CN107387174A - 带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器 - Google Patents

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胡奇
徐晓波
王定桂
程云荣
曾辉
凌泓
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Abstract

带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器，包括压气机叶轮、涡轮转子、转子轴、轴承体、压气机蜗壳及涡轮箱；轴承体通过浮动轴承和轴承A套装在转子轴上且在轴向上被定位，并位于压气机叶轮和涡轮转子之间，浮动轴承靠近压气机叶轮，轴承A靠近涡轮转子；所述轴承A为角接触陶瓷球轴承，其一端通过轴承体内孔中的台阶面定位，另一端通过转子轴的轴肩A定位。本发明的优点是轴承A(角接触陶瓷球轴承)可分担一部分止推轴承承受的轴向力，大大减小了止推轴承的磨损，提高了增压器的可靠性，延长了增压器的使用寿命。

Description

带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器
技术领域
本发明涉及涡轮增压器技术领域，特别是一种带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器。
背景技术
增压器匹配设计不仅仅针对各大发动机主机厂，还面向广大的备件市场用户。备件市场用户在选择增压器时，通常面临着发动机性能老化、动力不足等问题，对增压器的使用要求也更实际，往往追求低速大扭矩。因此针对备件市场客户开发增压器时，设计者会减小涡轮箱喉口面积以强化增压器的低速性能，但由此会造成增压器轴向力的不平衡，在这类涡轮增压器的失效模式中，止推轴承失效占了很大的比例。
涡轮增压器的止推轴承是一种易损件，工作环境很恶劣，以一个叶轮直径为86mm的增压器为例，其工作转速能达到11万转/分钟，轴向力最高能达到近300N, 止推轴承在这样高转速和大轴向力的反复冲击下，很容易发生失效，进而结束增压器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器，其可靠性高且装配方便，采用了单个交界处陶瓷球粥稠来分担涡轮增压器的轴向力，解决了因增压器轴向力不平衡造成止推轴承失效的问题。
本发明的技术方案是：带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器，包括压气机叶轮、涡轮转子、转子轴、轴承体、压气机蜗壳及涡轮箱；
压气机叶轮和涡轮转子分别固定安装在转子轴的两端；
轴承体通过浮动轴承和轴承A套装在转子轴上且在轴向上被定位，并位于压气机叶轮和涡轮转子之间，浮动轴承靠近压气机叶轮，轴承A靠近涡轮转子；
压气机蜗壳和涡轮箱分别固定连接在轴承体的两端，两者的内腔分别将压气机叶轮和涡轮转子容纳在内；
所述轴承A为角接触陶瓷球轴承，其一端通过轴承体内孔中的台阶面定位，另一端通过转子轴的轴肩A定位。
本发明进一步的技术方案是：轴承A轴向力的受力方向指向压气机叶轮。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、轴承A(角接触陶瓷球轴承)可分担一部分止推轴承承受的轴向力，大大减小了止推轴承的磨损，提高了增压器的可靠性，延长了增压器的使用寿命。
2、提高涡轮增压器瞬态响应能力，滚动体油膜阻力小，启动快。
3、降低涡端(涡轮转子)轴承烧结失效模式，陶瓷球轴承对润滑油的压力和温度比传统的浮动轴承低，而且可以短时间断油。
4、提高涡轮增压器的机械效率，角接触陶瓷球轴承本身有高达85%-99%的机械效率，高于油膜轴承(即浮动轴承)85%-90%的机械效率。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为图1的B部放大图。
具体实施方式
实施例1：
如图1-3所示，带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器，包括压气机叶轮1、涡轮转子2、转子轴3、轴承体4、压气机蜗壳5及涡轮箱6。
压气机叶轮1和涡轮转子2分别固定安装在转子轴3的两端。
轴承体4通过浮动轴承41和轴承A42套装在转子轴3上且在轴向上被定位，并位于压气机叶轮1和涡轮转子2之间，浮动轴承41靠近压气机叶轮1，轴承A42靠近涡轮转子2。所述轴承A42为角接触陶瓷球轴承，其一端通过轴承体4内孔中的台阶面定位，另一端通过转子轴3的轴肩A31定位。轴承A42轴向力的受力方向指向压气机叶轮1。
压气机蜗壳5和涡轮箱6分别固定连接在轴承体4的两端，两者的内腔分别将压气机叶轮1和涡轮转子2容纳在内。
简述本发明的原理：增压器在发动机在急加速、全负荷等工况时，将会产生很大的指向压气机叶轮1的轴向力，这个轴向力打破了涡轮转子2的力平衡，对止推轴承7来说，是一个严重的破坏模式。但由于轴承A42(角接触陶瓷球轴承)的使用，它可以和止推轴承7共同承受这股轴向力，当轴向力由涡端(涡轮转子2一端)指向压端(压气机叶轮1一端)时，最先由止推轴承7承担轴向力，随着轴向力逐渐增大，涡轮转子2向压端位移，在即将破坏止推轴承7的油膜时，轴承A42(角接触陶瓷球轴承)开始承担部分轴向力，由此不至于因轴向力过大而造成止推轴承7过早磨损，从而减小止推轴承7失效的风险，延长增压器的使用寿命。

Claims (2)

1.带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器，包括压气机叶轮(1)、涡轮转子(2)、转子轴(3)、轴承体(4)、压气机蜗壳(5)及涡轮箱(6)；
压气机叶轮(1)和涡轮转子(2)分别固定安装在转子轴(3)的两端；
轴承体(4)通过浮动轴承(41)和轴承A(42)套装在转子轴(3)上且在轴向上被定位，并位于压气机叶轮(1)和涡轮转子(2)之间，浮动轴承(41)靠近压气机叶轮(1)，轴承A(42)靠近涡轮转子(2)；
压气机蜗壳(5)和涡轮箱(6)分别固定连接在轴承体(4)的两端，两者的内腔分别将压气机叶轮(1)和涡轮转子(2)容纳在内；
其特征是：所述轴承A(42)为角接触陶瓷球轴承，其一端通过轴承体(4)内孔中的台阶面定位，另一端通过转子轴(3)的轴肩A(31)定位。
2.如权利要求1所述的带有角接触陶瓷球轴承的涡轮增压器，其特征是：轴承A(42)轴向力的受力方向指向压气机叶轮(1)。
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