[發明專利]一種應用于渦輪增壓器的壓力自供給氣體靜壓徑向滑動軸承

在審

• 申請號: 201910340422.6
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110043561A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 裴世源;李超;南凱剛;徐華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F02B37/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種應用于渦輪增壓器的壓力自供給氣體靜壓徑向滑動軸承，該渦輪增壓器包括具有中空腔體且兩端開口的中間體，以及套裝在中間體內且兩端均伸出至中間體外的轉子，轉子的一端安裝有壓氣機葉輪，另一端安裝有渦輪機葉輪，靠近安裝壓氣機葉輪的中間體一端端面上安裝有壓氣機殼體，靠近安裝渦輪機葉輪的中間體另一端端面上安裝有渦輪機殼體，轉子與中間體之間套裝有氣體靜壓徑向滑動軸承；其中，壓氣機殼體的高壓腔上開設有出氣口，該出氣口通過單向閥以及開設在中間體上的進氣通道與氣體靜壓徑向滑動軸承的進氣口連通。本發明利用壓縮機產生的高壓氣體作為靜壓軸承的高壓氣源，壓縮介質同時也是軸承的潤滑介質。

技術領域

本發明屬于機械設計與滑動軸承領域，具體涉及一種應用于渦輪增壓器的壓力自供給氣體靜壓徑向滑動軸承。

背景技術

渦輪增壓器是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量，利用發動機排出的高壓廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的增壓器的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。由于其顯著提高能量利用率，渦輪增壓器廣泛應用于流程化工、車載運輸等多個領域。軸承是渦輪增壓器的關鍵零部件之一，其性能直接影響著整機可靠性和經濟性。目前常用于渦輪增壓器軸承有浮環軸承、滾動軸承、箔片軸承等。浮環軸承廣泛應用于乘用車增壓器，具有易加工、經濟性佳等優勢，但也存在工作溫度高、潤滑油容易炭化、摩擦功耗大、效率低、易泄露等問題。滾動軸承常應用于在中低速增壓器，在高速下容易發生疲勞失效，壽命短；箔片軸承目前多應用于高速輕載增壓器，具有功耗小、無油污污染、溫升低等優點，但也存在起飛轉速高、瞬間溫升大，多次啟停磨損嚴重等問題。

采用氣體靜壓軸承支撐增壓器轉子是一種很有潛力的支撐方案，具有無磨損、精度高、無需密封等優點，但傳統氣體靜壓軸承需要配備復雜昂貴的高壓氣源和管路閥門等附件，增加了系統結構復雜性，限制了其在工程領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供了一種應用于渦輪增壓器的壓力自供給氣體靜壓徑向滑動軸承，其采用氣體靜壓滑動軸承支撐渦輪增壓器轉子，利用壓縮機產生的高壓氣體作為靜壓軸承的高壓氣源，壓縮介質同時也是軸承的潤滑介質，既可繼承傳統靜壓軸承的優勢，又不會引入附加的泵閥管等附件零部件，有望顯著提高軸承和整機的可靠性，為渦輪增壓器軸承的設計提供了一種全新的解決方案。

本發明采用如下技術方案來實現的：

一種應用于渦輪增壓器的壓力自供給氣體靜壓徑向滑動軸承，該渦輪增壓器包括具有中空腔體且兩端開口的中間體，以及套裝在中間體內且兩端均伸出至中間體外的轉子，轉子的一端安裝有壓氣機葉輪，另一端安裝有渦輪機葉輪，靠近安裝壓氣機葉輪的中間體一端端面上安裝有壓氣機殼體，靠近安裝渦輪機葉輪的中間體另一端端面上安裝有渦輪機殼體，轉子與中間體之間套裝有氣體靜壓徑向滑動軸承；其中，

壓氣機殼體的高壓腔上開設有出氣口，該出氣口通過單向閥以及開設在中間體上的進氣通道與氣體靜壓徑向滑動軸承的進氣口連通。

本發明進一步的改進在于，氣體靜壓徑向滑動軸承包括靠近安裝壓氣機葉輪的轉子與中間體之間套裝的第一氣體靜壓徑向滑動軸承，以及靠近安裝壓氣機葉輪的轉子與中間體之間套裝的第二氣體靜壓徑向滑動軸承，壓氣機殼體高壓腔上的出氣口通過單向閥分為兩路，并分別通過開設在中間體上的進氣通道與第一氣體靜壓徑向滑動軸承和第二氣體靜壓徑向滑動軸承的進氣口連通。

本發明進一步的改進在于，氣體靜壓徑向滑動軸承的周向上均勻開設有四個進氣口，每個進氣口處均設置有一個節流器。

本發明進一步的改進在于，單向閥的出口處還連通有蓄能器，蓄能器的出口分為兩路，分別連通至第一氣體靜壓徑向滑動軸承和第二氣體靜壓徑向滑動軸承的進氣口。

本發明進一步的改進在于，第一氣體靜壓徑向滑動軸承和第二氣體靜壓徑向滑動軸承分別通過第一徑向軸承座和第二徑向軸承座和轉子的軸肩軸向定位。