具有轴承部件的集成的废气涡轮增压器制造技术

本发明专利技术涉及废气涡轮增压器（1），所述废气涡轮增压器（1）具有压缩机轮（2）、涡轮机（3）和轴（4），所述轴（4）使压缩机轮（2）和涡轮机（3）可旋转地相互连接，其中，轴（4）借助于用于吸收轴向力的轴承（5）而被安装，其中，在轴（4）上布置一体式推力环（6），所述推力环（6）将轴（4）与轴承（5）间接连接，并且被设计用于在推力方向（S）以及也在与推力方向相反的反推力方向（GS）两者上传递作用在轴（4）上的轴向力。

【技术实现步骤摘要】
具有轴承部件的集成的废气涡轮增压器
本专利技术涉及废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器具有压缩机轮、涡轮机和轴，所述轴使压缩机轮和涡轮机可旋转地相互连接。
技术介绍
废气涡轮增压器的轴承被设计为在两个方向上吸收旋转部件的轴向推力。将力引入到轴承壳体或定子中借助于具体地被提供用于此目的的部件（推力轴承）而实现。在废气涡轮增压器的转子上，需要用于力传递的两个部件（推力环和反推力环），以便在一方面能够安装转子，并且在另一方面能够同时在两个方向上吸收轴向力或将其引导到推力轴承中。此布置中的缺点在于，两个推力环以及还因此其它部件具有相对大的径向和轴向范围，因此，对于废气涡轮增压器需要大安装空间。此外，这导致废气涡轮增压器的冷却和润滑高度复杂和昂贵。因此，本专利技术的目的是提供废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器要求减小的安装空间，具有减小的重量，并且最优化部件的冷却和润滑。
技术实现思路
此目的通过根据专利权利要求1的特征组合而解决。根据本专利技术，提出了废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器具有压缩机轮、涡轮机和轴，所述轴使压缩机轮和涡轮机可旋转地相互连接。轴借助于用于吸收轴向力的轴承而被安装。此外，在轴上布置了一体式推力环，所述推力环将轴与轴承间接连接，并且被设计用于在推力方向以及也在与推力方向相反的反推力方向两者上传递作用在轴上的轴向力。与现有技术相比，轴向力不经由两个转子部件而被引入到轴承中，但是力引入通过一体式部件（推力环）的方式而实现，借助于所述一体式部件，在推力方向和反推力方向上的力被引导到定子部件中。由于改变的布置，因此轴承功能可利用在径向范围中更小的更少部件而实现。此外，为了减少的径向范围，提供了用于排油和冷却的更多安装空间。这改进了冷却作用，因为在压缩机轮和涡轮机转子后方的相关区域中存在有更多的冷却区域。除此之外，由于获得了安装空间，因此对于铸造轴承壳体的更稳定的核心的使用是可能的。在有利的实施例形式中，提供的是，推力环包括推力表面，用于在推力方向上吸收轴向力，所述推力表面位于抵靠轴承，使得在压缩机轮的方向上的轴向力由轴承吸收。此外，推力环包括反推力表面，用于在反推力方向上吸收轴向力，所述反推力表面位于抵靠轴承，使得在涡轮机的方向上的轴向力由轴承吸收。由于此布置，主推力轴承在压缩机轮的方向上迁移。因此，轴的刚度增加，因为在一方面，轴肩部可在压缩机轮的方向上移动更远，并且因此，轴的更长部分具有肩部的大直径。在另一方面，转子的小零件的数量可减少，并且剩余的小零件可在纵向范围中被设计得更短。此外，可能将轴承的楔形表面（尤其是相对于推力轴承的反推力表面）集成在转子部件或推力环中。楔形表面通常磨损，这是为什么其在使用中附加地具有其优点，因为磨损零件被布置在废气涡轮增压器的更成本有效的部件上。在本专利技术的示例性实施例中，提供的是，轴承由定子的轴承壳体和轴承主体形成。其中的优点是，由于小转子零件的零件数量更少，因此紧固力矩可更好地被限定，并且在废气涡轮增压器的部件的设计中必须应用更低的扩展。优选地，废气涡轮增压器被设计为使得在轴承主体中集成了推力轴承，所述推力轴承与推力环接触，并且被设计用于在压缩机轮的方向上吸收轴向力。通过集成的推力轴承，轴承壳体具有比轴承主体和推力轴承的先前组合更紧凑的径向范围，例如，相对于连接元件或必要的剩余壁厚度。因此，废气涡轮增压器的内部区域中的部件重量在刚度增加的情况下减小。此外，一个实施例是有利的，其中，推力环利用反推力表面位于抵靠轴承壳体，用于在涡轮机的方向上吸收轴向力。以此方式，反推力轴承被集成在轴承壳体中。反推力轴承的功能可最佳地被实施为定子或轴承壳体上的附加部件。在外直径上具有螺纹并且在内直径上具有凹槽的开槽螺母在此处可被示例性地设想。凹槽可用于油润滑以及也用于拆卸两者。此外，轴承的楔形轮廓可被布置在开槽螺母的侧面上。在进一步的有利形式中，根据本专利技术提供的是，在推力环和轴承壳体之间布置了其它部件，用于力传递。因此，在反推力方向上的轴承的楔形表面被布置在座圈或附加的壳体部件上。对应于部件的材料性质，其它部件相对于摩擦系数和磨损最优化了轴承的性质。在实施例形式中，根据本专利技术的废气涡轮增压器被设计为使得推力环非刚性地（non-positively）被布置在轴上，并且其中反推力表面的部分位于抵靠轴肩部。以此方式，推力环被固定抵抗相对于轴的轴向位置变化。在本涡轮增压器的另一实施例中，此外提供的是，轴承包括孔、通道和配油器，用于向轴承供应润滑剂。在该处，有利的是，可借助于孔、周向通道和配油器而向轴向轴承和径向轴承供应润滑油。在本专利技术的优选实施例中，孔、通道和/或配油器的截面面积从轴承壳体上的配油器连续渐缩直到轴承主体。因此，配油器系统的压力损失保持尽可能低。此外，由于轴承主体的低径向范围，因此可减小对于配油器所要求的安装空间。此外，通过紧凑的设计，减少了配油器系统与长度有关的压力损失。附图说明本专利技术的其它有利的进一步发展的特征在于从属权利要求，或通过以下中的附图的方式与本专利技术的优选实施例的描述一起更详细地显示。其显示了：图1废气涡轮增压器的截面视图，所述废气涡轮增压器具有压缩机轮、涡轮机和轴，所述轴使压缩机轮和涡轮机可旋转地相互连接。具体实施方式在图1中，显示了废气涡轮增压器1的截面视图，所述废气涡轮增压器1具有压缩机轮2、涡轮机3和轴4，所述轴4使压缩机轮2和涡轮机3可旋转地相互连接。在轴4上布置了推力环6，优选地是一体式推力环6，所述推力环6将轴4与轴承5间接连接，并且被设计用于在推力方向S以及也在与推力方向相反的反推力方向GS两者上传递作用在轴4上的轴向力。推力环6是中空圆柱形的，并且非刚性地被布置在轴4上。此外，在面向涡轮机3的端部处，推力环6以直角延伸到外部，使得截面视图是L形。通过此范围，推力环6具有推力表面7和反推力表面14。为了在推力方向S上吸收轴向力，推力表面7位于抵靠轴承5，使得在压缩机轮2的方向上的轴向力由轴承5吸收。相反地，为了在反推力方向GS上吸收轴向力，反推力表面14位于抵靠轴承5，使得在涡轮机3的方向上的轴向力由轴承5吸收。除此之外，推力环6利用反推力表面14的部分而位于抵靠轴肩部11。轴4在涡轮机3的方向上从轴肩部11的直径具有的直径比轴4在压缩机轮2的方向上从轴肩部11的直径更大。此外，轴承5由废气涡轮增压器1的定子10的轴承壳体8和轴承主体9形成。在轴承主体9中集成了推力轴承，所述推力轴承与推力环6的推力表面7接触，并且被设计用于在压缩机轮2的方向上吸收轴向力。在轴承壳体8内形成了区域15，在所述区域15中提供了水或油，用于废气涡轮增压器的润滑。此外，轴承壳体8包括凹陷，推力环6利用用于在涡轮机3的方向上吸收轴向力的反推力表面14而位于抵靠所述凹陷。在此凹陷上，通孔被布置在轴承壳体8中，所述通孔被设计用于将用于润滑的水或油排放到排油孔16。此外，轴承5包括孔、通道和配油器，用于向轴承5供应润滑剂。在该处，孔、通道和配油器的截面面积从轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.废气涡轮增压器（1），具有压缩机轮（2）、涡轮机（3）和轴（4），所述轴（4）使所述压缩机轮（2）和所述涡轮机（3）可旋转地相互连接，其中，所述轴（4）借助于用于吸收轴向力的轴承（5）而被安装，其中，在所述轴（4）上布置一体式推力环（6），所述推力环（6）将所述轴（4）与所述轴承（5）间接连接，并且被设计用于在推力方向（S）以及也在与所述推力方向相反的反推力方向（GS）两者上传递作用在所述轴（4）上的轴向力。/n

【技术特征摘要】
20191213 DE 102019134241.41.废气涡轮增压器（1），具有压缩机轮（2）、涡轮机（3）和轴（4），所述轴（4）使所述压缩机轮（2）和所述涡轮机（3）可旋转地相互连接，其中，所述轴（4）借助于用于吸收轴向力的轴承（5）而被安装，其中，在所述轴（4）上布置一体式推力环（6），所述推力环（6）将所述轴（4）与所述轴承（5）间接连接，并且被设计用于在推力方向（S）以及也在与所述推力方向相反的反推力方向（GS）两者上传递作用在所述轴（4）上的轴向力。


2.根据权利要求1所述的废气涡轮增压器（1），其中，所述推力环（6）包括：推力表面（7），用于在所述推力方向上吸收轴向力，所述推力表面（7）位于抵靠所述轴承（5），使得在所述压缩机轮（2）的方向上的轴向力由所述轴承（5）吸收；以及反推力表面（14），用于在所述反推力方向上吸收轴向力，所述反推力表面（14）位于抵靠所述轴承（5），使得在所述涡轮机（3）的方向上的轴向力由所述轴承（5）吸收。


3.根据权利要求1或2所述的废气涡轮增压器（1），其中，所述轴承（5）由定子（10）的轴承壳体（8）和轴承主体（9）形成。

【专利技术属性】
技术研发人员：H·邓克尔，
申请(专利权)人：曼恩能源方案有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE