[發明專利]具有阻尼特征的軸承組件

有效

• 申請號: 201210202362.X
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102767400A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: D·馬薩爾;R·赫廷格;J-P·拉薩勒
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F01D25/16
• 分類號: F01D25/16;F01D25/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

技術領域

本文公開的主題一般地涉及用于內燃發動機的渦輪機，并且具體地涉及軸承組件。

背景技術

由排氣驅動的渦輪增壓器包括承載渦輪輪子和壓縮機輪子的旋轉軸，其中所述軸通常被一個或多個經潤滑的軸承(例如，油潤滑的)可旋轉地支撐在中心殼體內。在操作期間，來自內燃發動機的排氣驅動渦輪增壓器的渦輪輪子，其進而驅動壓縮機輪子來向內燃發動機推入增壓空氣。

在操作期間，渦輪增壓器的旋轉組件可達到超過100,000rpm的旋轉速度。為了應付這樣的高速度，渦輪增壓器中心殼體旋轉組件(CHRA)需要平衡和充分的潤滑。諸如噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH)以及效率之類的因素也通常是相關的并且必須在可接受的限度內。作為相互關聯的示例，振動可以產生噪聲并且降低效率。此外，在動態條件下，諸如排氣流增加時，軸向推力可在引起CHRA部件之間的接觸。接觸可導致磨損，其進而可改變平衡，導致噪聲，振動等增加并且降低效率。

發明內容

本文描述的各種技術有關于軸承組件，其中例如，一個或多個部件可提供增加的阻尼并因此提供減小的CHRA振動。

附圖說明

當結合附圖所示的實施例并參考下面的詳細描述時，可以得到本文描述的各種方法、裝置、組件、系統、布置等等及其等同物的更加完整的理解，附圖中：

圖1是渦輪增壓器和內燃發動機連同控制器的示意圖；

圖2是渦輪增壓器組件的示例的剖視圖，其包括具有兩個軸承和分隔件的軸承組件；

圖3是軸承組件的示例及其部件的示例的一系列視圖；

圖4是構造成隔開兩個軸承的分隔件的示例的一系列視圖；

圖5是軸承和分隔件的示例的一系列視圖；

圖6是分隔件和彈簧子組件的示例的一系列視圖；

圖7是軸承組件的剖視圖，其示出了兩個阻尼機構；并且

圖8是一種方法的方框圖，該方法包括使用潤滑劑膜來阻尼振動。

具體實施方式

本文描述了多種渦輪增壓器軸承組件。例如，渦輪增壓器軸承組件可包括構造成隔開兩個渦輪增壓器軸承的分隔件。這種分隔件可構造為環形體，其限定中心通孔并且其包括軸向端面、相對軸向端面、構造成將潤滑劑導向軸向端面的潤滑劑通道以及構造成將潤滑劑導向相對軸向端面的潤滑劑通道。這種潤滑劑通道可提供沿著軸向端面形成的潤滑劑膜以幫助進行阻尼。進一步地，彈簧可布置在分隔件的中心通孔中。例如，波形彈簧可以具有超過分隔件長度的非壓縮長度，使得波形彈簧可對一個或多個與分隔件相鄰布置的軸承進行加載。組合起來，潤滑劑膜和彈簧加載可阻尼在渦輪增壓器操作期間出現的CHRA力。

在各種示例中，分隔件可包括位于軸向端面處的一個或多個潤滑劑槽。例如，分隔件可包括環形壓縮機端槽和環形渦輪端槽，其可以是對稱的或不對稱的(例如，在一端或與另一端相比的一端)。在特征的替代布置的示例中，分隔件可包括將潤滑劑導向軸承的軸向端面的一個或多個潤滑劑槽的潤滑劑通道(例如，潤滑劑歧管等)。在前述的示例中，可在分隔件以及一個或多個軸承之間形成潤滑劑膜。

對于具有阻尼特征的軸承組件的示例的試驗表明CHRA振動可被減小。特別地，在具有潤滑劑通道的分隔件和彈簧布置在兩個滾珠軸承套筒(cartridge)之間的情況下，彈簧和潤滑劑作用在滾珠軸承的外滾道上以處理軸向推力(例如，指向壓縮機或指向渦輪)。對耐久性和性能的評估證明了益處。進一步的益處包括CHRA振動測試的增大的總通過量和平衡(例如，使用振動分類設備或VSR)。關于平衡，VSR機器通過以高速操作CHRA來提供動態不平衡的測量。典型的修正包括改變組件位置或從壓縮機輪子(例如，壓縮機輪子、端螺母等)移除金屬以實現可接受的平衡。在潤滑劑膜和彈簧加載提供了增加的阻尼的情況下，某些振動可從動態不平衡測量中去除，這可允許改進的組件平衡。最后，對于渦輪增壓的客車，乘客環境條件可以得到改善(例如，減小NVH)。

下面描述渦輪增壓的發動機系統的示例，隨后是部件、組件、方法等的各種示例。

渦輪增壓器常常用于增大內燃發動機的輸出。參見圖1，常規系統100包括內燃發動機110和渦輪增壓器120。內燃發動機110包括發動機缸體118，發動機缸體118容納一個或多個燃燒室，其操作性地驅動軸112(例如經由活塞)。如圖1所示，進氣端口114為空氣提供流向發動機缸體118的流動路徑，而排氣端口116為排氣提供從發動機缸體118流出的流動路徑。