專利名稱：用于滾動(dòng)元件軸承套筒的抗轉(zhuǎn)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對(duì)一種用于渦輪增壓器滾動(dòng)元件軸承套筒的抗轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以便限制軸承套筒相對(duì)于軸承殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器將空氣以與在正常吸氣布置中將有可能的情況相比更大的密度傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)、從而允許燃燒更多的燃料，因此在沒(méi)有明顯增加發(fā)動(dòng)機(jī)重量的情況下提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力。這就能夠使用一臺(tái)較小的渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)替代一臺(tái)較大物理尺寸的正常吸氣的發(fā)動(dòng)機(jī)，因此減少了車輛的質(zhì)量以及空氣動(dòng)力學(xué)的前端面積。渦輪增壓器是一類被迫進(jìn)氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管進(jìn)入渦輪機(jī)殼體的排氣流以便驅(qū)動(dòng)位于渦輪機(jī)殼體中的渦輪機(jī)葉輪51。這種渦輪機(jī)葉輪被穩(wěn)固地附著到一個(gè)軸上以形成軸和葉輪組件，該軸的另一端包括一個(gè)壓縮機(jī)葉輪20，該壓縮機(jī)葉輪被安裝到該軸和葉輪的短軸56的端部上并且通過(guò)來(lái)自一個(gè)壓縮機(jī)螺母四的夾緊負(fù)載而被保持在位。該渦輪機(jī)葉輪的主要功能是提供驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)能量。壓縮機(jī)級(jí)由一個(gè)葉輪20及其殼體組成。過(guò)濾后的空氣通過(guò)壓縮機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)而被軸向地抽取到壓縮機(jī)蓋件的進(jìn)口之中。由渦輪機(jī)級(jí)產(chǎn)生的、到達(dá)軸和葉輪上的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)了壓縮機(jī)葉輪以便產(chǎn)生靜態(tài)壓力與一些剩余動(dòng)能和熱量的一種組合。被加壓的氣體穿過(guò)壓縮機(jī)排放口從壓縮機(jī)蓋件排出并且通常經(jīng)由一個(gè)中冷器被傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中。在壓縮機(jī)級(jí)性能的一個(gè)方面中，壓縮機(jī)級(jí)的效率受到壓縮機(jī)葉輪輪廓觀與壓縮機(jī)蓋件中相配的輪廓之間的間隙的影響。壓縮機(jī)葉輪的輪廓距壓縮機(jī)蓋件的輪廓越近，則該級(jí)的效率就越高。葉輪越接近蓋件，壓縮機(jī)葉輪受到磨損的幾率就越大；因此在提高效率與改進(jìn)耐久性之間必須存在一種折衷。對(duì)肉眼而言，在典型的渦輪增壓器中壓縮機(jī)葉輪的鼻形件好像是圍繞軸承殼體的縱向幾何軸線旋轉(zhuǎn)；然而，當(dāng)在一種X、Y示波器上作為軌跡來(lái)觀察時(shí)，壓縮機(jī)葉輪的鼻形件描述了不同形狀的軌道。這些軌道的平均質(zhì)心接近而不是被精確地定心在渦輪增壓器的縱向幾何軸線上。圖1中示出了渦輪增壓器的幾何軸線100。軸所發(fā)生的動(dòng)態(tài)偏移是由多種因素引起的，這些因素包括旋轉(zhuǎn)組件的失衡；支座(即發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣歧管)的激振；以及來(lái)自車輛與地面的界面的低速激振。這些葉輪所發(fā)生的偏移的凈效應(yīng)是這種典型的渦輪增壓器設(shè)計(jì)具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)于空氣動(dòng)力學(xué)效率水平所希望的那些間隙的多個(gè)間隙。這種典型的渦輪增壓器是以來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的油進(jìn)行供給的。處于典型地與發(fā)動(dòng)機(jī)壓力相等的壓力下的這種油執(zhí)行幾個(gè)功能。油被傳送到這些軸頸軸承的兩側(cè)上以便提供雙流體動(dòng)力擠壓膜，該擠壓膜的壓力在軸承的內(nèi)徑上施加軸的反作用力，并且在軸承殼體孔上施加軸承的外徑的反作用力。這些油膜提供了減弱的反作用力以便減少軸偏轉(zhuǎn)的幅度。這種油還起到了將熱量從渦輪增壓器移除的作用。一種典型的渦輪增壓器設(shè)計(jì)具有兩個(gè)鄰接的軸承系統(tǒng)一個(gè)在軸承殼體的壓縮機(jī)端；而另一個(gè)在軸承殼體的渦輪機(jī)端。每個(gè)系統(tǒng)具有兩個(gè)界面旋轉(zhuǎn)軸在浮動(dòng)軸承的內(nèi)徑上的界面、以及浮動(dòng)軸承的外徑在軸承殼體的固定孔上的界面。典型的渦輪增壓器雙流體動(dòng)力擠壓膜軸承的剛度及阻尼能力是以下各項(xiàng)之間的一種折衷由這些軸承元件的旋轉(zhuǎn)速度所產(chǎn)生的膜的厚度、在所述元件之間的間隙、以及由于渦輪增壓器傾向于使油在軸的任何一端流過(guò)這些活塞環(huán)密封件所引起的油流動(dòng)限制。在渦輪增壓器中使用REB軸承解決了幾個(gè)問(wèn)題，這些問(wèn)題包括油的高流速、軸承阻尼、以及經(jīng)過(guò)軸承系統(tǒng)的動(dòng)力損失。圖1描繪了一個(gè)典型的渦輪增壓器的雙流體動(dòng)力擠壓膜軸承構(gòu)形。在這種構(gòu)形中，加壓的油從發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)一個(gè)油入口 80被接收至軸承殼體2。油經(jīng)過(guò)回油孔82和83被壓送至軸承殼體的軸頸軸承孔4。對(duì)于渦輪機(jī)端及壓縮機(jī)端軸承30 二者而言，油流動(dòng)被傳送至軸與葉輪的軸頸軸承區(qū)域，在此，油是圍繞該軸分布的以便在軸表面52與這些浮動(dòng)軸頸軸承30的內(nèi)孔之間產(chǎn)生油膜。在這些軸頸軸承30的外側(cè)上，由軸頸軸承的、針對(duì)軸承殼體的軸頸軸承孔4的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了一種類似的油膜。在圖1描繪的典型的渦輪增壓器中，止推軸承19也是一種液動(dòng)或流體膜類型的軸承。在這種構(gòu)形中，從回油孔81對(duì)該靜止的止推軸承進(jìn)行供油，以便對(duì)一種斜坡及襯墊的軸承設(shè)計(jì)供油。通過(guò)止推墊圈40與拋油環(huán)44的相對(duì)面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而將油驅(qū)動(dòng)進(jìn)入楔形形狀中，該拋油環(huán)被安裝到軸上、與該靜態(tài)止推斜坡及襯墊相對(duì)。這種軸承控制了旋轉(zhuǎn)組件的軸向位置。已經(jīng)有一種提高渦輪增壓器的效率的方法是利用滾珠軸承(REB)來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)組件。采用滾動(dòng)元件軸承渦輪增壓器帶來(lái)了若干改進(jìn)。由于特別是在低的渦輪增壓器每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)RPM下REB系統(tǒng)的功率損失減小，存在著優(yōu)于典型的渦輪增壓器軸承系統(tǒng)的、對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)的改進(jìn)。REB系統(tǒng)中的功率損失小于典型的套管式渦輪增壓器軸承系統(tǒng)的功率損失。與典型的渦輪增壓器軸承系統(tǒng)可以支撐的推力負(fù)載相比，REB系統(tǒng)可以支撐更大的推力負(fù)載，從而使得止推部件更穩(wěn)健。因?yàn)榈湫偷男逼录耙r墊止推軸承要求將大百分比的油流動(dòng)傳送到渦輪增壓器上，而REB系統(tǒng)要求較少的油流動(dòng)(與典型的渦輪增壓器軸承系統(tǒng)相比)，于是對(duì)于REB系統(tǒng)要求較小的油流動(dòng)，其正面影響是，油進(jìn)入壓縮機(jī)或渦輪機(jī)各級(jí)而在此處可能毒害催化劑的傾向更小。雖然滾珠軸承提供了效率及瞬態(tài)性能的這些增益，滾珠軸承的阻尼能力不如典型的渦輪增壓器雙流體動(dòng)力擠壓膜軸承的能力好；因此這些滾珠軸承被保持在一個(gè)鋼制的套筒中，該套筒被在套筒的外徑與軸承殼體孔的內(nèi)徑之間的油膜懸吊在軸承殼體內(nèi)。油被用于在軸的臨界情況下的阻尼并且用于這些軸承的潤(rùn)滑。美國(guó)專禾Ij5，145，334 (Gutknecht)和美國(guó)專利 7，214，037 (Mavrosakis)傳授了用于將軸承套筒保持在軸承殼體中的方法。這些方法允許由一個(gè)緊固在軸承殼體中的柱將軸向力和旋轉(zhuǎn)力反作用在一個(gè)浮動(dòng)軸承套筒上，同時(shí)允許軸承套筒在軸承殼體中其他形式的不受限制的運(yùn)動(dòng)。這些方法要求在生產(chǎn)階段對(duì)渦輪增壓器進(jìn)行另外的機(jī)加工和組裝。美國(guó)5，145，334 (Gutknecht)和美國(guó) 7，214，037 (Mavrosakis)傳授了用于將浮動(dòng)軸承套筒保持在軸承殼體中的方法。一個(gè)被緊固于軸承殼體中的柱(例如，限定器86)保持著該軸承套筒從而使得該柱反抗軸向力和旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)允許軸承套筒在軸承殼體中其他形式的不受限制的運(yùn)動(dòng)(浮動(dòng))。在美國(guó)7，214，037中，如圖4中所示，被殼體440的開(kāi)口 444所接收的一個(gè)銷釘460任選地幫助套筒相對(duì)于殼體440以方位角定位。在本申請(qǐng)的圖 3中示出了類似于美國(guó)5145，334的銷釘?shù)囊粋€(gè)銷釘72，該銷釘定位了套筒中的一個(gè)孔68 以及該外座圈中的一個(gè)孔70，以便相對(duì)于該軸承殼體提供軸向及徑向的限制二者。這兩種方法均要求通過(guò)在軸承殼體中的多個(gè)通孔進(jìn)行機(jī)加工，并且此外，它們要求在對(duì)于組裝者不是良好可見(jiàn)的區(qū)域中進(jìn)行復(fù)雜的組裝，從而使進(jìn)行正確的組裝及對(duì)所述銷釘?shù)慕M裝進(jìn)行確認(rèn)變得困難。因此可以看出，需要一種用于防止REB的外座圈相對(duì)于軸承殼體旋轉(zhuǎn)的改進(jìn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
諸位發(fā)明人認(rèn)為這些問(wèn)題可以通過(guò)以下方式解決要求REB套筒以一種非剛性的方式安裝到軸承殼體上，因此允許通過(guò)封裝油膜來(lái)進(jìn)行阻尼，但同時(shí)REB套筒必須不但被軸向地保持以便將軸向負(fù)載傳輸?shù)捷S承殼體上，而且被旋轉(zhuǎn)地保持這樣REB套筒就不會(huì)相對(duì)于軸承殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此對(duì)于一種成本有效的、組裝簡(jiǎn)單的、抗轉(zhuǎn)動(dòng)的特征存在一種需要，以便允許一種阻尼性油膜環(huán)繞REB但仍然防止REB組件相對(duì)于軸承殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單的、極易組裝的、低成本的、抗轉(zhuǎn)動(dòng)的特征，以便允許一種阻尼性油膜環(huán)繞REB但仍然防止?jié)L動(dòng)元件軸承組件的軸承套筒相對(duì)于軸承殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。


在附圖中通過(guò)舉例而非限制的方式展示了本發(fā)明，在附圖中類似的參考號(hào)表示相似的部件，并且在附圖中圖1描繪了一個(gè)渦輪增壓器組件的截面；圖2描繪了一個(gè)典型的滾珠軸承渦輪增壓器的軸承殼體組件的截面；圖3描繪了圖2的一個(gè)放大的視圖；圖4描繪了第一實(shí)施方案的兩個(gè)截面視圖；圖5A和圖5B描繪了第一實(shí)施方案的一個(gè)分開(kāi)的視圖；圖6A和圖6B描繪了第一實(shí)施方案的一個(gè)變體的截面視圖；圖7A和圖7B描繪了第一實(shí)施方案的一個(gè)變體，并且圖8A和圖8B描繪了本發(fā)明的第四實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式有幾種用于限制滾珠軸承套筒相對(duì)于它安裝到其中的軸承殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方法。 例如在 US 5，145，334 (Gutknecht)和 US 7, 214, 037 (Mavrosakis)中傳授的那些方法采用了螺栓、指銷、或銷釘將軸承套筒限制在軸承殼體中。這些螺栓、銷釘?shù)缺仨氃诮M裝渦輪增壓器時(shí)被組裝在軸承殼體組件中。諸位發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，在組裝過(guò)程中，現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)中所傳授的這些限制性的銷釘、螺栓等可能被不經(jīng)意地忽略，并且由于它們處在軸承殼體壁中、相對(duì)難以看到，忽視所述限制性特征就會(huì)使軸承套筒軸向地和旋轉(zhuǎn)地均不受到限制。沒(méi)有軸向限制就會(huì)允許葉輪接觸殼體，并且會(huì)允許套筒在軸承殼體中旋轉(zhuǎn)，每種情況都會(huì)縮短渦輪增壓器的壽命。在某些形式的REB構(gòu)形中，單獨(dú)的REB組件(是指內(nèi)座圈、外座圈、罩、滾珠和密封件)被安裝(如壓力裝配)到一個(gè)“套筒”或“套管”之中以便將這些軸承保持并對(duì)齊。在其他形式的REB構(gòu)形中，外座圈包含機(jī)加工兩個(gè)滾道，并且REB組件(內(nèi)座圈、罩、滾珠和密封件)被組裝在這個(gè)單一的外座圈中。在本申請(qǐng)和權(quán)利要求書(shū)中，為了方便說(shuō)明不同的實(shí)施方案，外徑(無(wú)論它是套筒還是套管或真正的外座圈的外徑)會(huì)被稱作“外座圈”。在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，諸位發(fā)明人在REB套筒與軸承殼體之間設(shè)計(jì)了一個(gè)界面，該界面既允許了組裝的便利還允許了一種抗轉(zhuǎn)動(dòng)的特征。該實(shí)施方案利用了以下事實(shí)在軸承殼體孔的渦輪機(jī)端有一個(gè)直徑減小的區(qū)域，即一個(gè)支座87，從而提供了 REB套筒的軸向定位。通過(guò)對(duì)REB套筒的渦輪機(jī)端進(jìn)行機(jī)加工，使得材料從渦輪機(jī)端面移除而只留下一個(gè)伸出部，并且通過(guò)將REB套筒的渦輪機(jī)端上的凸形的突出部的相反形象機(jī)加工到軸承殼體支座中(例如以便形成一個(gè)扇形)，結(jié)果就產(chǎn)生了可以以一種“鎖和鑰匙”的方式被裝配到軸承殼體中的一個(gè)軸承套筒。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，如圖4A、圖4B和圖5 所描繪，形成了 REB套筒或外座圈64的渦輪機(jī)端面67，以便使伸出的材料處于一個(gè)或多個(gè)突頭104的形狀。向軸承殼體支座87的壓縮機(jī)端面中機(jī)加工了一個(gè)或多個(gè)扇形105，這些扇形是在REB或外座圈的渦輪機(jī)端上形成的伸出部的相反形象。當(dāng)接收REB或外座圈的凸形突頭104時(shí)，這個(gè)凹形的形狀105限制了 REB套筒圍繞渦輪增壓器軸線100旋轉(zhuǎn)。在套筒或外座圈64的渦輪機(jī)端中的這些不對(duì)稱地分隔開(kāi)的凸形突頭104裝配到這些凹形的形狀105之中。在本發(fā)明的示例性第一實(shí)施方案中，有兩個(gè)不對(duì)稱地分隔開(kāi)的突頭。這些突頭的數(shù)量和形狀對(duì)于抗轉(zhuǎn)動(dòng)功能而言是任意的，但確保了 REB套筒相對(duì)于這些軸承殼體的回油孔的正確定向。在圖5A中，REB套筒或外座圈64從軸承殼體支座87向壓縮機(jī)端被拉回，以便示出REB套筒或外座圈64中伸出的突頭104以及軸承殼體3的支座87中的凹陷105。在圖 5B中，該視圖為從軸承殼體支座87拉回的REB端面，并且因此未示出該支座。在凹形的凹陷105處穿過(guò)軸承殼體支座87而截取的截面會(huì)示出凹形的凹陷105，這個(gè)凹陷的大小被確定為配合地接收突頭104。這個(gè)凸形的突頭104可以軸向地延伸比REB套筒的長(zhǎng)度更短的距離，并且優(yōu)選地軸向地延伸一毫米或幾毫米。在本發(fā)明的第一實(shí)施方案的一個(gè)變體中，這個(gè)凸形的突頭104可以被機(jī)加工到 REB套筒的壓縮機(jī)端之中，并且這個(gè)凹形的凹陷105可以被機(jī)加工到軸承殼體閉合件6之中，以便防止REB套筒相對(duì)于軸承殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在任一端處的功能都是相同的。前者更易于組裝；后一種方法更難。該REB套筒位于軸承殼體中，這樣使得凸形的突頭104從軸承殼體閉合件6的連接平面突出到軸承殼體的界面上，這樣使得這個(gè)突出的凸形突頭裝配到相反形象的凹陷105之中，該凹陷以一種“鎖和鑰匙”的方式被機(jī)加工到軸承殼體閉合件6 之中。在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，如圖6A所描繪，這個(gè)抗轉(zhuǎn)動(dòng)的特征從REB的外徑72 伸出。在REB的外徑72之外的一個(gè)端面上，這個(gè)凸形突頭的功能與本發(fā)明的第一實(shí)施方案的上述變體中的特征105的功能相似。在本發(fā)明的示例性第二實(shí)施方案中，如圖6A所描繪，在REB套筒或外座圈上制作了一個(gè)凸形的突頭108，這樣使得它從REB套筒的外徑突出。這個(gè)凸形的特征108裝配到軸承殼體3的壓縮機(jī)端中的一個(gè)相反形象的特征109之中，以便限制REB套筒或外軸承座圈相對(duì)于軸承殼體圍繞渦輪增壓器的軸線100旋轉(zhuǎn)，并且限制REB套筒組件在軸向上朝向壓縮機(jī)端和朝向渦輪機(jī)端這兩者移動(dòng)。在本發(fā)明的示例性第二實(shí)施方案的一個(gè)變體中，它如同在本發(fā)明的示例性第二實(shí)施方案中一樣地形成，雖然凸形的特征從軸承殼體的面突出，并且將相反形象的特征制作到軸承殼體閉合件6的面中，以便限制REB套筒或外軸承座圈相對(duì)于軸承殼體圍繞渦輪增壓器的軸線100旋轉(zhuǎn)，并且限制REB套筒組件在軸向上朝向壓縮機(jī)端和朝向渦輪機(jī)端這兩者移動(dòng)。在這種情況下，相反形象的特征109不是制作在軸承殼體3之中。在本發(fā)明的第二實(shí)施方案的又另一個(gè)變體中，如圖6B所描繪，制造這個(gè)凸形的防旋轉(zhuǎn)特征110使其突出REB套筒的全長(zhǎng)，并且制造這個(gè)相反形象的特征使其在軸承殼體中為REB套筒的全長(zhǎng)，從而限制REB套筒或外座圈相對(duì)于軸承殼體圍繞渦輪增壓器的軸線100 旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，朝向渦輪機(jī)端的軸向負(fù)載必須通過(guò)軸承殼體閉合件6或者以某種其他方式制造的、在軸承殼體中的孔的長(zhǎng)度來(lái)限制。在本發(fā)明的第三實(shí)施方案中，如圖7A和圖7B所描繪，一個(gè)低熱傳導(dǎo)率的套管79 包裹著REB套筒或外座圈。這個(gè)套管的功能主要是限制熱流從渦輪機(jī)殼體穿過(guò)軸承殼體并進(jìn)入REB的外座圈之中。該套管本身還可以被設(shè)計(jì)為使得它提供一種抗轉(zhuǎn)動(dòng)的功能。該REB 套筒或外座圈由一個(gè)熱塑性套管包裹，該套管的端部具有制作在其中的一個(gè)凸形的抗轉(zhuǎn)動(dòng)特征102，該特征滑入在軸承殼體3的孔71的渦輪機(jī)端面87中的一個(gè)凹形的特征103中。在本發(fā)明的示例性第三實(shí)施方案中，這個(gè)抗轉(zhuǎn)動(dòng)特征是三個(gè)不對(duì)稱地分隔開(kāi)的突出部，但它可以是適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)該功能的任何數(shù)量或形狀的突出部。在本發(fā)明的示例性第三實(shí)施方案的一個(gè)變體中，這個(gè)凹形的特征被制作在軸承殼體閉合件6的壓縮機(jī)端面之中，以便限制REB套筒或外座圈相對(duì)于軸承殼體圍繞渦輪增壓器的軸線100旋轉(zhuǎn)。這個(gè)凸形的抗轉(zhuǎn)動(dòng)特征被制作在包裹性套管79的壓縮機(jī)端之中。在本發(fā)明的第四實(shí)施方案中，如圖8A和圖8B所描繪，該REB套筒或外座圈被保持在一個(gè)非對(duì)稱但基本上是圓柱體的套管中，該套管除了提供一種抗轉(zhuǎn)動(dòng)特征之外還對(duì)REB 提供熱保護(hù)。這種非圓柱體的外部形狀的一個(gè)原因是為REB套筒相對(duì)于軸承殼體的旋轉(zhuǎn)提供一種限制。這種非對(duì)稱的外部形狀的另一個(gè)原因是產(chǎn)生對(duì)REB套筒或外座圈相對(duì)于軸承殼體中的回油孔的正確校準(zhǔn)。這個(gè)非對(duì)稱的抗轉(zhuǎn)動(dòng)特征可以是在REB套筒或外座圈中形成，但從熱變形的角度來(lái)說(shuō)這是不希望的。在渦輪增壓器的速度下運(yùn)行的REB被設(shè)計(jì)和制造為具有極其嚴(yán)格的公差，必須維持這些公差以便能夠?qū)崿F(xiàn)可接受的軸承壽命。一個(gè)對(duì)稱的圓柱體會(huì)對(duì)稱地膨脹， 而由于這些壁中的材料的不對(duì)稱的質(zhì)量，一個(gè)非對(duì)稱的形狀會(huì)非對(duì)稱地膨脹，并且這種非對(duì)稱的膨脹會(huì)導(dǎo)致軸承滾道失圓從而造成軸承損傷。雖然本發(fā)明的示例性第四實(shí)施方案中的套管的長(zhǎng)度為這些外表面上的全長(zhǎng)，并且該套管的所有外表面都與軸承殼體的內(nèi)側(cè)上的相似的表面相鄰，但該套管的內(nèi)表面并不與 REB套筒做出完全接觸。該套管可以具有與該REB套筒或外軸承座圈的外表面72相接觸的另一個(gè)完整的表面，并且能被完全連接到該套管的外表面上。現(xiàn)在已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明，我們提出了權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種渦輪增壓器，包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)組件，該旋轉(zhuǎn)組件包括一個(gè)軸(5 以及穩(wěn)固地附著在該軸的一端上的一個(gè)渦輪機(jī)葉輪(51)；一個(gè)軸承殼體( ，該軸承殼體包括一個(gè)軸承孔，該軸承孔具有一個(gè)壓縮機(jī)端、一個(gè)渦輪機(jī)端、一個(gè)軸承孔內(nèi)徑、以及由與該軸承孔的渦輪機(jī)端相鄰的直徑減小的區(qū)域形成的一個(gè)支座(87)；一個(gè)滾動(dòng)元件軸承套筒，該軸承套筒被支撐在所述軸承殼體之中，該套筒包括至少一個(gè)內(nèi)座圈以及至少一個(gè)外座圈(64)、一系列滾動(dòng)元件，每個(gè)滾動(dòng)元件與一個(gè)內(nèi)座圈和一個(gè)外座圈相接觸；其中所述旋轉(zhuǎn)組件受到支撐，以便通過(guò)所述滾動(dòng)元件軸承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； 其中在該支座87的壓縮機(jī)端面中或者在該軸承殼體閉合件(6)的渦輪機(jī)端面中提供了一個(gè)凹陷(105)；并且其中除了尺寸與該凹陷(105)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)區(qū)域(104)以外，該外座圈的一端的直徑徑向地減小并且其長(zhǎng)度軸向地減小，這樣使得該凹陷(10 與直徑不減小的區(qū)域(104)接合，以便防止該外座圈在處于組裝后的條件下時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中在該軸承殼體支座(87)的壓縮機(jī)端面中提供了一個(gè)凹陷(10 ；并且除了與在該支座(87)的壓縮機(jī)端面中提供的凹陷(105)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)區(qū)域(104) 之外，該外座圈的渦輪機(jī)端的直徑徑向地減小并且其長(zhǎng)度軸向地減小，這樣使得在該支座 (87)的壓縮機(jī)端面中提供的凹陷(10 與該外座圈的渦輪機(jī)端處的、徑向直徑和軸向長(zhǎng)度不減小的區(qū)域(104)接合，以便防止該外座圈在處于組裝后的條件下時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中在該軸承殼體閉合件(6)的渦輪機(jī)端面中提供了一個(gè)凹陷；并且除了與在該軸承殼體閉合件的渦輪機(jī)端面中提供的凹陷相對(duì)應(yīng)的一個(gè)區(qū)域之外，該外座圈的壓縮機(jī)端的直徑徑向地減小并且其長(zhǎng)度軸向地減小，這樣使得在該軸承殼體閉合件的渦輪機(jī)端面中提供的凹陷與該外座圈的壓縮機(jī)端處的、徑向直徑和軸向長(zhǎng)度不減小的區(qū)域接合，以便防止該外座圈在處于組裝后的條件下時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，進(jìn)一步包括一個(gè)低熱傳導(dǎo)率的套管(79)，該套管至少部分地包裹著該滾動(dòng)元件軸承套筒。
5.一種渦輪增壓器，包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)組件，該旋轉(zhuǎn)組件包括一個(gè)軸(5 以及穩(wěn)固地附著在該軸的一端上的一個(gè)渦輪機(jī)葉輪(51)；一個(gè)軸承殼體( ，該軸承殼體包括一個(gè)軸承孔，該軸承孔具有一個(gè)壓縮機(jī)端、一個(gè)渦輪機(jī)端、一個(gè)軸承孔內(nèi)徑、以及與該軸承孔的渦輪機(jī)端相鄰的一個(gè)直徑減小的區(qū)域(87)；一個(gè)滾動(dòng)元件軸承套筒，該軸承套筒被支撐在所述軸承殼體之中，該套筒包括至少一個(gè)內(nèi)座圈以及至少一個(gè)外座圈(64)，每個(gè)座圈配有至少一個(gè)滾道、一系列滾動(dòng)元件，每個(gè)滾動(dòng)元件與一個(gè)內(nèi)滾道和一個(gè)外滾道相接觸；其中所述旋轉(zhuǎn)組件受到支撐，以便通過(guò)所述滾動(dòng)元件軸承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； 其中在該外座圈的一個(gè)端部提供了一個(gè)軸向伸出的伸出部(106，108)，其中在該軸承殼體中或軸承殼體閉合件(6)的渦輪機(jī)端面中提供了一個(gè)凹陷，該凹陷對(duì)應(yīng)于該伸出部(106，108)，這樣使得該凹陷與該伸出部接合，以便防止該外座圈在處于組裝后的條件下時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器，其中在該外座圈的壓縮機(jī)端處提供了一個(gè)軸向伸出的伸出部(108)，并且在該軸承殼體中提供了一個(gè)凹陷，該凹陷對(duì)應(yīng)于該伸出部(108)，這樣使得該凹陷與該伸出部接合，以便防止該外座圈在處于組裝后的條件下時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
7 .如權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器，進(jìn)一步包括一個(gè)低熱傳導(dǎo)率的套管(79)，該套管至少部分地包裹著該滾動(dòng)元件軸承套筒。
8.一種渦輪增壓器，包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)組件，該旋轉(zhuǎn)組件包括一個(gè)軸(5 以及穩(wěn)固地附著在該軸的一端上的一個(gè)渦輪機(jī)葉輪(51)；一個(gè)軸承殼體(3)，該軸承殼體包括一個(gè)軸承孔，該軸承孔具有一個(gè)壓縮機(jī)端、一個(gè)渦輪機(jī)端、一個(gè)軸承孔內(nèi)徑、以及由與該軸承孔的渦輪機(jī)端相鄰的直徑減小的區(qū)域形成的一個(gè)支座(87)；一個(gè)滾動(dòng)元件軸承套筒，該軸承套筒被支撐在所述軸承殼體之中，該套筒包括至少一個(gè)內(nèi)座圈以及至少一個(gè)外座圈(64)，每個(gè)座圈配有至少一個(gè)滾道、一系列滾動(dòng)元件，每個(gè)滾動(dòng)元件與一個(gè)內(nèi)滾道和一個(gè)外滾道相接觸；一個(gè)低熱傳導(dǎo)率的套管(79)，該套管至少部分地包裹著該滾動(dòng)元件軸承套筒；其中所述旋轉(zhuǎn)組件受到支撐，以便通過(guò)所述滾動(dòng)元件軸承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；其中提供了多個(gè)凸形的抗轉(zhuǎn)動(dòng)特征(102)，這些凸形的抗轉(zhuǎn)動(dòng)特征從該套管(79)的壓縮機(jī)端或渦輪機(jī)端軸向地伸出、或者從該套管(79)的壓縮機(jī)端徑向地伸出，其中提供了多個(gè)凹形的特征(103)，這些凹形的特征軸向地位于該軸承殼體C3)中的孔(71)的支座(87) 的壓縮機(jī)面之中、或者徑向地位于該軸承孔(71)的壓縮機(jī)端處、或者軸向地位于該軸承殼體閉合件(6)的渦輪機(jī)面處；并且其中所述凸形和凹形的特征合作以便防止外座圈在處于組裝后的條件下時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的渦輪增壓器，其中所述凸形和凹形的特征是以一種不對(duì)稱的式樣提供的。
10.一種渦輪增壓器，包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)組件，該旋轉(zhuǎn)組件包括一個(gè)軸(5 以及穩(wěn)固地附著在該軸的一端上的一個(gè)渦輪機(jī)葉輪(51)；一個(gè)軸承殼體( ，該軸承殼體包括一個(gè)軸承孔，該軸承孔具有一個(gè)壓縮機(jī)端、一個(gè)渦輪機(jī)端、一個(gè)軸承孔內(nèi)徑、以及與該軸承孔的渦輪機(jī)端相鄰的一個(gè)直徑減小的區(qū)域(87)； 以及一個(gè)滾動(dòng)元件軸承，該軸承被支撐在所述軸承殼體之中，該滾動(dòng)元件軸承包括至少一個(gè)內(nèi)座圈以及至少一個(gè)外座圈(64)、一系列滾動(dòng)元件，每個(gè)滾動(dòng)元件與一個(gè)內(nèi)座圈和一個(gè)外座圈相接觸；其中該軸承殼體孔具有不對(duì)稱的截面；并且其中一個(gè)絕熱套至少部分地圍繞該外座圈，該套具有與該軸承殼體孔的不對(duì)稱截面相對(duì)應(yīng)的一個(gè)不對(duì)稱的外截面，該套被機(jī)械地或化學(xué)地連接到該外座圈上并且當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)組件受到支持以便通過(guò)所述滾動(dòng)元件軸承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)防止該外座圈在處于組裝后的條件下時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
為了解決具有滾動(dòng)元件軸承(REB)的渦輪增壓器中的熱浸(heat soak)問(wèn)題與排熱能力降低的問(wèn)題，REB套筒以非剛性的方式被安裝到軸承殼體之中，這樣就允許了一個(gè)油阻尼膜，但同時(shí)利用REB中的凸形或凹形的特征以及與軸承孔或軸承殼體閉合件的渦輪機(jī)的面相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)的凹形或凸形的特征，REB套筒不但被軸向地保持以便將推力負(fù)載傳輸?shù)捷S承殼體上，而且被旋轉(zhuǎn)地保持使得REB套筒不會(huì)相對(duì)于軸承殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F02B39/00GK102395770SQ201080016375
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者A·克里, A·卡瓦格納羅, P·迪默, T·豪斯 申請(qǐng)人:博格華納公司