專利名稱：滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于內(nèi)燃機用渦輪增壓器領(lǐng)域，具體是一種滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]眾所周知，渦輪增壓器是用于在高于大氣壓的壓力(增壓)下，將空氣供給內(nèi)燃機的吸入口的裝置。傳統(tǒng)的渦輪增壓器包括廢氣驅(qū)動的渦輪葉輪，所述廢氣驅(qū)動的渦輪葉輪安裝在渦輪殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上，所述渦輪殼接合在發(fā)動機出口歧管的下游。渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)帶動另一端上壓殼內(nèi)的壓氣機葉輪轉(zhuǎn)動。壓氣機葉輪將壓縮空氣輸送到引擎進氣歧管。渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子由軸承座內(nèi)的軸承系統(tǒng)支承。[0003]渦輪增壓器實際上就是一種特殊的空氣壓縮機。它利用發(fā)動機排出的高溫、高壓廢氣，慣性沖力來推動渦輪殼內(nèi)的渦輪。廢氣渦輪又帶動同軸的壓氣渦輪，壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。經(jīng)過渦輪增壓，進入氣缸的空氣要比自然吸氣方式進入氣缸的空氣要多，從而可以燃燒更多的燃料，改善了燃燒過程，降低了燃燒噪聲，減少了有害氣體的排放，增加了燃油的經(jīng)濟性，提高了發(fā)動機的機械效率和輸出功率。渦輪增壓最大優(yōu)點是能在不加大發(fā)動機排量就能大幅度地提高發(fā)動機的功率和扭矩，一般而言，加裝增壓器后的發(fā)動機的功率和扭矩要增加20-30%。[0004]一般情況下，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)大多采用浮動軸承。浮動軸承的優(yōu)點是轉(zhuǎn)速高，噪聲小，運行平穩(wěn)。但是由于車用渦輪增壓器的工作特點在車輛啟動時，增壓器不能立即得到潤滑油的潤滑，對軸承傷害較大，而且浮動軸承的靈敏度也較差，會造成增壓滯后于油門，形成渦輪遲滯效應(yīng)。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型的目的是針對上述技術(shù)中渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)使用浮動軸承所存在的浮動軸承靈敏度差的缺點，提出一種滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，該轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)通過將原有浮動軸承改為滾動軸承，同時不需要在使用止推軸承，不再使用止推軸承，減少了零件的數(shù)量，節(jié)約了成本，提供了系統(tǒng)的可靠性。[0006]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案如下[0007]滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，它包括軸承套以及設(shè)在軸承套內(nèi)的兩個彈簧、兩個止推套和兩個軸承，兩個彈簧對稱設(shè)置在軸承套內(nèi)并相互連接，兩個止推套分別從兩個彈簧的端部將彈簧套進止推套內(nèi)并施加預(yù)緊力，兩個軸承分別設(shè)在止推套的端面部位，兩個軸承都為角接觸的滾動軸承。[0008]通過該技術(shù)方案，采用滾動軸承代替通常使用的浮動軸承，解決了渦輪遲滯問題， 提高了渦輪增壓器的機械效率和瞬態(tài)響應(yīng)能力；該渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)在滾動軸承的內(nèi)側(cè)各安裝了一個彈簧，作為熱補償元件，以消除部件之間的熱應(yīng)力，同時，彈簧在實際的安裝過程還施加有一定的預(yù)緊力，相當(dāng)于起到定壓預(yù)緊的作用，可消除軸向游隙，防止?jié)L動軸承打滑，并能提高滾動軸承的支承剛度，滾動軸承的支承剛度越高，其對應(yīng)的極限轉(zhuǎn)速也就越高。因此，該定壓預(yù)緊的裝配方式，可以在一定程度上提供滾動軸承的工作轉(zhuǎn)速， 滿足渦輪增壓器高轉(zhuǎn)速運行的要求；壓氣輪上的軸向力傳遞到前軸承的內(nèi)環(huán)上，由于選用的是角接觸滾動軸承，軸向力可以通過滾珠和外環(huán)傳遞到后面的止推套上，止推套通過彈簧將軸向力傳遞到第二個止推套，第二個止推套再將軸向力傳遞到后軸承的外環(huán)，通過該角接觸軸承的內(nèi)環(huán)再將軸向力傳遞到渦輪軸上，該支承機構(gòu)安裝入渦輪增壓器時與渦輪增壓器中的中間體有一定的間隙，間隙用于填充油膜產(chǎn)生擠壓油膜阻尼器，軸承套用銷子固定在中間體的內(nèi)孔上，渦輪增壓器正常工作時，潤滑油會充滿他們之間的間隙，油膜會托起整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，形成擠壓油膜阻尼器，這樣可以大大的減小渦輪增壓器工作的振動，從而提高渦輪增壓器的壽命和可靠性，渦輪增壓器正常工作時，會有油膜充滿其中，形成油膜阻尼器，它可以吸收振動，保證轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。[0009]所述的滾動軸承為陶瓷滾動軸承。滾動體產(chǎn)生的離心力和陀螺力矩與其材料密度成正比，制造陶瓷軸承的氮化硅(Si3N4)的密度只為軸承鋼的40%，采用陶瓷滾動軸承有利于滿足高轉(zhuǎn)速的要求；陶瓷材料的彈性模量大，熱膨脹系數(shù)僅為鋼的25%，使得陶瓷滾動軸承具有剛度高、徑向間隙穩(wěn)定的優(yōu)點。，同時施加了預(yù)緊力[0010]所述的滾動軸承中一個滾動軸承為承受徑向力的滾動軸承，另一個為止推的滾動軸承。該轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)不需要單獨使用普通浮動軸承渦輪增壓器常用的止推軸承，減少了零件的數(shù)量和成本，提供了系統(tǒng)的可靠性。[0011]所述的彈簧為熱補償部件。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在滾動軸承的內(nèi)側(cè)各安裝了一個彈簧，作為熱補償元件，以消除部件之間的熱應(yīng)力，同時，彈簧在實際的安裝過程還施加有一定的預(yù)緊力，相當(dāng)于起到定壓預(yù)緊的作用，可消除軸向游隙，防止陶瓷滾動軸承打滑，并能提高軸承的支承剛度。滾動軸承的支承剛度越高，其對應(yīng)的極限轉(zhuǎn)速也就越高，因此，該定壓預(yù)緊的裝配方式，可以在提供滾動軸承的工作轉(zhuǎn)速，滿足渦輪增壓器高轉(zhuǎn)速運行的要求。[0012]所述的軸承套上設(shè)有潤滑油孔，止推套的周面上設(shè)有潤滑油道，止推套內(nèi)設(shè)有噴射孔，噴射孔與潤滑油道連通并將出口對準(zhǔn)滾動軸承，潤滑油孔對準(zhǔn)潤滑油道。軸承套與兩個止推套以及兩個滾動軸承之間形成兩條油路，壓力潤滑油通過潤滑油孔進入圓形的潤滑油道后，由潤滑油道進入噴射孔，最后由噴射孔將潤滑油以油霧的形態(tài)噴射入滾動軸承內(nèi)。[0013]所述的噴射孔將潤滑油噴射成油霧。[0014]本實用新型的優(yōu)點是采用陶瓷滾動軸承代替普通的浮動軸承，這樣的支承機構(gòu)解決了渦輪遲滯的問題，提高了渦輪增壓器的機械效率和瞬態(tài)響應(yīng)能力，采用擠壓油膜阻尼器的減振支承結(jié)構(gòu)，解決了滾動軸承渦輪增壓器的振動問題，提高了增壓器的穩(wěn)態(tài)性能和壽命，采用定壓預(yù)緊的軸承裝配方式，提高了滾動軸承的支承剛度，從而提升了滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速，滿足了渦輪增壓器高速運轉(zhuǎn)的要求，采用雙流道潤滑系統(tǒng)，解決了增壓器的潤滑問題，提高了滾動軸承增壓器運行的可靠性，平衡的傳力系統(tǒng)，滿足了滾動軸承渦輪增壓器正常工作的需求。


[0015]圖1為本實用新型的拆分結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖2為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實施方式
[0017]如圖1、圖2所示，滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，它包括軸承套以及設(shè)在軸承套1內(nèi)的兩個彈簧、兩個止推套和兩個軸承，兩個彈簧分別為彈簧4、彈簧4'，兩個止推套分別為止推套3、止推套3'，兩個軸承為角接觸的滾動軸承2、滾動軸承2'，彈簧4與彈簧4'對稱設(shè)置在軸承套1內(nèi)并相互連接，兩個止推套分別從兩個彈簧的端部將彈簧套進止推套1內(nèi)并施加預(yù)緊力，止推套3設(shè)在彈簧4的左側(cè)，彈簧4插入止推套3內(nèi)，止推套 3'設(shè)在彈簧4'右側(cè)，彈簧4'插入止推套3'內(nèi)，兩個軸承分別設(shè)在止推套的端面部位， 即滾動軸承2設(shè)在止推套3的左端面上，滾動軸承2'設(shè)在止推套3'的右端面，軸承套1 通過定位銷5固定在渦輪增壓器的中間體上，滾動軸承2與壓氣輪連接，滾動軸承2'與渦輪連接，壓氣輪上的軸向力，通過軸封傳遞到滾動軸承2的內(nèi)環(huán)上，由于選用的是角接觸滾動軸承，軸向力可以通過滾珠和外環(huán)傳遞到止推套3上，止推套3通過彈簧4將軸向力傳遞到第二個彈簧4'，在到止推套3'，止推套3'再將軸向力傳遞到滾動軸承2'的外環(huán)，通過該角接觸軸承的內(nèi)環(huán)再將軸向力傳遞到渦輪軸上。[0018]上述實施方式中，滾動軸承2以及滾動軸承2'可以為陶瓷滾動軸承。滾動體產(chǎn)生的離心力和陀螺力矩與其材料密度成正比，制造陶瓷軸承的氮化硅(Si3N4)的密度只為軸承鋼的40%，采用陶瓷滾動軸承有利于滿足高轉(zhuǎn)速的要求；陶瓷材料的彈性模量大，熱膨脹系數(shù)僅為鋼的25 %，使得陶瓷滾動軸承具有剛度高、徑向間隙穩(wěn)定的優(yōu)點。[0019]上述實施方式中，滾動軸承中一個滾動軸承為承受徑向力的滾動軸承2，另一個為止推的滾動軸承2'。該轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)不需要使用普通浮動軸承渦輪增壓器常用的止推軸承，減少了零件的數(shù)量和成本，提供了系統(tǒng)的可靠性。[0020]上述實施方式中，彈簧4與彈簧4'為熱補償部件。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在滾動軸承的內(nèi)側(cè)各安裝了一個彈簧，作為熱補償元件，以消除部件之間的熱應(yīng)力，同時，彈簧在實際的安裝過程還施加有一定的預(yù)緊力，相當(dāng)于起到定壓預(yù)緊的作用，可消除軸向游隙，防止陶瓷滾動軸承打滑，并能提高軸承的支承剛度。滾動軸承的支承剛度越高，其對應(yīng)的極限轉(zhuǎn)速也就越高，因此，該定壓預(yù)緊的裝配方式，可以在提高滾動軸承的極限工作轉(zhuǎn)速，滿足渦輪增壓器高轉(zhuǎn)速運行的要求。[0021]上述實施方式中，軸承套1上設(shè)有潤滑油孔la，止推套3與止推套3'的周面上設(shè)有潤滑油道3a，止推套內(nèi)設(shè)有噴射孔3b，噴射孔北與潤滑油道3a連通并將出口對準(zhǔn)滾動軸承2與滾動軸承2'，潤滑油孔Ia對準(zhǔn)潤滑油道3a。軸承套與兩個止推套以及兩個滾動軸承之間形成兩條油路，壓力潤滑油通過潤滑油孔進入圓形的潤滑油道后，由潤滑油道進入噴射孔，最后由噴射孔將潤滑油以油霧的形態(tài)噴射入滾動軸承內(nèi)。[0022]上述實施方式中，噴射孔北將潤滑油噴射成油霧。權(quán)利要求1.滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，它包括軸承套以及設(shè)在軸承套內(nèi)的兩個彈簧、兩個止推套和兩個軸承，兩個彈簧對稱設(shè)置在軸承套內(nèi)并相互連接，兩個止推套分別從兩個彈簧的端部將彈簧套進止推套內(nèi)并施加預(yù)緊力，兩個軸承分別設(shè)在止推套的端面部位，兩個軸承都為角接觸的滾動軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，其特征在于所述的滾動軸承為陶瓷滾動軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，其特征在于所述的滾動軸承中一個滾動軸承為承受徑向力的滾動軸承，另一個為止推的滾動軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，其特征在于所述的彈簧為熱補償部件，同時施加了預(yù)緊力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，其特征在于所述的軸承套上設(shè)有潤滑油孔，止推套的周面上設(shè)有潤滑油道，止推套內(nèi)設(shè)有噴射孔，噴射孔與潤滑油道連通并將出口對準(zhǔn)滾動軸承，潤滑油孔對準(zhǔn)潤滑油道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)，其特征在于所述的噴射孔將潤滑油噴射成油霧。
專利摘要本實用新型屬于內(nèi)燃機用增壓器領(lǐng)域，具體是一種滾動軸承渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子支承機構(gòu)。它包括軸承套以及設(shè)在軸承套內(nèi)的兩個彈簧、兩個止推套和兩個軸承，兩個彈簧對稱設(shè)置在軸承套內(nèi)并相互連接，兩個止推套分別從兩個彈簧的端部將彈簧套進止推套內(nèi)并施加預(yù)緊力，兩個軸承分別設(shè)在止推套的端面部位，兩個軸承都為角接觸的滾動軸承。本實用新型的優(yōu)點是采用陶瓷滾動軸承代替普通的浮動軸承，提高了渦輪增壓器的機械效率和瞬態(tài)響應(yīng)能力，解決了滾動軸承渦輪增壓器的振動問題，提高了增壓器的穩(wěn)態(tài)性能和壽命，提高了滾動軸承的支承剛度，提升了滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速，滿足了渦輪增壓器高速運轉(zhuǎn)的要求，解決了增壓器的潤滑問題，提高了滾動軸承增壓器運行的可靠性，平衡的傳力系統(tǒng)，滿足了滾動軸承渦輪增壓器正常工作的需求。
文檔編號F02M37/00GK202250260SQ201120307649
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者唐云冰, 章璟璇 申請人:常州環(huán)能渦輪動力有限公司