一种涡轮增压转子轴的制作方法

文档序号:14918032发布日期:2018-07-11 02:06阅读:611来源:国知局

本实用新型涉及内燃机零部件领域,特别涉及一种涡轮增压转子轴。



背景技术:

目前在汽车制造、内燃机生产等领域中,由于国家对于汽车尾气排放的控制越来越严格,涡轮增压发动机越来越收到广大汽车制造企业的青睐。涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮机内的涡轮,涡轮又带动同轴的压轮,压轮压送由空气滤清管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快后,废气排出速度也与涡轮转速同步增快,压轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以使更多的燃料更加充分的燃烧,从而增加了发动机的输出功率。

涡轮增压转子轴是涡轮增压器中最重要的部件,涡轮增压器在工作的过程中,其转速可达每分钟数万到二十万转,因而转子轴的性能的优劣将直接影响到涡轮增压器的可靠性与耐用程度。例如在授权公告号为CN201610770U的中国实用新型专利中,公开了一种涡轮增压器钢轮,包括固定柱体和转子轴,转子轴与固定柱间设置有密封段,密封段上设有密封槽且密封槽的宽度为1.6mm±0.02mm,活塞环的宽度也相应增加,降低了涡轮增压器的故障率。

然而在实际使用的过程中,涡轮转子轴上通常套设有浮动轴承,而为了减小浮动轴承与转子轴间摩擦力及减小转子轴高速转动产生的大量热量,涡轮转子轴通常浸润在中间体的润滑油中,而现有的浮动轴承是直接套设在转子轴上的,在转子轴高速运转的时候,在润滑油的作用下,浮动轴承与转子轴容易发生挫动,造成涡轮增压器运转稳定性较差。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种涡轮增压转子轴,其优势在于,通过限位环的设置,提高了浮动轴承与转子轴配合的稳定性,进而提高了涡轮增压器运转的稳定性。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

一种涡轮增压转子轴,包括冷却段、压气叶轮段和涡轮段,所述冷却段的两侧设置有供浮动轴承套设的轴承段,所述冷却段的直径小于所述轴承段的直径,所述轴承段的长度略大于浮动轴承的长度,每个所述轴承段均设置有用于对浮动轴承进行限位的限位环。

通过采用上述技术方案,冷却段的直径小于轴承段的直径,当涡轮增压器运转时,转子轴进行高速运转,冷却段的直径较小,使得更多的润滑油可以经过冷却段,从而提高了冷却段的冷却效果,提高了涡轮增压器运转的稳定性。限位环的设置,可对浮动轴承进行限位,防止浮动轴承进行轴向的移动,防止浮动轴承与转子轴发生挫动,从而提高了涡轮增压器运转的稳定性。

作为优选,所述限位环远离所述轴承段中部的一侧为导向斜面。

通过采用上述技术方案,导向斜面的设置,导向斜面对浮动轴承起到导向作用,浮动轴承的内壁可沿导向斜面滑到轴承段的中部,安装方便。

作为优选,所述导向斜面为一向所述轴承段中部弯折的凸弧面。

通过采用上述技术方案,安装浮动轴承时,由于浮动轴承的直径小于限位环的直径,随着浮动轴承向轴承段中部移动,浮动轴承的内壁逐渐沿导向斜面上升,浮动轴承的形变量越来越大,其移动的阻力也越来越大,导向斜面为凸弧面的设置,使得导向斜面的上部斜度变缓,一定程度上减小了浮动轴承移动的阻力,提高了导向斜面的导向性,方便了浮动轴承的安装。

作为优选,所述限位环朝向所述轴承段中部的一侧为限位斜面。

通过采用上述技术方案,当涡轮增压器运转时,限位斜面可对浮动轴承的轴向移动进行限位,防止浮动轴承从轴承段脱出,同时,限位斜面可防止,浮动轴承与限位环的远离轴承段的外部进行摩擦,提高了涡轮增压器运行的稳定性。

作为优选,所述限位斜面为一向远离所述轴承段中部弯折的凹弧面。

通过采用上述技术方案,限位斜面凹弧面的设置,使得限位斜面的由斜度较小迅速变为斜度较大,提高了限位斜面的限位作用。

作为优选,所述限位斜面包括相互连接的导向部和止动部。

通过采用上述技术方案,导向部的斜度较小,止动部斜度较大。当浮动轴承向限位环移动时,先接触导向部,由于导向部具有一定的斜度,可增大浮动轴承向限位环移动的阻力;如果浮动轴承经过导向部仍向限位环移动,浮动轴承逐渐接触到止动部,止动部斜度远大于导向部的斜度,可防止浮动轴承向限位环进一步移动,因而提高了涡轮增压器运行的稳定性。

作为优选,所述轴承段中部的周面上开设有油槽。

通过采用上述技术方案,油槽的而开设,增大了油膜的厚度,从而提高了润滑油的润滑性能。、

作为优选,所述油槽的侧壁为一斜面,且所述油槽的槽口宽度大于槽底宽度。

通过采用上述技术方案,油槽槽口的宽度较大,可使油膜与轴承内壁的接触面积增大,从而进一步提高了油膜的润滑性能。

作为优选,所述油槽的槽口与所述轴承段周面的连接处为圆角设置。

通过采用上述技术方案,圆角的设置可防止油槽的槽口划伤浮动轴承的内壁,对浮动轴承的结构强度造成影响,产生应力集中与磨损。

作为优选,所述涡轮段与所述压叶轮段均开设有密封槽,所述密封槽内安装有密封环。

通过采用上述技术方案,密封环与密封槽的设置,可防止中间体内的润滑油向外泄露和外围的高压空气进入中间体,从而保证了涡轮增压器运行的稳定性。

综上所述,本实用新型具有以下有益效果:

1、限位环上导向斜面与限位斜面的设置,使得限位环同时具有导向作用与限位作用,一方面,便于浮动轴承的安装;另一方面,可提高浮动轴承套设在轴承段上的稳定性,从而提高了涡轮增压器运行的稳定性;

2、限位斜面上导向部与止动部的设置,导向部的斜度较小,止动部斜度较大,因而限位斜面具有多级限位作用,提高了限位斜面的限位性能,进一步提高了涡轮增压器运行的稳定性。

附图说明

图1为涡轮增压转子轴的结构示意图;

图2为涡轮增压转子轴的剖面视图;

图3为图2中A处的放大图;

图4为图2中B处的放大图;

图5为图4中C处的放大图;

图6为图2中D处的放大图。

图中:1、冷却段;2、轴承段;21、限位环;211、导向斜面;212、限位斜面;2121、导向部;2122、止动部;22、油槽;221、圆角;3、压气叶轮段;4、涡轮段;41、密封槽;411、定位槽;5、浮动轴承;51、过油孔;6、密封环;61、定位块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参考附图1,一种涡轮增压转子轴,包括冷却段1、轴承段2、压气叶轮段3和涡轮段4,其中压气叶轮段3与涡轮段4分别设置于涡轮增压转子轴的两端,冷却段1设置于涡轮增压转子轴的中部,轴承段2设置于冷却段1的两端。

冷却段1的直径小于轴承段2的直径,当涡轮增压器运转时,转子轴进行高速运转,冷却段1的直径较小,使得更多的润滑油可以经过冷却段1,从而提高了冷却段1的冷却效果,提高了涡轮增压器运转的稳定性。

参考附图2与附图3,轴承段2的长度略大于浮动轴承5的长度,轴承段2的两端设置有用于对浮动轴承5进行限位的限位环21。限位环21远离轴承中部的一侧为导向斜面211,在安装浮动轴承5时,导向斜面211的设置,导向斜面211对浮动轴承5起到导向作用,浮动轴承5的内壁可沿导向斜面211滑到轴承段2的中部,安装方便。

导向斜面211为一向轴承段2中部弯折的凸弧面,在安装浮动轴承5时,由于浮动轴承5的直径小于限位环21的直径,随着浮动轴承5向轴承段2中部移动,浮动轴承5的内壁逐渐沿导向斜面211上升,浮动轴承5的形变量越来越大,其移动的阻力也越来越大,导向斜面211为凸弧面的设置,使得导向斜面211的上部斜度变缓,一定程度上减小了浮动轴承5移动的阻力,提高了导向斜面211的导向性,方便了浮动轴承5的安装。

限位环21朝向轴承段2中部的一侧为限位斜面212,限位斜面212的设置,当涡轮增压器运转时,限位斜面212可对浮动轴承5的轴向移动进行限位,防止浮动轴承5从轴承段2脱出,同时,限位斜面212可防止,浮动轴承5与限位环21的远离轴承段2的外部进行摩擦,提高了涡轮增压器运行的稳定性。

限位斜面212为一向远离轴承段2中部弯折的凹弧面,限位斜面212包括相互连接导向部2121和止动部2122,导向部2121的斜度较小,止动部2122斜度较大。当浮动轴承5向限位环21移动时,先接触导向部2121,由于导向部2121具有一定的斜度,可增大浮动轴承5向限位环21移动的阻力;如果浮动轴承5经过导向部2121仍向限位环21移动,浮动轴承5逐渐接触到止动部2122,止动部2122斜度远大于导向部2121的斜度,可防止浮动轴承5向限位环21进一步移动,因而提高了涡轮增压器运行的稳定性。

参考附图4,轴承段2中部的周面上开设有油槽22,轴承上开设有与油槽22连通的过油孔51,油槽22内的润滑油形成一个油膜,油槽22的纵向截面呈梯形,且油槽22槽口的宽度大于油槽22槽底的宽度。油槽22槽口的宽度较大,可使油膜与轴承内壁的接触面积增大,从而提高了油膜的润滑性能。

参考附图5,油槽22的槽口与轴承段2周面的连接处为圆角221设置,圆角221的设置可防止油槽22的槽口划伤浮动轴承5的内壁,对浮动轴承5的结构强度造成影响,产生应力集中与磨损。

参考附图2与附图6,涡轮段4与压叶轮段均靠近轴承段2一侧均开设有密封槽41,密封槽41内安装有密封环6,密封环6与密封槽41的设置,可防止中间体内的润滑油向外泄露和外围的高压空气进入中间体,从而保证了涡轮增压器运行的稳定性。密封槽41的侧壁开设有定位槽411,密封环6的侧壁上设有与定位槽411相匹配的定位块61,定位块61与定位槽411的设置,可提密封环6在密封槽41内安装的稳定性。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释,其并不是对本实用新型的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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