[发明专利]旋转机械的轴承构造、旋转机械、轴承构造的制造方法、以及旋转机械的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承构造，用于增压机等的高速旋转机械，特别地涉 及一种抑制含有自激振动的不稳定振动的技术。

背景技术

作为用于增压机等的高速旋转机械的轴承构造，公知有具备浮动套筒 型的滑动轴承(浮动套筒轴承)的构造。该轴承构造是由下述结构构成的： 滑动轴承(浮动套筒)以能够旋转的状态配设在旋转轴和外壳之间，分别 从润滑油供给源向轴和轴承的间隙以及轴承和外壳的间隙供给润滑油。

另外，将事先压缩向内燃机的气缸供给的空气或混合气体的动作称为 增压，将该压缩机称为增压机(supercharger)。此外，将其中与利用了 内燃机的排气的气体涡轮机直接连结的增压机称为排气涡轮增压机，或者 简称为涡轮增压机(turbocharger)。在以下的说明中，除特别需要的情 况，将涡轮增压机简称为“增压机”。

在具备浮动套筒轴承的轴承构造中，轴在轴承的内方经由油膜而旋 转，随着该轴的旋转而轴承旋转运动。并且，能够利用形成于轴承的内周 面上以及外周面上的油膜而获得振动抑制效果。由于利用轴承的旋转运动 来抑制轴和轴承的速度差，所以可以使伴随润滑油的剪断的能量损失比较 小。

作为浮动套筒轴承中存在的问题，有时会作为轴以及轴承系统的振动 模型而产生不稳定的振动。该不稳定振动与起因于机械的不平衡的模型特 性(旋转一次振动等)不同，认为是与存在于轴和轴承之间的间隙的粘性 流体的运动及轴心的摆动等对应而产生的，含有被称为油膜涡动 (oil-whirl)、油膜振荡(oil-whip)等的自激振动(例如，参照专利文 献1)。

并且，这样的不稳定振动会成为高速运转时的噪音原因，所以为了抑 制其而提出有各种技术(例如，参照专利文献2、3、4)。但是，难以完 全地抑制不稳定振动。

专利文献1：日本国专利申请公开公报特开2002-213450号(段落 编号0043-0046、第10图)

专利文献2：日本国专利申请公开公报特开2002-138846号

专利文献3：日本国专利申请公开公报特开2002-213248号

专利文献4：日本国专利申请公开公报特开2001-12460号

专利文献5：日本国专利申请公开公报特开平11-336744号

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承构造，能够抑制含有自激振动的不稳 定振动。

关于分别由浮动套筒轴承构成的涡轮机侧轴承以及压缩机侧轴承，本 案发明者认识到，在各轴承与旋转轴的间隙(内周间隙)以及各轴承与外 壳的间隙(外周间隙)中，特别地通过适当地设定上述内周间隙，能够抑 制不稳定振动。

即，本发明的轴承构造是配设在连结涡轮机叶轮和压缩机叶轮的旋转 轴上的旋转机械的轴承构造，具备分别由浮动套筒型的滑动轴承构成的涡 轮机侧轴承和压缩机侧轴承，上述涡轮机侧轴承与上述旋转轴之间的涡轮 机侧内周间隙设定为大于上述压缩机侧轴承与上述旋转轴之间的压缩机 侧内周间隙。

根据该轴承构造，通过内周间隙的上述设定，能够抑制不稳定振动。

在此，优选上述涡轮机侧内周间隙和上述压缩机侧内周间隙二者的差 相对于上述涡轮机侧内周间隙和上述压缩机侧内周间隙的平均值的比例 为0.2以上。

即，优选在将涡轮机侧内周间隙作为TI，将压缩机侧内周间隙作为 CI，将它们的平均值(内周间隙平均值)作为AI时，满足(TI-CI)/AI ≥0.2。

另外，本发明的轴承构造也能够用于涡轮机侧轴承和压缩机侧轴承被 一体化的方式。

本发明的旋转机械具备涡轮机叶轮、压缩机叶轮、连结上述涡轮机叶 轮和上述压缩机叶轮的旋转轴、包围上述旋转轴的外壳、旋转自如地支承 上述旋转轴的轴承装置，上述轴承装置具有如上所述的轴承构造。

根据该旋转机械，利用本发明的轴承构造来抑制含有自激振动的不稳 定振动，所以降低高速运转时的噪音。

本发明的轴承构造的制造方法是浮动套筒型的轴承构造的制造方法， 上述轴承构造具备支承旋转轴的分别为浮动套筒型的涡轮机侧轴承和压 缩机侧轴承，将上述涡轮机侧轴承与上述旋转轴之间的涡轮机侧内周间隙 设定为大于上述压缩机侧轴承与上述旋转轴之间的压缩机侧内周间隙。

根据该轴承构造的制造方法，能够制造抑制高速运转时的不稳定振动 的低噪音的轴承构造。