用于废气涡轮增压机的支承设备和废气涡轮增压机的制作方法

本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中给出的类型的用于废气涡轮增压机的支承设备以及一种根据权利要求11的废气涡轮增压机。

背景技术：

公开文献de102008033814a1公开一种用于废气涡轮增压机的支承设备，所述支承设备的构成用于径向支承废气涡轮增压机的轴的径向支承件与设置在两个径向支承件之间的间隔件连接。整个支承设备一件式地构成，也就是说径向支承件和间隔件共同地制造。这种支承设备的问题，除了支承设备的耗费的制造以外还存在于高的材料成本方面，因为支承设备例如由坯件耗费地加工出。

从径向支承件和与径向支承件相对置的壁之间进行润滑剂排出，所述润滑剂排出具有高的流速。由此得到在密封环上的高的压力，所述密封环设计用于密封，以防止润滑剂排出到废气涡轮增压机的涡轮机和废气涡轮增压机的压缩机中。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种用于废气涡轮增压机的改进的支承设备。本发明的另一方面是，提供一种降低成本的废气涡轮增压机。

所述目的通过具有权利要求1的特征的用于废气涡轮增压机的支承设备以及通过具有权利要求11的特征的废气涡轮增压机实现。本发明的具有适宜的且不寻常的改进形式的有利的设计方案在相应的从属权利要求中给出。

本发明的第一方面涉及一种用于废气涡轮增压机的支承设备，所述支承设备具有第一径向支承件和第二径向支承件，其中第一径向支承件和第二径向支承件构成为用于径向地支承废气涡轮增压机的轴，所述轴具有转动轴线，并且在两个径向支承件之间设置有间隔件。在第一径向支承件和废气涡轮增压机的径向延伸的第一支撑壁之间，和在第二径向支承件和废气涡轮增压机的径向延伸的第二支撑壁之间，构成有第一流出间隙及第二流出间隙，所述第一支撑壁朝向废气涡轮增压机的涡轮机轮构成，所述第二支撑壁朝向废气涡轮增压机的压缩机轮构成，其中所述第一支撑壁用于轴向地支撑第一径向支承件并且所述第二支撑壁构成用于轴向地支撑第二径向支承件。根据本发明，为了轴向的且同时径向的支承和/或为了辅助径向的支承，第一流出间隙和/或第二流出间隙相对于转动轴线至少部分地倾斜地或弯曲地构成，以构成大于或小于90°的角度。

根据现有技术的径向支承件圆柱形地构成。也就是说换言之，在径向支承件和支撑壁之间构成的流出间隙垂直于转动轴线。由此，经由流出间隙排出的润滑剂在一定程度上垂直于转动轴线从流出间隙中流出。由于这种排出，在密封环上出现高压，所述密封环与支承设备相关联并且应当防止润滑剂转移到废气涡轮增压机的压缩机和废气涡轮增压机的涡轮机中。

本发明的优点是，实现使从流出间隙中排出的润滑剂有针对性地流出到废气涡轮增压机的润滑剂槽中，其中有针对性的流出远离密封环地定向。由此，由于到达所述密封环的润滑剂的高的动压，所述密封环不再承受高的负荷。倾斜地或弯曲地构成的流出间隙造成文丘里管效应，由此尤其在朝向废气引导部段构成的径向支承件上吸入润滑剂。因此避免润滑剂可能侵入废气引导部段中。

为了升高在轴和径向支承件之间构成的润滑剂的油压，优选在流出间隙的排出区域中倾斜地或弯曲地构成流出间隙。

第一径向支承件和/或第二径向支承件例如具有截锥形式的构成方式，所述第一径向支承件和/或第二径向支承件的大的底面分别朝向相对置的径向支承件构成，这造成径向支承件的倾斜的壁面，所述壁面实现径向支承件的有效支承面积的增大。有效支承面积的增大得到旋转机构在废气涡轮增压机的运行期间的升高的减振。此外，通过增大有效支承面积同样增大了支承的坚固性。有效支承面积应理解为径向支承件的实际上与轴相对置的支承面积和壁面积的具有沿径向方向定向的摩擦力分量这部分的总和。

另一优点可在减少高精度的支承面积方面得到。支承面积由于其相对于转动轴线倾斜的和/或弯曲的构成方式而同时用作为径向和轴向支承件。由此还能够降低成本进而实现低成本的废气涡轮增压机。倾斜的面减少油隙在长度公差方面的敏感度。长度公差的作用由于倾斜设置方式和/或弯曲设置方式而是更小的。这得到润滑间隙的更缓慢的消耗，由此造成更大的轴向间隙并且支承设备整体上比在现有技术中更鲁棒地构成。

在另一设计方案中，第一径向支承件与间隔件抗扭地连接和/或第二径向支承件与间隔件抗扭地连接。

有利地，第一径向支承件和/或第二径向支承件与间隔件一件式地构成。

在另一设计方案中，第一流出间隙和/或第二流出间隙具有由第一径向支承件或由第二径向支承件形成的第一壁面或第二壁面，所述第一壁面或第二壁面相对于转动轴线倾斜地构成。因此，在制造径向支承件时已经能够对流出间隙的构成产生影响。即使当形成流出间隙的、与壁面相对置地设置的支撑壁具有垂直于转动轴线构成的延伸方向时，也能够对润滑剂排出的定向产生影响。

在根据本发明的支承设备的另一设计方案中，与第一壁面和/或第二壁面相对置的、轴的第一支撑壁或轴的第二支撑壁与第一壁面或第二壁面互补地构成。因此，能够在流出间隙中实现用于限定地影响润滑剂压力的限定的流出间隙。

在根据本发明的支承设备的另一设计方案中，轴为了构成第一支撑壁而具有轴环。

在根据本发明的支承设备的另一设计方案中，第二支撑壁由废气涡轮增压机的甩油环形成。优点在于，因为甩油环是独立于轴制造的构件，所以可以不用实质上的额外耗费来制造支撑壁的互补的或仅部分互补的构成方案。此外，由于倾斜地和/或弯曲地构成的流出间隙实现了附加的离心效应。

另一优选的设计方案是，间隔件由塑料构成，由此得到支承设备的重量降低。

本发明的第二方面涉及一种具有旋转机构的废气涡轮增压机，其中旋转机构包括压缩机轮、涡轮机轮和将压缩机轮与涡轮机轮抗扭地连接的轴，其中旋转机构借助于支承设备可旋转地支承在支承部段中。根据本发明，支承设备根据权利要求1至10中任一项构成。

本发明的优点是提高了旋转机构的减振，由此旋转机构具有改进的运转性能，其中所述旋转机构能够平稳地运行。此外，借助于根据本发明的支承设备提高了旋转机构的坚固性，由此提高转子的共振频率。

此外，由于提高的减振从而借助于改进的支承设备显著地降低废气涡轮增压机的摩擦功率。根据本发明的废气涡轮增压机的所述改进的或降低的摩擦功率例如造成与废气涡轮增压机连接的内燃发动机的燃料需求降低，因为根据本发明的废气涡轮增压机相应地需要较小的废气质量流量，以实现根据现有技术的废气涡轮增压机的功率。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节从优选实施例的下面的说明中以及根据附图得到。上文在说明中提到的特征和特征组合以及下文在附图说明中提到的和/或者在附图中仅示出的特征和特征组合不仅能够以分别给出的组合形式、而且也能够以其他组合形式或以单独形式应用，而不脱离本发明的范围。相同的或功能相同的元件与相同的附图标记相关联。附图示出：

图1以纵剖面示出根据现有技术的废气涡轮增压机；

图2以纵剖面示出在第一实施例中的根据本发明的支承设备；

图3以纵剖面示出在第二实施例中的根据本发明的支承设备；以及

图4以立体图示出根据本发明的支承设备的第一径向支承件、第二径向支承件和与第一径向支承件和第二径向支承件一件式地构成的间隔件。

具体实施方式

根据现有技术的废气涡轮增压机2的旋转机构1在根据图1的实施例中构成。废气涡轮增压机2具有可穿流的废气引导部段3，所述废气引导部段在废气涡轮增压机2的运行中由流体，通常废气穿流。废气通常是，然而不强制性是未详细示出的内燃机的燃烧产物。

与废气涡轮增压机2关联有可穿流的空气引导部段4以及在废气引导部段3和空气引导部段4之间定位的支承部段5，其中旋转机构1可转动地容纳在支承部段5中。

旋转机构1包括压缩机轮6和涡轮机轮7，所述压缩机轮和涡轮机轮借助于轴8彼此抗扭地连接。压缩机轮6设置在空气引导部段4的压缩机轮腔室9中，以在一般情况下吸入新鲜空气。涡轮机轮7可转动地容纳在废气引导部段3的轮腔室10中。

涡轮机轮7在废气涡轮增压机2的运行中由穿流废气引导部段3的废气加载和驱动，其中所述涡轮机轮执行围绕旋转机构1的转动轴线11的转动运动。所述转动运动可借助于轴8传递到压缩机轮6上，由此所述压缩机轮与涡轮机轮7的转动运动同步地执行转动运动。借助于压缩机轮6及其转动运动吸入新鲜空气，所述新鲜空气在空气引导部段4中被压缩。

旋转机构1的轴8借助于支承设备12可转动地支承在支承部段5中，所述支承设备包括第一径向支承件13和第二径向支承件14。在压缩机轮6的区域中，在支承部段5中还容纳有未详细示出的轴向支承件，以实现轴向支承。在本实施例中，第一径向支承件13和第二径向支承件14具有半浮动支承件的形式。

第一径向支承件13和第二径向支承件14与旋转机构1的转动轴线11同轴地设置，其中在第一径向支承件13和第二径向支承件14之间构成有间隔件15。间隔件15，也称作为间隔衬套，辅助将两个径向支承件13、14轴向地固定，并且一件式地且抗扭地与两个径向支承件13、14连接。

图2以纵剖面示出根据本发明的支承设备12。第一径向支承件13具有第一壁面16，所述第一壁面朝向涡轮机轮7构成。在第一径向支承件13和轴8的第一支撑壁17之间存在第一流出间隙18，所述第一支撑壁构成用于轴向地支撑第一径向支承件13。经由所述第一流出间隙18，润滑剂能够流出到润滑剂槽19中，所述润滑剂位于轴8和第一径向支承件13之间，以润滑旋转机构1的支承。润滑剂槽19经由流出通道20与内燃发动机的未详细示出的润滑剂回路连接。

第二径向支承件14具有第二壁面21，其中第二壁面21朝向压缩机轮6地构成。在第二壁面21和轴8的第二支撑壁22之间，存在第二流出间隙23，所述第二支撑壁构成用于轴向地支撑第二径向支承件14，润滑剂经由所述第二流出间隙能够流出到润滑剂槽19中。两个流出间隙18、23相对于转动轴线11倾斜，以构成小于90°的角度α。由于流出间隙18、23的倾斜的、与关于转动轴线11垂直的构成方式不同的构成方式，润滑剂直接朝向流出通道20偏转。

同样地，流出间隙18、23也弯曲地构成。流出间隙18、23也能够仅部分倾斜或弯曲地构成。对于本发明需要的是，倾斜或弯曲实施成，使得润滑剂以不同于现有技术中给出的、从支承设备12中垂直流出的方式转向，尤其在流出间隙18、23的排出区域中。也就是说换言之，第一流出间隙18和/或第二流出间隙23尤其在流出间隙18、23的排出区域27中相对于转动轴线11至少部分地倾斜地或弯曲地构成，以构成大于或小于90°的角度α。由此提高在轴承中的润滑剂压力，由此轴承的承载能力升高。

在示出的实施例中，第一壁面16和第二壁面21与支撑壁17或与第二支撑壁22互补地构成。

第一支撑壁17是完全包围轴8的轴环24的壁，所述轴环与轴8一件式地构成。同样，所述轴环也能够独立于轴8地制造并且与轴8抗扭地接合。

第二支撑壁22由废气涡轮增压机2的甩油环25形成。

根据本发明的支承设备12在第二实施例中根据图3设计并且以所谓的半浮动支承件的形式构成。在此，与间隔件15一件式地构成的径向支承件13、14不转动。为了固定，未详细示出的固定元件容纳在保持开口28中。

流出间隙18、23具有转向部，由此相对于第一实施例产生更高的动压。由此提高承载能力。从在甩油环25和支承部段5之间构成的腔室29中，通过产生的较大的文丘里管效应更好地吸入润滑剂，由此能够减少或消除润滑剂到废气引导部段3中的转移。此外，润滑剂在排出区域27处的速度减小，由此减小在整个润滑剂槽中的静压。

转向部也能够弯曲地构成。

在图4中以立体图示出第一径向支承件13、第二径向支承件14和与两个径向支承件13、14一件式地构成的间隔件15。径向支承件13、14截锥形地构成，由此能以简单的方式提高径向支承件13、14的支承面积26而不需要附加的结构空间。支承面积26的提高造成旋转机构1的改进或提高的减振，并且造成旋转机构1的支承的坚固性。

角度α得到有效支承面积的增大，其中支承面积26是所述有效支承面积的一部分。如果角度α以平缓角度的形式构成，也就是说其数值小于45°，那么这造成有效支承面积的明显升高。