專利名稱:具有用于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的軸承的渦輪增壓單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于一種渦輪增壓單元中用于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸安裝 架,該轉(zhuǎn)軸的一端支撐渦輪葉輪,其另一端支撐壓縮機(jī)葉輪,并通過 兩個(gè)軸向間隔的軸承件支撐于軸承外殼中,其中的一個(gè)軸承件通過轉(zhuǎn)軸上的臺肩形成軸向支撐。
技術(shù)背景渦輪增壓單元可在旋轉(zhuǎn)速度高達(dá)200, OOOr.p.m的情況下運(yùn)行。渦 輪單元的轉(zhuǎn)子安裝架包括滑動軸承、球軸承或包括兩者的組合。球軸承產(chǎn)生的能量損失最低。球軸承的應(yīng)用一般包括兩個(gè)角接觸軸承,它 們以所謂的O形排列(背對背排列)彼此面對面設(shè)置。這兩個(gè)軸承不 僅包括與兩個(gè)伸長的單獨(dú)內(nèi)環(huán)一起的共有外環(huán),還包括兩個(gè)安裝于外 套筒中且兩個(gè)內(nèi)環(huán)之間具有間隔套筒的普通角接觸軸承。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度尤其在瞬間條件下變化,這意味著,由于負(fù)載的 方向取決于旋轉(zhuǎn)速度的升高和降低,因此,在轉(zhuǎn)軸上會產(chǎn)生軸向力。 如果在轉(zhuǎn)軸的安裝架中存在軸向間隙,就會不利地影響軸承的使用壽 命,還存在損壞軸承的危險(xiǎn)。因此,球軸承的內(nèi)環(huán)需要一定的外力,以保證得到所希望的軸承 的內(nèi)預(yù)加載荷。然而,由于存在使內(nèi)環(huán)發(fā)生變形的危險(xiǎn),因此該外力 必須不太大。該外力一般從壓縮機(jī)的螺母獲得。由于壓縮機(jī)的驅(qū)動扭 矩通過壓縮機(jī)的軸向面和其周圍部件之間的摩擦力來傳遞,因此,軸 向力必須大得足以保證壓縮機(jī)不會朝向轉(zhuǎn)軸滑動。然而,對于軸承的 內(nèi)環(huán)來說,該高軸向力可能是并不適宜高的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的其中一個(gè)目的是為了制造一種渦輪增壓單元的轉(zhuǎn)軸安裝 架,其能夠在不使軸承件發(fā)生變形的情況下,對所希望的軸承預(yù)加負(fù) 載進(jìn)行簡單調(diào)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的,構(gòu)造本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)軸安裝架,其用于渦輪 增壓單元的轉(zhuǎn)軸,該轉(zhuǎn)軸的一端支撐渦輪葉輪,另一端支撐壓縮機(jī)葉 輪,且通過兩個(gè)軸向間隔的軸承件支撐于軸承外殼中,其中的一個(gè)軸 承件通過轉(zhuǎn)軸上的臺肩形成軸向支撐,本發(fā)明的特征在于,有卸放環(huán) 以這樣的方式通過螺紋接頭而安裝在轉(zhuǎn)軸上,即使得該卸放環(huán)形成沿 相反軸向作用于另一軸承件的軸向支撐。從所附的獨(dú)立權(quán)利要求中可推導(dǎo)出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。
下面將通過附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)描述,在附圖中圖1為二級渦輪增壓單元的縱向剖視圖;圖2為圖1中用于渦輪增壓單元的轉(zhuǎn)軸安裝架的放大比例圖; 圖3為用于圖2中轉(zhuǎn)軸安裝架的卸放環(huán)的剖面圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)軸安裝架應(yīng)用在二級渦輪增壓單元 中,其也可用于傳統(tǒng)的單級渦輪單元中。渦輪增壓單元的第一級由同串聯(lián)連接的低壓渦輪單元11協(xié)作的 高壓渦輪單元10組成。廢氣通過相分開的管道以及蝸桿形渦輪入口 12, 13,從圖中未示出的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(例如柴油機(jī))導(dǎo)入高壓渦輪單元的 渦輪葉輪14中,所述渦輪葉輪與壓縮機(jī)葉輪16—起被安裝在共用軸 15上。廢氣通過管道17,向上導(dǎo)引至低壓渦輪單元11的渦輪葉輪18, 所述的渦輪葉輪與壓縮機(jī)葉輪20 —起被安裝在共用軸19上。繼而, 廢氣通過管道21,向上導(dǎo)引至發(fā)動機(jī)的廢氣系統(tǒng)。去往發(fā)動機(jī)的過濾過的空氣導(dǎo)引至低壓渦輪單元11的壓縮機(jī)葉輪20。管道(圖中未示)將入口空氣向上導(dǎo)引至高壓渦輪單元10的壓 縮機(jī)葉輪16,被壓縮的入口空氣從該壓縮機(jī)葉輪處導(dǎo)引至發(fā)動機(jī)的入 口側(cè)。高壓渦輪的轉(zhuǎn)軸15由轉(zhuǎn)軸安裝架22支撐,而低壓壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸 19由轉(zhuǎn)軸安裝架23支撐,其細(xì)節(jié)如圖2所示。所述的轉(zhuǎn)軸安裝架23 包括兩個(gè)角接觸軸承24, 25,該兩個(gè)角接觸軸承同它們的外環(huán)24a, 25a—起被安裝在柱狀套筒26內(nèi),該柱狀套筒26以一定間隙(play) 安裝在渦輪外殼中。該柱狀套筒26的內(nèi)側(cè)上徑向向內(nèi)指向凸緣26a形 成用于外環(huán)的軸向側(cè)面支撐。轉(zhuǎn)軸19以這樣的方式從如圖2中的右側(cè) 穿過軸承24, 25的內(nèi)環(huán)24b, 25b插入,即使得轉(zhuǎn)軸19利用徑向突出 臺肩19a而抵靠在內(nèi)環(huán)25b上。在內(nèi)環(huán)25b的相對側(cè)有同時(shí)支撐在另 一個(gè)內(nèi)環(huán)25a上的間隔套筒27。渦輪轉(zhuǎn)軸19具有同內(nèi)螺紋卸放環(huán)28 相配合的外螺紋部分19b,如圖3的截面圖所示。所述的卸放環(huán)28包括具有內(nèi)螺紋28b的內(nèi)環(huán)28a,以及L形的徑 向指向凸緣部分29。凸緣部分具有徑向指向溝槽29a和29b,其用于 將油從軸密封30中流出。位于凸緣29內(nèi)的兩個(gè)軸孔31通過利用擰緊 工具而允許對軸承內(nèi)環(huán)24b, 25b施加預(yù)加負(fù)載。方便的是,當(dāng)將卸放 環(huán)安裝到轉(zhuǎn)軸19上時(shí),利用鎖定液體(lockfluid)。本發(fā)明不應(yīng)認(rèn)為僅僅限定于上述的實(shí)施例,眾多的進(jìn)一步變異和 變形均可落在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。例如,本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)軸 安裝架還可用于如圖l所示的高壓渦輪系統(tǒng)中。如果球軸承的內(nèi)環(huán)24b,25b配置為側(cè)向朝向彼此延伸,則它們可彼此直接倚靠,在此情況下, 套筒26就成為了多余的部件。
權(quán)利要求
1.一種渦輪增壓單元(10;11),其具有用于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸(15;19)的軸安裝架,所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的一端支撐渦輪葉輪(14;18),其另一端支撐壓縮機(jī)葉輪(16;20),且所述轉(zhuǎn)軸通過兩個(gè)軸向間隔的軸承件(24;25)支撐在軸承外殼中,其中的一個(gè)軸承件通過轉(zhuǎn)軸上的臺肩(19a)形成軸向支撐,其特征在于,有卸放環(huán)(28)以這樣的方式通過螺紋接頭而安裝在轉(zhuǎn)軸(15;19)上,即該卸放環(huán)(28)形成沿相反軸向作用于另一軸承件(24;25)上的軸向支撐。
2. 如權(quán)利要求l所述的渦輪增壓單元,其特征在于,所述軸承件 (24; 25)通過中間間隔套筒(27)而彼此軸向支承。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的渦輪增壓單元,其特征在于,所述卸 放環(huán)(28)通過到達(dá)特定拉緊扭矩的扭矩牽引作用而安裝在轉(zhuǎn)軸(15; 19)上。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一所述的渦輪增壓單元,其特征在于,所 述螺紋接頭安裝有鎖定液體。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一所述的渦輪增壓單元,其特征在于,所 述軸承件由球軸承(24; 25)構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求5所述的渦輪增壓單元,其特征在于,所述球軸承 (24, 25)的內(nèi)環(huán)(24b; 25b)側(cè)向延伸且彼此直接倚靠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪增壓單元(10,11),其具有用于轉(zhuǎn)軸(19)的軸安裝架。轉(zhuǎn)軸的其中一端支撐渦輪葉輪,另一端支撐壓縮機(jī)葉輪。所述的轉(zhuǎn)軸通過兩個(gè)軸向間隔的軸承件(24;25)而被支撐在軸承外殼中,其中的一個(gè)軸承件通過位于轉(zhuǎn)軸上的臺肩(19a)而形成軸向支撐,如果有卸放環(huán)(28)通過螺紋接頭,以卸放環(huán)(28)形成沿相反軸向作用于另一軸承件(24;25)上的軸向支撐的方式,安裝在轉(zhuǎn)軸(15;19)上,則會得到所希望的精確的軸承預(yù)加負(fù)荷。
文檔編號F16C25/06GK101166913SQ200480044303
公開日2008年4月23日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者約納斯·奧古斯丁松, 肯特·伊塞爾莫 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司