CN108223136B - 增压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有轴承装置(4)的增压器(1)，轴承装置(4)经由轴承衬套(8)将轴(5)安装在轴承壳(9)中，其中，轴承衬套(8)的稳固定位由销(10)提供，销(10)从毂径向接合在轴承衬套(8)中。对于本发明而言重要的是：销(10)包括可旋转地安装在轴承壳体(9)中的第一部件(11)和接合在轴承衬套(8)的凹部(13)中的第二部件(12)，其中，第一部分(11)的轴线(14)和第二部分(12)的轴线(15)彼此平行延伸；轴承衬套(8)和销(10)经由球窝接头连接件(16)相互连接。

Description

增压器
技术领域
本发明涉及一种增压器，尤其是根据权利要求1的前序部分的用于机动车辆发动机的废气涡轮增压器。
背景技术
通常，压缩机叶片和压缩机壳体之间的轴向间隙对压缩机效率具有主要影响，事实上，该间隙越小，压缩机效率越大。另一方面，当增压器(例如废气涡轮增压器)在泵送极限附近操作时，更大的间隙能够在突然的负载变化期间抑制或减少压缩机泵送。在这种情况下，轴向压缩机间隙由以下部件公差引起：压缩机壳体、轴承壳体、承载压缩机叶轮的转子和涡轮叶轮相对于轴向轴承的轴向位置。为了在这种情况下能够尽可能高地实现压缩机的效率，因此期望将压缩机叶片和压缩机壳体之间存在的轴向间隙调节地尽可能小。这例如能够通过各个部件的非常严格的公差来实现，其中，显然也能够设想所谓的自磨式压缩机，在该情况下，特氟隆布置在压缩机壳体的轴向间隙中，其中，压缩机叶片在增压器运转期间被磨碎，并且因此具有相对较小的轴向间隙。
另外的可能性例如是轴在轴承壳体中的轴向可调性以及通过这种方式能够调节轴向间隙，例如在下面的现有技术中所描述的。
DE102007025130A1公开了一种具有轴承装置的通用增压器，该轴承装置用于安装在轴毂中，轴毂由增压器的壳体形成或者经由轴承衬套以固定方式连接到增压器的壳体并且位于涡轮机和压缩机叶轮之间，轴承衬套以相对于所述毂和所述轴紧密限定的方式浮动安装在所述毂内，在该情况下，所述轴承衬套的稳固定位由从所述毂径向地接合在所述轴承衬套中的销提供。销本身至少在组装期间围绕销轴线或定心轴线是可旋转的，并且用于由此能够调节轴承衬套的轴向位置。为此，接合在轴承衬套中的销的第二部分与可旋转地安装在增压器的轴承壳体中的销的第一部分偏心地形成，其中，在轴承衬套本身中用于接合销的第二部分，设置有沿轴承衬套的圆周方向具有调节游隙的长孔。
然而，上述长孔的不利之处在于，长孔导致圆柱销与轴承衬套之间的点接触，由此在点接触的区域中出现较高磨损，这对于与此关联的游隙有负面影响。此外，在调整过程中或者在操作过程中，圆柱形销和相关联的细长孔的组合会导致堵塞和/或较大磨损。
发明内容
因此，本发明解决了克服现有技术中已知缺点的一般类型的增压器的改进的或至少一个替代实施例的问题。
根据本发明，该问题通过独立权利要求1的主题来解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。
本发明基于的总体思想是：实现增压器的轴承衬套(例如废气涡轮增压器)的轴向可调整性，此外通过销还提供了承载涡轮叶轮和压缩机叶轮的转子的轴向可调整性，所述销可旋转地布置，其第一部分位于轴承壳体中，轴承壳体经由球窝接头连接件连接至轴承衬套。特别是通过球窝接头连接件能够排除销和轴承衬套之间的堵塞，就像销和轴承衬套之间的点接触一样重要并且易于磨损至今，这是由于通过球窝接头连接件，提供了线性接触，优选甚至面接触。根据本发明的例如能够设计为汽车发动机的废气涡轮增压器的增压器包括：轴承装置，其用于经由轴承衬套将轴安装在毂上，毂由增压器的壳体形成或者以固定的方式连接到增压器的壳体并且位于涡轮叶轮和压缩机叶轮之间，所述轴承衬套相对于毂和轴以紧密限定的方式浮动地安装在所述毂内，其中，借助于从毂径向地接合在轴承衬套中的销，提供轴承衬套的稳固定位。根据本发明，该销现在包括可旋转地安装在轴承壳体中的第一部分和接合在轴承衬套的凹部中的第二部分，其中，第一部分的轴线和第二部分的轴线平行，使得第二部分相对于第一部分偏心地布置。根据本发明，轴承衬套和销经由球窝接头连接件彼此连接，因此，如上所述，能够避免过去易受磨损的堵塞和点接触。利用根据本发明的增压器，不仅能够调节压缩机侧(即，压缩机叶轮与轴承壳体或压缩机壳体之间)的轴向间隙，从而提高压缩机效率，而且还能够实现例如通过减小涡轮叶轮和涡轮机壳体之间的轴向间隙来实现泵送废气涡轮增压器的增压器，其中，显然，压缩机侧的间隙的减小总是伴随着涡轮机侧的间隙的增大，反之亦然。通过根据本发明的增压器可能的排气涡轮增压器的可能的防止泵送，不仅能够至少减少负载跳跃的负面影响，而且特别地还增加了压缩机的运行范围和效率。
利用根据本发明的解决方案的有利的进一步发展，销的第一部分和第二部分形成为一件式。这代表了根据本发明的销的特别成本有效地实施例，其中，这种销不仅能够成本有效地生产，而且还能够以比较简单的方式组装。因此，在这种情况下，在销的与轴承衬套中的凹部相互作用的第二部分上设置球形外轮廓，尤其是球头形式的外轮廓。通过销的第二部分的球形外轮廓能够实现与轴承衬套的线性接触，其中，在这种情况下，轴承衬套中的凹部显然不是细长孔的形式，而是适合于销的球形第二部分的外轮廓。
作为替代，可想到的是，销的第一部分和第二部分彼此分离地形成，其中，在这种情况下在销的第二部分上形成或布置有球形外轮廓，特别是球头形式的外轮廓，其与销的第一部分相互作用，其中销的第二部分以固定的方式连接到轴承衬套。在这种情况下，球窝接头连接件因此不布置在轴承衬套本身与销的第二部分之间，而是布置在销的第一部分和第二部分之间，其中，在这种情况下也适用于轴承衬套和销通过在该情况下位于销的第一部分和第二部分之间的球连接以铰接的方式彼此连接。这构成了另一个可能的实施例，其中，球形外轮廓既具有销的一件式实施例，也具有多部分实施例，同时确保了在组装期间轴承衬套的自定心。除此之外，无论选择哪个实施例，球形外轮廓都能够实现最小公差，而不会在轴向间隙的调整过程中冒险堵住。由于与点接触相比现在至少是线性接触，由于更大的接触面积，额外期望的是磨损明显更少，因此增压器本身具有更高的耐磨性。
在根据本发明的解决方案的另一个可能的实施例中，轴承壳布置在销的第一部分和第二部分之间，以固定的方式连接到销的第一部分并且具有与球形外轮廓互补地形成的内轮廓。在此，内轮廓能够包括多于一半的球体，由此，销的第二部分经由球窝接头连接件不仅以铰接的方式联接至销的第一部分，还同时被销的第一部分保持，由于轴承壳上的内轮廓甚至接合在销的第二部分的球形外轮廓后面，从而形成它们的夹持连接。
在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，第一部分和第二部分或两个部分与轴承壳体包括油通道孔。在这种情况下，经由销能够向球窝接头或轴承衬套提供润滑油。油道通孔能够被钻孔，还有助于减轻重量。
在根据本发明的解决方案的另一个有利实施例中，设置有用于旋转销并且由此沿轴向方向调节轴承衬套的电气致动装置。通过这种电气致动装置，能够调节压缩机叶轮和压缩机壳体之间的轴向间隙，因此能够减小涡轮机侧的轴向间隙，以便特别是防止增压器的泵送。显然也能够想到的是，销仅仅是手动旋转的，除此之外轴承衬套能够沿轴向方向进行调节，这仅仅涉及组件。
通过附图，本发明的其他重要特征和优点从附属权利要求、附图以及相关附图说明中获得。
应该理解的是，上面提到的以及下面将要解释的特征不仅能够使用在所述各个组合中，而且能够使用在其它组合中或者单独使用而不脱离本发明的范围。
在附图中示出了本发明的优选示例性实施例，并且在以下描述中更详细地解释，其中，相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的部件。
附图说明
在每种情况下示意性地示出，
图1是根据本发明的增压器的截面图，其具有用于根据第一实施例的轴承衬套的可靠定位的销，
图2是如图1的图，然而具有两部件式销，
图3是如图1的图，即具有单件式销，然而其经由单独的衬套安装在轴承壳体中，
图4是是通过根据本发明的增压器的另一个可能的实施例的截面图，
图5和图6是具有单独轴承壳的实施例的截面图，
图7是轴承壳的视图，
图8是根据本发明的增压器的另一个可能的实施例，其具有用于旋转销并且因此用于调节轴承衬套的电气致动装置。
具体实施方式
根据图1至图4和图8，根据本发明的例如能够设计为用于机动车辆发动机3的废气涡轮增压器2的增压器1，包括用于安装轴5的轴承装置4。在此，轴5承载压缩机叶轮6和涡轮叶轮7，并且经由轴承衬套8安装在增压器1的轴承壳体9中。在此，轴承衬套8以紧密限定的方式浮动地安装在轴承壳体9的毂中，就像轴5以紧密限定的方式浮动地安装在轴承套8中一样。在这种情形下轴承衬套8的稳固定位是由销10实现的，该销10从毂径向地接合在轴承衬套8中。在此，销10包括可旋转地安装在轴承壳体9中的第一部件11和接合在凹部13(具体还参见图5和8)中的第二部件12，其中，第一部件11的轴线14(参见图5)平行于第二部件12的轴线15延伸，使得在旋转运动时使第二部件12在圆形路径上移动。轴承衬套8和销10或者销的部件11,12经由球窝接头连接件16以铰接的方式相互连接。
通过球窝头连接件16，能够避免销10相对于轴承衬套8的堵住，正如不希望的高磨损一样，由于根据本发明的球窝接头连接件16与相互作用的部件形成线接触，并且因此与迄今为止在该区域发生的点接触相比，这是更加显著耐磨的。
根据图1、图4和图8查看增压器1，很明显，销10的第一部分11和第二部分12形成为彼此分开，使得销10总体上形成为多个部分。在此，在销10的第二部分12上分别形成有球形外轮廓17，尤其是球头形式，其与销10的第一部分相互作用，其中，第二部分12以固定的方式连接至轴承衬套8。
例如在根据图5的特定实施例中，显而易见的是，在销10的第一部分11和第二部分12之间布置有轴承壳18，该轴承壳18以固定方式连接到销10的第一部分11并且具有与销10的第二部分12上的球形外轮廓17互补地形成的内轮廓19(特别参见图6和图7)。
作为替代，也能够想到的是，销10的第一部分11和第二部分12例如在根据图2和3的销10的情况下被形成为一件式。在这种情况下，前面提到的球形外轮廓17形成在销10的第二部分12上，特别是以球头的形式与轴承衬套8的凹槽13相互作用。通过球形外轮廓17，球形外轮廓17以正锁定方式接合在轴承套8上的相关凹槽13中，实现了它们之间的线性接触，尽管其弱于根据图5至图7的根据本发明的增压器的实施例的面接触，但是明显好于现有技术已知增压器中的仅点状接触。
与实施例无关地，第一部分11和第二部分12或者两个部分11,12和轴承壳18能够包括用于轴承衬套8的润滑或供油的油通道孔20。纯理论上，自由空间21(见图3、图4和图8)也能够用于此目的。
为了调节压缩机叶轮6与轴承壳体9之间的间隙或压缩机叶轮6与未示出的压缩机壳体之间的间隙，销10能够旋转，由此，轴向衬套8沿轴向方向23被调节，在该过程中借助于布置在轴5上的合适的环圈沿轴向方向来调节轴5。在此，销10的手动调节或者旋转也是能够想到的，例如通过将工具***相应接合轮廓24中，用于例如通过内六角扳手接合，以及提供用于旋转销10以及由此用于沿轴向方向23调节轴承衬套8的电气致动装置25(参见图8)。这种电气致动装置25还具有以下主要优点：即使在增压器1的操作期间，能够想象调节压缩机叶轮6与轴承壳体9之间或涡轮叶轮7以及轴承壳体9或涡轮机壳体之间的轴向间隙，由此也能够可靠地避免这种增压器1的泵送。
为了能够增加增压器1的整体耐磨损性，销10的至少一部分能够由陶瓷形成。为了实现轴向调节的不同尺寸的可能性，第一部分11的第一轴线14相对于第二部分12的轴线15的平行偏移能够另外在0.001mm和5mm之间。
利用根据本发明的增压器1，能够显着提高效率并且额外扩展特征图范围。

Claims (13)

1.一种增压器(1)，具有轴承装置(4)，所述轴承装置(4)用于经由轴承衬套(8)将轴(5)安装在毂中，所述毂由增压器(1)的轴承壳体(9)形成或者以固定方式连接至轴承壳体(9)并且位于涡轮叶轮和压缩机叶轮(6,7)之间，所述轴承衬套(8)以相对于所述毂和所述轴(5)紧密限定的方式浮动地安装在所述毂内，其中，所述轴承衬套(8)的稳固定位由从所述毂径向地接合在所述轴承衬套(8)中的销(10)提供，其特征在于，
-所述销(10)包括可旋转地安装在所述轴承壳体(9)中的第一部分(11)和接合在所述轴承衬套(8)的凹部(13)中的第二部分(12)，其中，所述第一部分(11)的轴线(14)和所述第二部分(12)的轴线(15)彼此平行延伸，
-所述轴承衬套(8)和所述销(10)经由球窝接头连接件(16)相互连接。
2.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，所述增压器为用于机动车辆发动机(3)的废气涡轮增压器(2)。
3.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，所述销(10)的所述第一部分(11)和所述第二部分(12)形成为一件式。
4.根据权利要求3所述的增压器，其特征在于，在所述销(10)的所述第二部分(12)上形成球形外轮廓(17)，其与所述轴承衬套(8)的凹部(13)相互作用。
5.根据权利要求4所述的增压器，其特征在于，所述球形外轮廓(17)是球头形式的球形外轮廓。
6.根据权利要求1所述的增压器，其特征在于，所述销(10)的所述第一部分(11)和所述第二部分(12)彼此分离地形成。
7.根据权利要求6所述的增压器，其特征在于，在所述销(10)的所述第二部分(12)上形成球形外轮廓(17)，所述销(10)的所述第二部分(12)与所述销(10)的所述第一部分(11)相互作用，其中，所述第二部分(12)以固定方式连接到所述轴承衬套(8)。
8.根据权利要求7所述的增压器，其特征在于，所述球形外轮廓(17)是球头形式的球形外轮廓。
9.根据权利要求7所述的增压器，其特征在于，在所述销(10)的所述第一部分(11)和所述第二部分(12)之间布置有轴承壳(18)，所述轴承壳(18)以固定方式连接到所述销(10)的所述第一部分(11)，并且具有与所述球形外轮廓(17)互补地形成的内轮廓(19)。
10.根据权利要求9所述的增压器，其特征在于，所述第一部分(11)和所述第二部分(12)和所述轴承壳(18)具有油道通孔(20)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的增压器，其特征在于，所述销(10)是手动旋转的，由此能够沿轴向方向(23)调节所述轴承衬套(8)。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的增压器，其特征在于，提供用于旋转所述销(10)并且由此用于沿轴向方向(23)调节所述轴承衬套(8)的电气致动装置(25)。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的增压器，其特征在于：
-所述销(10)的第一部分(11)和第二部分(12)中的至少一个由陶瓷形成，和/或
-所述销(10)的所述第一部分(11)的轴线(14)和所述第二部分(12)的轴线(15)的平行偏移在0.001mm和5mm之间。
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