于该轴(53)的轴线(53A)延伸的锥形或半球形形状之一，所述轴承外表面(72)、(87)以间隔开的关系面向涡轮增压器壳体(52)的对置的室表面(59)、(90)以允许在该轴(53)旋转过程中在这些表面之间形成外流体膜； 环绕该轴(53)并相应地限定轴颈表面(77)、(92)和(78)、(93)的环形第一轴颈(75)、(88)和第二轴颈(76)、(89)，这些轴颈表面以间隔开的关系向外地面向所述轴承内表面(71)、(86)以允许在轴旋转过程中在这些表面之间形成内流体膜，所述轴颈表面(77)、(92)和(78)、(93)各自具有与所述轴承内表面(71)、(86)的所述形状互补的锥形或半球形形状之一； 所述轴承内表面(71)、(86)和轴承外表面(72)、(87)、以及所述轴颈表面(77)、(92)和(78)、(93)是相对于所述轴线(53A)以相应的横向角度彼此互补地定向的，而使得所述内流体膜和外流体膜支撑沿着该轴(53)起作用的轴向推力负载并且支撑相对于该轴(53)径向地定向的径向负载。
2.根据权利要求1所述的轴承单元，其中，多个所述环轴承(70)、(85)以轴向间隔开的关系被提供并且各自通过所述轴承外表面(72)、(87)自由地浮动，这些轴承外表面以与这些室表面(59)、(90)对置的关系径向地面向外。
3.根据权利要求1所述的轴承单元，其中，所述环轴承被形成为一个半浮动式环轴承(100)、(140)、(180)、(210)，该半浮动式环轴承具有以轴向间隔开的关系提供的且通过一个中间壁(103)、(141)、(182)、(218)连接在一起的多个所述轴承内表面(108)、(144)、(185)、(211)和所述轴承外表面(109)、(145)、(186)、(212)，所述轴承内表面(108)、(144)、(185)、(211)向内面向所述环形轴颈(111/112)、(147/148)、(187/188)和(214)的轴颈表面(113)、(114)、(149)、(150)。
4.根据权利要求3所述的轴承单元，其中，所述壁(103)、(141)包括径向地延伸穿过所述壁(103)、(141)的一个润滑剂供送通路(106)、(142)，流体是经过该通路在所述外流体膜与内流体膜之间可流动的。
5.根据权利要求4所述的轴承单元，其中，所述轴承壳体(52)包括将润滑流体供送至所述供送通路(106)、(142)的一个供送端口(102)。
6.根据权利要求3所述的轴承单元，其中 所述半浮动式环轴承(180)、(210)包括在所述轴承内表面(185)、(211)与所述轴承外表面(186)、(212)之间径向地延伸的多个油供送通路(191)、(217)，并且润滑流体是经过该多个油供送通路在所述外流体膜与内流体膜之间可流动的。
7.根据权利要求6所述的轴承单元，其中，所述轴承外表面(186)、(212)各自包括将润滑流体供应至所述通路(191)、(217)的一个外部周向分布凹槽(189)、(215)。
8.根据权利要求7所述的轴承单元，其中，所述轴承壳体(52)包括一个供送端口(190)、(216)，该供送端口向用于将润滑流体供送至所述供送通路(191)、(217)的所述凹槽(189)、(215)中的每一个凹槽进行供送。
9.根据权利要求1所述的轴承单元，其中，在所述轴承组件的涡轮机端上的所述轴颈表面(78)、(93)的轴向长度等于或长于在所述轴承单元的相反压缩机端上的所述轴颈表面(77)、(92)的轴向长度。
10.根据权利要求1所述的轴承单元，其中，所述环轴承(100)、(140)、(180)、(210)具有以轴向间隔开的关系提供的多个所述轴承内表面(108)、(144)、(185)、(211)和所述轴承外表面(109)、(145)、(186)、(212)，提供了多个润滑剂供送通路(191)、(217)，该多个润滑剂通路在所述轴承内表面(185)、(211)与所述轴承外表面(186)、(212)之间径向地延伸并且润滑流体是经过该多个润滑剂通路在所述外流体膜与内流体膜之间可流动的，所述室表面(59)具有将流体供送至所述润滑剂供送通路(191)、(217)的多个润滑剂供送端P (81)、(190)、(216)，并且所述室表面(59)的圆周的一部分(261)邻近于该油供送端口(81)、(190)、(216)配备有增大的半径，以限定促进润滑流体流向这些外流体膜的一个凹入的供送区域。
11.根据权利要求1所述的轴承单元，其中，所述环轴承(100)、(140)、(180)、(210)具有以轴向间隔开的关系提供的多个所述轴承内表面(108)、(144)、(185)、(211)和所述轴承外表面(109)、(145)、(186)、(212)，提供了多个润滑剂供送通路(191)、(217)，该多个润滑剂供送通路在所述轴承内表面(185)、(211)与所述轴承外表面(186)、(212)之间径向地延伸并且润滑流体是经过该多个润滑剂供送通路在所述外流体膜与内流体膜之间可流动的，所述供送通路(191)、(217)是相对于从该轴线(53A)向外径向地延伸的径向方向(260)以角度A偏斜的。
12.根据权利要求11所述的轴承单元，其中，所述供送通路(191)、(217)是相对于轴旋转方向成角的以减小这些内膜中的流体流动周向速度。
13.—种具有用于涡轮增压器轴(53)的浮动式环轴承单元(51)的涡轮增压器，包括: 被形成为浮动式环轴承或半浮动式环轴承之一的至少一个环形环轴承(70)、(85)、(100)、(140)、(180)、(210)，该至少一个环形环轴承包括多个轴承外表面(72)、(87)、(109)、(145)、(186)和(212)，所述轴承外表面(72)、(87)、(109)、(145)、(186)和(212)各自具有横向于该轴(53)的轴线(53A)延伸的锥形或半球形形状之一，所述轴承外表面(72)、(87)、(109)、(145)、(186)和(212)以间隔开的关系面向涡轮增压器壳体(52)的对置室表面(59)、(90)以允许在该轴(53)旋转过程中在这些表面之间形成外流体膜；并且 所述轴承外表面(72)、(87)、(109)、(145)、(186)和(212)和所述室表面(59)、(90)是相对于所述轴线(53A)以相应的横向角彼此互补地定向的，而使得所述外流体膜支撑沿着该轴(53)起作用的轴向推力负载并且支撑相对于该轴(53)径向地定向的轴颈负载。
14.根据权利要求13所述的涡轮增压器，其中，所述环轴承(100)、(140)、(180)、(210)被形成为一个半球形环轴承，其中所述轴承外表面(109)、(145)、(186)和(212)是由多对轴向相邻的环(122/121)、(161/162)、(196/197)、(221/222)限定的，其中每个所述环(121/122)、(161/162)、(196/197)、(221/222)具有锥形或半球形形状中的一种形状。
15.根据权利要求14所述的涡轮增压器，其中，每个所述环(121/122)、(161/162)、(196/197)、(221/222)包括将润滑剂供应至所述轴承(100)、(140)、(180)、(210)内部的周向凹槽和通路。
【专利摘要】一种涡轮增压器配备有经改善的轴承，该经改善的轴承被形成为具有锥形或半球形形状、支撑轴颈负载和推力负载两者的浮动式环轴承或半浮动式环轴承。该浮动式环轴承可以具有限定了锥形轴承内表面(71)、(108)、(185)和锥形轴承外表面(72)、(109)、(186)的多个锥形浮动式环轴承(70)、(100)、(180)，这些轴承表面在内侧上与随着该轴(53)进行旋转的对应锥形轴颈(75/76)、(111/112)、(187/188)协作并且在外侧上与静止的轴承壳体(52)协作以形成内流体膜和外流体膜。替代地，该浮动式环轴承可以具有一对半球形浮动式环轴承(85)、(140)、(210)，这对半球形浮动式环轴承具有形成内流体膜和外流体膜的半球形轴承内表面(86)、(144)、(211)和轴承外表面(87)、(145)、(212)。半浮动式环轴承也可以配备有这些结构。
【IPC分类】F02B39-14, F01D25-16
【公开号】CN104870758
【申请号】CN201380065702
【发明人】K·柳
【申请人】博格华纳公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年12月5日
【公告号】DE112013005671T5, WO2014105377A1