涡轮增压器轴承作为涡轮增压器中的核心组件,对整个系统的运行效率和可靠性至关重要。它直接影响着发动机的动力输出和燃油经济性。
当前市面上主要有两种类型的涡轮增压器轴承:浮动轴承和滚珠轴承。浮动轴承是一种较为传统的选择,它通过在轴和壳体之间形成双层油膜,使涡轮轴能够悬浮在机油上高速旋转。这种设计虽然耐用且成本较低,但也存在一些不足之处。例如,它需要较高的机油压力和品质,而且对涡轮轴的动态控制不够稳定,长时间高速运转可能导致转轴磨损。
相比之下,滚珠轴承采用了滚动摩擦原理,它通过在涡轮轴上安装滚珠来取代浮动轴承中的机油位置,从而减少了摩擦力和涡轮迟滞现象。这意味着,当车辆加速时,涡轮增压器能够更快地响应并提供所需的动力,这对提升车辆性能非常有利。然而,滚珠轴承的使用寿命通常在 7 万到 8 万公里之间,比浮动轴承短,并且维修成本较高。
美蓓亚集团开发了一种高耐热滚珠轴承,其内部和外部与涡轮轴和轴承座直接接触,采用滚动摩擦方式,能够显著减少涡轮滞后现象。这种轴承由特殊合金钢制成,具有出色的耐磨性和耐高温性,能够承受高速运行带来的高温,且热变形率控制得非常好。
另外,混合陶瓷球轴承也逐渐成为一种新型选择。它拥有超高速、低摩擦、启动力小、润滑要求低和长寿命等优点,适用于更高转速和更快加速的涡轮增压器。但是,对于可变喷嘴环涡轮增压器来说,频繁跨越临界转速可能会影响可靠性和寿命。
德国 BMTS 技术公司则研发了一种新型废气涡轮增压器 3D 滑动轴承,基于三维流体力学原理工作。这种轴承能够显著降低摩擦功率,提高功率密度,将轴向和径向轴承的功能整合在一起,使转子在最小作用半径下实现高承载能力,抑制自发振动,优化了整个转子动力学系统。
综上所述,涡轮增压器轴承技术正不断进步,未来将会有更多创新的轴承类型应用于汽车工业,以提高车辆性能和节能减排效果。