CN104246174A - 用于将涡轮复合系统附接到内燃引擎的涡轮复合轴承 - Google Patents

Abstract

一种用于将涡轮复合系统附接到内燃引擎的涡轮复合轴承，包含：排气涡轮，该排气涡轮具有涡轮轴，该涡轮轴安装在涡轮轴承外壳内；液力离合器，该液力离合器具有离合器轴，该离合器轴安装在离合器轴承外壳内；并且具有连接部，该连接部用于附接内燃引擎。本发明的特征在于该连接部由板状的基础支撑部形成，该板状的基础支撑部具有至少一个第一中心表面，所述离合器轴承外壳布置在第一中心表面上，并且板状的基础支撑部和/或离合器轴承外壳具有至少一个第二中心表面，涡轮轴承外壳布置在第二中心表面上。

Description

用于将涡轮复合系统附接到内燃引擎的涡轮复合轴承

技术领域

本发明涉及一种用于将涡轮复合系统附接到内燃引擎的涡轮复合轴承，特别地如权利要求1的前序的涡轮复合轴承。

背景技术

涡轮复合系统具有排气涡轮，该排气涡轮位于内燃引擎的排气流路径中以将排气能转变成驱动力，接着该驱动力被返回到内燃引擎的驱动轴(曲柄轴)。如此，内燃引擎的效率能够提高并且燃料消耗能够降低。

WO2008/135288A1描述了一种具有排气涡轮的涡轮复合系统，该排气涡轮也称为排气动力涡轮，在其所在的排气流路径中，该排气动力涡轮经由液力离合器将其驱动力传输到内燃引擎的曲柄轴，其中，排气动力涡轮也表示具有用于对内燃引擎涡轮增压的气流式压缩机的涡轮增压器的涡轮。与传统的实施方式相反，涡轮增压器压缩机不位于与排气涡轮的共用轴上，而是涡轮和压缩机各有带小齿轮的轴并且两个小齿轮的外圆周都与液力离合器携带的齿轮啮合。该实施方式的优点在于提供排气涡轮、气流式压缩机和液力离合器的特别紧凑布置，以及切换内燃引擎的驱动轴连接并且通常由齿轮表示的输出部。

上述实施方式在实践中的一个问题是涡轮复合系统具有许多独立的组件和接口，它们必须彼此定中心从而能够正确和低磨损地操作，这导致在将独立的组件附接到内燃引擎的过程中量大的和易于出错的安装作业。

发明内容

本发明基于说明一种用于将涡轮复合系统附接到内燃引擎的涡轮复合轴承的目的，提供独立组件的紧凑布置以及能够使涡轮复合系统在内燃引擎上的可靠和快速的安装。

根据本发明的目的通过具有权利要求1的特征的涡轮复合轴承实现。本发明的优势和特别有益的实施方式在从属的权利要求中说明。

根据本发明的用于就涡轮复合系统附接到内燃引擎的涡轮复合轴承包括：排气涡轮，该排气涡轮具有安装在涡轮轴承外壳内的涡轮轴；以及液力离合器，该液力离合器具有安装在离合器轴承外壳内的离合器轴；和连接部，该连接部用于紧固内燃引擎或者在内燃引擎上的离合器和/或排气涡轮。

根据本发明，连接部由板状的基础支撑部形成。所以，基础支撑部至少实质上具有板状，根据一个实施方式的实质上平板形状，例如在内燃引擎的引擎外壳上，特别是在其上前面，该基础支撑部能够被附接到内燃引擎。板状的基础支撑部也可以由引擎外壳本身的一部分形成。

板状的基础支撑部具有至少一个第一中心表面，离合器轴承外壳布置在第一中心表面上。所以，通过应用第一中心表面，布置的离合器轴承外壳能够正好相对于板状的基础支撑部布置或者定中心。

根据本发明，板状的基础支撑部和/或离合器轴承外壳具有至少一个第二中心表面，涡轮轴承外壳布置在第二中心表面上。涡轮轴承外壳因此能在基础支撑部和/或离合器轴承外壳上正好布置和/或定中心。

根据本发明的合适的实施方式规定液力离合器具有主轮和次轮，该主轮和次轮彼此形成充满工作介质的环形工作室，并且主轮与涡轮轴驱动连接，而次轮与用于连接内燃引擎的驱动轴的输出部驱动连接。根据该实施方式，更进一步，离合器轴承外壳被插入穿过或插入基础支撑部中，并且离合器轴承外壳被定位成以如下方式插入穿过基础支撑部或者插入基础支撑部中：主轮和涡轮轴之间的驱动连接至少部分地形成在基础支撑部的第一侧并且次轮和输出部之间的驱动连接至少部分地形成在基础支撑部的与第一侧相反的第二侧。

例如，主轮和涡轮轴之间的驱动连接能够由液力离合器的外齿轮和设置在涡轮轴上和设置在涡轮轴处的涡轮齿轮形成，该外齿轮被定位在主轮上或与主轮相邻。

次轮和输出部之间的驱动连接能够例如通过离合器轴和小齿轮形成，该离合器轴携带次轮或被附接在次轮上，该小齿轮在输出部的一侧被定位或附接在其上，该小齿轮与输出部驱动连接。例如，小齿轮直接与齿轮啮合，该齿轮形成输出部或被布置在形成输出部的输出轴上，或者，根据可选择的实施方式，小齿轮与中间齿轮啮合，该中间齿轮被安装在基础支撑部或是另一个部件上，并且该中间齿轮接着与形成输出部的齿轮或在输出轴上的齿轮啮合。其它实施方式是可能的。

如果离合器轴在其轴向的两个端中的一个上携带主轮和/或次轮，并且在其两个端的另一个上携带小齿轮，该小齿轮与输出部或涡轮轴驱动连接，如果离合器轴被定位成引导穿过在基础支撑部中的开口以能够在基础支撑部的两侧建立对应的驱动连接，这是优选的。

例如，基础支撑部具有：第一开口，涡轮轴被定位成插入穿过该第一开口；和第二开口，离合器壳被定位成插入穿过或插入该第二开口中。

更进一步，特别优选的实施方式规定提供具有安装在压缩机轴承外壳内的压缩机轴的气流式压缩机，并且基础支撑部和/或离合器壳具有至少一个第三中心表面，压缩机轴承外壳布置在该第三中心表面上。所以，压缩机轴承外壳在接触第三中心表面的同时能够在离合器壳和/或基础支撑部上容易地布置或定中心。

如果基础支撑部具有第三开口，压缩机轴承外壳和/或压缩机轴被定位成插入穿过该第三开口中或者压缩机轴承外壳和/或压缩机轴承轴被定位成插入该第三开口中，是优选的。

例如，压缩机轴携带压缩机齿轮，该压缩机齿轮与液力离合器的主轮驱动连接。在该情况下，压缩机轴在基础支撑部的第一侧上携带压缩机轮并且涡轮轴在基础支撑部的与第一侧相反的第二侧上携带涡轮是特别优选的。

更进一步，设置成：涡轮轴携带涡轮齿轮并且压缩机轴携带压缩机齿轮，并且两个齿轮与在液力离合器的外侧或者与液力离合器轴向地相邻的外齿轮啮合。

根据本发明的优选的实施方式规定：第二中心表面，即用于相对于液力离合器布置涡轮轴承外壳的中心表面，在离合器轴承外壳上由第一肩部形成，该第一肩部为整个圆周或者在圆周方向上间断一次或多次，该离合器轴承外壳上具有由涡轮轴承外壳的肩部包围的径向向外定向的表面，该肩部具有径向向内定向的表面。因此，涡轮轴承外壳能够或多或少插入离合器轴承外壳上，以使其相对于离合器轴承外壳布置，从而产生液力离合器和排气涡轮之间的驱动连接的精确接合。

第三中心表面在离合器轴承外壳上由第二肩部形成，该第二肩部为整个圆周或者在圆周方向上间断一次或多次，该离合器轴承外壳具有由压缩机轴承外壳的肩部包围的径向向外定向的表面，该肩部具有径向向内定向的表面，是特别优选的。因此，涡轮轴承外壳能够或多或少插入离合器轴承外壳上，以使两个外壳彼此布置，从而精确地定位用于液力离合器和气流式压缩机之间的驱动连接的接合。

在离合器轴承外壳上的第一肩部和/或第二肩部能够由分布在圆周上的多个特别是三个以上臂形成。

涡轮轴承外壳能够完全包围离合器轴承外壳的一个轴向端并且能够优选地相对于基础支撑部被密封。例如，优选地，在涡轮轴承外壳的整体圆周上，涡轮轴承外壳被螺拧或通过凸缘被安装到基础支撑部上。

压缩机轴承外壳能够完全包围一个轴向端，特别是与被涡轮轴承外壳包围的轴向端相反的离合器轴承外壳的轴向端。优选地，相对于基础支撑部密封压缩机轴承外壳，特别是将压缩机轴承外壳螺拧或通过凸缘安装在基础支撑部上，优选地在压缩机轴承外壳的整个圆周上，将压缩机轴承外壳螺拧或通过凸缘安装在基础支撑部上。

油转移点能够被设置在压缩机轴承外壳和液力离合器之间。另外或者可选择地，油转移点还可以被设置在涡轮轴承外壳和液力离合器之间。这或这些油转移点能被用于，例如润滑在压缩机齿轮和/或涡轮齿轮和离合器齿轮之间接合的齿轮齿。利用来自排气涡轮和/或来自气流式压缩机的油来润滑离合器轴的轴承也是可以的。

滑动轴承以及滚柱轴承都可以被考虑用于所有轴承。特别是，所谓的混合轴承也可以被考虑用于离合器轴、涡轮轴和/或压缩机轴，其中，滑动轴承特别是浮动衬套轴承，以及滚柱轴承例如轧辊轴承或球轴承，都被利用来安装轴。例如，滑动轴承，特别是浮动衬套轴承，能够被设置在一个轴向端，并且滚柱轴承能够被设置在另一个轴向端。

根据本发明的安装结构使涡轮复合系统的不同部件的安装能够快速、具有成本效率且可靠。更进一步，该简单性能导致不实质改变或调整设计的外形，安装不同尺寸的液流供料机。

一个实施方式规定：液力离合器的工作空间经由在离合器轴中的一个以上通道供应工作介质。为此，例如，根据一个实施方式，开口能够被设置在压缩机轴承外壳和/或涡轮轴承外壳上，其与离合器轴的一个轴向端重叠，以供给或排出工作介质。对应地，工作介质的循环给料通道能够被设置在压缩机轴承外壳和/或涡轮轴承外壳内。然而，也可以考虑在离合器轴的端侧的区域中在外壳内没有工作介质馈送通道的实施方式。

一个实施方式规定：压缩机轮在压缩机轴承外壳的外侧附接到压缩机轴，特别是插入其上或插入其中。

一个实施方式规定：涡轮在涡轮轴承外壳的外侧附接到涡轮轴，特别是插入其上或插入其中。

在上述实施方式中，能够为涡轮或压缩机轮设置独立的外壳，涡轮或压缩机轮安装在涡轮轴承外壳或压缩机轴承外壳和/或基础支撑部上。这些外壳能够例如以螺旋和/或具有轴向、径向或相切的流入或流出的形式形成流入通道或流出通道。

以下基于典型的实施方式和图，将举例描述本发明的具体细节。

附图说明

图1显示根据本发明的具有安装在基础支撑部中的涡轮轴承外壳的涡轮复合轴承的第一视图；

图2显示图1中的组件的两个不同视图，该视图补充有涡轮轴、压缩机轴和用于建立驱动连接的各种齿轮；

图3显示根据图1的截面图，该截面图具有另外安装的位于涡轮轴上的涡轮轴承外壳和涡轮以及在穿过涡轮轴的截面上安装的压缩机外壳；

图4显示根据图3的组件，但是是在穿过压缩机轴的截面上，因此相对于根据图3的截面在围绕离合器轴的圆周方向上偏移。

具体实施方式

在图1中，板状的基础支撑部被设置有标记1。其具有，特别地如图2中也明显所示沿着其外圆周的开口2，该开口用于附接或者螺拧到涡轮轴承外壳和压缩机轴承外壳上。

第一中心表面3由在基础支撑部1上的贯穿开口的内边缘形成，离合器轴承外壳4被插入穿过该贯穿开口。离合器轴承外壳4具有外肩部5，该外肩部按压抵靠在第一中心表面3上。

例如通过这里显示的四个轴承，特别地滚柱轴承，离合器轴6被安装在离合器轴承外壳4内。然而，个别的轴承或者所有轴承具体地还可以是滑动轴承。也可以考虑别的型号的轴承。

离合器轴6以旋转固定的方式携带液力离合器8的次轮7。相反，在所示的典型实施方式中，在利用空心轴10的悬臂安装中，液力离合器8的主轮9被安装成在离合器轴承外壳4内相对于离合器轴6可旋转，空心轴10包围离合器轴6。

离合器轴6携带小齿轮11。为了能够与小齿轮11啮合，离合器轴承外壳4具有接合开口13。

液力离合器8的主轮9携带离合器齿轮12。在所示的典型实施方式中，该齿轮包围离合器轴承外壳4，但是这并不是必须的。

离合器轴6从离合器轴承外壳4向外突出一个轴向端。液力离合器8，以及工作介质供应部位于该轴向端，该工作介质供应部以工作介质通道14的形式存在，并且该工作介质通道14被正面引入离合器轴6。

在所示的典型实施方式中，被附接到离合器轴6的次轮7，经由离合器轴6和离合器轴承外壳4内的关联轴承15被安装，并且被附接到空心轴10的主轮9，经由轴承16被安装。

图2再一次显示，在三维图和在具有液力离合器8的一侧的俯视图中，具有开口2的基础支撑部1、离合器轴承外壳4以及利用离合器齿轮12被附接到主轮9的离合器壳体17，在这方面也参见图1中的截面图。

此外，能够看到，具有与离合器齿轮12啮合的涡轮齿轮19的涡轮轴18和具有也与离合器齿轮12啮合的压缩机齿轮21的压缩机轴20。如图所示，涡轮齿轮19被布置成在离合器齿轮12的圆周上相对于压缩机齿轮21偏移例如偏移10°和120°之间特别是小于90°的角度。

此外，在液力离合器8侧，能够看到输出部22，该输出部被用于连接到内燃引擎40的驱动轴，以将驱动力传输到驱动轴或者将驱动力从驱动轴传输到输出部22，如此驱动用于对内燃引擎40涡轮增压的气流式压缩机。例如通过在内燃引擎40内部的第一齿轮37和第二齿轮38，输出部22到内燃引擎40的曲柄轴(或者通常地驱动轴)的连接能够被建立，其中，第一齿轮37与由输出部22形成的小齿轮啮合，第二齿轮38与第一齿轮37啮合，并且第二齿轮可选择地经由另外介入的齿轮进一步与曲柄轴上的齿轮啮合。内燃引擎40的外壳39的一部分如图2a和2b的39的例子所示。例如，如图所示，特别地利用穿过一些开口2的螺钉，板状的基础支撑部1能够被附接，特别是正面地螺拧到内燃引擎40的外壳39上。在该情况下，内燃引擎40被优选地定位在板状的基础支撑部1的与液力离合器8的离合器壳体17相同的一侧，因此在图2a中板状的基础支撑部1的后方并且在图2b中板状的基础支撑部1的前方。当然，其它实施方式也是可以的，如板状的基础支撑部1间接附接到内燃引擎40上，即在板状的基础支撑部1和内燃引擎40之间设置另外的部件。

涡轮轴18被插入穿过基础支撑部1中的第一开口23。压缩机轴20被从基础支撑部1的另一侧插入基础支撑部1的第三开口24。离合器轴承外壳4被插入穿过基础支撑部1的第二开口25，其中，参考图1的说明，该第二开口25形成第一中心表面3。

到输出部22的驱动连接通过中间齿轮26和在输出部22的输出轴28上的输出齿轮27建立。中间齿轮26在离合器轴承外壳4的接合开口13中接合并且与在离合器轴6上的小齿轮11啮合。

图2中还可以看清楚离合器轴承外壳4的三个臂29，如下所述，该三个臂形成第三中心表面30，该第三中心表面30用于将压缩机轴承外壳相对于液力离合器8定中心。在所示的典型的实施方式中，臂29进一步被用来将离合器轴承外壳4螺拧到基础支撑部1上。

图3显示涡轮31怎样被定位在涡轮轴18的一个轴向端上。更进一步，能够看到涡轮轴承外壳32怎样被附接到基础支撑部1，同时在其轴向端上在离合器轴承外壳4的外侧包围第二中心表面33，从而相对于具有离合器轴6和特别地离合器齿轮12的液力离合器8布置涡轮轴承外壳32，离合器齿轮12与涡轮齿轮19啮合。涡轮轴承外壳32与涡轮轴18一起被插入穿过基础支撑部1的第二开口25，并且还具有接合开口34，从而产生小齿轮12和涡轮齿轮19之间的啮合。

压缩机轴承外壳35位于基础支撑部1上并且在涡轮轴承外壳32的另一侧被螺拧到其上。压缩机轴承外壳35的定中心以及因此安装在其中的压缩机轴20和与液力离合器8，特别是离合器齿轮12相关的压缩机齿轮21在图4中一目了然。从而，形成第三中心表面30的离合器轴承外壳4的臂29中的一个能够被看到。

压缩机轴20在压缩机轴承外壳35的外侧携带压气机叶轮36。

如图中特别看到，为了将涡轮复合系统附接到内燃引擎，这里被制造成独立部件但也可以是内燃引擎的一部分或者其外壳的板状的基础支撑部1，形成特别可靠的连接部，该连接部将涡轮复合系统的部件相对于内燃引擎正好布置。

标号列表

1  基础支撑部

2  开口

3  第一中心表面

4  离合器轴承外壳

5  外肩部

6  离合器轴

7  次轮

8  液力离合器

9  主轮

10 空心轴

11 小齿轮

12 离合器齿轮

13 接合开口

14 工作介质通道

15 轴承

16 轴承

17 离合器壳体

18 涡轮轴

19 涡轮齿轮

20 压缩机轴

21 压缩机齿轮

22 输出部

23 第一开口

24 第三开口

25 第二开口

26 中间轮

27 输出齿轮

28 输出轴

29 臂

30 第三中心表面

31 涡轮

32 涡轮轴承外壳

33 第二中心表面

34 接合开口

35 压缩机轴承外壳

36 压缩机轮

37 在内燃引擎内的第一齿轮

38 在内燃引擎内的第二齿轮

39 外壳

40 内燃引擎

Claims (16)

1.一种用于将涡轮复合系统附接到内燃引擎(40)的涡轮复合轴承，包括：

1.1排气涡轮，所述排气涡轮具有涡轮轴(18)，所述涡轮轴(18)安装在涡轮轴承外壳(32)内；

1.2液力离合器(8)，所述液力离合器(8)具有离合器轴(6)，所述离合器轴(6)安装在离合器轴承外壳(4)内；

1.3具有连接部，所述连接部用于紧固所述内燃引擎(40)；其特征在于

1.4所述连接部由板状的基础支撑部(1)形成，所述板状的基础支撑部(1)具有至少一个第一中心表面(3)，所述离合器轴承外壳(4)布置在所述第一中心表面(3)上，并且所述板状的基础支撑部(1)和/或所述离合器轴承外壳(4)具有至少一个第二中心表面(33)，所述涡轮轴承外壳(32)布置在所述第二中心表面(33)上。

2.如权利要求1所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述液力离合器(8)具有主轮(9)和次轮(7)，所述主轮(9)和所述次轮(7)彼此形成环形的工作室，所述主轮(9)与所述涡轮轴(18)驱动连接，所述次轮(7)与用于连接所述内燃引擎的驱动轴的输出部(22)驱动连接，并且所述离合器轴承外壳(4)被定位成以如下方式插入穿过所述基础支撑部(1)或者插入所述基础支撑部(1)中：所述主轮(9)和所述涡轮轴(18)之间的所述驱动连接至少部分地形成在所述基础支撑部(1)的第一侧并且所述次轮(7)和所述输出部(22)之间的所述驱动连接至少部分地形成在所述基础支撑部(1)的与所述第一侧相反的第二侧。

3.如权利要求2所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述输出部(22)由输出齿轮(27)形成，所述输出齿轮(27)安装在所述基础支撑部(1)和/或输出轴(28)上。

4.如权利要求2或3所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述离合器轴(6)在其轴向的两个端中的一个上携带所述主轮(9)或者所述次轮(7)，并且在其两个端中的另一个上携带小齿轮(11)，所述小齿轮(11)与所述输出部(22)或所述涡轮轴(18)驱动连接，并且所述离合器轴(6)被定位成被引导穿过在所述基础支撑部(1)中的开口(25)。

5.如权利要求1至4中任一项所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述基础支撑部(1)具有：第一开口(23)，所述涡轮轴(18)被定位成插入穿过所述第一开口(23)；和第二开口(25)，所述离合器轴承外壳(4)被定位成插入穿过所述第二开口(25)或者所述离合器轴承外壳(4)被定位成插入所述第二开口(25)中。

6.如权利要求1至5中任一项所述的涡轮复合轴承，其特征在于，具有安装在压缩机轴承外壳(35)内的压缩机轴(20)的气流式压缩机被设置，并且所述基础支撑部(1)和/或所述离合器轴承外壳(4)具有至少一个第三中心表面(30)，所述压缩机轴承外壳(35)布置在第三中心表面(30)上。

7.如权利要求5或6所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述基础支撑部(1)具有第三开口(24)，所述压缩机轴承外壳(35)和/或所述压缩机轴(20)分别被定位成插入穿过所述第三开口(24)或者插入所述第三开口(24)中。

8.如权利要求6或7所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述压缩机轴(22)携带压缩机齿轮(21)，所述压缩机齿轮(21)与所述液力离合器(8)的所述主轮(9)驱动连接。

9.如权利要求6至8中任一项所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述压缩机轴(20)在所述基础支撑部(1)的第一侧携带压缩机轮(36)，并且所述涡轮轴(18)在所述基础支撑部(1)的与所述第一侧相反的第二侧携带涡轮(31)。

10.如权利要求8或9所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述液力离合器(8)的所述主轮(9)具有离合器齿轮(12)，特别是以外齿轮的形式的离合器齿轮(12)，并且所述涡轮轴(18)携带涡轮齿轮(19)，其中，所述离合器齿轮(12)与所述压缩机齿轮(21)和所述涡轮齿轮(19)啮合。

11.如权利要求1至10中任一项所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述第二中心表面(33)在所述离合器轴承外壳(4)上由第一肩部形成，所述第一肩部为整个圆周或者在圆周方向上间断一次或多次，所述离合器轴承外壳(4)具有由所述涡轮轴承外壳(32)的肩部包围的径向向外定向的表面，所述肩部具有径向向内定向的表面。

12.如权利要求6至11中任一项所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述第三中心表面(30)在所述离合器轴承外壳(4)上由第二肩部形成，所述第二肩部为整个圆周或者在圆周方向上间断一次或多次，所述离合器轴承外壳(4)具有由所述压缩机轴承外壳(35)的肩部包围的径向向外定向的表面，所述肩部具有径向向内定向的表面。

13.如权利要求11或12所述的涡轮复合轴承，其特征在于，在所述离合器轴承外壳(4)上的所述第一肩部和/或第二肩部由在整个圆周上分布的多个，特别是三个以上的臂(29)形成。

14.如权利要求1至13中任一项所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述涡轮轴承外壳(32)完全包围所述离合器轴承外壳(4)的一个轴向端。

15.如权利要求6至14中任一项所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述压缩机轴承外壳(35)完全包围所述离合器轴承外壳(4)的一个轴向端，特别是与被所述涡轮轴承外壳(32)包围的所述轴向端相反的所述离合器轴承外壳(4)的轴向端。

16.如权利要求14或15所述的涡轮复合轴承，其特征在于，所述涡轮轴承外壳(32)和/或所述压缩机轴承外壳(35)相对于所述基础支撑部(1)被密封，特别地所述涡轮轴承外壳(32)和/或所述压缩机轴承外壳(35)通过凸缘安装在所述基础支撑部(1)上，特别是在其整个圆周上，所述涡轮轴承外壳(32)和/或所述压缩机轴承外壳(35)通过凸缘安装在所述基础支撑部(1)上。