CN102418569A - 可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器 - Google Patents

可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器，第一角接触球轴承（12）和第二角接触球轴承（14）通过压板（15）、第二螺钉（16）与衬套（13）连接，轴承体（6）与间隔体（8）通过第一螺钉（9）连接，涡轮（11）的粗轴穿过间隔体（8）设置在第一角接触球轴承（12）、第二角接触球轴承（14）上，压气机叶轮（2）、轴封套（4）、间隔套（5）设置在涡轮（11）的细轴上，第二角接触球轴承（14）的内圈与间隔套（5）连接，涡轮（11）的细轴的左端设置有轴端螺母（3），压气机涡壳（1）与轴承体（6）连接。本发明解决了增压器转子系统振动及拆装的难题，球轴承涡轮增压器总效率可提高3%～10%。

Description

可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器
  
技术领域
本发明属于增压器，具体涉及一种可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器。
背景技术
涡轮增压器是车用发动机动力系统的重要部件，其转子系统处于高速运转状态，直接影响着整个增压器系统的动态品质。目前涡轮增压器上主要采用浮动轴承作为其支撑结构，主要因为其具有良好的抑振效果。然而由于双层油膜引起的摩擦功耗导致机械效率较低，进而引起增压器整机效率下降。
随着增压器设计水平的提高，增压器涡轮及叶轮的设计效率已趋于极限，而轴承部分尚有潜力提高，一种可行的方案即为采用球轴承支撑。球轴承应用于涡轮增压器上主要有两种布置结构：一种是单列式，即采用成对安装的角接触轴承；一种为整体式，即采用整体结构的内圈或外圈并布置两列球体。两种结构各有优缺点：单列式结构可选现有型号，无需定制加工，然而轴承预紧力加载结构较复杂，同轴度难于保证，阻尼结构难于施加；整体式球轴承加工复杂，成本较高，然而预紧结构及装配工艺较简单。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器，该涡轮增压器轴承体部位同时采用分体结构，解决了增压器转子系统振动及拆装的难题，提高了涡轮增压器的效率。
本发明的技术方案：一种可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器，它包括压气机涡壳、压气机叶轮、轴端螺母、轴封套、间隔套、轴承体、进油销钉、间隔体、第一螺钉、涡轮箱、涡轮、第一角接触球轴承、衬套、第二角接触球轴承、压板和第二螺钉，第一角接触球轴承和第二角接触球轴承通过压板、第二螺钉与衬套连接，轴承体与间隔体通过第一螺钉连接，衬套与轴承体连接，轴承体的座孔与衬套间隙配合，涡轮的粗轴穿过间隔体设置在第一角接触球轴承、第二角接触球轴承上，第一角接触球轴承位于涡轮的粗轴的右端，压气机叶轮、轴封套、间隔套设置在涡轮的细轴上，第二角接触球轴承的内圈与间隔套连接，涡轮的细轴的左端设置有轴端螺母，需要通过轴端螺母施加一定的拧紧力矩实现整体式轴承的轴向预紧，进油销钉穿过轴承体设置在衬套的定位孔中，压气机涡壳与轴承体连接，轴承体上设置有冷却水道和储油腔，衬套上有两个喷油斜孔。 
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过简单的方法即可完成整体式球轴承的组装，解决了常规整体式球轴承加工困难、费用较高的难题。同时，轴承体采用分体结构，轴承可随转子系统脱离轴承体，解决了拆装工艺难题。与采用浮环轴承的增压器相比，球轴承涡轮增压器总效率可提高3%～10%，且其加速响应性更好。球轴承转子在轴承系统上采用阻尼结构解决了振动问题，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器，它包括压气机涡壳1、压气机叶轮2、轴端螺母3、轴封套4、间隔套5、轴承体6、进油销钉7、间隔体8、第一螺钉9、涡轮箱10、涡轮11、第一角接触球轴承12、衬套13、第二角接触球轴承14、压板15和第二螺钉16，第一角接触球轴承12和第二角接触球轴承14通过压板15、第二螺钉16与衬套13连接，构成整体式轴承，轴承体6与间隔体8通过第一螺钉9连接，衬套13与轴承体6连接，轴承体6的座孔与衬套13间隙配合，涡轮11的粗轴穿过间隔体8设置在第一角接触球轴承12、第二角接触球轴承14上，第一角接触球轴承12位于涡轮11的粗轴的右端，压气机叶轮2、轴封套4、间隔套5设置在涡轮11的细轴上，第二角接触球轴承14的内圈与间隔套5连接，涡轮11的细轴的左端设置有轴端螺母3，进油销钉7穿过轴承体6设置在衬套13的定位孔中，压气机涡壳1与轴承体6连接，轴承体6上设置有冷却水道和储油腔，衬套13上有两个喷油斜孔。
在工作之前，通过施加轴端螺母3一定的拧紧力矩实现第一角接触轴承12和第二角接触球轴承14的轴向预紧，同时根据定位关系确定涡轮11的粗轴段长度，保证不会出现预紧载荷过大的问题。
本轴承系统采用带油膜阻尼器的喷溅润滑方式，轴承体6座孔上有一个储油腔，润滑油经进油销钉7的进油孔流入储油腔中，润滑油遍布在衬套13与轴承体6座孔之间的间隙中，形成油膜阻尼器，减小球轴承转子系统的振动。衬套13上有两个喷油斜孔，润滑油经喷油斜孔喷溅到轴承内圈以完成润滑。该增压器装配时，首先由第一角接触球轴承12、第二角接触球轴承14、衬套13、压板15及第二螺钉16完成整体式轴承的组装；然后将涡轮11的转轴穿过间隔体8，采用热装的方法将整体式轴承安装到转轴上，并使第一角接触球轴承12的内圈与涡轮11的轴肩接触；再将带有轴承的转子插入到轴承体6中，将进油销钉7插入到衬套13的定位孔中，同时将第一螺钉9拧紧；将间隔套5、轴封套4及相应的固定件装好，再将压气机叶轮2及轴端螺母3装入涡轮11的转轴上，施加轴端螺母3一定的拧紧力矩完成转子系统的装配；将压气机涡壳1与轴承体6、涡轮箱10与间隔体8的对应接口连接即完成整台增压器的装配。

Claims (1)

1.一种可拆分的基于双单列轴承构成的整体式球轴承涡轮增压器，它包括压气机涡壳（1）、压气机叶轮（2）、轴端螺母（3）、轴封套（4）、间隔套（5）、轴承体（6）、进油销钉（7）、间隔体（8）、第一螺钉（9）、涡轮箱（10）、涡轮（11）、第一角接触球轴承（12）、衬套（13）、第二角接触球轴承（14）、压板（15）和第二螺钉（16），其特征是第一角接触球轴承（12）和第二角接触球轴承（14）通过压板（15）、第二螺钉（16）与衬套（13）连接，轴承体（6）与间隔体（8）通过第一螺钉（9）连接，衬套（13）与轴承体（6）连接，轴承体（6）的座孔与衬套（13）间隙配合，涡轮（11）的粗轴穿过间隔体（8），设置在第一角接触球轴承（12）、第二角接触球轴承（14）上，第一角接触球轴承（12）位于涡轮（11）的粗轴的右端与其轴肩接触，压气机叶轮（2）、轴封套（4）、间隔套（5）设置在涡轮（11）的细轴上，第二角接触球轴承（14）的内圈与间隔套（5）连接，涡轮（11）的细轴的左端设置有轴端螺母（3），需要通过轴端螺母（3）施加一定的拧紧力矩实现整体式轴承的轴向预紧，进油销钉（7）穿过轴承体（6）设置在衬套（13）的定位孔中，然后将第一螺钉（9）拧紧，压气机涡壳（1）与轴承体（6）连接，轴承体（6）上设置有冷却水道和储油腔，衬套（13）上有两个喷油斜孔。
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