[发明专利]轴承隔件和壳体

说明书

技术领域

本文披露的主题主要涉及用于内燃机的涡轮机械，且特别地，本发明涉及用于将轴承组件定位在涡轮增压器的孔中的技术。

背景技术

常规的涡轮增压器通常要依靠中心壳体旋转组件(CHRA)，所述中心壳体旋转组件包括被附接到轴上的涡轮机叶轮和压缩机叶轮，所述轴可旋转地受到位于中心壳体的孔中的轴承组件的支承。典型的轴承组件或轴承套筒包括外座圈和内座圈，所述外座圈和所述内座圈被构造以便接收轴，其中所述外座圈和所述内座圈通过滚动元件如滚珠轴承而分开。

在绝大多数CHRA中，所谓“定位机构”限制了轴承组件在中心壳体的孔中进行的移动。多种常规的定位机构依靠沿径向将定位销插置在轴承组件的外座圈的开口中，这种机构限制了轴承组件的径向和/或轴向移动且限制了外座圈的旋转，但仍允许内座圈自由地自转。此外，这种机构允许轴承组件在一定程度上进行径向移动，这通常是在被限定的间隙内进行的，在操作过程中，所述间隙内填充有润滑剂，从而形成用于减震和降噪的“挤压膜(squeeze film)”。在这样的CHRA中，可选择径向自由度和轴向自由度以便具有特定大小或根据不同目标而具有多种大小。

这种依靠径向定位销对轴承组件进行定位的定位机构会带来多种问题。例如，在涡轮增压器的操作过程中，会产生相当大的轴向载荷，这种载荷会将涡轮增压器的轴和相关的部件推向涡轮增压器CHRA的压缩机端或涡轮机端，这进一步地会从轴承组件被传递至径向定位销。这些力使销强度成为重要的设计因素。另一问题涉及部件的轴向堆叠(例如：CHRA的部件如何良好地堆叠在一起，以及这种堆叠会如何影响操作和磨损)。一般说来，依靠径向定位销的定位机构并未带来轴向堆叠方面的优点；实际上，销和外座圈开口的本质特征决定了会产生可能不利的几何学问题和操作问题。

更通常而言，定位机构，如上述径向销定位机构可被描述为“键/键槽对”，所述键/键槽对包括凸出部件(键)和凹进部件(键槽)，所述凸出部件和所述凹进部件进行作用以便对轴承组件的外座圈进行定位。在这种基于键/键槽的定位机构中，键部件与键槽部件之间的摩擦接触应该保持较低(1)以便允许轴承组件在径向平面中(即，在其挤压膜内)自由移动并且(2)限制键槽部件之间的磨损。

此外，在CHRA中，为使效率最大化且为了降低功率损耗，应该将部件之间的摩擦接触降至最低限度。对于涡轮增压器而言，功率损耗的一个来源是轴承系统。正如本文所述地那样，多种典型的定位机构会减少或减轻与依靠径向销的定位机构相关的问题。例如，通过减少摩擦，这些典型机构可以降低功率损耗并由此提高涡轮增压内燃机的效率和性能。

附图说明

通过以下具体实施方式并结合附图，所属领域技术人员将更透彻地理解本文所述的多种方法、装置、系统、布置等，及其等效方式，其中：

图1是涡轮增压器和内燃机的示图；

图2是沿由线A-A限定的平面的一种典型涡轮增压器的剖切透视图，所述涡轮增压器包括用于轴承组件的外座圈的防旋转机构；

图3是沿由线B-B限定的平面的图2所示涡轮增压器的端视图，所述涡轮增压器包括防旋转机构；图3还示出了防旋转机构的一个变型实例；

图4是沿由线A-A限定的平面的图2所示涡轮增压器的剖视图和沿图2中的线C-C限定的平面的放大剖视图，所述涡轮增压器包括防旋转机构；

图5是沿由线D-D限定的平面的涡轮增压器的剖视图和板的剖视图，所述板具有防旋转机构的一体的键部件；

图6是图5所示板的平面视图和侧视图；

图7是沿图7中的线E-E限定的平面的图5所示涡轮增压器的轴承组件的平面视图和剖视图；

图8是图6所示板和图7所示轴承组件的平面视图和侧视图；和

图9是板和轴承组件的平面视图和侧视图，其中该板包括键槽且该轴承组件包括键。

具体实施方式

涡轮增压器常常用于提高内燃机的输出。参见图1，常规的系统100包括内燃机110和涡轮增压器120。内燃机110包括罩住一个或多个燃烧室的发动机组118，所述燃烧室操作性地驱动轴112。如图1所示，进气端口114提供了使空气流至发动机组118的流动路径，而排气端口116则提供了使排气从发动机组118排出的流动路径。