[发明专利]具有阻尼特征的轴承组件

说明书

技术领域

本文公开的主题一般地涉及用于内燃发动机的涡轮机，并且具体地涉及轴承组件。

背景技术

由排气驱动的涡轮增压器包括承载涡轮轮子和压缩机轮子的旋转轴，其中所述轴通常被一个或多个经润滑的轴承(例如，油润滑的)可旋转地支撑在中心壳体内。在操作期间，来自内燃发动机的排气驱动涡轮增压器的涡轮轮子，其进而驱动压缩机轮子来向内燃发动机推入增压空气。

在操作期间，涡轮增压器的旋转组件可达到超过100,000rpm的旋转速度。为了应付这样的高速度，涡轮增压器中心壳体旋转组件(CHRA)需要平衡和充分的润滑。诸如噪声、振动和声振粗糙度(NVH)以及效率之类的因素也通常是相关的并且必须在可接受的限度内。作为相互关联的示例，振动可以产生噪声并且降低效率。此外，在动态条件下，诸如排气流增加时，轴向推力可在引起CHRA部件之间的接触。接触可导致磨损，其进而可改变平衡，导致噪声，振动等增加并且降低效率。

发明内容

本文描述的各种技术有关于轴承组件，其中例如，一个或多个部件可提供增加的阻尼并因此提供减小的CHRA振动。

附图说明

当结合附图所示的实施例并参考下面的详细描述时，可以得到本文描述的各种方法、装置、组件、系统、布置等等及其等同物的更加完整的理解，附图中：

图1是涡轮增压器和内燃发动机连同控制器的示意图；

图2是涡轮增压器组件的示例的剖视图，其包括具有两个轴承和分隔件的轴承组件；

图3是轴承组件的示例及其部件的示例的一系列视图；

图4是构造成隔开两个轴承的分隔件的示例的一系列视图；

图5是轴承和分隔件的示例的一系列视图；

图6是分隔件和弹簧子组件的示例的一系列视图；

图7是轴承组件的剖视图，其示出了两个阻尼机构；并且

图8是一种方法的方框图，该方法包括使用润滑剂膜来阻尼振动。

具体实施方式

本文描述了多种涡轮增压器轴承组件。例如，涡轮增压器轴承组件可包括构造成隔开两个涡轮增压器轴承的分隔件。这种分隔件可构造为环形体，其限定中心通孔并且其包括轴向端面、相对轴向端面、构造成将润滑剂导向轴向端面的润滑剂通道以及构造成将润滑剂导向相对轴向端面的润滑剂通道。这种润滑剂通道可提供沿着轴向端面形成的润滑剂膜以帮助进行阻尼。进一步地，弹簧可布置在分隔件的中心通孔中。例如，波形弹簧可以具有超过分隔件长度的非压缩长度，使得波形弹簧可对一个或多个与分隔件相邻布置的轴承进行加载。组合起来，润滑剂膜和弹簧加载可阻尼在涡轮增压器操作期间出现的CHRA力。

在各种示例中，分隔件可包括位于轴向端面处的一个或多个润滑剂槽。例如，分隔件可包括环形压缩机端槽和环形涡轮端槽，其可以是对称的或不对称的(例如，在一端或与另一端相比的一端)。在特征的替代布置的示例中，分隔件可包括将润滑剂导向轴承的轴向端面的一个或多个润滑剂槽的润滑剂通道(例如，润滑剂歧管等)。在前述的示例中，可在分隔件以及一个或多个轴承之间形成润滑剂膜。

对于具有阻尼特征的轴承组件的示例的试验表明CHRA振动可被减小。特别地，在具有润滑剂通道的分隔件和弹簧布置在两个滚珠轴承套筒(cartridge)之间的情况下，弹簧和润滑剂作用在滚珠轴承的外滚道上以处理轴向推力(例如，指向压缩机或指向涡轮)。对耐久性和性能的评估证明了益处。进一步的益处包括CHRA振动测试的增大的总通过量和平衡(例如，使用振动分类设备或VSR)。关于平衡，VSR机器通过以高速操作CHRA来提供动态不平衡的测量。典型的修正包括改变组件位置或从压缩机轮子(例如，压缩机轮子、端螺母等)移除金属以实现可接受的平衡。在润滑剂膜和弹簧加载提供了增加的阻尼的情况下，某些振动可从动态不平衡测量中去除，这可允许改进的组件平衡。最后，对于涡轮增压的客车，乘客环境条件可以得到改善(例如，减小NVH)。

下面描述涡轮增压的发动机系统的示例，随后是部件、组件、方法等的各种示例。

涡轮增压器常常用于增大内燃发动机的输出。参见图1，常规系统100包括内燃发动机110和涡轮增压器120。内燃发动机110包括发动机缸体118，发动机缸体118容纳一个或多个燃烧室，其操作性地驱动轴112(例如经由活塞)。如图1所示，进气端口114为空气提供流向发动机缸体118的流动路径，而排气端口116为排气提供从发动机缸体118流出的流动路径。