[发明专利]具有轴承组件模块的排气涡轮增压器

说明书

本发明涉及一种排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器包含模块化的轴承，该轴承设置在压缩机和涡轮之间并且被设计用于支承轴，其中轴承具有带有容纳空间的轴承壳体，其中轴承组件模块装入或可装入容纳空间中并且可以非破坏性地拆出，其中容纳空间的尺寸被设计成使得可以选择性地装入具有滚动轴承的轴承组件模块或具有滑动轴承的轴承组件模块，其中容纳空间具有接口，该接口被设计用于与装入到容纳空间中的轴承组件模块的轴承法兰接触，并且其中该接口被设计用于将被引导通过轴承壳体的一个油通道与被引导通过轴承组件模块的轴承法兰的一个或多个油通道连接。

技术领域

本发明涉及一种排气涡轮增压器，其具有设置在压缩机和涡轮之间的轴承，排气涡轮增压器的轴支承在该轴承中。

背景技术

滑动轴承由于其鲁棒性和简单的结构是工业上最常安装的轴承。当前，滚动轴承在许多方面都具有优势。在相同的应用中，轴承摩擦和损失功率仅为滑动轴承的轴承摩擦和损失功率的一小部分。通过小的轴承摩擦，涡轮的瞬态特性可以得到显着改善(负载吸收)。同样地，在使用滚动轴承时，用于润滑和冷却的油消耗可以减少到对于滑动轴承所需的量的一小部分。

然而，尤其排气涡轮增压器通常配备有流体动力的滑动轴承，其根据负载吸收的方向划分为两种类型。

这种滑动轴承的第一类型是径向轴承。径向轴承、通常每轴两个，吸收转动的转子的径向力，转子由主部件(即涡轮叶轮)、轴和压气机叶轮构成，并稳定该转子。在此，每个径向轴承的两个不同尺寸的注油的环形间隙分担稳定和减震的功能。根据实施方案，径向轴承可以通过轴本身的运动来驱动的方式选择或旋转固定。通过径向轴承吸收的力还包括重力和不平衡力。

这种滑动轴承的第二种类型是轴向轴承。轴向轴承吸收作用于转子上的剪切应力。作用于转子上的全局推力通过不同的压力形成，所述压力在不同面处主要由压缩机和涡轮引起。流体动力的轴向轴承的力吸收能力通过润滑油产生，所述润滑油通过轴的旋转被压入狭窄的楔形的区域中，这引起为推力的反力的压力构建。

迄今为止，由于各种技术挑战，具有滚珠支承的转子的涡轮增压器只能在少数情况下实现批量生产。对此的实例在于汽车工业中，其中在那里大约2900h(在平均速度70km/h的情况下为200000km)设计运行持续时间明显低于其他工业领域，例如采矿、金属工业、机械工业或能源工业。如果需要超过公路交通中常规设计的车辆的运行时间，则必须对机器进行常规维修工作，即例如检查、清洁和更换替换件。为此，拆卸相应的排气涡轮增压器并且在执行维修工作之后再次组装。与此不同，在汽车工业中使用的排气涡轮增压器运行直至造成损坏，并且然后完整地更换。与之相应地，不设有拆卸和翻新磨损部件。

由于巨大的价格压力，汽车领域中的涡轮增压器由尽可能少的部件构成，这节省采购成本和组装时的周转时间。模块化系统很少使用，因为每个构件都针对具体应用便宜地设计并且以高的件数制造。在其他工业分支中，与之相对需要高的灵活性。对于例如能源工业中的涡轮增压器，需要在用于转子以及定子的压缩机和涡轮侧上的热力学的适应材料、不同的空气进入和离开壳体，用于水和油接口的各种选项等等。

当前，到目前为止，不存在在相同的涡轮增压器中更换轴承类型的灵活性。到目前为止已知的滚珠支承和滑动支承的涡轮增压器的设计显著不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单构成的且鲁棒的排气涡轮增压器，其灵活性得以提高。

该目的通过一种排气涡轮增压器来实现，该排气涡轮增压器包含模块化轴承，该轴承设置在压缩机和涡轮之间并且被设计用于支承轴，其中轴承具有带有容纳空间的轴承壳体，其中轴承组件模块装入或可装入容纳空间中并且能够非破坏性地拆出，其中容纳空间的尺寸被设计成使得能够选择性地装入具有滚动轴承的轴承组件模块或具有滑动轴承的轴承组件模块，其中容纳空间具有接口，该接口被设计用于与装入到容纳空间中的轴承组件模块的轴承法兰接触，并且其中接口被设计用于将被引导通过轴承壳体的一个油通道与被引导通过轴承组件模块的轴承法兰的一个或多个油通道连接。