涡轮增压器轴承体组件
阅读：128发布：2021-06-12
专利汇可以提供涡轮增压器轴承体组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且涡轮 增压 器 轴承 体组件，轴承体上设有进油孔、主导油孔、压气端导油斜孔、涡轮端导油斜孔、压气端 浮动轴承 孔、涡轮端浮动轴承孔、主油腔及出油孔。在轴承体涡轮端设置有一个独立的冷却油腔，冷却油腔贯穿轴承体涡轮端的上下结构。在主导油孔的涡轮端设置有一个喷油孔，喷油孔与独立的冷却油腔相通。在独立的冷却油腔靠近出油孔的底部设有一个 润滑油 泄压孔，泄压孔与主油腔相通，便于及时将冷却油腔内的润滑油排至主油腔。，下面是涡轮增压器轴承体组件专利的具体信息内容。
1.涡轮增压器轴承体组件，轴承体上设有进油孔、主导油孔、压气端导油斜孔、涡轮端导油斜孔、压气端浮动轴承孔、涡轮端浮动轴承孔、主油腔及出油孔，进油孔和主导油孔相通，压气端导油斜孔的一端及涡轮端导油斜孔的一端分别与主导油孔相通，压气端导油斜孔的另一端及涡轮端导油斜孔的另一端分别与压气端浮动轴承孔及涡轮端浮动轴承孔相通，压气端浮动轴承孔及涡轮端浮动轴承孔分别与主油腔相通，出油孔设在主油腔的底部，并与主油腔相通；其特征是：
在轴承体涡轮端设置有一个独立的冷却油腔，冷却油腔贯穿轴承体涡轮端的上下结构；
在主导油孔的涡轮端设置有一个喷油孔，喷油孔与独立的冷却油腔相通；
在独立的冷却油腔靠近出油孔的底部设有一个润滑油泄压孔，泄压孔与主油腔相通。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器轴承体组件，其特征是：喷油孔的直径D2小于主导油孔2的直径D1，D1与D2的比例为1：0.2～0.4。
3.如权利要求1或2所述的涡轮增压器轴承体组件，其特征是：泄压孔的直径D3等于或大于喷油孔的直径D2，D2与D3的比例为1：1～1.1。
4.如权利要求1或2所述的涡轮增压器轴承体组件，其特征是：泄压孔上加工有内螺纹，泄压孔上设有一个单向阀，单向阀与泄压孔采用螺纹连接。
涡轮增压器轴承体组件
技术领域
背景技术
[0002] 随着内燃机强化程度的不断提高以及排放标准的日益严格，涡轮增压技术成为提高内燃机经济型、动力性以及排放标准最为关键的措施之一。随着柴油以及气体机涡轮增压技术的发展，其承受的废气温度也不断提高，由于密封环和轴承系统是涡轮增压器结构中的薄弱环节，其对增压器的可靠性，甚至是工作效率都有十分重要的影响。
[0003] 现有的涡轮增压器轴承体如附图5所示，轴承体上设有进油孔1、主导油孔2、压气端导油斜孔3、涡轮端导油斜孔4、压气端浮动轴承孔5、涡轮端浮动轴承孔6、主油腔7及出油孔8，进油孔1和主导油孔2相通，压气端导油斜孔3的一端及涡轮端导油斜孔4的一端分别与主导油孔2相通，压气端导油斜孔3的另一端及涡轮端导油斜孔4的另一端分别与压气端浮动轴承孔5及涡轮端浮动轴承孔6相通，压气端浮动轴承孔5及涡轮端浮动轴承孔6分别与主油腔7相通，出油孔8设在主油腔7的底部，并与主油腔7相通。
[0005] 由于涡轮增压器在工作时产生高温，轴承体上涡轮端密封环档台处以及轴承体上涡轮端浮动轴承座的温度很大程度决定了涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承的使用寿命。涡轮端密封环档台处温度过高会导致涡轮端密封环丧失弹性，从而引起增压器漏气、漏油；涡轮端浮动轴承座的温度过高会引起润滑效果下降以及润滑油结焦，进而导致涡轮端浮动轴承磨损过大以及失效。现有的涡轮增压器轴承体不能很好的解决上述问题。
[0006] 为了有效降低涡轮增压器涡轮端密封环以及涡轮端浮动轴承的温度，人们进行了广泛的研究。中国专利ZL201320805367.1公开了一种“涡轮增压器水冷轴承体”，该轴承体上设有冷却水腔，通过冷却水腔的冷却水配合润滑油冷却，该结构可有效减低增压器涡轮端密封环与涡轮端浮动轴承的温度，但该结构需要引入外界冷却介质水、增加发动机外围安装、结构与装配复杂、成本较高，影响其在涡轮增压器上的广泛应用。中国专利ZL201420476584.5公开了一种“涡轮增压器轴承体”，该轴承体设有喷油孔，通过喷油孔喷冷却油强制冷却涡轮端的轴承体，此结构可以一定程度降低涡轮端密封环的温度，但此结构冷却效果有限，且该结构存在发动机停车后，无法有效减轻热倒流导致涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承出现“回热现象”，增压器的可靠性受到影响。
发明内容
[0007] 本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种能够提高冷却效果的涡轮增压器轴承体组件。
[0008] 本发明的技术方案是：涡轮增压器轴承体组件，轴承体上设有进油孔、主导油孔、压气端导油斜孔、涡轮端导油斜孔、压气端浮动轴承孔、涡轮端浮动轴承孔、主油腔及出油孔，进油孔和主导油孔相通，压气端导油斜孔的一端及涡轮端导油斜孔的一端分别与主导油孔相通，压气端导油斜孔的另一端及涡轮端导油斜孔的另一端分别与压气端浮动轴承孔及涡轮端浮动轴承孔相通，压气端浮动轴承孔及涡轮端浮动轴承孔分别与主油腔相通，出油孔设在主油腔的底部，并与主油腔相通。
[0009] 在轴承体涡轮端设置有一个独立的冷却油腔，冷却油腔贯穿轴承体涡轮端的上下结构。
[0010] 在主导油孔的涡轮端设置有一个喷油孔，喷油孔与独立的冷却油腔相通，喷油孔的直径D2小于主导油孔2的直径D1，D1与D2的比例为1：0.2～0.4。
[0011] 在轴承体涡轮冷却油腔靠近出油孔的底部设有一个润滑油泄压孔，泄压孔与主油腔相通，便于及时将冷却油腔内的润滑油排至主油腔，其中泄压孔的直径D3等于或大于喷油孔的直径D2，D2与D3的比例为1：1～1.1。
[0012] 当发动机开始工作时，润滑油自进油口进入主导油孔，进入主导油孔内的一部分润滑油通过压气端导油斜孔、涡轮端导油斜孔直接对压气端浮动轴承、涡轮端浮动轴承及涡端密封环进行冷却。一部分润滑油通过喷油孔进入冷却油腔，由于喷油孔处润滑油具有一定的压力，进入冷却油腔的润滑油流量大于经泄压孔排至主油腔的润滑油流量，冷却油腔处于储蓄润滑油的过程。
[0013] 当发动机正常工作时，润滑油会逐步填满冷却油腔，冷却油腔储存的润滑油能效降低轴承体涡轮端密封环工作温度，使的涡轮密封环能够稳定地工作。此时自喷油孔进入冷却油腔的润滑油的流量与经泄压孔排至主油腔的润滑油的流量达到平衡，保证冷却油腔处于满腔储油状态，同时避免高负荷润滑油对涡轮端密封环以及涡轮端浮动轴承的影响。
[0014] 当发动机停车时，机油泵停止供油，此时储存在冷却油腔的润滑油一部分会经喷油孔倒流入主导油孔，通过压气端导油斜孔、涡轮端导油斜孔继续润滑和冷却两个浮动轴承，降低浮动轴承与转子轴间的干磨以及转子轴间的热负荷现象；同时由于喷油孔停止往冷却油腔喷油，以及润滑油具有一定的黏度，会导致泄压孔排油的速率大大降低，冷却油腔中的润滑油处于一个缓慢递减的过程，残留在冷却油腔的润滑油仍会继续冷却轴承体涡轮端，降低热倒流导致涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承出现温升现象。
[0016] 采用单向阀的涡轮增压器轴承体组件冷却过程如下：当发动机开始工作时，润滑油自进油口进入主导油孔，进入主导油孔内的一部分润滑油通过压气端导油斜孔、涡轮端导油斜孔直接对压气端浮动轴承、涡轮端浮动轴承及涡端密封环进行冷却。一部分润滑油通过喷油孔进入冷却油腔，此时单向阀处于关闭状态。
[0017] 当发动机正常工作时，润滑油会逐步填满冷却油腔，冷却油腔储存的润滑油能效降低轴承体涡端密封环工作温度，保证涡端密封环能够稳定地工作。当冷却油腔被润滑油注满并达到一定压力时，单向阀及时打开，将冷却油腔内的高温高压润滑油排出至主油腔，同时，润滑油继续从喷油孔进入冷却油腔，避免高负荷润滑油对涡轮端密封环以及涡轮端浮动轴承产生影响。
[0018] 当发动机停车时，机油泵停止供油，单向阀及时关闭，此时储存在冷却油腔的润滑油还存有压力，一部分润滑油会经喷油孔倒流入主导油孔，通过压气端导油斜孔、涡轮端导油斜孔继续润滑和冷却两个浮动轴承，一直到转子轴停止转动，避免浮动轴承与转子轴间的干磨以及转子轴因热负荷而积碳；同时冷却油腔余下的润滑油会继续冷却轴承体涡轮端，避免因热倒流导致涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承出现温升过高，保证涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承处于正常的工况。
[0019] 本发明与现有技术相比具有如下特点：本发明提供的涡轮增压器轴承体组件在轴承体涡轮端设置有一个独立的冷却油腔，润滑油通过冷却油腔对轴承体涡轮端进行冷却，有效降低了涡轮端的温度。
[0020] 以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
[0021] 附图1为本发明提供的涡轮增压器轴承体组件结构示意图；附图2为本发明提供的加有单向阀的涡轮增压器轴承体组件结构示意图；
附图3为附图1中的I部放大图；
附图4为附图1中的II部放大图；
附图5为现有的涡轮增压器轴承体结构示意图。
附图3为附图1中的I部放大图；
附图4为附图1中的II部放大图；
附图5为现有的涡轮增压器轴承体结构示意图。
具体实施方式
[0022] 实施例一、涡轮增压器轴承体组件，轴承体上设有进油孔1、主导油孔2、压气端导油斜孔3、涡轮端导油斜孔4、压气端浮动轴承孔5、涡轮端浮动轴承孔6、主油腔7及出油孔8，进油孔1和主导油孔2相通，压气端导油斜孔3的一端及涡轮端导油斜孔4的一端分别与主导油孔2相通，压气端导油斜孔3的另一端及涡轮端导油斜孔4的另一端分别与压气端浮动轴承孔5及涡轮端浮动轴承孔6相通，压气端浮动轴承孔5及涡轮端浮动轴承孔6分别与主油腔7相通，出油孔8设在主油腔7的底部，并与主油腔7相通。
[0023] 在轴承体涡轮端设置有一个独立的冷却油腔10，冷却油腔10贯穿轴承体涡轮端的上下结构。
[0024] 在主导油孔2的涡轮端设置有一个喷油孔9，喷油孔9与独立的冷却油腔10相通，喷油孔9的直径D2小于主导油孔2的直径D1，D1与D2的比例为1：0.2。
[0025] 在轴承体涡轮冷却油腔10靠近出油孔8的底部设有一个泄压孔10-1，泄压孔10-1与冷却油腔10相通，便于及时将轮冷却油腔10内的润滑油排至主油腔7。
[0026] 其中泄压孔10-1的直径D3等于或大于喷油孔9的直径D2，D2与D3的比例为1：1。
[0027] 本实施例提供的涡轮增压器轴承体组件冷却过程如下：当发动机开始工作时，润滑油自进油口1进入主导油孔2，进入主导油孔2内的一部分润滑油通过压气端导油斜孔3、涡轮端导油斜孔4直接对压气端浮动轴承、涡轮端浮动轴承及涡端密封环进行冷却。一部分润滑油通过喷油孔9进入冷却油腔10，由于喷油孔9处润滑油具有一定的压力，进入冷却油腔10的润滑油流量大于经泄压孔10-1排至主油腔7的润滑油流量，冷却油腔10处于储蓄润滑油的过程。
[0028] 当发动机正常工作时，润滑油会逐步填满冷却油腔10，冷却油腔10储存的润滑油能效降低轴承体涡轮端密封环工作温度，使的涡轮密封环能够稳定地工作。此时自喷油孔9进入冷却油腔10的润滑油的流量与经泄压孔10-1排至主油腔7的润滑油的流量达到平衡，保证冷却油腔10处于满腔储油状态，同时避免高负荷润滑油对涡轮端密封环以及涡轮端浮动轴承的影响。
[0029] 当发动机停车时，机油泵停止供油，此时储存在冷却油腔10的润滑油一部分会经喷油孔9倒流入主导油孔2，通过压气端导油斜孔3、涡轮端导油斜孔4继续润滑和冷却两个浮动轴承，降低浮动轴承与转子轴间的干磨以及转子轴间的热负荷现象；同时由于喷油孔9停止往冷却油腔10喷油，以及润滑油具有一定的黏度，会导致泄压孔10-1排油的速率大大降低，冷却油腔10中的润滑油处于一个缓慢递减的过程，残留在冷却油腔10的润滑油仍会继续冷却轴承体涡轮端，降低热倒流导致涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承出现温升现象。
[0030] 实施例二、本实施例与实施例一相比的区别是，在本实施例中，D1与D2的比例为1：0.3，D2与D3的比例为1：1.05。
[0031] 实施例三、本实施例与实施例一相比的区别是，在本实施例中，D1与D2的比例为1：0.4，D2与D3的比例为1：1.1。
[0032] 实施例四、本实施例与实施例一相比的区别是，在本实施例中，泄压孔10-1上加工有内螺纹，泄压孔上设有一个单向阀11，单向阀11与泄压孔10-1采用螺纹连接。
[0033] 采用单向阀11的涡轮增压器轴承体组件冷却过程如下：当发动机开始工作时，润滑油自进油口1进入主导油孔2，进入主导油孔2内的一部分润滑油通过压气端导油斜孔3、涡轮端导油斜孔4直接对压气端浮动轴承、涡轮端浮动轴承及涡端密封环进行冷却。一部分润滑油通过喷油孔9进入冷却油腔10，此时单向阀11处于关闭状态。
[0034] 当发动机正常工作时，润滑油会逐步填满冷却油腔10，冷却油腔10储存的润滑油能效降低轴承体涡端密封环工作温度，保证涡端密封环能够稳定地工作。当冷却油腔10被润滑油注满并达到一定压力时，单向阀11及时打开，将冷却油腔10内的高温高压润滑油排出至主油腔7，同时，润滑油继续从喷油孔9进入冷却油腔10，避免高负荷润滑油对涡轮端密封环以及涡轮端浮动轴承产生影响。
[0035] 当发动机停车时，机油泵停止供油，单向阀11及时关闭，此时储存在冷却油腔10的润滑油还存有压力，一部分润滑油会经喷油孔9倒流入主导油孔2，通过压气端导油斜孔3、涡轮端导油斜孔4继续润滑和冷却两个浮动轴承，一直到转子轴停止转动，避免浮动轴承与转子轴间的干磨以及转子轴因热负荷而积碳；同时冷却油腔10余下的润滑油会继续冷却轴承体涡轮端，避免因热倒流导致涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承出现温升过高，保证涡轮端密封环和涡轮端浮动轴承处于正常的工况。
[0036] 实施例五、本实施例与实施例四相比的区别是，在本实施例中，D1与D2的比例为1：0.3。
[0037] 实施例六、本实施例与实施例四相比的区别是，在本实施例中，D1与D2的比例为1：0.4。
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