涡轮增压器止推轴承装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于涡轮增压器技术领域，涉及一种涡轮增压器止推轴承装置，包括安装于增压器中间壳上的止推轴承，止推轴承的轴向两侧分别形成止推面；增压器中间壳的旋转轴上对应于止推轴承的轴向两端分别设置第一止推环、第二止推环，第一止推环、第二止推环分别与相应的止推面滑动接触，且第一止推环、第二止推环与旋转轴同步转动；止推轴承的止推面由多个油槽分隔为若干个扇形部，每个扇形部均包括相接的油楔面部与平面部，止推轴承设置挡油环，扇形部置于挡油环内。本发明专利技术通过控制挡油宽度，并结合径向高度差设置，在抑制机油流量从而改善油膜厚度及止推轴承承载能力的基础上，减小机械损失，并有效控制高推力工况下的润滑油温度提升。

Turbocharger Thrust Bearing Device

【技术实现步骤摘要】
涡轮增压器止推轴承装置
本专利技术属于涡轮增压器
，涉及一种涡轮增压器止推轴承装置。
技术介绍
止推轴承在涡轮增压器运行中承担承载轴向推力的作用。通常情况下，增压器止推轴承采用楔形面结构，与轴承两侧固定于增压器旋转轴上的止推环面共同构成油膜间隙，在润滑油膜的作用下达到止推目的。在增压器运行，特别是高速旋转过程中，供给到止推轴承的润滑油随旋转的止推环面流动，并在离心力作用下向径向外侧流出。专利文献US6024495中记载了在止推轴承止推面外周侧设置高于楔形面的挡油环面，从而减少润滑油径向流出量，该挡油环在对应油槽位置开有与轴承外侧相通的径向沟槽。专利文献US7470064B2中记载了在US6024495公开的方案的挡油环加径向沟槽设计基础上，将止推轴承楔形面沿径向位置由内向外逐渐升高，使楔形面在内周侧高度不变的条件下，外周侧与挡油环接触位置的高度和挡油环平齐，以改善原设计在接近挡油环位置间隙骤然减小，应力与机械损失增加，引起高推力工况下润滑油温度过高并最终导致系统失效的问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种涡轮增压器止推轴承装置，该止推轴承装置在抑制机油流量从而改善油膜厚度及止推轴承承载能力的基础上，同时减小机械损失，并有效控制高推力工况下的润滑油温度提升，避免失效。按照本专利技术的技术方案：一种涡轮增压器止推轴承装置，其特征在于：包括安装于增压器中间壳上的止推轴承，止推轴承的轴向两侧分别形成止推面；增压器中间壳的旋转轴上对应于所述止推轴承的轴向两端分别设置第一止推环、第二止推环，所述第一止推环、第二止推环分别与相应的止推面滑动接触，且第一止推环、第二止推环与旋转轴同步转动；所述止推轴承的止推面由多个径向延伸的油槽分隔为若干个扇形部，每个扇形部均包括相接的油楔面部与平面部，所述止推轴承至少一侧止推面设置挡油环，扇形部置于挡油环内。作为本专利技术的进一步改进，所述增压器中间壳上设置油路以向止推轴承提供润滑油。作为本专利技术的进一步改进，所述止推轴承至少在设有挡油环的止推面形成的扇形部的表面沿径向由内向外的轴向长度依次递减，形成倾斜的楔形面。作为本专利技术的进一步改进，所述平面部的径向外端平面与挡油环的内壁对齐相接，挡油环与油楔面部的相接处形成台阶。作为本专利技术的进一步改进，所述止推轴承的两个止推面均设置有挡油环。作为本专利技术的进一步改进，所述挡油环与第一止推环或第二止推环之间形成滑动接触面。作为本专利技术的进一步改进，所述滑动接触面的径向宽度不超过2mm。本专利技术的技术效果在于：本专利技术提供的止推轴承技术方案，通过控制挡油宽度，并结合径向高度差设置，在抑制机油流量从而改善油膜厚度及止推轴承承载能力的基础上，减小机械损失，并有效控制高推力工况下的润滑油温度提升，提高产品可靠性。附图说明图1为本专利技术所涉止推轴承装置的结构示意图。图2为图1中止推轴承的止推面结构示意图。图3为图2中转子平行状态沿A-A’展开部分截面及与止推环相对位置示意图。图4为图2中转子倾斜状态沿A-A’展开部分截面及与止推环相对位置示意图。图5为图2中转子平行状态沿B-B’展开部分截面及与止推环相对位置示意图。图6为图2中转子倾斜状态沿B-B’展开部分截面及与止推环相对位置示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。图1~6中，包括止推轴承1、增压器中间壳2、第一止推环3、第二止推环4、油路5、旋转轴6、平面部7、油楔面部8、油槽9、挡油环10、滑动接触面11等。如图1~6所示，本专利技术是一种涡轮增压器止推轴承装置，包括安装于增压器中间壳2上的止推轴承1，止推轴承1的轴向两侧分别形成止推面；增压器中间壳2的旋转轴6上对应于所述止推轴承1的轴向两端分别设置第一止推环3、第二止推环4，所述第一止推环3、第二止推环4分别与相应的止推面滑动接触，且第一止推环3、第二止推环4与旋转轴6同步转动；所述止推轴承1的止推面由多个径向延伸的油槽9分隔为若干个扇形部，每个扇形部均包括相接的油楔面部8与平面部7，所述止推轴承1至少一侧止推面设置挡油环10，扇形部置于挡油环10内。增压器中间壳2上设置油路5以向止推轴承1提供润滑油。止推轴承1至少在设有挡油环10的止推面形成的扇形部的表面沿径向由内向外的轴向长度依次递减，形成倾斜的楔形面。平面部7的径向外端平面与挡油环10的内壁对齐相接，挡油环10与油楔面部8的相接处形成台阶，可以理解的是，挡油环10的表面高出油楔面部8相接处的表面。止推轴承1的两个止推面均设置有挡油环10，可以理解的是，当止推轴承1的两个止推面均设置有挡油环10时，两个挡油环10的径向位置可以不同。挡油环10与第一止推环3或第二止推环4之间形成滑动接触面11。上述挡油环10为360度结构。研究表明挡油环与相应止推环之间滑动接触面的宽度，以下称所述接触面径向单边宽度为挡油宽度，为实现所需功能的关键参数。挡油环10大小固定的情况下，挡油宽度从零开始有一定增加时，由于润滑油流出量得到抑制，整体压力分布得到改善，楔形面有效止推面积增加，从而使止推轴承系统的承载能力和机械效率均显著提升。然而在挡油宽度增大到某一程度之后，由于油楔面部8的面积的相对损失，止推系统承载能力和机械效率反而表现为下降，以通常增压器止推轴承的尺寸等级而言，2mm以上的挡油宽度基本已不带来承载能力上的提升。为此，滑动接触面11的径向宽度不超过2mm。另一方面，为了控制温度润滑油局部油膜温度的上升，除了将挡油宽度限制在有效范围内之外，将止推轴承1的扇形面沿径向方向从内向外高度适当降低，保证挡油环与止推环之间的相对运行间隙，可以平衡挡油功能与产品安全要求，进一步提高止推系统对于严苛工况的包容性。此外，由于径向高度差的存在，外侧间隙增加，挡油环10上不再需要径向沟槽，减少加工成本。如图3、4所示，在转子平行状态，对于由以上实施方式规定的止推轴承结构，从内径（A’、B’侧）到外径（A、B侧）间隙逐渐增大，从而防止转子倾斜状态下第一止推环3或第一止推环4与外侧挡油环10之间间隙过小导致局部温度过高，油膜破坏甚至失效的问题。进一步地，图4所示从油楔面部8到挡油环10剖面呈现间隙向外径方向增加直至挡油环10位置再减小的过程，从内外两侧共同平衡整个油楔面上的压力分布，增加有效承载面积，提高同等间隙情况下止推系统的承载能力，并减小机械损失。本专利技术产品能够有效满足增压器高速高负荷的应用需求，相对与现有技术，能够实现止推轴承在同等空间与成本控制下更高的承载能力，并能满足可靠性及其他性能需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮增压器止推轴承装置，其特征在于：包括安装于增压器中间壳（2）上的止推轴承（1），止推轴承（1）的轴向两侧分别形成止推面；增压器中间壳（2）的旋转轴（6）上对应于所述止推轴承（1）的轴向两端分别设置第一止推环（3）、第二止推环（4），所述第一止推环（3）、第二止推环（4）分别与相应的止推面滑动接触，且第一止推环（3）、第二止推环（4）与旋转轴（6）同步转动；所述止推轴承（1）的止推面由多个径向延伸的油槽（9）分隔为若干个扇形部，每个扇形部均包括相接的油楔面部（8）与平面部（7），所述止推轴承（1）至少一侧止推面设置挡油环（10），扇形部置于挡油环（10）内。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器止推轴承装置，其特征在于：包括安装于增压器中间壳（2）上的止推轴承（1），止推轴承（1）的轴向两侧分别形成止推面；增压器中间壳（2）的旋转轴（6）上对应于所述止推轴承（1）的轴向两端分别设置第一止推环（3）、第二止推环（4），所述第一止推环（3）、第二止推环（4）分别与相应的止推面滑动接触，且第一止推环（3）、第二止推环（4）与旋转轴（6）同步转动；所述止推轴承（1）的止推面由多个径向延伸的油槽（9）分隔为若干个扇形部，每个扇形部均包括相接的油楔面部（8）与平面部（7），所述止推轴承（1）至少一侧止推面设置挡油环（10），扇形部置于挡油环（10）内。2.如权利要求1所述的涡轮增压器止推轴承装置，其特征在于：所述增压器中间壳（2）上设置油路（5）以向止推轴承（1）提供润滑油。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆圯，田亮，詹姆斯·凯利，
申请(专利权)人：无锡康明斯涡轮增压技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32