專利名稱：推力滑動軸承的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于支承一個與一個潤滑油回路相連的排氣渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)軸的推力滑動軸承。
為了支承排氣渦輪增壓器尤其使用了液力的推力滑動軸承，也就是用于承受軸向力并用于在軸向方向上導向的旋轉(zhuǎn)軸的滑動軸承。
已經(jīng)知道特別是在軸流式渦輪增壓器時，根據(jù)流動產(chǎn)生一個大的軸向推力，它一般也由一個液力的、設有異形截面化支承面的推力滑動軸承傳遞到軸承箱上。
例如由EP 0 840 027 A2已知這樣一種推力滑動軸承，這種軸承由一個與軸承箱牢固連接的軸承體、一個隨軸旋轉(zhuǎn)的軸承梳形件(Lagerkamm)、以及至少一個設于軸承體和軸承梳形件之間的潤滑縫隙組成，該縫隙由一個異形截面化的圓環(huán)面以及一個平坦的滑動面構(gòu)成，并與一個輸油裝置相連接。一個軸肩、這就是說位于軸上的軸承梳形件至少間接地移向固定的軸承箱的端面。圓環(huán)面具有多個徑向布置的潤滑油槽。
當然在潤滑油里通常都有污物顆粒，其大小等級相當于潤滑縫隙厚度，若潤滑縫隙厚度變小，那么污物顆粒的損傷作用就增大，為了克服這種效應，已有多種不同解決方案。
例如按照EP 0 840 027 A2，一種最好匯聚于液力的壓力形成的潤滑縫隙在這樣的推力滑動軸承中如下來達到加工出在圓周方向上取向的楔形面，從而在下一個潤滑油槽的部位里產(chǎn)生最小的潤滑縫隙高度。
為了在具有固定加工的楔形面的推力滑動軸承中能夠承受作用于轉(zhuǎn)子上的取決于流動的軸向力，在所有楔形面處都設有一個相鄰接的止動面，在這個止動面上使?jié)櫥p隙的出口延伸。
液力潤滑的特征是合適的表面。若存在一個變窄的潤滑縫隙、應用一種粘性的潤滑劑并且在變窄縫隙的方向上發(fā)生一種滑動運動的話，那么在潤滑薄膜里就產(chǎn)生一種支承壓力。若在匯聚的潤滑縫隙里注入足夠的潤滑劑，那么就通過該潤滑劑使表面完全地分離，這對于無磨損特性并因此對于可靠的運轉(zhuǎn)是決定性的。
也為了滿足小的損失和可接受的耗油量方面的要求，已知有以下方案，它們在轉(zhuǎn)子和殼體之間應用一個懸浮的推力軸承盤。該具有懸浮盤的推力軸承的實施方式具有高的油流量，因為存在兩個潤滑縫隙、并且由于離心作用使油通過楔形面流出；因此減小了沿著楔形面可能建立的壓力，并且潤滑縫隙厚度減小。
因此已經(jīng)由本申請人所試驗過的剛性的推力軸承包括了具有潤滑槽的固定段軸承，這些潤滑槽向外分別由一個密封隔板限定；每個密封隔板具有一個穿過它的、并徑向通向外面的污物槽和冷卻槽，這些軸承具有良好的承載能力，但由于高的剪切速度而具有高的摩擦損失和某種所謂“自發(fā)失效”的傾向(見下面)。
尤其由EP 0 840 027 A2已知有一種推力軸承，它具有圍繞軸或隨著軸旋轉(zhuǎn)的懸浮的盤、具有通過一個位于外部的密封隔板而形成的楔形面的徑向界限和通過一個徑向通向外部的污物槽或冷卻槽而形成的密封隔板的斷開部位。通過所述無論是限制住潤滑油槽的還是限制住楔形面的密封隔板應該實現(xiàn)在楔形面部位里使得較少的潤滑油徑向向外流出。這種解決方案當然也有以下缺點這樣一種實施方式同樣也傾向于所謂的“自發(fā)失效”(見下面)。
自發(fā)失效過程的機理按如下進行最小的潤滑縫隙高度相應于密封隔板上的縫隙高度。大的軸向力要求(液力地)建立起較大的壓力，較大的壓力要求較小的潤滑縫隙厚度，較小的潤滑縫隙厚度或者較小的在密封隔板上的縫隙高度則減小了油流量。較小的油流量當然造成減少的冷卻和較高的平均油溫，較高的平均油溫使油粘度快速降低，而油粘度的快速降低又阻止了液力壓力的建立。這種效應相對于由于較小的潤滑縫隙厚度而引起的較高壓力的效果來說是占主導地位的。結(jié)果是自發(fā)失效；也就是說，液力壓力以及滑動面的機械接觸突然地崩潰。
本發(fā)明的任務在于如此改進開頭所述種類的推力滑動軸承，使所述的缺點(由于顆粒引起的摩損、高的耗油量、傾向于自發(fā)失效、高的軸承損失)可以被排除，尤其要說明一種推力滑動軸承，其中當潤滑縫隙里建立起足夠壓力時保證了足夠的油流量、并因此可以不必設置異形截面化的支承面的一個位于外部的密封隔板。
這通過權(quán)利要求1中特征部分的特征結(jié)合其前序部分中的特征來實現(xiàn)。
所述液力的壓力建立通過潤滑油中的剪切速度聯(lián)系一個在剪切速度方向上的匯聚的潤滑縫隙而實現(xiàn)。潤滑油中的剪切速度由一個圓周分量(由于相對的旋轉(zhuǎn)運動)和一個徑向分量(由于連續(xù)性)組成。通過楔形面在徑向方向上附加的取向可以利用剪切速度的徑向分量用于建立一種附加的液力的壓力。其后果是潤滑縫隙厚度變大并因此摩損減小。
為了通過剪切速度的一個徑向分量建立起一個附加的液力的壓力，須要并希望楔形面的一種徑向取向以及潤滑油的一種徑向排出。但由于楔形面的徑向取向，也在徑向方向上存在一個匯聚的潤滑縫隙，因此有效地阻止了過大的潤滑油耗油量。
增高的軸向力即使在一種具有徑向取向的楔形面的推力軸承中也引起了潤滑縫隙厚度的減小、并因此也引起了油流量的減小。但由于連續(xù)性的原因使得潤滑油的徑向速度分量近似地保持恒定。所述所屬的附加產(chǎn)生的液力的壓力通過潤滑縫隙厚度的減小而增高。這種關系使得油流量的節(jié)流并不比通常的具有密封隔板的推力軸承時強烈。平均的潤滑油溫度或者潤滑油粘度對于增高的軸向力并不敏感，并使自發(fā)失效的危險有效地減小。
徑向取向的楔形面既可以在一種所述的剛性推力軸承的實施方式中(滑動面的相對角速度相應于軸的角速度)、也可以在兩個滑動面之間具有懸浮的盤的實施方式中結(jié)合起來。也就是說，所述按照本發(fā)明的異形截面化的軸承面設置于一個浮動盤(Schwimmscheibe)上，它例如布置在一個在旋轉(zhuǎn)軸上的軸承梳形件和一個間接或直接地在固定的軸承箱上的滑動面之間。在最后所述的實施方式中，所述懸浮的盤以特別有利的方式具有一種兩側(cè)都按照本發(fā)明的支承面異形截面、尤其是一種二維的“卷繞”的楔形面異形截面。由于懸浮的盤以軸的角速度的大約一半進行旋轉(zhuǎn)、并且存在兩個潤滑縫隙，因此就使軸承損失近似地減小一半。
尤其是上述原理可以用于固定的和旋轉(zhuǎn)的推力滑動軸承盤。
以下根據(jù)附圖對本發(fā)明進行說明。附圖示出

圖1一種剛性軸承或者一種浮動盤的圓環(huán)面形式的、按照本發(fā)明的異形截面化的支承面的一個局部視圖2圖1中從里向外徑向上、沿圖1中A-A，B-B和C-C線的環(huán)形支承面的三個橫截面。
這里未示出的排氣渦輪增壓器基本上由三個外殼部分即渦輪外殼、軸承箱和壓縮器外殼組成。已知有一根軸在軸承箱里可旋轉(zhuǎn)地支承在液壓的徑向軸承以及推力滑動軸承中的軸承箱中，對該軸承分別供有潤滑油。
推力滑動軸承的特殊結(jié)構(gòu)被看作為按照本發(fā)明在所述主題的構(gòu)思內(nèi)，因此只是表示了對于理解本發(fā)明來說主要的部分。
推力滑動軸承部件具有一個異形截面化的圓環(huán)面形式的支承面3，它具有多個以規(guī)則的間距分布于圓環(huán)面圓周上的潤滑油槽2，這些油槽徑向地在該圓環(huán)面里延伸。在相鄰的潤滑油槽之間分別形成一個楔形面1和一個緊接此楔形面的平坦的止動面5。
潤滑油槽2在內(nèi)圓周上是敞開的，并因此可以使?jié)櫥蛷呐艢鉁u輪增壓器的潤滑油回路里輸入。在外圓周上、也就是在軸承箱的方向上潤滑油槽2同樣也是敞開的，但分別通過一個通道4而變窄。
楔形面1無論在異形截面化的圓環(huán)面3的圓周方向上還是在其徑向方向上從里向外分別具有一個會聚的取向，用于構(gòu)成一個在這兩個方向上變窄的潤滑縫隙。
楔形面1在圓周方向上會聚的取向例如由EP 0 840 027 A2已知，在本附圖2中表示出這個楔形面1在徑向方向上的附加的會聚取向。
在圓環(huán)面3的靠近軸的內(nèi)圓周部位里的橫截面A-A表示出在楔形面上一個比較大的潤滑縫隙厚度(楔深度)，它從截面B-B至截面C-C在圓環(huán)面3的外圓周方向上減小，直至止動面5的水平，這就是說，楔形面1從圓環(huán)面的內(nèi)圓周至外圓周匯聚地取向。但尤其在橫截面A-A中也可以看到楔形面1在圓環(huán)面3的圓周方向上的會聚取向。由這兩種取向的這種(二維的)重疊得出一種“卷繞的”楔形面1，該楔形面與楔形面的一種“梳形”的實施方式不同，向外借助于一種密封隔板(見EP 0 840 027 A2)同樣在每個楔形面1上使完全足夠的潤滑油沿著徑向方向流出，并以前面所述的方式充分利用潤滑油流量的徑向分量附加地用于壓力的建立，而早先已知的具有密封隔板的變型方案同樣只可以在圓環(huán)面的圓周方向上建立起壓力，它具有開頭所述的一些問題。
權(quán)利要求
1.用于支承一個與一個潤滑油回路相連接的排氣渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)軸的推力滑動軸承，該推力滑動軸承包括至少一個基本上平坦的滑動面以及至少一個與該滑動面構(gòu)成一個位于它們之間的潤滑縫隙的、一種異形截面化圓環(huán)面形狀的支承面(3)，其中支承面具有多個在該支承面里構(gòu)成的、徑向延伸的并且向外敞開的潤滑油槽(2)、多個楔形面(1)和平坦的止動面(5)，因此使每個楔形面(1)和每個平坦的止動面(5)一起布置在相鄰的潤滑油槽(2)之間，其特征在于，楔形面(1)無論在圓周方向上還是在徑向方向上都具有一種匯聚的取向，用于構(gòu)成一種在這兩個方向上變窄的潤滑縫隙。
2.按權(quán)利要求1所述的推力滑動軸承，其特征在于，支承面(3)設置在一個浮動盤上，該浮動盤布置在一個在旋轉(zhuǎn)軸上的一個軸承梳形件和一個在固定的軸承箱上的一個滑動面之間。
3.按權(quán)利要求2所述的推力滑動軸承，其特征在于，所述浮動盤在兩側(cè)具有一種按權(quán)利要求1所述的異形截面化的圓環(huán)面(3)，該圓環(huán)面分別與一個平坦的滑動面共同作用。
4.按上述權(quán)利要求之一所述的推力滑動軸承，其特征在于，每個平坦的滑動面是固定的，而每個異形截面化的圓環(huán)面(3)圍繞著所述軸或者隨著所述軸旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
在用于支承一個與一個潤滑油回路相連接的排氣渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)軸的推力滑動軸承中，該推力滑動軸承包括至少一個基本上平坦的滑動面以及至少一個與該滑動面構(gòu)成一個位于它們之間的潤滑縫隙的、一種異形截面化圓環(huán)面形狀的支承面(3)，其中支承面具有多個在該支承面里構(gòu)成的、徑向延伸的并且向外敞開的潤滑油槽(2)、多個楔形面(1)和平坦的止動面(5)，因此使每個楔形面(1)和每個平坦的止動面(5)一起布置在相鄰的潤滑油槽(2)之間，為了如此改進所述推力滑動軸承可以排除以前的缺點(由于顆粒引起摩損、高的潤滑油耗量、自發(fā)失效的傾向、高的軸承損失)，尤其描述一種推力滑動軸承，其中保證了在潤滑縫隙中建立起足夠壓力時有足夠的油流量并且因此可以不必設置異形截面化的支承面(3)的位于外部的密封隔板，根據(jù)本發(fā)明，楔形面(1)無論在圓周方向上還是在徑向方向上都具有一種匯聚的取向，用于構(gòu)成一種在這兩個方向上變窄的潤滑縫隙。
文檔編號F16C33/10GK1802515SQ03826749
公開日2006年7月12日 申請日期2003年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月5日
發(fā)明者H·林克, F·維爾德克 申請人:曼·B及W柴油機公開股份有限公司