[发明专利]用于涡轮增压器的双推力轴承

说明书

技术领域

本发明总体上涉及双推力轴承，更具体地涉及用于涡轮增压器的双推 力轴承。

背景技术

内燃机如柴油发动机、汽油发动机或天然气发动机采用涡轮增压器来 将用于燃烧的压缩空气输送到发动机中。涡轮增压器压缩流入发动机的空 气，从而帮助迫使更多空气进入发动机的燃烧室。增加的空气供给允许发 动机的燃烧室中增加的燃料燃烧，从而使得发动机的功率输出增加。

典型的涡轮增压器包括轴、连接至轴的一端的涡轮叶轮、连接至轴的 另一端的压缩机叶轮、和用于支承轴的轴承。彼此连接的单独的壳体封装 压缩机叶轮、涡轮叶轮和轴承。发动机的排气在涡轮叶轮上方膨胀并使涡 轮叶轮旋转。涡轮叶轮又经由轴使压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮接收来自 环境的冷却空气并迫使压缩空气进入发动机的燃烧室。

排气和压缩空气分别流过涡轮叶轮和压缩机叶轮在轴上施加径向和轴 向负荷。涡轮增压器典型地包括至少两个单独的径向轴承和两个单独的推 力轴承以分别平衡由涡轮增压器的压缩机和涡轮部产生的径向和轴向负 荷。涡轮增压器的正确工作需要不同类型的轴承在轴承箱内的精确定位或 定心。然而，维护两个单独的推力轴承增加了复杂性并且增大了涡轮增压 器的体积。特别地，单独的轴承的使用增加了涡轮增压器的尺寸公差累积， 从而需要旋转部件之间更大的间隙。更大的间隙又使得难以最大限度地减 少油从涡轮增压器向环境的泄漏以及灰尘和环境空气向涡轮增压器中的泄 漏。

一种克服一些上述问题的尝试在2000年1月25日公布的Aguilar等 人的美国专利No.6,017,184(“’184专利”)中被公开。特别地，’184 专利公开了一种在与轴承箱居中地销连接的单个单元中加入了径向轴承和 推力轴承的一体式轴承系统。’184专利公开了轴承被承载在中央壳体的 轴承外壳内孔内并且推力面位于轴承的相对两端处。轴承的一个推力面与 涡轮叶轮轮毂上的推力滑道接合，而轴承的另一推力面与集成在压缩机叶 轮的轮毂中的推力面接合。

尽管’184专利公开了一种在轴承的相对两端上包括径向轴承和推力 面的一体式轴承，但所公开的轴承依然不是最佳的。特别地，’184专利 的轴承上的负荷可被反作用在定位销或中央壳体的肩部上。’184专利的 轴承的两个推力面上不等的推力负荷会使轴承相对于轴承的旋转轴线偏 斜，这又会约束轴在轴承的轴颈部内的旋转。此外，由于’184专利的一 体式轴承直接附接在中央壳体上，典型的转子失效可能损伤轴承和中央壳 体的安装面两者，从而需要中央壳体的昂贵和耗时的修复或更换。

本发明的双推力轴承解决了上述问题中的一个或多个问题和/或现有 技术的其它问题。

发明内容

在一个方案中，本发明针对于一种双推力轴承。该双推力轴承可包括 外壳。外壳可从压缩机端延伸到与压缩机端相对的涡轮端。外壳可包括从 压缩机端延伸到涡轮端的外壳内孔。外壳内孔可构造成接纳径向轴承。外 壳还可包括配置在压缩机端附近的第一推力轴承面。此外，外壳可包括配 置在涡轮端附近的第二推力轴承面。

在另一方案中，本发明针对于一种轴承组件。该轴承组件可包括从压 缩机端延伸到与压缩机端相对的涡轮端的外壳。该轴承组件还可包括从压 缩机端延伸到涡轮端的外壳内孔。此外，该轴承组件可包括配置在外壳的 压缩机端上的第一推力轴承面。该轴承组件还可包括配置在外壳的涡轮端 上的第二推力轴承面。此外，该轴承组件可包括配置在外壳内孔内的径向 轴承。