分體式渦輪增壓器止推軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于渦輪增壓器領(lǐng)域，具體是一種分體式渦輪增壓器止推軸承。它包括設(shè)于增壓器壓氣機(jī)端的主止推軸承和靠近渦輪端的副止推軸承，主止推軸承與副止推軸承同心設(shè)于渦輪軸的端部并且貼合在軸封墊片兩個端面設(shè)置，主止推軸承的端面上設(shè)有扇形油楔面，油楔面的端部設(shè)有貯油槽，油楔面徑向由圓心向外形成增高的斜面，周向?yàn)檫f減或遞增的斜面；油楔面徑向的外緣與主止推軸承的端面齊平形成徑向油封邊，油楔面周向斜面的高起邊與主止推軸承的端面齊平形成周向油封邊。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提高了軸承承載力，使渦輪增壓器軸承的機(jī)械損失減低約30%。以發(fā)動機(jī)增壓壓力的上升速率來衡量，渦輪遲滯可以縮短6%～10%。
【專利說明】分體式渦輪增壓器止推軸承
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于渦輪增壓器領(lǐng)域，具體是一種分體式渦輪增壓器止推軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于城市污染和噪聲公害越來越嚴(yán)重，各國環(huán)境法規(guī)控制越來越嚴(yán)格，促進(jìn)了小客車和乘用車等汽油發(fā)動機(jī)渦輪增壓技術(shù)的不斷發(fā)展。汽油機(jī)進(jìn)氣增壓技術(shù)差不多已有半個多世紀(jì)的發(fā)展歷史，但是它的發(fā)展卻經(jīng)歷了一條漫長的道路。主要原因就是柴油機(jī)和汽油機(jī)各自的工作特點(diǎn)存在很大差別，特別是在混合氣的形成和燃燒方式上對增壓性能有極大的影響，使得汽油機(jī)進(jìn)氣增壓在技術(shù)上要比柴油機(jī)增壓困難很多。
[0003]對于汽油機(jī)來說，增壓后提高了缸內(nèi)混合氣壓縮和燃燒氣體的溫度和壓力，增加了燃燒室受熱零件的熱負(fù)荷，很容易產(chǎn)生爆震，從而使發(fā)動機(jī)的機(jī)械性能、潤滑性能等都受到影響。另外汽油機(jī)排氣溫度比柴油機(jī)高，汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速比柴油機(jī)高，空氣流量變化更大。這些都對汽油機(jī)渦輪增壓器及其部件的材料、設(shè)計、制造和加工提出了更高的要求。
[0004]車用渦輪增壓器設(shè)計中，止推軸承的設(shè)計非常重要，它不僅直接影響增壓器結(jié)構(gòu)的可靠性和使用壽命，而且止推軸承占軸承功率損失的大部分，還會影響渦輪增壓器的效率。據(jù)統(tǒng)計在增壓器的所有故障中，由于軸承(止推軸承和浮動軸承)造成的故障約占40%左右。而在軸承故障中，止推軸承的故障率又高于浮動軸承。止推軸承一旦損壞，直接導(dǎo)致葉輪和殼體碰擦，轉(zhuǎn)子卡死，增壓器停止工作。因此，為了提高新一代汽油機(jī)渦輪增壓器的可靠性，研制和開發(fā)新型止推軸承勢在必行。
[0005]渦輪增壓器的止推軸承正反兩面均需要具有很高的承載能力，單片止推軸承需要在正反面形成兩個油腔，從而消耗大量的潤滑油，通常占整個渦輪增壓器供油量的70%以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是提供一種潤滑油消耗少的分體式渦輪增壓器止推軸承。
[0007]本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0008]分體式渦輪增壓器止推軸承，它包括設(shè)于增壓器壓氣機(jī)端的主止推軸承和靠近渦輪端的副止推軸承，主止推軸承與副止推軸承同心設(shè)于渦輪軸的端部并且貼合在軸封墊片兩個端面設(shè)置，主止推軸承的端面上設(shè)有扇形油楔面，油楔面的端部設(shè)有貯油槽，油楔面徑向由圓心向外形成增高的斜面，周向?yàn)檫f減或遞增的斜面；油楔面徑向的外緣與主止推軸承的端面齊平形成徑向油封邊，油楔面周向斜面的高起邊與主止推軸承的端面齊平形成周向油封邊。
[0009]所述的副止推軸承的端面上設(shè)有空間曲面油楔面。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提高了軸承承載力，兩個軸承上各有一個油楔面，并且兩個油楔面相向裝配，形成一個潤滑油腔，所以其供油量幾乎可以減少一半，使渦輪增壓器軸承的機(jī)械損失減低約30%。以發(fā)動機(jī)增壓壓力的上升速率來衡量，渦輪遲滯可以縮短6%?10%。同時，由于是分體式軸承，可以有效地根據(jù)增壓器不同方向承載力的大小，分別精確地設(shè)計兩個止推軸承的結(jié)構(gòu)，以最大限度的減小磨損損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為主止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為副止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為油楔面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為副止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為圖5的A-A向視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖2、圖3、圖4所示，分體式渦輪增壓器止推軸承，它包括設(shè)于增壓器壓氣機(jī)端的主止推軸承和靠近渦輪端的副止推軸承，主止推軸2與副止推軸承4同心設(shè)于渦輪軸的端部并且貼合在軸封墊片兩個端面設(shè)置。
[0015]主止推軸承2的端面上設(shè)有扇形油楔面7，油楔面7的端部設(shè)有貯油槽3，油楔面7徑向由圓心向外形成增高的斜面，周向?yàn)檫f減或遞增的斜面；油楔面徑向的外緣與主止推軸承的端面齊平形成徑向油封邊7a，油楔面周向斜面的高起邊與主止推軸承的端面齊平形成周向油封邊7b。
[0016]主止推軸承采用了 4片油楔面結(jié)構(gòu)。為了解決高速止推軸承由于離心力引起的瓦塊外緣端泄流量增大，造成軸承承載力降低的問題，設(shè)計了帶封油邊的斜-平面的油楔面結(jié)構(gòu)。該斜面具有空間結(jié)構(gòu)，在圓周和直徑方向均有厚度變化。斜面外緣部分和平面等高，形成徑向的封油邊；斜面?zhèn)冗吙拷矫娴牟糠趾推矫娴雀?，形成軸向的單邊封油。在油楔面的外緣設(shè)計加工一條貯油槽，進(jìn)一步提高潤滑油的貯留性。
[0017]如圖5、圖6副止推軸承的端面上設(shè)有空間曲面油楔面4a。
[0018]副止推軸承依然采用了 4個具有空間曲面的油楔面結(jié)構(gòu)，油楔面呈扇形。油楔面外緣直徑應(yīng)與封墊片的外徑大小相當(dāng)，這樣能夠盡可能增大油膜承載面積，增加油膜的路徑，有效地提高副止推軸承的承載力。同時，由于中間體孔壁對油的反彈作用，可以在一定范圍內(nèi)形成封油邊，以減弱機(jī)油的徑向泄流量。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明安裝在渦輪軸6端部與中間體I的安裝臺階配合，主止推軸承2外側(cè)固定有壓蓋11，主止推軸承2與渦輪軸6之間設(shè)有軸封14，主止推軸承2與副止推軸承4之間設(shè)有軸封墊片5，中間體I外側(cè)的渦輪軸6端部通過螺母15固定著葉輪16，壓蓋11與軸封14之間設(shè)有密封圈17，中間體I上設(shè)有進(jìn)油口 9以及與進(jìn)油口連通的主油道8，主油道8與主止推軸承2上的油槽10連通，油槽與主止推軸承2內(nèi)設(shè)置的油道12連通，油道12連通著主止推軸承2的油孔13，油孔13的出口在油楔面7上。
[0020]兩個止推軸承的潤滑油都由中間體一條油道，即主油道直接提供。潤滑油依次經(jīng)過:進(jìn)油孔一主油道一油槽一油道一油孔一油楔面一貯油槽一排油孔。主止推軸承和副止推軸承的油楔面相向裝配，與中間體的內(nèi)孔形成一個潤滑油腔。該潤滑油腔的兩個排油口設(shè)置在上端主油道的兩側(cè)，能夠進(jìn)一步提高油壓。為了進(jìn)一步增加主止推軸承的承載力，在四個油楔面上分別設(shè)專門的潤滑油孔，由內(nèi)孔向外供給，形成半靜壓軸承。[0021]主止推軸承通過3個螺釘孔與中間體上的螺紋孔固定。副止推軸承通過盈配合與中間體上的裝配孔直接固定。軸封墊片與副止推軸承厚度之和應(yīng)比中間體上對應(yīng)孔的深度小6?8絲，以確保軸封墊片和止推軸承之間可以形成單邊3?4絲的油膜厚度。同時，軸封墊片與止推軸承的裝配間隙需進(jìn)行合理的設(shè)計，保證軸封墊片與止推軸承之間的間隙大于轉(zhuǎn)子的軸向竄動量，以防止軸封墊片與止推軸承發(fā)生干摩擦。
【權(quán)利要求】
1.分體式渦輪增壓器止推軸承，它包括設(shè)于增壓器壓氣機(jī)端的主止推軸承和靠近渦輪端的副止推軸承，主止推軸承與副止推軸承同心設(shè)于渦輪軸的端部并且貼合在軸封墊片兩個端面設(shè)置，其特征在于:主止推軸承的端面上設(shè)有扇形油楔面，油楔面的端部設(shè)有貯油槽，油楔面徑向由圓心向外形成增高的斜面，周向?yàn)檫f減或遞增的斜面；油楔面徑向的外緣與主止推軸承的端面齊平形成徑向油封邊，油楔面周向斜面的高起邊與主止推軸承的端面齊平形成周向油封邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式渦輪增壓器止推軸承，其特征在于:所述的副止推軸承的端面上設(shè)有空間曲面油楔面。
【文檔編號】F16C33/04GK103912577SQ201310743167
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】唐云冰, 馬文朝 申請人:常州環(huán)能渦輪動力股份有限公司