面具有一个径向向外区域和一个径向向内区域。这些区域具有不同的功能并且因此具有不同特有的设计特征。
[0026]该径向内部区域配备有多个凹陷特征2a、2b、2c，这些特征被设计成在该轴颈轴承平面的端面与相对的推力表面之间产生一个加压的油膜，该推力表面可以是一个静止面(例如轴承壳体)或者一个旋转面(例如涡轮增压器轴的肩台)。
[0027]该径向外部区域包括一个连续的平面，该连续平面被提供用来妨碍油通过，由此确保该径向向内区域中足够的油量和油压，从而使得在该轴颈轴承端面与相邻的推力表面之间产生润滑，并且防止金属对金属的接触，即使是在轴向推力是由旋转组件产生的情况下。
[0028]由此，该外部区域起到不完美或“恰恰好”的密封作用，以辅助妨碍该内部区域中的油压损失。如果该旋转组件(包括涡轮增压器轴、压缩机叶轮和涡轮机叶轮)将增加的轴向负载施加到这个端面上(即在突然加速的过程中)，则轴向压力可能引起该轴轴向地移动，从而减少“密封间隙”。根据本发明，如果油径向向外的逃逸由于该外部区域中缺少逃逸路径而被阻碍，则油量和油压会在该内部区域中建立，并且该内部区域中的推力负载功能被提高，于是密封间隔间隙被修复但是处于增加的压力下，这转化为增加的轴向推力以满足由该旋转组件引入的增加的轴向负载。
[0029]这些轴承端面处的推力表面可以具有不同的类型；例如，这些支承端面在该内部区域中可以具有多个径向槽，优选具有V形截面，其中每个槽的边形成一个大约为150°的夹角。根据本发明，这些径向槽没有延伸跨过该径向外部区域并且不会为油提供毫无阻碍的逃逸机会。
[0030]图1示出了多个推力增加的凹陷区域2a，如由例如圆形切削工具的轴向移动或者钻头的径向运动产生的。用这种方式产生的轴颈轴承可以简单地通过机加工一个“现成的”轴颈轴承来产生，只要切削掉的区域只与该轴向端面的内径而不是与外径相交。
[0031]图2示出了推力增加的区域2b，其中材料移除是通过铣削或机加工来实现的，但是其中工具与孔的轴线成一个角度向外移动而不是如图1中的通过平行于孔的轴线来移动工具产生的。
[0032]图3示出了一个楔形凹陷斜坡，该斜坡通过与垂直于该轴颈轴承的中心轴线的平面成一个角度倾斜该切削工具来产生的。
[0033]在所展示的实施例中，油在压力下被递送(例如从内燃发动机的润滑系统中)到该轴颈轴承的外圆周的一个中央凹陷区域3中并且通过多个径向孔4转移到该轴颈轴承的内径5中。这个油沿轴与轴颈轴承孔之间的间隙转移直到它到达该轴颈轴承的轴向末端，在此点处由于离心力它通常径向向外地旋转。任选地，如果希望进一步增加到轴承末端上的推力表面的油的供应，每个轴颈轴承可以配备有一个或多个轴向孔，该轴向孔与承载加压的油的径向孔4相连通并且将油供应例如到在该端面的内部区域中提供的这些凹陷特征2a、2b、2c中的一个或多个凹陷特征中。因此，冷油的直接供应被引入到所有的推力表面上。然而，在本发明的优选实施例中，此类补充的轴向流动通道是不要求的，因为该轴向末端面的连续外部平面特征的油流量控制功能确保了充足的油。
[0034]作为另一个替代性结构，可以在该轴承的轴颈内表面中提供多个槽以用于将油运载到推力支承表面上，但是同样，这不是必须的，并且本发明的目的是在减少的油流量下提供连续润滑。
[0035]在本发明的一个优选实施例中，这些轴颈轴承端面配备有多个倒角；位于该轴颈轴承孔或内表面与轴向端面界面处的一个内倒角6，以及位于该轴颈轴承外表面与轴向端面界面处的一个外倒角7。这些倒角可以仅在该轴颈轴承的一个轴向末端处或者在内侧末端和外侧末端处提供。倒角不但有利于轴颈轴承安装到轴上和孔中，而且促进润滑油的流动。
[0036]优选地，该轴颈轴承的两个轴向末端配备有同样的特征，这样使得轴颈轴承在手动组装该涡轮增压器时不会“反向安装”。因此，这些轴颈轴承与现代涡轮增压器的高生产率制造标准是兼容的。
[0037]因为本发明的轴颈轴承是有效率并且有效的，油流量可以被减少，由此产生了一种能够具有很长使用寿命的涡轮增压器同时依然减少了需要实现这些目的的润滑油的量，并且因此显著地减少了由该涡轮增压器造成的碳氢化合物排放物的量。
[0038]该轴颈轴承的内径和外径可以是圆形的(即管状)或者可以配备有凸面。
[0039]在图中所示出的轴颈轴承是一个系统的一个轴颈轴承，该系统通常包括由一个轴承隔圈间隔开的两个轴颈轴承，而实际上，本发明的轴颈轴承可以是一个一体式轴颈轴承，支持该轴的压缩机端和涡轮机端。该轴承可以是自由浮动的或者可以是“固定的”并且因此是半浮动的。
[0040]在脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以制造各种不同的修改和变更。因此，应理解的是，本发明的展示的实施例仅仅为了示例的目的而提出并且不应被认为是对如以下权利要求中所限定的本发明的限制。该轴颈轴承可以是一体式或者可以是三件式。该轴颈轴承可以是“固定的”或者可以是自由浮动的。
[0041]既然已经说明了本发明，我们提出了权利要求:
【主权项】
1.一种用于转轴的轴颈轴承，所述轴承包括至少一个轴向端面，所述端面包括: 一个平面表面，以及 一个或多个产生推力的凹陷特征，这些特征被适配用来增加该轴向端面处的推力，其中所述平面表面在所述一个或多个产生推力的凹陷特征的径向上向外地提供了一个连续的环形表面。
2.如权利要求1所述的轴颈轴承，其中该平面的轴向端面的外径是圆形的。
3.如权利要求1所述的轴颈轴承，其中用于产生推力负载的非平面特征包括斜坡特征。
4.如权利要求1所述的轴颈轴承，其中该端面包括两个或更多个用于产生推力负载的非平面特征。
5.如权利要求1所述的轴颈轴承，其中该轴颈轴承包括一个外表面，该外表面被适配成被接收在一个轴承壳体孔中，并且其中该轴颈轴承包括一个在该外表面上的中央凹陷区域⑶并且进一步包括多个在该中央凹陷区域⑶与该轴颈内径之间的径向孔(4)。
6.如权利要求5所述的轴颈轴承，进一步包括一个或多个与这些径向孔(4)相连通的轴向孔以及这些凹陷特征(2a，2b，2c)中的一个或多个特征。
【专利摘要】一种例如用于涡轮增压器的轴颈轴承，该轴颈轴承具有一个轴向端面，该轴向端面被设计用于改善润滑和推力的平衡。该轴颈轴承的轴向端面被修改以便它提供推力，而在允许该轴承与相邻面之间发生润滑之前不会轻易地允许油逃逸。
【IPC分类】F02B39-00, F16C33-10, F02B39-14
【公开号】CN104718387
【申请号】CN201380047629
【发明人】D·N·沃德
【申请人】博格华纳公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年9月19日
【公告号】DE112013004049T5, US20150219152, WO2014055255A1