CN106481373B - 采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统 - Google Patents

Abstract

采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统，包括涡轮转子、涡端密封环、涡端浮动轴承、轴承限位套、止推片、止推滑动组合轴承、压端浮动轴承、封油盖密封圈、封油盖、压端密封环、密封套、叶轮及锁母，涡端浮动轴承、轴承限位套、止推片、压端浮动轴承、密封套及叶轮依次安装在涡轮转子的轴杆上，并通过锁母锁紧，封油盖套装在密封套的外圆上，压端密封环安装在密封套外圆上的压端密封环安装槽内，封油盖密封圈安装在封油盖外圆端部，涡端密封环安装在涡轮转子上的涡端密封环安装槽内，止推滑动组合轴承作为压端浮动轴承的轴承座套装在压端浮动轴承的外圆上。

Description

采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统

技术领域

本发明涉及发动机涡轮增压器技术领域，特别是涡轮增压器转子轴承系统。

背景技术

目前，基本上所有柴油机全部都采用了增压技术，汽油机应用增压技术的比例也越来越高，涡轮增压器成为了增压发动机增压系统的关键部件，而涡轮增压器的转子轴承系统为其核心部件，它决定涡轮增压器的可靠性和轴系机械效率。

涡轮增压器轴承系统有三种类型：全浮动轴承、半浮动轴承和滚珠轴承。全浮动轴承效率居中，可靠性好；半浮动效率最低；滚珠轴承稳定性最好，效率最高，但可靠性有待提升且成本很高。

一般的涡轮增压器都是采用全浮动轴承，现有的全浮动轴承转子系统都是采用双浮动轴承加止推轴承的组合形式，其结构如附图7、附图8所示，包括涡轮转子18、涡端密封环19、涡端浮动轴承20、轴承限位套21、压端浮动轴承22、止推片23、止推轴承24、封油盖25、密封套27、压端密封环28、封油盖密封圈29、叶轮30及锁母31。

涡端浮动轴承20、轴承限位套21、压端浮动轴承22、止推片23、止推轴承24、密封套27及叶轮30依次安装在涡轮转子18的轴杆上，并通过锁母31锁紧，封油盖25套装在密封套27的外圆上，压端密封环28安装在密封套27外圆上的压端密封环安装槽内，封油盖密封圈29安装在封油盖25外圆上的封油盖密封圈安装槽内，涡端密封环19安装在涡轮转子18上的涡端密封环安装槽内。

整个全浮动轴承转子系统安装在轴承体26的轴孔内，轴承体26的涡端与涡轮箱17连接，轴承体26的压端与蜗壳32连接，润滑油从轴承体26上的进油孔26-1进入，分别为涡端浮动轴承20、压端浮动轴承22及止推轴承24提供润滑油。

在现有的全浮动轴承转子系统中，涡端浮动轴承20外侧的轴向支撑距离由涡轮端密封结构和涡轮轴向距离之和决定；压端浮动轴承22外侧的轴向支撑距离由止推片23、止推轴承24、密封套27及叶轮30的轴向距离之和决定。这种结构的全浮动轴承转子系统其压端浮动轴承22外侧的轴向支撑距离较长，从而限制了轴系不能太小，同时也限制了轴系的机械效率。因此寻求缩短压端浮动轴承22外侧支撑零件的轴向长度成为高效小轴系设计的出发点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统，通过组合压端浮动轴承和止推轴承，从而减少压端浮动轴承外侧涡轮转子轴杆的长度，从而达到减小轴系大小的目的。

本发明的技术方案是：采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统，包括涡轮转子、涡端密封环、涡端浮动轴承、轴承限位套、止推片、止推滑动组合轴承、压端浮动轴承、封油盖密封圈、封油盖、压端密封环、密封套、叶轮及锁母。

涡端浮动轴承、轴承限位套、止推片、压端浮动轴承、密封套及叶轮依次安装在涡轮转子的轴杆上，并通过锁母锁紧，封油盖套装在密封套的外圆上，压端密封环安装在密封套外圆上的压端密封环安装槽内，封油盖密封圈安装在封油盖外圆端部，涡端密封环安装在涡轮转子上的涡端密封环安装槽内，止推滑动组合轴承作为压端浮动轴承的轴承座套装在压端浮动轴承的外圆上。

所述的止推滑动组合轴承包括止推轴承本体，在止推轴承本体上设有用来安装压端浮动轴承的滑动轴承座孔及三个用来将止推滑动组合轴承固定在涡轮增压器轴承体上的定位孔。

在止推轴承本体的一个端面上分别设有主储油沟、第一副储油沟、第二副储油沟、第一弧形油路、第二弧形油路、第一环形回油槽、第一止推斜面、第二止推斜面、第三止推斜面及第四止推斜面，第一弧形油路的一端与主储油沟相通，第一弧形油路的另一端与第一副储油沟相通，第二弧形油路的一端与主储油沟相通，第二弧形油路的另一端与第二副储油沟相通。

主储油沟内设有与滑动轴承座孔相通的主径向进油孔，第一副储油沟内设有与滑动轴承座孔相通的第一副径向进油孔，第二副储油沟内设有与滑动轴承座孔相通的第二副径向进油孔。

第一止推斜面、第二止推斜面、第三止推斜面及第四止推斜面围绕着滑动轴承座孔均匀分布，在相隔的四个止推斜面之间分别设有四个第一径向回油槽，第一径向回油槽高于第一环形回油槽，低于止推斜面。

在止推轴承本体的另一个端面上对应分别设有第二环形回油槽、四个第二径向回油槽及第五止推斜面、第六止推斜面、第七止推斜面、第八止推斜面，在第一止推斜面与第七止推斜面上设有第二轴向油孔，第二轴向油孔与第二副径向进油孔相通，在第三止推斜面与第五止推斜面上设有第一轴向油孔，第一轴向油孔与第一副径向进油孔相通。

采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统安装在轴承体的轴孔内，止推滑动组合轴承通过其上的定位孔固定在涡轮增压器轴承体上，轴承体的涡端与涡轮箱连接，轴承体的压端与蜗壳连接。

工作时，润滑油从轴承体上的进油孔进入，一路为涡端浮动轴承提供润滑油，另一路进入止推滑动组合轴承的主储油沟，再从主储油沟通过主径向进油孔、第一副径向进油孔及第二副径向进油孔对压端浮动轴承进行润滑，进入第一轴向油孔及第二轴向油孔的润滑油对两个端面上的止推斜面进行润滑，将止推轴承由动压止推轴承变成静压止推轴承。以保证安装在滑动轴承座孔内的压端浮动轴承及止推滑动组合轴承两个端面上的止推斜面能够得到充分润滑，防止油温升过高。再就是，进入第一轴向油孔及第二轴向油孔的润滑油也将止推轴承由动压止推轴承变成动静止推轴承，提高了涡轮增压器转子轴承系统的机械效率。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、止推滑动组合轴承套装在压端浮动轴承的外圆上，作为压端浮动轴承的轴承座，通过组合压端浮动轴承和止推滑动组合轴承，从而减少压端浮动轴承外侧涡轮转子轴杆的长度，使得涡轮增压器轴系零部件更加紧凑，达到减小轴系大小的目的，从而降低轴系的摩擦损失，提高轴系机械效率。

2、压端浮动轴承与止推滑动组合轴承的供油在同一方向，且止推滑动组合轴承出口的润滑油能够进入压端浮动轴承润滑，同时压端浮动轴承出口润滑油可以进入止推滑动组合轴承的止推面进行润滑，这样两者需要总的润滑油流量减少，减少了损失，进一步提高了轴系的效率。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明提供的转子轴承系统与涡轮箱、轴承体及蜗壳的装配示意图；

附图2为附图1中的I部放大图；

附图3为止推滑动组合轴承结构示意图；

附图4为附图3的后视图；

附图5为附图3的A-A剖视图；

附图6为附图3的B-B剖视图；

附图7为现有的涡轮增压器转子轴承系统与涡轮箱、轴承体及蜗壳的装配示意图；

附图8为附图7中的II部放大图。

具体实施方式

采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统，包括涡轮转子2、涡端密封环3、涡端浮动轴承4、轴承限位套5、止推片7、止推滑动组合轴承8、压端浮动轴承9、封油盖密封圈10、封油盖11、压端密封环12、密封套13、叶轮14及锁母15。

涡端浮动轴承4、轴承限位套5、止推片7、压端浮动轴承9、密封套13及叶轮14依次安装在涡轮转子2的轴杆上，并通过锁母15锁紧，封油盖11套装在密封套13的外圆上，压端密封环12安装在密封套13外圆上的压端密封环安装槽内，封油盖密封圈10安装在封油盖11外圆端部，涡端密封环3安装在涡轮转子2上的涡端密封环安装槽内，止推滑动组合轴承8作为压端浮动轴承9的轴承座套装在压端浮动轴承9的外圆上。

所述的止推滑动组合轴承8包括止推轴承本体8-1，在止推轴承本体8-1上设有用来安装压端浮动轴承的滑动轴承座孔8-3及三个用来将止推滑动组合轴承固定在涡轮增压器轴承体6上的定位孔8-9。

在止推轴承本体8-1的一个端面上分别设有主储油沟8-5、第一副储油沟8-12、第二副储油沟8-13、第一弧形油路8-4、第二弧形油路8-16、第一环形回油槽8-6-1、第一止推斜面8-7-1、第二止推斜面8-7-2、第三止推斜面8-7-3及第四止推斜面8-7-4，第一弧形油路8-4的一端与主储油沟8-5相通，第一弧形油路8-4的另一端与第一副储油沟8-12相通，第二弧形油路8-16的一端与主储油沟8-5相通，第二弧形油路8-16的另一端与第二副储油沟8-13相通。

主储油沟8-5内设有与滑动轴承座孔8-3相通的主径向进油孔8-2，第一副储油沟8-12内设有与滑动轴承座孔8-3相通的第一副径向进油孔8-15，第二副储油沟8-13内设有与滑动轴承座孔8-3相通的第二副径向进油孔8-11。

第一止推斜面8-7-1、第二止推斜面8-7-2、第三止推斜面8-7-3及第四止推斜面8-7-4围绕着滑动轴承座孔8-3均匀分布，在相隔的四个止推斜面之间分别设有四个第一径向回油槽8-8-1，第一径向回油槽8-8-1高于第一环形回油槽7-6-1，低于止推斜面。

在止推轴承本体8-1的另一个端面上对应分别设有第二环形回油槽8-6-2、四个第二径向回油槽8-8-2及第五止推斜面8-7-5、第六止推斜面8-7-6、第七止推斜面8-7-7、第八止推斜面8-7-8，在第一止推斜面8-7-1与第七止推斜面8-7-7上设有第二轴向油孔8-10，第二轴向油孔8-10与第二副径向进油孔8-11相通，在第三止推斜面8-7-3与第五止推斜面8-7-5上设有第一轴向油孔8-14，第一轴向油孔8-14与第一副径向进油孔8-15相通。

采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统安装在轴承体6的轴孔内，止推滑动组合轴承8通过其上的定位孔8-9固定在涡轮增压器轴承体6上，轴承体6的涡端与涡轮箱1连接，轴承体6的压端与蜗壳16连接。

工作时，润滑油从轴承体6上的进油孔6-1进入，一路为涡端浮动轴承4提供润滑油，另一路进入止推滑动组合轴承8的主储油沟8-5，再从主储油沟8-5通过主径向进油孔8-2、第一副径向进油孔8-15及第二副径向进油孔8-11对压端浮动轴承9进行润滑，进入第一轴向油孔8-14及第二轴向油孔8-10的润滑油对两个端面上的止推斜面进行润滑，将止推轴承由动压止推轴承变成静压止推轴承。以保证安装在滑动轴承座孔8-3内的压端浮动轴承9及止推滑动组合轴承8两个端面上的止推斜面能够得到充分润滑，防止油温升过高。再就是，进入第一轴向油孔8-14及第二轴向油孔8-10的润滑油也将止推轴承由动压止推轴承变成动静止推轴承，提高了涡轮增压器转子轴承系统的机械效率。

Claims (1)

1.采用止推滑动组合轴承的涡轮增压器转子轴承系统，包括涡轮转子、涡端密封环、涡端浮动轴承、轴承限位套、止推片、止推滑动组合轴承、压端浮动轴承、封油盖密封圈、封油盖、压端密封环、密封套、叶轮及锁母，

涡端浮动轴承、轴承限位套、止推片、压端浮动轴承、密封套及叶轮依次安装在涡轮转子的轴杆上，并通过锁母锁紧，封油盖套装在密封套的外圆上，压端密封环安装在密封套外圆上的压端密封环安装槽内，封油盖密封圈安装在封油盖外圆端部，涡端密封环安装在涡轮转子上的涡端密封环安装槽内，止推滑动组合轴承作为压端浮动轴承的轴承座套装在压端浮动轴承的外圆上；其特征是：所述的止推滑动组合轴承包括止推轴承本体，在止推轴承本体上设有用来安装压端浮动轴承的滑动轴承座孔及三个用来将止推滑动组合轴承固定在涡轮增压器轴承体上的定位孔；

在止推轴承本体的一个端面上分别设有主储油沟、第一副储油沟、第二副储油沟、第一弧形油路、第二弧形油路、第一环形回油槽、第一止推斜面、第二止推斜面、第三止推斜面及第四止推斜面，第一弧形油路的一端与主储油沟相通，第一弧形油路的另一端与第一副储油沟相通，第二弧形油路的一端与主储油沟相通，第二弧形油路的另一端与第二副储油沟相通；

主储油沟内设有与滑动轴承座孔相通的主径向进油孔，第一副储油沟内设有与滑动轴承座孔相通的第一副径向进油孔，第二副储油沟内设有与滑动轴承座孔相通的第二副径向进油孔；

第一止推斜面、第二止推斜面、第三止推斜面及第四止推斜面围绕着滑动轴承座孔均匀分布，在相隔的四个止推斜面之间分别设有四个第一径向回油槽，第一径向回油槽高于第一环形回油槽，低于止推斜面；

在止推轴承本体的另一个端面上对应分别设有第二环形回油槽、四个第二径向回油槽及第五止推斜面、第六止推斜面、第七止推斜面、第八止推斜面，在第一止推斜面与第七止推斜面上设有第二轴向油孔，第二轴向油孔与第二副径向进油孔相通，在第三止推斜面与第五止推斜面上设有第一轴向油孔，第一轴向油孔与第一副径向进油孔相通。