[發明專利]具有軸承組件模塊的排氣渦輪增壓器

在審

• 申請號: 201980062495.1
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN112805480A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 弗洛里安·毛雷爾;克里斯蒂安·克賴恩坎普;布魯諾·阿曼
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: F16C17/26
• 分類號: F16C17/26;F01D25/16;F16C19/18;F16C19/54;F16C33/60;F16C35/02;F16C35/077
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝;張鵬

本發明涉及一種排氣渦輪增壓器，該排氣渦輪增壓器包含模塊化的軸承，該軸承設置在壓縮機和渦輪之間并且被設計用于支承軸，其中軸承具有帶有容納空間的軸承殼體，其中軸承組件模塊裝入或可裝入容納空間中并且可以非破壞性地拆出，其中容納空間的尺寸被設計成使得可以選擇性地裝入具有滾動軸承的軸承組件模塊或具有滑動軸承的軸承組件模塊，其中容納空間具有接口，該接口被設計用于與裝入到容納空間中的軸承組件模塊的軸承法蘭接觸，并且其中該接口被設計用于將被引導通過軸承殼體的一個油通道與被引導通過軸承組件模塊的軸承法蘭的一個或多個油通道連接。

技術領域

本發明涉及一種排氣渦輪增壓器，其具有設置在壓縮機和渦輪之間的軸承，排氣渦輪增壓器的軸支承在該軸承中。

背景技術

滑動軸承由于其魯棒性和簡單的結構是工業上最常安裝的軸承。當前，滾動軸承在許多方面都具有優勢。在相同的應用中，軸承摩擦和損失功率僅為滑動軸承的軸承摩擦和損失功率的一小部分。通過小的軸承摩擦，渦輪的瞬態特性可以得到顯著改善(負載吸收)。同樣地，在使用滾動軸承時，用于潤滑和冷卻的油消耗可以減少到對于滑動軸承所需的量的一小部分。

然而，尤其排氣渦輪增壓器通常配備有流體動力的滑動軸承，其根據負載吸收的方向劃分為兩種類型。

這種滑動軸承的第一類型是徑向軸承。徑向軸承、通常每軸兩個，吸收轉動的轉子的徑向力，轉子由主部件(即渦輪葉輪)、軸和壓氣機葉輪構成，并穩定該轉子。在此，每個徑向軸承的兩個不同尺寸的注油的環形間隙分擔穩定和減震的功能。根據實施方案，徑向軸承可以通過軸本身的運動來驅動的方式選擇或旋轉固定。通過徑向軸承吸收的力還包括重力和不平衡力。

這種滑動軸承的第二種類型是軸向軸承。軸向軸承吸收作用于轉子上的剪切應力。作用于轉子上的全局推力通過不同的壓力形成，所述壓力在不同面處主要由壓縮機和渦輪引起。流體動力的軸向軸承的力吸收能力通過潤滑油產生，所述潤滑油通過軸的旋轉被壓入狹窄的楔形的區域中，這引起為推力的反力的壓力構建。

迄今為止，由于各種技術挑戰，具有滾珠支承的轉子的渦輪增壓器只能在少數情況下實現批量生產。對此的實例在于汽車工業中，其中在那里大約2900h(在平均速度70km/h的情況下為200000km)設計運行持續時間明顯低于其他工業領域，例如采礦、金屬工業、機械工業或能源工業。如果需要超過公路交通中常規設計的車輛的運行時間，則必須對機器進行常規維修工作，即例如檢查、清潔和更換替換件。為此，拆卸相應的排氣渦輪增壓器并且在執行維修工作之后再次組裝。與此不同，在汽車工業中使用的排氣渦輪增壓器運行直至造成損壞，并且然后完整地更換。與之相應地，不設有拆卸和翻新磨損部件。

由于巨大的價格壓力，汽車領域中的渦輪增壓器由盡可能少的部件構成，這節省采購成本和組裝時的周轉時間。模塊化系統很少使用，因為每個構件都針對具體應用便宜地設計并且以高的件數制造。在其他工業分支中，與之相對需要高的靈活性。對于例如能源工業中的渦輪增壓器，需要在用于轉子以及定子的壓縮機和渦輪側上的熱力學的適應材料、不同的空氣進入和離開殼體，用于水和油接口的各種選項等等。

當前，到目前為止，不存在在相同的渦輪增壓器中更換軸承類型的靈活性。到目前為止已知的滾珠支承和滑動支承的渦輪增壓器的設計顯著不同。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單構成的且魯棒的排氣渦輪增壓器，其靈活性得以提高。

該目的通過一種排氣渦輪增壓器來實現，該排氣渦輪增壓器包含模塊化軸承，該軸承設置在壓縮機和渦輪之間并且被設計用于支承軸，其中軸承具有帶有容納空間的軸承殼體，其中軸承組件模塊裝入或可裝入容納空間中并且能夠非破壞性地拆出，其中容納空間的尺寸被設計成使得能夠選擇性地裝入具有滾動軸承的軸承組件模塊或具有滑動軸承的軸承組件模塊，其中容納空間具有接口，該接口被設計用于與裝入到容納空間中的軸承組件模塊的軸承法蘭接觸，并且其中接口被設計用于將被引導通過軸承殼體的一個油通道與被引導通過軸承組件模塊的軸承法蘭的一個或多個油通道連接。