轴承设备和废气涡轮增压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的轴承设备以及根据权利要求10的废气涡轮增压器。
【背景技术】
[0002]轴承设备用于能转动的构件的、通常所谓的轴的支承。在此，要在所谓的滑动轴承和滚动轴承之间进行区分。滚动轴承借助于所谓的内环固定地与能转动的构件、轴、旋转体连接，其中所谓的外环借助于在内环和外环之间定位的滚动体，例如球体或滚轮与其中容纳轴的壳体固定地连接。
[0003]与之相反地，滑动轴承原则上具有明显更简单的结构。轴本身能运动地容纳在轴承体中，通常空心柱体，其直径和长度与能借助于轴旋转的体进而与由其产生的力相关。也就是说，在轴和轴承体的内壁之间构成有或大或小的间隙。为了避免在轴承体的内壁和轴的外壳面之间的固体摩擦，所述间隙在运行时至少部分地填充有润滑剂。轴承体本身借助于用于容纳轴承体的容纳开口容纳在壳体中或者轴承体本身由壳体、轴承部段构成。
[0004]简单的滑动轴承的变型是所谓的浮动轴套轴承。在此轴承体本身能运动地支承在壳体中进而同样能够旋转。也就是说，在浮动轴套轴承装置中，轴和轴承体分布能旋转地设置在壳体中。为了润滑剂能够到达在轴的外壳面和轴承体的内壁之间的间隙中，例如设有完全地穿过轴承体的轴承体开口。在浮动轴套轴承中，要在所谓的“半浮式”轴承和“全浮式”轴承之间进行区分。“半浮式”轴承具有在第一轴承体中的第一旋转体，其中第二旋转体，通常轴，能旋转地定位在第二轴承体中。然而，第一旋转体在“半浮式”轴承中固定，使得虽然能运动性是可能的，但是禁止旋转。这是与“全浮式”轴承的不同之处，在所述“全浮式”轴承中也将第一旋转体能旋转地或能转动地容纳在第一轴承体中。
[0005]浮动轴套轴承尤其在机器制造中使用在快速或高转速的轴中，因为所述轴承的优点是，能够减少可能的失效的润滑剂浓度的后果。示例地，在此列举具有由于高的转速和高温产生的润滑剂涡流的润滑剂，也称作油膜涡动。油膜涡动的后果是通过不规则地构成的且断裂的润滑油膜厚度造成不稳定的轴承特性。成问题的不仅是油膜涡动而且还有所述油膜涡动的所谓的锁定(Einrasten)，所述锁定也称作油膜振荡。所述锁定在油膜涡动频率与机械固有频率一致时进行。所述效应，不仅油膜涡动而且尤其油膜振荡效应不可预测地造成固体摩擦连同轴承设备的可能的无法挽回的损伤。因为，油膜涡动效应在运行中是油膜振荡效应的前提，在下文中仅讨论油膜涡动效应。
[0006]用于降低所谓的油膜涡动效应的可能的实施例能在公开文献DE 10 2008 000853 Al中获取。在此，在轴承体的内壁上引入沟槽，所述沟槽应产生润滑剂的与轴的转动方向相反定向的润滑剂流动方向，由此能够造成油膜涡动效应的或所产生的润滑剂涡流的中断。然而这是借助于所公开的主题仅在轴的外壳面和轴承体的内壁之间的间隙中是可能的。此外，尤其在小的轴承体中，如其现在在废气涡轮增压器构造中由于降低内燃机尺寸所需，仅能困难地且耗费地实现在其内壁上具有沟槽的相应的轴承体的制造，因为需要特别的用于制造沟槽的工具。
【发明内容】
[0007]本发明的基本目的是提出一种轴承设备，所述轴承设备借助于简单的措施取得油膜涡动效应的降低。此外，本发明的目的是构成具有明显改进的效率的废气涡轮增压器。
[0008]所述目的借助于具有权利要求1的特征的轴承设备、以及具有权利要求9的特征的废气涡轮增压器来实现。具有本发明的适宜的且不平常的改进方案的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
[0009]具有第一轴承体的这样的轴承设备为了容纳第一旋转体具有第一容纳开口，在所述第一容纳开口中能旋转地设置有第一轴承体。在第一轴承体的第一内壁和第一旋转体的第一外壳面之间构成有第一间隙，其中在第一轴承体中构成有具有通道纵轴线的润滑剂通道。润滑剂通道借助于润滑剂通道的通到第一容纳部开口中的嘴口与第一容纳开口能穿流地连接，其中借助于润滑剂通道能将润滑剂引入第一间隙中。
[0010]根据本发明，润滑剂通道构成为，对润滑剂的润滑剂流施加速度切向分量用于润滑剂流的合成速度的方向预设。由于已经在润滑剂流入到润滑剂流的第一容纳开口中时借助于润滑剂通道得到速度切向分量，所以润滑剂的取向在其进入第一容纳开口中时已经存在。通常润滑剂通道构成为，其通道纵轴线相对于第一容纳开口的纵轴线近似垂直地定位。由此，润滑剂在流入第一容纳开口中时具有速度，所述速度除了由在润滑剂通道的通道壁上的静摩擦产生的速度损失以外具有沿着通道纵轴线定向的速度流动方向。由此，润滑剂在运行中同样或多或少垂直于第一旋转体地冲击并且不仅与第一旋转体的旋转方向相反地而且随着其旋转方向分布到第一容纳开口中。也就是说，润滑剂部分，至少在运行开始时，具有相反的流动方向，所述润滑剂部分在第一容纳开口的任意部位上相互碰撞进而促进油I吴祸动效应。
[0011]借助于根据本发明的轴承设备，已经在润滑剂进入第一容纳开口中时对润滑剂施加唯一的流动方向。由此，在此禁止相反取向的润滑剂部分的相互碰撞。通过润滑剂通道的定向可行的是，对润滑剂施加对于轴承设备的相应的使用优选的流动方向，所述流动方向对轴承摩擦，轴承特性，例如稳定性和轴承噪音产生作用。这意味着，根据润滑剂通道的定向能够影响在第一轴承体和第一旋转体之间的速度差。
[0012]在根据本发明的轴承设备的一个设计方案中，润滑剂通道构成为，施加速度切向分量，使得合成速度指向旋转体的转动方向。所述设计方案的优点是，对润滑剂施加与旋转体相同指向的合成速度。这意味着，润滑剂速度的方向的和第一旋转体的转动方向的相同的取向造成速度差的减小，由此还产生轴承摩擦损失的降低。
[0013]在根据本发明的一个替选的设计方案中，润滑剂通道构成为，施加速度切向分量，使得合成速度与旋转体的转动方向相反地指向。所述替选设计方案的优点是与旋转体相反的流动方向。如果由于旋转体，尤其在高的转速下并且在高的运行温度下造成油膜涡动效应，那么能够借助于相反指向的润滑剂部分中断油膜涡动效应。所述轴承设备的设计方案尤其在非常高转速的轴中使用，因为在润滑剂速度的相反的取向和第一旋转体转动的情况下速度差提高，使得旋转体的旋转速度或转动速度大幅降低。
[0014]在根据本发明的轴承设备的另一设计方案中，通道纵轴线至少在嘴口的区域中定向为，使得第一容纳开口的借助于虚拟的笛卡尔坐标轴系相对于第一容纳开口的纵轴线定向的横轴线与通道纵轴线的虚拟延长部构成角。所述角具有与对应于90°的值相差至少10°的值。换言之就是说，为了产生润滑剂通道的速度切向分量至少在嘴口的区域中需要相对于第一容纳开口的横截面的横轴线倾斜。此外，不必需的是，通道纵轴线在润滑剂通道的整个长度上构成为具有角，而为了产生期望的速度切向分量足够的是，在嘴口的区域中存在相应的设计方案。
[0015]在一个对于产生速度切向分量特别有效的设计方案中，通道纵轴线至少在嘴口的区域中构成为，切线状地相对于轴承体的第一内壁虚拟地平行地移动。
[0016]在另一设计方案中，旋转体具有用于容纳轴的第二容纳开口，其中在旋转体的第二内壁和轴的第二外壳面之间构成第二间隙，其中第二间隙构成为，借助于旋转体的穿流开口能为第二间隙供应润滑剂。借助于所述设计方案，特别运行安全的滑动轴承能够以浮动的滑动轴承或浮动轴套轴承的意义表示。由此，运行不安全性，例如不稳定性或引起轴承噪音的油膜涡动效应已经能在旋转的轴承体的环周上消除。由此，能够得到特别运行安静的且低噪音的轴承设备。
[0017]另一设计方案有利于其他的运行安全性和运转平稳性，其方式在于，穿流开口中的至少一个构成为，对穿过穿流开口进入第二容纳开口中的润滑剂流施加另一速度切向分量。对润滑剂施加的速度分量的作用和优点应在此不再提及。除了由此已经提到的优点以夕卜，另一优点在于，现在也能够借助于其他的切向分量如果不消除那么基本上减少在第二容纳开口中的油膜涡动效应。
[0018]证实为特别有利的是，为了施加其他的速度切向分量，穿流开口的开口纵轴线构成为，在其朝旋转体的旋转轴线的方向的虚拟的延长部中能避免与旋转轴线的交点。换言之，开口纵轴线定向为，使得与现有技术相反地，开口纵轴线的虚拟的延长部不构成与旋转轴线的交点。由此，由于开口纵轴线的定向存在如下可能性，即对穿过穿流开口进入第二容纳开口中的润滑剂施加另一速度切向分量。这还能够根据轴承设备的使用范围是在轴的转动方向上的或与轴的转动方向相反。
[0019]在一个特别有利的设计方案中，第二轴承体对应于第一旋转体，其中第二轴承体固定在第一轴承体中。换言之这意味着，第一旋转体由于其固定而不能进行旋转运动进而对于第二旋转体用作为固定的轴承体。这尤其具有的优点是，借助于固定除了施加速度切向分量以外实现第二轴承体的稳定化，使得轴承噪音如果不被消除，那么被大幅降低。
[0020]根据本发明的废气涡轮增压器包括轴，所述废气涡轮增压器具有用于能转动地支承轴的轴承设备，所述废气涡轮增压器具有根据权利要求1至9中的特征的轴承设备。由此，能够提供废气涡轮增压器，所述废气涡轮增压器促进排放降低，其方式在于，降低由于轴承摩擦损耗而造成的废气涡轮增压器的摩擦损耗。由此，废气涡轮增压器能够表现出相对于现有技术显著改进的废气涡轮增压器效率，所述废气涡轮增压器效率还引起内燃机-废气涡轮增压器连接的总效率的改进。如果总效率提高，那么在内燃机的功率不变时降低燃料量是可能的，使得能够造成废气排放的降低。另一优点是由于具有明显改进的运转平稳性的轴承设备导致的废气涡轮增压器的噪声排放的降低。
【附图说明】
[0021]其他的优点和适宜的实施方案从其他的权利要求、【附图说明】和附图中获取。附图示出:
[0022]图1示出根据现有技术的轴承设备的剖面；
[0023]图2示出在第一实施例中的根据本发明的轴承设备的剖面；
[0024]图3示出在第二实施例中的根据本发明的轴承设备的剖面；
[0025]图4示出在第三实施例中的根据本发明的轴承设备的剖面；
[0026]图5示出在第四实施例中的根据本发明的轴承设备的剖面；
[0027]图6示出根据图1的轴承设备的第一旋转体的剖面；
[0028]图7示出在第一变型方案中的根据图2的轴承设备的第一旋转体的剖面；以及
[0029]图8示出在第二变型方案中的根据图2的轴承设备的第一旋转体的剖面。
【具体实施方式】
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