[发明专利]用于涡轮增压器的轴承单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮增压器的轴承单元，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体以及布置在轴承壳体内部的轴承盒，其中，在轴承盒的外圆周与轴承壳体之间构造出带有减震的油膜的间隙，并且其中，轴承壳体具有构造用于以油来供应油膜的供应孔。

此外，本发明还涉及一种用于涡轮增压器的轴承单元，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体以及布置在轴承壳体内部的带有轴承外环和支撑环的轴承盒，其中，在轴承外环的外圆周与支撑环之间构造出带有减震的油膜的间隙，并且其中，轴承壳体具有构造用于以油来供应油膜的供应孔。

背景技术

涡轮增压器通常用于使内燃机通过利用废气能量来功率提高。涡轮增压器为此由压缩机和涡轮机构成，它们经由支承在轴承壳体内部的轴彼此相连接。在运行中，涡轮机通过废气流进行旋转且经由轴驱动压缩机，该压缩机吸入并且压缩空气。经压缩的空气被导到发动机中，其中，由于在吸气冲程期间增加的压力使大量空气到达到气缸中。由此，用于燃料燃烧所需的氧气含量相应地增加，从而在每个进气冲程中使更多的氧气到达发动机的燃烧室中。

这引起最大转矩的提高，由此功率输出，也就是说在恒定工作体积下的最大的功率被提高。该提高尤其允许使用带有近似相同尺寸的功率更强的发动机或备选地使得发动机尺寸的减小成为可能，也就是说在较小且较轻的机器的情况下获得相似的功率。

在涡轮增压器运行中，轴在提高的发动机转速的情况下以较高的转速旋转。由于较高的转速，例如由于轴的旋转引起的振动可被传递到轴承和其各个部件上。为了在此将轴承盒与轴承壳体的不期望的接触保持得尽可能小且确保涡轮增压器的无干扰运行，通常使用如下轴承单元，其可通过所谓的挤压油膜使出现的振动衰减。

由DE35 31 313A1公开了一种用于涡轮增压器的轴承设备。该轴承设备包括带有构造成球轴承的轴承的轴承盒。该轴承容纳在衬套中，该衬套又定位在轴承壳体中。在衬套的外周面中以及在轴承壳体的内周面中安设有凹槽，它们一起构成孔。为了将衬套定位在轴承壳体内部设置有构造成销钉的止动元件，其被松动地置入凹槽或者孔中。

虽然通过上述设计方案即使在轴的提高的转速的情况下也可防止被置入的轴承的轴承外环的扭转，然而使用多个所需的单独的轴承部件和与此相联系的成本密集的装配费用不是用于轴承装置或者用于涡轮增压器的持久的解决方案。

发明内容

因此本发明的任务是，说明一种相对现有技术有所改进的用于涡轮增压器的轴承单元，其在低成本且简单的制造的情况下使得轴承的可靠定位以及进而轴在涡轮增压器中的可靠支承成为可能。

根据本发明，本发明的任务通过如下用于涡轮增压器的轴承单元来解决，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体以及布置在轴承壳体内部的轴承盒，其中，在轴承盒的外圆周与轴承壳体之间构造出带有油膜的间隙，并且其中，轴承壳体具有构造用于以油来供应油膜的供应孔。在此作如下设置，即，轴承盒包括滚动轴承，其外部的盒环可自由转动地支承在油膜中。

本发明考虑到使用例如单独的止动元件形式的扭转止动装置由于额外成本和提高的装配费用一直不满足对涡轮轴承或者其轴承单元的改进方案的经济上的要求。额外地将通过在轴转动时的摩擦在涡轮增压器运行中引起的摩擦力矩传递到外部的盒环上，该盒环经由止动元件或者扭转止动装置支撑在轴承壳体上。因此，扭转止动装置传递所谓的机器噪音，这不利地影响轴承装置的部件。总之，由此干扰到轴承盒在轴承壳体内部的自定心，这又可以引起在轴承单元的各个构件之间的不期望的接触。

相应地，本发明认识到取消扭转止动装置或者止动元件原则上可提供如下可能性，即，防止转矩或者机器噪音传递到轴承壳体上。然而在此原则上要考虑到，未止动的轴承盒或者未止动的外部的盒环，例如滑动轴承起作用，在该滑动轴承中在各个构件之间出现较高的摩擦力矩。该摩擦力矩相应地由轴被传递到外部的盒环上且由该盒环传递到轴承壳体上，从而在此同样不能确保轴承盒在轴承壳体内部所需的自定心。

在考虑上述问题的情况下，本发明最终认识到当轴承盒包括其外部的盒环可自由转动地支承在油膜中的滚动轴承时，该问题可非常简单地被排除。

换而言之，外部的盒环经由油膜支撑在壳体上，从而可取消扭转止动装置的使用。

通过滚动轴承与支承在油膜中的外部的盒环的组合可实现轴承盒或者外部的盒环的无锁定的支承。油膜用于支撑外部的盒环且承受由轴传递到外部的盒环上的转矩。因此，外部的盒环的振动通过油膜被衰减，从而不损害与轴承壳体的接触。在此各个轴承部件的相应地由接触引起的磨损可被排除。