用于涡轮增压器的轴承载体的制作方法

本发明总体上涉及涡轮增压器，更具体地说，涉及带有涡轮增压器壳体的涡轮增压器，涡轮增压器壳配置为用于高效组装和有效承受推力载荷和其他载荷。

背景技术：

1、内燃发动机，例如柴油发动机、汽油发动机或天然气发动机，采用涡轮增压器为发动机提供压缩空气以用于燃烧。涡轮增压器压缩流入发动机的空气，从而将更多空气送入发动机的燃烧室。空气供应量的增加使发动机燃烧室中的燃料燃烧量增加，从而提高了发动机的功率输出。

2、典型的涡轮增压器包括轴、与轴的一端相连的涡轮机叶轮、与轴的另一端相连的压气机叶轮(有时称为“压气机轮”)以及用于支撑轴的轴承。相互连接的独立壳体将压气机叶轮、涡轮机叶轮和轴承包围起来。发动机排出的废气在涡轮机叶轮上膨胀并带动涡轮机叶轮旋转。涡轮机叶轮又通过轴带动压气机叶轮旋转。压气机叶轮吸收周围环境中的冷空气，并将压缩空气送入发动机的燃烧室。

3、用于涡轮增压器轴、压气机叶轮和压气机叶片的涡轮增压器轴承系统需要在周围的壳体部件内进行精确对齐。在先前已知的涡轮增压器中，例如于2016年3月8日授权给knaack的美国专利第9,279,343号(“'343专利”)公开了一种涡轮增压器，独立的壳体和子壳体并入到涡轮增压器壳体、涡轮机壳体和压气机壳体中，以支撑轴承。添加额外的子壳体来支撑轴承，会增加出现对准误差的可能性，但可以提高涡轮增压器的再制造能力。通常情况下，用于支撑压气机侧装配的轴承载体或子壳体需要从主涡轮增压器壳体的压气机侧进行安装。操作温度保持低于等效的涡轮机侧壳体，尽管通常供油限制尤其需要相当大的轴承载体，而大的轴承载体仍然难以加工并整合到主壳体中。

技术实现思路

1、在本发明的一方面中，公开了一种用于涡轮增压器的轴承载体，轴承载体安装在涡轮增压器壳体内，涡轮增压器壳体位于涡轮机叶轮和压气机叶轮之间，涡轮机叶轮和压气机叶轮都安装在涡轮增压器轴上以便旋转。轴承载体可以包括载体本体、轴向延伸穿过载体本体并在其中接收滑动轴承和涡轮增压器轴的对应部分的载体本体孔以及位于载体本体外部并面向涡轮机叶轮的推力轴承座。推力轴承座可以具有与推力轴承的推力轴承表面互补的形状，推力轴承设置于载体本体与涡轮机叶轮之间并与推力轴承座接合。

2、在本发明的另一方面中，公开了一种用于涡轮增压器的轴承组件，轴承组件安装在涡轮增压器壳体内并位于涡轮机叶轮和压气机叶轮之间，涡轮机叶轮和压气机叶轮安装在涡轮增压器轴上以一起旋转。轴承组件可以包括设置在涡轮增压器轴的对应部分上的滑动轴承、具有推力轴承表面的推力轴承和轴承载体。轴承载体可以包括载体本体、轴向延伸穿过载体本体并在其中接收滑动轴承的载体本体孔以及位于载体本体的外部并面向涡轮机叶轮的推力轴承座。推力轴承座可以具有与推力轴承的推力轴承表面互补的形状，推力轴承设置于载体本体与涡轮机叶轮之间并与推力轴承座接合。

3、在本发明的又一方面中，公开了一种用于涡轮增压器的涡轮增压器壳体，涡轮增压器包括涡轮机叶轮和压气机叶轮，涡轮机叶轮和压气机叶轮安装在涡轮增压器轴上以一起旋转。涡轮增压器壳体可以包括压气机轴承壳体和轴承载体，压气机轴承壳体带有轴承安装法兰并设置于涡轮机叶轮和压气机叶轮之间，轴承载体安装在轴承安装法兰上。轴承载体可以包括载体本体、轴向延伸穿过载体本体并在其中接收滑动轴承和涡轮增压器轴的对应部分的载体本体孔以及位于载体本体外部并面向涡轮机叶轮的推力轴承座。推力轴承座可以具有与推力轴承的推力轴承表面互补的形状，推力轴承设置于载体本体与涡轮机叶轮之间并与推力轴承座接合，其中，轴承载体与轴承安装法兰接合以将涡轮机叶轮上的推力载荷沿着压气机叶轮的方向传递至压气机轴承壳体。

4、其他方面由本专利的权利要求书限定。

技术特征：

1.一种用于涡轮增压器(12)的轴承载体(150)，所述轴承载体(150)安装在涡轮增压器壳体(30)内并且位于涡轮机叶轮(32)和压气机叶轮(36)之间，所述涡轮机叶轮(32)和所述压气机叶轮(36)安装在涡轮增压器轴(34)上以一起旋转，所述轴承载体(150)包括：

2.根据权利要求1所述的轴承载体(150)，包括抗推力轴承表面(172)，所述抗推力轴承表面(172)面对所述压气机叶轮(36)并安装有抗推力轴承(154)。

3.根据权利要求1所述的轴承载体(150)，其中所述涡轮增压器壳体(30)包括带有轴承安装法兰(124)的压气机轴承壳体(120)，所述轴承安装法兰(124)具有轴向支撑环(180)，所述轴向支撑环(180)呈环形并朝向所述涡轮增压器轴(34)径向向内延伸，并且其中，所述轴承载体(150)包括轴向支撑表面(182)，所述轴向支撑表面(182)面向所述压气机叶轮(36)并且面向所述轴向支撑环(180)并与所述轴向支撑环(180)接合以将所述涡轮机叶轮(32)上的推力载荷沿着所述压气机叶轮(36)的方向传递至所述压气机轴承壳体(120)。

4.根据权利要求3所述的轴承载体(150)，包括载体安装螺栓孔，所述载体安装螺栓孔延伸穿过所述载体本体(158)并接收载体安装螺栓(184)以将所述载体本体(158)安装到所述轴向支撑环(180)上。

5.根据权利要求1所述的轴承载体(150)，包括抗旋转销孔，所述抗旋转销孔延伸穿过所述载体本体(158)并接收抗旋转销(162)以将所述滑动轴承(152)固定在所述载体本体孔(160)内并防止所述滑动轴承(152)相对于所述载体本体(158)轴向平移和周向旋转。

6.根据权利要求1所述的轴承载体(150)，其中所述涡轮增压器壳体(30)包括带有轴承安装法兰(124)的压气机轴承壳体(120)，所述轴承安装法兰(124)具有载体壳体(186)，所述载体壳体(186)呈空心圆柱形状并朝向所述涡轮机叶轮(32)轴向延伸，并且其中，所述轴承载体(150)被接收在所述载体壳体(186)内并与所述载体壳体(186)接合以将所述涡轮机叶轮(32)上的推力载荷沿着所述压气机叶轮(36)的方向传递至所述压气机轴承壳体(120)。

7.根据权利要求6所述的轴承载体(150)，其中所述载体壳体(186)具有径向向内面向的载体壳体内表面(188)，所述载体本体(158)具有径向向外面向的轴承载体外表面(190)，并且所述载体壳体内表面(188)与所述轴承载体外表面(190)相对并接合以防止所述轴承载体(150)相对于所述压气机轴承壳体(120)径向移动。

8.一种用于涡轮增压器(12)的轴承组件(128)，所述轴承组件(128)安装在涡轮增压器壳体(30)内并位于涡轮机叶轮(32)和压气机叶轮(36)之间，所述涡轮机叶轮(32)和所述压气机叶轮(36)安装在涡轮增压器轴(34)上以一起旋转，所述轴承组件(128)包括：

9.一种用于涡轮增压器(12)的涡轮增压器壳体(30)，所述涡轮增压器(12)包括涡轮机叶轮(32)和压气机叶轮(36)，所述涡轮机叶轮(32)和所述压气机叶轮(36)安装在涡轮增压器轴(34)上以一起旋转，所述涡轮增压器壳体(30)包括：

10.根据权利要求9所述的涡轮增压器壳体(30)，其中所述轴承载体(150)包括抗推力轴承表面(172)，所述抗推力轴承表面(172)面对所述压气机叶轮(36)并安装有抗推力轴承(154)。

11.根据权利要求9所述的涡轮增压器壳体(30)，其中所述轴承安装法兰(124)具有轴向支撑环(180)，所述轴向支撑环(180)呈环形并朝向涡轮增压器轴(34)径向向内延伸，其中，所述轴承载体(150)包括轴向支撑表面(182)，所述轴向支撑表面(182)面向所述压气机叶轮(36)并且面向所述轴向支撑环(180)并与所述轴向支撑环(180)接合以将所述涡轮机叶轮(32)上的推力载荷沿着所述压气机叶轮(36)的方向传递至所述压气机轴承壳体(120)。

12.根据权利要求9所述的涡轮增压器壳体(30)，其中所述涡轮增压器壳体(30)包括涡轮机密封件安装法兰(122)，所述涡轮机密封件安装法兰(122)设置于所述涡轮机叶轮(32)和所述轴承安装法兰(124)之间并且其上安装有涡轮机密封件(126)，其中，通过将所述轴承载体(150)插入穿过所述涡轮机密封件安装法兰(122)并与所述轴承安装法兰(124)接合而将所述轴承载体(150)安装在所述涡轮增压器壳体(30)中。

13.根据权利要求9所述的涡轮增压器壳体(30)，其中所述轴承安装法兰(124)具有载体壳体(186)，所述载体壳体(186)呈空心圆柱形状并朝向所述涡轮机叶轮(32)轴向延伸，并且其中，所述轴承载体(150)被接收在所述载体壳体(186)内并与所述载体壳体(186)接合以将所述涡轮机叶轮(32)上的推力载荷沿着所述压气机叶轮(36)的方向传递至所述压气机轴承壳体(120)。

14.根据权利要求13所述的涡轮增压器壳体(30)，其中所述载体壳体(186)具有径向向内面向的载体壳体内表面(188)，所述载体本体(158)具有径向向外面向的轴承载体外表面(190)，并且所述载体壳体内表面(188)与所述轴承载体外表面(190)相对并接合以防止所述轴承载体(150)相对于所述压气机轴承壳体(120)径向移动。

15.根据权利要求9所述的涡轮增压器壳体(30)，其中所述轴承载体(150)包括抗旋转销孔，所述抗旋转销孔延伸穿过所述载体本体(158)，其中，所述抗旋转销孔接收抗旋转销(162)以将所述滑动轴承(152)固定在所述载体本体孔(160)内并防止所述滑动轴承(152)相对于所述载体本体(158)轴向平移和周向旋转。

技术总结一种用于涡轮增压器(12)的轴承组件(128)，轴承组件(128)安装在涡轮增压器壳体(30)内并且位于涡轮机叶轮(32)和压气机叶轮(36)之间，涡轮机叶轮(32)和压气机叶轮(36)安装在涡轮增压器轴上以一起旋转，轴承组件(128)包括设置在涡轮增压器轴(34)的对应部分上的滑动轴承(152)、具有推力轴承表面(166)的推力轴承(154)和轴承载体(150)。轴承载体包括载体本体(158)、轴向延伸穿过载体本体并在其中接收滑动轴承的载体本体孔(160)以及位于载体本体的外部并面向涡轮机叶轮的推力轴承座(164)。推力轴承座具有与推力轴承的推力轴承表面互补的形状，推力轴承设置于载体本体与涡轮机叶轮之间并与推力轴承座接合。轴承组件还包括面向压气机叶轮的抗推力轴承表面，以及安装至抗推力轴承表面的抗推力轴承(156)。技术研发人员：G·R·塞维利亚受保护的技术使用者：前进铁轨机车有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13