渦輪增壓器軸頸軸承系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及渦輪增壓器軸頸軸承系統(tǒng)。提供一種渦輪增壓器，其包括殼體，所述殼體帶有設(shè)置在殼體中的渦輪機(jī)和壓縮機(jī)。中心軸連接在渦輪機(jī)與壓縮機(jī)之間，并由在鄰近渦輪機(jī)的位置設(shè)置在殼體內(nèi)的第一軸頸軸承和在鄰近壓縮機(jī)的位置設(shè)置在殼體內(nèi)的第二軸頸軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐。隔離件直接設(shè)置在第一軸頸軸承與第二軸頸軸承之間并與第一軸頸軸承和第二軸頸軸承相鄰，并聯(lián)接至第一軸頸軸承或與第一軸頸軸承一體地形成。
【專利說明】
渦輪増壓器軸頸軸承系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種渦輪增壓器，并且更具體地說涉及一種用于渦輪增壓器的軸頸軸承系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]該部分提供不一定是現(xiàn)有技術(shù)的與本公開相關(guān)的背景信息。
[0003]內(nèi)燃機(jī)用于在可靠的基礎(chǔ)上長時間產(chǎn)生相當(dāng)水平的功率。許多這樣的發(fā)動機(jī)組件采用諸如廢氣渦輪驅(qū)動的渦輪增壓器的增壓裝置，以在其進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管之前壓縮氣流，以便提高功率和效率。
[0004]具體地，渦輪增壓器利用離心氣體壓縮機(jī)，所述離心氣體壓縮機(jī)將比以另外的方式可通過環(huán)境大氣壓力得到的更多的空氣和因而更多的氧氣推入發(fā)動機(jī)的燃燒室。被推入發(fā)動機(jī)的含氧空氣的附加質(zhì)量改善發(fā)動機(jī)的體積效率，以允許其在給定的循環(huán)中燃燒更多的燃料，并從而產(chǎn)生更高的功率。
[0005]典型的渦輪增壓器采用中心軸，所述中心軸由一個或多個軸承支撐，并在排氣驅(qū)動的渦輪機(jī)葉輪與空氣壓縮機(jī)葉輪之間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。渦輪機(jī)葉輪與壓縮機(jī)葉輪被固定至軸，它們與各種軸承部件結(jié)合構(gòu)成渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)組件。由于旋轉(zhuǎn)組件頻繁地以超過100,000轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)的速度操作，所以這樣的組件的平衡對渦輪增壓器的長期耐久性是非常重要的。
[0006]參考圖5和6，示出了傳統(tǒng)的渦輪增壓器100，其包括相互通過中心軸106連接的渦輪機(jī)102和壓縮機(jī)104。中心軸106由一對軸頸軸承108、110支撐，該對軸頸軸承108、110分別鄰近對應(yīng)的渦輪機(jī)102和壓縮機(jī)104中的一個。軸頸軸承108、110由設(shè)置在它們之間的環(huán)形隔離件112彼此隔開。軸頸軸承108、110和環(huán)形墊片112中的每一個被接納在渦輪增壓器100的殼體114中。參考圖6，示出了軸頸軸承108、110和隔離件112的透視圖，其中，軸頸軸承108、110的外部表面具有用于輸送來自殼體114中的潤滑劑通道的潤滑劑并輸送至軸頸軸承108、110與中心軸106之間的內(nèi)部空間的凹進(jìn)的環(huán)形凹槽116和孔隙118。由于有些潤滑系統(tǒng)通過中心軸106中的通道將潤滑供應(yīng)至軸頸軸承，所以凹槽116和孔隙118取決于潤滑策略是可選擇的。環(huán)形隔離件112能設(shè)置有用作隔離件112上的防旋轉(zhuǎn)特征的孔122。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]該部分提供本公開的概述，并且不是其完整范圍或其全部特征的全面公開。
[0008]大體上如以上參考圖5和6所述的傳統(tǒng)的渦輪增壓器具有提供噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH)問題的次同步振動。因此，本公開使軸頸軸承中的一個軸頸軸承與隔離件聯(lián)接或結(jié)合，使得能通過由隔離件提供的附加阻力降低軸頸軸承中的一個軸頸軸承的環(huán)速。聯(lián)接或結(jié)合的軸承的環(huán)速能通過隔離件間隙或長度控制。該特征使兩個軸承的驅(qū)動力以不同的頻率(去同步)，因而減少軸頸軸承系統(tǒng)的次同步振動。
[0009]適用性的其它領(lǐng)域?qū)脑诖颂峁┑恼f明而變得顯而易見。在該
【發(fā)明內(nèi)容】
中的描述和特定的示例僅為了說明的目的，而不用于限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0010]本文描述的圖僅為了所選擇的實(shí)施例而非所有可能的實(shí)現(xiàn)的說明目的，并且不用于限制本公開的范圍。
[0011]圖1是具有根據(jù)本公開的原理的軸頸軸承系統(tǒng)的渦輪增壓器的示意圖；
圖2是根據(jù)本公開的原理的聯(lián)接至軸頸軸承的隔離件的透視圖；
圖3是圖3的隔離件和軸頸軸承的透視圖；
圖4是根據(jù)本公開的另一方面的相互一體形成的隔離件和軸頸軸承的透視圖；
圖5是具有傳統(tǒng)軸頸軸承系統(tǒng)的渦輪增壓器的示意圖；以及圖6是圖5所示的傳統(tǒng)軸頸軸承和隔離件的透視圖。
[0012]對應(yīng)的附圖標(biāo)記貫穿附圖的多個視圖指示對應(yīng)的部分。
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在將參考附圖更充分地描述示例的實(shí)施例。
[0014]提供示例的實(shí)施例，使得本公開將是徹底的，并且將范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。陳述了諸如特定的部件、裝置和方法的示例的許多特定的細(xì)節(jié)，以提供本公開的實(shí)施例的徹底理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，不必采用特定的細(xì)節(jié)，該示例的實(shí)施例可以許多不同的形式具體化，并且同樣不應(yīng)被解釋為限制本公開的范圍。在有些示例的實(shí)施例中，不詳細(xì)描述眾所周知的過程、眾所周知的裝置結(jié)構(gòu)和眾所周知的技術(shù)。
[0015]在此使用的術(shù)語僅為了描述特定的示例實(shí)施例，并且不用于限制。如在此所使用地，除非上下文另有明確指示，否則單數(shù)形式“一”和“該”同樣可用于包括復(fù)數(shù)形式。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”是包容性的，并因此指定所聲明的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組合的存在或添加。除非被特別地看作是執(zhí)行的順序，否則在此描述的方法步驟、過程和操作不應(yīng)被解釋成一定要求它們以所討論或圖示的特定順序執(zhí)行。還應(yīng)理解的是，可采用附加的或替代的步驟。
[0016]當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在另一元件或?qū)由稀?、“接合至”、“連接至”或“聯(lián)接至”另一元件或?qū)訒r，其可直接在其他元件或?qū)由?、接合至、連接至或聯(lián)接至其他元件或?qū)?，或者可存在中間元件或?qū)?。相反地，?dāng)元件被稱為“直接在另一元件或?qū)由稀?、“直接接合至”、“直接連接至”或“直接聯(lián)接至”另一元件或?qū)訒r，可不存在中間元件或?qū)印Ｓ糜诿枋鲈g的關(guān)系的其他文字應(yīng)以相同的方式解釋(例如，“在…之間”相對“直接在…之間”，“鄰近”相對“直接鄰近”等)ο如在此所使用地，術(shù)語“和/或”包括列出的相關(guān)項目中的一個或多個的任何和全部組合。
[0017]盡管術(shù)語第一、第二、第三等在本文可用于描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分應(yīng)不受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語可僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)分。除非上下文明確指示，否則諸如“第一”、“第二”及其他數(shù)值術(shù)語的術(shù)語當(dāng)用于本文時，不意味著順序或次序。因而，以下討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分在不偏離示例實(shí)施例的教導(dǎo)的情況下可被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。
[0018]諸如“內(nèi)部的”、“外部的”、“在…的下方”、“在…下面”、“較低的”、“在…上方”、“較高的”等空間相對術(shù)語在此為便于說明可用于如圖所圖示地描述一個元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系?？臻g相對術(shù)語可用于包括裝置在使用或操作中除圖中所描繪的取向之外的不同取向。例如，如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則如描述成“在其他元件或特征下面”或“在其他元件或特征下方”的元件則取向成“在其他元件或特征上方”。因而，示例的術(shù)語“在…下面”能包括在上方和在下方的兩種取向。裝置可以另外的方式取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他取向)，并且可相應(yīng)地解釋在此所使用的空間相對描述詞語。
[0019]參考圖1-3，示出了渦輪增壓器10，其包括通過中心軸16彼此連接的渦輪機(jī)12和壓縮機(jī)14。中心軸16由一對軸頸軸承18、20支撐，該對軸頸軸承18、20分別鄰近對應(yīng)的渦輪機(jī)12和壓縮機(jī)14中的一個。軸頸軸承18、20各自可包括在外表面32中的凹進(jìn)的環(huán)形凹槽30以及在那里延伸通過的孔隙34，所述凹進(jìn)的環(huán)形凹槽30和孔隙34用于輸送來自殼體114中的潤滑劑通道的潤滑劑并輸送至軸頸軸承18、20與中心軸16之間的內(nèi)部空間。取決于利用的潤滑技術(shù)可選擇地提供環(huán)形凹槽30和孔隙34。
[0020]如圖2和3所示，隔離件22可聯(lián)接至軸頸軸承20。隔離件22可具有在直徑方面等于第一和第二軸頸軸承18、20的一個或多個外徑區(qū)域。隔離件22的內(nèi)徑優(yōu)選地在直徑方面比軸頸軸承18、20的內(nèi)徑大，使得隔離件22不提供與中心軸16的任何接觸。軸頸軸承20和隔離件22各自可設(shè)置有能接合隔離件22以可便與軸頸軸承20—起旋轉(zhuǎn)的一個或多個突出構(gòu)件24和凹進(jìn)部分26。替代性地，可利用其它的聯(lián)接機(jī)構(gòu)，用于將隔離件22連接至軸頸軸承20。應(yīng)指出的是，突出構(gòu)件24和凹進(jìn)部分26可以是有斜面的、帶鳩尾榫的或以另外的方式成角度的，以進(jìn)一步增強(qiáng)軸頸軸承20與隔離件22之間的聯(lián)接接合。作為另一替代，如圖4所圖示地，隔離件部分22’可與軸承軸承20’一體地形成，使得隔離件部分22’和軸頸軸承20’可形成為單件。隔離件部分22/22 ’與軸頸軸承20/20 ’的聯(lián)接或結(jié)合提供軸頸軸承20/20 ’上的附加阻力，使得軸頸軸承20/20’的旋轉(zhuǎn)速度相對于軸頸軸承18降低。聯(lián)接或結(jié)合的軸承20/20’的環(huán)速可通過隔離件間隙或長度控制。選擇隔離件22的外徑與寬度的組合，以設(shè)定軸頸軸承20/20 ’的速度和在較低的程度上設(shè)定軸頸軸承20/20 ’的阻尼行為，從而進(jìn)一步優(yōu)化軸承幾何形狀，以減少次同步振動。該特征使兩個軸承18、20/20’的驅(qū)動力在不同的頻率(去同步)，因而減少次同步振動。次同步振動的減少降低了渦輪增壓器的噪聲和振動。
[0021]為了例證和說明已提供了實(shí)施例的前述說明。其不是詳盡的或者不用于限制本公開。特定實(shí)施例的獨(dú)立的元件或特征通常不限于該特定的實(shí)施例，而是在可適用的情況下，即使未具體示出或描述，也可互換并且能用于所選擇的實(shí)施例。特定實(shí)施例的獨(dú)立的元件或特征也可以許多方式改變。這樣的變化不被認(rèn)為是本公開的偏離，并且所有這樣的變型確定為被包括在本公開的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種渦輪增壓器，包括: 殼體； 渦輪機(jī)，其設(shè)置在所述殼體中； 壓縮機(jī)，其設(shè)置在所述殼體中； 中心軸，其連接在所述渦輪機(jī)與所述壓縮機(jī)之間； 第一軸頸軸承，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并在鄰近所述渦輪機(jī)的位置支撐所述中心軸，和第二軸頸軸承，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并在鄰近所述壓縮機(jī)的位置支撐所述中心軸；以及隔離件，其直接設(shè)置在所述第一軸頸軸承與所述第二軸頸軸承之間并鄰近所述第一軸頸軸承和所述第二軸頸軸承，并被聯(lián)接以便與所述第一軸頸軸承一起旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中，所述隔離件和所述第一軸頸軸承包括用于將所述隔離件和所述第一軸頸軸承可旋轉(zhuǎn)地接合到一起的接合特征。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中，所述第一和第二軸頸軸承包括帶有凹進(jìn)環(huán)形凹槽的外表面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪增壓器，其中，所述第一和第二軸頸軸承包括從所述凹進(jìn)環(huán)形凹槽延伸至其內(nèi)表面的孔隙。5.—種渦輪增壓器，包括: 殼體； 渦輪機(jī)，其設(shè)置在所述殼體中； 壓縮機(jī)，其設(shè)置在所述殼體中； 中心軸，其連接在所述渦輪機(jī)與所述壓縮機(jī)之間； 第一軸頸軸承，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并在鄰近所述渦輪機(jī)的位置支撐所述中心軸，和第二軸頸軸承，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并在鄰近所述壓縮機(jī)的位置支撐所述中心軸；以及隔離件，其設(shè)置在所述第一軸頸軸承與所述第二軸頸軸承之間，并與所述第一軸頸軸承一體地形成并直接鄰近所述第二軸頸軸承。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器，其中，所述一體形成的第一軸頸軸承和隔離件的長度比所述第二軸頸軸承的長度長。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器，其中，所述第一和第二軸頸軸承包括帶有凹進(jìn)環(huán)形凹槽的外表面。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪增壓器，其中，所述第一和第二軸頸軸承包括從所述凹進(jìn)環(huán)形凹槽延伸至其內(nèi)表面的孔隙。
【文檔編號】F02C6/12GK106050328SQ201610198626
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月1日 公開號201610198626.7, CN 106050328 A, CN 106050328A, CN 201610198626, CN-A-106050328, CN106050328 A, CN106050328A, CN201610198626, CN201610198626.7
【發(fā)明人】D.鄧, L.P.貝金, F.施
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司