軸承設備和廢氣渦輪增壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的軸承設備以及根據(jù)權(quán)利要求10的廢氣渦輪增壓器。
【背景技術】
[0002]軸承設備用于能轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的、通常所謂的軸的支承。在此，要在所謂的滑動軸承和滾動軸承之間進行區(qū)分。滾動軸承借助于所謂的內(nèi)環(huán)固定地與能轉(zhuǎn)動的構(gòu)件、軸、旋轉(zhuǎn)體連接，其中所謂的外環(huán)借助于在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間定位的滾動體，例如球體或滾輪與其中容納軸的殼體固定地連接。
[0003]與之相反地，滑動軸承原則上具有明顯更簡單的結(jié)構(gòu)。軸本身能運動地容納在軸承體中，通?？招闹w，其直徑和長度與能借助于軸旋轉(zhuǎn)的體進而與由其產(chǎn)生的力相關。也就是說，在軸和軸承體的內(nèi)壁之間構(gòu)成有或大或小的間隙。為了避免在軸承體的內(nèi)壁和軸的外殼面之間的固體摩擦，所述間隙在運行時至少部分地填充有潤滑劑。軸承體本身借助于用于容納軸承體的容納開口容納在殼體中或者軸承體本身由殼體、軸承部段構(gòu)成。
[0004]簡單的滑動軸承的變型是所謂的浮動軸套軸承。在此軸承體本身能運動地支承在殼體中進而同樣能夠旋轉(zhuǎn)。也就是說，在浮動軸套軸承裝置中，軸和軸承體分布能旋轉(zhuǎn)地設置在殼體中。為了潤滑劑能夠到達在軸的外殼面和軸承體的內(nèi)壁之間的間隙中，例如設有完全地穿過軸承體的軸承體開口。在浮動軸套軸承中，要在所謂的“半浮式”軸承和“全浮式”軸承之間進行區(qū)分?！鞍敫∈健陛S承具有在第一軸承體中的第一旋轉(zhuǎn)體，其中第二旋轉(zhuǎn)體，通常軸，能旋轉(zhuǎn)地定位在第二軸承體中。然而，第一旋轉(zhuǎn)體在“半浮式”軸承中固定，使得雖然能運動性是可能的，但是禁止旋轉(zhuǎn)。這是與“全浮式”軸承的不同之處，在所述“全浮式”軸承中也將第一旋轉(zhuǎn)體能旋轉(zhuǎn)地或能轉(zhuǎn)動地容納在第一軸承體中。
[0005]浮動軸套軸承尤其在機器制造中使用在快速或高轉(zhuǎn)速的軸中，因為所述軸承的優(yōu)點是，能夠減少可能的失效的潤滑劑濃度的后果。示例地，在此列舉具有由于高的轉(zhuǎn)速和高溫產(chǎn)生的潤滑劑渦流的潤滑劑，也稱作油膜渦動。油膜渦動的后果是通過不規(guī)則地構(gòu)成的且斷裂的潤滑油膜厚度造成不穩(wěn)定的軸承特性。成問題的不僅是油膜渦動而且還有所述油膜渦動的所謂的鎖定(Einrasten)，所述鎖定也稱作油膜振蕩。所述鎖定在油膜渦動頻率與機械固有頻率一致時進行。所述效應，不僅油膜渦動而且尤其油膜振蕩效應不可預測地造成固體摩擦連同軸承設備的可能的無法挽回的損傷。因為，油膜渦動效應在運行中是油膜振蕩效應的前提，在下文中僅討論油膜渦動效應。
[0006]用于降低所謂的油膜渦動效應的可能的實施例能在公開文獻DE 10 2008 000853 Al中獲取。在此，在軸承體的內(nèi)壁上引入溝槽，所述溝槽應產(chǎn)生潤滑劑的與軸的轉(zhuǎn)動方向相反定向的潤滑劑流動方向，由此能夠造成油膜渦動效應的或所產(chǎn)生的潤滑劑渦流的中斷。然而這是借助于所公開的主題僅在軸的外殼面和軸承體的內(nèi)壁之間的間隙中是可能的。此外，尤其在小的軸承體中，如其現(xiàn)在在廢氣渦輪增壓器構(gòu)造中由于降低內(nèi)燃機尺寸所需，僅能困難地且耗費地實現(xiàn)在其內(nèi)壁上具有溝槽的相應的軸承體的制造，因為需要特別的用于制造溝槽的工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的基本目的是提出一種軸承設備，所述軸承設備借助于簡單的措施取得油膜渦動效應的降低。此外，本發(fā)明的目的是構(gòu)成具有明顯改進的效率的廢氣渦輪增壓器。
[0008]所述目的借助于具有權(quán)利要求1的特征的軸承設備、以及具有權(quán)利要求9的特征的廢氣渦輪增壓器來實現(xiàn)。具有本發(fā)明的適宜的且不平常的改進方案的有利的設計方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0009]具有第一軸承體的這樣的軸承設備為了容納第一旋轉(zhuǎn)體具有第一容納開口，在所述第一容納開口中能旋轉(zhuǎn)地設置有第一軸承體。在第一軸承體的第一內(nèi)壁和第一旋轉(zhuǎn)體的第一外殼面之間構(gòu)成有第一間隙，其中在第一軸承體中構(gòu)成有具有通道縱軸線的潤滑劑通道。潤滑劑通道借助于潤滑劑通道的通到第一容納部開口中的嘴口與第一容納開口能穿流地連接，其中借助于潤滑劑通道能將潤滑劑引入第一間隙中。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，潤滑劑通道構(gòu)成為，對潤滑劑的潤滑劑流施加速度切向分量用于潤滑劑流的合成速度的方向預設。由于已經(jīng)在潤滑劑流入到潤滑劑流的第一容納開口中時借助于潤滑劑通道得到速度切向分量，所以潤滑劑的取向在其進入第一容納開口中時已經(jīng)存在。通常潤滑劑通道構(gòu)成為，其通道縱軸線相對于第一容納開口的縱軸線近似垂直地定位。由此，潤滑劑在流入第一容納開口中時具有速度，所述速度除了由在潤滑劑通道的通道壁上的靜摩擦產(chǎn)生的速度損失以外具有沿著通道縱軸線定向的速度流動方向。由此，潤滑劑在運行中同樣或多或少垂直于第一旋轉(zhuǎn)體地沖擊并且不僅與第一旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向相反地而且隨著其旋轉(zhuǎn)方向分布到第一容納開口中。也就是說，潤滑劑部分，至少在運行開始時，具有相反的流動方向，所述潤滑劑部分在第一容納開口的任意部位上相互碰撞進而促進油I吳禍動效應。
[0011]借助于根據(jù)本發(fā)明的軸承設備，已經(jīng)在潤滑劑進入第一容納開口中時對潤滑劑施加唯一的流動方向。由此，在此禁止相反取向的潤滑劑部分的相互碰撞。通過潤滑劑通道的定向可行的是，對潤滑劑施加對于軸承設備的相應的使用優(yōu)選的流動方向，所述流動方向?qū)S承摩擦，軸承特性，例如穩(wěn)定性和軸承噪音產(chǎn)生作用。這意味著，根據(jù)潤滑劑通道的定向能夠影響在第一軸承體和第一旋轉(zhuǎn)體之間的速度差。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的軸承設備的一個設計方案中，潤滑劑通道構(gòu)成為，施加速度切向分量，使得合成速度指向旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動方向。所述設計方案的優(yōu)點是，對潤滑劑施加與旋轉(zhuǎn)體相同指向的合成速度。這意味著，潤滑劑速度的方向的和第一旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動方向的相同的取向造成速度差的減小，由此還產(chǎn)生軸承摩擦損失的降低。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的一個替選的設計方案中，潤滑劑通道構(gòu)成為，施加速度切向分量，使得合成速度與旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動方向相反地指向。所述替選設計方案的優(yōu)點是與旋轉(zhuǎn)體相反的流動方向。如果由于旋轉(zhuǎn)體，尤其在高的轉(zhuǎn)速下并且在高的運行溫度下造成油膜渦動效應，那么能夠借助于相反指向的潤滑劑部分中斷油膜渦動效應。所述軸承設備的設計方案尤其在非常高轉(zhuǎn)速的軸中使用，因為在潤滑劑速度的相反的取向和第一旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動的情況下速度差提高，使得旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)動速度大幅降低。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的軸承設備的另一設計方案中，通道縱軸線至少在嘴口的區(qū)域中定向為，使得第一容納開口的借助于虛擬的笛卡爾坐標軸系相對于第一容納開口的縱軸線定向的橫軸線與通道縱軸線的虛擬延長部構(gòu)成角。所述角具有與對應于90°的值相差至少10°的值。換言之就是說，為了產(chǎn)生潤滑劑通道的速度切向分量至少在嘴口的區(qū)域中需要相對于第一容納開口的橫截面的橫軸線傾斜。此外，不必需的是，通道縱軸線在潤滑劑通道的整個長度上構(gòu)成為具有角，而為了產(chǎn)生期望的速度切向分量足夠的是，在嘴口的區(qū)域中存在相應的設計方案。
[0015]在一個對于產(chǎn)生速度切向分量特別有效的設計方案中，通道縱軸線至少在嘴口的區(qū)域中構(gòu)成為，切線狀地相對于軸承體的第一內(nèi)壁虛擬地平行地移動。
[0016]在另一設計方案中，旋轉(zhuǎn)體具有用于容納軸的第二容納開口，其中在旋轉(zhuǎn)體的第二內(nèi)壁和軸的第二外殼面之間構(gòu)成第二間隙，其中第二間隙構(gòu)成為，借助于旋轉(zhuǎn)體的穿流開口能為第二間隙供應潤滑劑。借助于所述設計方案，特別運行安全的滑動軸承能夠以浮動的滑動軸承或浮動軸套軸承的意義表示。由此，運行不安全性，例如不穩(wěn)定性或引起軸承噪音的油膜渦動效應已經(jīng)能在旋轉(zhuǎn)的軸承體的環(huán)周上消除。由此，能夠得到特別運行安靜的且低噪音的軸承設備。
[0017]另一設計方案有利于其他的運行安全性和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，其方式在于，穿流開口中的至少一個構(gòu)成為，對穿過穿流開口進入第二容納開口中的潤滑劑流施加另一速度切向分量。對潤滑劑施加的速度分量的作用和優(yōu)點應在此不再提及。除了由此已經(jīng)提到的優(yōu)點以夕卜，另一優(yōu)點在于，現(xiàn)在也能夠借助于其他的切向分量如果不消除那么基本上減少在第二容納開口中的油膜渦動效應。
[0018]證實為特別有利的是，為了施加其他的速度切向分量，穿流開口的開口縱軸線構(gòu)成為，在其朝旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸線的方向的虛擬的延長部中能避免與旋轉(zhuǎn)軸線的交點。換言之，開口縱軸線定向為，使得與現(xiàn)有技術相反地，開口縱軸線的虛擬的延長部不構(gòu)成與旋轉(zhuǎn)軸線的交點。由此，由于開口縱軸線的定向存在如下可能性，即對穿過穿流開口進入第二容納開口中的潤滑劑施加另一速度切向分量。這還能夠根據(jù)軸承設備的使用范圍是在軸的轉(zhuǎn)動方向上的或與軸的轉(zhuǎn)動方向相反。
[0019]在一個特別有利的設計方案中，第二軸承體對應于第一旋轉(zhuǎn)體，其中第二軸承體固定在第一軸承體中。換言之這意味著，第一旋轉(zhuǎn)體由于其固定而不能進行旋轉(zhuǎn)運動進而對于第二旋轉(zhuǎn)體用作為固定的軸承體。這尤其具有的優(yōu)點是，借助于固定除了施加速度切向分量以外實現(xiàn)第二軸承體的穩(wěn)定化，使得軸承噪音如果不被消除，那么被大幅降低。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的廢氣渦輪增壓器包括軸，所述廢氣渦輪增壓器具有用于能轉(zhuǎn)動地支承軸的軸承設備，所述廢氣渦輪增壓器具有根據(jù)權(quán)利要求1至9中的特征的軸承設備。由此，能夠提供廢氣渦輪增壓器，所述廢氣渦輪增壓器促進排放降低，其方式在于，降低由于軸承摩擦損耗而造成的廢氣渦輪增壓器的摩擦損耗。由此，廢氣渦輪增壓器能夠表現(xiàn)出相對于現(xiàn)有技術顯著改進的廢氣渦輪增壓器效率，所述廢氣渦輪增壓器效率還引起內(nèi)燃機-廢氣渦輪增壓器連接的總效率的改進。如果總效率提高，那么在內(nèi)燃機的功率不變時降低燃料量是可能的，使得能夠造成廢氣排放的降低。另一優(yōu)點是由于具有明顯改進的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性的軸承設備導致的廢氣渦輪增壓器的噪聲排放的降低。
【附圖說明】
[0021]其他的優(yōu)點和適宜的實施方案從其他的權(quán)利要求、【附圖說明】和附圖中獲取。附圖示出:
[0022]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的軸承設備的剖面；
[0023]圖2示出在第一實施例中的根據(jù)本發(fā)明的軸承設備的剖面；
[0024]圖3示出在第二實施例中的根據(jù)本發(fā)明的軸承設備的剖面；
[0025]圖4示出在第三實施例中的根據(jù)本發(fā)明的軸承設備的剖面；
[0026]圖5示出在第四實施例中的根據(jù)本發(fā)明的軸承設備的剖面；
[0027]圖6示出根據(jù)圖1的軸承設備的第一旋轉(zhuǎn)體的剖面；
[0028]圖7示出在第一變型方案中的根據(jù)圖2的軸承設備的第一旋轉(zhuǎn)體的剖面；以及
[0029]圖8示出在第二變型方案中的根據(jù)圖2的軸承設備的第一旋轉(zhuǎn)體的剖面。
【具體實施方式】
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