[發明專利]鋁合金制浮動金屬軸承

在審

• 申請號: 201880002945.3
• 申請日: 2018-08-12
• 公開（公告）號: CN110337501A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 中村彰太郎
• 申請（專利權）人: 株式會社中村制作所
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;F02B39/00;F16C17/02;F16C33/12
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 崔迎賓;李雪春

本發明提供鋁合金制浮動金屬軸承。為了解決使軸承損失減輕這一問題，而利用比重小的鋁來實現軸承的輕量化，提高旋轉的追隨性，并且使渦輪延遲減少，實現自激振動的抑制和由雜音產生的噪聲的降低?；瑒虞S承的原料設為鋁合金制，該鋁合金以重量比計由硅(Si)、鐵(Fe)、銅(Cu)、錳(Mn)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、其他各成分的合計及除此以外的剩余部分為鋁(Al)組成，并且采用了在進氣側和排氣側兩側的浮動金屬軸承的成為承接部的軸承殼體上分別單獨進行軸支承的結構。

技術領域

本發明涉及滑動軸承，詳細而言，涉及使汽車用的排氣渦輪式渦輪增壓器的渦輪軸的軸承以輕量的鋁合金為原料的浮動金屬軸承技術。

背景技術

汽車用排氣渦輪式渦輪增壓器是根據飛機技術而轉用作汽車的內燃機中使用的增壓裝置的技術，其中，飛機技術提高空氣的密度而向燃燒室輸送更多的氧，從而即使在大氣層中也能夠實現氧濃度低的高度的飛行。就汽車用排氣渦輪式渦輪增壓器而言，從開發最初直至現在為止的期間經歷很多變遷才達到現在的程度，開發最初的目的為輸出的提高，在1973年最初在汽車上搭載了排氣渦輪式渦輪增壓器的BMW公司的2002渦輪發揮出約30％的輸出提高效果而出現，在日本，之后，存在與DOHC(雙頂置凸輪軸)的組合、基于中間冷卻器的進一步的高輸出化、渦輪葉片的陶瓷化、渦輪軸采用滾珠軸承等的汽車制造商展開高輸出競爭的時代背景。

這樣，與排氣渦輪式渦輪增壓器相關的技術逐漸提高，近年來的需求將目光指向化石燃料枯竭化的避免、廢氣對環境的影響、環境負荷降低，適合于以歐洲為中心的小型柴油發動機、在日本推行的小排氣量汽油發動機、能夠從低轉速區域增壓的排氣渦輪式渦輪增壓器的開發成為當務之急。

通常，排氣渦輪式渦輪增壓器利用從內燃機排出的廢氣作為動力，因此排氣側葉輪被暴露于超過800℃的超高溫的燃燒氣體中，軸承也會因來自這種廢氣的傳熱而溫度上升，溫度上升和溫度下降進行反復等，溫度變化也激烈，另外，為了能夠耐受必須耐受達到20萬轉的程度的超高速旋轉這樣的始終嚴苛的環境，需要對其原料的選擇進行充分的研究。

進而，滑動軸承的加減速時的摩擦阻力大，從打開油門到進氣壓上升為止的增壓的追隨性比滾珠軸承差，因此，有時產生增壓時滯的問題、因過度踩踏油門而引起的燃耗降低。需要說明的是，在要求追隨性能的一部分競技車輛等中，有時也使用由接觸導致的軸承損失低的滾珠軸承，但是具有以繞渦輪軸的旋轉體的慣性矩增加為起因的振動或者成本方面的問題。

另外，渦輪軸通常多在進氣側和排氣側的外側或者內側這兩處由浮動型的軸承或者滾珠型的軸承進行軸支承，但是這兩個軸承必須加工成相對于軸芯不產生偏離。如果這種加工精度產生偏差，則成為振動或者噪聲的原因。因此，在一部分的排氣渦輪式渦輪增壓器中，出現了將兩個滾珠軸承一體化后設置于軸承殼體的軸承部的結構。根據上述結構，可認為軸芯不會晃動而能實現振動的抑制。然而，在滾珠軸承中，出現在繞軸的旋轉體產生的慣性矩增大，產生自激振動這樣的問題，以此為原因而產生噪聲這樣的問題尚未得到解決。

需要說明的是，一直以來，為了解決上述的問題，除本發明人以外也提出了各種技術方案。例如，公開了發明名稱為“渦輪增壓器”的技術(參照專利文獻1)。具體而言，公開了“一種渦輪增壓器，其具備：將渦輪增壓器與壓縮機連結的軸；具有將上述軸支承為能夠轉動的軸承部的軸承殼體；夾裝于上述軸與上述軸承部之間的滑動軸承，其中，上述軸承部由鋁系材料形成，上述軸由鋼鐵材料形成，上述滑動軸承由銅系材料形成?！保蔀楣夹g。然而，專利文獻1所記載的技術并未解決作為本發明的課題的使用鋁合金制所帶來的輕量化。