[發(fā)明專利]高性能推力軸承墊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910173670.2
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN101672216A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·佩蒂讓;G·迪蓬;A·魯夸;P·阿諾
• 申請（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F02B39/00
• 分類號: F02B39/00;F01D25/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張群峰;曹 若

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及用于渦輪增壓器的軸承，具體來說，涉及 包含一個或多個推力墊的軸承。

背景技術(shù)

廢氣渦輪增壓器包含承載渦輪機葉輪和壓縮機葉輪的轉(zhuǎn) 軸，轉(zhuǎn)軸通過一個或多個潤滑軸承(例如機油潤滑)被轉(zhuǎn)動支撐在中央 殼體內(nèi)。在操作過程中，來自內(nèi)燃機的廢氣驅(qū)動渦輪增壓器的渦輪機 葉輪，渦輪機葉輪又驅(qū)動壓縮機葉輪來將增壓空氣推進內(nèi)燃機。通過正 確的軸承潤滑，渦輪增壓器的轉(zhuǎn)動組件就可以經(jīng)受超過100,000rpm的 轉(zhuǎn)速。

隨著操作條件的變化，渦輪增壓器會經(jīng)歷很大的力。例如， 廢氣流的突然增大會產(chǎn)生所謂的“推力”。為了幫助轉(zhuǎn)移和減小推力的 致命影響，各種部件之間的空隙允許形成保護性潤滑層。例如，必然受 到推力影響的軸承通常包含稱作“推力墊”的端部特征，推力墊與潤滑 劑配合來轉(zhuǎn)移軸向推力。

傳統(tǒng)軸承通常包含不對稱推力墊，其中不對稱源自渦輪機 端部特征與壓縮機端部特征之間的差異。這種不對稱引入了變化(例如 在構(gòu)造工藝中)，可能需要特殊標記來確保中央殼體部件的正確組裝。

另一個軸承推力墊問題涉及潤滑劑泄露，更具體來說，涉 及潤滑劑流動模式。例如，傳統(tǒng)推力墊會允許潤滑劑以繞過推力墊表面 的方式從軸頸泄露至中央殼體排放井。在這個實例中，潤滑劑無助于軸 承的推力負載能力。為了確保合適的負載能力，這樣的系統(tǒng)會需要增大 潤滑劑流動，而這又會增加動力損失(例如附加的動力損失等)。

發(fā)明內(nèi)容

在此描述的各種示例性工藝涉及軸承推力墊，其能夠通過 提出有利的潤滑劑流動模式來解決推力墊問題。

附圖說明

當結(jié)合附圖來參照下面的詳細描述時，會更加全面地理解 在此描述的各種方法、設(shè)備、系統(tǒng)、裝置等及其等同物，其中：

圖1是內(nèi)燃機和渦輪增壓器系統(tǒng)的示意圖。

圖2是適用于圖1的系統(tǒng)的示例性渦輪增壓器中央殼體組 件的剖視圖。

圖3是包含示例性推力墊特征的軸承的立體圖，該軸承適 用于圖2的中央殼體組件。

圖4是具有圖3的軸承推力墊特征的軸承端部的立體圖。

圖5A是具有圖3和圖4的軸承推力墊特征的軸承端部的 立體圖，圖5B是沿圖5A的線5B-5B的軸承剖面圖。

圖6是對傳統(tǒng)軸承和具有示例性推力墊特征的軸承的示例 性試驗結(jié)果曲線圖，其表明了針對速度的動力損失減小。

圖7A是具有推力墊特征的軸承的端視圖，圖7B是沿圖7A 的線7B-7B的軸承剖視圖。

圖8A是具有推力墊特征的軸承的端視圖，對至錐形井的 潤滑劑途徑有一些選擇方案，圖8B是沿圖8A的線8B-8B的軸承剖視圖。

圖9是用于推力墊端部特征的示例性構(gòu)造工藝示意圖。

具體實施方式

在此公開的各種示例性方法、設(shè)備、系統(tǒng)、裝置等解決了 與渦輪增壓器相關(guān)的工藝問題。渦輪增壓器經(jīng)常用于增加內(nèi)燃機的輸 出。渦輪增壓器通常用于從廢氣汲取能量并將能量提供給吸入空氣，空 氣可以與燃料混合來形成燃燒氣體。

示例性推力墊包含的特征可用于壓縮機端部和渦輪機端部 上來優(yōu)化潤滑劑流動，并因此優(yōu)化性能(例如負載能力，動力損失等)。 包含這種推力墊特征的示例性軸承可以是對稱或不對稱的，注意具有對 稱端部特征的軸承可以方便生產(chǎn)和組裝。

在各種實施例中，推力墊包含至少一部分錐形井(conical well)，其中潤滑劑在頂點處或頂點附近進入井。如在此所說明，這種 井可以使用鉆頭或沖頭來構(gòu)造。在操作過程中，潤滑劑能夠從錐形井的 頂點向外流動，并流至周邊臺區(qū)。這種流動模式能夠增大軸承的推力負 載能力。另外，與傳統(tǒng)的軸承相比，具有推力墊錐形井特征的軸承可以 減少動力損失。

此處所述的術(shù)語“錐形井”可以指完整的錐形井或部分錐 形井(例如，錐形井部分)。如在各種實施例所示，軸承的孔壁限定錐 形井的陰面部分(negative?portion)，而錐形井的陽面部分(positive portion)允許潤滑劑從孔流至一個或多個上部臺區(qū)。雖然各種實施例 示出了錐形井部分，如下所述，取決于井的半徑和其頂點的位置，軸承 的端部可以包含完整的錐形井(例如錐形井的頂部與孔壁錯開至少錐形 井的半徑這樣一個距離)。推力墊可以由錐形井(或其部分)和鄰近的 上部臺區(qū)(例如，在錐形井或其部分的周邊處)限定。