[发明专利]用于废气涡轮增压器的轴承装置和废气涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于废气涡轮增压器的轴承装置以及一种废气涡轮增压器。

背景技术

轴的支承的首要问题是轴在静止状态中，即在轴不旋转时，以及在动态状态中，进而在旋转期间，由于其重力和在旋转时由于不平衡而引起的挠曲。通常，在废气涡轮增压器中轴在轴的两个端部区域上借助于径向轴承能转动地支承。通常在小的废气涡轮增压器中，如其尤其在轿车发动机中使用那样，由于轴的重量小，挠曲是小的。然而，所述废气涡轮增压器在运行中具有高于150000min^-1的转速，使得由于不平衡出现循环振动或弯曲振动，其中在不利的情况下能够发生在轴和壳体部段之间的接触。附加地，出现油引起的低频振动，也称作油膜涡动或油膜振荡。这一方面造成噪声发射，另一方面造成径向轴承的寿命的减少进而造成废气涡轮增压器的使用寿命的减少。

申请文献DE 36 01 082 C2公开一种废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器的工作轮包括压缩机叶轮、涡轮叶轮以及将压缩机叶轮与涡轮叶轮抗扭地连接的轴，所述工作轮以滑动支承的方式借助于轴承装置容纳在废气涡轮增压器的支承部段中。轴承装置包括近似从轴的一个端部延伸至轴的另一端部的轴承衬套，其中在所述轴的两个端部的区域中分别构成有呈滑动轴承形式的径向轴承。为了防止轴承衬套扭转，构成有固定机构。为了能够将输送给轴承装置的润滑剂可靠地输出以避免所谓的油膜涡动或油膜振荡，在轴承衬套中在径向轴承之间构成留空部。轴承衬套的可靠的刚性借助于两个在留空部的区域中构成的腹板实现。这种轴承衬套的制造由于腹板和留空部而是成本密集的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于废气涡轮增压器的轴承装置，借助于所述轴承装置能够引起废气涡轮增压器的轴的近似静态的支承。本发明的另一方面是提供一种具有改进的轴承装置的废气涡轮增压器。

所述目的通过一种用于废气涡轮增压器的轴承装置以及通过一种废气涡轮增压器实现。本发明的有利的设计方案连同适宜的和有意义的改进方案在下文中说明。

本发明的一个方面涉及一种用于废气涡轮增压器的轴承装置，所述轴承装置具有第一径向轴承和第二径向轴承，其中第一径向轴承和第二径向轴承构成为用于径向地支承废气涡轮增压器的轴，其中第一径向轴承具有第一轴承轴线以及第二径向轴承具有第二轴承轴线，并且其中第一轴承轴线和第二轴承轴线同轴地构成。

根据本发明，构成有具有第三轴承轴线的第三径向轴承，其中第三轴承轴线定位成隔开一定的间距平行于第一轴承轴线和第二轴承轴线。换言之，这意味着，第三轴承轴线平行地与第一轴承轴线和第二轴承轴线错开地定位。由此，第三径向轴承不与第一径向轴承和第二径向轴承关于第一轴承轴线和第二轴承轴线成一直线。也就是说，借助于第一径向轴承和第二径向轴承支承的轴夹紧地定位。也就是说，能够借助于第三径向轴承将夹紧力施加到轴上，所述夹紧力还称作预应力。预应力主要径向地作用并且可补偿缺少的转子重量。也就是说，借助于第三径向轴承不仅径向地支承轴，而且由于第三径向轴承的第三轴承轴线定位成与第一轴承轴线和第二轴承轴线隔开一定的间距，引起轴向的支承通过预应力间接地施加到轴上。通过所述预应力，迫使轴进而工作轮移到相对于常规的运动点偏心地定位的运动点中，使得工作轮原则上能够如“重的”工作轮那样表现，即如例如在载重汽车动力传动系中使用的废气涡轮增压器的工作轮或如轮船柴油发动机的废气涡轮增压器的工作轮那样。

所述间接的轴向支承能够通过下述方式引起，即在常规的轴承装置中轴借助于第一径向轴承和第二径向轴承产生的弯曲通常轴向居中地在第一径向轴承和第二径向轴承之间借助于第三径向轴承沿径向方向限界，其中预应力被施加到轴上，因为通过第三径向轴承防止了轴的固有挠曲。由此，轴通过力作用到轴上准静态地支承。换言之，借助于附加的、偏心地定位的滑动轴承，即第三径向轴承，产生附加的轴承负荷，所述轴承负荷除了作用到第一径向轴承和第二径向轴承上以外也作用到第三径向轴承上。

本发明的优点是“油击”的、即油膜涡动或油膜振荡的降低或消除，使得一方面实现在轴的运行中的噪音降低以及另一方面实现稳定的支承进而实现借助于根据本发明的轴承装置支承的轴的使用寿命延长。

根据本发明的轴承装置的另一优点是，减少在径向轴承中轴的可能的歪斜，因为显著地减少在径向轴承中轴的弯曲和挠曲以及轴的由此产生的倾斜状态。由此，这对于所谓的浮动衬套轴承是尤其有利的，所述浮动衬套轴承的特征在于，在滑动轴承的静止的滑动轴承壳体和轴之间构成能移动的衬套，使得轴容纳在衬套中并且润滑油膜不仅存在于轴和衬套之间而且存在于衬套和滑动轴承壳体之间。