[发明专利]一种带有泄油孔的浮动轴承

说明书

本发明公开了一种带有泄油孔的浮动轴承，包括泄油孔和径向油孔，所述泄油孔与浮动轴承轴线成一定角度设置，所述泄油孔一端通向所述浮动轴承端面，另一端通向所述浮动轴承内圆柱面，所述径向油孔沿径向设置且通向所述浮动轴承内表面，所述泄油孔与所述径向油孔不相通，所述泄油孔与所述浮动轴承外表面不相通。该带有泄油孔的浮动轴承，能够有效地降低轴承系统的振动，降低轴承系统振动产生的噪声，降低轴承系统运行时的温度，并提高浮动轴承寿命。

技术领域

本发明涉及涡轮增压器浮动轴承领域，尤其涉及一种带有泄油孔的浮动轴承。

背景技术

涡轮增压器技术可以有效地提高发动机的功率密度、降低整车重量、改善燃油经济性，对汽车的节能减排起到重要作用。随着能源问题日益紧迫和排放法规的加严，涡轮增压器技术逐渐得到大规模普及。车用发动机在动力性、经济性、废气排放以及噪声等方面要求的不断提高，对涡轮增压器技术提出了更高的挑战。

由于涡轮增压器的转速极高，目前主要采用浮动轴承。现有的典型的轴承系统布置如图1所示，两个浮动轴承放置在中间体中，用于支撑整个转子。旋转的转子系统包括涡轮、压叶轮、主轴、以及其他用于轴向定位的辅助零件包括轴承体。图1中的箭头表示润滑油的流动方向，在增压器转动时，润滑油的动压力会在浮动轴承的内外侧间隙分别形成油膜，以支撑转子系统。

目前市场上大多的增压器使用的浮动轴承如图3、图4和图5所示，浮动轴承的上有几个径向油孔(图3、图4、图5例中为6个)，从中间体油孔流进来的润滑油沿径向油孔流入浮动轴承的内侧间隙，形成内油膜。润滑油的流动路径如图2中的箭头所示。

浮动轴承与主轴的配合如图6所示，A-A方向的视图如图7所示，B-B方向的剖视图如图8所示。浮动轴承与主轴之间的润滑油会形成油膜支撑转子系统。

当主轴旋转时(图7、图8中为逆时针旋转，实际情况也可能是顺时针旋转)，主轴的轴线与浮动轴承的轴线会产生一定程度的偏心。浮动轴承的内油膜存在一侧较小的间隙和一侧较大的间隙，由此主轴与浮动轴承之间的油膜分为两部分：沿旋转方向厚度逐渐减小的收敛楔(图7和图8左下侧)和沿旋转方向厚度逐渐增大的发散楔(图7和图8右上侧)。但在不同间隙处的润滑油周向的流动速度基本相同，因此通过油膜间隙较小一侧的截面的润滑油流量大于油膜间隙较大一侧的截面的润滑油流量。最终导致收敛楔区域的润滑油增多，发散楔区域的润滑油减少，推动主轴在沿主轴的轴线自转的同时，绕着浮动轴承的轴线公转，这种现象在滑动轴承中称为油膜涡动。油膜涡动问题会产生噪声问题，严重时甚至破坏轴承系统的稳定性。

由于浮动轴承系统的特性，其在工作时会产生油膜涡动，进而会引发噪声问题，严重时甚至破坏轴承系统的稳定性。

为了解决油膜涡动产生的振动和噪声问题，各厂家提出了不同的解决方案。

如专利号CN104583620A所述的技术方案一，通过改变主轴表面与轴承孔的间隙量，使转子在低转速产生定心效果并抑制高转速的摩擦阻力上升，从而降低噪声。

如专利号CN105940229A所述的技术方案二，在轴承外表面开周向蓄油槽，通过改变润滑油的静压分布，抑制转子的不稳定振动。

现有的技术，或者采用基本的轴承系统，不针对油膜涡动问题做出改进，或者采用上述的几个方案：如专利号CN104583620A所述的技术方案一，轴承内孔的轮廓控制在μm级别，势必大幅提高零件加工成本，同时其对振动的改进效果亦不明显；如专利号CN105940229A所述的技术方案二，没有直接改进油膜涡动产生的振动，转而抑制振动向轴承体的传导，虽然对传递到整车的振动和噪声有所改善，但没有从根本上解决转子系统的振动问题。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种带有泄油孔的浮动轴承，能够有效地降低轴承系统的振动，降低轴承系统振动产生的噪声，降低轴承系统运行时的温度，并提高浮动轴承寿命。

发明内容