RU2467208C1 - Turbo compressor - Google Patents

Turbo compressor Download PDF

Info

Publication number
RU2467208C1
RU2467208C1 RU2011122872/06A RU2011122872A RU2467208C1 RU 2467208 C1 RU2467208 C1 RU 2467208C1 RU 2011122872/06 A RU2011122872/06 A RU 2011122872/06A RU 2011122872 A RU2011122872 A RU 2011122872A RU 2467208 C1 RU2467208 C1 RU 2467208C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radial
axial
bearings
annular element
bearing
Prior art date
Application number
RU2011122872/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Вахрамов (RU)
Николай Александрович Вахрамов
Original Assignee
Николай Александрович Вахрамов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Александрович Вахрамов filed Critical Николай Александрович Вахрамов
Priority to RU2011122872/06A priority Critical patent/RU2467208C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467208C1 publication Critical patent/RU2467208C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, namely, to turbo compressors for, for example, ICE supercharging, in particular, to radial plain bearings. Proposed turbo compressor comprises casing with oil feed and discharge lines, shaft with compressor impellers, turbine, radial bearings and axial plain bearing, and thrust bearing disc. Note here that annular element is arranged on turbine wheel side to make cylindrical chamber with axial bearing base. Said chamber houses radial plain bearings made up of self-aligning segments with plain bearings. Note also that every segment has axial cylindrical channels to accommodate spacer rods arranged therein with radial clearance and rigidly coupled with aforesaid base and annular element.
EFFECT: higher efficiency due to perfected plain bearings.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к турбокомпрессорам, применяемым для наддува автотракторных двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to the field of engineering, and more particularly to turbocompressors used to pressurize automotive internal combustion engines.

Известен турбокомпрессор, содержащий корпус, ротор с рабочими колесами компрессора и турбины, внутри корпуса установлен втулочный радиальный подшипник. Втулка радиального подшипника выполнена составной, с размещенными по торцам плавающими вставками осевого подшипника скольжения. При этом торцевые поверхности втулки выполнены коническими, а каждая вставка - в виде двустороннего усеченного конуса. При этом конические поверхности образуют рабочие пояски осевого подшипника (патент РФ №2006681, МПК F04D 25/04, F02B 37/00, опубл. 30.01.94 г.).Known turbocharger containing a housing, a rotor with the impellers of the compressor and turbine, inside the housing mounted sleeve radial bearing. The sleeve of the radial bearing is made integral, with floating inserts of the axial plain bearing placed at the ends. In this case, the end surfaces of the sleeve are made conical, and each insert is in the form of a bilateral truncated cone. In this case, the conical surfaces form the working belts of the axial bearing (RF patent No.2006681, IPC F04D 25/04, F02B 37/00, publ. 30.01.94).

Недостатком этого турбокомпрессора является использование конических поверхностей для восприятия осевых нагрузок. Это приводит к увеличению поверхности трения и, как следствие, увеличению потерь на трение. Кроме этого технологическая сложность изготовления для обеспечения требуемой точности осевой прецессии ротора ограничивают применение этого турбокомпрессора.The disadvantage of this turbocharger is the use of tapered surfaces to absorb axial loads. This leads to an increase in the friction surface and, as a consequence, to an increase in friction losses. In addition, the technological complexity of manufacturing to ensure the required accuracy of the rotor axial precession limits the use of this turbocharger.

Известен турбокомпрессор (см., например, патент РФ №2172432, МПК F04D 27/00, F02B 37/00, от 24.04.2000 г.), содержащий корпус с улиточными элементами компрессора турбины, внутри корпуса установлены плавающие втулки радиальных подшипников с осевым подшипником скольжения, а также ротор с консольно установленными рабочими колесами компрессора и турбины. Осевой подшипник выполнен на цилиндрических буртиках плавающих втулок. Масло для смазки осевого подшипника поступает по зазорам плавающих втулок радиального подшипника.A known turbocompressor (see, for example, RF patent No. 2172432, IPC F04D 27/00, F02B 37/00, dated April 24, 2000), comprising a housing with snug elements of a turbine compressor, floating bushings of radial bearings with an axial bearing are installed inside the housing sliding, as well as a rotor with cantilever mounted impellers of the compressor and turbine. The axial bearing is made on the cylindrical flanges of the floating bushings. Axial bearing lubrication oil flows through the gaps of the floating bushings of the radial bearing.

Указанный турбокомпрессор не может обеспечить надежную работу осевого подшипника скольжения. Это связано с тем, что масло, проходя через радиальные подшипники, нагревается и «горячее» поступает на осевой подшипник скольжения. Из практики известно, что это приводит к выходу подшипника из строя.The specified turbocharger cannot provide reliable operation of the axial plain bearing. This is due to the fact that the oil, passing through the radial bearings, heats up and "hot" enters the axial plain bearing. From practice it is known that this leads to failure of the bearing.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является турбокомпрессор (см., например, патент РФ №101112, МПК F04D 29/00, от 09.08.2010 г.), содержащий корпус с магистралями подвода, слива масла, вал с рабочими колесами компрессора, турбины. Внутри корпуса установлен втулочный радиальный подшипник и односторонний осевой подшипник скольжения с основанием и диском пяты.Closest to the claimed technical solution is a turbocharger (see, for example, RF patent No. 101112, IPC F04D 29/00, 08/09/2010), comprising a housing with supply lines, oil drain, shaft with impellers of the compressor, turbine. Inside the housing there is a sleeve radial bearing and a one-way axial plain bearing with a base and a heel disk.

К недостаткам этого турбокомпрессора следует отнести:The disadvantages of this turbocharger include:

- во-первых, плохой подвод масла в клиновидные зазоры радиального подшипника приводит к нарушению работоспособности этого подшипника;- firstly, a poor supply of oil into the wedge-shaped gaps of the radial bearing leads to a disruption in the performance of this bearing;

- во-вторых, осевое усилие в процессе работы турбокомпрессора может изменять свое направление. Следовательно, при осевом усилии, направленном в сторону турбины, произойдет динамическое сопряжение диска пяты с торцем втулки радиального подшипника и, как следствие, выход турбокомпрессора из строя.- secondly, the axial force during the operation of the turbocharger can change its direction. Therefore, with the axial force directed towards the turbine, the heel disc will dynamically pair with the end face of the radial bearing sleeve and, as a result, the turbocompressor will fail.

Задача изобретения - повышение работоспособности турбокомпрессора за счет улучшения работы радиальных подшипников скольжения.The objective of the invention is to increase the efficiency of a turbocharger by improving the operation of radial plain bearings.

Поставленная цель достигается тем, что в известном турбокомпрессоре для двигателей внутреннего сгорания, содержащем корпус с магистралями подвода, слива масла, вал с рабочими колесами компрессора, турбины, радиальные подшипники и осевой подшипник скольжения с основаниями и диском пяты, со стороны рабочего колеса турбины установлен кольцевой элемент, образующий с основанием осевого подшипника цилиндрическую камеру, в которой размещены радиальные подшипники скольжения, выполненные из отдельных самоустанавливающихся сегментов с опорами качания, при этом в каждом сегменте выполнены аксиальные цилиндрические каналы, в которых с радиальными зазорами установлены дистанционирующие стержни, жестко связанные с основанием и кольцевым элементом.This goal is achieved by the fact that in the known turbocharger for internal combustion engines, comprising a housing with supply lines, oil drain, a shaft with compressor impellers, turbines, radial bearings and an axial plain bearing with bases and a heel disk, an annular ring is installed on the side of the turbine impeller an element forming with the base of the axial bearing a cylindrical chamber in which radial plain bearings are placed, made of separate self-aligning segments with a support and rocking, with each segment made axial cylindrical channels in which the radial gap spacing rods mounted rigidly associated with the base and the annular element.

На дистанционирующих стержнях могут быть выполнены сферические пояски, которые могут сопрягаться с каналами сегментов.On the spacer rods, spherical bands can be made that can mate with the channels of the segments.

На внутренней поверхности кольцевого элемента может быть выполнена П-образная цилиндрическая проточка, связанная радиальными отверстиями со сливом масла.On the inner surface of the annular element can be made U-shaped cylindrical groove connected by radial holes with oil drain.

Сущность технического решения поясняется чертежами.The essence of the technical solution is illustrated by drawings.

На фиг.1 - продольный разрез предлагаемого турбокомпрессора.Figure 1 is a longitudinal section of the proposed turbocharger.

На фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.Figure 2 is a section along aa in figure 1.

На фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.Figure 3 is a section along BB in figure 1.

Турбокомпрессор содержит корпус 1, крышку 2, вал 3 с рабочими колесами 4, 5 соответственно компрессора и турбины. Внутри корпуса 1 установлен осевой подшипник скольжения с основаниями 6, 7 и диском пяты 8. Вал 3 вращается в радиальных подшипниках, состоящих из отдельных самоустанавливающихся сегментов 9, 10. Сегменты установлены в камере 11, которая образована основанием 7 и кольцевым элементом 12 и соединена отверстием 13 с напорной магистралью масла. Кольцевой элемент 12 имеет проточку 14, которая радиальными отверстиями 15 связана со сливом масла. Сегменты 9, 10 имеют опоры качания 16, 17 и аксиальные каналы 18, 19, в которых установлены дистанционирующие стержни 20. Стержни 20 жестко связаны с основанием 7 и кольцевым элементом 12 и могут иметь сферические пояски 21.The turbocharger comprises a housing 1, a cover 2, a shaft 3 with impellers 4, 5 of a compressor and a turbine, respectively. An axial sliding bearing with bases 6, 7 and a heel disk 8 is installed inside the housing 1. The shaft 3 rotates in radial bearings consisting of separate self-aligning segments 9, 10. The segments are installed in the chamber 11, which is formed by the base 7 and the annular element 12 and connected by an opening 13 with oil pressure line. The annular element 12 has a groove 14, which is connected with an oil drain by radial holes 15. Segments 9, 10 have swing bearings 16, 17 and axial channels 18, 19 in which the spacer rods 20 are installed. The rods 20 are rigidly connected to the base 7 and the annular element 12 and can have spherical belts 21.

В процессе работы турбокомпрессора отработавшие газы из двигателя поступают в турбину и приводят во вращение колесо 5 турбины и колесо 4 компрессора. Вал 3 вращается в радиальных подшипниках и взаимодействует с рабочими поверхностями сегментов 9, 10. При этом сегменты поворачиваются на опорах качания 16, 17 с образованием клинового зазора, в который вращающимся валом затягивается масло, с образованием гидродинамического клина. Гидродинамический клин разделяет контактирующие рабочие поверхности вала и сегментов несущей масляной пленкой, которая обеспечивает длительную работоспособность радиальных подшипников. Масло из напорной магистрали поступает через отверстие 13 в камеру 11 и далее через проточку 14 отверстия 15 сливается в магистраль слива масла. Стержни 20 дистанционируют сегменты 9, 10 относительно друг друга, обеспечивая оптимальные условия для образования гидродинамического клина. Возникающие в процессе работы осевые усилия воспринимаются через диск пяты 8 основаниями 6, 7 осевого подшипника скольжения.During operation of the turbocharger, the exhaust gases from the engine enter the turbine and rotate the turbine wheel 5 and the compressor wheel 4. The shaft 3 rotates in radial bearings and interacts with the working surfaces of the segments 9, 10. In this case, the segments rotate on the swing bearings 16, 17 with the formation of a wedge gap into which the oil is drawn by the rotating shaft, with the formation of a hydrodynamic wedge. The hydrodynamic wedge separates the contacting working surfaces of the shaft and segments with a bearing oil film, which ensures the long-term operation of radial bearings. Oil from the pressure line enters through the hole 13 into the chamber 11 and then through the groove 14 of the hole 15 is discharged into the oil drain line. The rods 20 distance the segments 9, 10 relative to each other, providing optimal conditions for the formation of a hydrodynamic wedge. The axial forces arising during operation are perceived through the heel disk 8 by the bases 6, 7 of the axial plain bearing.

Claims (3)

1. Турбокомпрессор для двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с магистралями подвода, слива масла, вал с рабочими колесами компрессора, турбины, радиальные подшипники и осевой подшипник скольжения с основаниями и диском пяты, отличающийся тем, что со стороны рабочего колеса турбины установлен кольцевой элемент, образующий с основанием осевого подшипника цилиндрическую камеру, в которой размещены радиальные подшипники скольжения, выполненные из отдельных самоустанавливающихся сегментов с опорами качения, при этом в каждом сегменте выполнены аксиальные цилиндрические каналы, в которых с радиальными зазорами установлены дистанционирующие стержни, жестко связанные с основанием и кольцевым элементом.1. A turbocharger for internal combustion engines, comprising a housing with oil supply and drain lines, a shaft with compressor impellers, a turbine, radial bearings and an axial plain bearing with bases and a heel disk, characterized in that an annular element is installed on the side of the turbine impeller, forming with the base of the axial bearing a cylindrical chamber in which radial plain bearings are placed made of separate self-aligning segments with rolling bearings, with each egmente performed axial cylindrical channels in which the radial gap spacing rods mounted rigidly associated with the base and the annular element. 2. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что на дистанционирующих стержнях выполнены сферические пояски, которые могут сопрягаться с каналами сегментов.2. The turbocharger according to claim 1, characterized in that spherical belts are made on the spacer rods, which can mate with the channels of the segments. 3. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности кольцевого элемента выполнена П-образная цилиндрическая проточка, связанная радиальными отверстиями со сливом масла. 3. The turbocharger according to claim 1, characterized in that on the inner surface of the annular element there is a U-shaped cylindrical groove connected by radial holes with an oil drain.
RU2011122872/06A 2011-06-06 2011-06-06 Turbo compressor RU2467208C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011122872/06A RU2467208C1 (en) 2011-06-06 2011-06-06 Turbo compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011122872/06A RU2467208C1 (en) 2011-06-06 2011-06-06 Turbo compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2467208C1 true RU2467208C1 (en) 2012-11-20

Family

ID=47323280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011122872/06A RU2467208C1 (en) 2011-06-06 2011-06-06 Turbo compressor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467208C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3328022A1 (en) * 1982-08-27 1984-03-01 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa TURBOCHARGER
DE3235538A1 (en) * 1982-09-25 1984-03-29 Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm Exhaust turbocharger for internal combustion engines
EP0571205A1 (en) * 1992-05-21 1993-11-24 Alliedsignal Limited Variable exhaust driven turbochargers
RU2006681C1 (en) * 1992-01-17 1994-01-30 Гритчин Алексей Владимирович Turbocompressor
RU32534U1 (en) * 2003-05-07 2003-09-20 Открытое акционерное общество "КАМАЗ" Turbocharger
RU57848U1 (en) * 2006-05-26 2006-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Уральский государственный университет ЮУрГУ TURBOCHARGER
RU101112U1 (en) * 2010-08-09 2011-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ХАТА" (ООО "ХАТА") TURBOCHARGER

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3328022A1 (en) * 1982-08-27 1984-03-01 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa TURBOCHARGER
DE3235538A1 (en) * 1982-09-25 1984-03-29 Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm Exhaust turbocharger for internal combustion engines
RU2006681C1 (en) * 1992-01-17 1994-01-30 Гритчин Алексей Владимирович Turbocompressor
EP0571205A1 (en) * 1992-05-21 1993-11-24 Alliedsignal Limited Variable exhaust driven turbochargers
RU32534U1 (en) * 2003-05-07 2003-09-20 Открытое акционерное общество "КАМАЗ" Turbocharger
RU57848U1 (en) * 2006-05-26 2006-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Уральский государственный университет ЮУрГУ TURBOCHARGER
RU101112U1 (en) * 2010-08-09 2011-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ХАТА" (ООО "ХАТА") TURBOCHARGER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9810231B2 (en) Turbocharger with journal bearing
US9879689B2 (en) Turbocharger rotating assembly
US7670056B2 (en) Stepped outer diameter semi-floating bearing
US9963998B2 (en) Assembly with bearings and spacer
US8857180B2 (en) Turbocharger bearing anti-rotation plate
US9599119B2 (en) Bearing device for turbocharger
US9382877B2 (en) Turbocharger thrust bearing debris trap
KR20150102043A (en) Fluid film conical or hemispherical floating ring bearings
JP6368864B2 (en) Turbocharger
US9494189B2 (en) Turbocharger bearing housing oil groove
US20090238689A1 (en) Shaft bearing assembly
WO2016027617A1 (en) Bearing structure and supercharger
RU2303148C1 (en) Gas-turbine engine intershaft support unit
RU2469213C1 (en) Turbocompressor
US20160281645A1 (en) Turbocharger and Method
RU2467208C1 (en) Turbo compressor
US9890788B2 (en) Turbocharger and method
RU126056U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY
RU101112U1 (en) TURBOCHARGER
JP5569114B2 (en) Turbocharger
RU2371611C1 (en) Multi-stage centrifugal pump
RU2500932C1 (en) Turbocompressor bearing
US8388314B2 (en) Turbine inlet casing with integral bearing housing
WO2019078802A1 (en) A turbo bearing system
RU57848U1 (en) TURBOCHARGER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150607