或其它驱动机构)而以液力的、机械的或电学的方式传输至引擎的曲柄轴。对于涡轮增压器，动力涡轮的轴被支撑在轴承组件上，所述轴承组件包括适当的润滑系统，位于连接至涡轮壳体的轴承壳体中。在轴的涡轮末端的轴承布置可以与在涡轮增压器中发现的轴承布置大致相同，尽管在轴的驱动端的轴承布置可以是滚珠轴承组件。
涡轮，不论是包含在涡轮增压器、还是动力涡轮或其它涡轮机中，通常设置有隔热罩，该隔热罩设置在涡轮叶轮和涡轮/轴承壳体壁之间，涡轮轴穿过所述涡轮/轴承壳体壁。隔热罩典型地是安装在涡轮叶轮后面的涡轮壳体中的片状金属部件，其被提供用于防止轴承壳体过热，而过热可能例如导致油在轴承壳体中焦化。

本发明的目的是消除或缓解从涡轮机轴承壳体到涡轮壳体或隔热罩中的油泄漏的问题。
根据本发明，提供了一种涡轮机，所述涡轮机包括：
壳体，限定被第一壁分开的涡轮室和轴承腔；
涡轮叶轮，其安装到轴上，用于围绕机器轴线在所述涡轮室中旋转；
隔热罩，其设置在所述第一壁和所述涡轮叶轮之间，隔热罩腔被限定在所述第一壁和所述隔热罩之间；
通过至少部分地由在所述壁中的第一开口和在所述隔热罩中的第二开口限定的通路，所述轴从所述涡轮室延伸到所述轴承腔中，所述轴被安装用于在设置在所述轴承腔中的轴承组件上旋转；
第一密封件，其在所述轴和所述第一开口之间；
所述壳体限定了所述隔热罩腔连通的第一气体通道，用于连接至压力源，所述压力源用于升高在所述隔热罩腔中的压力；
第二通道，其在所述隔热罩腔和所述通路之间，所述第二通道向所述第一密封件的对于所述轴承组件的相对侧上的所述通路敞开；和
第二密封件，其设置在所述轴和所述第二开口之间。
相对于轴承腔中的压力升高通路中的压力可减小油泄漏到第一密封件对面的可能性。在这一点上，优选地，隔热罩腔中的压力升高到高于典型地轴承腔中靠近第一开口处建立的压力。
所述第一密封件可以包括一个或更多的密封环，例如包括重叠的开口环密封件。
第二密封件可以包括一个或更多的密封环，例如开口环密封件。
在一些实施例中，所述第二通道可以包括环形间隙，其限定在所述壁与在所述第一和第二开口之间的所述隔热罩之间。
在一些实施例中，所述第二通道可以包括围绕所述通路限定的一个或更多的圆周地延伸的槽。
在一些实施例中，所述第二通道可以包括一个或更多敞开到所述通路和所述隔热罩腔中的开口。
所述第一通道可以在所述隔热罩腔和由所述壳体限定的外表面之间延伸，且可以包括多个通道。
所述轴可以具有扩大的直径部，其位于所述通路中且在所述通路中旋转。所述轴的扩大直径部可以限定了大致径向地延伸的环形壁，所述环形壁面向(且可能邻接)所述轴承组件。所述环形壁可以被构造以在所述轴旋转时促使油径向地远离所述轴。油可以被推进到环形油收集通道中，所述环形油收集通道设置在所述轴承腔内并圆周地围绕所述径向延伸环形壁。
在一些实施例中，所述轴的扩大直径部具有大致轴向地延伸的径向外圆周表面，且其中甩油槽延伸到所述扩大部中，所述甩油槽具有在第一圆周延伸缘和第二圆周延伸缘之间限定的口，其中所述第二缘与所述第一缘径向地且轴向地隔开。
隔热罩可以与壳体壁一体地形成，而不是设置为独立的部件。例如，限定所述隔热罩和所述壁的壳体的一部分可以包括单个部件，例如单个铸件。
涡轮机可以例如是涡轮增压器，其包括限定所述涡轮室的涡轮壳体以及限定所述轴承腔的轴承壳体。可替代地，所述涡轮机可以是动力涡轮，其包括限定所述涡轮室的涡轮壳体以及限定所述轴承腔的轴承壳体。在动力涡轮中，驱动涡轮的废气经由驱动连接装置传递功率，所述驱动连接装置在所述轴的对涡轮叶轮的相对端处旋转。所述驱动连接装置例如可以被耦合至内燃气的输出轴。动力涡轮可以是径向流或轴向流涡轮。在轴向流涡轮中，涡轮具有轴向进入口，该进入口引导废气沿着大致轴向方向通过涡轮叶轮而朝向环形排出口。涡轮增压器和动力涡轮可以被结合成复合式的涡轮引擎。
本发明还提供了一种减小涡轮机中的油泄漏的方法，所述涡轮机包括壳体，该壳体限定被第一壁分开的轴承腔和涡轮室；
涡轮叶轮，其安装到轴上，用于围绕机器轴线在涡轮室中旋转；
隔热罩，其设置在所述第一壁和所述涡轮叶轮之间，隔热罩腔被限定在所述第一壁和所述隔热罩之间；
通过至少部分地由在所述壁中的第一开口和在所述隔热罩中的第二开口限定的通路，所述轴从所述涡轮室延伸到所述轴承腔中，所述轴被安装用于在设置在所述轴承腔中的轴承组件上旋转；
第一密封件，其在所述轴和所述第一开口之间；
第二通道，其在所述隔热罩腔和所述通路之间，所述第二通道向所述第一密封件的对所述轴承组件的相对侧上的所述通路敞开；和
方法，其包括将加压的空气供给至所述隔热罩腔以升高所述隔热罩腔中的压力，由此升高在所述第一密封件的对所述轴承组件的相对侧上的通路中的压力。
附图说明
以举例的方式，现在将参考附图对本发明的具体实施例进行描述，在附图中：
图1是通过已知的涡轮增压器的横截面；
图2是通过已知的径向流式动力涡轮的横截面；
图3是通过已知的轴向流式动力涡轮的横截面；
图4是根据本发明的通过轴向流式动力涡轮的横截面；
图5是通过图4中的涡轮的一部分的放大横截面；
图6a和6b显示出对图4中的动力涡轮的特征的变型；和
图7显示出对图6a和6b中的动力涡轮的变型。

参考图1，显示出的涡轮增压器(如在US7,086,842中公开的)包括经由中心轴承壳体3连接至压缩机2的涡轮1。涡轮1包括在涡轮壳体5中旋转的涡轮叶轮4。类似地，压缩机2包括在压缩机壳体7中旋转的压缩机叶轮6。涡轮叶轮4和压缩机叶轮6安装在公共的涡轮增压器轴8的相对端上，涡轮增压器轴8延伸通过中心轴承壳体3。
涡轮壳体5具有围绕涡轮叶轮4环形地设置的废气进入涡壳9和轴向废气排出口10。压缩机壳体7具有轴向的空气进入通路11和围绕压缩机叶轮6环形地设置的压缩空气排出涡壳12。
在使用中，通过从环形废气进入口9到废气排出口10的废气的通行使得涡轮叶轮4在涡轮室4a中旋转，其又使得压缩机叶轮6旋转，从而通过压缩机进入口11吸入进入空气和经由压缩机排出涡壳12将增压的空气运送至内燃机的进入口中。
涡轮增压器轴8在完全浮动的轴颈轴承13和14上旋转，所述轴颈轴承13和14容纳在轴承腔3b中且分别朝向轴承壳体3的涡轮端和压缩机端。压缩机端的轴承组件14还包括止推轴承15，止推轴承15与包括甩油环16的油密封组件相互作用。甩油环是与轴一起旋转的且典型地包括多个径向延伸的通路的环形部件，这些径向延伸的通路有效地作为将油甩离所述轴的叶片，尤其是将油甩离所述通路而从轴承壳体进入到压缩机壳体中。围绕止推轴承和密封组件设置的环形溅射室收集用于在润滑系统中再循环的油。溅射室可以设置有用于将油排出到机油箱的排出通道。压缩机端轴承和油密封的细节对于理解本发明不是太重要，因此将不再对此进行进一步地描述。油经由油进入口17被从内燃机的油系统供给至轴承壳体，并通过通路装置18提供给至轴承组件。
涡轮叶轮4在密封轮毂19处连接至涡轮增压器轴8的涡轮端。通常密封轮毂19与轴8一体形成(且例如形成轴的一部分)，且被连接(例如通过摩擦紧密接合)至涡轮叶轮4的背面的轮毂部分。密封轮毂19延伸通过轴承壳体壁3a中的环形通路20并进入到涡轮壳体中。密封轮毂19相对于环形通路20由重叠类型的开口环21密封，该开口环防止油和气体通过通路20泄漏。涡轮端轴颈轴承13位于弹性挡圈22和23之间。油经由油通路装置18进给至轴承13，且轴承13设置有用于让油通到涡轮增压器轴8的圆周隔开的径向孔27。环形油返回槽24径向地凹陷到轴承壳体3中靠近穿过壳体壁3a的通路20。油返回槽24围绕轴8。轮毂19的环形面被加工有切口25，使得它不是严格地从轴8径向地延伸，而是以一角度远离通路20延伸通过轴承壳体壁3a。因此，随着轴8旋转，出现在环形表面31上的油从通路20径向地且轴向地射出。如在US7,086,842中讨论的，底切密封轮毂19起到甩油环的功能，用于减少朝向通路20和密封环21的油流。
压制的金属隔热罩26位于涡轮壳体中在涡轮叶轮4和轴承壳体3之间。隔热罩将热的废气流与轴承壳体隔离开，以减少至轴承壳体的热量转移，否则该热量转移将导致轴承过热。在其径向外围26a处，隔热罩26被夹在轴承壳体3和涡轮壳体5之间。隔热罩26具有中心孔27，该中心孔围绕且与轮毂19隔离开，以允许轴8自由旋转。隔热罩腔28被限定在隔热罩26和轴承壳体3之间，以减少从流动通过涡轮壳体的热废气的到轴承壳体的热流。
参考图2，其显示出包括轴31的径向流式动力涡轮(如在US6,905,316中讨论的)，轴31在一端支撑涡轮室32a中的涡轮叶轮32且在另一端支撑驱动齿轮33。轴31支撑在一个单件的管状轴承34中，该管状轴承34支撑在轴承壳体35的轴承腔中。轴承壳体35固定至涡轮壳体36，该涡轮壳体36限定了涡壳37，从内燃机运送出的用于施加扭矩至涡轮32的废气通过该涡壳37。隔热罩38保护轴承组件免受热气体的影响，该热气体流经涡轮室32a且驱动涡轮32。
轴承34的一端邻接在轴31的涡轮端的由密封轮毂40限定的肩39。轴承4的另一端邻接法兰41，该法兰41形成在轴31的驱动端的止推轴承的一部分。如在US6,905,316中描述的，这种单件的轴承替代了更传统的轴承布置(其典型地包括在轴的驱动端的固定轴承)，其改善了在动力涡轮的驱动端所承受的负载。
与图1的涡轮增压器一样，隔热罩32是压制的金属构件，该金属构件在其径向外围处被夹在涡轮壳体36和轴承壳体35之间，且限定了中心开口42，所述密封轮毂40在中心开口42中旋转(再次在开口42和密封轮毂40之间留下了小的环形间隙)。隔热罩腔45限定在隔热罩38和轴承壳体35之间，以在它们之间提供一定的隔离。
在轴3 1的涡轮端的密封布置大致与图1中的涡轮增压器中所包含的密封布置相同，同样包括密封环43(其再次典型地是类似于传统的活塞环的开口环)，该密封环43使轮毂40相对于通过轴承壳体35的通路44密封。
图3显示出已知的轴向流式动力涡轮。涡轮包括轴承壳体50和轴向流涡轮壳体51。轴52延伸通过轴承壳体50且在一端支撑涡轮叶轮53而在另一端支撑驱动齿轮54。轴支撑在单件的轴承55上，该单件的轴承大致与图2(和US6,905,316)中的单件的轴承31相同，因此将不对其进一步的细节进行描述。类似地，涡轮叶轮53在密封轮毂56处连接至轴52的一端上，该密封轮毂56延伸通过轴承壳体50的壁中的环形通路57。密封轮毂56相对于通路57由密封环58密封，该密封环可以是重叠的开口环。
涡轮壳体51包括围绕穹顶的喷嘴60限定的轴向环形进入通路59，且包括固定的环形叶片阵列61。废气流过环形进入通路59、涡轮叶轮53以及经由环形的张开的涡轮扩散部63进入到涡轮排出口的环形收集部62，该扩散部63是进入通路59的延伸。气体经由大致轴向定向的排出口64流出涡轮。
再次提供压制的金属隔热罩65，用于将轴承壳体50与废气流隔离开。隔热罩65的结构很大程度上由通过涡轮的废气的轴向流路径来规定，具体地说隔热罩65限定了涡轮扩散部62的径向内表面，其帮助引导废气流进入到涡轮排出口62/63。此外，隔热罩65在其径向地最外围被夹持在轴承壳体50和涡轮壳体51之间，但在这个例子中隔热罩65的径向内周接触围绕轴通路57的轴承壳体35且由保持环66保持在适当的位置上。隔热罩腔67被限定在隔热罩65和轴承壳体51之间，用于减少从流经涡轮的热废气到轴承壳体51的热量转移。
本发明涉及在涡轮机轴的涡轮端的密封布置，且现在将参考图4对应用在轴向流式动力涡轮的本发明的一个实施例进行描述。
参考图4，其显示出根据本发明的动力涡轮，其中，涡轮壳体70、轴承壳体71以及隔热罩72一体地形成为单个部件，该单个部件可以例如被形成为单个铸件(虽然壳体的特定特征可以是在浇铸后再机加工而制成)。涡轮壳体具有轴向进入部73，其与喷嘴74一起限定了环形进入通路75。喷嘴74由保持环75保持在轴向进入口73的适当的位置上。固定的叶片76的环形阵列设置在涡轮叶轮77的上游的进入通路75中，涡轮叶轮77在涡轮室77a中旋转。
轴向进入口73的内侧端径向向外地张开，以限定通向至涡轮排出口的涡轮扩散部76，该涡轮排出口包括环形收集部77和大致径向的排出通路78。
通过涡轮壳体70的废气流路径由一体的隔热罩72与轴承壳体71隔开，该隔热罩72还限定了环形排出部77和涡轮壳体扩散部76的一部分。隔热罩腔78被限定在隔热罩72和轴承壳体71之间，通路79通过涡轮壳体延伸至腔78。下文将进一步描述通路79的目的。
涡轮叶轮77安装(例如通过摩擦紧密接合)到限定在轴81的一端的密封轮毂80的一端上。轴81被支撑以用于在单件的管状轴承82内旋转，该管状轴承82大致与图2和3中显示的轴承相同。轴承被限制在轴承腔71a中在轮毂80和法兰83之间，该法兰形成在轴81的驱动端的止推轴承的一部分，该轴81支撑驱动齿轮84。再次，在轴的驱动端的驱动齿轮组件和轴承的细节可以大致与图2和3中显示的相同。
如图4所示和图5中更加详细地显示(其是轴81的涡轮端的密封布置的放大)，密封轮毂80在通路85中旋转，通路85部分由轴承壳体71的壁中的开口86限定，部分由通过隔热罩72的开口87限定。密封轮毂由第一密封环88相对于通路87密封，该第一密封环88提供了在由轴承壳体77限定的开口86和密封轮毂80之间的气体密封，第二密封环89提供了在由隔热罩72限定的开口87和密封轮毂80之间的气体密封。密封环88和89优选地是重叠的开口环密封，且每个设置在密封轮毂80的外表面中限定的各自的环形槽90和91中。
环形间隙92被限定在靠近通路85的隔热罩72和轴承壳体71之间，通路85提供了第一和第二密封环88和89之间限定的通路85的一部分和腔78之间的流体连通。
油被供给至轴承壳体71用于润滑轴承81，且分别通过在轴承82的涡轮端和压缩机端的油通道93和94通到轴承上。轴承82设置有油通路95，该油通路95允许油流过轴承到轴81上。轴承82的中心部中的开口96确保油可以从内轴承表面自由地排出。轴承壳体还限定了在轴承壳体的涡轮端的环形溅射室97，该环形溅射室97收集从旋转的密封轮毂80返回的溅射的油，且将其运送至轴承腔放油口98，其由于轴承壳体和隔热罩是一体铸件的原因而比传统的情形陡(这在涡轮是倾斜的时候可能是有利的，例如当它被包含到位于斜面上的车辆中时)。
供给至轴承壳体的油可以来自于任何适合的源。典型地，可以从内燃机的加压的油供给系统运送油供给，例如通过内燃机曲柄的情形的油供给件。类似地，可以将油从轴承壳体排放至机油箱，该机油箱可以是内燃机的油箱或齿轮箱的油箱。应当理解，其它的油供给布置是可以的。
可以改变轴承壳体内的油压，但它将通常大于涡轮叶轮后面的涡轮壳体中的压力。对于在涡轮叶轮后面可以产生低于大气压力的压力时的轴向流式动力涡轮的情形，尤其是这样。从轴承壳体到涡轮壳体的压力降可能加剧从轴承壳体到涡轮壳体并且因此到废气流中的油泄漏的问题。根据本发明，是通过通路79给在隔热罩72和轴承壳体71之间限定的腔78加压，来这解决这一问题。腔78中的压力被传递至密封轮毂通路85的一部分上，其被限定在第一和第二密封环90和91之间。这具有增加第一密封环90后面的压力的作用，所述第一密封环90使轴(密封轮毂80)相对于轴承壳体密封。降低从轴承壳体至涡轮壳体的在密封环90两侧的压力降将减小从轴承壳体越过密封环90的油泄漏的可能性。
隔热罩腔78可以被加压至高于典型地在轴承壳体中遇到的压力。小到约0.2巴表压至约1巴表压的压力可能在典型的动力涡轮中是足够的。虽然可以以约5巴表压的压力供给对轴承壳体的油供给，但是在密封轮毂80附近的油压将通常远小于这一压力，假定油到达轴承壳体的这一区域的流动路径是受限制的话。
升高在隔热罩腔78中的压力，且因此升高在密封环90和91之间的通路85的一部分中的压力，这将具有减小跨过密封环90的油泄漏的有利效果。也就是，即使腔78中的升高的压力保持低于密封轮毂80的区域中的轴承壳体内的压力，不过跨过密封环90的压力差仍然被减小。然而，优选地，腔78中的压力位于至少大致接近将在靠近密封轮毂80的轴承壳体中出现的最大压力的水平，更优选地是还高于这一水平。
在上述的本发明的实施例中，密封环90和91是重叠的开口环。在本发明的可替代的实施例中，可以用简单的非重叠的开口环来替代第二密封环91，这样可以节省成本。通过隔热罩72的开口87和密封轮毂80之间的密封的效力明显地小于第一密封环90的效力。虽然优选是没有从腔78到涡轮壳体的任何的空气流，但是在一些情况下小的空气流将不会导致任何重大的问题。实际上，在本发明的其它的可替代的实施例中，这样的第二密封环91可以完全地省去，倘若可以在腔78中保持所需要的压力，而没有不可接受的水平的空气流进入到涡轮壳体中的话。
实际上，可能很难测量在轴承壳体中靠近密封轮毂处的油压。对于任何给定的应用，可以通过测试经验性地确定对于腔78的最优压力。可替代地，可以在放油口处测量油压，该油压通常类似于在密封轮毂80处出现的压力。在本发明的一些实施例中，在涡轮或其中包含涡轮的设备(例如内燃机)的不同的操作条件下可以改变腔78中的压力，且也可以有意地改变上述压力。
加压气体(优选地空气)的供给可以通过通路79被运送至腔78。可以设置专门的加压气体(空气)源(未显示)。在将涡轮连接至内燃机的应用中，例如可以从空气制动系统或辅助空气供给运送加压的空气。在涡轮与上游的涡轮增压器(可能作为涡轮复式系统中的动力涡轮或作为双涡轮增压器系统中的第二涡轮增压器)结合使用的应用中，可以从上游涡轮增压器运送加压的空气。类似地，诸如齿轮箱等的另一动力涡轮部件可以用于对隔热罩腔78中的空气进行加压。
对于在图4和5中显示出的本发明的实施例，隔热罩72与轴承/涡轮壳体是一体的。因为不再需要对在隔热罩的径向外围提供密封以便帮助在隔热罩腔78中保持期望的压力时，这是尤其有利的。在这一区域中设置有效的密封例如对于传统的压制的金属隔热罩可能是有问题的，至少部分地由于隔热罩和壳体之间的不均匀的膨胀。对于如所显示的轴向流式动力涡轮，需要在这一位置提供密封还可能不利地影响设置有传统的隔热罩的涡轮扩散器/出口的空气动力学性能。
例如通过浇铸而一体地形成隔热罩72和轴承/涡轮壳体，还有助于在隔热罩和轴(密封轮毂)之间产生所需的公差。在一些实施例中，通过隔热罩的开口87(且实际上通过轴承壳体的开口86)可以是被至少部分地浇铸后机加工而成。在另外的实施例中，通过隔热罩的开口87和通过轴承壳体的开口86可以在一个步骤中被机加工，以确保对准。可替代地，可以机加工开口87，同时将隔热罩72保持在靠近轴承壳体3的适当的位置上，且机加工工具相对于开口87的表面对准。在轴承壳体和隔热罩之间的环形间隙92可以不是浇铸特征，而是可以是浇铸后被机加工而成。然而，优选地这一特征是浇铸特征。适合的浇铸方法将对本领域技术人员来说是已知的，且例如包括失泡沫铸造、失蜡铸造以及砂型铸造。在本发明的一些实施例中在机加工开口87之后，环形间隙92被机加工。在另外的实施例中，使用插入通过开口87的工具对环形间隙92进行机加工。
虽然提出的是密封环90和91，但是可以在轴(密封轮毂)和轴承壳体之间以及在轴(密封轮毂)和隔热罩之间设置可替代的密封布置。例如，不是单个密封环90，而是可以设置多个密封环，用于相对于轴承壳体密封轴(密封轮毂)，类似的，代替单个密封环91，可以使用多个密封环以相对于隔热罩密封轴(密封轮毂)，。
在图4和5显示出的本发明的实施例中，由环形间隙92限定从腔77到通路86的通路。除了允许对密封环90和91之间的通路85进行加压之外，环形间隙92还帮助减小从隔热罩72到轴承壳体71的热量转移，且减小可能由隔热罩的热膨胀造成的应力。然而，不需要环形间隙92一定是连续的，间隙可以例如由在隔热罩72和轴承壳体71之间延伸的材料被架在间隔开的圆周的位置。这样的布置可以有效地提供在腔78和通路85之间的通道，其形式为穿过限定通路85的壁的多个圆周地间隔的狭槽。类似地，可以通过一个或更多的开口(例如孔)来提供腔78和通路85之间的所需的连通，所述开口被设置通过在隔热罩72和轴承壳体71之间延伸的壳体壁，该壳体壁限定了轴通路85。
在轴承壳体71和隔热罩72之间具有环形间隙92的实施例中，优选地，间隙的轴向宽度比第一密封环91的轴向宽度窄，从而便于将包括密封环的轴通过涡轮壳体插入到轴承壳体中。隔热罩72和轴承壳体71之间的环形间隙的，帮助防止当轴/密封环组件被插入到壳体中时在环形间隙内堵塞密封环90的，其它结构，对本领域技术人员是显而易见的。
本发明的其它实施例可以包括用于收集/移除可能通过密封环90泄漏到腔78中的任何油的贮存器或通路。这样的油泄漏可以例如可能在无法提供加压的空气供给到腔78时或因为任何理由而中断时出现。例如任何这样的被收集的油可能返回至引擎或齿轮箱机油箱。
通过提供环形油收集通道97来帮助减小到第一密封环90的油流，该收集通道收集从使密封轮毂80旋转的径向面80a溅射返回的油，且使其流动到放油口。因此这帮助防止油在密封轮毂80的区域中被收集和到达第一密封环90。通过提供靠近密封轮毂80的甩油环可以实现进一步地减小油到达第一密封环90的可能性。甩油环对本领域技术人员是公知的。对于上述的轴承组件，可能需要做出修改，以便为甩油环提供空间，例如通过结合弹性挡圈等以保持轴承82的涡轮端。实际上，对于单件轴承82，可能对于提供分离的甩油环需要的空间有一定的困难，但对于另一轴承布置，诸如例如图1中显示的轴承布置，结合单独的甩油环可能是很简单的。
可替代地，可以修改密封轮毂80，以改善其甩油的性能。例如，可以如在US7,086,842中公开的且在图1中在上文所显示的轮毂80的径向面形成有切口。这样的切口将改善密封轮毂80自身作为甩油环的操作。这对于图4和5中显示出的本发明的实施例是尤其便利的，那些实施例包含单件的轴承82，而单件的轴承在轴的涡轮端处为包括分离的甩油环留下的空间很小。
已经证明了的对于减小到第一密封环90的油流是尤其有效的一种对密封轮毂80的变型，在图6a和6b中示出。图6a对应于图5，除了提供环形的甩油槽100之外。所有的部件与图5中使用的相同的参考标记表示。甩油槽100的功能是将到达密封轮毂80的油径向地且轴向地推进到油收集通道97中。将在图6b中更加详细地显示出甩油槽100的结构。
参考图6b，槽100包括第一环形侧壁101、大致平行于第一环形侧壁101的第二环形侧壁102以及环形基底103。第一环形侧壁101位于锥形面上，该锥形在轴线X处对着(subtend)角度θ，且在与包含密封轮毂80的圆柱形壁104的圆柱形表面相交之前与包含环形面80a的平面相交。第二侧壁102位于锥体的表面上，该表面在轴线X处也对着角度θ，但在与包含环形表面80a的平面相交之前与包含密封轮毂80的圆柱形的外壁104的圆柱形表面相交。同理，槽100具有在侧壁101接触径向密封轮毂面80a处限定的第一环形缘105和在第二侧壁102接触密封轮毂80的圆柱形壁104处限定的第二环形缘106，该第二环形缘与第一缘105轴向地且径向地间隔开。槽100具有在第一缘105和第二缘106之间限定的环形口107，且位于圆锥表面上，该圆锥表面与环形面80a和圆柱形壁104相交。环形基底103位于圆锥表面上，该圆锥表面大致垂直于侧壁101和102且平行于口107。
本发明的上述实施例因此提供了一种有效地减小跨过涡轮端密封件的油泄漏的方法，而不对密封组件增加任何额外的部件，仅对传统的涡轮增压器部件进行小的修改，即适当地设定密封轮毂80的环形肩的轮廓。
在显示出的实施例中，第一侧壁101形成相对尖锐的环形边缘，其中它在缘105处接触环形面80a，第二侧壁102形成相对尖锐的环形边缘，其中它在缘106处接触圆柱形壁104。在其它的实施例中，可以斜切缘105和106，或如例如以图6b中的点线显示地它们可以被钝化。一定程度上，缘104和105的尖锐度可以由用于形成槽100的技术来确定。预期如所显示的具有尖锐边缘的缘将改善槽100的甩油表现。
甩油槽缘105和106位于圆锥表面上，该圆锥表面在显示的实施例中在轴线X处对着角度90°-θ。在本发明的其它实施例中，槽100的口107基本上不垂直于侧壁105和106，所述角度可能不同于角度90°-θ。然而，角度可能大于0度且小于90度。在一些实施例中，角度将大于20度，且在其它的实施例中将大于30度。在一些实施例中，角度将小于70度，且在其它的实施例中小于60度。所述角度例如可以在20度和70度之间。
第一缘105以比第二缘106小的半径(相对于轴线X)放置(且可以以小于第二侧壁102的径向内端的半径放置)。在一些实施例中，这些半径的比是小于29∶24。在其它的实施例中，比是27∶24，且在又一其它的实施例中比是25∶24。
在大多数实施例中，期望第一缘105的半径小于靠近密封轮毂80的轴颈轴承82的外半径。在一些实施例中，第一缘105的半径与轴颈轴承的半径的半径比至少是24∶25。在其它的实施例中，比至少是24∶27，且在又一实施例中比至少是24∶29。
槽100的基底103不一定需要垂直于第一侧壁101或第二侧壁102延伸。如图6b所示也不需要基底103与被切成圆角的侧壁101和102中的每一个相交。
侧壁101和102的间隔A可以不同于所显示出的，且可以与如由侧壁101和102的高度的平均值所定义的槽的深度B成不同的比例。例如，在一些实施例中，比A∶B可以是约2.5∶1，且在其它的实施例中它可以比这小。例如，比可以小于2∶1或甚至小于1.5∶1。在又一实施例中，最小比可以是0.5∶1，0.75∶1或1∶1。在侧壁101和102是不平行的情况的实施例中，尺寸A可以是槽100的最大宽度或槽的口的宽度。类似地，在基底103不垂直于侧壁101和/或102的实施例中，尺寸B可以是从槽的口测量的槽的最大深度。
槽100的整体尺寸可以一定程度上依赖于密封轮毂80的尺寸。在典型的实施例中，密封轮毂80可以具有在约15mm和40mm之间的直径，但在这一范围外的直径也是可能的。
应当理解，可以改变油槽97的精确的形式。例如，在一些涡轮增压器轴承壳体设计中，油槽可以围绕轴延伸接近360度，而在其它的实施例中槽可以延伸通过较小的角度。油槽97的细节可以完全是传统的。可替代地，可以通过使槽的侧壁(尤其是内侧侧壁)倾斜来修改油槽97，其在一些实施例中改善了油收集性能。
在显示出的实施例中，侧壁101和102位于圆锥表面上，该圆锥表面与底部壁103位于其上的锥形表面相交(且还与包含缘105和106的锥形表面相交)。在可替代的实施例中，基底103可以是凹入的或甚至凸起的，以及弯曲远离任何特定的锥形表面。在又一实施例中，侧壁101和/或侧壁102可以是凹入的或凸起的以及弯曲远离任何特定的锥形表面。例如，壁101、102以及103可以被如图7示意性地显示的单个凹入的壁替代。对于如图7显示的结构的槽，槽仍然具有在环形缘105和环形缘106之间限定的口107，所述口107位于与包含密封轮毂壁104的圆柱形表面和包含环形面80a的径向平面相交的锥形表面上。虽然如所显示的横截面被弯曲，但是槽可以具有整体的尺寸，该整体尺寸广义地对应于图6a和6b的槽100的多种可能的相对的尺寸。
尽管在图60、6b以及图7中显示出的本发明的实施例中，甩油槽具有围绕其圆周的始终如一的横截面，但是在其它的实施例中横截面可以改变。例如，槽可以在一些圆周位置上比另外的圆周位置上更宽或更深。类似地，槽壁的形状和/或它们的相对于彼此的定向可以沿槽的圆周改变。类似地，每个缘105和106的半径和/或槽的口107的宽度可以沿槽的圆周改变。
本领域技术人员将容易明白上述的本发明的实施例的其它的可能的修改。