DE102016211807A1 - Turbocharger for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Turbolader (1) für eine Brennkraftmaschine, aufweisend – ein Lagergehäuse (41), – eine Läuferwelle (14), auf welcher ein Turbinenrad (12) sowie ein Verdichterrad (13) drehfest anordenbar sind; und – zumindest ein Radiallager (42), mittels welchem die Läuferwelle (14) in dem Lagergehäuse (41) drehbar gelagert ist, wobei – das Radiallager (42) eine Lagerbuchse (421) aufweist, die die Läuferwelle (14) umgibt, – die Lagerbuchse (421) ein erstes Material (422) aufweist; und – zwischen der Läuferwelle (14) und der Lagerbuchse (421) eine Lage eines zweiten Materials (423) angeordnet ist, wobei das erste Material (422) und die Lage des zweiten Materials (423) jeweils unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.The invention relates to a turbocharger (1) for an internal combustion engine, comprising - a bearing housing (41), - a rotor shaft (14) on which a turbine wheel (12) and a compressor wheel (13) can be arranged in a rotationally fixed manner; and - at least one radial bearing (42), by means of which the rotor shaft (14) is rotatably mounted in the bearing housing (41), wherein - the radial bearing (42) has a bearing bushing (421) surrounding the rotor shaft (14), - Bearing bush (421) has a first material (422); and - between the rotor shaft (14) and the bearing bush (421) a layer of a second material (423) is arranged, wherein the first material (422) and the layer of the second material (423) each have different thermal expansion coefficients.
Description
Die Erfindung betrifft einen Turbolader für eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a turbocharger for an internal combustion engine.
Abgasturbolader werden vermehrt zur Leistungssteigerung bei Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel, den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CO2-Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen, um einen Druck in einem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung eines Brennraumes des Verbrennungsmotors mit Luft-Sauerstoff zu bewirken. Somit kann mehr Treibstoff, wie Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umgesetzt werden, also die Leistung des Verbrennungsmotors erhöht werden.Exhaust gas turbochargers are increasingly used to increase performance in automotive internal combustion engines. This is happening more and more often with the aim of reducing the internal combustion engine with the same or even increased performance in size and weight while reducing consumption and thus the CO2 emissions, in view of increasingly stringent legal requirements in this regard. The operating principle is to use the energy contained in the exhaust gas flow to increase a pressure in an intake tract of the internal combustion engine and thus to effect a better filling of a combustion chamber of the internal combustion engine with air-oxygen. Thus, more fuel, such as gasoline or diesel, per combustion process can be implemented, so the performance of the engine can be increased.
Dazu weist der Abgasturbolader eine im Abgastrakt des Verbrennungsmotors angeordnete Abgasturbine, einen im Ansaugtrakt angeordneten Frischluftverdichter und ein dazwischen angeordnetes Läuferlager auf. Die Abgasturbine weist ein Turbinengehäuse und ein darin angeordnetes, durch den Abgasmassenstrom angetriebenes Turbinenlaufrad auf. Der Frischluftverdichter weist ein Verdichtergehäuse und ein darin angeordnetes, einen Ladedruck aufbauendes Verdichterlaufrad auf. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Welle, der sogenannten Läuferwelle, drehfest angeordnet und bilden so den sogenannten Turboladerläufer. Die Läuferwelle erstreckt sich axial zwischen Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad durch das zwischen Abgasturbine und Frischluftverdichter angeordnete Läuferlager und ist in diesem, in Bezug auf die Läuferwellenachse, radial und axial drehgelagert. Gemäß diesem Aufbau treibt das vom Abgasmassenstrom angetriebene Turbinenlaufrad über die Läuferwelle das Verdichterlaufrad an, wodurch der Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors, bezogen auf den Frischluftmassenstrom hinter dem Frischluftverdichter, erhöht und dadurch eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff bewirkt wird.For this purpose, the exhaust gas turbocharger has an exhaust gas turbine arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine, a fresh air compressor arranged in the intake tract and a rotor bearing arranged therebetween. The exhaust gas turbine has a turbine housing and a turbine runner, which is arranged therein and driven by the exhaust gas mass flow. The fresh air compressor has a compressor housing and a compressor impeller arranged therein, which builds up a boost pressure. The turbine runner and the compressor runner are arranged on the opposite ends of a common shaft, the so-called rotor shaft, rotatably and thus form the so-called turbocharger rotor. The rotor shaft extends axially between the turbine runner and the compressor runner through the rotor bearing arranged between the exhaust gas turbine and the fresh air compressor and is radially and axially rotatably mounted therein, with respect to the rotor shaft axis. According to this construction, the turbine runner driven by the exhaust gas mass flow drives the compressor runner via the rotor shaft, whereby the pressure in the intake tract of the internal combustion engine, based on the fresh air mass flow behind the fresh air compressor, is increased and thereby a better filling of the combustion space with air oxygen is effected.
Das Lagersystem von Abgasturboladern kleiner werdender Verbrennungsmotoren muss zunehmenden Belastungen standhalten. Beispielsweise stellen zur Trägheitsreduktion reduzierte Durchmesser des Turbinen- und/oder Verdichterrads und einhergehend hohe Drehzahlen der Läuferwelle sowie zunehmend dünnere Motoröle, welche die Reibleistung des Antriebs und damit Verluste reduzieren, neue Herausforderungen für das Lagersystem dar. Darüber hinaus sind der Tragfähigkeit und somit der Robustheit des Lagersystems für die Anwendung in modernen PKWs Grenzen gesetzt. Anforderungen an höchste Lagerrobustheit und ein großserientaugliches Design erfordern unter den Randbedingungen variierender Betriebsbedingungen, Fertigungstoleranzen und Machbarkeit einen optimalen Kompromiss in der Auslegung des Lagersystems.The storage system of exhaust gas turbochargers of smaller combustion engines must withstand increasing loads. For example, for inertia reduction reduced diameter of the turbine and / or compressor and associated high speeds of the rotor shaft and increasingly thinner engine oils, which reduce the friction power of the drive and thus losses, new challenges for the storage system. In addition, the carrying capacity and thus the robustness of the storage system for the application in modern cars limits set. Requirements for maximum storage robustness and a design suitable for large-scale production require an optimal compromise in the design of the storage system under the boundary conditions of varying operating conditions, manufacturing tolerances and feasibility.
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Lagerungskonzept für einen Turbolader anzugeben, welches zu einem effizienten Betrieb eines Turboladers beiträgt. An object of the invention is to provide a storage concept for a turbocharger, which contributes to an efficient operation of a turbocharger.
Es wird ein Turbolader für eine Brennkraftmaschine offenbart, welcher ein Lagergehäuse und eine Läuferwelle aufweist, auf welcher ein Turbinenrad sowie ein Verdichterrad drehfest anordenbar sind. Der Turbolader weist zumindest ein Radiallager auf, mittels welchem die Läuferwelle in dem Lagergehäuse drehbar gelagert ist. Das Radiallager hat eine Lagerbuchse, die die Läuferwelle umgibt. Die Lagerbuchse weist ein erstes Material auf. Zwischen der Läuferwelle und der Lagerbuchse ist eine Lage eines zweiten Materials angeordnet, wobei das erste und das zweite Material jeweils unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. A turbocharger for an internal combustion engine is disclosed, which has a bearing housing and a rotor shaft on which a turbine wheel and a compressor wheel can be arranged in a rotationally fixed manner. The turbocharger has at least one radial bearing, by means of which the rotor shaft is rotatably mounted in the bearing housing. The radial bearing has a bushing that surrounds the rotor shaft. The bearing bush has a first material. Between the rotor shaft and the bearing bush, a layer of a second material is arranged, wherein the first and the second material each have different thermal expansion coefficients.
Bei der Lagerbuchse handelt es sich beispielsweise um eine Gleitlagerbuchse. Die Lagerbuchse ist zwischen dem Lagergehäuse, etwa einem Teil des Lagergehäuses, und der Läuferwelle angeordnet. Typischerweise ist das Radiallager als öldurchflutetes Schwimmbuchsenlager ausgeführt. Zwischen der im Betrieb rotierenden Läuferwelle und dem Lagergehäuse nimmt die rotierende Lagerbuchse die auftretenden Radialkräfte, wie Unwuchtkräfte, auf. Am inneren Durchmesser der Lagerbuchse zur Läuferwelle hin ist hierzu ein innerer Lagerspalt und am äußeren Durchmesser der Buchse zum Lagergehäuse hin ist ein äußerer Lagerspalt ausgebildet. Die beiden Spalte sind zumindest im Betrieb mit Öl gefüllt zur Ausbildung von Schmierfilmen. The bearing bush is, for example, a plain bearing bush. The bushing is disposed between the bearing housing, such as a part of the bearing housing, and the rotor shaft. Typically, the radial bearing is designed as oil-filled floating bush bearing. Between the rotor shaft rotating during operation and the bearing housing, the rotating bushing absorbs the radial forces occurring, such as imbalance forces. At the inner diameter of the bearing bush to the rotor shaft towards this is an inner bearing gap and the outer diameter of the bush to the bearing housing out an outer bearing gap is formed. The two gaps are filled at least during operation with oil to form lubricating films.
Neben einem grundsätzlichen Design des Radiallagers stellen die Lagerspalte Parameter zur Erreichung der Tragfähigkeit dar, um etwa Unwucht- und Starrkörperkräfte aufnehmen zu können. Diese sind im Wesentlichen durch Fertigungstoleranzen beeinflusst. Darüber hinaus verändern sich die Lagerspalte aufgrund der verschiedenen thermischen Dehnungen der entsprechenden Lagerkomponenten, insbesondere der Lagerbuchse, im Betrieb. Beispielhafte Lagerspalte bewegen sich im Bereich von wenigen Hundertstel Millimetern, wobei die Veränderung eines Spaltes ab wenigen Tausendstel Millimeter bereits signifikanten Einfluss auf das Lagersystem haben kann. In addition to a basic design of the radial bearing, the bearing gaps represent parameters for achieving the load capacity in order to be able to absorb imbalance and rigid body forces, for example. These are essentially influenced by manufacturing tolerances. In addition, the bearing gaps change due to the different thermal expansions of the corresponding bearing components, in particular the bearing bush, during operation. Exemplary bearing gaps are in the range of a few hundredths of a millimeter, whereby the change of a gap from a few thousandths of a millimeter can already have a significant influence on the bearing system.
So nimmt bei zunehmender Öltemperatur (und damit der Bauteiltemperatur von Lagerbuchse und Welle) die Viskosität des Öls ab, wodurch die Tragfähigkeit des Lagersystems reduziert würde. Weiterhin wurde erkannt, dass die thermische Ausdehnung der Lagerbuchse bei hohen (Öl-)Temperaturen zu einer Reduzierung des äußeren Lagerspalts und einer Vergrößerung des inneren Lagerspalts führt. Entsprechend würde sich die Tragfähigkeit des Radiallagers am inneren Spalt verschlechtern, während sie sich am äußeren Spalt verbessert. Thus, with increasing oil temperature (and thus the component temperature of the bearing bush and shaft), the viscosity of the oil decreases, which would reduce the bearing capacity of the bearing system. Furthermore, it was recognized that the thermal expansion of the bearing bush at high (oil) temperatures leads to a reduction of the outer bearing gap and an enlargement of the inner bearing gap. Accordingly, the bearing capacity of the radial bearing at the inner gap would deteriorate while improving at the outer gap.
Durch das Vorsehen der Lage des zweiten Materials wird zu einem effizienten Betrieb des Turboladers beigetragen. Die Lage kann beispielsweise an der Läuferwelle oder der Lagerbuchse angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass zwei solcher Lagen vorgesehen sind, eine an der Buchse und eine an der Läuferwelle. Die Lage des zweiten Materials bedeutet beispielsweise eine Schicht, Beschichtung oder anderweitige Materialanhäufung. Die Lage des zweiten Materials weist beispielsweise eine Gleitfläche auf, die je nach Anordnung entweder in der Lagerbuchse oder um die Läuferwelle gleitet. Das Anordnen zwischen der Buchse und der Welle bedeutet, dass in der folgenden Reihenfolge ein Wellenmaterial der Welle, das zweite Material und das erste Material der Buchse übereinander, etwa schichtartig, angeordnet sind. Mit anderen Worten findet in einer radialen Richtung bezüglich der Läuferwelle ein Materialübergang von dem Wellenmaterial zu dem zweiten und dem ersten Material statt. By providing the location of the second material, efficient operation of the turbocharger is contributed. The position can be arranged for example on the rotor shaft or the bearing bush. It is also conceivable that two such layers are provided, one on the bush and one on the rotor shaft. The location of the second material means, for example, a layer, coating or other material accumulation. The position of the second material has, for example, a sliding surface which, depending on the arrangement, slides either in the bearing bush or around the rotor shaft. The arrangement between the bushing and the shaft means that in the following order, a shaft material of the shaft, the second material and the first material of the bushing are arranged one above the other, such as layer-like. In other words, in a radial direction with respect to the rotor shaft, a material transfer from the shaft material to the second and the first material takes place.
Durch die Ausnutzung der unterschiedlichen Wärmekoeffizienten der Lagerkomponenten kann das Lagerspiel des Radiallagers im Betrieb vorteilhaft verändert werden. Durch die Kombination des ersten und zweiten Materials mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten können der innere und äußere Lagerspalt im Betrieb positiv beeinflusst werden. Insbesondere lässt sich durch geeignete Wahl des ersten und zweiten Materials erreichen, dass sich der innere Spalt im Betrieb bei erhöhten Temperaturen nicht oder nicht signifikant vergrößert, während sich der äußere Spalt im Betrieb verringert. By exploiting the different thermal coefficients of the bearing components, the bearing clearance of the radial bearing can be advantageously changed during operation. By combining the first and second material with different thermal expansion coefficients, the inner and outer bearing gaps can be positively influenced during operation. In particular, can be achieved by appropriate choice of the first and second material that the inner gap does not increase or not significantly increased in operation at elevated temperatures, while the outer gap decreases in operation.
Dadurch kann bei hohen Temperaturen der Lagerkomponenten die Tragfähigkeit auf der der Welle abgewandten äußeren Seite der Buchse verbessert werden, während die Tragfähigkeit auf der der Welle zugewandten Seite der Buchse im Vergleich zu herkömmlichen Lagersystem nicht oder nicht signifikant verringert wird. As a result, at high temperatures of the bearing components, the load bearing capacity on the outer side of the bush facing away from the shaft can be improved, while the load bearing capacity on the shaft-facing side of the bushing is not or not significantly reduced in comparison to conventional bearing systems.
Es sei erwähnt, dass ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Wellenmaterials der Läuferwelle typischerweise sehr gering ist. It should be noted that a thermal expansion coefficient of a shaft material of the rotor shaft is typically very small.
Unter dem Begriff Material wird beispielsweise ein Stoff, ein Werkstoff, ein Rohstoff oder ein Verbundwerkstoff verstanden. Es kann sich dabei um ein Reinmaterial, etwa Kupfer, aber auch eine Legierung, beispielsweise Messing, handeln. Ein Material unterscheidet sich von einem anderen Material durch den Wärmeleitkoeffizient. By the term material is meant, for example, a substance, a material, a raw material or a composite material. It may be a pure material, such as copper, but also an alloy, such as brass act. A material differs from another material in its thermal conductivity coefficient.
Des Weiteren lässt sich bei kaltem Zustand des Motors beziehungsweise Öls ein weiterer Lagerspalt im Vergleich zu dem Betriebszustand mit hohen Temperaturen realisieren. Weiterhin können akustische Beeinträchtigungen, beispielsweise aufgrund der Anregung des sogenannten Sub2, aufgrund der unterdrückten oder zumindest verringerten Zunahme des inneren Spiels vermieden oder reduziert werden. Unter dem Sub2 wird der translatorische Starrkörpermod verstanden, der aufgrund von Instabilitäten im inneren Schmier-(Lager-)spalt angeregt wird. Diese Schwingung wird über den äußeren Lagerspalt nach außen übertragen und kann dort beispielsweise als Konstantton hörbar sein.Furthermore, when the engine or oil is cold, a further bearing gap can be realized in comparison to the operating state with high temperatures. Furthermore, acoustic impairments, for example due to the excitation of the so-called Sub2, due to the suppressed or at least reduced increase of the internal game can be avoided or reduced. Sub2 is understood to mean the translatory rigid body mod, which is excited due to instabilities in the inner lubricating (bearing) gap. This vibration is transmitted to the outside via the outer bearing gap and can be heard there as a constant tone, for example.
Mittels des beschriebenen Turboladers ist es zudem nicht zwingend oder nur teilweise notwendig, die Lagerspalte durch Lagerspieleinengungen, etwa durch geeignete Wahl von Fertigungstoleranzen, anzupassen, um die Tragfähigkeit und/oder akustische Eigenschaften des Radiallagers bei einem vorgegebenen Design zu verbessern. Weiter ist es beispielsweise nicht zwingend notwendig, auftretende Kräfte durch Reduzierung von Unwuchten und/oder Anpassungen des Verdichter- und/oder Turbinenrads zu reduzieren. Die Anpassung der Räder würde Einschränkungen in Auslegung der Verdichter- beziehungsweise Turbinenräder und somit auch hinsichtlich einer thermodynamischen Auslegung haben. Anpassungen des Lagerspiels beziehungsweise von Toleranzen der Lagerkomponenten würden erhöhte Produktionskosten und Fertigungskosten bedingen. By means of the turbocharger described it is also not mandatory or only partially necessary to adapt the bearing gaps by Lagerpieleinengungen, such as by a suitable choice of manufacturing tolerances, to improve the carrying capacity and / or acoustic properties of the radial bearing in a given design. Furthermore, it is not absolutely necessary, for example, to reduce occurring forces by reducing imbalances and / or adaptations of the compressor and / or turbine wheel. The adaptation of the wheels would have limitations in the design of the compressor or turbine wheels and thus also in terms of a thermodynamic design. Adjustments of the bearing clearance or tolerances of the bearing components would require increased production costs and production costs.
Weiterhin ist es nicht zwingend notwendig, die Unwucht des Verdichter- beziehungsweise Turbinenrads zu reduzieren, was ebenfalls erhöhte Kosten bedingen würde. Weiterhin ist es nicht zwingend notwendig, erhöhte Anforderungen an Schmieröle zu stellen, was beispielsweise Anforderungen von Kunden zuwiderlaufen könnte. Schließlich ist es auch nicht zwingend notwendig, das Radiallagerdesign grundsätzlich zu optimieren, beispielsweise breitere Buchsen und/oder Gleitlagerflächen vorzusehen. All die vorbeschriebenen Maßnahmen würden stets einen Kompromiss verschiedener Ziele darstellen, wobei die Anpassung eines Elements oder Komponente eine andere Eigenschaft negativ beeinflusst. Beispielsweise führt eine Erhöhung der Tragfähigkeit durch größere Tragflächen zu Nachteilen hinsichtlich des Gesamtaufbaus, der Reibleistung oder der Akustik des Turboladers. Furthermore, it is not absolutely necessary to reduce the imbalance of the compressor or turbine wheel, which would also require increased costs. Furthermore, it is not absolutely necessary to make increased demands on lubricating oils, which could, for example, run counter to customer requirements. Finally, it is not absolutely necessary to fundamentally optimize the radial bearing design, for example to provide wider bushes and / or slide bearing surfaces. All the above-described measures would always be a compromise of different objectives, with the adaptation of one element or component negatively affecting another property. For example, an increase in the carrying capacity due to larger wings leads to disadvantages with respect to the overall structure, the frictional power or the acoustics of the turbocharger.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Lagerbuchse die Lage des zweiten Materials auf. Mit anderen Worten ist die Lage des zweiten Materials direkt an der Buchse angeordnet. Somit ist die Lage Teil der Buchse, die zwei Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Die Lagerbuchse ist somit zweiteilig aufgebaut. Dadurch wird beispielsweise der innere Lagerspalt zwischen der Läuferwelle und der Lage des weiteren Materials ausgebildet. Die Lagerbuchse weist etwa einen äußeren Ring mit dem ersten Material und einen inneren Ring mit dem zweiten Material auf. Dadurch werden die oben beschriebenen Vorteile und Funktionen ermöglicht.According to one embodiment, the bearing bush on the position of the second material. With In other words, the position of the second material is arranged directly on the bushing. Thus, the layer is part of the bush, which has two materials with different thermal expansion coefficients. The bearing bush is thus constructed in two parts. As a result, for example, the inner bearing gap between the rotor shaft and the position of the other material is formed. The bushing has approximately an outer ring with the first material and an inner ring with the second material. This allows the advantages and functions described above.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Lage des zweiten Materials eine separate Beschichtung auf. Insbesondere ist die Lage an der der Welle zugewandten Seite mit der zusätzlichen Gleitschicht zum Gleiten an der Welle versehen. Mittels der Gleitschicht können Trockenlaufeigenschaften der Lagerbuchse verbessert werden. Bei der Gleitbeschichtung handelt es sich beispielsweise um eine Schicht DLC (englisch = diamond like carbon), chemisch Nickel, Chrom oder Teflon. According to one embodiment, the layer of the second material has a separate coating. In particular, the layer on the side facing the shaft is provided with the additional sliding layer for sliding on the shaft. By means of the sliding layer dry running properties of the bearing bush can be improved. The lubricious coating is, for example, a layer of DLC (English = diamond-like carbon), chemically nickel, chromium or Teflon.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Läuferwelle die Lage des zweiten Materials auf. Mit anderen Worten ist die Lage direkt an der Läuferwelle angeordnet. Die Lage ist somit Teil der Läuferwelle. Somit ist die Buchse einteilig aus dem ersten Material gefertigt. In dieser Ausgestaltung ist der innere Lagerspalt zwischen der Buchse und der Lage des zweiten Materials ausgebildet. Etwa sind die Wärmeleitkoeffizienten so gewählt, dass eine Wärmeausdehnung der Welle mittels der Lage des zweiten Materials erhöht wird, wodurch sich der innere Lagerspalt nicht oder nicht signifikant erhöht. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht die vorgenannten Vorteile und Funktionen. According to a further embodiment, the rotor shaft has the position of the second material. In other words, the situation is arranged directly on the rotor shaft. The position is thus part of the rotor shaft. Thus, the socket is made in one piece from the first material. In this embodiment, the inner bearing gap between the socket and the position of the second material is formed. For example, the heat conduction coefficients are selected such that a thermal expansion of the shaft is increased by means of the position of the second material, as a result of which the inner bearing gap does not increase or does not increase significantly. This embodiment also allows the aforementioned advantages and functions.
Gemäß einer Ausgestaltung ist auf die Lage des zweiten Materials eine separate Beschichtung aufgebracht. Insbesondere ist die Lage an der der Buchse zugewandten Seite mit der zusätzlichen Gleitschicht zum Gleiten versehen. Mittels der Gleitschicht können Trockenlaufeigenschaften verbessert werden. Bei der Gleitbeschichtung handelt es sich analog zu oben beispielsweise um eine Schicht DLC, chemisch Nickel, Chrom oder Teflon. Beispielsweise muss nicht die gesamte Lage des zweiten Materials mit der Beschichtung versehen sein, sondern es können kostengünstig nur einzelne Bereiche beschichtet sein. According to one embodiment, a separate coating is applied to the layer of the second material. In particular, the position on the side facing the bush is provided with the additional sliding layer for sliding. By means of the sliding layer dry running properties can be improved. The slide coating is analogous to above, for example, a layer of DLC, chemically nickel, chromium or Teflon. For example, the entire layer of the second material need not be provided with the coating, but only individual regions can be cost-effectively coated.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das zweite Material einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Buchsenmaterial auf. Dadurch wird zu den vorbeschriebenen Funktionen und Vorteilen beigetragen. According to a further embodiment, the second material has a lower coefficient of thermal expansion than the bushing material. This contributes to the functions and advantages described above.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Wellenmaterial Stahlmaterial. Das Stahlmaterial weist typischerweise einen sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Dies ist insbesondere notwendig, um die hohen auf die Welle wirkenden Kräfte aufnehmen zu können. According to a further embodiment, the shaft material is steel material. The steel material typically has a very low thermal expansion coefficient. This is especially necessary to be able to absorb the high forces acting on the shaft.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Buchsenmaterial Messing. According to a further embodiment, the bushing material is brass.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das weitere Material Aluminium. According to a further embodiment, the further material is aluminum.
Weitere Vorteile und Funktionen sind in der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbart. Further advantages and functions are disclosed in the following detailed description of exemplary embodiments.
Die Ausführungsbeispiele werden unter Zuhilfenahme der angehängten Figuren nachfolgend beschrieben. Gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The embodiments are described below with the aid of the appended figures. Similar or equivalent elements are provided across the figures with the same reference numerals.
In den Figuren zeigen: In the figures show:
In der Regel weist ein gebräuchlicher Abgasturbolader
Eine weitere Baueinheit des Abgasturboladers
Das Lagergehäuse
Die Lageranordnung besteht in der Regel aus zwei in axialem Abstand zueinander angeordneten Radiallagern
Zur Schmierung und Ölversorgung der Lagerkomponenten sind im Lagergehäuse
Auf der, dem Frischluftverdichter
Auf der, der Abgasturbine
Weitere Details des Turboladers
Zwischen dem ersten Material
Die Läuferwelle
Die Lagerbuchse
Mittels des beschriebenen Radiallagers können die eingangs erwähnten Vorteile und Funktionen erreicht werden. Insbesondere wird aufgrund der Kombination zweier unterschiedlicher Materialien mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten erreicht, dass sich der äußere Bereich der Lagerbuchse
Die beschriebenen Radiallagerungen
Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle zweier Radiallager
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US11754115B1 (en) * | 2022-04-18 | 2023-09-12 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Multi-material bushing for rotatably mounting a rotating structure to a stationary structure |
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DE102012207660A1 (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Shaft assembly for turbocharger, has turbocharger shaft rotatably mounted by bearing assembly that is provided with water lubrication, where bearing element of bearing assembly is partially coated with amorphous carbon coating |
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