[發明專利]渦輪增壓器軸承體組件

在審

• 申請號: 201711291845.0
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107869364A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 程云榮;徐曉波;張華達;趙佳;胡奇;劉石源;周成堯
• 申請（專利權）人: 湖南天雁機械有限責任公司
• 主分類號: F01D25/16
• 分類號: F01D25/16;F01D25/12;F01D25/18
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所43101
• 代理人: 鄒小強

技術領域

本發明涉及渦輪增壓器技術領域，特別是一種在渦輪增壓器上使用并能夠提高冷卻效果的渦輪增壓器軸承體組件。

背景技術

隨著內燃機強化程度的不斷提高以及排放標準的日益嚴格，渦輪增壓技術成為提高內燃機經濟型、動力性以及排放標準最為關鍵的措施之一。隨著柴油以及氣體機渦輪增壓技術的發展，其承受的廢氣溫度也不斷提高，由于密封環和軸承系統是渦輪增壓器結構中的薄弱環節，其對增壓器的可靠性，甚至是工作效率都有十分重要的影響。

現有的渦輪增壓器軸承體如附圖5所示，軸承體上設有進油孔1、主導油孔2、壓氣端導油斜孔3、渦輪端導油斜孔4、壓氣端浮動軸承孔5、渦輪端浮動軸承孔6、主油腔7及出油孔8，進油孔1和主導油孔2相通，壓氣端導油斜孔3的一端及渦輪端導油斜孔4的一端分別與主導油孔2相通，壓氣端導油斜孔3的另一端及渦輪端導油斜孔4的另一端分別與壓氣端浮動軸承孔5及渦輪端浮動軸承孔6相通，壓氣端浮動軸承孔5及渦輪端浮動軸承孔6分別與主油腔7相通，出油孔8設在主油腔7的底部，并與主油腔7相通。

當發動機開始工作時，潤滑油自進油口1進入主導油孔2，通過壓氣端導油斜孔3、渦輪端導油斜孔4對壓氣端浮動軸承、渦輪端浮動軸承及渦端密封環進行冷卻。

由于渦輪增壓器在工作時產生高溫，軸承體上渦輪端密封環檔臺處以及軸承體上渦輪端浮動軸承座的溫度很大程度決定了渦輪端密封環和渦輪端浮動軸承的使用壽命。渦輪端密封環檔臺處溫度過高會導致渦輪端密封環喪失彈性，從而引起增壓器漏氣、漏油；渦輪端浮動軸承座的溫度過高會引起潤滑效果下降以及潤滑油結焦，進而導致渦輪端浮動軸承磨損過大以及失效。現有的渦輪增壓器軸承體不能很好的解決上述問題。

為了有效降低渦輪增壓器渦輪端密封環以及渦輪端浮動軸承的溫度，人們進行了廣泛的研究。中國專利ZL201320805367.1公開了一種“渦輪增壓器水冷軸承體”，該軸承體上設有冷卻水腔，通過冷卻水腔的冷卻水配合潤滑油冷卻，該結構可有效減低增壓器渦輪端密封環與渦輪端浮動軸承的溫度，但該結構需要引入外界冷卻介質水、增加發動機外圍安裝、結構與裝配復雜、成本較高，影響其在渦輪增壓器上的廣泛應用。中國專利ZL201420476584.5公開了一種“渦輪增壓器軸承體”，該軸承體設有噴油孔，通過噴油孔噴冷卻油強制冷卻渦輪端的軸承體，此結構可以一定程度降低渦輪端密封環的溫度，但此結構冷卻效果有限，且該結構存在發動機停車后，無法有效減輕熱倒流導致渦輪端密封環和渦輪端浮動軸承出現“回熱現象”，增壓器的可靠性受到影響。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種能夠提高冷卻效果的渦輪增壓器軸承體組件。

本發明的技術方案是：渦輪增壓器軸承體組件，軸承體上設有進油孔、主導油孔、壓氣端導油斜孔、渦輪端導油斜孔、壓氣端浮動軸承孔、渦輪端浮動軸承孔、主油腔及出油孔，進油孔和主導油孔相通，壓氣端導油斜孔的一端及渦輪端導油斜孔的一端分別與主導油孔相通，壓氣端導油斜孔的另一端及渦輪端導油斜孔的另一端分別與壓氣端浮動軸承孔及渦輪端浮動軸承孔相通，壓氣端浮動軸承孔及渦輪端浮動軸承孔分別與主油腔相通，出油孔設在主油腔的底部，并與主油腔相通。

在軸承體渦輪端設置有一個獨立的冷卻油腔，冷卻油腔貫穿軸承體渦輪端的上下結構。

在主導油孔的渦輪端設置有一個噴油孔，噴油孔與獨立的冷卻油腔相通，噴油孔的直徑D2小于主導油孔2的直徑D1，D1與D2的比例為1：0.2～0.4。

在軸承體渦輪冷卻油腔靠近出油孔的底部設有一個潤滑油泄壓孔，泄壓孔與主油腔相通，便于及時將冷卻油腔內的潤滑油排至主油腔，其中泄壓孔的直徑D3等于或大于噴油孔的直徑D2，D2與D3的比例為1：1～1.1。

當發動機開始工作時，潤滑油自進油口進入主導油孔，進入主導油孔內的一部分潤滑油通過壓氣端導油斜孔、渦輪端導油斜孔直接對壓氣端浮動軸承、渦輪端浮動軸承及渦端密封環進行冷卻。一部分潤滑油通過噴油孔進入冷卻油腔，由于噴油孔處潤滑油具有一定的壓力，進入冷卻油腔的潤滑油流量大于經泄壓孔排至主油腔的潤滑油流量，冷卻油腔處于儲蓄潤滑油的過程。

當發動機正常工作時，潤滑油會逐步填滿冷卻油腔，冷卻油腔儲存的潤滑油能效降低軸承體渦輪端密封環工作溫度，使的渦輪密封環能夠穩定地工作。此時自噴油孔進入冷卻油腔的潤滑油的流量與經泄壓孔排至主油腔的潤滑油的流量達到平衡，保證冷卻油腔處于滿腔儲油狀態，同時避免高負荷潤滑油對渦輪端密封環以及渦輪端浮動軸承的影響。