涡轮增压器轴承阻尼器组件制造技术

本发明专利技术涉及一种涡轮增压器轴承阻尼器组件，更具体地涉及一种涡轮增压器系统，该系统可以包括：包括至少部分地由孔壁所限定的孔的壳体；包括外环的滚动元件轴承单元；和至少部分地被设置在外环与孔壁之间的混合元件阻尼器组件，其中该混合元件阻尼器组件包括带突出部的弹簧元件和挤压膜阻尼器元件。

Turbocharger bearing damper assembly

The invention relates to a turbocharger bearing damper component, more specifically relates to a turbocharger system, the system may include a housing including at least partially defined by the hole hole; including rolling element bearing outer ring element; and at least in part by a set of mixing elements between the damper assembly the outer ring and the hole wall, wherein the mixed element damper assembly includes a spring element with a protrusion and squeeze film damper element.

【技术实现步骤摘要】
涡轮增压器轴承阻尼器组件
本文中所公开的主题总体上涉及涡轮增压器组件。
技术介绍
涡轮增压器中间壳体旋转组件（CHRA）可以包括涡轮叶轮和压缩机叶轮，该压缩机叶轮附接到由位于中间壳体的孔中的滚珠轴承组件可旋转支撑的轴。作为一个例子，滚珠轴承组件（例如，或者滚珠轴承盒）可以包括构造成接受轴的外环和内环，其中外环和内环被滚珠所分离。作为一个例子，轴可构造成内环，例如其中滚珠直接地与该轴接触。在涡轮增压器的操作期间可以产生轴向载荷，该轴线载荷将涡轮增压器轴及相关部件朝向涡轮增压器CHRA的压缩机端或涡轮端推挤。随时间的推移，这种载荷会导致滚珠轴承组件的一个或多个表面的磨损，这相应地会导致性能的下降、故障等。附图说明通过参考以下的详细说明并结合附图中所示出的实例，可获得对本文中所描述的各种方法、装置、组件、系统、布置等及其等同物的更全面的了解，在附图中：图1是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的图示；图2是涡轮增压器组件的一个实例的剖视图；图3是组件的一个实例的分解透视图；图4是图3的组件的一部分的分解透视图；图5是突出部的实例的一系列的透视图；图6是图3的组件的透视图及轴承壳体组件的一部分的端视图；图7是图6的组件的端视图；图8是图6的组件的剖视图；图9是图3的组件的分解平面视图；图10是系统的一个实例的视图；图11是图10的系统的剖视图；图12是图10的系统的一部分的一系列的剖视图；图13是图6的组件的剖视图，该剖视图图示说明了润滑剂通道的各实例。具体实施方式在涡轮增压器的操作期间，滚珠轴承组件可接触到不平衡力、推力等。这种力可以导致滚珠轴承组件的一个或多个表面发生磨损，这相应地会降低性能、导致故障等。可在涡轮增压器的各部件上执行目的是使不平衡最小化的一个或多个平衡过程。例如，可利用低转速过程使各单独部件平衡，同时可利用较高转速过程使各组件（例如，中间壳体旋转组件或CHRA）平衡。然而，在涡轮增压器的使用寿命中，各种现象会导致不平衡（例如，磨损、焦化等）。关于推力，可在操作瞬态（例如需求的变化、可变几何涡轮单元或压缩机单元的几何形状的变化，等）期间产生这些力。操作瞬态可产生轴向推力，当滚珠轴承组件中的各部件靠近到一起时该推力加速磨损，例如将在这种部件之间的润滑剂膜挤出或者使该润滑剂膜的厚度变薄。就大多数类型的机械装置而言，制造商会建议基于例如使用时间对涡轮增压器或者其中的一个或多个部件实施检查、维修、更换等。然而，有时即使这种建议已被采纳涡轮增压器也会发生故障。涡轮增压器的意外故障会导致依赖于涡轮增压器的设备的意外的停机时间，这会导致相关的费用。作为一个例子，轴承组件可形成润滑剂膜，该润滑剂膜可起挤压膜或挤压膜阻尼器（SFD）的作用。挤压膜阻尼器可提供在涡轮增压器中的粘性阻尼。作为一个例子，挤压膜阻尼器可提供结构隔离、减小由于不平衡所导致转子转动的振幅、协助抑制转子动力学不稳定性，等。在操作期间，流体动力学挤压膜的压力可以施加反作用力，该反作用力可以有助于减弱所传递的力并且减小部件的振幅。就一个特定用途而言，可形成目的在于提供期望量的阻尼的一个或多个SFD。阻尼可被确定为大的阻尼，例如其中SFD充当对转子轴承系统的刚性约束（例如，被传递输至支撑结构的力），或者确定为轻的，例如其中SFD可允许具有可能的次同步运动的振动的振幅。作为一个例子，SFD的特征在于是软的，例如其中SFD允许在支架位置的运动（例如，关于一个或多个感兴趣的振动模式）。SFD可用各种参数来表征，例如阻尼器几何（例如，长度、直径和间隙）、运转速度和流体物性（例如，密度和粘度）。会影响SFD性能的一些因素可以包括运动学（例如，与转子系统和作用力有关联）、润滑剂的等级/用于获得充分的流量和冷却的流体输配压力、供给和端部密封机构、流体惯性效应，等。作为一个例子，可利用数学阻尼模型给SFD建模。这种模型可包括与各元件相关的方程。例如，SFD可被建模为粘性元件，例如阻尼器。阻尼可被描述为影响一个振动系统，从而减小、限制、和/或防止振动。系统可具有阻尼的特征，例如考虑过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、或者无阻尼。作为一个例子，系统可被建模为具有质量m和弹簧常数k的质量-弹簧阻尼器系统、及具有阻尼系数c的粘滞阻尼器。这种系统可经受振动力和/或阻尼力。作为一个例子，组件可以包括是弹簧或者起弹簧作用的各种元件。例如，元件可用一个或多个弹簧系数（例如，k或K）来表征。作为一个例子，组件可构造成形成一个或多个间隙，润滑剂可流动进入该间隙中，从而例如形成粘性元件。作为一个例子，组件可以包括可用参数K来表征的多个带突出部弹簧。例如，考虑用KA表征的第一类型的带突出部弹簧、和用KB表征的第二类型的突出部弹簧。在该实例中，参数CA可与通过一个或多个SFD而实现的阻尼相关。数学模型可包括用参数KA所表征的弹簧元件、和用参数KB和CA所表征的串联布置的一组平行的元件（例如，弹簧和阻尼器）。作为一个例子，弹簧可用若干突出部、一个或多个长度、一个或多个宽度、一个或多个厚度、一种或多种制造材料、一个或多个直径、质量等来表征。作为一个例子，弹簧可与一个或多个其它部件协作，从而例如至少部分地限定一个或多个间隙，该间隙可以是用于膜形成（例如，（一个或多个）SFD）的润滑剂间隙。作为一个例子，组件可被设置在壳体的孔内，并且被配合到一个或多个滚动元件轴承单元的外环。在该例子中，壳体可以是涡轮增压器的一部分，例如涡轮增压器的中间壳体或轴承壳体。作为一个例子，轴可至少部分地由一个组件所支撑，该组件包括弹簧并且构成SFD。在该实例中，可将轴可配合到一个或多个滚动元件轴承单元的一个或多个内环。这种轴可以是“轴与叶轮组件”（SWA）的一部分，其中叶轮是涡轮叶轮（例如，焊接到轴）并且其中可经由轴的自由端来安装压缩机叶轮。作为一个例子，组件可构造成允许改变轴承壳体（例如涡轮增压器的中间壳体）的设计。例如，包括一个或多个弹簧（例如，弹簧元件）的组件可以减少置于孔壁、一部分孔壁上的结构性需求等的方式来分布力。在轴承壳体被铸造（例如，金属或合金）有一个或多个孔壁的情况下，可任选地实现轴承壳体的质量减小，其中组件可以有效地分布力。下面，对涡轮增压发动机系统的一个实例进行描述，然后对部件、组件、方法的各种实例等进行描述。涡轮增压器常常是用于增加内燃发动机的输出。参照图1，作为一个例子，系统100可以包括内燃发动机110和涡轮增压器120。如图1中所示，系统100可以是车辆101的一部分，其中系统100被设置在发动机舱中并且连接到排气导管103，该排气导管103将排气引导至排气出口109（例如位于乘客舱105后面）。在图1的实例中，可设置处理单元107，用于对排气进行处理（例如，通过分子的催化转化而减少排放，等）。如图1中所示，内燃发动机110包括发动机组118，该发动机组118容纳可操作地驱动轴112（例如，通过活塞）的一个或多个燃烧室。如图1中所示，进气口114提供用于空气流动到发动机组118的流路，同时排气口116提供用于来自发动机组118的排气的流路。涡轮增压器120的作用是从排气中汲取能量并且给进气提供能量，该进气可与燃料混合而形成燃烧气体。如图1中所示，涡轮增压器120包括空气进口134、轴12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压器系统，其包括：包括至少部分地由孔壁所限定的孔的壳体；包括外环的滚动元件轴承单元；和至少部分地设置在所述外环和所述孔壁之间的混合元件阻尼器组件，其中所述混合元件阻尼器组件包括带突出部的弹簧元件和挤压膜阻尼器元件。

【技术特征摘要】
2015.08.30 US 14/8400111.一种涡轮增压器系统，其包括：包括至少部分地由孔壁所限定的孔的壳体；包括外环的滚动元件轴承单元；和至少部分地设置在所述外环和所述孔壁之间的混合元件阻尼器组件，其中所述混合元件阻尼器组件包括带突出部的弹簧元件和挤压膜阻尼器元件。2.如权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，所述带突出部的弹簧元件包括径向地向内延伸的突出部。3.如权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，所述带突出部的弹簧元件包括径向地向外延伸的突出部。4.如权利要求3所述的涡轮增压器系统，其中，所述带突出部的弹簧元件包括径向地向内延伸的突出部。5.如权利要求2所述的涡轮增压器系统，其中，所述挤压膜阻尼器元件被至少部分地径向地设置在所述径向地向内延伸的突出部与所述外环之间。6.如权利要求3所述的涡轮增压器系统，其中，所述径向地向外延伸的突出部与所述孔壁接触。7.如权利要求1所述的涡轮增压器系统，包括至少两个带突出部的弹簧元件。8.如权利要求7所述的涡轮增压器系统，其中，所述两个带突出部的弹簧元件的至少两个的径向地向内延伸的突出部的突出部形状不同。9.如权利要求1所述的涡轮增压器系统，其中，所述挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：TD巴伯，T欣德尔，K吉卡，P塔尔伯特，K杨，TS戴维斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US