一種渦輪增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及增壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量，利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送外界的空氣，使之增壓后進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。作為一種有效地增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的方法，渦輪增壓器已經(jīng)被起來越廣泛地應(yīng)用。
[0003]渦輪增壓器中的渦輪軸是極為關(guān)鍵的部件，依靠它的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需要克服摩擦力，因此需要設(shè)置軸承以減小受到的摩擦力。軸承分為徑向支撐軸承與止推軸承，分別在徑向與軸向上受力，在現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用于高速輕載使用環(huán)境中的止推軸承與徑向軸承常采用銅基的合金制造，但是以銅基制造的軸承加工難度大，而耐磨性及磨合性不好。
[0004]因此，如何使渦輪增壓器軸承的加工難度降低，并且提高軸承的耐磨性及磨合性，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種渦輪增壓器，包括套裝于渦輪軸上的渦端軸承、壓氣端軸承及止推軸承，所述渦端軸承、壓氣端軸承及止推軸承均由鋅基合金制造。
[0006]優(yōu)選地，所述渦端軸承及所述壓氣端軸承均為滑動(dòng)軸承。
[0007]優(yōu)選地，所述滑動(dòng)軸承為一體式的筒狀結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述渦端軸承、壓氣端軸承及止推軸承采用ZA27、ZA27-2或者ZA27C合金制造。
[0009]優(yōu)選地，與所述渦端軸承、壓氣端軸承及止推軸承相接觸形成摩擦副的鋼件經(jīng)過調(diào)質(zhì)硬化處理。
[0010]優(yōu)選地，所述止推軸承為止推球軸承。
[0011]通過將與渦輪軸相配合轉(zhuǎn)動(dòng)的渦端軸承、壓氣端軸承及止推軸承的制造材料由鋅基合金制成，將鋅基合金應(yīng)用于高速輕載的環(huán)境中，由于鋅基合金的加工性能優(yōu)于大多數(shù)的合金，能夠被應(yīng)用到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高精度軸承中，使加工的難度降低。并且鋅基合金的耐磨性和磨合性優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中常使用的銅合金，在相同的加工精度情況下，鋅基合金的使用壽命更長，保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性。并且鋅基合金的導(dǎo)熱性好，承載力強(qiáng)。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明提供的渦輪增壓器的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為圖1中A部分的局部放大圖；
[0015]圖3為滑動(dòng)軸承的軸測(cè)圖；
[0016]圖4為止推軸承的軸測(cè)圖。
[0017]其中:
[0018]渦輪軸1、渦端軸承2、壓氣端軸承3、止推軸承4。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的核心在于提供一種渦輪增壓器，該增壓器的軸承的加工難度降低，耐座性及磨合性較好。
[0020]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明提供的渦輪增壓器，下面將結(jié)合附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0021]如圖1所示，為渦輪增壓器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1中A部分的局部放大圖。本發(fā)明提供了一種渦輪增壓器，包括套裝于渦輪軸I上的渦端軸承2、壓氣端軸承3及止推軸承4，其中渦端軸承2、壓氣端軸承3及止推軸承4均由鋅基合金制造。
[0022]在現(xiàn)有技術(shù)中，渦輪增壓器內(nèi)所采用的軸承以銅基材料為主，但是銅材料本身的一些特性使得銅基軸承具有一些不足之處，例如加工性不好，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)加工精度不高，而且銅基合金的耐磨性及磨合性不好，因此使用的壽命較短。一般情況下，鋅合金的軸承多用于低速重載的條件下，對(duì)于渦輪增壓器這種高速輕載的工作環(huán)境下尚未有人采用。
[0023]在本發(fā)明中，通過將與渦輪軸I相配合轉(zhuǎn)動(dòng)的渦端軸承2、壓氣端軸承3及止推軸承4的制造材料由鋅基合金制成，將鋅基合金應(yīng)用于高速輕載的環(huán)境中，由于鋅基合金的加工性能優(yōu)于大多數(shù)的合金，能夠被應(yīng)用到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高精度軸承中，使加工的難度降低，加工的精度更高。并且鋅基合金的耐磨性和磨合性優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中常使用的銅合金，在相同的加工精度情況下，鋅基合金的使用壽命更長，保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性。并且鋅基合金的導(dǎo)熱性好，承載力強(qiáng)。
[0024]在現(xiàn)有技術(shù)中，常采用ZCuSn5Zn5Pb5和ZCuSn6Zn6Pb3等材料應(yīng)用于滑動(dòng)軸承，QA19-4和QA19-2應(yīng)用于止推軸承的制造，主要的問題在于材料的熔點(diǎn)高，在發(fā)生抱軸的故障時(shí)，易對(duì)渦輪軸I或推力塊等鋼件造成損壞。而滑動(dòng)軸承主要采用鑄件材料，內(nèi)部缺陷較多。另外銅合金的價(jià)格較高，經(jīng)濟(jì)性不好。而鋅基合金磨合性好，其熔點(diǎn)低，只有4000C _500°C，在發(fā)生抱軸故障時(shí)不會(huì)對(duì)與其相配合的鋼件造成過熱傷害。
[0025]在采用鋅基合金時(shí)，由于鋅基合金的膨脹率大于銅合金，在針對(duì)同樣尺寸的渦輪軸I時(shí)，軸承內(nèi)孔與軸之間的間隙也相應(yīng)擴(kuò)大40% -50%，在軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生的高溫，軸承的體積也隨之膨脹，預(yù)留出更大的間隙使軸承與渦輪軸I更好地配合。
[0026]鋅基合金的硬度較銅合金的要高，因此在使用時(shí)，與渦端軸承2、壓氣端軸承3以及止推軸承4相接觸形成摩擦副的鋼件需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，通過淬火、回火等方式進(jìn)行調(diào)質(zhì)，經(jīng)過熱處理以得到更高的硬度，確保在工作過程中不會(huì)因?yàn)檩S承硬度的提高對(duì)其他部件造成磨損，具體地，鋼件表面的硬度提高10% -20%是合適的范圍。
[0027]由于鋅基合金的導(dǎo)熱性好，承載力強(qiáng)，由鋅基合金制成的止推軸承4的軸向間隙需要比一般的由銅基合金制成的止推軸承小0.01-0.02mm。實(shí)際應(yīng)用中，采用本發(fā)明所提供的鋅基軸承的渦輪增壓器，軸承正常使用超過12000小時(shí)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
[0028]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，渦端軸承2及壓氣端軸承3均為滑動(dòng)軸承，其結(jié)構(gòu)如圖3中所示。渦端軸承2及壓氣端軸承3可以相互通用，或者根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用對(duì)尺寸進(jìn)行相應(yīng)的修改?；瑒?dòng)軸承為一體式的結(jié)構(gòu)設(shè)置，一體式的結(jié)構(gòu)在工作時(shí)更為穩(wěn)定。而止推軸承4則為止推球軸承，其軸測(cè)圖示于圖4中。
[0029]具體地，渦端軸承2、壓氣端軸承3及止推軸承4采用ZA27、ZA27-2、ZA27C或者SJ5等材料，這些材料均可以應(yīng)用于止推軸承4的線速度大于140m/s的工作環(huán)境中，或者渦端軸承2及壓氣端軸承3的線速度大于80m/s的工作環(huán)境中。
[0030]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪增壓器，包括套裝于渦輪軸(I)上的渦端軸承(2)、壓氣端軸承(3)及止推軸承(4)，其特征在于，所述渦端軸承(2)、所述壓氣端軸承(3)及所述止推軸承(4)均由鋅基合金制造。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述渦端軸承(2)及所述壓氣端軸承(3)均為滑動(dòng)軸承。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述滑動(dòng)軸承為一體式的筒狀結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述渦端軸承(2)、所述壓氣端軸承(3)及所述止推軸承(4)均采用ZA27、ZA27-2或者ZA27C合金制造。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓器，其特征在于，與所述渦端軸承(2)、所述壓氣端軸承(3)及所述止推軸承(4)相接觸形成摩擦副的鋼件經(jīng)過調(diào)質(zhì)硬化處理。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述止推軸承(4)為止推球軸承。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種渦輪增壓器，包括套裝于渦輪軸(1)上的渦端軸承(2)、壓氣端軸承(3)及止推軸承(4)，所述渦端軸承(2)、壓氣端軸承(3)及止推軸承(4)均由鋅基合金制造。通過將與渦輪軸相配合轉(zhuǎn)動(dòng)的渦端軸承、壓氣端軸承及止推軸承的制造材料由鋅基合金制成，將鋅基合金應(yīng)用于高速輕載的環(huán)境中，由于鋅基合金的加工性能優(yōu)于大多數(shù)的合金，能夠被應(yīng)用到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高精度軸承中，使加工的難度降低。并且鋅基合金的耐磨性和磨合性優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中常使用的銅合金，在相同的加工精度情況下，鋅基合金的使用壽命更長，保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性。并且鋅基合金的導(dǎo)熱性好，承載力強(qiáng)。
【IPC分類】F01D25/16
【公開號(hào)】CN104895628
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510357056
【發(fā)明人】劉雅黔, 王純遠(yuǎn), 楊昭洪, 劉歡, 李曉春
【申請(qǐng)人】重慶德蚨樂機(jī)械制造有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日