[發明專利]全浮動式軸承及包括全浮動式軸承的渦輪增壓器

在審

• 申請號: 201811521246.8
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN111042877A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: K·R·比斯科夫;Z·S·阿什頓
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: F01D25/16
• 分類號: F01D25/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 羅聞

一種用于減少渦輪增壓器的軸的振動的全浮動式軸承具有中心軸線并且包括外表面和內表面。所述外表面被配置成背向中心軸線。所述內表面被配置成面向所述中心軸線并且與所述外表面徑向地間隔開使得所述內表面被配置成布置在所述中心軸線與所述外表面之間。孔口被限定在所述外表面與所述內表面之間并且被配置成用于允許潤滑劑在外表面與內表面之間流動。所述內表面具有表面輪廓，所述表面輪廓用于減少渦輪增壓器的軸的振動。所述表面輪廓是由等式Ro＝Rb+ASin(3θ+Φ)限定的。

技術領域

本發明總體上涉及一種用于渦輪增壓器的全浮動式軸承，并且涉及一種包括所述全浮動式軸承的渦輪增壓器。

背景技術

旋轉機器(例如渦輪增壓器)被用于多種不同應用中，例如機動車輛、重型設備、柴油發動機、馬達、以及類似物。典型的渦輪增壓器包括渦輪機葉輪、聯接至所述渦輪機葉輪且可被其旋轉并且沿軸的軸線延伸的軸、聯接至所述軸并且可被其旋轉的壓縮機葉輪，沿軸的軸線在渦輪機葉輪與壓縮機葉輪之間延伸的軸承殼體，以及圍繞所述軸布置的并且布置在軸承殼體中以便可旋轉地支撐所述軸的全浮動式軸承。可旋轉地支撐所述軸的全浮動式軸承具有中心軸線并且包括面向所述軸的內表面。所述內表面具有圓形的表面輪廓。

在渦輪增壓器的運轉期間，潤滑劑經由由全浮動式軸承限定的一個或多個孔口被送至全浮動式軸承的內表面和軸，從而導致潤滑內表面和軸。內表面和軸的潤滑允許全浮動式軸承可旋轉地支撐所述軸，同時減小全浮動式軸承和軸的摩擦磨損。然而，在常規渦輪增壓器中，全浮動式軸承的圓形的表面輪廓導致在渦輪增壓器的運轉期間軸的次同步振動。尤其是當渦輪增壓器被用于機動車輛應用中時這種軸的次同步振動是不希望的，這是由于在渦輪增壓器的運轉期間所產生的合成噪音。這種次同步振動還可以導致渦輪增壓器的多個不同部件的永久失效，由此減少了渦輪增壓器的壽命。

此外，因為與生產非圓形的表面輪廓有關制造成本的提高，試圖設計用于機動車輛應用的具有非圓形的表面輪廓的全浮動式軸承已經是不成功的。

這樣，仍需要提供一種改善的全浮動式軸承。

發明內容

渦輪增壓器將經壓縮的空氣輸送到內燃發動機中并且接收來自內燃發動機的排氣。渦輪增壓器包括渦輪機葉輪、聯接至渦輪機葉輪并且可以被其旋轉的軸(其中所述軸沿軸的軸線延伸)、以及聯接至軸并且可被所述軸旋轉以用于將經壓縮的空氣輸送到內燃發動機的壓縮機葉輪。渦輪增壓器還包括軸承殼體，所述軸承殼體沿所述渦輪機葉輪與所述壓縮機葉輪之間的軸的軸線延伸，其中所述軸承殼體限定了軸承殼體內部，并且其中所述軸承殼體圍繞所述軸布置，使得所述軸至少部分地布置在所述軸承殼體內部中。渦輪增壓器進一步包括全浮動式軸承，所述全浮動式軸承圍繞所述軸布置并且布置在所述軸承殼體內部中，其中所述全浮動式軸承具有中心軸線。全浮動式軸承包括背離中心軸線面向軸承殼體的外表面，以及面向軸并且相對于中心軸線與外表面徑向地間隔開的內表面，使得內表面被布置在中心軸線與外表面之間。全浮動式軸承限定在外表面與內表面之間的孔口，所述孔口被配置成用于允許潤滑劑在外表面與內表面之間流動。內表面具有表面輪廓，所述表面輪廓用于減少軸的振動。表面輪廓是由等式Ro＝Rb+ASin(3θ+Φ)限定的，在所述等式中，Ro是針對給定的角度θ從中心軸線到內表面的距離，Rb是從中心軸線到內表面的平均距離，A是與最大值Ro和Rb之間的差值，θ是相對于從中心軸線垂直延伸穿過孔口的參考線、圍繞中心軸線的從0到2π的弧度，并且Φ是從0到2π弧度的相位偏移。

相應地，具有由等式Ro＝Rb+ASin(3θ+Φ)限定的表面輪廓的全浮動式軸承減少了軸的振動，這改善了渦輪增壓器的NVH(即，噪音、振動、和聲振粗糙度)特征，尤其是當渦輪增壓器被用于機動車輛應用中時。此外，當與具有圓形的表面輪廓的常規全浮動式軸承相比時，具有由等式Ro＝Rb+ASin(3θ+Φ)限定的表面輪廓的全浮動式軸承可以以適合于機動車輛應用的規模來制造而沒有顯著的提高成本。

附圖說明