CN109386542A - 一种柴油机涡轮增压器止推轴承及其安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轴承技术领域，尤其是一种柴油机涡轮增压器止推轴承，包括前端止推轴承和后端止推轴承，所述前端止推轴承为环形，第一平面上设有三处均匀分布的第一销孔，所述第一销孔背面设有腰型沉孔，所述前端止推轴承的另一端面设有异型凸台，所述扇形凸台上均设有一处扇形油楔面，所述扇形油楔面上均设有油孔，所述后端止推轴承为环形，第二平面上设有第二销孔与三处腰型油孔，所述腰型油孔连通有内孔，且内孔开设在三处腰型油孔的相对内侧，所述后端止推轴承另一个端面设有第二环形凸台，第二环形凸台上均设有三处均布的油楔面。本发明由于采用两件分体结构，单个轴承受到的载荷降低了，因此径向尺寸设计的较小。

Description

一种柴油机涡轮增压器止推轴承及其安装方法
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种柴油机涡轮增压器止推轴承及其安装方法。
背景技术
涡轮增压器是车用柴油机极其重要的关键配套设备之一，涡轮增压技术使得发动机的燃油燃烧更加充分，大大地提高了燃油的经济性，更重要的是在很大程度上降低了发动机尾气的排放。因此，涡轮增压器的应用能够高效地利用发动机和燃油，同时，涡轮增压技术是一项能够很好地实现节能减排目标的技术方案。随着工业的高速发展，科技的不断进步，涡轮增压器已经在汽车、船舶、航空等领域中得到了广发的应用。滑动轴承作为涡轮增压器转子系统关键关键部件之一，已经成为提高涡轮增压器效率、较少燃油消耗、提高运行可靠性的一个非常重要的制约影响因素。目前，为了更好的提高发动机的效率，高压比、大流量的涡轮增压器转速已经达到7-8万r/min，有的甚至高达几十万r/min，高转速使得轴承的线速度非常大，随即产生更大的摩擦力和摩擦功耗，从而使滚动轴承无法满足如此高的工作转速和复杂工况。因此，浮环滑动轴承和高速动静压止推轴承凭借其良好的结构和性能，成为了涡轮增压器轴承合适的选择。
在大功率柴油机发动机工况下，增压器压气机和涡轮的气体压力动态变化范围大，在高压比增压器上，这一点表现尤为突出，这个高动态变化，导致了增压器止推轴承承受了较大的轴向力载荷。这将对增压器的机械效率和止推轴承可靠性造成恶劣影响，在现有增压器上曾出现了止推轴承承载性能不足的问题。根据研究记载，增压器止推轴承摩擦功率损失占总机械摩擦功率损失的1/2-1/3，止推轴承承载能力不能满足增压器轴向力的要求，会导致止推轴承油膜厚度减小，发生摩擦副之间的直接摩擦，出现止推轴承和轴封高温变色，止推轴承磨损的现象。
因此，优化止推轴承对于增压器的机械效率提高有显著帮助。本发明针对现有止推轴承承载力不强的缺陷，提出一种新的能大幅提高轴向承载力的止推轴承。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在止推轴承承载力不强的缺点，而提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承及其安装方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种柴油机涡轮增压器止推轴承，包括前端止推轴承和后端止推轴承，所述前端止推轴承为环形，包括第一平面，第一平面上设有三处均匀分布的第一销孔，所述第一销孔背面设有腰型沉孔，所述前端止推轴承的另一端面设有异型凸台，异型凸台包括一个第一环形凸台和三个圆周均布的扇形凸台，且第一环形凸台和扇形凸台等高，所述扇形凸台上均设有一处扇形油楔面，且扇形油楔面为圆周均布，所述扇形油楔面上均设有油孔，且油孔为圆周均布；
所述后端止推轴承为环形，包括第二平面，第二平面上设有第二销孔与三处腰型油孔，且腰型油孔圆周均布在第二平面上，所述腰型油孔连通有内孔，且内孔开设在三处腰型油孔的相对内侧，所述后端止推轴承另一个端面设有第二环形凸台，第二环形凸台上均设有三处均布的油楔面，所述后端止推轴承上的油楔面为圆周均布。
优选的，所述后端止推轴承的油楔面为异型四边形，且包括两个对边与两个弧形对边，其中两个对边为平行直线，另外两个圆弧对边为同心圆弧，所述后端止轴承的油楔面上均设有异型油楔面，所述异型油楔面的高度为0.1mm，所述异型油楔面与所述后端止推轴承的内孔接通。
优选的，所述扇形凸台的角度为45°。
优选的，所述油楔面与扇形油楔面为斜面，且斜面高度为0.06mm，所述扇形油楔面的角度为36°。
优选的，所述前端止推轴承和后端止推轴承的材料基材是用雾化法生产的锡青铜合金粉末，另外再加入2％的镍金属。
本发明还提供了一种柴油机涡轮增压器止推轴承的安装方法，具体包括以下步骤：
前端止推轴承的第一平面靠在压盖的内孔端面中，外圆和内孔分别套在压盖的内孔和凸台上，用销子通过第一销孔将前端止推轴承固定在压盖上，前端止推轴承的扇形油楔面朝向轴封的一个端面，后端止推轴承的第二平面与中间体内孔端面贴合，油楔面朝向轴封的另一个端面，所述前端止推轴承和后端止推轴承与轴封的各个端面存在0.1mm的间隙。
本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承，有益效果在于：
1、本发明的止推轴承为两件套，前端止推轴用于承受涡轮端向压轮端传递的载荷，后端止推轴承用于承受压轮端向涡轮端传递的轴向载荷，这种结构大大提高了单个轴承的使用寿命；
2、本发明由于采用两件分体结构，单个轴承受到的载荷降低了，因此径向尺寸设计的较小；
3、采用粉末冶金技术研制的自润滑止推轴承，由于添加了微量元素，可以提高材料的抗拉强度和硬度。
附图说明
图1为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的前端止推轴承结构示意图；
图2为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的前端止推轴承主视结构示意图；
图3为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的前端止推轴承俯视结构示意图；
图4为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的前端止推轴承平面结构示意图；
图5为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的前端止推轴承剖视结构示意图；
图6为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的前端止推轴承整体结构示意图；
图7为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的后端止推轴承结构示意图；
图8为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的后端止推轴承俯视结构示意图；
图9为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的后端止推轴承侧视剖视结构示意图；
图10为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的后端止推轴承平面结构示意图；
图11为本发明提出的一种柴油机涡轮增压器止推轴承的安装结构示意图。
图中：1前端止推轴承、1a第一平面、1b第一销孔、1c腰型沉孔、1d第一环形凸台、1e扇形凸台、1f扇形油楔面、1g油孔、2后端止推轴承、2a第二平面、2b腰型油孔、2c内孔、2d第二销孔、2e第二环形凸台、2f油楔面、2g对边、2h弧形对边、2j异型油楔面、3压盖、4中间体、5轴封。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-10，一种柴油机涡轮增压器止推轴承，包括前端止推轴承1和后端止推轴承2，通过两组止推轴承的设置能够有效配合涡轮增压器的工作，前端止推轴承1为环形，包括第一平面1a，第一平面1a上设有三处均匀分布的第一销孔1b，第一销孔1b背面设有腰型沉孔1c，前端止推轴承1的另一端面设有异型凸台，异型凸台包括一个第一环形凸台1d和三个圆周均布的扇形凸台1e，且第一环形凸台1d和扇形凸台1e等高，扇形凸台1e的角度为45°，扇形凸台1e上均设有一处扇形油楔面1f，且扇形油楔面1f为圆周均布，扇形油楔面1f上均设有油孔1g，且油孔1g为圆周均布。
后端止推轴承2为环形，包括第二平面2a，第二平面2a上设有第二销孔2d与三处腰型油孔2b，且腰型油孔2b圆周均布在第二平面2a上，腰型油孔2b连通有内孔2c，且内孔2c开设在三处腰型油孔2b的相对内侧，后端止推轴承2另一个端面设有第二环形凸台2e，第二环形凸台2e上均设有三处均布的油楔面2f，后端止推轴承2上的油楔面2f为圆周均布。
后端止推轴承2的油楔面2f为异型四边形，且包括两个对边2g与两个弧形对边2h，其中两个对边2g为平行直线，另外两个圆弧对边2h为同心圆弧，后端止轴承2的油楔面2f上均设有异型油楔面2j，异型油楔面2j的高度为0.1mm，异型油楔面2j与后端止推轴承2的内孔2c接通。
油楔面2f与扇形油楔面1f为斜面，且斜面高度为0.06mm，扇形油楔面1f的角度为36°。
前端止推轴承1和后端止推轴承2的材料基材是用雾化法生产的锡青铜合金粉末，且合金粉末牌号FQSn6-6-3,另外再加入2％的镍金属。
参照图11，一种柴油机涡轮增压器止推轴承的安装方法，具体包括以下步骤：
前端止推轴承1的第一平面1a靠在压盖3的内孔端面中，外圆和内孔分别套在压盖3的内孔和凸台上，用销子通过第一销孔1b将前端止推轴承1固定在压盖3上，前端止推轴承1的扇形油楔面1f朝向轴封5的一个端面，后端止推轴承2的第二平面2a与中间体4内孔端面贴合，油楔面2f朝向轴封5的另一个端面，前端止推轴承1和后端止推轴承2与轴封5的各个端面存在0.1mm的间隙。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柴油机涡轮增压器止推轴承，包括前端止推轴承(1)和后端止推轴承(2)，其特征在于：所述前端止推轴承(1)为环形，包括第一平面(1a)，第一平面(1a)上设有三处均匀分布的第一销孔(1b)，所述第一销孔(1b)背面设有腰型沉孔(1c)，所述前端止推轴承(1)的另一端面设有异型凸台，异型凸台包括一个第一环形凸台(1d)和三个圆周均布的扇形凸台(1e)，且第一环形凸台(1d)和扇形凸台(1e)等高，所述扇形凸台(1e)上均设有一处扇形油楔面(1f)，且扇形油楔面(1f)为圆周均布，所述扇形油楔面(1f)上均设有油孔(1g)，且油孔(1g)为圆周均布；
所述后端止推轴承(2)为环形，包括第二平面(2a)，第二平面(2a)上设有第二销孔(2d)与三处腰型油孔(2b)，且腰型油孔(2b)圆周均布在第二平面(2a)上，所述腰型油孔(2b)连通有内孔(2c)，且内孔(2c)开设在三处腰型油孔(2b)的相对内侧，所述后端止推轴承(2)另一个端面设有第二环形凸台(2e)，第二环形凸台(2e)上均设有三处均布的油楔面(2f)，所述后端止推轴承(2)上的油楔面(2f)为圆周均布。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器止推轴承，其特征在于，所述后端止推轴承(2)的油楔面(2f)为异型四边形，且包括两个对边(2g)与两个弧形对边(2h)，其中两个对边(2g)为平行直线，另外两个圆弧对边(2h)为同心圆弧，所述后端止轴承(2)的油楔面(2f)上均设有异型油楔面(2j)，所述异型油楔面(2j)的高度为0.1mm，所述异型油楔面(2j)与所述后端止推轴承(2)的内孔(2c)接通。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器止推轴承，其特征在于，所述扇形凸台(1e)的角度为45°。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器止推轴承，其特征在于，所述油楔面(2f)与扇形油楔面(1f)为斜面，且斜面高度为0.06mm，所述扇形油楔面(1f)的角度为36°。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机涡轮增压器止推轴承，其特征在于，所述前端止推轴承(1)和后端止推轴承(2)的材料基材是用雾化法生产的锡青铜合金粉末，另外再加入2％的镍金属。
6.一种柴油机涡轮增压器止推轴承的安装方法，其采用权利要求1-5任一项所述柴油机涡轮增压器的止推轴承，其特征在于：具体包括以下步骤：
前端止推轴承(1)的第一平面(1a)靠在压盖(3)的内孔端面中，外圆和内孔分别套在压盖(3)的内孔和凸台上，用销子通过第一销孔(1b)将前端止推轴承(1)固定在压盖(3)上，前端止推轴承(1)的扇形油楔面(1f)朝向轴封(5)的一个端面，后端止推轴承(2)的第二平面(2a)与中间体(4)内孔端面贴合，油楔面(2f)朝向轴封(5)的另一个端面，所述前端止推轴承(1)和后端止推轴承(2)与轴封(5)的各个端面存在0.1mm的间隙。
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