本实用新型涉及涡轮增压器的技术领域，尤其涉及一种用于增压器的轴承结构。
背景技术：
涡轮增压器是与内燃式发动机结合使用的装置，用于通过压缩输送到发动机进气口的空气以便与燃料混合并在发动机中燃烧来增大发动机的功率输出。涡轮增压器包括安装在压缩机壳体中压缩机叶轮和安装在涡轮机壳体中的涡轮。其中，涡轮机壳体与压缩机壳体分开形成，并且还有另一个中间壳体连接在涡轮机壳体和压缩机壳体之间，用于轴承的安装及冷却润滑。涡轮机壳体限定出包围涡轮的大致环形流道，涡轮机组件包括流道通到涡轮中的喷嘴。排气从流道通过该喷嘴流到涡轮，并驱动涡轮转动，涡轮机带动同轴连接的压缩机转动。空气经过压缩机叶轮被压缩，然后从壳体出口连接到到发动机进气口。
在增压器运行期间，转子系统的转速非常的高，远高于10万转/分钟的转速，有的小排量增压器转子转速甚至可以达到30万转/分钟，在这种转速下，轴承将承受非常大的考验，其中磨损是最容易出现的失效模式。出现磨损的原因主要有两部分，第一是润滑油不足，轴承与转子出现干摩擦，第二是轴向推力过大，导致轴承与转子出现干摩擦；随着发动机对增压器性能要求越来越高，增压器轴承承受的轴向推力也逐渐增大，推力的增大必然会导致轴承失效风险增大。
现有技术中，一般对转子轴承的结构进行优化处理，比如图1、图2所示，轴承是一体式的，轴承承受轴向力和径向力，内设与转子轴配合的轴承孔，两端分别于涡轮、间隔套相配合。但是该设计有以下缺点：
1、受轴承空间所限，轴承轴向承载面较小，转子在轴向力超过轴承轴向承载能力时，轴承轴向承载面上难以形成动压油膜，容易出现转子与轴承的干摩擦，导致轴承磨损失效。
2、轴承分为单独的径向支撑面和轴向支撑面，高速运转时，摩擦损失大。
因此，现有技术中急需要一种可以有效配合的轴承和转轴，同时避免轴承与转轴高速运转配合时避免产生摩擦损伤的新型轴承结构。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种增压器轴承结构，通过对轴承支撑面的改变，使得轴承与转轴之间通过圆弧面相接，使得轴承可以将轴向不平衡力分散到径向，提高轴承的承载能力，使得转子运行更为稳定。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种增压器轴承结构，它主要包括转轴和与转轴相配合的轴承，其特征在于：转轴的两端分别与压轮和涡轮相配合，所述的轴承至少有一端面为弧形支撑面，所述的转轴上设有与弧形支撑相配合的凹槽。
可选的，所述的轴承的一端为平面支撑面，另一端为弧形支撑面。或者所述的轴承两个端面均为弧形支撑面。
优选的，所述的弧形支撑面由平面段和弧面段平滑连接而成，所述的凹槽包括与平面段相对应的平底凹槽，以及与弧面段相配合的弧形凹槽，所述的弧形凹槽与弧面段之间存在间隙。
进一步，所述的弧形支撑面包括至少一个弧面，所述的凹槽为与弧面对应的弧形凹槽。
更进一步，所述的弧形支撑面由第一弧面和第二弧面平滑连接而成，所述的凹槽由与第一弧面相对应的第一弧形凹槽，以及与第二弧面相配合的第二弧形凹槽平滑连接而成，所述的第一、第二弧形凹槽与弧形支撑面之间存在间隙。
相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：
1、本实用新型所述的改进方案，所述的轴承的一端为平面支撑面，另一端为弧形支撑面，弧形支撑面可以抵抗轴承所受到的来自涡轮和压轮不相等的轴向推力，将轴向不平衡力部分分解到径向，径向载荷不会对轴承、转子产生负面影响，所以将轴向力分解到径向，可以提高轴承的轴向承载能力；
2、本实用新型的技术方案的弧形支撑端可以采用单弧面或者平面＋弧面的结构，设有轴向弧面接触的转子轴承结构，可以随着外力变化调节轴向承载面，有利于转子系统的稳定性，减小低速启动机械损失，提高转子的低速响应性；
3、本实用新型的弧形支撑端可以采用双弧面结构，即两个弧面拼接而成，转轴上设有与该弧形支撑端相对应的凹槽，凹槽与弧形支撑端之间存在间隙，这就使得轴承可以将不平衡力部分分解到径向，降低了轴承与转轴之间的磨损，提高了零部件的寿命，同时提高了转轴的瞬态响应，从而提高了增压器的瞬态响应能力。
附图说明
图1是现有技术的轴承与转轴的结构示意图。
图2是现有技术中轴承的结构示意图。
图3是本实用新型所述的轴承与转轴的剖视结构示意图。
图4是本实用新型所述的轴承与转轴的局剖放大剖视图。
附图标记：
1 轴承、2转轴、3压轮、4涡轮；
11平面支撑面、12弧形支撑面、13平面段、14弧面段。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型提供了一种增压器轴承结构，参考图3、4中，它主要包括转轴和与转轴相配合的轴承，转轴的两端分别与压轮和涡轮相配合，所述的轴承的一端为平面支撑面，另一端为弧形支撑面，所述的转轴上设有与弧形支撑相配合的凹槽。由于涡轮增压器在运行期间，涡轮与压轮受到的轴向推力不相等，所以必须要有轴承抵抗该部分不平衡力。由于轮子的转速非常高，有些产品最高可达到30万转/分钟，在该转速下，轴承与转子不能直接接触，否则轴承与转子会非常快的产生磨损失效。目前，会在轴承与转子之间设计一定的间隙，间隙之间充满润滑油，转子旋转时形成动压油膜，承受轴向力和径向力，防止两个金属零部件之间接触产生干摩擦。但是由于目前增压器性能越来越高，两个轮子的轴向不平衡力也越来越大，即轴承承受的轴向载荷越大，而受轴承结构所限，轴向承载面积是有限的，油膜承受的载荷是有限的，所以，当轴承不平衡力达到一定值得时候，轴承与转子之间很难形成动压油膜，容易产生干摩擦，轻则导致轴承、转子磨损，重则导致整个增压器失效。
但由于本方案的轴承一端为平面，另一端为弧形支撑面，利用轴承的这个弧形支撑面转轴之间的配合，使得轴承在受到两端不平衡力时，可以对这个不平衡力进行再分解，将轴向受到的不平衡力分解到径向，而径向的载荷不会对轴承、转轴产生负面影响，因此，将轴向力分解到径向，可以保证轴承与转轴之间的动压油膜不会失效，可以提高轴承的轴向承载能力。
在一个实施例中，本专利的技术方案中，轴承的两端均为弧形支撑面，这里的弧形支撑面由平面段和弧面段平滑连接而成，这样的弧形支撑面即带有平面段配合稳定效果，又带有弧面段力量可以从轴向转向径向的效果。
同时，所述的凹槽包括与平面段相对应的平底凹槽，以及与弧面段相配合的弧形凹槽，所述的弧形凹槽与弧面段之间存在间隙。这里的间隙用于填充润滑油，通过设置的润滑油，使得转轴在旋转时与轴承之间形成动压油膜，动压油膜使得轴承可以更好的承受来自轴向和径向的力，防止转轴与轴承这两个金属零部件之间接触形成干摩擦。当弧形凹槽与弧面段进行受力接触时，随着外力变化可以调节轴承的轴向承载面，当轴承的轴向受力过大时，会自动把受力通过弧形面转换到径向，这也进一步有利于转子系统的稳定性，减小低速启动机械损失，提高转子的低速响应性。
在另一个实施例中，弧形支撑面可以是一个单一的弧形面，也可以是由多个弧形面拼合而成的弧形面，弧形支撑面与设在转轴上的弧形凹槽之间一定要存在间隙，间隙则用以填充润滑油。
具体举例来说明，弧形支撑面由第一弧面和第二弧面平滑连接而成，所述的凹槽由与第一弧面相对应的第一弧形凹槽，以及与第二弧面相配合的第二弧形凹槽平滑连接而成，所述的第一、第二弧形凹槽与弧形支撑面之间存在间隙。由于这里轴承采用弧面端与转轴进行配合，那么轴承不管怎么受力，都能始终保持轴承与转轴之间的动压油膜有效，这就降低了轴承与转轴之间的摩擦力，降低了轴承与转轴之间的磨损，提高了零件寿命和增压器效率，有利于转子系统的稳定性，减小低速启动机械损失，提高转子的低速响应性。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。