保持轴承系统的锥形销技术方案

保持轴承系统的锥形销，用于将涡轮机轴承定位在壳体的内腔。本发明专利技术的示例性定位机构包括：具有销轴线的锥形销，其中锥形销包括锥形壁部分和销部分以定位涡轮机轴承；球；和座，设置在壳体中并且延伸在壳体的开口和壳体的内腔之间，座具有座轴线，其中座包括柱形表面和锥形表面。根据这种机构，锥形销在座中的设置使锥形销沿座轴线就座并抵接锥形表面，并且球在座中的设置使球沿座轴线就座并抵接柱形表面。因此，球相对于锥形销的对准允许从球沿销轴线传递力给锥形销。还公开了其它不同的示例性工艺。

【技术实现步骤摘要】

0001本专利技术总体涉及轴承系统，用于渴轮机械例如内燃机用涡轮增压器，
技术介绍
0002涡轮M依靠涡轮机将流体能量转换成机械能.在多数构 造中，涡轮机连接于由一个或多个轴承支撑的轴，其中在涡轮机从流体 流汲取能量时轴随着涡轮机转动.对于废气涡轮机，轴的转速可以超过 lOO，OOOrpm.这种转速对轴承系统提出了很高的要求，尤其是润滑和冷 却.通常使用流体例如天然或合成机油进行润滑及冷却.为了保证用于 润滑和冷却的充分流体流动，必须将轴承系统内部件之间的间隙保持在 严格界限内.0003各种因素影响轴承系统内的间隙.这些因素包含加工精度、 材料属性、组装工艺等。如果不能重复和精确加工部件，间隙就会从部 件到部件以及总体上从组件到组件产生偏差.另外，如果材料属性允许 不能接受的磨损，就会产生碎屑，随着时间流逝间隙就会变化.此外， 如果组装工艺引入偏差，从组件到组件的间隙就会变得不能接受，
技术实现思路
0004由于轴承系统的质量对运行和寿命具有显著影响，研发可 以改进质量的结构布置、材料和组装工艺是至关重要的.在此描迷的各 种示例性结构布置、材料和工艺力求提高质量同时任选地降低成本(例 如制造、运行、维护等).附图说明00051当结合附图来参照下面的详细描述时，会更加充分理解在 此描述的各种结构布置、工艺等及其等同物，其中0006图l是用于内燃机的现有涡轮增压器系统的简化示意困.0007图2是适用于图1的内燃机的具有示例性轴承系统的组件 的剖视图。0008图3是闺2的组件的一部分的放大剖祝图.0009图4是图2和图3所示示例性锥形销的側视图和顶視图，0010图5是闺2和图3的组件的中央壳体的示例性开口的剖视图。0011图6是用于组装轴承系统的示例性方法的方块流程图， 具体实施例方式0012附图所示各种方法任选实施于合适的控制和/或计算环境， 例如上位概念的计算机可执行指令如程序模块，由计算机和/或其它计 算设备执行.通常，程序模块包含指令、路由、程序、目标、部件、数 据结构等.可以使用一个或多个计算机可读介质来存储这类信息， 一个 或多个机器可以至少部分地被编程或以其它方式被指令以执行在此描 述的各种方法的部分或全部。0013在此处的一些流程图中，各种算法动作被汇总在各个方 块中，这类方块描述具体的动作或判定，其随着过程前进被实施或执 行.当采用控制器(或等同物)时，在此提出的流程表提供了用于控 制程序或软件/硬件的基础，其可以被这种控制器(或等同物)使用 以控制设备和/或系统.这样，各种过程可以作为存储在存储器中的机 器可读指令被实施，当被处理器执行时，其完成方块中示出的各种动作。 另外，各种图包含的各个方块任选是设备和/或系统的结构元件。 例如，控制器方块任选包含作为结构元件的控制器.0014基于在此提出的流程表和其他说明，本领域技术人员会方 便地写出这类控制程序.应当理解，在此描述的主題内容不仅包含被编 程来执行下述各种动作的设备和/或系统，而且包含用于编程控制器的 软件，以及另外的可以体现这类软件的任何计算机可读介质.这类计算 机可读介质的实例包括但不限于软盘、硬盘、CD、 RAM、 ROM、闪存等.0015涡轮增压器经常用于增大内燃机的动力输出.参看图1, 现有技术的动力系统100包含内燃机110和涡轮增压器120.内燃机110 包含发动机组118,发动机組118容纳一个或多个燃烧室，其有效驱动 轴112。吸气口 H4提供空气至发动机组的流动途径，而排气口116提 供从发动机組118的废气的流动途径，涡轮增压器120用于从废气汲取能量并将能量提供给吸入空气。0016如图1所示，涡轮增压器120包含空气入口 130、轴122、压缩机级124、涡轮机级126、壳体128和废气出口 134.涡轮机级126 任选包含可变几何形状单元和可变几何形状控制器.可变几何形状单元 和可变几何形状控制器任选包含例如与可商购的可变几何形状渴轮增 压器(VGT)相关的特征，可商购的VGT包含例如GARREn^VNT^和AVNT 涡轮增压器，其使用多个可调节叶片来控制流过涡轮机的废气.示例性 涡轮增压器可以采用废气门工艺作为可变几何形状工艺的替代或补充 工艺.压缩机级124任选包含控制吸入空气流动的特征(例如可变几何 形状压缩机).0017总之，涡轮机级126包含容纳在涡轮机壳体中的涡轮机叶 轮(例如参见图2的叶轮226 )，压缩机级124包含容纳在压缩机壳体中 的压缩机叶轮(例如参见困2的叶轮224 ),其中涡轮机壳体和压缩机壳 体直接或间接地连接于中央壳体121(也是闺2的壳体210).中央壳体 121通常容纳旋转支撑轴122的一个或多个轴承，其任选为多部件轴承.0018图2示出的示例性壳体组件200所包含的壳体210具有压 缩机端部202和涡轮机端部204.在这个实施例中，壳体210是涡轮增 压器组件的中央壳体例如图1的壳体121.壳体210容纳用于轴承220 的示例性轴承定位机构300。在图2的实施例中，机构300依靠定位机 构座(socket) 302来接收销320和球330。这些特征将在下面详细描 述，0019涡轮机叶轮226和轴222可以是单体部件，例如通过将涡 轮机焊接至轴来制造.不论使用单体部件或者多个部件结构，都会存在 一个或多个密封机构来减少从轴承空间至涡轮机叶轮空间的润滑剂泄 露，例如，涡轮机叶轮226包含一对轴向隔开的槽，其中每个槽安放有 密封环229。在困2的实施例中，压缩机叶轮224通过隔垫225与轴承 220轴向隔开，其包含的槽安放有密封环227.这种密封结构减少了润 滑剂朝向压缩机叶轮201的泄露。0020壳体210包含用于轴承220的轴承内腔(bore) 212,为 了配合示例性定位机构300，轴承220包含孔口 (aperture) 221来接 收定位销320,其延伸进入轴承内腔212.采用这种方式可以限制轴承 220在中央壳体210的轴承内腔212内的转动和平移.总之， 一旦与壳 体210结合配置，轴承220是半浮动的，并且具有从一端到另一端和在 轴承220与内腔212之间的间隙内的一定程度的运动自由度.虽然定位机构300包含的特征可以首先限制这种运动，但是注意所需间隙和定位 机构的细节能够提供一定的端到端运动，同时保持一定间隙以用于在組 件的压缩机端部202处或在组件的涡轮机端部204处轴承220和壳体 210之间的径向润滑剂流动。在图2中，在定位销230和轴承220之间 可以存在一定的间隙，0021示例性定位机构300的各种特征涉及可靠性.在图2的实 施例中，壳体210包含至定位机构座302的开口 (opening) 206，其用 于接收定位销320和球330.如在此所述，定位销320由壳体210的开 口 206接收，安置在座(或称插口 ) 302中，并且插入轴承220的孔口 221.球330随后由开口 206接收，安置在座302中，轴向栽荷施加于 球330以定位和固定定位销320.球330定位在座302中以使施加于球 330的栽荷基本沿其轴线传递给定位销320.另外，球330可以产生环 绕周边的密封，从而防止碎屑进入开口 206.这种碎屑可能会影响定位 销32本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位机构，用于将涡轮机轴承定位在壳体的内腔中，该定位机构包括：　具有销轴线的锥形销，其中锥形销包括锥形壁部分和销部分以定位涡轮机轴承；　球；和　座，设置在壳体中并且延伸在壳体的开口和壳体的内腔之间，座具有座轴线，其中座 包括柱形表面和锥形表面，　其中锥形销在座中的设置使锥形销沿座轴线就座并抵接锥形表面，　其中球在座中的设置使球沿座轴线就座并抵接柱形表面，以及　其中球相对于锥形销的对准允许从球沿销轴线传递力给锥形销。

【技术特征摘要】
US 2008-9-16 12/2117611.一种定位机构，用于将涡轮机轴承定位在壳体的内腔中，该定位机构包括具有销轴线的锥形销，其中锥形销包括锥形壁部分和销部分以定位涡轮机轴承；球；和座，设置在壳体中并且延伸在壳体的开口和壳体的内腔之间，座具有座轴线，其中座包括柱形表面和锥形表面，其中锥形销在座中的设置使锥形销沿座轴线就座并抵接锥形表面，其中球在座中的设置使球沿座轴线就座并抵接柱形表面，以及其中球相对于锥形销的对准允许从球沿销轴线传递力给锥形销。2. 权利要求l的定位机构，还包含涡轮机轴承，其中涡轮机轴承 包括用于接收锥形销的销部分的孔口.3. 权利要求i的定位机构，其中球与座的柱形表面形成密封.4. 权利要求1的定位机构，其中在球和座的柱形表面之间存在大 约0. 05mm的干涉配合，5. 权利要求1的定位机构，其中锥形销的锥形壁部分包括相对于 销轴线为大约30°的角度，6. 权利要求l的定位机构，其中座的锥形表面包括相对于座轴线 为大约30°的角度.7. —种用于涡轮增压器的组件，该组件包括 具有纵向轴线的轴承，用于沿纵向轴线支撑涡轮增压器轴，包括具有孔口轴线的孔口，孔口轴线垂直于纵向轴线； 壳体，包括接收轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：P马蒂厄，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]