CN104018897A - 分离式高速滚动涡轮增压器轴承体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆配件技术领域，尤其是一种分离式高速滚动涡轮增压器轴承体。其包括涡轮转子轴、角接触球轴承、外隔套、内隔套和头套，角接触球轴承有两只，分别套在涡轮转子轴的两端，外隔套和内隔套夹装在两只角接触球轴承之间，头套安装在涡轮转子轴的顶部。设计角接触球轴承、外隔套、内隔套和头套的分离式结构，通过涡轮转子轴组合成一体，零件工艺性简化，有利于角接触球轴承采用加工性能差而机械性能优的陶瓷材料，发热量少，温升低，稳定性高。双斜面结构，可增加冷却空间，冷却液通路布置便利。外隔套和内隔套位于两只角接触球轴承之间，进行特定的选配，可提高极限速度，延长寿命极限，装配简单，加工成本降低，维修替换方便。
Description
技术领域
本发明涉及车辆配件技术领域，尤其是一种分离式高速滚动涡轮增压器轴承体。
背景技术
汽车上涡轮增压器包括压气机壳、涡轮壳、轴承体、密封套、涡轮、涡轮转子轴及压叶轮组成。要达到高转速及长寿命关键在于轴承体的性能，轴承体的结构与材料直接关系到增压器工作的性能与可靠性。
目前，涡轮增压器轴承主要分为两类，一类为浮动轴瓦轴承，即套在轴上的圆环，圆环与轴以及圆环与轴承座之间都有间隙，形成双层油膜，圆环浮在涡轮转子轴与轴承座之间，增压器工作时，圆环也做高速转动。浮动轴承一般内层间隙为0.05mm左右，外层间隙大约为0.1mm。轴承壁厚约3.0-4.5mm，用锡铅青铜合金制造，轴承表面镀一层厚度约为0.005-0.008mm的耐磨金属层。浮动轴瓦轴承的缺点：涡轮轴启动运转阻力大，机油压力和品质要求高，对涡轮轴的动态控制不能稳定；另一类则为整体式滚珠轴承，即双列角接触陶瓷球混合轴承，轴承的组合外套、组合内套材料用轴承钢，滚动体用氮化硅球，增压器工作时，轴承在涡轮转子轴与轴承座之间作高速转动。整体式滚珠轴承在涡轮转子轴上安装滚珠轴承，取代浮动轴承在涡轮增压器中的位置。滚珠轴承的优势与浮动轴承相比：摩擦力小，涡轮迟滞的效应低，可以有效地对涡轮轴的动态进行控制，机油压力以及品质可以稍为降低。其缺点就是寿命不及浮动轴承，一般7万到8万公里就到寿命极限，而且工艺性差，加工成本高，维修困难。
发明内容
为了克服现有的涡轮增压器轴承运转阻力大，动态控制不能稳定，寿命短，成本高，维修困难的不足，本发明提供了一种分离式高速滚动涡轮增压器轴承体。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，包括涡轮转子轴、角接触球轴承、外隔套、内隔套和头套，角接触球轴承有两只，分别套在涡轮转子轴的两端，外隔套和内隔套夹装在两只角接触球轴承之间，头套安装在涡轮转子轴的顶部。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括外隔套上设有出油孔和油道斜坡，嵌在涡轮壳孔内，两端分别顶在两只角接触球轴承的外圈上。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括配在涡轮转子轴上的内隔套的两端分别顶在两只角接触球轴承的内圈上。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括外隔套较内隔套短。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括角接触球轴承的外圈、内圈和球都是陶瓷材质，保持架为PEEK材质。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括角接触球轴承的外圈和内圈均为双斜面结构。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括头套上设有密封槽。
本发明的有益效果是，设计角接触球轴承、外隔套、内隔套和头套的分离式结构，通过涡轮转子轴组合成一体，零件工艺性简化，有利于角接触球轴承采用加工性能差而机械性能优的陶瓷材料，使用时，发热量少，温升低，稳定性高，具有良好的抗接触疲劳特性及耐磨性能，使用寿命长。角接触球轴承采用双斜面结构，可增加冷却空间，冷却液通路布置便利，有效降低轴承体的温升。外隔套和内隔套位于两只角接触球轴承之间，在轴向上，分别对应顶紧在角接触球轴承的外圈和内圈位置，确保轴承轴向的工作游隙，在径向上，分别与涡轮壳孔和涡轮转子轴配合，防止过松产生径向跳动或过紧出现径向的工作游隙过小，并可通过设置外隔套与内隔套的长度差来调节游隙，进而提高了角接触球轴承的极限速度，延长了寿命极限，装配简单，加工成本降低，维修替换方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中1. 涡轮转子轴，2. 角接触球轴承，3. 外隔套，31. 出油孔，32. 油道斜坡，4. 内隔套，5. 头套，51. 密封槽。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，一种分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，包括涡轮转子轴1、角接触球轴承2、外隔套3、内隔套4和头套5，角接触球轴承2有两只，分别套在涡轮转子轴1的两端，外隔套3和内隔套4夹装在两只角接触球轴承2之间，头套5安装在涡轮转子轴1的顶部。外隔套3上设有出油孔31和油道斜坡32，嵌在涡轮壳孔内，两端分别顶在两只角接触球轴承2的外圈上。配在涡轮转子轴1上的内隔套4的两端分别顶在两只角接触球轴承2的内圈上。外隔套3较内隔套4短。角接触球轴承2的外圈、内圈和球都是陶瓷材质，保持架为PEEK材质。角接触球轴承2的外圈和内圈均为双斜面结构。头套5上设有密封槽51。
设计角接触球轴承2、外隔套3、内隔套4和头套5的分离式轴承体结构，通过涡轮转子轴1组合成一体。现有的整体式轴承体结构复杂，由于加工上的限制，轴承的外套和内套的材料仅仅局限于钢材，而本发明的分离式轴承体的零件结构相对整体式简单，有利于角接触球轴承2采用加工性能差而机械性能优的陶瓷材料，使用时，发热量少，温升低，稳定性高，具有良好的抗接触疲劳特性及耐磨性能，使用寿命长。另外，分离式轴承体加工性能优越，可采用双斜面结构的角接触球轴承，增加冷却空间，冷却液通路布置便利，有效降低轴承体的温升。外隔套3和内隔套4位于两只角接触球轴承2之间，在轴向上，分别对应顶紧在角接触球轴承2的外圈和内圈位置，确保角接触球轴承2轴向的工作游隙，在径向上，分别与涡轮壳孔和涡轮转子轴1配合，防止过松产生径向跳动或过紧出现径向的工作游隙减小，并可通过设置外隔套3与内隔套4的长度差来调节游隙，进而提高了轴承体的极限速度，延长了寿命极限，装配简单，加工成本降低，维修替换方便。
Claims (7)
1.一种分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，其特征是，包括涡轮转子轴（1）、角接触球轴承（2）、外隔套（3）、内隔套（4）和头套（5），角接触球轴承（2）有两只，分别套在涡轮转子轴（1）的两端，外隔套（3）和内隔套（4）夹装在两只角接触球轴承（2）之间，头套（5）安装在涡轮转子轴（1）的顶部。
2.根据权利要求1所述的分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，其特征是，外隔套（3）上设有出油孔（31）和油道斜坡（32），嵌在涡轮壳孔内，两端分别顶在两只角接触球轴承（2）的外圈上。
3.根据权利要求1所述的分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，其特征是，配在涡轮转子轴（1）上的内隔套（4）的两端分别顶在两只角接触球轴承（2）的内圈上。
4.根据权利要求1所述的分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，其特征是，外隔套（3）较内隔套（4）短。
5.根据权利要求1所述的分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，其特征是，角接触球轴承（2）的外圈、内圈和球都是陶瓷材质，保持架为PEEK材质。
6.根据权利要求1所述的分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，其特征是，角接触球轴承（2）的外圈和内圈均为双斜面结构。
7.根据权利要求1所述的分离式高速滚动涡轮增压器轴承体，其特征是，头套（5）上设有密封槽（51）。
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