具有推力轴承组件的涡轮增压器制造技术

一种用于涡轮增压器的推力轴承组件包括：第一推力部分，其设置在涡轮增压器的涡轮增压器轴上；第二推力部分，其设置在涡轮增压器轴上并且与第一推力部分轴向间隔开；以及垫圈间隔件，其轴向地设置在涡轮增压器轴上介于第一推力部分与第二推力部分之间。推力轴承组件包括推力轴承，推力轴承轴向地设置在第一推力部分与第二推力部分之间并且围绕垫圈间隔件。推力轴承包括：第一轴承表面，其用于与第一推力部分限定第一间隙；与第一轴承表面相对的第二轴承表面，其用于与第二推力部分限定第二间隙；以及密封件，其朝向垫圈间隔件延伸以与垫圈间隔件限定第三间隙。推力轴承具有流体通道，其延伸到垫圈间隔件以向第一间隙和第二间隙提供流体。推力轴承和垫圈间隔件配合以限定动态密封件以在推力负载施加到推力轴承的第一轴承表面时减少进入第二轴承表面的润滑剂流动。

Turbocharger with thrust bearing assembly

A thrust bearing assembly for turbocharger includes: a first thrust part, which is arranged on the turbocharger shaft of the turbocharger; a second thrust part, which is arranged on the turbocharger shaft and separated axially from the first thrust part; and a washer spacer, which is axially arranged between the first thrust part and the second thrust part of the turbocharger shaft. \u3002 The thrust bearing assembly includes a thrust bearing, which is axially arranged between the first thrust part and the second thrust part and surrounds the washer spacer. Thrust bearings include: a first bearing surface for defining the first clearance with the first thrust part; a second bearing surface opposite the first bearing surface for defining the second clearance with the second thrust part; and a seal that extends toward the gasket spacer to define the third clearance with the gasket spacer. Thrust bearings have fluid passages extending to washer spacers to provide fluid to the first and second clearances. Thrust bearings and gasket spacers are combined to limit dynamic seals to reduce lubricant flow into the second bearing surface when thrust loads are applied to the first bearing surface of the thrust bearing.

【技术实现步骤摘要】
具有推力轴承组件的涡轮增压器
本专利技术总体上涉及涡轮增压器，并且更具体地涉及一种具有带动态密封件的推力轴承组件的涡轮增压器。相关技术的说明已知提供一种用于诸如汽车等车辆的发动机的涡轮增压器。汽车涡轮增压器通常在由轴承壳体中的轴承支撑的公共涡轮增压器轴上包括压缩机叶轮和涡轮叶轮。涡轮增压器的涡轮叶轮从发动机的排气中提取能量，并且所提取的能量被传递到压缩机叶轮。压缩机叶轮增加进入发动机的进气密度，这进而允许在给定的空燃比下燃烧更大量的燃料。结果，发动机产生更多动力。在典型的涡轮增压器操作中，在轴向方向上作用在压缩机叶轮和涡轮叶轮上的力具有不同的大小，并且轴向力使压缩机叶轮的转子抵靠推力轴承的两侧之一移动。该动作减小了推力轴承的负载侧上的间隙和随后的流动，并且增加了空载侧的间隙和随后的流动。这直接反对推力轴承的目标以使流体流动到负载侧，而不会浪费另外的流量和效率到空载区域。因此，希望提供一种具有新推力轴承组件以减少来自空载侧的油流速和阻力损失的涡轮增压器。还希望提供一种具有增加了流体流动和负载侧的负载能力的推力轴承组件的涡轮增压器。进一步希望提供一种具有带动态密封件以帮助防止由于过大的推力轴承流体流动导致的压缩机侧漏油的推力轴承组件的涡轮增压器。因此，本领域需要提供一种具有满足这些要求中的至少一个的推力轴承组件的涡轮增压器。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于涡轮增压器的推力轴承组件，该推力轴承组件包括：第一推力部分，其设置在涡轮增压器的涡轮增压器轴上；第二推力部分，其设置在涡轮增压器轴上并且与第一推力部分轴向间隔开；以及垫圈间隔件，其轴向地设置在涡轮增压器轴上介于第一推力部分与第二推力部分之间。推力轴承组件包括推力轴承，其轴向地设置在第一推力部分与第二推力部分之间并且围绕垫圈间隔件。推力轴承包括：第一轴承表面，其用于与第一推力部分限定第一间隙；与第一轴承表面相对的第二轴承表面，其用于与第二推力部分限定第二间隙；以及密封件，其朝向垫圈间隔件延伸以与垫圈间隔件限定第三间隙。推力轴承具有流体通道，其延伸到垫圈间隔件以向第一间隙和第二间隙提供流体。推力轴承和垫圈间隔件配合以限定动态密封件以在推力负载施加到推力轴承的第一轴承表面时减少进入第二轴承表面的润滑剂流动。本专利技术的一个优点是为具有动态密封件的涡轮增压器提供了新的推力轴承组件。本专利技术的另一个优点是推力轴承组件经由较低的流体流速降低了机械损失。本专利技术的又另一优点是推力轴承组件由于更多的流体流动到负载表面而具有更高的负载能力。本专利技术的再一优点是推力轴承组件降低了压缩机侧流体泄漏的风险。因为在阅读根据结合附图取得的后续描述之后能够更好地理解本专利技术的其它目的、特征和优点，所以将能够容易地明白本专利技术的其它目的、特征和优点。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的涡轮增压器的剖视图。图2是图1的涡轮增压器的一部分的放大视图。图3是根据本专利技术的推力轴承组件的一个实施例的放大剖视图，该推力轴承组件示出在图2的涡轮增压器的部分中。图4是根据本专利技术的图2和3的推力轴承组件的另一个实施例的剖视图。图5是根据本专利技术的图2和3的推力轴承组件的又一实施例的剖视图。图6是根据本专利技术的图2和3的推力轴承组件的再一实施例的剖视图。图7是根据本专利技术的图2和3的推力轴承组件的另一实施例的剖视图。图8是根据本专利技术的图2和3的推力轴承组件的再另一实施例的剖视图，其说明了推力轴承组件的第一操作位置。图9是类似于图8的视图，其说明了推力轴承组件的第二操作位置。具体实施方式现在参考附图，其中除非另有说明，否则相同的附图标记用于指定相同的结构，图1中示出了根据本专利技术的一个实施例的涡轮增压器20。如图1中所说明，涡轮增压器20包括通常用22指示的壳体，该壳体具有涡轮壳体24、轴或轴承壳体26，以及压缩机壳体28。涡轮壳体26具有涡轮排气入口30以从内燃机(未示出)接收排气，以及涡轮排气出口32。压缩机壳体28具有压缩机环境空气入口34以如箭头所指示接收环境空气流和压缩机空气排放出口(未示出)以将压缩空气输送到内燃机。涡轮增压器20还包括设置在涡轮壳体24中的通常用36指示的可旋转涡轮叶轮和设置在压缩机壳体28中的通常用38指示的可旋转压缩机叶轮。涡轮增压器20进一步包括可旋转涡轮增压器轴40，其联接到涡轮叶轮36和压缩机叶轮38并且由轴承壳体26中的轴承旋转地支撑。参考图1和2，涡轮增压器轴40沿纵向轴线A延伸。涡轮叶轮36牢固地固定到涡轮增压器轴40的一端，成为轴和车轮组件，而压缩机叶轮38通过诸如螺纹或螺母等合适机构联接到涡轮增压器轴40的另一端。在所说明的实施例中，涡轮增压器20包括轴承壳盖41和通常上用42表指示的推力轴承组件，该推力轴承组件设置在轴承壳体26中并且在压缩机叶轮38与压缩机侧轴颈轴承43之间的轴向位置处围绕涡轮增压器轴40。推力轴承组件42对涡轮增压器轴40提供轴向支撑。应当明白的是，在Day等人的美国专利申请公开第2017/0067472号中公开了具有推力轴承组件的涡轮增压器的示例，该专利的全部公开内容通过引用明确地并入本文。参考图2和3，在涡轮增压器20的一个实施例中，推力轴承组件42包括抛油环衬套44、通常用46指示的推力垫圈子组件以及推力轴承48。轴承壳体盖41可以牢固地密封到轴承壳体26上，并且与抛油环衬套44配合以密封来自压缩机叶轮38的流体，诸如油，并且防止压缩空气泄漏到轴承壳体26中。抛油环衬套44由轴承壳体盖41围绕，并且在压缩机叶轮38与推力垫圈子组件46之间提供预定的轴向间距。抛油环衬套44是中空圆筒，其限定了接纳涡轮增压器轴40的内部通道。抛油环衬套44例如通过在轴向方向上夹紧在压缩机叶轮38与推力轴承组件42之间固定到涡轮增压器轴40上。在一个实施例中，抛油环衬套44的第一端邻接压缩机叶轮38的轮毂，而抛油环衬套44的相对第二端邻接推力垫圈子组件46。应当明白的是，第二端的外表面包括径向向外突起的凸缘或臂47，其将流体从围绕涡轮增压器轴40的活塞环(未示出)中排出，由此减少了流体泄漏。推力垫圈子组件46将轴的轴向负载传递到推力轴承48。推力垫圈子组件46包括第一推力部分或垫圈50、第二推力部分或垫圈52，以及圆柱形垫圈间隔件54。第一推力垫圈50、第二推力垫圈52以及推力轴承48中的每一个围绕涡轮增压器轴40设置。推力轴承48分别设置在第一推力垫圈50与第二推力垫圈52之间。第一推力垫圈50和第二推力垫圈52中的每一个是薄的，平的或平面的板，其具有中心通孔56和限定圆形轮廓的外围边缘58。每个推力垫圈50、52的一侧限定了向内面60，或“推力面”，其邻接垫圈间隔件54和推力轴承48。每个推力垫圈50、52的与向内面60相对的另一侧限定了向外面62。第一推力垫圈50的向外面62邻接抛油环衬套44，而第二推力垫圈52的向外面62邻接涡轮增压器轴40的肩部64。推力垫圈50和52由诸如钢等金属材料制成。垫圈间隔件54由诸如钢等金属材料形成，并且具有内径，该内径的尺寸被设计成以最小的间隙接纳涡轮增压器轴40。垫圈间隔件54还包括相对轴向端面66、68。垫圈间隔件54插置在第一推力垫圈50与第二推力垫圈52之间，并且用于在第一推力垫圈50与第二推力垫圈52之间保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮增压器的推力轴承组件，其包括：第一推力部分，其设置在所述涡轮增压器的涡轮增压器轴上；第二推力部分，其设置在所述涡轮增压器轴上并且与所述第一推力部分轴向间隔开；垫圈间隔件，其轴向地设置在所述涡轮增压器轴上介于所述第一推力部分与所述第二推力部分之间；以及推力轴承，其轴向地设置在所述第一推力部分与所述第二推力部分之间并且围绕所述垫圈间隔件，所述推力轴承包括：第一轴承表面，其用于与所述第一推力部分限定第一间隙；与所述第一轴承表面相对的第二轴承表面，其用于与所述第二推力部分限定第二间隙；以及密封件，其朝向所述垫圈间隔件延伸以与所述垫圈间隔件限定第三间隙，所述推力轴承具有流体通道，所述流体通道延伸到所述垫圈间隔件以向所述第一间隙和所述第二间隙提供流体，其中所述推力轴承和所述垫圈间隔件配合以限定动态密封件以在推力负载施加到所述推力轴承的所述第一轴承表面时减少进入所述第二轴承表面的润滑剂流动。

【技术特征摘要】
2017.10.12 US 62/5714901.一种用于涡轮增压器的推力轴承组件，其包括：第一推力部分，其设置在所述涡轮增压器的涡轮增压器轴上；第二推力部分，其设置在所述涡轮增压器轴上并且与所述第一推力部分轴向间隔开；垫圈间隔件，其轴向地设置在所述涡轮增压器轴上介于所述第一推力部分与所述第二推力部分之间；以及推力轴承，其轴向地设置在所述第一推力部分与所述第二推力部分之间并且围绕所述垫圈间隔件，所述推力轴承包括：第一轴承表面，其用于与所述第一推力部分限定第一间隙；与所述第一轴承表面相对的第二轴承表面，其用于与所述第二推力部分限定第二间隙；以及密封件，其朝向所述垫圈间隔件延伸以与所述垫圈间隔件限定第三间隙，所述推力轴承具有流体通道，所述流体通道延伸到所述垫圈间隔件以向所述第一间隙和所述第二间隙提供流体，其中所述推力轴承和所述垫圈间隔件配合以限定动态密封件以在推力负载施加到所述推力轴承的所述第一轴承表面时减少进入所述第二轴承表面的润滑剂流动。2.根据权利要求1所述的推力轴承组件，其中所述第一推力部分是第一推力垫圈和抛油环衬套中的任一个。3.根据权利要求2所述的推力轴承组件，其中所述第二推力部分是第二推力垫圈。4.根据权利要求3所述的推力轴承组件，其中所述垫圈间隔件是单独的垫圈间隔件和集成在所述抛油环衬套中的所述垫圈间隔件中的任一个。5.根据权利要求4所述的推力轴承组件，其中所述第一推力垫圈和所述第二推力垫圈中的每一个安装在所述涡轮增压器轴上，并且包括第一面和与所述第一面相对的第二面。6.根据权利要求5所述的推力轴承组件，其中所述垫圈间隔件具有第一端和第二端，所述第一端邻接所述第一推力垫圈的所述第一面，所述第二端邻接所述第二推力垫圈的所述第一面。7.根据权利要求1到6中任一项所述的推力轴承组件，其中所述推力轴承的底表面的径向深度小于所述密封件的径向深度。8.根据权利要求1到6中任一项所述的推力轴承组件，其中所述推力轴承在其底表面上在与所述第二间隙相邻的承载侧上具有倒角表面。9.根据权利要求8所述的推力轴承组件，其中所述垫圈间隔件具有外表面，所述外表面相对于所述涡轮增压器轴的纵向轴线轴向延伸。10.根据权利要求1到6中任一项所述的推力轴承组件，其中所述推力轴承具有底表面，所述底表面相对于所述涡轮增压器轴的纵向轴线轴向延伸。11.根据权利要求10所述的推力轴承组件，其中所述垫圈间隔件具有外表面，所述外表面相对于所述涡轮增压器轴的所述纵向轴线以一定角度轴向延伸。12.根据权利要求1到6中任一项所述的推力轴承组件，其中所述推力轴承在其底表面上在与所述第一间隙相邻的空载侧上具有倒角表面。13.根据权利要求12所述的推力轴承组件，其中所述垫圈间隔件具有外表面，所述外表面相对于所述涡轮增压器轴的纵向轴线轴向延伸，并且所述垫圈间隔件包括与所述推力轴承的所述倒角表面平行的倒角表面。14.一种涡轮增压器，其包括：涡轮叶轮，其用于从内燃机接收排气；涡轮增压器轴，其联接到所述涡轮叶轮并且可由所述涡轮叶轮旋转，所述涡轮增压器轴沿纵向轴线延伸；压缩机叶轮，其联接到所述涡轮增压器轴并且可由所述涡轮增压器轴旋转，用于压缩待输送到所述内燃机的空气；推力轴承组件，其在所述涡轮增压器轴上以对所述涡轮增压器轴提供轴向支撑；并且所述推力轴承组件包括第一推力垫圈和第二推力垫圈以及推力轴承，所述第一推力垫圈和所述第二推力垫圈中的每一个安装在所述涡轮增压器轴上并且包括：第一面和与所述第一面相对的第二面；垫圈间隔件，其轴向地设置在所述涡轮增压器轴上介于所述第一推力垫圈与所述第二推力垫圈之间，所述垫圈间隔件具有邻接所述第一推力垫圈的所述第一面的第一端和与所述第一端相对的第二端，所述第二端邻接所述第二推力垫圈的所述第一面；所述推力轴承轴向地设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·S·阿什顿，C·C·朗埃克，K·R·比斯科夫，J·P·莫谢蒂，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US