具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于內燃發動機的渦輪增壓器領域，具體涉及一種具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓是增壓發動機中最常見的增壓系統之一，渦輪增壓利用廢氣驅動，在相同的單位時間里，能夠把更多的空氣或空氣與燃油的混合氣強制擠入汽缸進行壓縮燃爆動作，因此能在相同的汽缸容量下產生較自然進氣發動機更大的動力輸出。
[0003]可見，渦輪增壓器是內燃機技術發展的一項里程碑式技術；同時，隨著節能減排政策的推廣，發動機小型化和功率強化提升成為趨勢，渦輪增壓器也越來越多的被用于乘用車及轎車上。為滿足對汽車舒適性和駕乘快感的需求，渦輪增壓器轉子效率，特別是低速的響應性必須予以提升。同時由于制造和設計的復雜性、成本的限制，渦輪增壓器的轉子支撐系統目前仍以浮動為主，浮動軸承通常分為全浮動和半浮動兩種結構，全浮動軸承可以旋轉完整的360度，而半浮動軸承則被周向定位裝置限制，在周向無法旋轉。
[0004]如公布號為CN103291753A的中國發明專利《一種浮動軸承及內燃機渦輪增壓器》中提出了一種應用于渦輪增壓器的浮動軸承，該全浮動軸承的材料為氧化鋯陶瓷材料，增加了浮動軸承的耐腐蝕性，同時該軸承呈啞鈴狀，工作時能形成兩層油膜，增加了潤滑油量，降低了工作溫度。
[0005]一般來說，浮動軸承僅起到徑向支撐的功能，而在軸向必須有單獨的止推軸承系統來限制軸承在軸向的運動，這無疑導致了渦輪增壓器軸承支撐系統的零部件較多，增加了摩擦副的數目，增加了摩擦損失，降低了軸系效率。
[0006]因此，針對該問題，本發明中采用了一種新型的軸承結構，將徑向浮動和軸向止推集成一體。
【發明內容】
[0007]針對現有技術中的不足，本發明提供了一種具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，減少了渦輪增壓器軸承支撐系統的零部件數目，減少了摩擦副的數目，進而減少旋轉中的摩擦損失，提升了軸系效率，并改善了增壓器的響應性。
[0008]本發明通過以下技術方案實現。
[0009]具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，包括渦輪殼體、安裝在所述渦輪殼體中渦輪組件，還包括半浮動軸承，所述半浮動軸承內壁上設有徑向載荷承載面，所述半浮動軸承的一端設有止推壓板。
[0010]現有技術中止推軸承系統存在零件多的問題，零件多相當于增加了摩擦副的數目，增加了摩擦損失，降低了軸系效率。本發明改變了現有技術中的相關結構，其中的半浮動軸承內壁上設有徑向載荷承載面，工作時，其和轉軸軸頸之間形成徑向的承載油膜；半浮動軸承的一端設有止推壓板，防止其軸向運動。
[0011]作為優選，所述徑向載荷承載面包括設于半浮動軸承兩端的第一承載面和第二承載面，能更加穩定的支撐轉軸軸頸。
[0012]作為優選，所述渦輪增壓器中還包括與半浮動軸承配合的周向定位機構，所述周向定位機構包括定位銷，所述定位銷的銷軸插入所述止推壓板上的銷孔中，所述半浮動軸承的一端設軸肩，該軸肩上設有與所述定位銷匹配的槽口。
[0013]本發明通過巧妙地設計軸承，在軸承的一側設有凸起的軸肩，在軸肩上的一位置開有槽口，通過該槽口與定位銷的匹配來實現半浮動軸承的軸心定位。
[0014]作為優選，所述半浮動軸承的內表面含有若干個軸向延伸的軸向槽，用于潤滑劑的流動和供給，同時軸向槽可以通過減少潤滑油的油膜渦動來緩解非同步振動，從而改善轉子動力學特性。
[0015]作為優選，所述半浮動軸承的兩個端面各包含若干個油契面，用于承載轉子在運轉過程中產生的軸向力。
[0016]作為優選，所述定位銷為回轉體，所述槽口為月牙形槽口。
[0017]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:1)采用了一種新型的軸承結構，將徑向浮動和軸向止推集成一體，大大的減少了渦輪增壓器軸承支撐系統的零部件數目，減少了摩擦副的數目，進而減少旋轉中的摩擦損失，提升了軸系效率，并改善了增壓器的響應性；2)增壓器整體結構更加緊湊，有益于增壓器在整車上的安裝布置；3)軸承內表面的軸向槽緩解了非同步振動，改善因振動引起的噪聲。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的渦輪增壓器的截面圖。
[0019]圖2為本發明的半浮動軸承的立體圖。
[0020]圖3為本發明的半浮動軸承的截面圖。
[0021]圖4為本發明的周向定位機構的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖與【具體實施方式】，對本發明作進一步描述。
[0023]見圖1至圖4，具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，包括渦輪殼體2、安裝在所述渦輪殼體2中且連接到可旋轉的軸上以隨其旋轉的渦輪組件3，還包括壓氣機殼體和安裝在所述壓氣機殼體中且連接到所述可旋轉的軸以隨其旋轉的壓氣機組件5，還包括壓氣機殼體和所述渦輪殼體2之間的軸承體組件4，所述軸承體組件4包括半浮動軸承1，所述半浮動軸承I包含一個供油孔104，供油孔104供應潤滑油給軸承系統以形成承載油膜和冷卻轉子系統。所述半浮動軸承I兩端的內壁上設有徑向載荷承載面，包括設第一承載面105和第二承載面106，在其和轉軸軸頸之間形成徑向的承載油膜，其長度分別為Lc和Lt，其數值根據轉子動力學計算確定。
[0024]本實施方式中，所述半浮動軸承I的一端設有止推壓板10，還設有與半浮動軸承I配合的周向定位機構，該周向定位機構包括定位銷9，該定位銷9為回轉體；所述定位銷9的銷軸插入所述止推壓板10上的銷孔中，用來固定定位銷9的位置。半浮動軸承I的一端還設軸肩，該軸肩上設有與所述定位銷9匹配的呈月牙形的槽口 103 ;還包括封油蓋11。
[0025]本實施方式中，所述半浮動軸承I的內表面含有四個軸向延伸的軸向槽102，用于潤滑劑的流動和供給。軸向槽102可以通過減少潤滑油的油膜渦動來緩解非同步振動，從而改善轉子動力學特性，軸向槽102在尺寸、位置和數量上可以根據轉子動力學需求進行變化。所述半浮動軸承I的兩個端面各包含四個油契面101。
[0026]具體來看圖4，包括半浮動軸承1、軸承體組件4、定位銷9、止推壓板10、封油蓋11、封油蓋擋圈60和O型圈70。本發明中，對半浮動軸承I的定位包括兩方面:一方面限制其繞渦輪增壓器轉軸80 (X軸)的旋轉運動；一方面限制其沿軸向(X方向)的平動。對于前者，在半浮動軸承I的單側設置一軸肩，軸肩上加工有月牙形的槽口 103，月牙形的槽口 103的圓心與定位銷9的芯軸I同心，則定位銷9中部圓盤與槽口 103恰好咬合，限制了半浮動軸承I繞X軸的旋轉運動。與此同時，圓盤與槽口 103的直徑并不相等，使半浮動軸承I繞X軸保留微小的轉動量。對于半浮動軸承I的軸向平動，采用止推壓板10進行限制，止推壓板10的左側為封油蓋11，再由封油蓋擋圈60將其壓住，封油蓋擋圈60裝入軸承體組件4擋圈槽202中，同時各個接觸面上貼合，從而固定了封油蓋11、止推壓板10的軸向位置。軸肩位于軸承體前端面203和止推壓板端面之間，其厚度小于間隙寬度，確保半浮動軸承I沿軸向留有一定活動間隙，允許半浮動軸承I在軸向有0.035-0.105mm的竄動量。封油蓋外圓開槽，其與軸承體的徑向安裝面上裝入O型圈70，起到密封作用，防止潤滑油泄漏。
[0027]通過以上實施方式中的方案，與現有技術相比，本發明減少了渦輪增壓器轉子零部件數目，相應的轉子運動摩擦副減少，轉子機械效率提升。零部件數目的減少不僅降低了產品成本，還提升了增壓器裝配生產效率，增壓器整體結構也更加緊湊，有益于增壓器在整車上的安裝布置。采用新型的浮動軸承，軸承內表面的軸向槽102緩解了非同步振動，改善因振動引起的噪聲。
[0028]本發明的保護范圍包括但不限于以上實施方式，本發明的保護范圍以權利要求書為準，任何對本技術做出的本領域的技術人員容易想到的替換、變形、改進均落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，包括渦輪殼體(2)、安裝在所述渦輪殼體(2)中渦輪組件(3)，還包括半浮動軸承(I )，其特征在于，所述半浮動軸承(I)內壁上設有徑向載荷承載面，所述半浮動軸承(I)的一端設有止推壓板(10)。2.根據權利要求1所述的具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，其特征在于，所述徑向載荷承載面包括設于半浮動軸承(I)兩端的第一承載面(105)和第二承載面(106)。3.根據權利要求2所述的具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，其特征在于，還包括與半浮動軸承(I)配合的周向定位機構，所述周向定位機構包括定位銷(9)，所述定位銷(9)的銷軸插入所述止推壓板(10)上的銷孔中，所述半浮動軸承(I)的一端設軸肩，該軸肩上設有與所述定位銷(9)匹配的槽口( 103)。4.根據權利要求3所述的具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，其特征在于，所述半浮動軸承(I)的內表面含有若干個軸向延伸的軸向槽(102 )。5.根據權利要求4所述的具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，其特征在于，所述半浮動軸承(I)的兩個端面各包含若干個油契面(101)。6.根據權利要求5所述的具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，其特征在于，所述定位銷(9 )為回轉體，所述槽口為月牙形槽口。
【專利摘要】具有集浮動與止推功能于一體的半浮動軸承的渦輪增壓器，包括渦輪殼體、安裝在所述渦輪殼體中渦輪組件，還包括半浮動軸承，所述半浮動軸承內壁上設有徑向載荷承載面，所述半浮動軸承的一端設有止推壓板。本發明具有以下有益效果：1）采用了一種新型的軸承結構，將徑向浮動和軸向止推集成一體，大大的減少了渦輪增壓器軸承支撐系統的零部件數目，減少了摩擦副的數目，進而減少旋轉中的摩擦損失，提升了軸系效率，并改善了增壓器的響應性；2）增壓器整體結構更加緊湊，有益于增壓器在整車上的安裝布置；3）軸承內表面的軸向槽緩解了非同步振動，改善因振動引起的噪聲。
【IPC分類】F01D25/16
【公開號】CN104975889
【申請號】CN201510339719
【發明人】畢金光, 王保林, 徐建輝, 李亞靜, 王群, 許成, 王瑞坤, 沃鳴杰
【申請人】寧波威孚天力增壓技術有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月18日