CN101842603B - 用于涡轮增压器的各向异性轴承支撑件 - Google Patents

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Abstract

示例性的各向异性构件(625，1200，1600，1700，1800，1950)支撑孔内的轴承并且可降低孔内轴承的非同步振动(NSV)。示例性的各向异性构件包括构造成接收轴承并将轴承与孔表面分隔开一定距离的环状主体，并且示例性的各向异性构件构造成当轴承被置于孔内时使轴承具有各向异性的刚度和阻尼项。这种构件适合于用在涡轮增压器的转动组件中，其中轴承可以是浮动轴承、半浮动轴承或球轴承。本申请公开了各种示例性的构件、轴承、壳体、组件等。

Description

用于涡轮增压器的各向异性轴承支撑件
技术领域
本文所公开的主题总体上涉及用于内燃发动机的涡轮机器，具体地涉及轴承以及与轴承一起使用的部件。
背景技术
涡轮机器通常会经历非同步振动(NSV)。NSV通常与非稳定转子轴承系统模式有关，不过在许多情况下都达到了极限循环，这限制了NSV的幅度。大幅度或无约束NSV可导致涡轮机器的过量振动/噪音和/或破坏。低频的(通常低于机器的同步速度)NSV可导致不期望的噪音。
NSV可因许多设计参数而产生。对这些参数的控制一直以来总是不容易的，并且由于特定涡轮机器的基本设计要求使得在一些情况下不可避免地要对这些参数进行控制。在许多情况下，通过改变转子支撑件或优化该支撑件来进行NSV控制，但这通常会增加成本、使结构复杂化、或降低了部件公差。
对于必须在大范围的速度、温度和外部负载上工作的涡轮增压器而言，几乎不可能实现对NSV的完全抑制。根据设计的不同，涡轮增压器转子可利用浮动环轴承或部分浮动环轴承来安装，这些轴承具有间隙，允许(例如由于重力引起的)转子坠落(rotor drop)。设计者通常需要在下列因素之间进行平衡：1)利于转子稳定(NSV最小化)的轴承间隙；2)利于性能的轴承间隙；和3)涡轮增压器的可操作性。为了平衡这些因素，需要对轴承的操作范围(间隙、油温范围、油类型)进行大量的测试以检验NSV是否受控。然而由于磨损，测试并不总能反映出轴承间隙的细小变化，而磨损可在涡轮增压器上造成NSV。
常规涡轮增压器轴承系统的另一个缺点在于需要大量润滑剂用在由挤压膜阻尼器(SFD)支撑的半浮动环轴承或者由SFD支撑的球轴承(请注意对于完全浮动环，润滑剂层对该环相对于周围支撑结构的转动进行润滑)。SFD系统通常具有开放支架，而开放支架提高了实现优化性能所应满足的润滑剂供应要求。在替代性的“封闭”支架方案中，润滑剂的密封和再使用导致降低了涡轮增压器对润滑剂的需求，而这转而又允许为发动机使用较小的润滑剂泵。这种方案还使得寄生损耗的总体降低，使得车辆性能更高，燃料经济性更好。
总的来说，对于轴承技术而言需要解决诸如噪音、磨损以及性能的问题。本文示出的各种示例性轴承部件和壳体能够解决这些问题。
发明内容
示例性的各向异性构件对孔内的轴承进行支撑，并且可降低孔内轴承的非同步振动(NSV)。示例性的各向异性构件包括构造成接收轴承并将轴承与孔表面分隔开一定距离的环状主体，并且示例性的各向异性构件构造成当轴承被置于孔内时使轴承具有各向异性的刚度和阻尼项。这种构件适合于用在涡轮增压器的转动组件中，其中轴承可以是浮动轴承、半浮动轴承或球轴承。本申请公开了各种示例性的构件、轴承、壳体、组件等。
附图说明
通过参照下面的详细描述并结合附图可得到对于本文描述的各种方法、装置、系统、布置结构等的更完整的理解，附图中：
图1是常规内燃发动机和涡轮增压器的示意图。
图2是常规的完全浮动环组件、常规半浮动环组件和常规球轴承组件的一系列示意图。
图3A是常规组件的剖视图，该常规组件包括定位在涡轮增压器中心壳体内的轴承。
图3B是图3A的常规组件的剖视图。
图4是方框图，其中列出了各种示例性组件，这些示例性组件包括降低NSV的一个或多个各向异性特征。
图5是示例性完全浮动组件的剖视图，该完全浮动组件包括各向异性静态结构(例如各向异性中心壳体孔)。
图6是各向异性结构的透视图和示例性完全浮动组件的剖视图，该完全浮动组件包括定位在孔(例如中心壳体孔)内的各向异性结构。
图7是示例性半浮动组件的剖视图，该半浮动组件包括定位在孔(例如中心壳体孔)内用于使轴承在孔内对中的一对各向异性结构。
图8是示例性球轴承组件的剖视图，该球轴承组件包括定位在孔(例如中心壳体孔)内的一对各向异性结构。
图9是示例性半浮动组件的剖视图，该半浮动组件包括定位在孔(例如中心壳体孔)内用于使轴承在孔内对中的一对各向异性结构以及用于密封压缩机侧SFD和涡轮机侧SFD的一对活塞环。
图10是示例性半浮动组件的剖视图，该半浮动组件包括定位在孔(例如中心壳体孔)内用于使轴承在孔内对中的一对各向异性结构以及两对活塞环，其中一对密封压缩机侧SFD而另一对密封涡轮机侧SFD。
图11是示例性球轴承组件的剖视图，该球轴承组件具有各向异性结构和用于密封SFD的一对活塞环。
图12是示例性各向异性笼(cage)结构的透视图，以及该笼的侧视图和替代性笼的多个侧视图。
图13是示例性半浮动组件的剖视图，该半浮动组件包括各向异性笼。
图14是示例性球轴承组件的剖视图，该球轴承组件具有各向异性笼以及限定了润滑剂膜区域的一对活塞环。
图15是示例性球轴承组件的剖视图，该球轴承组件具有各向异性笼，该各向异性笼安装容纳有限定了润滑剂膜区域的一对活塞环定位。
图16是包括了多个区段的示例性各向异性结构的俯视图。
图17是包括了多个区段的示例性各向异性结构的俯视图和透视图，其中一个或多个区段的宽度(例如Δz)不同。
图18是包括了多个区段的示例性各向异性结构的俯视图，其中一个或多个区段的厚度(例如Δr)不同。
图19是具有各向异性笼的示例性半浮动或球轴承组件的剖视图。
具体实施方式
本文公开的各种示例性方法、装置、系统、布置结构等致力于解决涉及与涡轮增压器有关的问题并且任选地适合用于电辅助涡轮增压器、涡轮机发电机和/或装有发动机的压缩机。
涡轮增压器常常用于提高内燃发动机的输出。参见图1，示出了一种现有技术的系统100，其包括内燃发动机110和涡轮增压器120。内燃发动机110包括发动机缸体118，该发动机缸体118容纳了可操作地驱动轴112的一个或多个燃烧室。如图1所示，进气端口114提供了通向发动机缸体118的空气流径，而排气端口116提供了从发动机缸体118流出的排气流径。
涡轮增压器120起到从排气提取能量并且将能量提供到进气空气的作用，进气空气中混有燃料以形成燃烧气体。如图1所示，涡轮增压器120包括空气进口134、轴122、压缩机124、涡轮机126、壳体128和排气出口136。壳体128由于其被布置在压缩机124和涡轮机126之间因而可称为中心壳体。轴122可以是包括了多个部件的轴组件。
参照涡轮机126，这种涡轮机任选地包括可变几何单元和可变几何控制器。可变几何单元和可变几何控制器任选地包括一些特征，例如那些与可商购得到的可变几何涡轮增压器(VGT)有关的特征。可商购得到的VGT包括例如
Figure GPA00001122828900041
VNTTM和AVNTTM涡轮增压器，这些涡轮增压器使用多个可调节叶片来控制穿过涡轮机的排气流。涡轮增压器可利用废气门技术作为可变几何技术的替代或补充。
图2示出了用于涡轮增压器转子支撑件的三种不同的常规组件布置结构：完全浮动环组件202、半浮动环组件204和球轴承组件206。每种组件均包括由轴122连接的压缩机124和涡轮机126，该轴122被支撑在静态结构128(例如中心壳体)内。组件可包括额外的转动部件，用于对隔间(“封闭”的润滑剂布置结构)进行密封或者用于应对轴向负载。
完全浮动环组件202包括由一组完全浮动轴颈轴承123(压缩机侧)和123’(涡轮机侧)支撑的轴122。在组件202中，每一侧均具有面对静态结构128的外轴颈Jo以及面对轴122的内轴颈Ji。每个完全浮动环123、123’均由外润滑剂层和内润滑剂层支撑并且可绕转子轴线转动以及作径向(例如从转子轴线离心)运动。然而，通常每个环123、123’均被约束成不能作轴向运动。在布置结构202中，每个轴承均具有与另一个轴承的交叉耦合项(cross-coupling term)，这些项根据定义不是各向异性的。
在半浮动环轴承组件204中，环123被约束成不能绕转子轴线转动。例如，一个或多个销可防止或限制环123的转动。通过限制或约束转动运动，半浮动环123的外液压支架变成一个SFD(或多个SFD)并且环123仅能够回旋。组件204包括内压缩机侧轴颈Jic、内涡轮机侧轴颈Jit、外压缩机侧阻尼器Doc和外涡轮机侧阻尼器Dot。
对于组件204，内轴颈具有交叉耦合项并且不是各向异性的，而(一个或多个)外SFD(例如Doc和Dot)不具有交叉耦合，另一方面，法线方向刚度和阻尼对于中心环状响应也是相等的，因此在设计上不是各向异性的。
组件206包括“球(或称滚珠)”轴承，或更一般地，由外SFD(例如Doc和Dot)支撑的滚动元件轴承(Bic和Bit)。如图2所示，组件206包括由衬套123支撑的转子122，该衬套123包括有一组滚子轴承。衬套123由至少一个压缩机端SFD(Doc)和涡轮机端SFD(Dot)支撑。轴承衬套123的外滚道(race)与半浮动环类似，其可绕转子中心线回旋但不能绕轴承中心线转动。这导致外液压支架成为SFD。对于组件206，滚动元件轴承是各向同性的，如同压缩机侧SFD和涡轮机侧SFD那样(没有交叉耦合项和法线项是相等的)。这种转子-轴承系统(RBS)通常设计成不具有对中机构并且不具有各向异性支撑特性。
图3A和3B示出了组件的两幅不同的剖视图，其中压缩机侧轴承和涡轮机侧轴承由一系列法线刚度(k)和阻尼(c)项以及交叉耦合项表示。图3A示出了转子组件，该转子组件包括耦接到轴122的压缩机124和涡轮机126。一个环123(或多个环)在静态结构128(例如中心壳体)内对轴122提供支撑。
坐标系统被定义成：组件中心线(转动轴线)沿z轴，x轴垂直于z轴并且例如与重力方向对准；y轴从纸面穿出并垂直于z轴和x轴。图3B示出了正交于z轴的xy平面内的组件剖视图。各种项“c，k”是相对于坐标系统以及与组件的压缩机侧或涡轮机侧的接近度来定义的(例如，c，kxx-oc、c，kxx-ic、c，kxx-ot、c，kxx-it等)。在图3A和3B中，环123和静态结构128之间的间隙被设计成沿x轴方向和沿y轴方向大致相等(即Δx＝Δy)。如图3B所示，忽略重力的话，外部项(环123和静态结构128之间)基本相等，并且内部项(环123和轴122之间)基本相等。
如背景技术部分所提及的，在这些项基本相等的常规组件中可发生NSV。如本文所述，一个示例性组件包括各向异性以抑制NSV。
图4示出了示例性组件400的图表，其中的示例性组件400分别对应于图5、6、7、8、9、10、11、13、14、15和19的组件500、600、700、800、900、1000、1100、1300、1400、1500和1900。组件400分组为完全浮动402、半浮动404和球轴承406(或其他类似转动元件)。
完全浮动环组件402可通过在静态结构中引入各向异性(参见图5的组件500)和/或通过在环结构中引入各向异性(参见图6的组件600)而成为各向异性。半浮动环组件404可通过在环结构中引入各向异性(参见图7的组件700、图9的组件900和图10的组件1000)而成为各向异性组件，或者其可通过引入各向异性笼(参见图13的组件1300和图19的组件1900)而成为各向异性组件。球轴承组件406可通过在环结构中引入各向异性(参见图8的组件800和图11的组件1100)而成为各向异性组件，或者其可通过引入各向异性笼(参见图14的组件1400、图15的组件1500和图19的组件1900)而成为各向异性组件。
虽然图3的组件示出了压缩机和涡轮机两者，但在其他示例中，各向异性结构可用于半组件，即仅具有压缩机或仅具有涡轮机的组件。另外，各向异性结构可用于装有发动机的涡轮增压器，装有发动机的压缩机和/或耦接到发电机的涡轮机。另外，图3中的一种组件可仅包括由各向异性构件支撑的压缩机轴承或者仅包括由各向异性构件支撑的涡轮机轴承。在这种示例中，其他轴承(或多个轴承)的情形可不受支撑或者由各向同性支撑件来支撑。
图5示出了具有各向异性静态结构528的组件500的剖视图。该剖视图可沿z轴处于组件500的压缩机侧、涡轮机侧或者压缩机侧和涡轮机侧之间的位置。静态结构528可以是具有各向异性孔的中心壳体。例如，具有椭圆形截面的中心壳体孔相对于具有圆形截面的环是各向异性的。
组件500包括定位在静态结构528内的常规环523和常规轴522。环523可绕中心线(即z轴)转动，这是因为其被环523和静态结构528之间的外润滑剂层以及环523和轴522之间的内润滑剂层支撑。如图所示，外层项kxx-o不等于外层项kyy-o，外层项cxx-o不等于外层项cyy-o，并且环523和静态结构528之间的间隙Δx不等于环523和静态结构528之间的间隙Δy；因此，组件500相对于支撑环523和轴522的外层是各向异性的。这种类型的各向异性起到压缩NSV并且增强转子稳定性的作用。更具体地，环523在各向异性的润滑剂空间内转动，这抑制了在各向同性润滑剂空间内可能产生的NSV。
根据图5的完全浮动转动环的示例，各向异性支撑件是这样的，其中刚度和阻尼项被设计成使得c，kyy不等于c，kxx并且交叉耦合项大致为0(c，kyx＝0，c，kxy＝0)。
如本文所述，对于半浮动组件和球轴承组件中的基本非转动的支撑件而言，外轴颈和/或中心壳体孔可被加工成使得在一个方向(例如竖直方向)上的间隙不同于在另一个方向(例如水平方向)上的间隙。
在图6至图19的示例中，通过定位在静态结构孔内的各向异性支撑构件来引入各向异性，该静态结构孔可以是基本各向同性的孔。一般而言，各向异性支撑构件并不转动任何显著的角度，因此这种各向异性支撑件的转动动力学特性不是重要的设计考虑因素。此外，润滑剂管理特征例如活塞环可降低涡轮增压器润滑剂流要求。各种特征可单独或者结合起来包括在内。
图6示出了示例性的完全浮动组件600，该完全浮动组件600包括定位在环623和静态结构628之间的各向异性支撑件结构625。在该示例中，各向异性结构625影响环623的外轴颈表面和静态结构628之间的相互作用。各向异性结构625包括一系列隔离件627，该隔离件627以绕中心线(z轴)的各种角度(Θ)定位以产生一些量的不对称性。在各向异性支撑件625是有弹性的情况下，隔离件627改变了环623的外轴颈表面的刚度项。各向异性结构625任选地包括裂缝以便于组装。例如，环结构625可在裂缝629处打开并围绕轴承(例如环623)定位。
各向异性支撑件结构625可以是对静态结构628进行偏置的叶瓣式弹簧(lobed spring)。虽然各向异性支撑件结构625除了隔离件627之外具有大致各向同性的形状，但该结构625也可具有起到降低NSV的作用的各向异性形状。
虽然涡轮增压器的中心壳体孔可具有一些各向异性，但这种各向异性通常是为了润滑剂排放、组装方便等，而并不是为了控制NSV。如本文所述，涡轮增压器中心壳体的具体部件可包括使NSV降低的各向异性特征。例如，各种示例均涉及包括各向异性特性以控制NSV的轴承支撑件。
图7示出了半浮动组件700，其包括定位在半浮动轴承723和静态结构728之间的两个各向异性支撑构件725、725’。在该示例中，静态结构728是涡轮增压器的中心壳体，其包括构造成接收定位销729的孔和开孔，该定位销729延伸进入孔以轴向地定位并限制轴承723绕孔中心线(例如z轴)转动。销729和轴承723之间的间隙允许轴承723沿x轴运动。
轴承723包括外压缩机侧膜阻尼器表面(Doc)和外涡轮机侧膜阻尼器表面(Dot)，这两个阻尼器表面分别与静态结构723的孔一起限定了压缩机侧SFD和涡轮机侧SFD的外润滑剂膜厚度。类似地，轴722包括内压缩机侧轴颈表面(Jic)和内涡轮机侧轴颈表面(Jit)，这两个轴颈表面分别与轴承723的孔一起限定了内压缩机侧润滑剂膜厚度和内涡轮机侧润滑剂膜厚度。请注意，轴722相对于被约束的半浮动轴承723高速转动，因此，内润滑剂膜经受了比外SFD高得多的剪切力。由于外SFD并未束缚在压缩机侧或涡轮机侧，从而用于维持SFD的润滑剂流可能会是大量的。换句话说，这种开放构造倾向于对润滑剂流和润滑剂压力敏感。
各向异性支撑构件725、725’可以是弹簧(或充当弹簧)以在孔内偏压并对中轴承723，这可减少或消除在润滑剂压力降低情况下(例如发动机关断)的沿x轴的轴承坠落(bearing drop)。这种布置结构可减小与润滑剂压力扰动或梯度有关的轴承不稳定性。
一般而言，构件725、725’是叶瓣式弹簧或凸块弹簧(bumpspring)，被用于使环723对中。各向异性凸块弹簧可包括具有不均匀间隔的内叶瓣和/或外叶瓣(叶瓣或称凸起部，lobe)，类似于图6的结构625的隔离件627。
图8示出了球轴承组件800，其包括一对各向异性对中弹簧825、825以便使轴承衬套对中，该轴承衬套包括两件式内滚道823和整体式外滚道824。压缩机侧SFD和涡轮机侧SFD由轴承外滚道824的阻尼器表面Doc和Dot以及静态结构828的孔表面形成。轴承衬套的整体式外滚道824包括润滑剂喷射开孔833、833’，这些开孔形成润滑剂系统的一部分。
图9示出了半浮动组件900，其包括一对各向异性对中弹簧925、925以便使环923对中。在图9的示例中，密封环927、927’分别密封压缩机侧SFD和涡轮机侧SFD。密封环927、927’可帮助减少组件900的润滑剂需求。此外，弹簧925、925’的每一个均可帮助限定各自的SFD边界。还关于图8的示例描述了各种其他特征。
图10示出了示例性半浮动组件1000，其包括一对各向异性对中弹簧1025、1025以便使环1023对中。在图10的示例中，一对压缩机侧密封环1027密封压缩机侧SFD并且一对涡轮机侧密封环1027’密封涡轮机侧SFD。密封环对1027、1027’可帮助减少组件1000的润滑剂需求。在图10的示例中，在静态结构1029中存在润滑剂路径以将润滑剂输送到压缩机侧SFD并输送到涡轮机侧SFD。还参考图8的示例描述了各种其他特征。
图11示出了示例性球轴承组件1100，其包括各向异性环1125。球轴承组件1100包括球轴承，该球轴承包括安装在轴1122上的内滚道1123和与静态结构1128一起形成了SFD的外滚道1124。静态结构1128包括将润滑剂输送到SFD的润滑剂通道1129，其中，该SFD部分地由外侧密封环1127和内侧密封环1127’限定。
图12示出了多种示例性各向异性笼1200。示例性笼1210包括外侧端部1212和内侧端部1214。在该示例中，外侧端部1212包括一个或多个凹槽或沟道1216，其中每个凹槽或沟道均可接收密封环。
在另一个示例中，各向异性笼1220包括可与静态结构一起形成SFD的外侧端部1222和内侧端部1228。在又一个示例中，各向异性笼1230包括可接收例如各自轴承的对称端部1235、1235’。在另一个示例中，各向异性笼1240包括由支撑部分1248分隔开的两个笼部分，其中该笼具有对称端部1242、1242’。
图13示出了示例性半浮动组件1300，其具有定位在静态结构1328中以支撑轴1322的各向异性笼1323。各向异性笼1323包括内压缩机侧轴颈表面Jic、内涡轮机侧轴颈表面Jit、外压缩机侧膜阻尼器表面Doc和外涡轮机侧膜阻尼器表面Dot。销1329将笼定位在静态结构1328内。笼1323可具有图12笼1200中一个或多个笼的一个或多个特征。具体地，笼1323包括开口以接收销1329，从而限制笼1323在静态结构1328内的转动。
图14示出了示例性球轴承组件1400，其包括充当外滚道的各向异性笼1424。因此，球轴承组件1400包括球轴承，该球轴承包括安装在轴1422上的内滚道1423和与静态结构1428一起形成了SFD的各向异性笼外滚道1424。静态结构1428包括将润滑剂输送到SFD的润滑剂通道1429，其中，该SFD部分地由外侧密封环1427和内侧密封环1427’限定。笼1423可具有图12笼1200中一个或多个笼的一个或多个特征。
图15示出了示例性球轴承组件1500，其包括充当外滚道的各向异性笼1524，例如图12的笼1230(例如笼1230的一半)。因此，球轴承组件1500包括球轴承，该球轴承包括安装在轴1522上的内滚道1523和与静态结构1528一起形成了SFD的各向异性笼外滚道1524。静态结构1528包括将润滑剂输送到SFD的润滑剂通道1529，其中，该SFD部分地由外侧密封环1527和内侧密封环1527’限定。
图16示出了示例性各向异性环1600，其包括一系列内隔离件1610和一系列外隔离件1620。隔离件1610、1620可通过限定不同弧长的区段在环1600内产生各向异性。例如，内隔离件1610限定了两个弧角为约60°的区段以及两个弧角为约120°的区段。外隔离件1620限定了四个弧角为约90°的区段。可通过改变外隔离件1620的位置和/或数量来引入额外的各向异性。总体上，不同弧长的区段对于作用力的响应是不同的，其中，较短的弧长相对较长的弧长刚度更大。
图17示出了示例性各向异性环1700，其包括一系列内隔离件1710和一系列外隔离件1720。隔离件1710、1720限定了弧长相等的区段。然而，特定区段的宽度(Δz)变化以产生各向异性。总体上，不同宽度的区段对于作用力的响应是不同的，其中，较宽的区段相对较窄的区段刚度更大。
图18示出了示例性各向异性环1800，其包括一系列内隔离件1810和一系列外隔离件1820。隔离件1810、1820可通过限定不同弧长的区段在环1800内产生各向异性。例如，内隔离件1810限定了两个弧角为约60°的区段以及两个弧角为约120°的区段。外隔离件1820限定了四个弧角为约90°的区段。可通过使区段厚度(例如Δr)不同来引入额外的各向异性。总体上，不同的区段对于作用力的响应是不同的，其中，较厚的区段相对较薄的区段刚度更大。另外，甚至在所有隔离件1810和1820之间的弧角均为45°时，环1800也可由于环1800具有不同的区段厚度而具有各向异性。
图19示出了具有各向异性笼1950的示例性半浮动或滚珠组件1900。笼1950相对于半浮动环或外滚道1924定位以在静态结构(图19中未示出)内支撑半浮动环或外滚道1924。笼1950包括从环形部分1954延伸的支腿1952，其中支腿1952以使得笼各向异性的方式布置。在替代方式中，支腿1950可以是不同材料、长度、厚度、宽度等，以使得笼1950各向异性。此外，环形部分1954任选地包括一个或多个隔离件以使得笼1950各向异性。环形部分1950任选地包括裂缝以允许打开该环，从而便于关于半浮动环或外滚道的组装。
多种其他的密封方法和弹簧设计可降低NSV和/或减少润滑剂需求。本文讨论的示例性轴承特征可减少设计和开发时间。这种特征可减少通常会导致NSV的轴承磨损。因此，在组件的寿命周期内NSV可得到降低或消除。减少所需润滑剂的量可提高整体的系统性能和可操作性。
如所述及的，多种各向异性构件可用于电辅助涡轮增压器。例如，用于电辅助涡轮增压器的转动组件可包括：中心壳体，其包括具有中心轴线的通孔；定位在通孔内的一对轴承；定位在通孔内该对轴承中的一个轴承和中心壳体表面之间的各向异性构件，其中该表面限定了该中心壳体的通孔的至少一部分；轴，其由该对轴承可转动地支撑在中心壳体内，该轴在一端连接到压缩机轮并且在另一端连接到涡轮机轮；以及构造成驱动该轴的电动机。这种布置结构任选地包括定位在通孔内该对轴承中的另一个轴承和中心壳体表面之间的另一个各向异性构件，其中该表面限定了该中心壳体的通孔的至少一部分。在电辅助布置结构中，电动机可用作发电机，构造成从排气能量产生电能。
尽管在附图中示出并在前面的详细说明中描述了一些示例性的方法、装置、系统、布置结构等，但应当理解的是，所公开的示例性实施例不是限制性的，而是在不偏离由所附权利要求阐明和限定的精神的情况下能够具有数量众多的重排、修改和替代方式。

Claims (19)

1.一种用于涡轮增压器的转动组件，包括：
中心壳体(628)，其包括具有中心轴线的通孔；
完全浮动轴承(623)，其定位在所述通孔内，其中所述完全浮动轴承包括轴承外直径；
各向异性构件(625)，其定位在所述通孔内所述完全浮动轴承和所述中心壳体的表面之间，其中所述中心壳体的所述表面限定了所述通孔的至少一部分，并且其中所述各向异性构件(625)包括各向异性内直径，其超过所述轴承外直径，由此允许所述完全浮动轴承的浮动；和
轴(622)，其由所述完全浮动轴承可转动地支撑在所述中心壳体内，所述轴在一端连接到压缩机轮并且在另一端连接到涡轮机轮。
2.如权利要求1所述的转动组件，其特征在于，所述各向异性构件包括环和绕所述环非对称布置的一系列叶瓣(627)。
3.如权利要求1所述的转动组件，其特征在于，所述轴承包括提供压缩机侧轴颈的压缩机侧环、提供涡轮机侧轴颈的涡轮机侧环、用于所述压缩机侧环的各向异性压缩机侧构件以及用于所述涡轮机侧环的各向异性涡轮机侧构件，其中所述各向异性压缩机侧构件和所述各向异性涡轮机侧构件包括各自的内直径，其超过所述压缩机侧环和所述涡轮机侧环的外直径，以允许所述压缩机侧环和所述涡轮机侧环的浮动。
4.如权利要求1所述的转动组件，其特征在于，所述通孔包括各向异性通孔。
5.如权利要求1所述的转动组件，其特征在于，所述各向异性构件包括定位在所述完全浮动轴承的外轴颈和所述通孔之间的各向异性支撑件。
6.一种用于涡轮增压器的转动组件，包括：
中心壳体(728)，其包括具有中心轴线的通孔；
半浮动轴承(723)，其定位在所述通孔内；
各向异性环(725)，其定位在所述通孔内所述半浮动轴承和所述中心壳体的一表面之间，其中该表面限定了所述中心壳体的所述通孔的至少一部分，并且其中所述各向异性环包括不同宽度的区段以产生各向异性；和
轴(722)，其由所述半浮动轴承可转动地支撑在所述中心壳体内，所述轴在一端连接到压缩机轮并且在另一端连接到涡轮机轮。
7.如权利要求6所述的转动组件，其特征在于，所述半浮动轴承包括径向凹槽和安置在所述凹槽内的活塞环，其形成了所述半浮动轴承和所述中心壳体的一表面之间的密封，其中该表面限定了所述通孔的至少一部分。
8.如权利要求6所述的转动组件，其特征在于，包括定位在所述中心壳体的所述通孔内的两个各向异性环，其中所述各向异性环的每一个包括不同宽度的区段以产生各向异性。
9.如权利要求6所述的转动组件，其特征在于，进一步包括定位销(929)，用于限制所述半浮动轴承在所述通孔内的轴向转动。
10.如权利要求6所述的转动组件，其特征在于，所述各向异性环包括绕所述各向异性环非对称布置的一系列叶瓣。
11.一种用于涡轮增压器的转动组件，包括：
中心壳体(828)，其包括具有中心轴线的通孔；
滚动元件轴承，其定位在所述通孔内，其中所述滚动元件轴承包括整体式外滚道(824)；
各向异性环(825)，其定位在所述通孔内所述滚动元件轴承的所述整体式外滚道和所述中心壳体的一表面之间，其中该表面限定了所述通孔的至少一部分，并且其中所述各向异性环包括不同宽度的区段以产生各向异性；和
轴(822)，其由所述滚动元件轴承可转动地支撑在所述中心壳体内，所述轴在一端连接到压缩机轮并且在另一端连接到涡轮机轮。
12.如权利要求11所述的转动组件，其特征在于，包括定位在所述通孔内的两个各向异性环(825，825’)，其中所述各向异性环的每一个包括不同宽度的区段以产生各向异性。
13.如权利要求11所述的转动组件，其特征在于，所述整体式外滚道(824)包括压缩机端和涡轮机端以及邻近所述压缩机端的用于润滑剂喷射的开孔(833)和邻近所述涡轮机端的用于润滑剂喷射的开孔(833’)。
14.如权利要求11所述的转动组件，其特征在于，包括压缩机侧挤压膜阻尼器(Doc)和涡轮机侧挤压膜阻尼器(Dot)，所述压缩机侧挤压膜阻尼器(Doc)邻近用于润滑剂喷射的压缩机侧开孔，所述涡轮机侧挤压膜阻尼器(Dot)邻近用于润滑剂喷射的涡轮机侧开孔。
15.如权利要求14所述的转动组件，其特征在于，所述压缩机侧挤压膜阻尼器用作通向所述压缩机侧开孔的润滑剂通道，并且所述涡轮机侧挤压膜阻尼器用作通向所述涡轮机侧开孔的润滑剂通道。
16.如权利要求11所述的转动组件，其特征在于，进一步包括构造成驱动所述轴的电动机。
17.如权利要求11所述的转动组件，其特征在于，进一步包括由所述轴的转动产生电能的发电机。
18.如权利要求11所述的转动组件，其特征在于，进一步包括对称构件，所述对称构件定位在所述通孔内所述滚动元件轴承的整体式外滚道和所述中心壳体的一表面之间，其中该表面限定了所述通孔的至少一部分。
19.一种用于涡轮增压器的转动组件，包括：
中心壳体，其包括具有中心轴线的通孔；
一对滚动元件轴承，其布置于定位在所述通孔内的外滚道中；
各向异性笼构件(1950)，其相对于所述外滚道定位在所述通孔内所述一对滚动元件轴承之间和邻近所述中心壳体的一表面的位置，其中该表面限定了所述通孔的至少一部分，并且其中所述各向异性笼构件包括环形部分(1954)和从所述环形部分(1954)向外延伸的支腿(1952)；和
轴，其由所述一对滚动元件轴承可转动地支撑在所述中心壳体内，所述轴在一端连接到压缩机轮并且在另一端连接到涡轮机轮。
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