CN215830783U - 轴承组件和增压设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种轴承组件(10),所述轴承组件用于增压设备(500)。轴承组件(10)包括轴承壳体(400)和轴(530)。轴承组件(10)进一步包括压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200),这些轴承衬套一起将轴(530)支撑在轴承壳体(400)的轴承孔(410)内。该压缩机侧轴承衬套(100)被配置成与该涡轮机侧轴承衬套(200)不同。本实用新型还涉及一种增压设备,所述增压设备包括前述轴承组件。

Description

轴承组件和增压设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于增压设备的轴承组件和包括这种轴承组件的增压设备。
背景技术
单个移动性扇区正在经历破坏性的改变。尤其是,越来越多的进入市场的电动车辆需要比传统内燃机(ICE)车辆更高的效率。因此,越来越多的车辆配备有效率增加设施,诸如增压设备和减排装置。例如,已知增压设备,其中,压缩机可以由电动马达(电动充电器)和/或排气动力涡轮机(涡轮增压器)驱动。通常,排气涡轮增压器具有带有涡轮机叶轮的涡轮机,该涡轮机叶轮由燃烧发动机的排气流驱动。在排气涡轮增压器的情况下,具有压缩机叶轮的压缩机布置在与涡轮机叶轮共同的轴上,在电子充电器的情况下,具有电子马达的压缩机布置在与涡轮机叶轮共同的轴上。压缩机压缩吸入用于发动机的新鲜空气。这增加了发动机可用于燃烧的空气或氧气的量。这又提高了内燃机的性能。
在许多已知的增压设备中,轴经由流体动力轴承组件安装在轴承壳体中。该轴承组件有规律地包含压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧(或电动马达侧)轴承衬套,这些轴承衬套在该轴承壳体的轴承孔中围绕该轴。由此,轴被径向支撑。在通常的轴承组件中,润滑剂(例如油)被提供给轴承组件以分别在衬套和轴承孔之间以及轴和衬套之间建立流体动力轴承膜。由此,实现半浮动或全浮动轴承。
在现有技术中,用于增压设备的各种轴承组件存在转子稳定性不足以及定音调和不平衡声学性能低的问题。因此,这些轴承组件的主要挑战中的一者是改善轴承组件的噪音、振动和不平稳性(NVH)行为。该任务是至关重要的,因为次优的NVH行为可能传播通过该结构,从而可能不利地影响整个增压设备并且可能最终导致完全的***故障。
因此,本实用新型的目的是提供一种用于具有改进的NVH性能的增压设备的轴承组件。
实用新型内容
本实用新型涉及一种用于增压设备的轴承组件。此外,本实用新型涉及一种具有这种轴承组件的增压设备。本实用新型还描述了其他配置。
在第一实施例中,本实用新型的用于增压设备的轴承组件包含轴承壳体、轴、压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套。该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套一起将该轴支撑在该轴承壳体的轴承孔内。该压缩机侧轴承衬套被配置成不同于该涡轮机侧轴承衬套。通过与涡轮机侧轴承衬套不同地配置压缩机侧轴承衬套可以实现的主要效果是,两个轴承衬套最终在运行期间以不同的速度旋转。换言之,这意味着该压缩机侧轴承衬套以不同于该涡轮机侧轴承衬套的速度旋转。这导致可以防止润滑剂膜振动的同步效应的优点。通过扰动润滑剂固有频率的叠加,即通过扰动同步效应,可以限制声音和振动向周边的传递,从而可以实现改善的NVH行为。
在第一实施例的第一改进方案中,该压缩机侧轴承衬套的压缩机侧外润滑间隙可以小于该涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧外润滑间隙。因此,在轴承衬套处存在不同量的润滑剂,由于在压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套上的润滑剂膜中的不相等的剪切力,这导致不相等的断裂扭矩。不相等的断裂扭矩导致轴承衬套以不同的速度旋转。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。在第一改进方案的一个可选方面中,特别有利的是,涡轮机侧外部润滑间隙被配置成比涡轮机侧外部润滑间隙的标准配置更大,因为这以协同的方式导致涡轮机侧轴承衬套上的改进的冷却效果。
在第一改进方案的可与前一个方面相结合的另一个方面中,该压缩机侧外润滑间隙与该涡轮机侧外润滑间隙之间的差值可以在室温下是该压缩机侧外润滑间隙的至少6.5%并且优选地约10%。更确切地说,最小压缩机侧外部润滑间隙与最小涡轮机侧外部润滑间隙之间的差值可以在室温下是该最小压缩机侧外部润滑间隙的至少6.5%并且优选地约10%。该最小压缩机侧外润滑间隙与该最小涡轮机侧外润滑间隙之间的差值应当优选地不大于该最小压缩机侧外润滑间隙的35%。可替代地,平均压缩机侧外润滑间隙与平均涡轮机侧外润滑间隙之间的差值可以在室温下是该平均压缩机侧外润滑间隙的至少5.5%并且优选地至少8.5%。该平均压缩机侧外润滑间隙与该平均涡轮机侧外润滑间隙之间的差值优选地应不超过该平均压缩机侧外润滑间隙的25%。在最小间隙之间具有大约或至少10%的目标差异致使特别有效地防止同步效果。最小外部润滑间隙应理解为由于制造公差的最小可接受外部润滑间隙。类似地,本领域技术人员将平均外部润滑间隙理解为基于目标尺寸而不考虑制造公差的外部润滑间隙。
在第一改进方案的可与前述方面中的任一者组合的另一方面中,该压缩机侧轴承衬套的压缩机侧内部润滑间隙可以等于该涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧内部润滑间隙。由此,防止或至少减少了该轴的倾斜,这因此导致了该轴的改进的运动和稳定,同时仍然防止了同步效果。
在可与先前改进方案相组合的第二改进方案中,该压缩机侧轴承衬套的压缩机侧圆周润滑剂槽的深度可以不同于该涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧圆周润滑剂槽的深度。这些圆周润滑剂槽的不同深度影响这些轴承衬套的润滑剂供给孔,使得这些润滑剂供给孔的孔深度在该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套上是不同的。这导致润滑剂在润滑剂供给孔内的不同杠杆臂,并由此分别导致压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套的润滑剂供给孔内的不同离心力和反压力。因此,由于不同的润滑剂吞吐量,在相应的内部和外部润滑间隙中存在不同量的润滑剂。因此,在压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套处分别建立了不相等的润滑剂膜温度和粘度。由于润滑剂膜温度不相等,轴与轴承衬套之间的驱动扭矩的传递不同 (并且还可以实现轴承衬套与轴承壳体之间的断裂扭矩),这使得轴承衬套以不同的速度旋转。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
在第二改进方案的方面中,该涡轮机侧圆周润滑剂槽的深度可以小于该压缩机侧圆周润滑剂槽的深度。这导致涡轮机侧轴承衬套处的内部润滑间隙的润滑剂吞吐量减小,这再次导致轴与涡轮机侧轴承衬套之间的驱动扭矩传递减小,这是由于与压缩机侧轴承衬套相比,涡轮机侧轴承衬套的内部润滑间隙中的润滑剂膜温度更高。可替代地或另外地,涡轮机侧圆周润滑剂槽的深度可以比压缩机侧圆周润滑剂槽的深度小5%至90%,优选地15%至80%并且最优选地25%至50%。
在第二改进方案的另一方面中并且可替代地在前一方面中,该压缩机侧圆周润滑剂槽的深度可以小于该涡轮机侧圆周润滑剂槽的深度。这导致到达压缩机侧轴承衬套处的内部润滑间隙的润滑剂吞吐量减小,这再次导致轴与压缩机侧轴承衬套之间的驱动扭矩传递减小,这是由于与涡轮机侧轴承衬套相比,压缩机侧轴承衬套的内部润滑间隙中的润滑剂膜温度更高。可替代地或另外地,该压缩机侧圆周润滑剂槽的深度可以比该涡轮机侧圆周润滑剂槽的深度小5%至90%,优选地15%至80%并且最优选地25%至 50%。
在可与先前改进方案中的任一者相结合的第三改进方案中,该压缩机侧轴承衬套的压缩机侧圆周润滑剂槽的宽度可以不同于该涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧圆周润滑剂槽的宽度。通过提供不同宽度的润滑剂槽,压缩机侧轴承衬套的压缩机侧外护套表面的宽度也不同于涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧外护套表面的宽度。这意味着这些轴承衬套的径向外轴承表面(即外护套表面)在该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套上的尺寸是不相等的。在外护套表面上具有不同的宽度,即具有不同的有效外轴承表面导致由润滑剂膜中的剪切力产生的不同的断裂扭矩。由于由润滑剂膜中的摩擦剪切力产生的不同的断裂扭矩,实现了轴承衬套100、200的不同转速。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
在第三改进方案的一个方面中,该涡轮机侧圆周润滑剂槽的宽度可以小于该压缩机侧圆周润滑剂槽的宽度。因此,与压缩机侧轴承衬套相比,更多的断裂扭矩作用在涡轮机侧轴承衬套上。因此,该涡轮机侧轴承衬套在运行过程中比该压缩机侧轴承衬套旋转得慢。可替代地或另外地,该涡轮机侧圆周润滑剂槽的宽度可以比该压缩机侧圆周润滑剂槽的宽度小5%至50%,优选地10%至40%,并且最优选地15%至25%。
在第三改进方案的另一方面中并且可替代地在前一方面中,该压缩机侧圆周润滑剂槽的宽度可以小于该涡轮机侧圆周润滑剂槽的宽度。因此,与涡轮机侧轴承衬套相比,更多的断裂扭矩作用在压缩机侧轴承衬套上。因此,该压缩机侧轴承衬套在运行过程中比该涡轮机侧轴承衬套转动得慢。可替代地或另外地,该压缩机侧圆周润滑剂槽的宽度可以比该涡轮机侧圆周润滑剂槽的宽度小5%至50%,优选地10%至40%,并且最优选地15%至25%。
在可与先前改进方案中的任一者相结合的第四改进方案中,该压缩机侧轴承衬套的润滑剂供给孔的数目可以不同于该涡轮机侧轴承衬套的润滑剂供给孔的数目。通过在压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套上提供不同数量的润滑剂供给孔,在涡轮机侧实现了与在压缩机侧不同的润滑剂吞吐量。这导致从相应的轴承衬套的外周向到相应的轴承衬套的内周向的不同的节流效果,并且由此导致在内部润滑间隙中的不同量的润滑剂。因此,在内润滑间隙中建立不同的润滑膜温度和粘度,并且由此轴与轴承衬套之间的驱动扭矩的传递不同,这导致轴承衬套以不同的速度旋转。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
在第四改进方案的一个方面中,该压缩机侧轴承衬套的润滑剂供给孔的数目可以小于该涡轮机侧轴承衬套的润滑剂供给孔的数目。可替代地或另外地,该压缩机侧轴承衬套可以包括小于该涡轮机侧轴承衬套的至少一个润滑剂供给孔。可替代地或另外地,该压缩机侧轴承衬套可以包括小于该涡轮机侧轴承衬套的至少两个润滑剂供给孔。可替代地或另外地,该压缩机侧轴承衬套可以包括四个润滑剂供给孔并且该涡轮机侧轴承衬套包括六个润滑剂供给孔。
在第四改进方案的另一个方面中并且可替代地在前一个方面中,该压缩机侧轴承衬套的润滑剂供给孔的数目可以大于该涡轮机侧轴承衬套的润滑剂供给孔的数目。可替代地或另外地,该压缩机侧轴承衬套可以包括比该涡轮机侧轴承衬套更多的至少一个润滑剂供给孔。可替代地或另外地,该压缩机侧轴承衬套可以包括比该涡轮机侧轴承衬套更多的至少两个润滑剂供给孔。可替代地或另外地,该压缩机侧轴承衬套包括六个润滑剂供给孔并且该涡轮机侧轴承衬套包括四个润滑剂供给孔。
在可与先前改进方案中的任一者相结合的第五改进方案中,该压缩机侧轴承衬套的压缩机侧外护套表面或该涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧外护套表面中的一者可以沿着外圆周在宽度上变化。这意味着该压缩机侧轴承衬套的压缩机侧外护套表面的宽度的轮廓不同于该涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧外护套表面的宽度的轮廓。这意味着这些轴承衬套的径向外轴承表面(即外护套表面)在该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套上的尺寸是不相等的,这由于流体摩擦而导致不同的断裂扭矩。不同的断裂扭矩使轴承衬套以不同的速度旋转。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。另外,该压缩机侧轴承衬套可以包括第一环面和与第一环面相对的第二环面,并且其中,该涡轮机侧轴承衬套可以包括第一环面和与第一环面相对的第二环面。此外,该压缩机侧轴承衬套的第一环面可以面向与该涡轮机侧轴承衬套的第一环面相同的方向。
在第五改进方案的第一主要方面中,该压缩机侧轴承衬套或该涡轮机侧轴承衬套的这些环面中的至少一者可以包括至少一个扇形凹口。特别地,可以仅在该压缩机侧轴承衬套或该涡轮机侧轴承衬套的这些环面中的一者上提供仅一个扇形凹口,以实现与相应的外护套表面相干涉的有利效果。详细地,扇形凹口减小了相应的外护套表面。通过中断和/或减小相应的外套表面,较小的断裂扭矩作用在相应的轴承衬套上,这导致包括扇形凹口的轴承衬套以比不包括扇形凹口(或较少的扇形凹口或较小程度地减小外套表面的扇形凹口)的另一个轴承衬套更高的速度旋转。此外,通过提供扇形凹口(或多个扇形凹口),可以在圆周上,即包括扇形凹口(或多个扇形凹口)的轴承衬套的内圆周和/或外圆周上提供不均匀的轴承负载。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。可替代地,多个扇形凹口可以被布置在该压缩机侧轴承衬套或该涡轮机侧轴承衬套的相应的第一环面或第二环面上。多个扇形凹口进一步增强了以上关于仅一个扇形凹口进一步解释的有利效果。该多个扇形凹口可以在相应的环面上在圆周方向上均匀分布或不均匀分布。由此,能够增大各外护套表面的面积减少量。另外或可替代地,该至少两个扇形凹口中的至少一者可以包括与至少两个扇形凹口中的另一者不同的尺寸。这进一步增强了润滑剂固有频率叠加的干扰。
在第五改进方案的第一主要方面的与以上方面中的任一者可组合的一个方面中,该压缩机侧轴承衬套的第一环面和第二环面两者或者该涡轮机侧轴承衬套的第一环面和第二环面两者都可以包括至少一个扇形凹口。类似地,如上所述,可以在该压缩机侧轴承衬套或该涡轮机侧轴承衬套的相应的第一环面和第二环面上布置仅一个、至少两个或多个扇形凹口。多个扇形凹口进一步增强了以上关于仅一个扇形凹口进一步解释的有利效果。第一环面上的扇形凹口的数量可以不同于第二环面上的扇形凹口的数量。另外或可替代地,该至少两个扇形凹口中的至少一者可以包括与至少两个扇形凹口中的另一者不同的尺寸。该多个扇形凹口可以在相应的环面上在圆周方向上均匀分布或不均匀分布。这进一步增强了润滑剂固有频率叠加的干扰。
在可与第五改进方案的第一主要方面组合的第五改进方案的第二主要方面中,压缩机侧的轴承衬套或涡轮机侧的轴承衬套的环面中的至少一者,特别是仅一者,可相对于径向平面倾斜,使得相应的外护套表面宽度分别在压缩机侧的外护套表面或涡轮机侧的外护套表面的最小宽度和最大宽度之间变化,特别是恒定地变化。可替代地,压缩机侧的轴承衬套的第一环面和第二环面两者或者涡轮机侧的轴承衬套的第一环面和第二环面两者可相对于径向平面倾斜,使得相应的宽度在压缩机侧的外护套表面或涡轮机侧的外护套表面的最小宽度和最大宽度之间变化,尤其是恒定地变化。另外,相应的第一环面可以在与相应的第二环面相反的方向上倾斜。可替代地,相应的第一环面可以在与相应的第二环面相同的方向上倾斜不同的量。另外或可替代地,最小宽度可以是最大宽度的55%至99%,优选地75%至95%并且最优选地85%至90%。类似地,如以上关于第五改进方案的第一主要方面所进一步解释的,根据第五改进方案的第二主要方面的配置可以导致这些轴承衬套的不同转速和/或导致在相应的轴承衬套的圆周(即,内圆周和/或外圆周)上的不均匀的轴承负荷。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
在第五改进方案的第三主要方面中,第三主要方面是与第五改进方案的先前主要方面中的任一者可组合的,该压缩机侧轴承衬套可以包括第一倒角和与第一倒角相反的第二倒角。该涡轮机侧轴承衬套可以包括第一倒角和与第一倒角相反的第二倒角。另外,压缩机侧轴承衬套的第一倒角可以面向与涡轮机侧轴承衬套的第一倒角相同的方向。另外,该压缩机侧轴承衬套或该涡轮机侧轴承衬套的这些倒角中的至少一个倒角的宽度在圆周方向上变化。这些倒角中的至少一个倒角的宽度可以变化,使得该压缩机侧外护套表面或该涡轮机侧外护套表面的宽度在圆周方向上也变化。由此,可以实现轴承衬套的不同转速和/或在相应轴承衬套的内圆周和/或外圆周上的不均匀的轴承载荷。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
在第五改进方案的第三主要方面的一个方面中,这些倒角中的至少一个倒角的宽度可以在最小宽度与最大宽度之间变化,具体地可以恒定地变化。由此,压缩机侧外护套表面或涡轮机侧外护套表面的表面宽度也在最小宽度与最大宽度之间恒定地变化。另外或可替代地,第一倒角的宽度和该压缩机侧轴承衬套的第二倒角的宽度可以在圆周方向上变化。可替代地,第一倒角的宽度和该涡轮机侧轴承衬套的第二倒角的宽度可以在圆周方向上变化。
另外,该压缩机侧轴承衬套的两个倒角的相应宽度可以在最小宽度与最大宽度之间变化,特别是恒定地变化。另外,相应最大宽度可以布置在相同的圆周位置处。另外,各个最小宽度和/或各个最大宽度可以相同。
作为前一个方面的替代,该涡轮机侧轴承衬套的两个倒角的相应宽度可以在最小宽度与最大宽度之间变化,特别是可以恒定地变化。另外,相应最大宽度可以布置在相同的圆周位置处。另外,各个最小宽度和/或各个最大宽度可以相同。
在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面中,轴承衬套被配置成在操作期间实现不同旋转速度。
在第二实施例中,本实用新型的用于增压设备的轴承组件包括轴承壳体、轴、压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套。该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套一起将该轴支撑在该轴承壳体的轴承孔内。压缩机侧轴承衬套的压缩机侧外护套表面和涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧外护套表面沿着外圆周在宽度上变化。通过将两个轴承衬套配置成在圆周上具有变化的外护套宽度可以实现的主要效果是在相应外护套表面上的不同圆周位置处实现断裂扭矩和不均匀轴承负载的不同分布。因此,可以实现压缩机侧轴承衬套与涡轮机侧轴承衬套的去同步,这可以干扰润滑剂的固有频率在两侧上的叠加,即,可以防止同步效果。通过干扰同步效果,可以限制声音和振动向周围的传递,从而可以实现改善的NVH行为。这意味着该压缩机侧轴承衬套的压缩机侧外护套表面的宽度的轮廓和该涡轮机侧轴承衬套的涡轮机侧外护套表面的宽度的轮廓在圆周方向上变化。这意味着每个轴承衬套的径向外轴承表面(即外护套表面)在圆周方向上尺寸不相等。这导致在相应的外护套表面上的不同圆周位置处断裂扭矩和不均匀的轴承负载的不同轮廓。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。另外,该压缩机侧轴承衬套可以包括第一环面和与第一环面相对的第二环面,并且其中,该涡轮机侧轴承衬套可以包括第一环面和与第一环面相对的第二环面。此外,该压缩机侧轴承衬套的第一环面可以面向与该涡轮机侧轴承衬套的第一环面相同的方向。
在第二实施例的第一主要方面中,该压缩机侧轴承衬套的这些环面中的至少一者以及该涡轮机侧轴承衬套的这些环面中的至少一者可以包括至少一个扇形凹口。特别地,可以在该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套的至少一个环面上仅提供一个扇形凹口,以实现与该相应的外护套表面相干涉的有利效果。详细地,扇形凹口减小了相应的外护套表面。通过中断和/或减小相应的外护套表面,较小的断裂扭矩作用在相应的轴承衬套上,这使得包括扇形凹口的轴承衬套以比其他轴承衬套更高的速度旋转,其他轴承衬套可以包括将外护套表面减小到较小的程度的较小的扇形凹口或扇形凹口。此外,通过提供扇形凹口(或多个扇形凹口),可以在圆周上,即包括扇形凹口(或多个扇形凹口)的轴承衬套的内圆周和/或外圆周上提供不均匀的轴承负载。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。可替代地,多个扇形凹口可以被布置在该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套的相应的第一环面或第二环面上。该多个扇形凹口可以在相应的环面上在圆周方向上均匀分布或不均匀分布。多个扇形凹口进一步增强了以上关于仅一个扇形凹口进一步解释的有利效果。由此,能够增大各外护套表面的面积减少量。另外或可替代地,该至少两个扇形凹口中的至少一者可以包括与至少两个扇形凹口中的另一者不同的尺寸。这进一步增强了润滑剂固有频率叠加的干扰。
在第二实施例的第一主要方面的与前述方面中的任一者可组合的一个方面中,该压缩机侧轴承衬套的第一环面和第二环面两者以及该涡轮机侧轴承衬套的第一环面和第二环面两者都可以包括至少一个扇形凹口。类似地,如上所述,可以在该压缩机侧轴承衬套和该涡轮机侧轴承衬套的相应的第一环面和第二环面上布置仅一个、至少两个或多个扇形凹口。第一环面上的扇形凹口的数量可以不同于第二环面上的扇形凹口的数量。另外或可替代地,该至少两个扇形凹口中的至少一者可以包括与至少两个扇形凹口中的另一者不同的尺寸。该多个扇形凹口可以在相应的环面上在圆周方向上均匀分布或不均匀分布。这进一步增强了润滑剂固有频率叠加的干扰。
在第二实施例的第二主要方面中,其可与第二实施方式的第一主要方面组合,压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套的环面中的至少一者相应的、特别是仅一个相应的环面相对于径向平面倾斜,使得相应的宽度分别在压缩机侧外护套表面和涡轮机侧外护套表面的最小宽度和最大宽度之间变化,特别是恒定地变化。特别地,该压缩机侧轴承衬套的第一环面和第二环面两者以及该涡轮机侧轴承衬套的第一环面和第二环面两者都可以相对于一个径向平面倾斜,这样使得相应的宽度变化,特别是恒定地变化,在该压缩机侧外护套表面与该涡轮机侧外护套表面的最小宽度与最大宽度之间。另外,该压缩机侧轴承衬套的第一环面可以在与该压缩机侧轴承衬套的第二环面相反的方向上倾斜。可替代地,该压缩机侧轴承衬套的第一环面可以在与该压缩机侧轴承衬套的第二环面相同的方向上倾斜不同的量。另外或可替代地,涡轮机侧轴承衬套的第一环面可以在与涡轮机侧轴承衬套的第二环面相反的方向上倾斜。可替代地,该涡轮机侧轴承衬套的第一环面可以在与该涡轮机侧轴承衬套的第二环面相同的方向上倾斜不同的量。另外或可替代地,最小宽度可以是最大宽度的55%至99%,优选地75%至95%并且最优选地85%至90%。类似地,如上面关于第二实施例的第一主要方面进一步解释的,根据第二实施例的第二主要方面的配置导致相应的外护套表面的中断和/或减少。由此,在最小宽度的相应位置处较小的断裂扭矩作用在相应的轴承衬套上,而在最大宽度的相应位置处较大的断裂扭矩作用在相应的轴承衬套上,这导致在相应的轴承衬套的圆周,即内圆周和/或外圆周上的不均匀的轴承载荷。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
在与第二实施例的先前主要方面中的任一者可组合的第二实施例的第三主要方面中,该压缩机侧轴承衬套可以包括第一倒角以及与第一倒角相反的第二倒角。该涡轮机侧轴承衬套可以包括第一倒角和与第一倒角相反的第二倒角。另外,压缩机侧轴承衬套的第一倒角可以面向与涡轮机侧轴承衬套的第一倒角相同的方向。此外,压缩机侧的轴承衬套的倒角中的至少一者、特别是一个的宽度和涡轮机侧的轴承衬套的倒角中的至少一者、特别是一个的宽度在周向方向上变化。这些倒角中的至少一个倒角的宽度可以变化,使得该压缩机侧外护套表面的宽度和该涡轮机侧外护套表面的宽度在圆周方向上也变化。由此,可以实现在轴承衬套的圆周上,即内圆周和/或外圆周上的不均匀的轴承载荷。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
在第二实施例的第三主要方面的一个方面中,该压缩机侧轴承衬套的这些倒角中的至少一者,优选地仅一个,更优选地两个倒角的宽度可以在最小宽度与最大宽度之间变化,具体地可以恒定地变化。另外或可替代地,该涡轮机侧轴承衬套的这些倒角中的至少一者,优选地仅一个,更优选地两个倒角的宽度可以在最小宽度与最大宽度之间变化,具体地可以恒定地变化。由此,各压缩机侧外护套表面的表面宽度和涡轮机侧外护套表面的表面宽度也分别在最小宽度和最大宽度之间恒定地变化。另外或可替代地,第一倒角的宽度和该压缩机侧轴承衬套的第二倒角的宽度可以在圆周方向上变化。另外或可替代地,第一倒角的宽度和该涡轮机侧轴承衬套的第二倒角的宽度可以在圆周方向上变化。另外或可替代地,该压缩机侧轴承衬套的这些倒角的相应最大宽度可以被布置在同一圆周位置处。另外或可替代地,该压缩机侧轴承衬套的这些倒角的相应最小宽度可以被布置在同一圆周位置处。另外或可替代地,该压缩机侧轴承衬套的这些倒角的相应最小宽度和/或相应最大宽度可以是相同的。另外或可替代地,该涡轮机侧轴承衬套的这些倒角的相应最大宽度可以被布置在同一圆周位置处。另外或可替代地,该涡轮机侧轴承衬套的这些倒角的相应最小宽度可以被布置在同一圆周位置处。另外或可替代地,该涡轮机侧轴承衬套的这些倒角的相应最小宽度和/或相应最大宽度可以是相同的。
在可与前述实施例和方面中的任一者组合的另一方面中,压缩机侧轴承衬套和涡轮机侧轴承衬套中的每一者可以是全浮动衬套类型。
在可与前述实施例和方面中的任一者组合的另一方面中,轴可将涡轮机的涡轮机叶轮可旋转地联接到压缩机的叶轮。
在可与前述实施例和方面中的任一者组合的另一方面中,轴承组件可进一步包括间隔件。该间隔件可以轴向地布置在该压缩机侧轴承衬套与该涡轮机侧轴承衬套之间。
在可与前述实施例和方面中的任一者组合的另一方面中,压缩机侧轴承衬套可包括多个润滑剂供给孔。另外或可替代地,该涡轮机侧轴承衬套可以包括多个润滑剂供给孔。
在可与前述实施例和方面中的任一者组合的另一方面中,压缩机侧轴承衬套可包括圆周润滑剂槽。另外或可替代地,该涡轮机侧轴承衬套可以包括圆周润滑剂槽。
在可与前述实施例和方面中的任一者组合的另一方面中,轴承壳体可包括设置在轴承孔的内表面上的第一供给槽。另外,轴承壳体可以包括设置在轴承孔的内表面上的第二供给槽。
本实用新型还涉及一种增压设备。该增压设备包括压缩机,该压缩机具有压缩机壳体和叶轮。该叶轮可旋转地安装在压缩机壳体中。该增压设备进一步包括驱动单元,该驱动单元经由该增压设备的轴可旋转地联接到该叶轮上。另外,该增压设备进一步包括根据前述方面中任一项所述的轴承组件,该轴承组件可旋转地支撑该轴。另外,该驱动单元可以包括被配置成驱动该轴的涡轮机。另外或可替代地,该驱动单元可以包括被配置成驱动该轴的电动机。
附图说明
图1示出了示例性增压设备的截面侧视图;
图2示出了具有不同外部润滑间隙的根据第一实施例的第一改进方案的轴承组件的详细截面图;
图3A-3B示出了根据第一实施例的第二改进方案的具有不同润滑剂槽深度的轴承组件的详细截面图;
图4A-4B示出了根据第一实施例的第三改进方案的具有不同润滑剂槽宽度的轴承组件的详细截面图;
图5A-5B示出了具有不同数目的润滑剂供给孔的根据第一实施例的第四改进方案的轴承组件的详细截面图;
图6A-6F示出了根据包括扇形凹口的第一实施例的第五改进方案的第一主要方面的轴承衬套的不同视图;
图7A示出了根据第五改进方案的第二主要方面的具有多个倾斜环面的轴承衬套的前视图;
图7B示出了根据第二实施例的第二主要方面的轴承组件的详细截面图,该轴承组件包括根据图7A的第五改进方案的第二主要方面的轴承衬套;
图8A-8D示出了根据第一实施例的第五改进方案的第三主要方面的轴承衬套的不同视图,该轴承衬套包括不同宽度的倒角;
图8E示出了根据第二实施例的第三主要方面的轴承组件的详细截面图,该轴承组件包括根据图8A-8D的第五改进方案的第三主要方面的轴承衬套。
具体实施方式
在本实用新型的上下文中,轴向地、轴向的或轴向方向的表述是平行于或沿着通常同轴布置的轴或轴承衬套的旋转轴线的方向。因此,参见附图,尤其参见图1、图2、图6B和图6C,用附图标记22来描述轴向尺寸 (轴向方向),用附图标记24来描述远离轴向尺寸22“径向地”延伸的径向尺寸(径向方向)。此外,以附图标记26描述围绕轴向尺寸22的圆周尺寸(圆周方向)。径向平面应被理解为由指向不同径向方向22的两个向量跨越的平面,并且该两个向量被布置在轴向方向22上的相同位置处。“恒定地”变化应理解为从最小值增加到最大值或至少保持相同(在部分中) 但不减小,以及从最大值减小到最小值或至少保持相同(在部分中)但不增加。倾斜方向应理解为环面围绕沿着径向方向22延伸的轴线的旋转。
与以上进一步的术语一致,随后使用表达实施例和改进(包括它们的方面以及如果适用的话的主要方面)来解释本实用新型的各种特征和配置。应注意,一个相应实施例的所有改进方案/主要方面/方面可与其它实施例的任何其它方面组合,以便协同地增强上述有利效果。下面将描述一些一般性特征,这些特征考虑了所有实施例,包括它们的改进方案、主要方面和方面(即,这些特征考虑了所有方面)。此后,将借助于示出相应的改进方案/主要方面的相应图单独地描述每个改进方案/主要方面。
图1示出了包括本实用新型的轴承组件10的增压设备500的示例性配置。该增压设备500包括压缩机510,该压缩机具有压缩机壳体512以及可旋转地安装在该压缩机壳体512中的叶轮514。在本示例中,增压设备500包括作为驱动单元的涡轮520。在其他配置中,该驱动单元可以另外包括电动机或可以仅由电动机组成。涡轮机520包括涡轮机叶轮524,该涡轮机叶轮经由轴530可旋转地联接到叶轮514。轴530经由轴承组件 10可旋转地支撑在轴承壳体400中。
在下文中,将描述轴承组件的一些总体方面,这些方面可以由当前公开的轴承组件10中的任一者所包括。这些方面将通过特定附图来描述,并且也可以仅在特定附图中可见,然而,这些一般方面可以涉及本实用新型的轴承组件中的每一者。因此,这并不意味着这些一般方面中的每一者对于每个改进和主要方面都是必要的。
如2图中所示,用于增压设备500的轴承组件10包括轴承壳体400、轴530、压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套200。该轴承组件10 被配置成径向轴承组件。压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套200 一起将轴530支撑在轴承壳体400的轴承孔410内。在本示例中,压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套200均为全浮动衬套型。即,在轴承衬套100、200与轴520之间沿径向设置有内部润滑间隙113、213(即径向内部润滑间隙113、213)。即,压缩机侧轴承衬套100与轴520之间的润滑间隙113是压缩机侧轴承衬套100的内部润滑间隙113,并且也被称为压缩机侧内部润滑间隙113。类似地,涡轮机侧轴承衬套200与轴520之间的润滑间隙213是涡轮机侧轴承衬套200的内润滑间隙213,并且还被称为涡轮机侧内润滑间隙213。此外,外润滑间隙115、215(即,径向外润滑间隙115、215)径向地设置在轴承衬套100、200与轴承壳体400 之间。即,压缩机侧轴承衬套100与轴承壳体400之间的润滑间隙115是压缩机侧轴承衬套100的外润滑间隙115,并且还被称为压缩机侧外润滑间隙115。类似地,涡轮机侧轴承衬套200与轴承壳体400之间的润滑间隙215是涡轮机侧轴承衬套200的外润滑间隙215并且还被称为涡轮机侧外润滑间隙215。虽然没有牢固连接,但是在运行期间可以将一些驱动扭矩从轴530传递到轴承衬套100、200,使得轴承衬套100、200在运行期间也旋转到一定程度。每个轴承衬套100、200包括内护套表面122、222 和外护套表面124、224。这意味着压缩机侧轴承衬套100包括外护套表面 124,该外护套表面也被称为压缩机侧外护套表面124。压缩机侧轴承衬套 100的内护套表面122也被称为压缩机侧内护套表面122。类似地,涡轮机侧轴承衬套200包括外护套表面224,该外护套表面也被称为涡轮机侧外护套表面224。涡轮机侧轴承衬套200的内护套表面222也称为涡轮机侧内护套表面222。更准确地,相应的内护套表面122、222是径向内护套表面122、222。在各内护套表面122、222与轴530之间设置有各内润滑间隙113、213。类似地,相应的外护套表面124、224是径向外护套表面 124、224。在相应的外护套表面124、224与轴承孔410的内表面412之间,提供了相应的外润滑间隙115、215。如已经提及的,轴530将涡轮机 520的涡轮机叶轮524可旋转地联接到压缩机510的叶轮514。
该轴承组件10进一步包括间隔件300,该间隔件轴向地布置在该压缩机侧轴承衬套100与该涡轮机侧轴承衬套200之间。在本示例中,间隔件 300配置成套筒。然而,在其它配置中,间隔件300可替代地配置成任何其它距离保持装置,例如一个或多个销、盘或键等,以保持两个轴承衬套 100、200轴向间隔开。
每个轴承衬套100、200包括至少一个润滑剂供给孔140、240。在图 2中,压缩机侧轴承衬套100以及涡轮机侧轴承衬套200分别包括多个供给孔140、240(尽管仅两个分别是可见的)。例如,在图5A和6C中,多个润滑剂供给孔140、240是可见的。润滑剂供给孔140、240径向地延伸穿过相应的轴承衬套100、200,如例如在图2和8C中可见的。该压缩机侧轴承衬套100和该涡轮机侧轴承衬套200各自包括圆周润滑剂槽130、 230(参见例如图2)。该圆周润滑剂槽130、230沿着相应的轴承衬套100、 200的外圆周114、214延伸。换言之,圆周润滑剂槽130、230是布置在相应的外部护套表面124、224上并且在圆周方向26上延伸的环形槽。这意味着,周向润滑剂槽130、230布置在轴承衬套100、200的相应外套表面124、224上(即,轴向凹入其中,)(例如,参见图2和图6A)。然而,在其它配置中,在轴承衬套100、200中的一者或两者中可以不设置或设置多于一个(例如,两个或三个)周向润滑剂槽130、230(参见例如图 5A和5B)。
轴承壳体400包括设置在轴承孔410的内表面412上的第一供给槽425 和第二供给槽427。润滑剂供给槽425、427沿圆周方向26延伸。因此,润滑剂供给槽425、427是圆周润滑剂供给槽425、427。因此,可以改善围绕圆周的润滑剂供给。然而,在可替代的配置中,润滑剂可以从相应的润滑剂供给通道424、426(参见图2和图3A)直接供给到轴承孔410的内表面412。
图6A-6C示出了每个压缩机侧轴承衬套100包括第一环面152和与第一环面152相对的第二环面154。另外,涡轮机侧轴承衬套200包括第一环面252和与第一环面252相对的第二环面254。这些环面152、252、154、 254总体上面向轴向方向22。在将在下面进一步明确描述的某些配置中,这些环面152、252、154、254可以面向偏离基本上直的轴向方向22的方向。关于图4A、图7B和图8E,可以看到,压缩机侧轴承衬套100的第一环面152面向与涡轮机侧轴承衬套200的第一环面252相同的方向。此外,压缩机侧轴承衬套100的第二环面154面向与涡轮机侧轴承衬套200 的第二环面254相同的方向。如图8A-8D中所示,该压缩机侧轴承衬套 100包括第一倒角162和与第一倒角162相对的第二倒角164。此外,涡轮机侧轴承衬套200包括第一倒角262和与第一倒角262相对的第二倒角 264。压缩机侧轴承衬套100的第一倒角162面向与涡轮机侧轴承衬套200 的第一倒角262大致相同的方向。类似地,压缩机侧轴承衬套100的第二倒角164面向与涡轮机侧轴承衬套200的第二倒角264大致相同的方向。这些倒角162、262、164、264由此在相应的轴承衬套100、200的外边缘上在圆周方向26上延伸。更具体地,倒角162、262、164、264沿着相应的轴承衬套100、200的外圆周114、214处的边缘延伸。
图2、3A-3B、4A-4B、5A-5B、6A-6F、7A、8A-8D示出了用于增压设备500的本实用新型轴承组件10的第一实施例的不同配置。在此第一实施例的轴承组件10中,压缩机侧轴承衬套100被配置成不同于涡轮机侧轴承衬套200。通过与涡轮机侧轴承衬套200不同地配置压缩机侧轴承衬套100可以实现的主要效果是,两个轴承衬套100、200最终在运行期间以不同的速度旋转。换言之,这意味着压缩机侧轴承衬套100以与涡轮机侧轴承衬套200不同的速度旋转。这导致可以防止润滑剂膜振动的同步效应的优点。通过扰动润滑剂固有频率的叠加,即通过扰动同步效应,可以限制声音和振动向周边的传递,从而可以实现改善的NVH行为。可以通过下面描述的各种创造性措施来实现轴承衬套100、200的不同旋转速度。这些措施主要基于以下原理中的一者或多个:润滑剂膜温度的变化、断裂扭矩的变化以及轴承负荷在圆周上的变化,以防止轴承衬套100、200 同步。
在图2中描绘的第一改进方案中,压缩机侧外润滑间隙115小于涡轮机侧外润滑间隙215。为了说明的目的,内部和外部润滑间隙113、213、 115、215的尺寸被放大地示出。然而,应理解的是,这仅仅是示意性图示,并且内润滑间隙113和外润滑间隙213、115、215实际上更小,并且特别地,压缩机侧外润滑间隙115小于涡轮机侧外润滑间隙215。因此,在轴承衬套100、200处存在不同量的润滑剂,即,在压缩机侧外润滑间隙115 中存在的润滑剂比在涡轮机侧外润滑间隙215中存在的润滑剂少。由于润滑剂膜中(压缩机侧外部润滑间隙115中)的较高剪切力,这导致压缩机侧轴承衬套100上的断裂扭矩大于涡轮机侧轴承衬套200上的断裂扭矩。由于在压缩机侧轴承衬套100处(更精确地在压缩机侧外润滑间隙115中)的断裂扭矩比在涡轮机侧轴承衬套200处(更精确地在涡轮机侧外润滑间隙215中)的断裂扭矩更大,因此在轴承组件10的操作过程中压缩机侧轴承衬套100比涡轮机侧轴承衬套200旋转得更慢。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。因此,特别有利的是,与涡轮机侧外润滑间隙215的标准配置相比,涡轮机侧外润滑间隙215被配置成更大,因为这协同地导致对涡轮机侧轴承衬套的改进的冷却效果。压缩机侧内润滑间隙113与涡轮机侧内润滑间隙213大小相等。由此,防止或至少减少了轴530的倾斜,这因此导致了轴530的改进的运动和稳定,同时仍然防止了同步效果。
在图3A-3B中描绘的第二改进方案中,将压缩机侧圆周润滑剂槽130 的深度134配置成与涡轮机侧圆周润滑剂槽230的深度234不同。相应的深度134、234由此应理解为径向方向24上的长度/尺寸。圆周润滑剂槽 130、230的不同深度134、234影响轴承衬套100、200的润滑剂供给孔140、240,使得在压缩机侧轴承衬套100上的润滑剂供给孔140的相应孔深度144不同于在涡轮机侧轴承衬套200上的润滑剂供给孔240的相应孔深度244。这导致润滑剂在润滑剂供给孔140、240内的不同杠杆臂,并且由此分别导致压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套200的润滑剂供给孔140、240中的不同离心力和反压力。另一方面,这影响从外润滑间隙115、215朝向内润滑间隙113、213的润滑剂吞吐量。因此,圆周润滑剂槽130、230的较小深度134、234导致润滑剂供给孔140、240的较大孔深度144、244,并因此导致较高的离心力和反压力。这实现了到内部润滑间隙113、213的更小的润滑剂吞吐量,并且由此导致内部润滑间隙113、 213中更高的润滑剂温度。具有较高的润滑剂温度导致内部润滑间隙113、 213中的润滑剂的较低粘度。因此,轴530与相应的轴承衬套100、200之间的驱动扭矩的传递减小,并且因此相应的轴承衬套100、200在操作过程中旋转较慢。类似地,当轴减速时,相应的轴承衬套100、200比具有较小的圆周润滑剂槽130、230的深度134、234的另一个轴承衬套100、 200减速得更快。由此,实现了轴承衬套100、200的转速在所有(或至少大部分)可能的运行条件上不同。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
图3A示出了第二改进方案的第一配置,其中,压缩机侧圆周润滑剂槽130的深度134小于涡轮机侧圆周润滑剂槽230的深度234。这是特别有利的,因为在无论如何都较热并且具有较高质量的涡轮机侧,应防止进一步的热增加。类似于以上进一步的解释,更多的润滑剂被供给到涡轮机侧轴承衬套200,这导致了在运行期间涡轮机侧轴承衬套200的更快的旋转,这是由于与压缩机侧的轴承衬套100相比,在涡轮机侧轴承衬套200 的内部润滑间隙213中的润滑剂膜温度降低。因此,这以协同的方式导致对涡轮机侧轴承衬套200的改进的冷却效果。在该示例性配置中,压缩机侧圆周润滑剂槽130的深度134比涡轮机侧圆周润滑剂槽230的深度234 小大约60%。然而,在其他配置中,压缩机侧圆周润滑剂槽130的深度134 可以比涡轮机侧圆周润滑剂槽230的深度234小5%至90%,优选地15%至80%并且最优选地25%至50%。
在根据图3B的第二改进方案的不同配置中,涡轮机侧周向润滑剂槽 230的深度234小于压缩机侧周向润滑剂槽130的深度134。由此,涡轮机侧轴承衬套200处的润滑剂吞吐量减小,这导致轴530与涡轮机侧轴承衬套200之间的驱动扭矩传递减小,这是因为与压缩机侧轴承衬套100相比,涡轮机侧轴承衬套200的内润滑间隙213中的润滑剂膜温度更高。在该示例性配置中,涡轮机侧圆周润滑剂槽230的深度234比压缩机侧圆周润滑剂槽130的深度134小大约60%。然而,在其他配置中,涡轮机侧圆周润滑剂槽230的深度234可以比压缩机侧圆周润滑剂槽130的深度134 小5%至90%,优选地15%至80%并且最优选地25%至50%。
在可替代的配置中(图中未示出),圆周润滑剂槽230的数量在涡轮机侧可以不同于在压缩机侧的圆周润滑剂槽130的数量,以实现类似的效果。例如,轴承衬套100、200中的一者可以包括一个圆周润滑剂槽130、 230,并且另一个轴承衬套100、200可以包括两个或三个圆周润滑剂槽130、 230。还可以在轴承衬套100、200中的一者上不设置任何圆周润滑剂槽130、 230,而在另一个轴承衬套100、200上不设置一个、两个或三个圆周润滑剂槽130、230。
在图4A-4B中描绘的第三改进方案中,压缩机侧圆周润滑剂槽130的宽度136被配置成不同于涡轮机侧圆周润滑剂槽230的宽度236。相应的宽度136、236由此应理解为轴向方向22上的长度/尺寸。圆周润滑剂槽 130、230的不同宽度136、236影响轴承衬套100、200的外护套表面124、 224,使得外护套表面124、224的相应宽度126、226在压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套200上不同。在本文中,相应外护套表面124、 224的宽度126、226应理解为由圆周润滑剂槽130、230的相应宽度136、 236扣除的轴向方向22上的长度/尺寸。这意味着,外套表面124、224的宽度126、226是分别在图4A中以126和226表示的两个双箭头的长度之和。为了进一步澄清这个问题,例如,在图4A中,压缩机侧外护套表面 124的宽度126是压缩机侧外护套表面124到圆周润滑剂槽130左侧的轴向尺寸与压缩机侧外护套表面124到圆周润滑剂槽130右侧的轴向尺寸之和。这类似地考虑了涡轮机侧外护套表面224的宽度226。在外护套表面 124、224上具有不同的宽度126、226,即具有不同的有效外轴承表面导致来自润滑剂膜中的摩擦剪切力的不同的最终断裂扭矩。不同的断裂扭矩致使这些轴承衬套100、200以不同的速度旋转。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
图4A示出了第三改进方案的第一配置,其中,压缩机侧圆周润滑剂槽130的宽度136小于涡轮机侧圆周润滑剂槽230的宽度236。由此,与涡轮机侧轴承衬套200相比,更多的断裂扭矩作用在压缩机侧轴承衬套100 上。因此,在运行期间,压缩机侧轴承衬套100比涡轮机侧轴承衬套200 转动得慢。这是特别有利的,因为较小的断裂扭矩导致较少的由于摩擦产生的热。因此,这以协同的方式导致对涡轮机侧轴承衬套200的改进的冷却效果。在该示例性配置中,压缩机侧圆周润滑剂槽130的宽度136比涡轮机侧圆周润滑剂槽230的宽度236小约60%。然而,在其他配置中,压缩机侧圆周润滑剂槽130的宽度136可以比涡轮机侧圆周润滑剂槽230的宽度236小5%至50%,优选地10%至40%,并且最优选地15%至25%。
在根据图4B的第三改进方案的不同配置中,涡轮机侧圆周润滑剂槽 230的宽度236小于压缩机侧圆周润滑剂槽130的宽度136。由此,与压缩机侧轴承衬套100相比,更多的断裂扭矩作用在涡轮机侧轴承衬套200 上。因此,在运行期间,涡轮机侧轴承衬套200比压缩机侧轴承衬套100 转动得慢。在该示例性配置中,涡轮机侧圆周润滑剂槽230的宽度236比压缩机侧圆周润滑剂槽130的宽度136小大约60%。然而,在其他配置中,涡轮机侧圆周润滑剂槽230的宽度236可以比压缩机侧圆周润滑剂槽130 的宽度136小5%至50%,优选地10%至40%,并且最优选地15%至25%。
在可替代的配置中(图中未示出),圆周润滑剂槽230的数量在涡轮机侧可以不同于在压缩机侧的圆周润滑剂槽130的数量,以实现类似的效果。例如,轴承衬套100、200中的一者可以包括一个圆周润滑剂槽130、 230,并且另一个轴承衬套100、200可以包括两个或三个圆周润滑剂槽130、 230。还可以在轴承衬套100、200中的一者上不设置任何圆周润滑剂槽130、 230,而在另一个轴承衬套100、200上不设置一个、两个或三个圆周润滑剂槽130、230。
在图5A-5B中描绘的第四改进方案中,压缩机侧轴承衬套100的润滑剂供给孔140的数量与涡轮机侧轴承衬套200的润滑剂供给孔240的数量不同。在这方面,图5A示出了示例性配置,其中,该压缩机侧轴承衬套 100包括六个润滑剂供给孔140(尽管仅两个是可见的),并且其中,该涡轮机侧轴承衬套200包括十个润滑剂供给孔240(尽管仅四个是可见的)。另一方面,图5B示出了另一个示例性配置,其中,该压缩机侧轴承衬套 100包括十个润滑剂供给孔140(尽管仅四个是可见的),并且其中,该涡轮机侧轴承衬套200包括六个润滑剂供给孔240(尽管仅两个是可见的)。这些数字仅表示示例性配置。在任何可能的示例中,每个轴承衬套100、 200至少包括一个润滑剂供给孔140、240,并且轴承衬套100、200中的一者包括比另一个轴承衬套100、200更多或更少的至少一个润滑剂供给孔140、240。在其他配置中,轴承衬套100、200中的一者可以例如包括四个润滑剂供给孔140、240,并且另一个轴承衬套100、200可以包括六个润滑剂供给孔140、240。在进一步的配置中,轴承衬套100、200中的一者可以例如包括比另一个轴承衬套100、200少至少一个、正好一个、两个、三个、四个或五个润滑剂供给孔140、240。在进一步的配置中,轴承衬套100、200中的一者可以例如包括五个润滑剂供给孔140、240,而另一个轴承衬套100、200可以包括六个润滑剂供给孔140、240。在进一步的配置中,轴承衬套100、200中的一者可以例如包括五个润滑剂供给孔140、240,而另一个轴承衬套100、200可以包括十个润滑剂供给孔140、 240。在进一步的配置中,轴承衬套100、200中的一者可以例如包括四个润滑剂供给孔140、240,而另一个轴承衬套100、200可以包括八个润滑剂供给孔140、240。在进一步的配置中,轴承衬套100、200中的一者可以例如包括两个润滑剂供给孔140、240,而另一个轴承衬套100、200可以包括四个、五个、六个或十个润滑剂供给孔140、240。通过在压缩机侧轴承衬套100上以及在涡轮机侧轴承衬套200上提供不同数量的润滑剂供给孔140、240,在涡轮机侧实现了与在压缩机侧不同的润滑剂吞吐量。这导致从相应的轴承衬套100、200的外圆周114、214到相应的轴承衬套100、 200的内圆周112、212的不同的节流效应,并且由此导致在内润滑间隙113、 213中的不同的润滑剂量。因此,在内润滑间隙113、213中建立不同的润滑膜温度和粘度,并且由此轴530与轴承衬套100、200之间的驱动扭矩的传递不同,这导致轴承衬套100、200以不同的速度旋转。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。
图6A-6F、7A和8A-8D示出了根据轴承组件10的第五改进方案的轴承衬套100、200的示例性配置。第五改进方案的所有配置的共同点在于,压缩机侧外护套表面124或涡轮机侧外护套表面224中的一者的宽度126、 226沿着外圆周114、124变化。这意味着压缩机侧外护套表面124的宽度 126的轮廓不同于涡轮机侧外护套表面224的宽度226的轮廓。这意味着这些轴承衬套100、200的相应径向外轴承表面(即外护套表面124、224) 在压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套200上的尺寸是不相等的。这导致在轴承衬套100、200处由于摩擦而产生不同的断裂扭矩。不同的断裂扭矩致使这些轴承衬套100、200以不同的速度旋转。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。将参照轴承衬套100、200总体上描述关于第五改进方案的进一步细节,该轴承衬套可以是压缩机侧轴承衬套100或涡轮机侧轴承衬套200中的一者。然而,应理解的是,根据第五改进方案,压缩机侧轴承衬套100或涡轮机侧轴承衬套200中的仅一者是相应地配置的,而另一个轴承衬套100、200不包括以下进一步描述的具体特征。
在图6A-6F中示出了第五改进方案的第一主要方面,这些图出于说明性目的仅描绘了一个示例性轴承衬套100、200,因为这些配置主要涉及轴承衬套100、200的特征,而可以根据如以上已经进一步解释的任何配置来配置轴承组件10的其他特征。如图6A-6F中所示,轴承衬套100、200 中的一者在环面152、154、252、254中的至少一者上包括至少一个扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b。在根据图6A-6B的第一配置中,所描绘的示例轴承衬套100、200在每个环面152、154、252、254上包括六个扇形凹口156、256。在其他配置(未示出)中,少于或多于六个,特别是仅一个、两个或四个扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b 可以被提供在该压缩机侧轴承衬套100的这些环面152、154中的仅一者或两者上,或在该涡轮机侧轴承衬套200的这些环面252、254中的仅一者或两者上。此外,第一环面152、252上的扇形凹口的数量可以不同于第二环面154、254上的扇形凹口的数量(未示出)。例如,第一环面152、 252或第二环面154、254中的一者可以包括一个扇形凹口156、156a、156b、 256、156a、256b,并且第一环面152、252或第二环面154、254中的另一者可以包括两个、三个、四个或多于四个扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b。在另一个配置中,第一环面152、252或第二环面154、254 中的一者可以包括两个扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b,并且第一环面152、252或第二环面154、254中的另一者可以包括三个、四个或多于四个扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b(以此类推。通过提供至少一个扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b,可以实现与相应的外护套表面124、224干涉的有利效果,并且由此可以实现与不包括任何扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b的轴承衬套100、200相比提供减小的断裂扭矩。通常,扇形凹口156、156a、156b、256、 156a、256b应理解为在环面152、154、252、254中的一者中的凹部,该凹部干扰(特别是减小)外护套表面124、224的总表面面积的宽度126、 226。在示出的示例中,扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b在圆周方向26上沿着环面152、154、252、254上的圆形段延伸,并且从相应的外圆周114、214延伸到相应的内圆周112、212或朝向相应的内圆周 112、212延伸。可以例如通过在径向方向24上沿着环面152、154、252、 254钻孔来产生扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b。详细地,扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b减小相应的外护套表面124、 224。
通过减小相应的外护套表面124、224,作用在相应的轴承衬套100、 200上的断裂扭矩较小,这使得包括扇形凹口156、156a、156b、256、156a、 256b的轴承衬套100、200以高于不包括扇形凹口156、156a、156b、256、 156a的另一轴承衬套100、200的速度旋转。此外,通过提供扇形凹口(或扇形凹口)156、156a、156b、256、156a、256b,通过在圆形部段的布置有扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b的区域中部分地中断外护套表面124、224,能够在包括扇形凹口(或扇形凹口)156、156a、156b、 256、156a、256b的轴承衬套100、200的外周114、214上提供不均匀的轴承载荷。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。具有多于一个扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b进一步减小了外护套表面124、224的总表面积。由此,可以增强干扰润滑剂的固有频率和轴承衬套100、200的转速差的有利效果。在图6A-6F的示例性配置中,扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b在相应的环面152、154、252、254上在圆周方向26上均匀分布。在可替代的配置中,扇形凹口还可以在相应的环面152、154、252、254上在圆周方向26上被不等间隔地分布(未示出)。在图6A-6F中的示例性配置中,扇形凹口156、 156a、156b、256、156a、256b在第一环面152、252上的圆周位置等于扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b在第二环面154、254上的圆周位置。在可替代的配置中,扇形凹口156、156a、156b、256、156a、256b 也可以被布置在第一环面152、252上和第二环面154、254上的不同圆周位置处。在图6A-6C中,所有扇形凹口156、256被配置成具有相同的大小和尺寸。在可替代的配置中,一个或多个扇形凹口156a、256a可以被不同地配置,特别是在大小和尺寸方面,与其他扇形凹口156b、256b不同 (参见图6D-6F)。在后图中,在相应的环面152、252、154、254上提供了第一类型(即,第一尺寸/维度)的四个扇形凹口156a、256a以及第二类型(即,第二尺寸/维度)的两个扇形凹口156b、256b。由此,第二类型的扇形凹口156b、256b被配置成大于第一类型的扇形凹口156a、256a。这进一步增强了润滑剂的固有频率与轴承衬套100、200的转速差的叠加的扰动。
第五改进方案的第二主要方面在图7A中示出,图7A仅出于说明性目的描绘了示例性轴承衬套100、200,因为这些配置主要涉及轴承衬套100、 200的特征,而轴承组件10的其他特征可以根据如以上已经进一步解释的任何配置来配置。根据第五改进方案的这个第二主要方面,该压缩机侧轴承衬套100的这些环面152、154中的至少一者或该涡轮机侧轴承衬套200 的这些环面252、254中的至少一者相对于径向平面是倾斜的。其中,相应的宽度126、226分别在压缩机侧外护套表面124或涡轮机侧外护套表面224的最小宽度126a、226a与最大宽度126b、226b之间恒定地变化。也就是说,相应的外护套表面124、224的宽度126、226以及相应的外护套表面124、224的总表面积可以减小。通过减小相应的外护套表面124、 224,作用在相应的轴承衬套100、200上的断裂扭矩较小,这使得包括倾斜的环面152、252、154、254的轴承衬套100、200以比其他轴承衬套100、 200更高的速度旋转。此外,通过在圆周方向上改变外护套表面124、224 的宽度126、226,可以在包括倾斜环面152、252、154、254的轴承衬套100、200的外圆周114、214上提供不均匀的轴承载荷。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。在图7A的示例性配置中,轴承衬套100、200的第一环面152、252和第二环面154、254都相对于径向平面倾斜。然而,应理解的是,在可替代的配置(未示出)中,压缩机侧轴承衬套100的这些环面152、154中的仅一者或涡轮机侧轴承衬套200的这些环面252、254中的仅一者可以相对于径向平面倾斜。此外,示例性配置示出了相应的第一环面152、252在与相应的第二环面154、 254相反的方向上倾斜。在可替代的配置(未示出)中,相应的第一环面 152、252可沿与相应的第二环面154、254相同的方向倾斜。由此,第一环面152、252可以倾斜与第二环面154、254相同的量(即,相对于径向平面或相对于轴向方向22的角度/度)或不同的量。在第一环面和第二环面152、252、154、254沿相同的方向倾斜相同的量的情况下,外护套表面124、224的宽度126、226显然不在最小值和最大值之间变化,而是相当恒定。然而,在这种情况下也实现了有利的效果。这是因为这些倾斜环面152、252、154、254通常是通过从标准轴承衬套100、200中去除材料而产生的,这样使得包括这些倾斜环面152、252、154、254的轴承衬套100、200的宽度126、226仍然更小并且由此使得轴承衬套100、200在操作过程中比另一个包括标准外护套表面124、224的表面积的轴承衬套100、 200更快地旋转。在相同方向上倾斜相同的量意味着第一环面152、252所面对的矢量A平行于第二环面154、254所面对的矢量B。然而,在图7A 的示例性配置中,向量A和B不平行。在该示例性配置中,最小宽度126a、 226a约为最大宽度126b、226b的70%。然而,在其他配置中,最小宽度 126a、226a可以是最大宽度126b、226b的55%至99%,优选地75%至95%,并且最优选地85%至90%。
在图8A-8D中示出了第五改进方案的第三主要方面,这些图出于说明性目的仅描绘了一个示例性轴承衬套100、200,因为这些配置主要涉及轴承衬套100、200的特征,而可以根据如以上已经进一步解释的任何配置来配置轴承组件10的其他特征。根据第五改进方案的第三主要方面,压缩机侧轴承衬套100或涡轮机侧轴承衬套200的倒角162、164、262、264 中的至少一者的宽度163、165、263、265在圆周方向26上变化。在这方面,图8D示出了轴承衬套100、200,其中,仅第一倒角162、262的宽度 163、263在圆周方向26上变化,而第二倒角164、264的宽度165、265 是恒定的。图8A-8C示出了另一种配置,其中,仅倒角162、262、164、 264两者的宽度163、263、165、265在圆周方向26上变化。在任何示出的配置中,宽度163、165、263、265是变化的,使得外护套表面124、126 的宽度126、226也在圆周方向26上变化。由此,宽度163、165、263、 265在最小宽度163a、165a、263a、265a和最大宽度163b、165b、263b、 265b之间变化。由此,外护套表面124、224的表面宽度126、226也在最小宽度126a、226a和最大宽度126b、226b之间恒定地变化(参见图8B-8D)。如以上已经进一步解释的,这些轴承衬套100、200中的一者,即压缩机侧轴承衬套100或涡轮机侧轴承衬套200中的任一者被配置成具有变化的倒角宽度163、263,这导致这些外护套表面124、224的不同表面积。由此,实现轴承衬套100、200在工作期间的不同转速。此外,通过在轴承衬套100、200中的一者上具有外护套表面124、224的宽度126、226的变化,可以在相应的轴承衬套100、200的外圆周114、214上实现不均匀的轴承载荷。因此,可以干扰润滑剂的固有频率的叠加,即,可以防止同步效应。如图8A中可以最好地看到的,宽度163、263、165、265在最小宽度163a、263a、165a、265a和最大宽度163b、263b、165b、265b之间恒定地变化。在可替代的配置中(未示出),宽度163、263、165、265不是恒定地变化的,即,可以包括在最小宽度163a、263a、165a、265a与最大宽度163b、263b、165b、265a之间的跳跃或波。第一倒角126、262的最大宽度163b、263b被布置在与第二倒角164、264的最大宽度165b、265b 相同的圆周位置处。并且,第一倒角126、262的最小宽度163a、263a设置在与第二倒角164、264的最小宽度165a、265a相同的圆周位置处。在可替代的配置(未示出)中,第一倒角126、262的最大宽度163b、263b可以被布置在与第二倒角164、264的最大宽度165b、265b不同的圆周位置处。另外,第一倒角126、262的最小宽度163a、263a可以布置在与第二倒角164、264的最小宽度165a、265a不同的圆周位置处。第一倒角126、 262的最大宽度163b、263b的尺寸与第二倒角164、264的最大宽度165b、 265b的尺寸相同。第一倒角126、262的最小宽度163a、263a的尺寸与第二倒角164、264的最小宽度165a、265a的尺寸相同。在可替代的配置中,第一倒角126、262的最大宽度163b、263b的尺寸可以不同于第二倒角164、 264的最大宽度165b、265b的尺寸。在可替代的配置中,第一倒角126、 262的最小宽度163a、263a的尺寸可以不同于第二倒角164、264的最小宽度165a、265a的尺寸。在可替代的配置(未示出)中,轴承衬套100、 200的这些倒角162、262、164、264中的至少一者的宽度163、263、165、 265可以不在圆周方向26上变化而是可以仅小于其他倒角162、262、164、 264的宽度,这样以便实现相应的外护套表面124、224的表面积减小.
本实用新型的第二实施例非常类似于第一实施例的第五改进方案。虽然在第五实施例的所有三个主要方面中,压缩机侧轴承衬套100或涡轮机侧轴承衬套200中只有一个被相应地配置,但是在第二实施例中,两个轴承衬套100、200都可以包括第五改进方案的一个或多个特征。因此,也可以相同地配置第二实施例的轴承衬套100、200,然而,它们应当至少包括第五改进方案的特征中的一者,该特征导致外护套表面124、224的轮廓变化。这意味着压缩机侧外护套表面124的宽度126的轮廓和涡轮机侧外护套表面224的宽度226的轮廓在圆周方向26上变化。这导致在相应的外护套表面124、224上的不同圆周位置处断裂扭矩和不均匀的轴承负载的不同轮廓。由此,可以实现压缩机侧轴承衬套100与涡轮机侧轴承衬套200的去同步,这可以干扰润滑剂的固有频率在两侧上的叠加,即,可以防止同步效果。通过干扰同步效果,可以限制声音和振动向周围的传递,从而可以实现改善的NVH行为。
在该情况下,图7B示出了包括两个轴承衬套100、200的轴承组件10 的示例性配置,该两个轴承衬套根据上面参照图7A进一步描述的第五改进方案的第二主要方面被配置。因此,第五改进方案的第二主要方面的所有特征适用于此配置,另外,压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套 200两者都可以包括这些特征中的一些或多者。
此外,图8E示出了包括两个轴承衬套100、200的轴承组件10的示例性配置,该两个轴承衬套根据上面参照图8A-8D进一步描述的第五改进方案方面的第三主要方面被配置。因此,第五改进方案的第三主要方面的所有特征适用于此配置,另外,压缩机侧轴承衬套100和涡轮机侧轴承衬套200两者都可以包括这些特征中的一些或多者。
类似地,但未在图中明确示出,以上关于图6A-6F描述的第五改进方案的第一主要方面也适用于另一配置的第二实施例。因此,第五改进方案的第一主要方面的所有特征适用于此配置,另外,压缩机侧轴承衬套100 和涡轮机侧轴承衬套200两者都可以包括这些特征中的一些或多者。
通常,第二实施例的任何配置也可以与第一实施例的任何配置组合,以便增加干扰同步效果的有利效果。
附图标记列表
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Figure DEST_PATH_GDA0002995909800000311
应理解的是,还可以(可替代地)根据以下配置来定义本实用新型:
1.一种用于增压设备(500)的轴承组件(10),包括:
轴承壳体(400),
轴(530),
压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200),其一起将轴 (530)支撑在轴承壳体(400)的轴承孔(410)内,
其特征是,
压缩机侧轴承衬套(100)被配置成与涡轮机侧轴承衬套(200)不同。
2.配置1的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧外润滑间隙(115)小于涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧外润滑间隙(215)。
3.配置1或2中任一项的轴承组件(10),其中,涡轮机侧外润滑间隙(215)比压缩机侧外润滑间隙(115)大至少6.5%并且优选地约10%。
4.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100) 的压缩机侧内部润滑间隙(113)等于涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧内部润滑间隙(213)。
5.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100) 的压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的深度(134)不同于涡轮机侧轴承衬套 (200)的涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的深度(234)。
6.配置5的轴承组件(10),其中,涡轮机侧圆周润滑剂槽(230) 的深度(234)小于压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的深度(134)。
7.配置5或6中任一项的轴承组件(10),其中,涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的深度(234)比压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的深度(134) 小5%至90%,优选地15%至80%并且最优选地25%至50%。
8.配置5的轴承组件(10),其中,压缩机侧圆周润滑剂槽(130) 的深度(134)小于涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的深度(234)。
9.配置5或8中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧周向润滑剂槽(130)的深度(134)比涡轮机侧周向润滑剂槽(230)的深度(234) 小5%至90%,优选地15%至80%并且最优选地25%至50%。
10.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)的压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的宽度(136)不同于涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的宽度(236)。
11.配置10的轴承组件(10),其中,涡轮机侧圆周润滑剂槽(230) 的宽度(236)小于压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的宽度(136)。
12.配置10或11中任一项的轴承组件(10),其中,涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的宽度(236)比压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的宽度(136) 小5%至50%,优选地10%至40%并且最优选地15%至25%。
13.配置10的轴承组件(10),其中,压缩机侧圆周润滑剂槽(130) 的宽度(136)小于涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的宽度(236)。
14.配置10或13中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的宽度(136)比涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的宽度(236)小5%至50%,优选地10%至40%并且最优选地15%至25%。
15.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)的多个润滑剂供给孔(140)不同于涡轮机侧轴承衬套(200)的多个润滑剂供给孔(240)。
16.配置15的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的润滑剂供给孔(140)的数量小于涡轮机侧轴承衬套(200)的润滑剂供给孔(240)的数量,并且可选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括小于涡轮机侧轴承衬套(200)的至少一个润滑剂供给孔(140)。
17.配置15或16中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括小于涡轮机侧轴承衬套(200)的至少两个润滑剂供给孔 (140),并且任选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括四个润滑剂供给孔(140)并且涡轮机侧轴承衬套(200)包括六个润滑剂供给孔(240)。
18.配置15的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的润滑剂供给孔(140)的数量大于涡轮机侧轴承衬套(200)的润滑剂供给孔(240)的数量,并且可选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括多于涡轮机侧轴承衬套(200)的至少一个润滑剂供给孔(140)。
19.配置15或18中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括多于涡轮机侧轴承衬套(200)的至少两个润滑剂供给孔 (140),并且任选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括六个润滑剂供给孔(140)并且涡轮机侧轴承衬套(200)包括四个润滑剂供给孔(240)。
20.前述配置中的任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧外护套表面(124)或涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧外护套表面(224)中的一者的宽度(126、226)沿着外圆周(114、 214)变化。
21.配置20的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括第一环面(152)和与第一环面(152)相反的第二环面(154),并且其中,涡轮机侧轴承衬套(200)包括第一环面以及与第一环面(252)相反的第二环面(254),并且任选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)的第一环面(152)面向与涡轮机侧轴承衬套(200)的第一环面(252)相同的方向。
22.配置21的轴承组件(10),其中,压缩机侧的轴承衬套(100) 或涡轮机侧的轴承衬套(200)的环面(152、154、252、254)中的至少一个环面包括至少一个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b),特别是至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b),并且可选地,其中,至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b) 中的至少一个扇形凹口包括与至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、 156a、256b)中的另一个扇形凹口不同的尺寸。
23.配置21或22中的任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧的轴承衬套(100)的第一环面(152)和第二环面(154)或者其中,涡轮机侧的轴承衬套(200)的第一环面(252)和第二环面(254)包括至少一个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b),特别是至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b),并且可选地,其中,至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b)中的至少一个包括与至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b)中的另一个不同的尺寸。
24.配置20至23中任一项的轴承组件(10),其中,多个扇形凹口 (156、156a、156b、256、156a、256b)布置在相应的环面(152、154、 252、254)上。
25.配置24的轴承组件(10),其中,多个扇形凹口(156、156a、156b、 256、156a、256b)在相应的环面(152、154、252、254)上在圆周方向(26) 上等间隔地分布。
26.配置24的轴承组件(10),其中,多个扇形凹口(156、156a、156b、 256、156a、256b)在相应的环面(152、154、252、254)上沿圆周方向(26) 不等间隔地分布。
27.配置21的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)或涡轮机侧轴承衬套(200)的环面(152、154、252、254)中的至少一者是相对于径向平面倾斜的,这样使得相应的宽度(126、226)在一个最小宽度(126a、226a)和相应的压缩机侧外护套表面(124)或涡轮机侧外护套表面(224)的最大宽度(126b、226b)。
28.配置21或27中的任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧的轴承衬套(100)的第一环面(152)和第二环面(154)或者其中,涡轮机侧的轴承衬套(200)的第一环面(252)和第二环面(254)相对于径向平面倾斜,使得相应的宽度(126、226)分别在压缩机侧外护套表面(124) 或涡轮机侧外护套表面(224)的最小宽度(126a、226a)和最大宽度(126b、 226b)之间变化,特别是恒定地变化。
29.配置28的轴承组件(10),其中,相应的第一环面(152、252) 在与相应的第二环面(154、254)相反的方向上倾斜。
30.配置28的轴承组件(10),其中,相应的第一环面(152、252) 在与相应的第二环面(154、254)相同的方向上倾斜不同的量。
31.配置27至30中任一项的轴承组件(10),其中,最小宽度(126a、 226a)为最大宽度(126b、226b)的55%至99%,优选为75%至95%,最优选为85%至90%。
32.配置20或21中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括第一倒角(162)和与第一倒角(162)相反的第二倒角 (164),并且其中,涡轮机侧轴承衬套(200)包括第一倒角(262)和与第一倒角(262)相反的第二倒角(264),并且可选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)的第一倒角(162)面向与涡轮机侧轴承衬套(200)的第一倒角(262)相同的方向。
33.配置32的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)或涡轮机侧轴承衬套(200)的倒角(162、164、262、264)中的至少一者的宽度(163、165、263、265)在圆周方向(26)上变化。
34.配置33的轴承组件(10),其中,倒角(162、164、262、264) 中的至少一者的宽度(163、165、263、265)在最小宽度(163a、165a、 263a、265a)与最大宽度(163b、165b、263b、265b)之间变化,尤其是恒定地变化。
35.配置33或34中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧的轴承衬套(100)的第一倒角(162)的宽度(163)和第二倒角(164)的宽度(165),或者其中,涡轮机侧的轴承衬套(200)的第一倒角(262)的宽度(263)和第二倒角(264)的宽度(265)在周向方向(26)上变化。
36.配置35的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的倒角(162、164)的相应宽度(163、165)在最小宽度(163a、165a)与最大宽度(163b、165b)之间变化,特别是恒定地变化,并且可任选地其中,相应最大宽度(163b、165b)布置在同一圆周位置处。
37.配置36的轴承组件(10),其中,相应最小宽度(163a、165a) 和/或相应最大宽度(163b、165b)是相同的。
38.配置35的轴承组件(10),其中,涡轮机侧轴承衬套(200)的倒角(262、264)的相应宽度(263、265)在最小宽度(263a、265a)与最大宽度(263b、265b)之间变化,尤其是恒定地变化,并且任选地,其中,相应最大宽度(263b、265b)布置在同一圆周位置处。
39.配置38的轴承组件(10),其中,相应最小宽度(263a、265a) 和/或相应最大宽度(263b、265b)是相同的。
40.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,轴承衬套(100、200) 被配置成用于在操作过程中实现不同的旋转速度。
41.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)和涡轮机侧轴承衬套(200)各自是全浮动衬套类型。
42.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,轴(530)将涡轮机 (520)的涡轮机叶轮(524)可旋转地联接到压缩机(510)的叶轮(514)。
43.前述配置中任一项的轴承组件(10),进一步包括轴向地布置在压缩机侧轴承衬套(100)与涡轮机侧轴承衬套(200)之间的间隔件(300)。
44.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)和/或涡轮机侧轴承衬套(200)包括多个润滑剂供给孔(140、240)。
45.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)和/或涡轮机侧轴承衬套(200)包括圆周润滑剂槽(130、230)。
46.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,轴承壳体(400)包括设置在轴承孔(410)的内表面(412)上的第一供给槽(425)和/或设置在轴承孔(410)的内表面(412)上的第二供给槽(427)。
47.一种增压设备(500),包括:
压缩机(510),具有压缩机壳体(512)和在其中可旋转的叶轮(514),
驱动单元,经由轴(530)可旋转地联接到叶轮(514),
其特征是,增压设备(500)进一步包括前述配置中的任一种配置的轴承组件(10),轴承组件可旋转地支撑轴(530)。
48.配置47的增压设备(500),其中,驱动单元包括被配置成用于驱动轴(530)的涡轮机(520)和/或电动机。
49.一种用于增压设备(500)的轴承组件(10),包括:
轴承壳体(400),
轴(530),
压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200),其一起将轴 (530)支撑在轴承壳体(400)的轴承孔(410)内,
其特征是,
压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧外护套表面(124)和涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧外护套表面(224)沿着外圆周(114、124) 在宽度(126、226)上变化。
50.配置49的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括第一环面(152)和与第一环面(152)相反的第二环面(154),并且其中,涡轮机侧轴承衬套(200)包括第一环面以及与第一环面(252)相反的第二环面(254),并且任选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)的第一环面(152)面向与涡轮机侧轴承衬套(200)的第一环面(252)相同的方向。
51.配置50的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200)的环面(152、154、252、254)中的至少一者分别包括至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b),其中,至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b)包括与至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b)中的另一个扇形凹口不同的尺寸。
52.配置50或51中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的第一环面(152)和第二环面(154)以及涡轮机侧轴承衬套(200)的第一环面(252)和第二环面(254)分别包括至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b),其中,至少两个扇形凹口(156、 156a、156b、256、156a、256b)中的至少一者包括与至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、156a、256b)中的另一者不同的尺寸。
53.配置49至52中任一项的轴承组件(10),其中,多个扇形凹口 (156、156a、156b、256、156a、256b)布置在相应的环面(152、154、 252、254)上。
54.配置53的轴承组件(10),其中,多个扇形凹口(156、156a、156b、 256、156a、256b)在相应的环面(152、154、252、254)上在圆周方向(26) 上等间隔地分布。
55.配置53的轴承组件(10),其中,多个扇形凹口(156、156a、156b、 256、156a、256b)在相应的环面(152、154、252、254)上沿圆周方向(26) 不等间隔地分布。
56.配置50的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200)的环面(152、154、252、254)中的至少一者是相对于径向平面倾斜的,这样使得相应的宽度(126、226)在最小宽度 (126a、226a)和相应的压缩机侧外护套表面(124)或涡轮机侧外护套表面(224)的最大宽度(126b、226b)。
57.配置50或56中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧的轴承衬套(100)的第一环面(152)和第二环面(154)以及涡轮机侧的轴承衬套(200)的第一环面(252)和第二环面(254)相对于径向平面倾斜,使得相应的宽度(126、226)在相应的压缩机侧外护套表面(124) 和涡轮机侧外护套表面(224)的最小宽度(126a、226a)和最大宽度(126b、 226b)之间变化,特别是恒定地变化。
58.配置57的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的第一环面(152)在与压缩机侧轴承衬套(100)的第二环面(154)相反的方向上倾斜,和/或其中,涡轮机侧轴承衬套(200)的第一环面(252) 在与涡轮机侧轴承衬套(200)的第二环面(254)相反的方向上倾斜。
59.配置57的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的第一环面(152)在与压缩机侧轴承衬套(100)的第二环面(154)相同的方向上倾斜不同的量,和/或其中,涡轮机侧轴承衬套(200)的第一环面(252)在与涡轮机侧轴承衬套(200)的第二环面(254)相同的方向上倾斜不同的量。
60.配置56至59中任一项的轴承组件(10),其中,最小宽度(126a、 226a)为最大宽度(126b、226b)的55%至99%,优选为75%至95%,最优选为85%至90%。
61.配置49或50中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)包括第一倒角(162)和与第一倒角(162)相反的第二倒角 (164),并且其中,涡轮机侧轴承衬套(200)包括第一倒角(262)和与第一倒角(262)相反的第二倒角(264),并且可选地,其中,压缩机侧轴承衬套(100)的第一倒角(162)面向与涡轮机侧轴承衬套(200)的第一倒角(262)相同的方向。
62.配置61的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套(100)的倒角(162、164)中的至少一者的宽度(163、165)在圆周方向(26)上变化,并且其中,涡轮机侧轴承衬套(200)的倒角(262、264)中的至少一个倒角的宽度(263、265)在圆周方向(26)上变化。
63.配置62的轴承组件(10),其中,压缩机侧的轴承衬套(100) 的至少一个倒角(162、164)的宽度(163、165)在最小宽度(163a、165a) 和最大宽度(163b、165b)之间变化,特别是在周向方向(26)上恒定地变化,并且其中,涡轮机侧的轴承衬套(200)的至少一个倒角(262、264) 的宽度(263、265)在最小宽度(263a、265a)和最大宽度(263b、265b) 之间变化、特别是在周向方向(26)上恒定地变化。
64.配置62或63中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧的轴承衬套(100)的第一倒角(162)的宽度(163)和第二倒角(164)的宽度(165)在周向方向(26)上在最小宽度(163a、165a)和最大宽度(163b、 165b)之间变化,特别是恒定地变化,并且可选地,其中,相应的最大宽度(163b、165b)被布置在相同的周向位置处。
65.配置64的轴承组件(10),其中,相应最小宽度(163a、165a) 和/或相应最大宽度(163b、165b)是相同的。
66.配置62至65中任一项的轴承组件(10),其中,涡轮机侧轴承衬套(200)的第一倒角(262)的宽度(263)和第二倒角(264)的宽度 (265)在周向方向(26)上在最小宽度(263a、265a)和最大宽度(263b、 265b)之间变化,特别是恒定地变化,并且可选地,其中,相应的最大宽度(263b、265b)布置在相同的周向位置处。
67.配置66的轴承组件(10),其中,相应最小宽度(263a、265a) 和/或相应最大宽度(263b、265b)是相同的。
68.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)和涡轮机侧轴承衬套(200)各自是全浮动衬套类型。
69.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,轴(530)将涡轮机 (520)的涡轮机叶轮(524)可旋转地联接到压缩机(510)的叶轮(514)。
70.前述配置中任一项的轴承组件(10),进一步包括轴向地布置在压缩机侧轴承衬套(100)与涡轮机侧轴承衬套(200)之间的间隔件(300)。
71.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)和/或涡轮机侧轴承衬套(200)包括多个润滑剂供给孔(140、240)。
72.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,压缩机侧轴承衬套 (100)和/或涡轮机侧轴承衬套(200)包括圆周润滑剂槽(130、230)。
73.前述配置中任一项的轴承组件(10),其中,轴承壳体(400)包括设置在轴承孔(410)的内表面(412)上的第一供给槽(425)和/或设置在轴承孔(410)的内表面(412)上的第二供给槽(427)。
74.一种增压设备(500),包括:
压缩机(510),具有压缩机壳体(512)和在其中可旋转的叶轮(514),
驱动单元,经由轴(530)可旋转地联接到叶轮(514),
其特征是,增压设备(500)进一步包括前述配置中的任一种配置的轴承组件(10),轴承组件可旋转地支撑轴(530)。
75.配置74的增压设备(500),其中,驱动单元包括被配置成用于驱动轴(530)的涡轮机(520)和/或电动机。

Claims (20)

1.一种轴承组件(10),所述轴承组件用于增压设备(500),所述轴承组件包括:
轴承壳体(400),
轴(530),
压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200),所述压缩机侧轴承衬套(100)和所述涡轮机侧轴承衬套(200)一起将所述轴(530)支撑在所述轴承壳体(400)的轴承孔(410)内,
其特征在于,
所述压缩机侧轴承衬套(100)被配置成与所述涡轮机侧轴承衬套(200)不同。
2.根据权利要求1所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧外润滑间隙(115)小于所述涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧外润滑间隙(215)。
3.根据权利要求1或2所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的深度(134)不同于所述涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的深度(234)。
4.根据权利要求1或2所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧圆周润滑剂槽(130)的宽度(136)不同于所述涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧圆周润滑剂槽(230)的宽度(236)。
5.根据权利要求1或2所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的多个润滑剂供给孔(140)不同于所述涡轮机侧轴承衬套(200)的多个润滑剂供给孔(240)。
6.根据权利要求5所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的润滑剂供给孔(140)的数量小于所述涡轮机侧轴承衬套(200)的润滑剂供给孔(240)的数量,或者,
其中,所述压缩机侧轴承衬套(100)的润滑剂供给孔(140)的数量大于所述涡轮机侧轴承衬套(200)的润滑剂供给孔(240)的数量。
7.根据权利要求1所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧外护套表面(124)或所述涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧外护套表面(224)中的一者的宽度(126、226)沿着外圆周(114、214)变化。
8.根据权利要求7所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)包括第一环面(152)和与所述第一环面(152)相反的第二环面(154),并且其中,所述涡轮机侧轴承衬套(200)包括第一环面(252)以及与所述涡轮机侧轴承衬套的所述第一环面(252)相反的第二环面(254),其中,所述压缩机侧轴承衬套(100)的所述第一环面(152)面向与所述涡轮机侧轴承衬套(200)的所述第一环面(252)相同的方向。
9.根据权利要求8所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的第一环面(152)和第二环面(154)或所述涡轮机侧轴承衬套(200)的第一环面(252)和第二环面(254)中的至少一个环面包括至少一个扇形凹口(156、156a、156b、256、256a、256b)。
10.根据权利要求9所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的第一环面(152)和第二环面(154)或所述涡轮机侧轴承衬套(200)的第一环面(252)和第二环面(254)中的至少一个环面包括至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、256a、256b),其中,所述至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、256a、256b)中的至少一个扇形凹口包括与所述至少两个扇形凹口(156、156a、156b、256、256a、256b)中的另一个扇形凹口不同的尺寸。
11.根据权利要求8所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的所述第一环面(152)和所述第二环面(154)以及所述涡轮机侧轴承衬套(200)的所述第一环面(252)和所述第二环面(254)中的至少一个环面相对于径向平面倾斜,使得相应的宽度(126、226)变化。
12.根据权利要求11所述的轴承组件(10),其特征在于,相应的宽度(126、226)在相应的压缩机侧外护套表面(124)和所述涡轮机侧外护套表面(224)的最小宽度(126a、226a)和最大宽度(126b、226b)之间恒定地变化。
13.根据权利要求7所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)包括第一倒角(162)和与所述第一倒角(162)相反的第二倒角(164),并且其中,所述涡轮机侧轴承衬套(200)包括第一倒角(262)和与所述涡轮机侧轴承衬套的所述第一倒角(262)相反的第二倒角(264)。
14.根据权利要求13所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的所述第一倒角(162)面向与所述涡轮机侧轴承衬套(200)的所述第一倒角(262)相同的方向。
15.根据权利要求13或14所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)的第一倒角(162)和第二倒角(164)或所述涡轮机侧轴承衬套(200)的所述第一倒角(262)和第二倒角(264)中的至少一者的宽度(163、165、263、265)在圆周方向(26)上变化。
16.根据权利要求1所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)和所述涡轮机侧轴承衬套(200)被配置成用于在操作期间实现不同的转速。
17.一种轴承组件(10),所述轴承组件用于增压设备(500),所述轴承组件包括:
轴承壳体(400),
轴(530),
压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200),所述压缩机侧轴承衬套(100)和所述涡轮机侧轴承衬套(200)一起将所述轴(530) 支撑在所述轴承壳体(400)的轴承孔(410)内,
其特征在于,
所述压缩机侧轴承衬套(100)的压缩机侧外护套表面(124)和所述涡轮机侧轴承衬套(200)的涡轮机侧外护套表面(224)沿着外圆周(114、214)在宽度(126、226)上变化。
18.根据权利要求17所述的轴承组件(10),其特征在于,所述压缩机侧轴承衬套(100)和涡轮机侧轴承衬套(200)被配置成用于在操作期间实现不同的转速。
19.一种增压设备(500),包括:
压缩机(510),具有压缩机壳体(512)和在其中可旋转的叶轮(514),
驱动单元,所述驱动单元经由轴(530)可旋转地联接到所述叶轮(514),
其特征在于,所述增压设备(500)进一步包括根据权利要求1-18中任一项所述的轴承组件(10),所述轴承组件可旋转地支撑所述轴(530)。
20.根据权利要求19所述的增压设备(500),其特征在于,所述驱动单元包括被配置成用于驱动所述轴(530)的涡轮机(520)和/或电动机。
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