[實用新型]增壓流道槽自潤滑動靜壓氣浮軸承支承的渦輪增壓器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920099820.5
• 申請日: 2009-05-11
• 公開（公告）號: CN201396194Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬惠秋
• 申請（專利權(quán)）人: 馬惠秋
• 主分類號: F01D25/16
• 分類號: F01D25/16;F01D25/04;F02B39/00;F02C6/12;F16C32/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所
• 代理人: 朱永林

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種靜壓氣浮軸承支承的渦輪增壓器，屬于軸承技術(shù)及渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

渦輪增壓器是近年來迅速發(fā)展起來的一種利用尾氣排放壓力來提高發(fā)動機進氣壓力、從而提高發(fā)動機效率的高新技術(shù)產(chǎn)品，在汽車、輪船和火車等交通運輸工具發(fā)動機中得到廣泛的應(yīng)用和普及。渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速越高，其增壓效果越好，對發(fā)動機效率的提高越明顯。渦輪增壓器的核心技術(shù)是軸承支承。渦輪增壓器的軸承支承主要是常規(guī)的滾動軸承和滑動軸承兩種。常規(guī)軸承支承的渦輪增壓器其轉(zhuǎn)速不能無限制提高，且必須通過潤滑油來潤滑，軸承的使用壽命有限。因此，渦輪增壓器發(fā)展的技術(shù)瓶頸是軸承支承。

氣浮軸承是20世紀中期迅速發(fā)展起來的一項高科技產(chǎn)品，它與常規(guī)油質(zhì)潤滑軸承(滾動軸承或油質(zhì)滑動軸承)相比，具有很多良好的特性，如高轉(zhuǎn)速、高精度、低功耗、無污染、壽命長、環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點。因此廣泛應(yīng)用于國防、能源、機床及醫(yī)療等行業(yè)，尤其是在超高速旋轉(zhuǎn)機械和超精密儀器技術(shù)領(lǐng)域更有明顯的優(yōu)越性。因此，氣浮軸承支承的渦輪增壓器是現(xiàn)有渦輪增壓器的理想替代品。

目前，氣浮軸承潤滑主要有兩種基本的潤滑方式，一種是靜壓氣浮軸承，另一種是動壓氣浮軸承；動壓氣浮軸承潤滑主要有兩種最基本的結(jié)構(gòu)形式，一種是軸流槽式，另一種是彈性泊片式。無論是靜壓氣浮軸承還是動壓氣浮軸承，其原理都是依靠氣體潤滑，軸承就是利用氣體的粘度，提高間隙中的氣體壓力，從而將軸懸浮起來的軸承(參見文獻：[日]十合晉一著，韓煥臣譯《氣動軸承——設(shè)計、制作與應(yīng)用》，宇航出版社，1988)。軸流槽式動壓氣浮軸承是在軸頸表面加工成氣流槽道，并且動靜間隙呈楔狀的相對移動表面沿移動方向間隙逐漸變小，利用氣體的粘性作用，在相對移動的楔形表面拖帶產(chǎn)生壓力使軸懸浮起來(參見文獻：[蘇]B.H德洛芝道維奇著，鄭麗珠譯，《動壓氣浮軸承》，國防工業(yè)出版社，1982)；泊片式動壓氣浮軸承則是根據(jù)氣彈結(jié)構(gòu)耦合作用原理設(shè)計的軸承，利用動靜混合壓力氣膜和泊片彈性力的耦合作用使軸懸浮起來(參見文獻：池長青著，《流體力學(xué)潤滑》，國防工業(yè)出版社，1998)。上述氣浮軸承的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于維護，在許多情況下應(yīng)用也很有效；但是，上述氣浮軸承在端部均沒有考慮增加推力面，因此轉(zhuǎn)子軸頸安裝到氣浮軸承上并組成增壓渦輪器之后，轉(zhuǎn)子軸頸沒有沿軸向的定位，在壓氣輪或渦輪受到的外力作用下，轉(zhuǎn)子軸頸會出現(xiàn)嚴重的軸向振動；同時靜壓氣浮軸承的承載力低，被支承的旋轉(zhuǎn)體重量不能過高；上述兩種動壓氣浮軸承，由于其結(jié)構(gòu)特點，都存在起停短時間對接觸面耐磨性能要求高，軸頸表面易發(fā)生動靜部件碰摩或磨損，軸承易出故障。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的氣浮軸承存在的轉(zhuǎn)子軸頸易出現(xiàn)嚴重的軸向振動、靜壓氣浮軸承的承載力低、動壓氣浮軸承的軸頸表面易發(fā)生碰摩或磨損造成軸承易出故障的問題，進而提供一種增壓流道槽自潤滑動靜壓氣浮軸承支承的渦輪增壓器。

本實用新型的技術(shù)方案是：增壓流道槽自潤滑動靜壓氣浮軸承支承的渦輪增壓器包括壓氣輪、轉(zhuǎn)子軸頸、殼體、渦輪、四個減振彈性圈和兩個氣浮軸承體，渦輪增壓器還包括推力盤，所述轉(zhuǎn)子軸頸的上端套裝有壓氣輪，所述轉(zhuǎn)子軸頸的下端套裝有渦輪，所述兩個氣浮軸承體由上到下依次套裝在轉(zhuǎn)子軸頸的中部，且兩個氣浮軸承體的推力面相對設(shè)置，所述推力盤套裝在兩個氣浮軸承體的推力面之間的轉(zhuǎn)子軸頸上，所述殼體套裝在兩個氣浮軸承體上，殼體上開有供氣孔，每個氣浮軸承體的兩端外壁上開有兩個環(huán)形槽，每個減振彈性圈安裝在相應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)，每個氣浮軸承體的推力面上開有以推力面的中心為放射起點的多個第一增壓流道槽，相鄰的兩個第一增壓流道槽之間開有L型供氣孔，所述L型供氣孔與殼體上的供氣孔連通，每個氣浮軸承體上由上到下開有兩排靜壓供氣孔，每排靜壓供氣孔的多個靜壓供氣孔沿氣浮軸承體的圓周方向均勻排布，且位于同一水平面上，每個靜壓供氣孔均沿氣浮軸承體的內(nèi)圓的法線方向與氣浮軸承體的圓形內(nèi)腔相通，每個氣浮軸承體的圓形內(nèi)腔表面上由上到下開有兩排第二增壓流道槽，且兩排增壓流道槽呈八字形排布，每排第二增壓流道槽的多個第二增壓流道槽沿氣浮軸承體的圓形內(nèi)腔的圓周方向均勻排布，每個第二增壓流道槽的外緣開至浮軸承體的兩端。