[發明專利]增壓器的止推軸承裝置

有效

• 申請號: 201280047183.1
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103842667A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 林慎之;鈴木浩
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F16C17/04
• 分類號: F16C17/04;F02B39/00;F02B39/14;F16C32/06;F16C33/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術領域

本發明涉及一種抑制供給至止推軸承的潤滑油因通過旋轉軸的旋轉產生的離心力而向外周側流出的增壓器的止推軸承裝置。

背景技術

在增壓器中，因壓縮機側與渦輪機側的壓力差而在旋轉軸產生推力。因此，以限制旋轉軸向推力方向移動為目的設置了止推軸承。止推軸承大多情況下使用斜面式止推軸承等結構簡單的軸承。但是，當旋轉軸的轉速較快時，離心力朝向旋轉軸的徑向外側作用于潤滑油。因此，增加了潤滑油向外周側的流出。

在增壓器的旋轉軸固定有止推環，該止推環與止推軸承對置配置，且向止推軸承施加推力。通常情況下，止推環很難無誤差地制作成與止推軸承平行，因此在止推軸承與止推環的對置面的外周側區域，間隙有時會擴大。在旋轉軸的轉速較快且較大的離心力作用于潤滑油的情況下，若有在該對置面的外周側擴大的間隙，則從該間隙流出大量的潤滑油，有可能導致止推軸承的負載能力極端地下降。

在專利文獻1中，公開了一種廢氣渦輪增壓器的止推軸承裝置。該止推軸承裝置具備：固定于旋轉軸的渦輪葉輪以及壓縮機葉輪；固定于旋轉軸的渦輪機側止推環以及壓縮機側止推環；以及固定于軸承殼體且從兩側滑動接觸有所述2個止推環，并承受施加于旋轉軸的推力載重的止推軸承。

在專利文獻2中，公開了一種設置于水輪、泵等流體設備的斜面式止推軸承。專利文獻2提出了促進形成潤滑油膜并增大止推軸承的載重負載能力的止推軸承。該斜面式止推軸承由最深部與槽連接設置的傾斜面和與傾斜面的上升斜度末端連接設置的水平面構成。并且，傾斜面與水平面的邊界線相對于徑向傾斜。即，潤滑油的流出方向為與旋轉軸一同旋轉的止推環的轉速矢量和通過旋轉而產生于潤滑油的離心力的速度矢量的合力的方向。在專利文獻2中，為了抑制潤滑油流出，所述邊界線傾斜成徑向外側區域朝向與旋轉方向相反的方向。

在圖8～圖10中示出作為本發明人等在完成本發明之前研究的中間技術（非公開）的增壓器的止推軸承裝置。附圖中，該止推軸承裝置100將渦輪機側止推環106沿軸正交方向（徑向）延伸而卡止在形成于旋轉軸102的臺階104。壓縮機側止推環108通過按壓部件110固定于該旋轉軸102，該按壓部件110與所述渦輪機側止推環106對置并嵌合于旋轉軸102。在2個止推環106、108之間存在有止推軸承112，該止推軸承112的直徑大于該止推環106、108的直徑且沿軸正交面內方向（徑向）延伸。2個止推環106、108與旋轉軸102一同朝箭頭a方向旋轉，而止推軸承112固定于軸承殼體（省略圖示）。施加于旋轉軸102的推力經由2個止推環106、108被止推軸承112吸收，限制了旋轉軸102朝推力方向移動。

在止推軸承112設置有向與2個止推環106、108的滑動接觸面供給潤滑油ｒ的油路112a。如圖10所示，止推軸承112由錐面114和脊面116構成，所述錐面114由朝向旋轉軸102的旋轉方向a的下游側形成上升斜度的傾斜平面構成，所述脊面116與錐面114的上升斜度末端連接設置且與止推軸承112的外周側平面形成同一平面。如圖9所示，形成在錐面114與脊面116之間的臺階118以及邊界線120朝向徑向。通過旋轉軸12的旋轉，向徑向外側作用有離心力b。

在該結構中，若止推環106或108與止推軸承112的外周側的軸正交方向（徑向）間隙c因制作誤差等原因而被擴大，則在較大的離心力作用于潤滑油ｒ時，從間隙c流出大量的潤滑油。由此，有可能導致止推環與止推軸承之間的油膜壓力下降，從而導致止推軸承的負載能力極端地下降。

以往技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2009-197772號公報

專利文獻2：日本專利公開2006-183702號公報

發明內容

發明要解決的技術課題

由于增壓器的旋轉軸以例如高達20萬rpm的高速旋轉，因此較大的離心力作用于潤滑油。因此，即使如專利文獻2所公開那樣具有使傾斜面與水平面的邊界線傾斜成徑向外側區域朝向與旋轉方向相反的方向的構件，也難以充分地抑制潤滑油從止推軸承流出。

本發明鑒于這種課題，其目的在于以簡單且低成本的構件抑制潤滑油因增壓器的旋轉產生的離心力的作用而從止推軸承流出，并較高地維持止推軸承的載重負載能力。

用于解決技術課題的手段

為了實現這種目的，本發明的增壓器的止推軸承裝置具備：

渦輪葉輪以及壓縮機葉輪，所述渦輪葉輪以及所述壓縮機葉輪固定于旋轉軸；

渦輪機側止推環以及壓縮機側止推環，所述渦輪機側止推環以及所述壓縮機側止推環固定于該旋轉軸；以及