CN103180571A - 排气涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排气涡轮增压器（1），该排气涡轮增压器具有一个压缩机（2），该压缩机具有在一个压缩机壳体（4）中的一个压缩机叶轮（3）；具有一个涡轮机（5），该涡轮机具有在一个涡轮机壳体（7）中的一个涡轮机叶轮（6）；具有一个轴承壳体（8），该轴承壳体接纳了用于一个转子轴（10）的一个静态轴承衬套（9），并且该轴承壳体在压缩机侧具有一个轴承壳体盖（11）；并且具有一个轴承衬套防转动装置（12），该防转动装置具有被支承在轴承壳体（8）中的至少一个突出部（13，14，15）并且该防转动装置接合在轴承衬套（9）的两个凹槽（16，17）中的至少一个凹槽之中，其中这些凹槽（16，17）被直径上相反地安排在轴承衬套（9）的一个外部圆周区域（18）上。

Description

排气涡轮增压器

说明书

本发明涉及根据权利要求1前序部分的一种排气涡轮增压器。

从EP0440917A1中已知一种属类的排气涡轮增压器。所述排气涡轮增压器具有一个静态轴承衬套。该轴承衬套在其末端表面中具有两个凹槽，这两个凹槽与一个设计为锁定环的防转动装置的多个外缘（bead）相互作用。所述锁定环不仅具有这些外缘，而且还具有接合在该轴承壳体的一个凹陷中的一个榫舌（tongue）。

所述安排的确产生了防转动作用，但同时也限制了该轴承衬套在轴向方向和径向方向上的运动的自由度。

因此，本发明的一个目的是提供一种在权利要求1的前序部分中所指定类型的排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器的防转动装置可防止轴承衬套转动但避免了对该轴承衬套在轴向方向和径向方向上的运动的自由度的限制。

所述目的是通过权利要求1的这些特征来实现的。

除实现所述目标外，根据本发明的设计还产生的优点是该排气涡轮增压器的一个外部收集油液阻尼器就其功能而言是不受负面影响的。该排气涡轮增压器的轴承壳体的内部滑动轴承此外可以同时对恒定音调问题进行优化。这是有可能的，例如，通过对这些支承表面进行不对称设计，使得能够建立不同的润滑膜。然而，用于优化根据本发明的排气涡轮增压器的声学问题的其他措施也是有可能的。

多项从属权利要求涉及本发明的多个有利改进。

根据本发明的防转动装置被安排成以便通过至少一个突出部（但优选的是三个突出部）来被支承在轴承壳体中，例如借助接合在相关联的凹陷中。在此，这样首先获得的优点是在该排气涡轮增压器的组装过程中可确保无差错安装。同时，根据本发明的防转动装置通过该轴承壳体的一个轴向支承件与该轴承壳体之间的一个突出部或多个突出部而被固定地夹紧。因此，有可能省却额外的紧固元件，例如像锁定环。该防转动装置在一个主区域中具有一个接纳凹陷，该轴承衬套的一个末端区域可插入该接纳凹陷中，为此目的，所述轴承衬套具有两个直径上相反安排的凹槽，这样使得该防转动装置的、彼此相反安排并且界定了该接纳凹陷的两个壁区域可以插入这两个凹槽中。

由于直径上彼此相反安排的多个凹槽以及防转动装置中的一个接纳凹陷的所述安排，使得首先有可能实现该轴承衬套的防转动作用，并且其次避免对所述轴承衬套在轴向方向和径向方向上的可移动性的限制，这是因为对于该轴承衬套的这些凹槽有可能形成为以便比接合在这些凹槽之中的防转动装置的这些壁区域的薄板金属厚度宽。以此方式，可以确保轴向的运动自由度，包括对转子而言所需要的轴向游隙。

在此，优选的是不影响该轴承壳体的轴向支承件的功能，并且此外，有可能避免在该轴向支承件上施加的轴向力的变化。

该轴承衬套在径向方向上的运动自由度同样不会受到所述设计的约束。

本发明的进一步的细节、优点和特征可从以下基于附图的示例性实施例的说明中显现，在附图中：

图1示出了根据本发明的、用于说明其基本部件的一种排气涡轮增压器的示意性地高度简化的图示；

图2示出根据本发明的排气涡轮增压器的一个轴承衬套的透视图示；

图3示出了该排气涡轮增压器的一个防转动装置的透视图示；

图4示出了经过其中安排了该防转动装置的轴承壳体的一部分的截面图示；

图5从压缩机方向示出了带有安装在其中的轴承衬套、并且带有安排在该轴承衬套上的防转动装置的轴承壳体的透视图示；

图6从涡轮机方向对应于图5示出了该轴承壳体、轴承衬套以及防转动装置的图示；

图7示出经过根据本发明的排气涡轮增压器的轴承壳体和轴承衬套的、用于说明一个第二实施例的纵向截面，

图8示出了根据图7的安排的截面端视图；

图9示出了根据本发明的排气涡轮增压器的、被设计成弹簧夹的一个防转动装置的图示，

图10至图12以透视图的方式示出了弹簧夹、轴承套筒以及轴承衬套的另外的图示，

图13示出了在安装该弹簧夹之前经过该轴承套筒和轴承衬套连同弹簧夹的截面图示，

图14和图15示出了由轴承套筒和轴承衬套使用该弹簧夹而构成的组装好的单元的图示，

图16示出了该轴承套筒和轴承衬套的带有安装在其上的弹簧夹的作为一个预组装的结构单元的透视图示，

图17示出了带有安装在其中的根据图16的轴承衬套-轴承套筒安排的一个轴承壳体的截面透视图示，并且

图18示出了对应于图16带有轴承套筒和轴承衬套的一个结构单元的图示，并且

图19示出了经过根据图18的结构单元的截面图示。

图1示出了根据本发明的一个排气涡轮增压器1的示意性地高度简化的图示，该涡轮增压器具有一个压缩机2，该压缩机带有在一个压缩机壳体4中的一个压缩机叶轮3。

排气涡轮增压器1还具有一个涡轮机5，该涡轮机具有在一个涡轮机壳体7中的一个涡轮机叶轮6。

一个轴承壳体8安排在压缩机壳体4与涡轮机壳体7之间，该轴承壳体容纳了用于一个转子轴10的一个静态轴承衬套9，并且根据图4的图示，该轴承壳体在压缩机侧具有一个轴承壳体盖11。

根据本发明的排气涡轮增压器1不言自明还具有这类轴承的所有其他部件，然而这些部件的说明对于说明本发明的原理而言不是必需的。

图2展示了轴承衬套9的透视图示，该轴承衬套被安装在轴承壳体8中用于安装转子轴10的目的。

轴承衬套9在一个末端区域19具有两个凹槽16和17，这两个凹槽被安排成彼此相对并且这两个凹槽被安排在该末端区域19的一个外部圆周区域18中。凹槽16和凹槽17从而向外侧开放，如从图2可见。

该轴承衬套在其外部圆周上还具有多个支承区域，例如处于相反的末端区域29的支承区域28，通过这些支承区域在安装的状态下该轴承衬套9就被支承在该轴承壳体的内孔中。这具体从图4、图5和图6的图示中可见，但对于说明本发明的原理而言不具有重要性。

图3示出排气涡轮增压器1的、用于轴承衬套9的一个防转动装置12。防转动装置12具有以碗的方式而形成圆顶形的一个中心主区域21并且在该主区域中居中地安排了一个接纳凹陷20。该接纳凹陷20由彼此相对安排并直线延伸的两个壁区域23和25界定。接纳凹陷20还由使壁区域23和壁区域25彼此相连接的一个略微圆顶形的壁区域24界定。这因此产生了图3中可见的、在一侧是开放的并因此具有一个插入区域30的接纳凹陷20的设计，轴承衬套9可插入该插入区域中，如具体从图5和图6的图示可见。

防转动装置12还具有一个边缘区域22，该边缘区域在主区域21的外部边缘邻接该主区域，该边缘区域22围绕主区域21延伸并且在此实例中被配备有三个突出部13、14和15。在此实例中，这些突出部13、14和15被安排成以均匀的间隔分布在边缘区域22上并且从该边缘区域径向地向外延伸，如从图3详细可见。

轴承衬套9在轴承壳体8中处于安装好的状态下，如图4至图6的图示所示，轴承衬套9的末端区域19已经插入该接纳凹陷20中，这样使得接纳凹陷20的彼此相对定位的这些壁区域23和25接合进入凹槽16和凹槽17之中，如具体从图5的图示中可见。在所述图示中，凹槽16和凹槽17由虚点线指示。

从图5的图示中还可以看出的是，在防转动装置12处于安装好的状态下，这些突出部13、14和15被支承在轴承壳体8中。基于图5所选定的透视图示，突出部13在轴承壳体8的接近椭圆形的区域中的支承是可见的。为此目的，突出部13接合在轴承壳体8的一个凹陷27之中。在提供多于一个突出部的情况下，也就是说在此实例中的突出部14和15，相应的多个凹陷同样会被提供在轴承壳体中，但由于图4到图6所选定的图示这些不是可见的。

由于提供了壁区域23和壁区域25接合在其中的凹槽16和凹槽17，有可能维持轴承衬套9的轴向可移动性，这是因为凹槽16和凹槽17的宽度B₁₆和B₁₇可以分别选定为大于壁区域23和壁区域25的材料厚度MS（见图3）。因此，防转动装置12首先可以可靠地防止轴承衬套9在轴承壳体8中转动，而且其次既确保了径向可移动性又确保了轴向可移动性。

图7展示了根据本发明的排气涡轮增压器的一个第二实施例，其中在此情况下，展示了经过轴承壳体8的一个纵向截面，一个轴承衬套31插入（优选被压入）该轴承壳体的轴承壳体孔36中，这样使得轴承套筒31构成了一个静态部件。

如从并置的图7至图9可见，在此实施例中，提供了一个弹簧夹形式的一个防转动装置12，所述弹簧夹具有接合在轴承套筒31中的一个突出部13，这样使得在此实施例中，获得了该防转动装置12在轴承壳体8中的间接支持。

具体地，如从并置的图8和图9可见，弹簧夹12具有用于与突出部13的两个末端区域32和33邻接的两个夹子腿34和35的目的。在此，如从图9中清楚的是是，夹子腿34和35在接纳凹陷20的方向上是向内凹入地弯曲的，而突出部13是远离该接纳凹陷20向外凸出地成圆顶形的。

由于所述设计和适合的材料，弹簧夹12具有弹性特性并且可弹性地结合在该轴承衬套的凹槽16和17中。

在此，借助三个箭头K_FL，图8示出了多个接触表面，在这些接触表面处该弹簧夹12与轴承套筒31产生接触。箭头R_SP示出了在此实施例中实现了一个较大量的径向游隙。

为了优选的轴向上的小的游隙，弹簧夹可以在图9中由多个箭头B_AX指示的位置处被轴向地机加工。

从并置的图10至图12，有可能再次看见在此实施例中设计成一个弹簧夹的防转动装置12的、轴承套筒31的以及轴承衬套9的部件。如以上已经说明的，图10至12中在各自情况下作为单独零件展示的所述部件12、31和9可以通过插接在一起来组装以便形成一个预组装的结构单元，如图16中在完全组装好的状态下所展示的。

这具体由图13至图15进行说明。

图13示出了轴承套筒31的、安排在该轴承套筒中的轴承衬套9的以及还未安装的防转动装置12的一个截面图。图13中的截面正好经过凹槽16和17（如图13所示）延伸，这两个凹槽一直延伸穿过轴承衬套9的壁材料，这样使得形成了两个直径上相对安排的腹板41和42。

一直延伸穿过轴承套筒31的材料的对应的多个凹槽是凹槽37和38，其中再次在轴承套筒31上实现了一个由腹板39和腹板40构成的腹板安排，所述腹板39和腹板40面向相关联的腹板41和腹板42被定位，如图13所示。

图13中的箭头M象征了弹簧夹12的安装方向。在插入这些凹槽之中的过程中，所述弹簧夹的夹子腿34和35被腹板39略微推开，这样使得在对应于箭头M的连续安装运动过程中，夹子腿34和35随后闩锁在凹槽37和38中，并且在所述闩锁作用过程中，这两个夹子腿还闩锁在轴承衬套9的凹槽17和16中。由此，清楚的是在安装夹子12的过程中轴承衬套9被放置在其精确的末端位置中。

如由图14中的箭头RF象征，这导致了一个径向挠性的固定，其中突出部13以及这些末端区域32和33接合围绕该腹板39。

相比之下，在轴向方向上，通过弹簧夹12获得了一个轴向刚性的固定，如图15中由箭头AF象征。如以上已经指示，轴承衬套9借助弹簧夹12而安装在轴承套筒31中的所述安装产生了一个预组装的结构单元，该预组装单元在图16中以其完全组装好的状态而被展示。

图17再次展示了轴承壳体8中的所述预组装单元的完全组装好的状态。为此目的，将图16中所示的预组装单元插入该轴承壳体8的安装孔中，并且将外部轴承套筒31固定在轴承壳体8中或者固定在其轴承壳体孔中，优选的是通过压入的方式。由于提供了轴承套筒31，这产生了轴承衬套9在轴承壳体8中的上述的间接支承。

图18和图19展示了一个预组装的安装单元45的另一个实施例，该预组装单元再次包括轴承衬套9、轴承套筒31以及一个防转动装置12。在图18和图19展示的实施例中，轴承衬套9为此目的具有一个凹槽44，该凹槽可以是以上说明的实施例中的两个凹槽16和17中的一个凹槽。

相应地，轴承套筒31具有一个对应安排的凹槽43，其中，如从并置的图18和图19可见，在轴承衬套9与轴承套筒31之间通过将防转动装置12首先插入轴承套筒31的外部凹槽43中并且随后插入轴承衬套9的凹槽44中而同样获得转动锁定作用。

如从图18的图示可见，该转动锁定装置12被设计成具有半月形或半圆形轮廓的一个盘式区段。

尽管在图18和图19中所展示的特别优选的实施例中在各自情况下轴承衬套和轴承套筒中都只提供一个凹槽，至少轴承衬套9也可以使用上述实施例中所描述的形式，也就是说可以具有两个直径上相反安排的凹槽。

除以上书面披露之外，为进一步披露本发明，特此额外参考在图1至图8中的图示。

参考符号清单

1        排气涡轮增压器

2        压缩机

3        压缩机叶轮

4        压缩机壳体

5        涡轮机

6        涡轮机叶轮

7        涡轮机壳体

8        轴承壳体

9        轴承衬套

10       转子轴

11       轴承壳体盖

12       轴承衬套防转动装置

13-15    防转动装置的突出部

16，17   凹槽

18       外部圆周区域

19       末端区域

20       接纳凹陷

21       主区域

22       边缘区域

23-25    壁区域

26       轴向支承件

27       轴承壳体8中的凹陷

28       支承区域

29       第二末端区域

30       插入区域

31       轴承套筒

32，33   末端区域

34，35   夹子腿

36       轴承壳体孔

37，38   轴承套筒31的凹槽

39，40   轴承套筒31的腹板

41，42   轴承衬套9的腹板

43，44   凹槽

45       单元

B₁₆，B₁₇ 凹槽16和17各自的宽度

B_AX      轴向机加工的部分

K_FL      接触表面

MS       壁区域23、25的材料厚度

R_ST      径向游隙

AF       轴向固定（图14和图15中由箭头象征）

RF       径向固定（图14和图15中由箭头象征）

Claims (18)

1.一种排气涡轮增压器（1）

-具有一个压缩机（2），该压缩机具有在一个压缩机壳体（4）中的一个压缩机叶轮（3）；

-具有一个涡轮机（5），该涡轮机具有在一个涡轮机壳体（7）中的一个涡轮机叶轮（6）；

-具有一个轴承壳体（8），该轴承壳体接纳了用于一个转子轴（10）的一个静态轴承衬套（9），并且该轴承壳体在压缩机侧具有一个轴承壳体盖（11），并且

-具有一个轴承衬套防转动装置（12）

　该防转动装置具有被支承在该轴承壳体（8）中的至少一个突出部（13，14，15）并且

　该防转动装置接合在该轴承衬套（9）的两个凹槽（16，17）中的至少一个凹槽之中，

其特征在于

-这些凹槽（16，17）被直径上相反地安排在该轴承衬套（9）的一个外部圆周区域（18）上。

2.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其中这些凹槽（16，17）被安排在该轴承衬套（9）的一个末端区域（19）上。

3.如权利要求1或2所述的排气涡轮增压器，其中该防转动装置（12）具有一个接纳凹陷（20），该轴承衬套（9）的、配备有这些凹槽（16，17）的末端区域（19）接合在该接纳凹陷之中。

4.如权利要求3所述的排气涡轮增压器，其中该防转动装置（12）具有以碗的方式形成圆顶形的一个主区域（21）并且该主区域中安排了该接纳凹陷（20）。

5.如权利要求4所述的排气涡轮增压器，其中该主区域（21）具有一个环绕边缘区域（22），该边缘区域上安排了至少一个突出部（13，14，15）。

6.如权利要求5所述的排气涡轮增压器，其中提供了以均匀的间隔而间隔开地安排在该边缘区域（22）上的三个突出部（13，14，15）。

7.如权利要求3至6之一所述的排气涡轮增压器，其中这些凹槽（16，17）的宽度（B₁₆，B₁₇）大于这些壁区域（23，25）界定该主区域（21）的接纳凹陷（20）的材料厚度（MS）。

8.如权利要求1至7之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于该防转动装置（12）形成为一个薄板金属零件。

9.如权利要求1到8之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于该防转动装置（12）通过其至少一个突出部（13，14，15）而被固定地夹紧在该轴承壳体（8）与安排在该轴承壳体（8）中的一个轴向支承件（26）之间。

10.如权利要求1至9之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于该至少一个突出部（13，14，15）接合在该轴承壳体（8）中的一个相关联的凹陷（27）之中。

11.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其特征在于围绕该轴承衬套（9）安排的一个轴承套筒（31）被固定在该轴承壳体（8）中，优选的是被压入该轴承壳体中；并且该防转动装置（12）的至少一个突出部（13）接合在该轴承套筒（31）之中。

12.如权利要求11所述的排气涡轮增压器，其特征在于该防转动装置（12）被设计成一个弹簧夹。

13.如权利要求12所述的排气涡轮增压器，其中该弹簧夹（12）具有一个突出部（13），该突出部的两个末端区域（32，33）由两个夹子腿（34，35）邻接，这两个夹子腿与该突出部（13）一同界定了一个接纳凹陷（20）。

14.如权利要求13所述的排气涡轮增压器，其特征在于这些夹子腿（34，35）是在该接纳凹陷（20）的方向上向内弯曲的。

15.如权利要求1至14之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于该静态轴承衬套（9）被设计成一个滑动轴承衬套。

16.如权利要求13至15之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于，在完全组装好的状态下，该夹子（12）的突出部（13）和两个末端区域（32，33）接合围绕该轴承套筒（31）的一个腹板（39）。

17.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其特征在于该防转动装置（12）被设计成一个盘式区段。

18.如权利要求17所述的排气涡轮增压器，其特征在于该盘式区段具有半月形设计或半圆形设计。

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