[实用新型]一种使用滚珠全浮动轴承的涡轮增压

说明书

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器领域，特别是涉及一种使用滚珠全浮动轴承的涡轮增压。

背景技术

涡轮增压器依靠发动机排出的废气推动，不进工作温度高，而且转子的转速也极高，可达二十几万转，常见的滚针或滚珠轴承无法满足如此高的转速要求。因此目前废气涡轮增压器普遍采用全浮轴承，由发动机机油来进行润滑和冷却，全浮式轴承即轴与轴套之间一定径向间隙，全靠一定压力的润滑油将转子浮起。增压器的转子支承是采用内支撑形式，全浮式轴在位于两叶轮之间的中间体内，通常有两个浮动轴承在两端支撑，转子的轴向力靠止推轴承面来承受。全浮动轴承结构的增压器有一个缺点，就是增压的滞后性，造成这种情况的原因是由于增压器转子的惯性及摩擦力作用是的其对车辆油门骤时变化反应迟缓，从而使发动机延迟增加功率，具体体现在突然加速或超车时，瞬间会有提不上劲的感觉，同时由于浮动轴承的摩擦较大，使用寿命短，且对润滑机油的要求高。

由于市场对乘用车的提速性有相当的需求，对针对增压器的迟滞问题，目前行业认为采用滚珠轴承技术是最有效途径之一。其实，滚珠轴承增压器早已在高性能运动型汽车上已经广泛应用，并且增压器的迟滞性得到明显的改善，但是由于滚珠轴承的增压器转速低，最高只能达到十几万转，无法达到现有全浮轴承的二十几万转的要求(超速试验要求已达到三十多万转/min)；滚珠轴承结构复杂，成本高，寿命大概只有现有全浮轴承增压器寿命的20％-40％；另外，滚珠轴承达到十几万转后，其实已经接近于浮动轴承的状态(由油膜支承转轴，而不是滚珠的滚动)；根据公开的石川岛播磨公司的论文“用悬浮式滚动轴承延长涡轮增压器寿命”中的试验，基于一台汽油机发动机，在全负荷状况下测量了稳态扭矩和增加的压力，结果表明，接近怠速的扭矩提高了10％。但相对于全浮轴承增压器，滚轴轴承增压器的优势主要是在增压器全转速的前半阶段。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使用滚珠全浮动轴承的涡轮增压，采用结构新颖的滚珠全浮动轴承来代替原来的全浮动轴承，可明显减小增压器的迟滞性，效率较高，提高了增压器的可靠性和寿命，结构简单可靠，研发成本低，装配工艺简单；匹配应用简单，成本相对较低，可以较快向市场推广应用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种使用滚珠全浮动轴承的涡轮增压器，包括增压器壳体和转轴，所述的转轴从增压器壳体内部穿过与两端的涡轮叶轮相连，所述的转轴的中部通过轴向布置的若干个滚珠全浮动轴承与增压器壳体相连，所述的滚珠全浮动轴承包括轴承本体和弹簧圈，所述的轴承本体的侧壁上沿着轴向布置有至少一圈通孔，每圈通孔由若干个绕着圆周均匀布置的通孔组成，每圈通孔中至少有三个均匀布置的通孔中布置有沿着轴承本体径向移动的滚珠，所述的轴承本体上与每圈通孔相对应的位置布置有环槽，该环槽内安装有与滚珠相接触的弹簧圈。

作为优选，所述的弹簧圈包括弹簧半环，所述的弹簧半环有两条，其两端分别在不同的端面沿着径向圆弧开有插接缺口，两条弹簧半环上的插接缺口相对应的相互插接组成一个完整的弹簧圈。

作为对上述优选方法的补充说明，所述的弹簧半环的圆弧开口角度为140°，所述的弹簧半环上的插接缺口的圆心角为40°。

作为另一种优选，所述的弹簧圈为一端开口的C形弹簧圈。

进一步的，所述的滚珠全浮动轴承的安装位置与增压器壳体内的油道相对应。

进一步的，所述的滚珠全浮动轴承有两个，两个滚珠全浮动轴承之间通过轴向布置的轴套限位。

进一步的，所述的增压器壳体的一端安装有轴承限位端盖。

有益效果：本实用新型涉及一种使用滚珠全浮动轴承的涡轮增压，采用结构新颖的滚珠全浮动轴承来代替原来的全浮动轴承，安装方便，当滚珠全浮动轴承在静止或低速时，滚珠在弹簧圈的径向束缚力作用下与转轴紧接触，此时轴承与转轴间相当于滚珠轴承；当滚珠全浮动轴承转速超过一定转速时，滚珠的离心力作用于弹簧圈，使弹簧圈沿径向扩大，滚珠随之与转轴分离，此时滚珠全浮动轴承相当于全浮动轴承，部分实现了对转轴的动态控制，明显提高了转轴稳定性，摩擦阻力小，轴承效率提高，减小了高转运转阻力；滚珠全浮轴承结构体积与现有全浮轴承基本相同，可直接或微改现有全浮轴承涡轮增压器的中间体平台即可，装配工艺简单；对于不同要求的增压器轴承系统，滚珠全浮轴承两种状态的转速分界点亦不同。根据转速分界点的转速，可以确定此时滚珠的离心力，从而得到弹簧圈对滚珠的径向束缚力。一般情况下，滚珠轴承为标准件，只需要对弹簧圈的弹力设计进行微调即可；可明显减小增压器的迟滞性；增压器效率较高；提高了增压器的可靠性和寿命。