低蠕变轴承和用于安装增压器中的方法与流程

本申请涉及增压器中的阻尼技术，并提供一种用于阻尼增压器中的转子轴运动的轴承安装。

背景技术：

罗茨(root)样式或双转子增压器在旋转瓣啮合时经受颤动。颤动致使转子轴在增压器外壳中移位。现有技术轴承由于颤动和移位而在外壳中蠕变。

公差叠加可促进此颤动，从而在操作期间引起振动，这是因为(例如)在轴承中的部件之间、在轴承与轴之间和在轴承与增压器的外壳之间存在间隔。这些间隔可能由于由操作温度的改变和环境温度的改变两者引起的热膨胀而膨胀并收缩。

振动还可致使罗茨样式增压器中的转子“行进”，也就是说，在轴向方向上移动。行进是不合需要的，这是因为其可降低增压器的性能并损坏涂层、表面和其它部分。

通过公差叠加和正常操作状况产生的剪切力可致使部件随时间推移变形，这常常被称作蠕变。

常规增压器使用低黏度润滑剂以润滑各部件，包含轴承部件。常常使用加压润滑剂馈送件来施加这些低黏度润滑剂。这些低黏度润滑剂可填充间隔中的一些，但其不提供有效的阻尼能力或对剪切力的抵抗性。

技术实现要素：

本公开克服以上缺点，并借助于在增压器中使用高黏度阻尼润滑脂来改善所属领域。所述增压器可属于罗茨样式、平行瓣或双螺旋瓣，以及其它样式。

一种增压器组合件包括：外壳；轴孔，其在所述外壳中；轴，其延伸到所述轴孔中，其中所述轴包括轴线和轴承组合件，所述轴承组合件位于所述轴孔与所述轴之间。所述轴承组合件包括外环。所述外环包括外表面。润滑脂位于所述外环的所述外表面与所述轴孔之间。所述润滑脂具有大于国际标准组织黏度等级100的黏度。

一种装配增压器的方法包括：将轴安装到轴孔中并将轴承压入配合到轴上的步骤，其中所述轴承包括外环。所述外环包括外表面。所述方法进一步包括在所述外环的所述外表面与所述轴孔之间注入润滑脂层，其中所述润滑脂具有大于国际标准组织黏度等级100的黏度。

一种增压器组合件包括：外壳；轴孔，其在所述外壳中；以及轴，其延伸到所述轴孔中。所述轴包括轴线。所述增压器组合件包括轴承组合件，所述轴承组合件位于所述轴孔与所述轴之间。所述轴承组合件包括外环。所述外环包括外表面。所述轴承组合件进一步包括润滑脂，所述润滑脂位于所述外环的所述外表面与所述轴孔之间。所述润滑脂具有在25摄氏度下大于1000厘沲的基础油黏度。

将在以下的描述中部分阐述额外的目标和优点，并且所述目标和优点将部分地从描述中显而易见，或者可通过对本公开的实践习得。所述目标和优点将借助于在所附权利要求书中特别指出的元件和组合来实现和获得。

应理解，以上一般描述和以下详细描述两者仅是示例性和解释性的，并且并不限制本发明。

附图说明

图1是增压器的横截面图。

图2a是轴承安装的横截面图。

图2b是轴承安装的另一横截面图。

图3是增压器的另一横截面图。

图4a是增压器的另一横截面图。

图4b是图4a的区域x的放大视图。

具体实施方式

现在将详细参考附图中说明的实例。在可能的情况下，整个附图中将使用相同的参考标号来指代相同或相似的部分。例如“左”和“右”的方向性参考物是为了易于参考图式。

图l展示包括外壳20中的转子30、3l的增压器组合件10的实例。轴40、4l沿着轴线a、b定位于转子30、3l的中心。轴40、4l在轴线a、b的一端处配合到轴孔22、23中，且在轴线a、b的另一端处配合到分动箱50中。

轴40、4l配合到轴承60、61中，轴承60、61全部位于轴孔22、23中。人们可在将轴40、4l放置到轴孔22、23中之前或之后将轴40、4l配合到轴承60、61中。举例来说，人们可首先将第一轴承60配合到第一轴40上，接着用第一轴承60将第一轴40滑动配合到第一板条孔22中。或人们可首先将第一轴承60滑动配合到第一轴孔22中，接着将第一轴40压入配合到第一轴承60中，第一轴承60已定位于第一轴孔22中。

轴孔22、23还可包含压缩弹簧70、7l，压缩弹簧70、7l可用以沿着轴线a、b将弹簧力施加到轴承60、61。压缩弹簧70、7l可在压缩弹簧70、7l的一端上抵靠着踏板220、22l静置，且在另一端上抵靠着轴承60、61静置，从而抵靠着轴承60、61产生压力。可预装载压缩弹簧70、7l。此布置可在增压器组合件的操作期间减少转子30、3l的轴向移动。压缩弹簧70、7l还可阻尼轴向振动，从而减少增压器组合件的总体颤动。因为减少了颤动，所以轴承60、61可小于现有技术轴承。

图2a展示轴承组合件60在其配合于外壳20中时的横截面。第一轴40可具有对接内环618的踏板42。人们可将第一轴40的末端43压入配合到轴承60中，以使得内环618和末端43在内环618的外表面619处彼此接触，通过内环618的外表面619与末端43接触的过盈产生的摩擦紧固在一起。

增压器常常包含外壳20与轴承60之间的间隙g。此间隙g可不具有分离轴承60与外壳20的任何材料，借此产生开放空间。开放空间增加了轴承60的振动。当振动时，轴承60反复地接触外壳20，从而在增压器的操作期间产生非想要的噪声。

在一些增压器中，间隙g填充有常常用以使增压器的部分润滑的孔润滑剂613。此润滑剂可以是与轴承60中存在的轴承润滑剂612相同的润滑剂。然而，润滑剂不具有润滑脂602的阻尼能力。

当外壳20由与轴承60不同的材料制成时，间隙g可在增压器的操作期间增大。外壳20常常由铝制成，而轴承60常常由钢制成。铝具有高于钢的热膨胀率。增压器可由于许多因素而变热，所述因素包含引擎操作温度的升高或环境温度的升高。如果被加热，那么铝外壳将比钢轴承更大程度地膨胀。因此，外壳与轴承之间的任何间隙将增大。

轴承组合件可在轴孔处配合到增压器外壳中，使得在轴孔与轴承之间存在过盈配合。在此配合的情况下，间隙g将等于零。然而，此间隙可随着温度改变而增大，因此损失过盈配合并产生发生振动的开放空间。

为了减少在热膨胀期间经历的最大间隙g，人们可通过增大轴承的外环604的直径、减小轴孔22的直径，或增大轴承的外环的直径并减小轴孔的直径来在过盈配合中产生更多过盈。然而，此方法可能降低增压器组合件的性能。过盈配合可在滚轮元件(例如，滚轮元件608)上和轴(例如，轴40)上产生非想要负载。这些负载可能使滚轮、内部轴承组件和轴变形。

单独以润滑脂602或结合o型环606、607填充间隙g可减少这些负面影响。举例来说，润滑脂602可阻尼不会以另外的方式阻尼的振动和噪声。使用润滑脂602以阻尼振动可减少轴40、4l的径向和轴向移动，因此减少增压器外壳20与轴承60之间的行进。

其还可防止外环604在操作期间接触轴孔22。人们还可使用润滑脂602以在轴孔22与外环604的外表面605之间的界面处提供更好的抗剪切性。

润滑脂602还可具有对蠕变的高抵抗性。当部件(尤其是金属部件，例如钢或铝)在长时间段内暴露于负载时，随时间推移的蠕变或变形可在那些部件上发生。此变形可在操作期间增加噪声，并甚至致使增压器组合件出故障。

具有大于国际标准组织黏度等级(isovg)100的黏度允许润滑脂602具有非凡的阻尼能力。例如nyelubricants，inc.的阻尼润滑脂的润滑脂可良好地执行。范围介于25摄氏度下1000厘沲(cst)到25摄氏度下50000cst或更多的高黏度阻尼润滑脂提供极佳的阻尼能力。一些高黏度阻尼润滑脂可耐受范围介于-40摄氏度到120摄氏度的温度，而不会不可混溶地分离。

具有位于轴承60与轴孔22之间的润滑脂602可减少轴承60与轴孔22之间的公差。考虑到在操作期间轴承60和外壳20的较大程度膨胀，润滑脂602可减少需要的其它公差，例如，轴端42与轴承60的内环618之间的公差距离。因此，润滑脂602可减少增压器组合件中的公差的总体叠加。

润滑脂602不需要加压馈送件或底壳机制以维持其在轴孔中的位置。润滑脂602的黏度使得其放置于轴孔中且阻塞在适当位置。其不像现有技术挤压膜阻尼器一样需要持续不断的替换。其还能更有效地消除啸叫和其它nvh状况。

轴承组合件不需要具有o型环。润滑脂602可以是轴承组合件60与外环604之间的无界层。然而，o型环606、607可防止润滑脂602行进超出第一o型环606与第二o型环607之间的间隔。此允许润滑脂602减弱振动，并有助于在最可能接触外壳22的区域处保护轴承60。

o型环606、607还可阻尼振动。可选择o型环606、607的材料和大小，以使得o型环606、607阻尼具有与由润滑脂602阻尼的振动和噪声不同的频率的振动和噪声。此给予增压器组合件减弱更宽范围的频率的能力。

有利的是，使用对蠕变具有高抵抗性的o型环606、607以使得o型环606、607防止润滑脂在润滑脂602的使用寿命期间泄漏出o型环606、607。

o型环606、607还可形成与轴孔22和外环604的过盈配合。此配合不仅有助于密封润滑脂602，而且还有助于阻止轴承60沿着轴线a轴向地移动。

o型环606、607可包含提供其它阻尼能力的径向弹簧。径向弹簧还可在轴承60中心，且还提供压缩力以阻止o型环606、607沿着轴线a在轴向方向上移动。

o型环606、607可沿着外环604配合到周界槽(未展示)中。以类似方式，轴孔22可具有周界槽(未展示)以容纳o型环606、607来提供更好的密封能力。

当为o型环606、607设定大小时，人们可考虑在增压器的操作期间经历的间隙g的最大距离和最小距离。举例来说，间隙g可在外壳20变热时显著更大，不管其原因是引擎操作还是环境温度的改变。人们还可在确定间隙g的距离时考虑需要的润滑脂602的量。

轴承润滑剂612具有比润滑脂602更低的黏度。提供润滑而非阻尼振动对于轴承润滑剂612可以是更有利的。

如图2b中所展示，孔润滑剂613可用以在轴承组合件安装于轴孔中时或在轴承组合件安装于轴上时使轴承组合件润滑。孔润滑剂613可具有类似于轴承润滑剂612的黏度。或者，孔润滑剂可不同于轴承黏度，不同之处在于相对黏度更高或更低。

轴承润滑剂612包围滚轮元件608，滚轮元件608说明为滚珠轴承。轴承润滑剂612的黏度可受轴承速度、负载和温度控管。人们可选择轴承润滑剂612以促进滚动元件608的高转速，但此润滑剂有可能具有极低的抗剪切性。

轴承润滑剂可围绕滚道(例如，内滚道616和滚道614)和滚轮元件定位。除了滚珠轴承以外，人们还可使用滚针轴承、滚柱轴承或锥形轴承。轴承组合件结构可以是无座圈或不具有内座圈的，或其可以是笼型的，其将滚轮保持于其中且下降经过笼状物以接触转子轴。

轴承60可滑动配合或压入配合到轴40和第一轴孔22。润滑剂可促进所述过程。润滑剂可促进将轴承安装于轴上，如同通过放置于轴上或如同通过放置于内环618的外表面619上。润滑剂可另外地或替代性地放置于外座圈的外表面605上或轴孔上。

与围绕滚轮元件608所使用的润滑剂不同的润滑剂可用以促进轴承组合件安装。举例来说，围绕滚轮元件608所使用的轴承润滑剂612可不同于施加到内环618的外表面619和外环604的外表面605的孔润滑剂。

然而，因为润滑脂602可比常规润滑脂和润滑剂(例如，轴承润滑剂612、孔润滑剂613和用以促进安装的其它润滑剂)黏稠得多，所以人们可使用非常规装配方法。替代在将轴承滑动配合或压入配合到第一轴孔22中之前润滑轴承60的外部，人们可完全忽略外部孔润滑剂613。轴承60可大小设定为具有略微更小的外径，且可通过o型环606、607插入到第一轴孔22中。人们可接着将润滑脂602注入到间隙g中。

可选择间隙g的距离以促进安装轴承60。在间隙g中使用润滑脂602允许人们放宽制造公差，并增大各部件之间的间隔，这是因为这是因为润滑脂602可阻尼并抵抗通过将轴承60紧密地配合到第一轴孔22中先前所解决的运动。轴孔22的内径可更大，或外轴承直径可更小。

图3是增压器组合件300的横截面图。此布置包含第一通道360和第二通道362，所述通道允许从外部外壳320到第二轴孔323的流体连通。人们可经由通道360、362将润滑脂(例如，图l的润滑脂602)注入到轴孔323中。人们可接着使用插塞365、366容纳润滑脂。

人们可将润滑脂注入到一个通道(例如，第一通道360)中，并监测第二通道362来监测润滑脂的存在。第二通道362中的润滑脂的存在指示润滑脂从第一通道360行进到了第二通道362。在检测到第二通道362中的润滑脂之后，人们可阻塞第一通道360和第二通道362两者，以使得润滑脂在增压器组合件300的操作期间保持在轴孔323中。

润滑脂可以类似于图2a中的布置的方式位于轴承361与轴孔323之间，其中润滑脂602定位于第一轴孔22与外环604之间，且由o型环606、607保持。

图4a展示增压器组合件400的横截面图。

周向槽472可位于轴孔423中。通道460、462可允许人们将润滑脂注入到轴孔423中。人们可以迫使润滑脂沿着周向槽472行进到第二通道462的方式将润滑脂注入到中一个通道(例如，第一通道460)中。

子区段x识别增压器组合件400的润滑脂用以在操作期间减弱振动的区域。此区域可包含轴承组合件，例如，图l到3中所展示的轴承组合件中的任一个。

图4b是由图4a中的子区段x识别的区域的更详细视图。图4b展示位于轴孔423中的轴440。

图4b展示对接外壳420的踏板442的压缩弹簧47l。未展示轴承组合件，但压缩弹簧47l可对接轴承，因此对轴承组合件施加轴向力。

第一通道460与第二通道462流体连通，使得高黏度润滑脂可注入到一个通道中并沿着周向槽472行进到另一通道。

第一通道460的末端可由第一孔481和第二孔482界定。第二通道462的末端可由第四孔484和第三孔483界定。将末端提及为第一、第二、第三或第四孔是仅为了方便读者起见。可阻塞这些孔中的任一个。润滑脂可通过许多不同方式注入到所述孔中。举例来说，人们可将润滑脂注入到第一孔481或第四孔484中。同样地，人们可在注入润滑脂之后监测这些孔中的任何一个或全部来监测润滑脂的存在。

增压器组合件400不必具有两个通道460、462。增压器组合件400可被布置成使得高黏度润滑脂(例如，图2a的润滑脂602)注入到一个通道(例如，第一通道460)中。在被注入到第一通道460中之后，高黏度润滑脂可沿着周向槽472行进，直到其填充了周向槽472为止。在以高黏度润滑脂填充了周向槽472之后，人们可阻塞第一通道460。

通过考虑本文中所公开的实例的说明书以及实践，对于所属领域的技术人员而言，其它实施方案将是显而易见的。希望本说明书和实例仅被视为示例性的，其中本发明的真实范围由以上权利要求书指示。