[发明专利]旨在用于承受轴向载荷的静止和旋转推力轴承系统的静止推力轴承

说明书

披露了一种静止和旋转推力轴承系统的静止推力轴承，该静止和旋转推力轴承系统旨在用于承受沿着安装在导向轴承中的、尤其是涡轮增压器中的旋转轴的轴线的轴向载荷，所述静止推力轴承是呈凸缘的形式，在该凸缘中形成允许该旋转轴穿过的通孔，并且该凸缘在其面上具有带有结构化区域的衬垫，所述静止推力轴承包括至少两个衬垫组，第一衬垫组(100)具有存在于所述凸缘的面上的第一环中的结构化区域，并且第二衬垫组(110)具有存在于该凸缘的所述面上的与第一环同轴的第二环中的结构化区域，该第二衬垫组在所述开口的轴线的纵向方向上相对于所述第一衬垫组后置。

本发明涉及静止和旋转推力轴承系统的静止推力轴承，尤其用于涡轮增压器、并且特别用于机动车辆。

内燃发动机车辆的用于强制引入氧化剂的回路通常包括涡轮增压器，借助于涡轮增压器，通过压缩空气，可以将更大量的氧化剂(氧气)送到燃烧室的汽缸中，在该燃烧室中这种氧化剂与燃料混合。通常，这种涡轮增压器包括涡轮机叶轮，该涡轮机叶轮由排放气体的能量驱动，并且该涡轮机叶轮安装在与用于进气空气的压缩机叶轮相同的旋转轴上。轴被旋转安装在壳体内部的导向轴承中、在涡轮机叶轮和压缩机叶轮之间。涡轮增压器中的压力变化在轴上产生推力和反推力，从而形成轴向载荷，该轴向载荷可以导致轴(并且在某些情况下其导向轴承)沿其轴线移动。为了防止轴(以及在某些情况下其导向轴承)的任何移动，提供有一种推力轴承系统、以用于承受沿着该轴的轴线的轴向载荷的目的。

已知一种推力轴承系统，该推力轴承系统包括与该轴共同旋转的旋转推力轴承、以及静止推力轴承，该静止推力轴承面向该旋转推力轴承并且该涡轮增压器的轴穿过该静止推力轴承。

该静止推力轴承通常由凸缘形成(总体上圆形的板)，在该凸缘中形成中心开口，涡轮增压器的轴穿过该中心开口，该静止推力轴承包括衬垫组，该衬垫组存在于该板的面上、并且沿着该开口的圆周呈环形。由外部源提供的润滑剂例如经由在容纳该装置的壳体中形成的孔而引入，并且尤其是朝向推力轴承输送。

衬垫的表面被结构化、以便在这个静止推力轴承和旋转推力轴承之间形成润滑剂膜。衬垫的结构化表面借助于诸如肩台和/或凹槽等的凹凸部限定了静止推力轴承和旋转推力轴承的相对的面之间的液压支撑表面。在操作中，这些凹凸部形成可以接收润滑剂的微型储器，润滑剂在由旋转推力轴承的旋转产生的力的作用下扩展为膜。在共同驱动旋转推力轴承的轴的旋转期间，这个润滑膜在推力轴承之间产生力，该力趋于将该旋转推力轴承远离该静止推力轴承移动大约二十微米的量级，这具有促进推力轴承之间的滑动摩擦的作用，同时避免衬垫的表面和相对的旋转推力轴承的表面之间的机械摩擦的作用。

为了使发动机具有高效率，涡轮增压器的轴必须能够以可变速度旋转，并且能够以非常高的速度旋转。涡轮增压器的性能可能会因静止推力轴承和旋转推力轴承的衬垫之间存在摩擦而受损。因此，期望的是减小推力轴承之间的液压支撑表面(也称为支撑表面)，以减少滑动摩擦。然而，支撑表面的这种减小可能导致推力轴承提供存在连续润滑剂膜的能力降低，该润滑剂膜保护该推力轴承免于与另一推力轴承机械接触，该机械接触的结果将是不可修复的损坏。

因此，在所有情况下、并且尤其是在诸如灰尘进入润滑剂中或轴向载荷变化的破坏性事件的情况下，必须能够确保系统在维持润滑剂膜方面的鲁棒性。事实上，例如，润滑剂中的灰尘粒的存在能够将静止推力轴承的衬垫表面擦伤至其被磨损并且推力轴承不再能发挥其作用的程度。同样地，轴向载荷的突然增加能够在推力轴承上产生大的压力而到达使推力轴承机械接触的程度。

本发明旨在解决上述缺点，并且响应对更高性能推力轴承系统的需要。

为此目的，本发明提出静止和旋转推力轴承系统的静止推力轴承，该静止推力轴承系统被设计成用于承受沿着安装在导向轴承中的、尤其是涡轮增压器中的旋转轴的轴线的轴向载荷，所述静止推力轴承是呈凸缘的形式，在该凸缘中形成允许该轴穿过的通孔，该静止推力轴承配备有存在于所述凸缘的面上的衬垫，所述静止推力轴承包括至少两个衬垫组：第一衬垫组，该第一衬垫组存在于所述凸缘的面上；和第二衬垫组，该第二衬垫组存在于该凸缘的所述相同面上，并且在所述开口的轴线的纵向方向上相对于所述第一衬垫组后置。