CN215058406U - 一种涡轮增压器推力轴承体系统结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，轴承体具有朝向涡轮方向的第一主止推面和朝向叶轮方向的第一副止推面，轴承套朝向叶轮的方向具有与第一主止推面配合的第二主止推面，转动体朝向涡轮的方向具有与第一副止推面配合的第二副止推面；轴承体与轴承壳体之间具有储油腔，轴承体内具有与储油腔连通的第一滑油通道和第二滑油通道，第一滑油通道用于向第一副止推面和第二副止推面之间供油，第二滑油通道用于向第一主止推面和第二主止推面之间供油。主止推面和副止推面分别设置在整体式推力轴承体的两侧，与轴承套和测速盘配合，承受轴向双向推力。同时，在轴承体内设置油路通道，为止推面供油。

Description

一种涡轮增压器推力轴承体系统结构

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器轴承领域，尤其涉及一种涡轮增压器推力轴承体系统结构。

背景技术

随着大功率柴油机产品在铁路机车、海洋船舶等领域运用的不断拓展，柴油机的性能及可靠性要求逐渐提升：更高的功率、更迅捷的反应速度、更严苛的可靠性要求，尤其是近年来，柴油机越来越广泛的采用相继增压、多级增压的控制策略，这为增压器轴承系统带来了更加复杂的使用工况，以及更加苛刻的可靠性要求。涡轮增压器作为柴油机最重要的核心零部件之一，既承担着压缩空气及废气再利用做功的基本功能，同时也在完善柴油机增压控制策略的环节中发挥了更加重要的作用。

由于相继增压系统需要多台增压器频繁在停机与起机状态下不停切换，同时增压器还要满足柴油机急起急停及迅速提速的使用要求，而在多级增压系统中，由于存在某一级增压器转子不旋转工作，或者高压级增压器转子轴向推力存在由压气机端向涡轮端推的情况，所以增压器必须具有承受突然增加的轴向大推力的能力，此种轴向大推力在急起时是由涡轮端推向压气机端，急停时则是由压气机端推向涡轮端，这对于增压器的主止推面与副止推面都是极大的考验。

在传统的增压器转子轴承结构中，推力轴承与压气机端轴承座采用分体式结构，由于空间结构所限，推力轴承夹在压气机轴承座、轴承套与推力环之间，因此主止推面要大于副止推面，且面积都相对较小。这种大主止推面、小副止推面的传统设计结构已无法满足柴油机使用要求，具有明显的可靠性缺陷，优化空间有限，这极大的影响了增压器整机的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提供一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，以解决上述问题。

一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，包括：轴承壳体和轴承体，所述轴承体轴向固定在所述轴承壳体内；

所述轴承体具有朝向涡轮方向的第一主止推面和朝向叶轮方向的第一副止推面，所述涡轮和叶轮通过主轴连接，所述主轴上设有转动体和轴承套，所述轴承套朝向所述叶轮的方向具有与所述第一主止推面配合的第二主止推面，所述转动体朝向所述涡轮的方向具有与所述第一副止推面配合的第二副止推面；

所述轴承体与轴承壳体之间具有储油腔，所述轴承体内具有与所述储油腔连通的第一滑油通道和第二滑油通道，所述第一滑油通道用于向所述第一副止推面和第二副止推面之间供油，所述第二滑油通道用于向第一主止推面和第二主止推面之间供油。

进一步地，所述轴承套上设有压气机端径向轴承，所述压气机端径向轴承与轴承体之间存在第一径向间隙，所述第一滑油通道与所述第一径向间隙连通，所述第一径向间隙与所述第一副止推面和第二副止推面之间的空隙连通。

进一步地，所述转动体与轴承套之间存在第二径向间隙，所述第二径向间隙与第一主止推面和第二主止推面之间的空隙连通，所述第二滑油通道与所述第二径向间隙连通。

进一步地，所述轴承体具有与所述储油腔连通的第三滑油通道，所述轴承壳体具有与所述第三滑油通道连通的第四滑油通道，所述第四滑油通道用于向涡轮端径向轴承供油。

进一步地，所述轴承壳体具有进油通道，所述进油通道与所述储油腔连通，所述进油通道设有控制阀。

进一步地，所述轴承壳体具有出油通道，所述出油通道设于所述轴承壳体下方。

进一步地，所述储油腔为环形腔体。

进一步地，所述转动体为测速盘。

本实用新型公开的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，主止推面和副止推面分别设置在整体式推力轴承体的两侧，与轴承套和测速盘配合，承受轴向双向推力。同时，在轴承体内设置油路通道，为止推面供油。本实用新型结构简洁紧凑，充分利用空间，有效增大止推面的面积，实现了柴油机在相继增压、多级增压的工况下的增压器轴承结构，提升了整机可靠性，并可广泛应用于各种柴油机涡轮增压器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种涡轮增压器轴承体系统结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为图1中B部分的放大图；

图4为本实用新型实施例公开的轴承体放大图。

图中：1、轴承壳体；2、轴承体；21、第一主止推面；22、第一副止推面；3、涡轮；4、叶轮；5、主轴；6、转动体；61、第二副止推面；7、轴承套；71、第二主止推面；8、储油腔；9、第一滑油通道；10、第二滑油通道；11、压气机端径向轴承；12、第一径向间隙；13、第二径向间隙；14、第三滑油通道；15、第四滑油通道；16、进油通道；17、出油通道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，包括：轴承壳体1和轴承体2，所述轴承体2通过螺栓轴向固定在所述轴承壳体1内；

所述轴承体2具有朝向涡轮3方向的第一主止推面21和朝向叶轮4方向的第一副止推面22，所述涡轮3和叶轮4通过主轴5连接，所述主轴5上设有转动体6和轴承套7，所述轴承套7朝向所述叶轮4的方向具有与所述第一主止推面21配合的第二主止推面71，所述转动体6朝向所述涡轮3的方向具有与所述第一副止推面22配合的第二副止推面61；

轴承体2与轴承套7配合作为主止推摩擦副，轴承体2与转动体6配合作为副止推摩擦副，本实施例中，转动体6为测速盘。

所述轴承体2与轴承壳体1之间具有储油腔8，储油腔8为环形腔体，所述轴承体2内具有与所述储油腔8连通的第一滑油通道9和第二滑油通道10，所述第一滑油通道9用于向所述第一副止推面22和第二副止推面61之间供油，所述第二滑油通道10用于向第一主止推面21和第二主止推面71之间供油。

轴承体2与轴承套7轴向贴合，轴承套7与主轴5采用径向过盈配合的连接方式，当增压器正常工作时，轴承套7随转子主轴旋转，并受到由涡轮端向压气机端的轴向推力作用，与轴承体2发生轴向的相互挤压，起到阻止轴向位置的作用。

同时，所述轴承壳体1具有进油通道16，所述进油通道16与所述储油腔8连通，所述进油通道16设有控制阀。润滑油自进油通道16进入，控制阀开至最大，滑油在储油腔8中充满，同时，进入第一滑油通道9和第二滑油通道10，分别对主止推面和副止推面进行润滑。

当采用相继增压或多级增压方式工作时，增压器的转子受反向的由压气机端向涡轮端的轴向推力作用，此时轴承套7与轴承体2在主止推面脱离接触，相应的轴承体2与测速盘在反向轴向力作用下，实现贴合，并在副止推面上发生轴向挤压作用，增压器的滑油流通方式保持不变。

主止推面与副止推面均采用ADLC碳镀层处理，以提高摩擦副的耐磨性能。

所述轴承套7上设有压气机端径向轴承11，所述压气机端径向轴承11与轴承体2之间存在第一径向间隙12，所述第一滑油通道9与所述第一径向间隙12连通，所述第一径向间隙12与所述第一副止推面22和第二副止推面61之间的空隙连通。

轴承体2与压气机径向轴承15通过定位销14实现定位，使压气机径向轴承在工作时，能不随转子一起转动，又有一定的间隙量，保证滑油可以实现润滑。滑油通过第一滑油通道9进入第一径向间隙12，然后分别对副止推面和压气机端径向轴承11进行润滑。

所述转动体6与轴承套7之间存在第二径向间隙13，所述第二径向间隙13与第一主止推面21和第二主止推面71之间的空隙连通，所述第二滑油通道10与所述第二径向间隙13连通。

滑油通过第二滑油通道10进入第二径向间隙13，然后对主止推面进行润滑。

所述轴承体2具有与所述储油腔8连通的第三滑油通道14，所述轴承壳体1具有与所述第三滑油通道14连通的第四滑油通道15，所述第四滑油通道15用于向涡轮端径向轴承供油。

压气机端径向轴承11和涡轮端径向轴承承受主轴、涡轮和叶轮的径向力，承托转子。

所述轴承壳体1具有出油通道17，所述出油通道17设于所述轴承壳体1下方。本实施例实现了增压器滑油进油与回油流通方式，自进油通道16进入，回油通道17流出，其中进油通道16设有滑油控制阀，当增压器正常工作时，滑油控制阀开至最大，当增压器怠速或不参与工作时，滑油控制阀开度减小。同时，储油环腔8保证在增压器急起急停时，滑油在短时间能实现自润滑，起到短时间保护轴承的作用。

本实施例中，所述转动体6为测速盘。所述测速盘与轴承套7通过压气机叶轮4与主轴5配合，实现轴向压紧并同轴旋转，与整体式推力轴承体2现实主、副摩擦副配合。

本实施例实现了由压气机叶轮4、测速盘18、轴承套7、主轴5、涡轮3组成的转子系统，与整体式推力轴承体2配合，构成主、副止推的轴向结构。当增压器正常工作时，轴承套7随转子主轴5旋转，并受由涡轮端向压气机端的轴向推力作用，与推力轴承体2的主止推面发生轴向挤压作用，在主止推面上形成油膜承载力，保证转子主摩擦副正常工作。

当采用相继增压或多级增压方式工作时，增压器的转子受反向的由压气机端向涡轮端的轴向推力作用，此时轴承套7与轴承体2的主止推面脱离接触，相应的推力轴承体2与测速盘在反向轴向力作用下，实现贴合，并在副止推面上发生轴向挤压作用，在副止推面上形成油膜承载力，保证转子摩擦副正常工作。由于此时增压器滑油控制阀较正常工作时开度更小，因此需要面积更大、承载力更强的副止推面。

本实用新型的优点在于：

1.采用了一体式的推力轴承体，在不影响增压器性能的同时，大大简化的零部件数量，降低了彼此之间的结构制约，为增大主、副止推面的面积提供了空间基础，同时方便用户进行维修保养。

2.轴承体采用一体结构，可以整体加工成型，制造成本更低，产品精度更高。同时一体式结构，决定了零部件配合副更少，配合工作稳定性更高，轴承使用寿命更长。

3.产品设计模块化程度高，可广泛应用在不同大小不同用途的增压器产品上，具备较强的拓展能力。

4.本实用新型有效针对大功率、高压比相继或多级增压系统下的涡轮增压器，对增压器在轴向反复大推力作用下的主、副止推面进行了强化设计，新的涡轮增压器推力轴承体系统结构具有抗转子反转、转子低速运行、增压器急起急停等特殊工况的能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，包括：轴承壳体(1)和轴承体(2)，所述轴承体(2)轴向固定在所述轴承壳体(1)内；

所述轴承体(2)具有朝向涡轮(3)方向的第一主止推面(21)和朝向叶轮(4)方向的第一副止推面(22)，所述涡轮(3)和叶轮(4)通过主轴(5)连接，所述主轴(5)上设有转动体(6)和轴承套(7)，所述轴承套(7)朝向所述叶轮(4)的方向具有与所述第一主止推面(21)配合的第二主止推面(71)，所述转动体(6)朝向所述涡轮(3)的方向具有与所述第一副止推面(22)配合的第二副止推面(61)；

所述轴承体(2)与轴承壳体(1)之间具有储油腔(8)，所述轴承体(2)内具有与所述储油腔(8)连通的第一滑油通道(9)和第二滑油通道(10)，所述第一滑油通道(9)用于向所述第一副止推面(22)和第二副止推面(61)之间供油，所述第二滑油通道(10)用于向第一主止推面(21)和第二主止推面(71)之间供油。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，所述轴承套(7)上设有压气机端径向轴承(11)，所述压气机端径向轴承(11)与轴承体(2)之间存在第一径向间隙(12)，所述第一滑油通道(9)与所述第一径向间隙(12)连通，所述第一径向间隙(12)与所述第一副止推面(22)和第二副止推面(61)之间的空隙连通。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，所述转动体(6)与轴承套(7)之间存在第二径向间隙(13)，所述第二径向间隙(13)与第一主止推面(21)和第二主止推面(71)之间的空隙连通，所述第二滑油通道(10)与所述第二径向间隙(13)连通。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，所述轴承体(2)具有与所述储油腔(8)连通的第三滑油通道(14)，所述轴承壳体(1)具有与所述第三滑油通道(14)连通的第四滑油通道(15)，所述第四滑油通道(15)用于向涡轮端径向轴承供油。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，所述轴承壳体(1)具有进油通道(16)，所述进油通道(16)与所述储油腔(8)连通，所述进油通道(16)设有控制阀。

6.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，所述轴承壳体(1)具有出油通道(17)，所述出油通道(17)设于所述轴承壳体(1)下方。

7.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，所述储油腔(8)为环形腔体。

8.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器推力轴承体系统结构，其特征在于，所述转动体(6)为测速盘。

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