[发明专利]气体止推轴承、轴承组件、压缩机、空调及汽车

说明书

本公开涉及一种气体止推轴承、轴承组件、压缩机、空调及汽车。轴承组件包括：转子，具有推力盘；轴承壳体，沿转子的轴向位于推力盘的一侧；和多个箔片组，沿轴承壳体的周向排布，其中，箔片组包括：波箔，位于轴承壳体上邻近推力盘的一侧；和顶箔，位于波箔远离轴承壳体的一侧，其中，顶箔包括第一顶箔段和至少两个第二顶箔段，第一顶箔段与推力盘的表面平行，至少两个第二顶箔段相对于推力盘的表面呈倾斜角；根据转子在工作时的旋转方向，第一顶箔段位于至少两个第二顶箔段的下游，且位于上游的第二顶箔段相对于推力盘的表面的倾斜角大于位于下游的第二顶箔段相对于推力盘的表面的倾斜角。本公开实施例能够快速形成稳定的动压气膜。

技术领域

本公开涉及轴承领域，尤其涉及一种气体止推轴承、轴承组件、压缩机、空调及汽车。

背景技术

氢燃料电池汽车是21世纪新能源汽车具有战略意义的突破口，具有动力性能高、加氢快、续航里程长等优势。空气压缩机为燃料电池系统提供高压气源，常见的有离心式空气压缩机、螺杆式空气压缩机和涡旋式空气压缩机等。与螺杆式、涡旋式空气压缩机相比，离心式空气压缩机的转速和能效都比较高，且能够提供更高压比的气源，从而显著提升电堆的功率密度和整体性能。

箔片动压气体止推轴承属于动压滑动轴承的一种，具有摩擦损耗小、高转速、高温稳定性好、不需要润滑油等优点，十分适合应用在高转速的离心式空气压缩机上。在相关技术中，箔片动压气体止推轴承的典型结构包括轴承壳体、波箔和顶箔，为转子系统提供轴向刚度和阻尼。

与润滑油止推轴承的瓦块类似，箔片动压气体止推轴承的顶箔一般被设计成扇形形状，充当瓦块作用。为了受力均匀，顶箔在周向方向均匀分布。位于顶箔下侧的波箔具有波纹结构，起到弹性支承作用，是止推轴承刚度和阻尼的主要来源。波箔的一端和顶箔的一端均固定在轴承座上，波箔的另一端和顶箔的另一端均为自由端，并且顶箔的前端与轴承壳体之间存在一个楔形收敛夹角，而顶箔的后端与轴承壳体平行，当转子高速旋转时，在上述楔形收敛夹角的作用下，形成动压气膜，对转子进行支撑。

发明内容

发明人经研究发现，箔片动压气体止推轴承的工作关键是形成动压气膜支撑转子，但当这种轴承用在氢燃料电池汽车上时，将面临以下技术问题：汽车需要经常启动，这意味着向燃料电池系统提供高压气源的空气压缩机也要随着汽车经常启动，而箔片动压气体止推轴承作为动压轴承的一种，在启动阶段尚未形成气膜。为了减少轴承磨损，相关技术增加轴承的楔形收敛角来提高动压效应，快速形成气膜，但楔形收敛角过大将导致气膜压力梯度大，气膜压力分布不均，不利于轴承稳定。

有鉴于此，本公开实施例提供一种气体止推轴承、轴承组件、压缩机、空调及汽车，能够快速形成稳定的动压气膜。

在本公开的一个方面，提供一种轴承组件，包括：转子，具有转轴和与所述转轴固定连接或一体形成的推力盘；轴承壳体，套设在所述转轴上，且沿所述转子的轴向位于所述推力盘的一侧；和多个箔片组，安装在所述轴承壳体上邻近所述推力盘的一侧，且沿所述轴承壳体的周向排布，其中，所述多个箔片组中的至少一个箔片组包括：波箔，位于所述轴承壳体上邻近所述推力盘的一侧，且一端与所述轴承壳体连接；和顶箔，位于所述波箔远离所述轴承壳体的一侧，且一端与所述轴承壳体连接，其中，所述顶箔包括第一顶箔段和至少两个第二顶箔段，所述第一顶箔段与所述推力盘的表面平行，所述至少两个第二顶箔段相对于所述推力盘的表面呈倾斜角；根据所述转子在工作时的旋转方向，所述第一顶箔段位于所述至少两个第二顶箔段的下游，且所述至少两个第二顶箔段中位于上游的第二顶箔段相对于所述推力盘的表面的倾斜角大于所述至少两个第二顶箔段中位于下游的第二顶箔段相对于所述推力盘的表面的倾斜角。

在一些实施例中，所述第一顶箔段和所述至少两个第二顶箔段沿所述轴承壳体的周向依次连接。