[发明专利]涡轮增压器旋转组件中的平衡漂移的控制

说明书

技术领域

本公开涉及在涡轮增压器的旋转组件中控制平衡漂移。

背景技术

内燃发动机（ICE）通常被用于在可靠的基础上长时间地产生高水平的功率。许多这种ICE组件采用增压装置（诸如排气涡轮驱动涡轮增压器）来在气流进入发动机的进气总管之前压缩气流，以增加功率和效率。

具体地，涡轮增压器是和通过周围环境大气压力相比迫使更多空气继而迫使更多氧气进入ICE的燃烧室中的离心气体压缩机。强迫进入ICE中附加质量的含有氧气的空气改进了发动机的体积效率，允许其在给定的循环中燃烧更多的燃料，并由此产生更多的功率。

常见的涡轮增压器采用由一个或多个轴承支撑的中心轴，且在排气驱动涡轮叶轮和空气压缩机轮之间传输旋转运动。涡轮和增压机轮两者都固定至轴，其和各个轴承构件一起构成涡轮增压器旋转组件。由于旋转组件经常以超过每分钟100000转（100000RPM)的速度旋转，这样的组件的平衡对于涡轮增压器的长时间的耐用性来说是必需的。

发明内容

本公开的一个实施例涉及内燃机用涡轮增压器，其包括具有轴承孔和止推墙的轴承壳体。轴承壳体包括布置在孔中的轴颈轴承。涡轮增压器还包括具有第一端部和第二端部的轴，该轴由轴颈轴承支撑，以在孔内绕轴线旋转。涡轮增压器还包括固定至轴且靠近第一端部的涡轮叶轮，且该涡轮叶轮配置为通过发动机排出的燃烧后气体绕轴线旋转。涡轮增压器还附加地包括固定至轴且靠近第二端部的压缩机叶轮，且该压缩机叶轮配置为对接收自周围环境的空气流加压，以传输至发动机。此外，涡轮增压器包括受压在轴上且配置为传输由涡轮叶轮产生的推力至止推墙的止推轴承组件。将止推轴承组件压在轴上使得止推轴承组件和轴之间的径向运动最小化。

轴可包括轴肩。在这样的情形中，压缩机叶轮可经由紧固件（诸如锁紧螺母）保持在轴上，且随着紧固件被拧紧，压缩机轮可被压靠止推轴承组件且止推轴承组件被压靠轴肩。

止推轴承组件可包括止推环和止推垫圈。止推垫圈可配置为随着紧固件被拧紧而把止推环压靠轴肩。

发动机油被引导润滑止推轴承组件，并在止推垫圈和止推墙之间产生油膜。

止推轴承组件压在轴上可在止推轴承组件和轴之间产生范围在约5-15μm的过盈配合。

压缩机轮可压在轴上。压缩机叶轮压在轴上可在压缩机叶轮和轴之间产生范围在约25-30μm之间的过盈配合。

止推轴承组件可沿轴线布置在轴上，在轴颈轴承和压缩机叶轮之间。

本公开的另一实施例涉及一种包括上述的涡轮增压器的内燃发动机。

当结合附图以及所附的权利要求时，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势从下文中用于实施描述的发明的（一个或多个）最佳模式和（一个或多个）实施例的详尽描述中是轻易地明显的。

附图说明

图1是具有根据本公开的涡轮增压器的发动机的示意性透视图。

图2是图1中示出的涡轮增压器的示意性横截面视图，其中涡轮增压器包括支撑涡轮增压器旋转轴的轴承壳体。

图3是图2中示出的轴承壳体的示意性放大局部横截面视图，特别示出了压在轴上的止推轴承组件和压缩机轮。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记在若干幅附图中对应相同或相似的构件，图1示出了内燃发动机10。发动机10包括汽缸缸体12，其具有多个汽缸14布置在其中。如所示，发动机10还包括汽缸盖16。每一个汽缸14包括配置为在其中往复运动的活塞18。燃烧室20形成为在汽缸14中，在汽缸盖18的底表面和活塞18的顶部之间。如本领域技术人员已知的，燃烧室20配置为接收燃料-空气混合物，用于其中的后续燃烧。

发动机10还包括配置为在汽缸缸体12中旋转的曲轴22。由于在燃烧室20中恰当比例的燃料-空气混合物燃烧，曲轴22通过活塞18旋转。在燃料-空气混合物在特定的燃烧室20中燃烧后，特定活塞18的往复运动用于将燃烧后气体24从相应的汽缸14排出。发动机10还包括机油泵26。机油泵26配置为供应受压发动机油28至各个轴承，诸如曲轴22的轴承。机油泵26可由发动机10直接地驱动，或由电动机（未示出）驱动。