CN102392697A - 一种涡轮增压器用的止推结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种涡轮增压器用的止推结构，该止推结构包括一封油盖、密封套、止推片和止推轴承，其止推轴承采用分体式结构，由第一、第二止推轴承部分构成，其中止推片设置在涡轮转子的转子轴与叶轮轴的台阶处，第一、第二止推轴承部分分设于止推片的两侧，第一止推轴承部分的涡端面与止推片的压端面之间留有间隙；第二止推轴承部分的压端面与止推片的涡端面之间留有间隙，涡端面与轴承体的第一台阶面之间留有间隙，第一止推轴承部分通过封油盖紧固在轴承体上，同时密封套装在封油盖与第一止推轴承部分的中心孔内，密封套的外大圆端面与第一止推轴承部分的压端面之间留有间隙。本发明能有效地解决涡、压端的受力平衡问题。

Description

一种涡轮增压器用的止推结构

技术领域

本发明涉及涡轮增压器的部件技术领域，特别是涉及一种用于涡轮增压器的止推结构，该止推结构将广泛用于增压器发动机领域。

背景技术

在涡轮增压器中，止推轴承的作用是承受增压器转子轴的轴向力，使涡轮转子总成的涡端压力与压端压力达到平衡。涡轮转子在高速旋转运动中，其转速随发动机的负荷变化还变化，止推轴承在轴向方向不断地被磨擦，所以增压器在轴向承受的力为交变式负荷，并且转速越高所承受的负荷越大；特别是目前增压器的转速不断地提高，小型增压器的转速已超过了260000r/min，甚至更高，因此如何提高止推轴承的耐磨极限和使涡、压两端受力平衡，提高增压器的使用寿命，是现代高速增压器急需要解决的问题。

目前使用涡轮增压器中的止推轴承的结构如图1、图2、图3和图4所示，其包括一个轴承本体10，在该轴承本体10的压端面11和涡端面12、中心孔17的外缘分别四个压端止推油楔面13和四个涡端止推油楔面14，每一压端止推油楔面13与一涡端止推油楔面14以轴承本体10的中心径向面对称设置，压端止推油楔面13和涡端止推油楔面14的最高点到最低点之间设置一高度差H1，用来存储油量。在轴承本体10上还设置有进油孔15和油槽16，油槽16将润滑油输送到压端止推油楔面13和涡端止推油楔面14，当发动机启动时，润滑油马上建立起压力，涡轮转子旋转后，润滑油在压端止推油楔面13和涡端止推油楔面14的最高点与最低点之间迅速建立起能承受压力的油膜承受转子轴轴向的力。

目前使用的这种止推结构的涡轮增压器有如图5所示，涡轮转子20的转子轴21装配在轴承体30内，止推片40装配在涡轮转子20的转子轴21与叶轮轴22的台阶处23处，止推片40与轴承体30的端面31处保证一定的间隙，止推轴承10装配在轴承体30的32处，止推轴承10的进油孔15与轴承体30的油孔33处正对，密封套50装在封油盖60与止推轴承10的孔内，封油盖60通过螺栓把止推轴承10一起紧固在轴承体30上。当涡轮转子20的转子轴21在轴向运动时，通过止推轴承10的压端止推油楔面13与密封套50的外大圆51端面的摩擦和涡端止推油楔面14与止推片1一侧端面的摩擦，来平衡涡轮增压器涡端、压端的受力平衡。但是由于涡轮增压器的转速不断地提高，从现有大量失效的止推轴承分析来看，压端面摩损量远远大于涡端面，因此涡端和压端的受力两边是不一样的，压端面的受力大于涡端面的受力。

由于压端面的受力大于涡端面的受力，因此在现有的这种止推结构很难解决涡、压端的受力平衡问题，因此采用新的止推结构，来解决涡、压端的受力平衡问题，是提高增压器的整机寿命有效手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有涡轮增压器的止推轴承所存在的问题而提供一种涡轮增压器用新的止推结构，该止推结构能有效地解决涡、压端的受力平衡问题。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种涡轮增压器用的止推结构，该止推结构包括一封油盖、密封套、止推片和止推轴承，其特征在于，所述止推轴承采用分体式结构，由第一止推轴承部分和第二止推轴承部分构成，其中所述止推片设置在涡轮转子的转子轴与叶轮轴的台阶处，所述第一止推轴承部分和第二止推轴承部分分设于所述止推片的两侧，第一止推轴承部分的涡端面与所述止推片的压端面之间留有一定的间隙，第二止推轴承部分的压端面与所述止推片的涡端面之间留有一定的间隙，所述第二止推轴承部分的涡端面与轴承体的第一台阶面之间留有一定的间隙，第一止推轴承部分通过封油盖紧固在轴承体上，同时密封套装在封油盖与第一止推轴承部分的中心孔内，所述密封套的外大圆端面与第一止推轴承部分的压端面之间留有一定的间隙。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第一止推轴承部分的压端面、中心孔的外缘均布有多个压端止推油楔面，并在第一止推轴承部分的本体上设置有进油孔和油槽，所述进油孔与轴承体的油孔处正对；所述第二止推轴承部分的压端面为止推面，在第二止推轴承部分的压端面、中心孔的外缘均布有多个压端油楔面，第二止推轴承部分的涡端面为平面。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二止推轴承部分采用粉末冶金材料与铁基材料烧结而成，其中第二止推轴承部分的压端面为粉末冶金材料，第二止推轴承部分的涡端面为铁基材料。

所述粉末冶金材料为铜基粉末冶金材料或铁基粉末冶金材料。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、其采用的止推结构，无须对现有的涡轮增压器的其它零件做很大的改动，就可与现有的涡轮增压器的其它零件行装配。

2、由于采用了上述止推结构，第二止推轴承部分的压端面采用铜基粉末冶金材料或铁基粉末冶金材料制成，使其耐磨强度可以得到大大提高。

3、另由于第二止推轴承部分的涡端面与轴承体的第一台阶面之间、第二止推轴承部分的压端面与止推片的涡端面之间均存在一定的间隙，当油腔充满油后，第二止推轴承部分的涡端面与轴承体的第一台阶面之间会产生一层油膜，当涡轮转子受到向涡端方向的力时，这层油膜起到缓冲作用，减少第二止推轴承部分的压端面上的压端油楔面与止推片的涡端面之间的接触力，从而使涡轮转子的受力平衡。

3、本发明的第一止推轴承部分上的压端油楔面和第二止推轴承部分上的压端油楔面能更好地建立油膜，有利于提高耐磨强度。

附图说明

图1为现有止推轴承涡端面的结构示意图。

图2为图1的A-剖视图。

图3为图1的I-I的展开示意图。

图4为现有止推轴承压端面的结构示意图。

图5为现有止推轴承装配于涡轮增压器中的示意图。

图6为本发明的止推结构应用于涡轮增压器的示意图。

图7为本发明第一止推轴承部分涡端面的结构示意图。

图8为图7的A-A剖视图。

图9为本发明第一止推轴承部分压端面的结构示意图。

图10为图9的I-I的展开示意图。

图11为本发明第二止推轴承部分压端面的结构示意图。

图12为图11的A-A剖视图。

图13为本发明第二止推轴承部分涡端面的结构示意图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图6，图中给出了本发明的止推结构应用于涡轮增压器的一种实例。由图中可以看出，该止推结构包括一封油盖100、密封套200、止推片300和止推轴承。其止推片300的位置没有什么变化，也设置在涡轮转子500的转子轴510与叶轮轴520的台阶处。

本发明的改进之处在于止推轴承采用分体式结构，由第一止推轴承部分410和第二止推轴承部分420构成，并将原先用以与止推片300接触的轴承体600的台阶面610向涡端方向延伸一段距离，以便于安放第二止推轴承部分420。而第一止推轴承部分410仍然采用通过封油盖100紧固在轴承体600上，同时密封套200装在封油盖100与第一止推轴承部分410的中心孔内，这样第一止推轴承部分410和第二止推轴承部分420就分设于止推片300的两侧。

在安装时，第一止推轴承部分410的涡端面411与止推片300的压端面310之间留有一定的间隙，第二止推轴承部分420的压端面421与止推片300的涡端面320之间留有一定的间隙，第二止推轴承部分420的涡端面422与轴承体600的台阶面610之间留有一定的间隙，密封套200的外大圆端面210与第一止推轴承部分410的压端面412之间留有一定的间隙。

参见图7至图10，在第一止推轴承部分410的压端面412、中心孔413的外缘均布有四个压端止推油楔面414，并在第一止推轴承部分410的本体上设置有进油孔415和油槽416，进油孔415的开口位于第一止推轴承部分410的涡端面411，与轴承体600的油孔620处正对(参见图6)。压端止推油楔面414的最高点到最低点之间设置一高度差H1，用来存储油量。

参见图11至图13，第二止推轴承部分420的压端面421为止推面，第二止推轴承部分420的涡端面422为平面，属于非止推面。而且第二止推轴承部分420采用铜基粉末冶金材料或铁基粉末冶金材料与铁基材料烧结而成，其中第二止推轴承部分420的压端面421为铜基粉末冶金材料或铁基粉末冶金材料，涡端面422为铁基材料，当然铁基材料也可以采用其它相同性质的材料替换。在第二止推轴承部分420的压端面421、中心孔423的外缘均布有四个压端油楔面424。压端止推油楔面424的最高点到最低点之间设置一高度差H2，用来存储油量。

当油腔充满油后，第二止推轴承部分420的涡端面422与轴承体600的台阶面610之间会产生一层油膜，当涡轮转子500受到向涡端方向的力时，这层油膜起到缓冲作用，减少第二止推轴承部分420的压端面421上的压端油楔面424与止推片300的涡端面320之间的接触力，从而使涡轮转子的受力平衡。

当发动机启动时，润滑油马上建立起压力，涡轮转子500旋转后，润滑油在第一止推轴承部分410的压端止推油楔面414的最高点与最低点之间H1和第二止推轴承部分420的压端油楔面424的最高点与最低点之间H2迅速建立起能承受压力的油膜，承受涡轮转子500轴向的力。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种涡轮增压器用的止推结构，该止推结构包括一封油盖、密封套、止推片和止推轴承，其特征在于，所述止推轴承采用分体式结构，由第一止推轴承部分和第二止推轴承部分构成，其中所述止推片设置在涡轮转子的转子轴与叶轮轴的台阶处，所述第一止推轴承部分和第二止推轴承部分分设于所述止推片的两侧，第一止推轴承部分的涡端面与所述止推片的压端面之间留有一定的间隙，第二止推轴承部分的压端面与所述止推片的涡端面之间留有一定的间隙，所述第二止推轴承部分的涡端面与轴承体的第一台阶面之间留有一定的间隙，第一止推轴承部分通过封油盖紧固在轴承体上，同时密封套装在封油盖与第一止推轴承部分的中心孔内，所述密封套的外大圆端面与第一止推轴承部分的压端面之间留有一定的间隙。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器用的止推结构，其特征在于，在所述第一止推轴承部分的压端面、中心孔的外缘均布有多个压端止推油楔面，并在第一止推轴承部分的本体上设置有进油孔和油槽，所述进油孔与轴承体的油孔处正对；所述第二止推轴承部分的压端面为止推面，在第二止推轴承部分的压端面、中心孔的外缘均布有多个压端油楔面，第二止推轴承部分的涡端面为平面。

3.如权利要求2所述的涡轮增压器用的止推结构，其特征在于，所述第二止推轴承部分采用粉末冶金材料与铁基材料烧结而成，其中第二止推轴承部分的压端面为粉末冶金材料，第二止推轴承部分的涡端面为铁基材料。

4.如权利要求3所述的涡轮增压器用的止推结构，其特征在于，所述粉末冶金材料为铜基粉末冶金材料或铁基粉末冶金材料。

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