CN102016325B - 用于增压器的轴承装置 - Google Patents

用于增压器的轴承装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102016325B
CN102016325B CN200980115003.7A CN200980115003A CN102016325B CN 102016325 B CN102016325 B CN 102016325B CN 200980115003 A CN200980115003 A CN 200980115003A CN 102016325 B CN102016325 B CN 102016325B
Authority
CN
China
Prior art keywords
outer ring
bearing
retaining member
spacer element
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980115003.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102016325A (zh
Inventor
北田孝佳
奥村刚史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp, Toyota Motor Corp filed Critical JTEKT Corp
Publication of CN102016325A publication Critical patent/CN102016325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102016325B publication Critical patent/CN102016325B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/0563—Bearings cartridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F01D25/164—Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/059—Roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • F16C19/548—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings in O-arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/04—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
    • F16C27/045—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies with a fluid film, e.g. squeeze film damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines
    • F16C2360/24—Turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

一种轴承装置，包括：一对轴承(11，12)，所述一对轴承(11，12)设置在增压器(1)的涡轮轴(4)上；外壳(22)，所述外壳(22)是与所述一对轴承分离的部件，并且轴承的外圈(11b，12b)配合到外壳(22)中；轴承箱(5)，所述轴承箱(5)与外壳组装在一起以形成油膜减振器(8)；衬套(14)，所述衬套(14)设置在轴承的内圈(11a，11b)之间以在轴向方向上在内圈之间保持固定距离(Y)；以及间隔件(23)，其设置在外圈之间以在轴向方向上在外圈之间保持固定距离(X)，在该轴承装置中，外圈位于外壳的轴向端面(22a，22b)的内侧，并且外圈沿轴向方向向外不受约束。

Description

用于增压器的轴承装置
技术领域
本发明涉及一种用于增压器的轴承装置，该增压器用于内燃发动机等。
背景技术
例如，作为用于增压器的轴承装置，日本专利申请公开No.4-72424(JP-A-4-72424)、日本专利申请公开No.4-8825(JP-A-4-8825)、日本实用新型公开6-40908(JP-Y-6-40908)、日本实用新型公开62-35195(JP-U-62-35195)、以及日本专利申请公开8-284675(JP-A-8-284675)描述了一种轴承装置，其中在配合于旋转轴上的成对滚珠轴承的外圈之间设有诸如圈簧之类的弹性构件，由弹性构件的斥力产生的预负荷施加于滚珠轴承，并且油膜减振器支撑滚珠轴承的外圈。另外，例如，日本专利申请公开2002-369474(JP-A-2002-369474)描述了一种轴承装置，其中，在成对滚珠轴承的内圈之间及其外圈之间均设有间隔件，以在滚珠轴承之间保持固定距离，并且通过使外圈的端面抵靠于外壳侧的抵接部而使外圈在其轴向方向上受到约束。前一种轴承装置和后一种轴承装置具有不同的使外环在轴向方向上定位的结构。换言之，在诸如前一种轴承装置的、通过外圈之间的弹性构件施加预负荷的轴承装置中，由于弹性构件的力将外圈(或者与外圈一体结合的构件)朝滚动元件挤压，所以有必要使外圈在其被推出、即沿轴向方向向外的方向上不受约束。另一方面，在诸如不采用用于预负荷的弹性元件的后一种轴承装置的轴承装置中，通常外圈沿轴向方向向外受到约束，以避免外圈移位。
对于旋转轴的高速旋转而言，优选地，要降低滚珠轴承的摩擦损失。然而，摩擦损失随着预负荷而增加。同时，在超过100,000rpm的高速旋转范围内有必要通过油膜减振器支撑滚珠轴承。为了满足这两个要求，在诸如JP-A-2002-369474中所描述的、外圈之间不设有诸如弹簧的弹性构件的轴承装置中，与轴承箱分离地设有保持构件，滚珠轴承的外圈配合于该保持构件，并且在保持构件与轴承箱之间的间隙中形成油膜。然而，如果通过使外圈的外端表面沿外圈的轴向方向抵靠于轴承箱而使外圈受到约束，如JP-A-2002-369474中的装置那样，则当外圈因油膜减振器的振动吸收效应而沿轴向方向移位时，轴向力从轴承箱作用在轴承的外圈上。因此，从内圈经由滚动元件传递到外圈的轴向力与从轴承箱侧作用在外圈上的力之间的冲突将不合适的轴向力作用在轴承上。其结果是，有可能发生诸如外圈移位之类的不利后果，从而降低轴承的耐久性。
发明内容
因此，本发明提供了一种对于高速旋转具有高适应性并具有高轴承耐久性的用于增压器的轴承装置。
根据本发明一个方面的用于增压器的轴承装置包括：一对滚珠轴承，所述一对滚珠轴承设置在所述增压器的旋转轴上；保持构件，所述保持构件是与所述一对滚珠轴承分离的部件，并且所述一对滚珠轴承的外圈配合于所述保持构件；轴承箱，所述轴承箱与所述保持构件组装在一起以形成油膜减振器，所述油膜减振器是用作为支撑所述外圈的减振器的油膜；内圈间隔件，所述内圈间隔件设置在所述一对滚珠轴承的内圈之间并且在轴向方向上在所述内圈之间保持固定距离；以及外圈间隔件，所述外圈间隔件设置在所述外圈之间并且在轴向方向上在所述外圈之间保持固定距离。所述外圈在轴向方向上位于所述保持构件的轴向端面的内侧并且以沿轴向方向向外不受约束的状态配合于所述保持构件。
在根据本发明该方面的轴承装置中，内圈间隔件在轴承的内圈之间保持固定距离，外圈间隔件在轴承的外圈之间保持固定距离。因此，能够通过将各个间隔件的尺寸保持在轴向方向上的适当范围内而优化内圈和外圈的位置，从而降低滚珠轴承的摩擦损失。由于轴承的外圈由油膜减振器支撑，所以还能够提高振动吸收效应。因此，能够提高增压器对于高速旋转的适应性。另外，由于外圈位于保持构件的两个轴向端面的内侧，所以当外圈沿轴向方向移位时，保持构件的端面抵靠于轴承箱。因此，轴承箱不与外圈相接触。保持构件是与滚动轴承的外圈分离的部件，并且外圈以沿轴向方向向外不受约束的状态配合于保持构件。因此，仅从内圈经由滚动元件向外圈上施加轴向力，并且没有与该轴向力冲突的力从轴承箱侧作用在外圈上。因此，没有沿轴向方向的不合适的力作用在滚珠轴承上，从而能够提高轴承的耐久性。
在根据上述方面的轴承装置中，保持构件可以与外圈间隔件彼此一体形成。在保持构件与外圈间隔件一体形成的构造中，能够防止保持构件与外圈间隔件之间的错位。例如，当外圈间隔件配合在保持构件的内周中时，保持构件与外圈间隔件之间的位置关系有可能改变。当轴向力频繁作用在外圈上时、当异物侵入保持构件与外圈间隔件的配合表面之间时、或者当配合表面中发生腐蚀时，有可能发生位置关系的改变。然而，通过一体形成保持构件和外圈间隔件，能够使保持构件与外圈间隔件之间的位置关系保持恒定。因此，能够通过防止内圈与外圈的错位而提高轴承的耐久性。
此外，在根据上述方面的轴承装置中，保持构件和外圈间隔件可形成为彼此分离的部件，并且可以结合在一起以防止在轴向方向上的相对移位。根据该方面，由于保持构件和外圈间隔件形成为彼此分离的部件，所以能够提高保持构件所用材料和外圈间隔件所用材料的选择方面的自由度。
在根据上述方面的轴承装置中，保持构件和外圈间隔件可通过压配合或收缩配合而形成，以防止沿轴向方向的相对移位。
在根据上述方面的轴承装置中，油膜可形成在保持构件与轴承箱之间的间隙中，并且保持构件的外周和其轴向端面可经由形成有所述油膜的间隙面对轴承箱。根据该方面，由于存在沿保持构件的径向方向和轴向方向的间隙，所以保持构件能够沿径向方向和轴向方向平顺地移动。其结果是，能够提高油膜减振器的振动吸收效应。
在根据上述方面的轴承装置中，保持构件的轴向端面可由轴承箱保持。
在根据上述方面的轴承装置中，间隙可形成在保持构件的外周及其轴向端面的面对轴承箱的整个区域中。
在根据上述方面的轴承装置中，增压器可以是涡轮增压器。在位于涡轮转子侧的所述滚珠轴承与所述涡轮转子之间设有能够与所述旋转轴一体旋转的挡油环，在所述挡油环中设有圆筒形部和从所述圆筒形部沿径向方向突出到外周的翼片。所述保持构件的位于所述涡轮转子侧的所述轴向端面与所述轴承箱之间的间隙定位于所述圆筒形部之上。根据该方面，从保持构件的轴向端面与轴承箱之间的间隙中排出的润滑油落到挡油环的圆筒形部上以冷却挡油环。然后，润滑油可以通过离心力从挡油环的翼片上甩到外周。因此，能够防止可能因涡轮转子侧的热造成的轴承周围温度升高，并防止润滑油侵入涡轮转子侧。
在根据上述方面的轴承装置中，可将内圈间隔件与外圈间隔件的轴向尺寸设定成防止在滚珠轴承上作用预负荷。在上述构造中，能够显著改善增压器对高速旋转的适应性，同时能够使滚珠轴承的摩擦损失最小化。
在根据上述方面的轴承装置中，所述一对滚珠轴承可以是支撑径向负荷和向外的轴向负荷的角接触轴承。
如上所述，在本发明的用于增压器的轴承装置中，内圈之间的固定距离和外圈之间的固定距离分别由内圈间隔件和外圈间隔件保持，并且轴承的外圈由油膜减振器支撑。因此，能够通过抑制轴承的摩擦损失并通过提高振动吸收效应而改善增压器对高速旋转的适应性。另外，保持构件和外圈是彼此分离的部件。外圈设置在保持构件的轴向端面的内侧，并且以沿轴向方向向外不受约束的状态配合于所述保持构件。因此，仅从内圈经由滚动元件向外圈上施加轴向力，从而没有不合适的轴向力作用在滚珠轴承上。因此，能够提高轴承的耐久性。
附图说明
从结合附图的对示例性实施方式的以下描述中，本发明的上述和/或其它目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中相似的标记用于指代相似的元件，并且其中：
图1是沿增压器轴向方向的轴向横截面图，该增压器中包括根据本发明实施方式的轴承装置；
图2是图1中的增压器的轴承组件的放大图；
图3是沿图1的线III-III截取的横截面图；以及
图4是图1中涡轮转子侧的轴承附近的放大图。
具体实施方式
图1示出了包括根据本发明实施方式的轴承装置10的增压器1。增压器1构成如下的增压器，其包括：涡轮转子2，其设置在内燃发动机的排气道中；压缩机叶轮3，其设置在内燃发动机的进气道中；以及涡轮轴4，其用作耦接涡轮转子2与压缩机叶轮3以共同旋转的旋转轴。涡轮转子2和涡轮轴4彼此一体且同轴地形成。涡轮轴4是阶梯轴，从涡轮转子2侧到压缩机叶轮3侧依次设有大直径部4a、中直径部4b以及小直径部4c。
中直径部4b插入到增压器1的轴承箱5中，而小直径部4c延伸穿过轴承箱5并插入到压缩机壳体(未示出)中。轴承箱5采用以下构造：保持器5B借助诸如螺栓的紧固装置接合于箱体5A的一端。一对轴承11和12配合到中直径部4b的外周上。轴承11和12是滚珠轴承，分别包括内圈11a和12a、外圈11b和12b、以及多个滚珠11c和12c，所述滚珠11c和12c分别设置在内圈11a和12a与外圈11b和12b之间作为滚动元件。更具体地，轴承11和12是沿一个方向支撑径向负荷和轴向负荷的角接触轴承。轴承11和12的内圈11a和12a配合在涡轮轴4上。涡轮轴4与各个内圈11a和12a之间的配合公差在过渡配合(介于紧配合与松配合之间)的范围内。轴承11支撑沿从压缩机叶轮3到涡轮转子2的方向的轴向负荷，而轴承12支撑从涡轮转子2到压缩机叶轮3的轴向负荷。
在轴承11的内圈11a与大直径部4a之间设有挡油环13。在内圈11a与12a之间设有衬套14作为内圈间隔件。轴环15和16以及压缩机叶轮3依次配合在小直径部4c的外周上。小直径部4c端部处的外螺纹4d从压缩机叶轮3伸出。通过在外螺纹4d上设置螺母17并拧紧螺母17，将挡油环13、内圈11a、衬套14、内圈12a、轴环15和16、以及压缩机叶轮3保持在大直径部4a与螺母17之间的适当位置，并将它们各自保持在轴向方向上的特定位置。因此，涡轮转子2、涡轮轴4、挡油环13、内圈11a、衬套14、内圈12a、轴环15和16、压缩机叶轮3、以及螺母17构造成能够绕涡轮轴4的轴线CL一体旋转的旋转组件6。在大直径部4a和轴环16上分别设有密封环18和19，以密封涡轮壳体与轴承箱之间的空间以及轴承箱与压缩机壳体之间的空间。
各个轴承11和12的相应的外圈11b和12b与保持器20配合在一起。保持器20与轴承箱5中的箱体5A的保持器容纳部5a配合在一起。轴承箱5的保持器5B附接于保持器容纳部5a的开口端(压缩机叶轮3侧的一端)。这样，保持器20在涡轮轴4的轴向方向上保持在轴承箱5的突起5b与保持器5B之间。应当注意，衬套14和保持器20均为与轴承11和12分离的部件。因此，与用于内圈11a和12a以及外圈11b和12b的轴承钢等相比，衬套14和保持器20可以由较为低廉的材料制成。例如，衬套14和保持器20可以由用于机械结构的碳钢制成。
如图2中详细所示，保持器20采用以下构造：用作保持构件的圆筒形外壳22设置在外圈11b和12b的外周上，该外壳22与作为外圈间隔件的间隔件23一体结合，该间隔件23伸到外壳22的内周侧并插置在外圈11b与12b之间。外壳22的轴向方向上的端面22a和22b在轴向方向上位于外圈11b和12b外侧。换言之，外圈11b和12b以外圈11b和12b在轴向方向上位于外壳22的端面22a和22b内侧的方式配合到保持器20。保持器20与各个外圈11b和12b之间的配合公差在过渡配合(介于紧配合与松配合之间)的范围内。
间隔件23的两端抵靠外圈11b和12b。因此，外圈11b和12b在轴向方向上被定位从而在轴向方向上在外圈11b与12b之间保持固定距离。这样，通过将轴承11和12、衬套14和保持器20恰当地组装在一起而形成轴承组件7。通过将间隔件23的轴向尺寸X和衬套14的轴向尺寸Y保持在适当范围内，可使内圈11a和12a与外圈11b和12b在轴向方向上的错位最小化。因此，将内圈11a和12a以及外圈11b和12b保持在不向内圈11a和12a以及外圈11b和12b上作用预负荷的位置。因此，能够通过使涡轮轴4的轴向方向上的游隙最小化并通过设定涡轮转子2与涡轮壳体之间的微小间隙以及压缩机叶轮3与压缩机壳体之间的微小间隙而改善增压性能。这里，在外圈11b和12b的轴向方向上的外侧不设置用于从外侧将外圈11b和12b保持于恰当空间的构件。换言之，外圈11b和12b均以关于轴向方向向外不受约束的状态配合于保持器20。另外，在外圈11b和12b之间不设置诸如弹簧的弹性构件来将外圈11b和12b沿轴向方向推出并向外圈11b和12b施加预负荷。能够通过在没有预负荷的情况下组装轴承11和12而抑制轴承11和12中的摩擦损失。
在保持器20与轴承箱5之间设有微小间隙25。间隙25包括保持器20的外周侧上的径向间隙25a、以及保持器20的轴向方向上的两端处的轴向间隙25b和25c。径向间隙25a延伸跨过保持器20的整个外周，而轴向间隙25b和25c分别延伸跨过保持器20的整个端面22a和22b。换言之，当没有形成油膜(下面描述)时，保持器20能够相对于轴承箱5沿径向方向自由移动与径向间隙25a相等的距离，并且还能够沿轴向方向自由移动与轴向间隙25b和25c相等的距离。
如图3所示，轴承箱5设有油道26，该油道26从轴承箱5的底面5c通向径向间隙25a。润滑油经过油道26被供给并填充到径向间隙25a中以在保持器20与轴承箱5之间形成油膜。油膜、保持器20以及轴承箱5构成油膜减振器8。外圈11b和12b通过油膜减振器8来支撑。如上所述，能够通过设置油膜减振器8而有效地吸收轴承组件7的振动。因此，能够改善增压器1对于超过100,000rpm的高速旋转范围的适应性。由于沿保持器20的径向方向和轴向方向设有间隙25a、25b和25c，所以保持器20能够相对于轴承箱5沿径向方向和轴向方向平稳移动。其结果是，能够改善油膜减振器8的振动吸收性。
由于保持器20的端面22a和22b分别抵靠轴承箱5的突起5b和保持器5B，所以抑制了轴承组件7沿轴向方向的振动。另外，由于外圈11b和12b位于保持器20的端面22a和22b二者的内侧，所以外圈11b和12b不会与轴承箱5直接接触。此外，保持器20与外圈11b和12b是彼此分离的部件，并且外圈11b和12b以关于轴向方向向外不受约束的状态配合于保持器20。因此，外圈11b和12b仅随从内圈11a和12a经由滚珠11c和12c传递的轴向力而移位，因此没有不必要的外力沿轴向方向作用在轴承11和12上。因此，提高了轴承11和12的耐久性。换言之，在于外圈之间设有用于预负荷的弹性构件的常规轴承装置中，施加预负荷的前提是外圈关于轴向方向向外不受约束。相反，本实施方式的轴承装置10不存在这种前提，因为在外圈11b和12b之间不设置用于预负荷的弹性构件。还可能约束外圈11b和12b防止其沿轴向方向向外移动。然而，虽然存在以上可能性，但是外圈11b和12b仍然保持关于轴向方向向外不受约束。这样，该轴承装置与常规轴承装置的不同之处在于外圈的位置结构，其中不设有用于预负荷的弹性构件。另外，由于采用了带有油膜减振器8的支撑结构，在该实施方式的轴承装置10中允许轴承组件7轴向位移，从而使得能够从轴承箱5侧向外圈11b和12b施加轴向力。为了消除这种可能性，外圈11b和12b不受约束。
应当注意，图1至图3中夸大了间隙25。间隙25的大小应当仅为形成油膜所需的最小尺寸。由于油料从轴承箱5的底面向上供给到间隙25，所以能够用流入间隙25中的润滑油的压力将保持器20抬起。因此，即使液压降低，也能够容易地确保油膜减振器8的振动吸收效应。
如图2所示，衬套14的两个端面14a、14b的直径小于衬套14的中央部14c的直径。端面14a、14b的直径与内圈11a和12a的直径大致相同。同时，在涡轮轴4的中央部4b与衬套14配合的配合部中形成有凹部4e。凹部4e在轴向方向上的长度比衬套14的中央部14c在轴向方向上的长度短，并且凹部4e的轴向方向上的两端位于衬套14中央部14c的轴向方向上的两端的内侧。此外，凹部4e的深度设定成尽可能浅。通过设置这样的凹部4e，当将轴承11的内圈11a与涡轮轴4组装在一起时，内圈11a能够容易地在凹部4e中移动。因此，能够顺利地组装内圈11a。由于衬套14的中央部14c具有与凹部4e对应的大直径，并且由于中央部14c在凹部4e的轴向方向上的两侧上设有足够的长度，所以能够增强涡轮轴4周围的刚度，并提高增压器1对于高速旋转的适应性。
在保持器20的外周中形成两个环形槽30以形成完整的圆。在每个环形槽30中，设有喷油孔31以向轴承11和12供给润滑油。这里，尽管图2中仅示出了轴承11中的喷油孔31，但轴承12中也设有相同的喷油孔31。如图4所示，喷油孔31设置成使得喷油孔31的中心线31a朝内圈11a的抵靠衬套14的表面延伸。因此，形成油膜的部分润滑油从喷油孔31供给到内圈11a与衬套14的匹配表面及其周围区域。因此，与润滑油直接喷洒到滚珠11c的情况相比，能够减少润滑油的循环损失，从而提高增压效率。同样的功能和优点也可应用于轴承12。另外，尤其是当涡轮转子2侧的喷油孔31如上述那样形成时，能够通过用来自喷油孔31的润滑油吸收从涡轮转子2经由涡轮轴4传递到轴承11和衬套14的热、而提高增压器1的冷却效率。
如图4中清晰所示，挡油环13在圆筒形部13a的一端形成有盘形翼片13b。圆筒形部13a的直径或者等于、或者小于内圈11a的外径。同时，翼片13b的直径略小于外圈11b的外径。保持器20的轴向方向上的端面22a与轴承箱5的突起5b之间的轴向间隙25b位于挡油环13的圆筒形部13a的外周上。因此，从轴向间隙25b排出的润滑油粘附在圆筒形部13a上、从圆筒形部13a向翼片13b移动同时冷却挡油环13、然后通过离心力甩到翼片13b的外周。因此，能够防止润滑油进入涡轮壳体侧或排气道。从挡油环13甩到轴承箱5内侧的润滑油经由轴承箱5的排出部27(图1和图3)排放。另外，供给到轴承11和12的油经由保持器20的排出孔20a(图1和图2)排放。
本发明并不局限于上述实施方式，而是能够以多种实施方式实施。例如，保持器20可构造成使得外壳22和间隔件23是在后加工中组装的分离部件。在这种情况下，优选地通过诸如压配合或收缩配合之类的结合方法将间隔件23与外壳22组装在一起，使得间隔件23不能沿轴向方向相对于外壳22移位。本发明的轴承装置不仅能够应用于涡轮增压器的旋转轴，而且能够应用于由内燃发动机的输出轴驱动的机械增压器的旋转轴。滚珠轴承并不局限于角接触滚珠轴承，而是可以采用任何形式的滚珠轴承，只要该轴承具有滚动构件设置在内圈与外圈之间的构造即可。
虽然已经结合本发明的示例性实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于所述实施方式或结构。相反，本发明意在覆盖各种变型和等效布置。另外，虽然已经在多种示例性结合和构造示出了示例性实施方式的多个元件，但是包括更多、更少或仅一个单独构件的其它结合和构造也在本发明的精神和范围内。

Claims (6)

1.一种用于增压器(1)的轴承装置，其特征在于包括：
一对滚珠轴承(11，12)，所述一对滚珠轴承(11，12)设置在所述增压器(1)的旋转轴(4)上；
保持构件(22)，所述保持构件(22)是与所述一对滚珠轴承(11，12)分离的部件，并且所述一对滚珠轴承(11，12)的外圈(11b，12b)配合于所述保持构件(22)；
轴承箱(5)，所述轴承箱(5)与所述保持构件(22)组装在一起以形成油膜减振器(8)，所述油膜减振器(8)是用作为支撑所述外圈(11b，12b)的减振器的油膜；
内圈间隔件(14)，所述内圈间隔件(14)设置在所述一对滚珠轴承(11，12)的内圈(11a，12a)之间并且在轴向方向上在所述内圈(11a，12a)之间保持固定距离(Y)；以及
外圈间隔件(23)，所述外圈间隔件(23)设置在所述外圈(11b，12b)之间并且在轴向方向上在所述外圈(11b，12b)之间保持固定距离(X)，
其中，所述外圈(11b，12b)在轴向方向上位于所述保持构件(22)的两个轴向端面(22a，22b)的内侧并且以沿轴向方向向外不受约束的状态配合于所述保持构件(22)，
其中，所述保持构件(22)和所述外圈间隔件(23)彼此一体形成，
所述油膜形成在所述保持构件(22)与所述轴承箱(5)之间的间隙中，
所述保持构件(22)的外周和所述两个轴向端面(22a，22b)经由形成有所述油膜的所述间隙面对所述轴承箱(5)，
所述保持构件(22)的所述两个轴向端面(22a，22b)由所述轴承箱(5)保持，并且
所述间隙设置在所述保持构件(22)的所述外周和所述两个轴向端面(22a，22b)面对所述轴承箱(5)的整个区域中。
2.如权利要求1所述的轴承装置，其中，所述保持构件(22)和所述外圈间隔件(23)形成为彼此分离的部件并且组装到一起以防止彼此在轴向方向上的相对移位。
3.如权利要求2所述的轴承装置，其中，所述保持构件(22)和所述外圈间隔件(23)通过压配合或收缩配合而组装，以防止在轴向方向上的相对移位。
4.如权利要求1所述的轴承装置，其中，
所述增压器(1)是涡轮增压器，
在位于涡轮转子(2)侧的所述滚珠轴承与所述涡轮转子(2)之间设有与所述旋转轴(4)一体旋转的挡油环(13)，
在所述挡油环(13)中设有圆筒形部(13a)和从所述圆筒形部(13a)沿径向方向突出到外周的翼片(13b)，并且
所述保持构件(22)的位于所述涡轮转子(2)侧的所述轴向端面与所述轴承箱(5)之间的间隙定位于所述圆筒形部(13a)之上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的轴承装置，其中，以不在所述滚珠轴承上作用预负荷的方式设定所述内圈间隔件(14)与所述外圈间隔件(23)的轴向尺寸。
6.如权利要求1至4中任一项所述的轴承装置，其中，所述一对滚珠轴承(11，12)是支撑径向负荷和向外的轴向负荷的角接触轴承。
CN200980115003.7A 2008-04-28 2009-04-28 用于增压器的轴承装置 Active CN102016325B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-116734 2008-04-28
JP2008116734A JP5075000B2 (ja) 2008-04-28 2008-04-28 過給機の軸受装置
PCT/IB2009/005400 WO2009133445A1 (en) 2008-04-28 2009-04-28 Bearing device for supercharger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102016325A CN102016325A (zh) 2011-04-13
CN102016325B true CN102016325B (zh) 2014-03-12

Family

ID=40908336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980115003.7A Active CN102016325B (zh) 2008-04-28 2009-04-28 用于增压器的轴承装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2279352B1 (zh)
JP (1) JP5075000B2 (zh)
CN (1) CN102016325B (zh)
WO (1) WO2009133445A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011137395A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Jtekt Corp ターボチャージャ用軸受装置
CN102003269A (zh) * 2010-12-08 2011-04-06 无锡明珠增压器制造有限公司 连体轴承式涡轮增压器结构
US8858173B2 (en) * 2011-05-04 2014-10-14 Honeywell International Inc. Bearing assembly with damping features
JP2012255512A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Jtekt Corp 軸受構造
EP2535526B1 (en) * 2011-06-17 2013-10-30 Aktiebolaget SKF Turbocharger, notably for a combustion engine.
DE102011081200A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Wälzlageranordnung eines Abgasturboladers
JP6015013B2 (ja) * 2012-01-31 2016-10-26 株式会社Ihi 過給機
JP5895604B2 (ja) * 2012-03-02 2016-03-30 株式会社ジェイテクト ターボチャージャ用軸受装置
JP5974597B2 (ja) * 2012-04-09 2016-08-23 株式会社ジェイテクト ターボチャージャー用転がり軸受装置
CN104364495B (zh) * 2012-06-25 2017-09-22 博格华纳公司 排气涡轮增压器
JP6079057B2 (ja) * 2012-08-28 2017-02-15 株式会社ジェイテクト ターボチャージャー用転がり軸受装置
JP6079058B2 (ja) * 2012-08-28 2017-02-15 株式会社ジェイテクト ターボチャージャー用転がり軸受装置
US9605683B2 (en) * 2013-05-30 2017-03-28 Ingersoll-Rand Company Centrifugal compressor having a bearing assembly
JP6250360B2 (ja) 2013-10-22 2017-12-20 Ntn株式会社 ターボチャージャ用軸受装置、およびターボチャージャ用軸受装置の製造方法
JP6396083B2 (ja) * 2014-06-09 2018-09-26 日立アプライアンス株式会社 電動送風機および電気掃除機
US11078962B2 (en) * 2014-12-23 2021-08-03 Cummins Ltd. Bearing assembly support
FR3036440B1 (fr) * 2015-05-18 2019-05-10 Maike Automotive Services Ensemble turbine, arbre et palier pour turbocompresseur
CN107835905B (zh) 2015-07-09 2020-06-12 株式会社Ihi 轴承结构以及增压器
JP6276810B2 (ja) 2016-08-04 2018-02-07 Ntn株式会社 エアタービン駆動スピンドル
CN109803911B (zh) * 2016-11-30 2020-07-31 株式会社日立制作所 电梯用调速机及电梯装置
CN107269685B (zh) * 2017-08-01 2023-06-13 昆山市朝阳轴承机电有限公司 一种轴承和转动结构
DE112018006765B4 (de) 2018-01-04 2024-03-28 Ihi Corporation Turbolader
DE102018210287A1 (de) 2018-06-25 2020-01-02 Minebea Mitsumi Inc. Abgasturbinenlagerung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2160760Y (zh) * 1993-04-09 1994-04-06 铁道部大连内燃机车研究所 废气涡轮增压器轴承组件的新结构
DE202004017194U1 (de) * 2004-11-03 2006-03-16 Ab Skf Lagerung
CN101166913A (zh) * 2004-10-28 2008-04-23 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 具有用于转子转轴的轴承的涡轮增压单元

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310742A (ja) * 1994-05-18 1995-11-28 Ntn Corp 円筒ころ軸受及びその軸受を用いたスピンドル装置
US20030072509A1 (en) * 2001-10-16 2003-04-17 Woollenweber William E. Bearing system for high-speed rotating machinery
US7029244B2 (en) * 2002-04-04 2006-04-18 Vortech Engineering, Inc. High-speed, belt-driven industrial blower
US7214037B2 (en) * 2004-06-28 2007-05-08 Honeywell International, Inc. Retention of ball bearing cartridge for turbomachinery
JP2007192303A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Jtekt Corp ターボチャージャ用アンギュラ玉軸受
US7832938B2 (en) * 2006-07-19 2010-11-16 Mckeirnan Jr Robert D Floating bearing cartridge for a turbocharger shaft
JP2008298284A (ja) * 2007-05-01 2008-12-11 Jtekt Corp ターボチャージャ用軸受装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2160760Y (zh) * 1993-04-09 1994-04-06 铁道部大连内燃机车研究所 废气涡轮增压器轴承组件的新结构
CN101166913A (zh) * 2004-10-28 2008-04-23 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 具有用于转子转轴的轴承的涡轮增压单元
DE202004017194U1 (de) * 2004-11-03 2006-03-16 Ab Skf Lagerung

Also Published As

Publication number Publication date
EP2279352B1 (en) 2016-03-16
WO2009133445A1 (en) 2009-11-05
JP5075000B2 (ja) 2012-11-14
EP2279352A1 (en) 2011-02-02
JP2009264526A (ja) 2009-11-12
CN102016325A (zh) 2011-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102016325B (zh) 用于增压器的轴承装置
CN211231277U (zh) 滚动元件轴承组件
CN104220706B (zh) 涡轮增压器的轴承单元
US5522667A (en) Ball bearing for turbocharger
KR102556910B1 (ko) 터보기계용 벤트식 베어링 리테이너
JP6670624B2 (ja) ボールベアリングターボ過給機を用いた空気間隙縮小方法
JP5071150B2 (ja) ターボチャージャ用軸受装置
US7547185B2 (en) Output shaft air/oil separator to redundantly protect against output shaft o-ring leakage
US20150030453A1 (en) Toroidal and thrust bearing assembly
WO2019135326A1 (ja) 過給機
JP2006226184A (ja) カムシャフト装置及びその組立方法
JP2010138753A (ja) 過給機の軸受装置
JP2009293614A (ja) ターボチャージャーの軸受構造
JP4004115B2 (ja) 過給機および過給機の組立方法
JP2007071356A (ja) ターボチャージャ用回転支持装置
CN117006045A (zh) 用于涡旋压缩机的防自转机构及涡旋压缩机
EP1693581B1 (en) Bearing device for supporting pinion shaft
JP2008286319A (ja) クリーナモータ軸受用合成樹脂製冠型保持器、クリーナモータ用転がり軸受
JP2018063018A (ja) 過給機の軸受装置
JP2008082506A (ja) 転がり軸受及びこれを用いた過給機
KR101812327B1 (ko) 고속 베어링 장치
WO2016199818A1 (ja) 軸受ユニット
JP2009041745A (ja) スラスト滑り軸受装置
JP2018123780A (ja) ターボチャージャ用軸受装置
JP2002048135A (ja) 軸受構造

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant