小型涡轮增压器的浮动轴承.pdf

本发明属于涡轮增压器领域，具体是一种小型涡轮增压器的浮动轴承。它包括涡轮和压轮，涡轮与压轮之间通过转轴以及中间体连接，所述的转轴设有浮动轴承，浮动轴承通过定位销固定在中间体上，浮动轴承一端抵住涡轮的端面，另一端通过轴封抵住压轮的端面，浮动轴承的端面上设有油槽、平面以及油楔面，所述的油楔面和平面周向为斜面，径向为外缘高于内缘的斜面。本发明的优点是通过半浮动轴承减少零件的数目，简化结构，缩短转子长度及增压器长度，在降低材料成本、实现机芯结构的简单、紧凑化、成本的低廉化，非常适合小排量汽油机增压器。

1.  小型涡轮增压器的浮动轴承，其特征在于：浮动轴承的端面上设有油槽、平面以及油楔面，所述的油楔面和平面周向为斜面，径向为外缘高于内缘的斜面。

2.  根据权利要求1所述的小型涡轮增压器的浮动轴承，其特征在于：所述的浮动轴承周面上设有左端径向油槽、左轴向油槽、中间轴向油槽、右轴向油槽以及右端径向油槽，中间体上设有轴向进油路、左径向进油路及右径向进油路，左径向进油路的出口通向左端径向油槽，右径向进油路的出口通向右端径向油槽，轴向进油路与左轴向油槽、中间轴向油槽、右轴向油槽连通。

3.  根据权利要求1或2所述的小型涡轮增压器的浮动轴承，其特征在于：所述的浮动轴承的材料包括质量分数为29%-31%的Zn，余量为Cu。

小型涡轮增压器的浮动轴承
技术领域
本发明属于涡轮增压器领域，具体是一种小型涡轮增压器的浮动轴承。 
背景技术
由于城市污染和噪声公害越来越严重，各国环境法规控制越来越严格，促进了小客车和乘用车等汽油发动机涡轮增压技术的不断发展。汽油机进气增压技术差不多已有半个多世纪的发展历史，但是它的发展却经历了一条漫长的道路。主要原因就是柴油机和汽油机各自的工作特点存在很大差别，特别是在混合气的形成和燃烧方式上对增压性能有极大的影响，使得汽油机进气增压在技术上要比柴油机增压困难很多。对于汽油机来说，增压后提高了缸内混合气压缩和燃烧气体的温度和压力，增加了燃烧室受热零件的热负荷，很容易产生爆震，从而使发动机的机械性能、润滑性能等都受到影响。另外汽油机排气温度比柴油机高，汽油机的转速比柴油机高，空气流量变化更大。这些都对汽油机涡轮增压器及其部件的材料、设计、制造和加工提出了更高的要求。 
现有的涡轮增压器，其基本结构如上图1所示，其轴承系统为双列全浮动式，即在涡端和压端各有一只浮动轴承，在转子高速旋转时轴承也以较低速度旋转；普通浮动轴承端面有8个油楔面和油槽，油楔面两个边是平行的，油楔深度只在圆周方向有变化,其结构如图2、图3所示，轴承端面的油楔在形成挤压油膜时仅在一个方向上能形成油楔承载力，承载力较小；在增压器润滑系统中把压力滑油从发动机主油道转送去润滑增压器，为了充分发挥高速轴承的机能，对滑油油路的各部分都应予与仔细的考虑，仔细地设计油路的各部分结构， 另外，因为发动机在高负荷工况运转时，涡轮及涡轮箱都处在600～750℃的高温下，所以要隔断其传热，以使轴承等部位的温度保持在规定值以下，这里滑油的冷却作用是很重要的，一般的涡轮增压器中进入增压器的滑油一般向2个方向分配：径向轴承、止推轴承，所以一般增压器中的浮动轴承的润滑方式分径向进油和轴向进油两种。 
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种半浮动轴承的小型涡轮增压器的浮动轴承。 
本发明提供了如下技术方案： 
小型涡轮增压器的浮动轴承，浮动轴承的端面上设有油槽、平面以及油楔面，所述的油楔面和平面周向为斜面，径向为外缘高于内缘的斜面。 
所述的浮动轴承周面上设有左端径向油槽、左轴向油槽、中间轴向油槽、右轴向油槽以及右端径向油槽，中间体上设有轴向进油路、左径向进油路及右径向进油路，左径向进油路的出口通向左端径向油槽，右径向进油路的出口通向右端径向油槽，轴向进油路与左轴向油槽、中间轴向油槽、右轴向油槽连通。 
所述的浮动轴承的材料包括质量分数为29%-31%的Zn，余量为Cu。 
本发明的优点是通过半浮动轴承减少零件的数目，简化结构，缩短转子长度及增压器长度，在降低材料成本、实现机芯结构的简单、紧凑化、成本的低廉化，非常适合小排量汽油机增压器。 
附图说明
图1为现有的涡轮增压器结构示意图； 
图2为现有涡轮增压器径向进油的结构示意图； 
图3为现有涡轮增压器轴向进油的结构示意图； 
图4为本发明的结构示意图； 
图5为浮动轴承结构示意图； 
图6为浮动轴承的侧视图； 
图7为图6的局部视图； 
图8为图6的A-A向视图。 
具体实施方式
如图4所示，小型涡轮增压器它包括涡轮1和压轮2，涡轮1与压轮2之间通过转轴3以及中间体4连接，所述的转轴3设有浮动轴承5，浮动轴承5通过定位销7固定在中间体4上，浮动轴承5一端抵住涡轮1的端面，另一端通过轴封6抵住压轮2的端面，浮动轴承5的端面上设有油槽5a、平面5b以及油楔面5c，所述的油楔面5c周向为斜面，径向为外缘高于内缘的斜面，通过机芯中只有一个浮动轴承5，且在转子转动过程中浮动轴承无法转动，浮动轴承在内外形成两层油膜，浮动轴承的端面作为止推轴承一部分，转子在高速旋转时轴承端面将受到一定轴向力，并产生摩擦。 
如图5和图6、图7所示，浮动轴承端面上设有油槽、平面以及油楔面，一般设有八个油楔面和油槽，油楔面呈扇形，周向上油楔面为斜面，该斜面如图8中的斜面a，油楔面的径向上由内向外设为高起的斜面，即为油楔面径向的外缘比内缘高；平面也呈扇形，周向上油楔面为斜面，径向上由内向外设为高起的斜面，即为油楔面径向的外缘比内缘高；浮动轴承油楔面与平面均呈扇形直径方向均为有变化的斜面，扇形油楔面油膜承载面积大、油膜路径长，比现有技术的平行油楔面承载力提高60％，这样就满足了机芯结构中将浮动轴承的端面 作为止推轴承来承载轴向力的需求，从而实现机芯结构的简单、紧凑化、成本的低廉化。 
如图5所示，浮动轴承5周面上设有左端径向油槽5A、左轴向油槽5C、中间轴向油槽5E、右轴向油槽5D以及右端径向油槽5B，中间体上设有轴向进油路C、左径向进油路A及右径向进油路B，左径向进油路A的出口通向左端径向油槽5A，右径向进油路B的出口通向右端径向油槽5B，轴向进油路C与左轴向油槽5C、中间轴向油槽5E、右轴向油槽5D连通，左端径向油槽与右端径向油槽内均设有径向进油孔D，能同时实现径向进油与轴向进油，使浮动轴承内壁与外周面上形成内外两层油膜，减小了油膜振动，提高了转子的运转稳定性。 
为提高浮动轴承的强度和承载性能，浮动轴承的材料采用的是烧结黄铜材料，主要采用H70合金粉末Zn质量分数为29％～31％，余量为Cu，添加少量强化元素、活性化合物和成型剂。