技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于
涡轮增压器的转子。
背景技术
[0002] 如今,在
涡轮增压器中,使用多个不同的部件来轴向安装转子轴并相对于
定子密封转子轴。
[0003] 图1中示出了涡轮增压器的已知转子的第一示例性
实施例。该转子具有转子轴10。后者被引导通过
轴承壳体13,该轴承壳体13具有
润滑油供应14、
径向轴承15a和轴向轴承
15b,并且继续进入
压缩机壳体中。压缩机轮11被固定在转子轴10上。在轴承壳体13和后壁
12之间的过渡区域中,所述转子轴具有用作轴向止挡的台阶16。
[0004] 此外,在转子轴10上沿后壁12的方向设置有设计为环形盘的轴承套环5。间隔套筒6在后壁12的方向上邻近轴承套环5布置。油转移环2在后壁12的方向上邻接间隔套筒6。在所述油转移环附近设有密封衬套1,密封环插入到其中。
[0005] 图2中示出了涡轮增压器的已知转子的第二示例性实施例。该转子还具有转子轴10。后者被引导通过轴承壳体13,该轴承壳体13具有润滑油供应14、径向轴承15a和轴向轴承15b,并且继续进入压缩机壳体中。压缩机轮11被固定在转子轴10上。在轴承壳体13和后壁12之间的过渡区域中,所述转子轴具有用作轴向止挡的台阶16。
[0006] 此外,在后壁12的方向上在转子轴10上设置有轴承套环3,该轴承套环与间隔套筒一起实现为单个整体部件。油转移环2在后壁12的方向上邻接所述部件3。在所述油转移环附近设有密封衬套1,密封环插入到其中。
[0007] 图3中示出了涡轮增压器的已知转子的第三示例性实施例。该转子还具有转子轴10。后者被引导通过轴承壳体13,该轴承壳体13具有润滑油供应14、径向轴承15a和轴向轴承15b,并且继续进入压缩机壳体中。压缩机轮11被固定在转子轴10上。在轴承壳体13和后壁12之间的过渡区域中,所述转子轴具有用作轴向止挡的台阶16。
[0008] 此外,在转子轴10上沿后壁12的方向设置有设计为盘的轴承套环5。在后壁12的方向上,与轴承套环5相邻地布置有单件式的组合衬套4,其结合了间隔套筒、油转移环和密封衬套的功能。密封环插入密封衬套中。
[0009] 在所述已知转子的组装过程中,各个部件必须从压缩机侧通过
螺纹连接到转子轴上。在将此各个部件通过
螺纹连接到转子轴上之后,在通过轴
螺母将部件拧紧的过程中,转子轴由于部件从其理想形状的几何偏差而弯曲,这关于部件的端面的平行度。这导致整个转子组件的初始
不平衡增加,该转子组件还包括压缩机轮和
涡轮机轮。此外,还存在这样的
风险,即由于所提及的部件的所述几何形状不精确,所述部件在涡轮增压器的运行期间不期望地移位。这导致不平衡的改变,又导致转子轴的轴承的负荷增加以及涡轮增压器的声音明显。
[0010] 迄今为止,已经尝试在中心孔的平行度和垂直度方面高度精确地制造所述部件的端面,以便在拧紧轴螺母期间将轴的弯曲保持最小,并且此外使得所述部件彼此更好地靠在一起,并且它们相对于彼此并且相对于转子轴的运动被最小化。然而,这种高度精确的制造涉及高昂的个体成本。
[0011] 解决
现有技术中上述问题的另一种方法是减少交叉的数量。这样的一个示例是使用组合衬套,如上面已参考图3所描述的。然而,这种类型的组合衬套制造起来又非常复杂。由于部件直径的巨大差异,排屑或
车削非常耗时且耗材。此外,在表面
质量和表面形状方面,以所需的高
精度来提供运行表面朝向轴向轴承的端面是困难且昂贵的。例如,用于轴向轴承的运行表面不能被
研磨,并且仅在不对相应部件的其他周围区域产生负面影响的情况下很难被
表面处理(涂覆,硬化,压花等)。
发明内容
[0012] 本发明的目的是提出一种用于涡轮增压器的转子,在该涡轮增压器的转子中,不会发生上述问题。
[0013] 该目的通过具有
权利要求1所详细说明的特征的转子来实现。本发明的有利的改善和发展在
从属权利要求中详细说明。
[0014] 在本发明中,一种用于涡轮增压器的转子具有转子轴、承载套筒、油转移环和轴承套环,其中,油转移环布置在承载套筒上并且在径向方向上与转子轴间隔开。
[0015] 根据本发明的一个实施例,承载套筒为密封衬套,其中,油转移环布置在密封衬套上。油转移环优选地被压到密封衬套上。
[0016] 根据本发明的一个实施例,密封衬套具有台阶,油转移环被压到该台阶上。根据该实施例的发展,在密封衬套的台阶上还布置有轴承套环。
[0017] 根据本发明的另一实施例,轴承套环在转子轴的轴向方向上邻近于密封衬套布置。
[0018] 根据本发明的另一实施例,密封衬套具有另一台阶,在该台阶上布置有轴承套环。
[0019] 转子的轴承套环优选地被设计为环形盘。
[0020] 根据本发明的另一实施例,在所述承载套筒上布置有密封衬套。该另一实施例的有利的发展在于,该油转移环在转子轴的轴向方向上与密封衬套相邻地布置在该承载套筒上。
[0021] 根据本发明的一个实施例,在承载套筒上布置有与密封衬套间隔开的轴承套环。
[0022] 本发明的另一实施例在于,轴密封环布置在承载套筒上。该另一实施例的发展在于,该油转移环也布置在该承载套筒上。在这里油转移环可以通过轴密封环中的一个
接触。此外,在承载套筒上可以布置与油转移环间隔开的轴承套环。对此替代地,轴承套环可以布置在转子轴上与承载套筒相邻。
[0023] 根据本发明的减少直接连接到轴组件内的转子轴的部件的数量利用了减少交叉数量的优点。首先,减少了安装过程中转子轴的弯曲和轴螺母的拧紧。此外,在转子的操作期间,转子的各个部件相对于彼此以及相对于转子轴的运动被最小化。
[0024] 本发明的另一个优点在于,可以以明显更低的排屑体积来制造密封衬套。还简化了通过另一种方法的制造,例如通过研磨或压缩以及随后的再研磨。
[0025] 本发明的另一优点在于,首先可以以成本效率以及高精度,即仅在形状上产生很小的偏差并且通过专用于该轴向轴承的运行盘的加工操作来制造用作轴向轴承的运行点的轴承套环。此外,用于轴承套环的材料可以与密封衬套的材料不同。在这种情况下,也可以通过有针对性地协调轴承套环的材料来优化轴向安装的功能。还可以单独地硬化轴承套环或以一些其他方式处理其表面,例如在涂覆或压花所述表面或在其中引入微观结构。此外,可以单独地硬化油转移环或以一些其他方式处理其表面,例如涂覆或压花所述表面或在其中引入微观结构。
[0026] 在使用相同的密封衬套时,可以提供不同几何形状的油转移环。
[0027] 可以从两侧安装
活塞环,并且因此简化了该安装。
[0028] 轴组件的各个部件可以以
力配合、形状配合或整体结合的方式彼此连接,优选地彼此压制、钎焊、
焊接、粘接、
铆接或拧紧。
附图说明
[0029] 下面将参考图4至13更详细地说明本发明的示例性实施例。在附图中:图4示出了用于说明本发明的第一示例性实施例的截面图,
图5为密封衬套的透视图,
图6示出了密封衬套的图示,其中油转移环压在该密封衬套上,
图7示出了密封衬套的另一图示,油转移环压在该密封衬套上,
图8示出了用于说明本发明的第二示例性实施例的截面图,
图9示出了用于说明本发明的第三示例性实施例的截面图,
图10示出了用于说明本发明的第四示例性实施例的截面图,
图11示出了用于说明本发明的第五示例性实施例的截面图,
图12示出了用于说明本发明的第六示例性实施例的截面图,
图13示出了图12中所示的示例性实施例的进一步图示。
具体实施方式
[0030] 在本发明中,一种用于涡轮增压器的转子具有转子轴、承载套筒、油转移环和轴承套环,其中,油转移环布置在承载套筒上并且在径向方向上与转子轴间隔开。
[0031] 图4示出了用于说明本发明的第一示例性实施例的截面图。
[0032] 图4中所示的转子具有转子轴10。后者被引导通过轴承壳体13,该轴承壳体13具有润滑油供应14、径向轴承15a和轴向轴承15b,并且继续进入压缩机壳体中。压缩机轮11被固定在转子轴10上。在轴承壳体13和后壁12之间的过渡区域中,所述转子轴具有用作轴向止挡的台阶16。
[0033] 此外,在转子轴10上沿后壁12的方向设置有设计为环形盘的轴承套环5。在后壁12的方向上与轴承套环5相邻地布置有实现为密封衬套7的承载套筒。在所述密封衬套7上布置有油转移环7a,密封环插入到其中,所述油转移环优选地被压到密封衬套7的台阶上。油转移环7a通过密封衬套与转子轴10间隔开,并且因此不与转子轴10直接接触。从而减少了由转子轴直接接触的部件的数量。减少交叉数量的优点在于,在安装转子期间,在拧紧轴螺母时,转子轴的弯曲减小,并且在于,在涡轮增压器的运行期间,转子组件的部件相对于彼此以及相对于转子轴的运动减小了。
[0034] 图5示出了图4所示的密封衬套7的透视图。所述密封衬套具有环形形成的加宽部分,其径向向
外延伸并形成用于一个或多个环形密封元件、例如
活塞环的容纳部。在轴向方向上与密封元件容纳部相邻地设有用于油转移环7a的接收台阶。密封衬套的外径在所述接收台阶的区域中为恒定的。所述密封衬套的轴承壳体侧的端部区域邻接用于油转移环的所述接收台阶,在该端部区域中,所述密封衬套的外径连续减小。这便于安装。该直径也可以为恒定的。
[0035] 图6示出了密封衬套7的图示,其中油转移环7a被压在该密封衬套上,并且轴承套环5在轴向方向上与密封衬套7相邻。
[0036] 图7示出了密封衬套7的另一图示,其中油转移环7a被压在该密封衬套上,并且轴承套环5在轴向方向上与该密封衬套相邻。箭头P1示出了力通量锥,箭头P2示出了接触表面的减小以最小化
角度误差,箭头P3示出了松配合,箭头P4优选地为
过盈配合,以及箭头P5示出了接触表面的减小,以便最小化角度误差。
[0037] 图8示出了用于说明本发明的第二示例性实施例的截面图。
[0038] 在该第二示例性实施例中,如在第一示例性实施例中一样,承载套筒被实现为密封衬套7,该密封衬套7具有一个或多个用于分别接收一个活塞环的接收区域或接收凹槽。此外,在该示例性实施例中,也将油转移环7a布置在密封衬套7上,优选地将其压到该密封衬套上,并通过所述密封衬套与转子轴间隔开。此外,在该第二示例性实施例中,轴承套环5也布置在密封衬套7上,并且因此通过密封衬套与转子轴间隔开。在该第二示例性实施例中,油转移环7a和轴承套环5位于与密封衬套7的相同接收台阶上。密封衬套的外径在所述接收台阶的整个区域中大致恒定。在此,也可以考虑在接收台阶的整个长度上或在接收台阶的一部分上的锥。
[0039] 图9示出了本发明的第三示例性实施例的截面图。该第三示例性实施例与图8中所示的第二示例性实施例的不同之处仅在于,密封衬套7具有第二接收台阶,轴承套环5
定位在该第二接收台阶上。
[0040] 图10示出了本发明的第四示例性实施例的截面图。这与上述示例性实施例的不同之处在于,密封衬套1不形成承载套筒,而是布置在所述承载套筒8上,并且因此通过承载套筒与所述转子轴间隔开。密封衬套1具有以常规方式用于密封环的接收凹槽。油转移环7a位于与密封衬套1相邻的承载套筒8上。在所示的示例性实施例中,所述油转移环直接与密封衬套1接触。此外,在承载套筒8上布置有轴承套环5。因此,所述轴承套环也通过承载套筒8与转子轴间隔开。因此,在该示例性实施例中,仅承载套筒8与转子轴直接接触。
[0041] 图11示出了本发明的第五示例性实施例的截面图。该示例性实施例与图10中所示的示例性实施例的不同之处在于,代替密封衬套,总共两个或更多个用于轴密封环的运行盘9被定位在承载套筒8上。此外,油转移环7a位于与图11中右侧的运行盘9相邻的承载套筒8上。在所示的示例性实施例中,所述油转移环直接与右侧的运行盘9接触。此外,在承载套筒8上布置有轴承套环5。因此,所述轴承套环也通过承载套筒8与转子轴间隔开。因此,在该示例性实施例中,也仅承载套筒8与转子轴直接接触。
[0042] 图12示出了本发明的第六示例性实施例的截面图。
[0043] 图12中所示的转子具有转子轴10。后者被引导通过轴承壳体13,该轴承壳体13具有润滑油供应14、径向轴承15a和轴向轴承15b,并且继续进入压缩机壳体中。压缩机轮11被固定在转子轴10上。在轴承壳体13和后壁12之间的过渡区域中,所述转子轴具有用作轴向止挡的台阶16。
[0044] 此外,在转子轴10上沿压缩机壳体12的方向设置有设计为环形盘的轴承套环5。在压缩机壳体的方向上,在轴承套环5附近布置有承载套筒8。在所述承载套筒8上布置有密封衬套1,密封环插入该密封衬套中。因此密封衬套1通过承载套筒8与转子轴间隔开。此外,油转移环7a布置在与密封衬套1相邻的承载套筒8上。所述油转移环位于承载套筒8的台阶上。油转移环7a通过承载套筒8与转子轴10间隔开,并且因此不与转子轴10直接接触。因此由转子轴直接接触的部件数量减少到两个。在该示例性实施例中,减少交叉数量的优点还在于,在安装转子期间,当拧紧轴螺母时,转子轴的弯曲减小,并且在于,在涡轮增压器的运行期间,转子组件的部件相对于彼此的运动减小了。
[0045] 图13示出了在图12中示出的示例性实施例的另一图示,并且其中以放大形式示出了承载套筒8、密封衬套1、油转移环7a和紧靠承载套筒8定位的轴承套环5。
[0046] 在上述所有示例性实施例中,保持很少的由转子轴直接接触的部件的数量。在每种情况下都提供了由转子轴直接接触的承载套筒。所述承载套筒可以为密封衬套,在该密封衬套上定位有油转移环。此外,轴承套环同样被定位在密封衬套上或者紧靠密封衬套布置。替代于此,密封衬套也可以布置在承载套筒上。在该替代方案中,油转移环同样布置在承载套筒上。此外,同样在该替代方案中,轴承套环同样被布置在承载套筒上,或者在轴向方向上紧靠承载套筒定位。
[0047] 在所有上述示例性实施例中,油转移环7a可具有在其微观结构上被压花、涂覆、硬化或改变的表面。
[0048] 此外,轴承套环还可具有在其微观结构上被压花、涂覆、硬化或改变的表面。
[0049] 此外,可以通过成型以及通过附加的研磨工艺来制造承载套筒。