[发明专利]涡轮增压机

说明书

本发明涉及具有流体动力滑动轴承的涡轮增压机，流体动力滑动轴承具有转子和定子，其中，转子可相对于定子转动，其中，转子支承面与定子的配对面相对，以用于在收敛的间隙的区域中产生流体动压。在这种流体动力滑动轴承中可通过以下方式改进应用特性，即，转子支承面和/或配对面在沿着并且通过旋转轴线剖切时在剖视图中形成连续的支承轮廓，支承轮廓由凸形的或凹形的拱曲和/或至少两个轮廓区段形成，轮廓区段构造成直的和/或拱曲的。本发明也涉及流体动力滑动轴承以及具有这种滑动轴承的轴承组件。

技术领域

本发明涉及具有流体动力滑动轴承的涡轮增压机，流体动力滑动轴承具有转子和定子，其中，转子可相对于定子转动，其中，转子支承面与定子的配对面相对，以便在收敛的间隙的区域中产生流体动压。

本发明还涉及具有流体动力滑动轴承的轴承组件。

最后，本发明涉及流体动力滑动轴承。

背景技术

能旋转的机械元件(例如轴、滚轮、齿轮或泵轮)需要在径向方向和轴向方向上的引导部以便能够传递力和扭矩。液力作用的滑动轴承可承担该任务。该轴承类型的功能基于流体动压产生的物理原理。在流体动力滑动轴承中，在转子和定子之间保持有合适的润滑剂。在转子相对于定子转动运动时在润滑剂中出现剪切力，剪切力此时使润滑剂以确定的速度运输穿过轴承。在收敛的轴承间隙中由此获得流体动压提升，在收敛的间隙走向中，紧接着收敛的轴承间隙产生压降。如果在转子和定子之间的相对速度足够高，那么通过流体动压构建足够紧密的润滑剂层，润滑剂层使两个滑动偶件彼此分开。在运行状态下在润滑剂层中产生摩擦(液体摩擦)。由此产生的流体动压与所使用的面相结合保持与外力平衡并且表示滑动轴承的承载能力。为了产生流体动压，无需压缩工作的附加能量或以确定的压力经由槽或凹槽输送的润滑剂体积形式的附加能量。由运行参数得出承载能力。用于数值计算流体动压的基础记载在DIN 31562部分1(DIN袖珍书198；滑动轴承2；Beuth出版社有限公司；柏林、科隆1991年)中。

现有技术中包括两种基本轴承类型：

1.流体动力径向滑动轴承

流体动力径向滑动轴承通常呈圆柱形套筒形式并且实施成节段式变型或可倾瓦块轴承。对此参见(DIN 31562部分2和VDI准则2204)。滑动轴承的液力作用的元件(例如节段)设置成圆柱形并由此与旋转轴线平行。收敛的间隙走向由转子与定子的偏心位置得出。

2.流体动力轴向滑动轴承

流体动力轴向滑动轴承构造成起动盘的形式，其具有不同的槽或呈堵塞边缘、楔形面或螺旋槽形式的表面改型。其也可构造成所谓的可倾瓦块轴承(对此参见DIN 31563部分1至3；DIN 31564部分1至3)。对此，轴向滑动轴承布置成正交于旋转轴线，以通常能旋转的止推垫圈作为配对运行偶件。产生流体动压所需的收敛的间隙走向由表面结构的构型(凹槽、坡道等)、通过可倾斜运动的节段的倾斜部或在轴承与止推垫圈之间的角度移位得出。

在一种技术实现方案中，在出现径向和轴向负荷时，在必须使用前述两种轴承类型。轴向负荷此时通过轴向滑动轴承引开并且径向负荷通过径向滑动轴承引开。在DE4217268C2中描述了这种实现方案。两种轴承类型此时分别彼此分开地计算以及设计，由此在结构和生产方面产生相应很高的成本。

为此在这种降低负荷的情况下通常使用相应设计的流体静力滑动轴承。对此，需要使用压力泵，其如前所述地具有持久的能量需求。在文献US 2,710,234A中描述了这种实现方案。

另一可行性方案是将所谓的螺旋槽引入转子支承面以便经由其产生压力构建。在文献US 3,265,452A中描述了这种实现方案。这种槽决定了附加的制造费用。