带有轴颈轴承的涡轮增压器制造技术

涡轮增压器组件可包括带有通孔且设置在该通孔内的轴向面的壳体；附接到该壳体的带有带键开口的定位板；和设置在该通孔内的轴颈轴承，其中该轴颈轴承包括带键压缩机端和在两个轴向面之间由外直径和轴向长度限定的扩大外部分，其中设置在该壳体的该通孔内的该轴向面、该定位板、和该轴颈轴承的该两个轴向面在轴向上将该轴颈轴承定位在该通孔内，并且其中该定位板的带键开口和该轴颈轴承的该带键压缩机端在方位角上将该轴颈轴承定位在该通孔内。还公开了设备、组件、系统、方法等的各种其它示例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有轴颈轴承的涡轮增压器相关申请本申请要求2012年5月15日提交的、名称为“TurbochargerwithJournalBearing”的美国临时专利申请61/647,038的权益，其通过引用并入本文。
本文中公开的主题总体涉及内燃发动机的涡轮增压器。
技术介绍
涡轮增压器可包括各种类型的轴承以支撑轴和叶轮组件（SWA）。作为示例，涡轮增压器可包括滚动元件轴承，滚动元件轴承包括配装到轴上的内座圈，其中该内座圈由设置在外座圈内的滚动元件可旋转地支撑。在这种示例中，可提供机构以避免或限制外座圈的旋转同时可选择地允许在外座圈和涡轮增压器轴承壳体（例如，设置在涡轮机壳体和压缩机壳体之间的中间壳体）的孔之间形成润滑剂膜。作为另一示例，涡轮增压器可包括轴颈轴承，该轴颈轴承带有内轴颈表面以通过在该内轴颈表面和轴之间形成润滑剂膜来支撑该轴。在这种示例中，可提供机构以避免或限制轴颈轴承的旋转同时可选择地允许在轴颈轴承和涡轮增压器轴承壳体（例如，设置在涡轮机壳体和压缩机壳体之间的中间壳体）的孔之间形成润滑剂膜。因此，与滚动元件轴承相比，轴颈轴承可包括内润滑剂膜和外润滑剂膜。轴颈轴承可作为全浮动或半浮动轴颈轴承被设置在壳体的孔内。全浮动轴颈轴承可在该孔内旋转完整的360度，例如，响应于由该轴颈轴承支撑的轴的旋转而寄生地旋转。半浮动轴颈轴承的方位角被定位成避免或限制旋转。例如，半浮动轴颈轴承可包括构造成用来接收定位销的孔隙，其中在该孔隙的外缘和该定位销的外缘之间的间隙限制了该半浮动轴颈轴承相对于壳体的孔的旋转。定位销也可在轴向上将半浮动轴颈轴承定位在壳体的孔内。不过，定位销和孔隙的布置可允许该半浮动轴颈轴承在孔内的一定量的径向运动以实现径向“浮动”。径向浮动允许设置在轴颈轴承的一个或多个外表面和壳体的一个或多个内表面（例如，限定孔的内表面）之间的一个或多个润滑剂膜吸收或阻尼能量。例如，这种一个或多个润滑剂膜可阻尼振动能量。当定位销被用来在轴向上和在方位角上将轴颈轴承定位在壳体的孔内时，该定位销可与重力对齐，使得该轴颈轴承和轴和叶轮组件可下沉到该孔的底侧。对于由内燃发动机的机油润滑的涡轮增压器来说，当该发动机被启动时，加压机油会进入到孔内并且填满在该孔和轴颈轴承之间的间隙以由此形成润滑剂膜。轴颈轴承在与重力对齐的方向上在孔内的径向运动可有助于最小化轴颈轴承中的孔隙的外缘和至少部分地设置在该孔隙内的定位销的外缘的摩擦和磨损。关于通过设置在该轴颈轴承的孔隙内的定位销在轴向上定位轴颈轴承，该孔隙的外缘和该定位销的外缘可能在涡轮增压器操作期间经历轴向推力。轴向推力的方向可以是从涡轮机叶轮到压缩机叶轮的方向或者反方向。由轴颈轴承支撑的轴和涡轮机叶轮组件可包括邻接该轴颈轴承的涡轮机端的轴向面。对于沿着从涡轮机叶轮到压缩机叶轮的方向的轴向推力，该轴和涡轮机叶轮组件的轴向面可冲击该轴颈轴承。进而，这个力可被转移到设置在该轴颈轴承的孔隙内的定位销。随着时间的流逝，该力可引起该孔隙的外缘或者该定位销的外缘磨损，这可改变在该定位销和该轴颈轴承之间的一个或多个间隙。磨损也可发生在定位销和壳体中的接收该定位销的座之间。例如，定位销和座可包括匹配的螺纹以允许该定位销被拧入该壳体内。轴向推力以及可能由轴颈轴承施加给这个定位销的其它力可引起该定位销变松或移位。源于这种磨损的定位销的不对准可有害地影响半浮动轴颈轴承的一个或多个润滑剂膜的性能。再次提到推力，关于滚动元件轴承，这种力可被从轴转移到内座圈再到滚动元件再到外座圈。由于轴颈轴承不会以这种方式保持轴，所以轴颈轴承可在压缩机端、涡轮机端或这两端包括所谓的推力垫。推力垫可以是允许润滑剂流动、收集等以最小化由被轴向推向轴颈轴承的一端的另一部件所引起的冲击的特征。另外，关于像由在轴和涡轮机叶轮的毂端之间的肩部形成的轴向面，这种面可以轴向力和旋转力冲击半浮动轴颈轴承的涡轮机端。再一次，关于滚动元件轴承，由于轴被固定到设置在外座圈内的滚动元件的内座圈，所以轴和涡轮机叶轮组件的轴向面不大可能冲击滚动元件轴承的端部。例如，在轴的轴向面和涡轮机叶轮组件之间的间隙可在将该轴固定到滚动元件轴承内的内座圈时就被固定。本文中描述的各种技术和技巧都涉及轴颈轴承、壳体、组件等，这可改善涡轮增压器性能、寿命等。附图说明结合在附图中示出的示例参考下面的详细描述，可获得对本文描述的各种方法、设备、组件、系统、布置等以及其等同方式的更完整的理解，在附图中：图1是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的简图；图2是涡轮增压器组件的示例的横截面图；图3是图2的涡轮增压器组件的横截面图；图4是涡轮增压器组件的示例的一系列横截面图；图5是定位销、轴颈轴承和轴的一系列视图；图6是图2和3的涡轮增压器组件的一部分和图4的涡轮增压器组件的一部分相对于方向为从涡轮机端到压缩机端的轴向推力的一系列横截面图；图7是图2和3的涡轮增压器组件的一部分和图4的涡轮增压器组件的一部分相对于方向为从压缩机端到涡轮机端的轴向推力的一系列横截面图；图8是组件的一系列横截面图；图9是轴颈轴承的示例的横截面图；图10是涡轮增压器组件的示例的剖面图；图11是包括轴颈轴承和用于安装到壳体的定位销的组件的示例的一系列视图；图12是轴颈轴承的特征的示例的一系列视图；图13是轴颈轴承和定位板的示例的一系列视图；以及图14是轴颈轴承的示例的一系列视图。具体实施方式下面，描述了涡轮增压发动机系统的示例，接着是部件、组件、方法等的各种示例。涡轮增压器经常被用于增加内燃发动机的输出。参照图1，传统的系统100包括内燃发动机110和涡轮增压器120。内燃发动机110包括发动机缸体118，其容纳一个或多个燃烧室，所述燃烧室操作地驱动轴112（例如通过活塞）。如图1中所示，进气端口114提供了流动路径供空气进入发动机缸体118，而排气端口116提供了流动路径供废气离开发动机缸体118。涡轮增压器120用于从废气中提取能量并提供能量给进气空气，该空气可与燃料混合来形成燃烧气体。如在图1中所示，涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳体124、用于涡轮机叶轮127的涡轮机壳体126、另一壳体128和废气出口136。壳体128可被称为中间壳体，因为其被设置在压缩机壳体124和涡轮机壳体126之间。轴122可以是包括多个部件的轴组件。轴122可由设置在壳体128内的轴承系统可旋转地支撑，使得涡轮机叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转。在图1的示例中，可变几何形状组件129被示出为部分地被设置在壳体128和壳体126之间。这个组件可包括定子叶片或其它部件来改变通道的几何形状，该通道通向涡轮机壳体126内的涡轮机叶轮空间。作为示例，可变几何形状压缩机单元可被提供。在图1的示例中，废气门阀（或简称为废气门）135被定位成紧邻涡轮机126的进口。废气门阀135可被控制以允许来自废气端口116的废气绕过涡轮机126。而且，废气再循环（EGR）导管115可被提供，可选择地带有一个或多个阀117，例如，以允许废气流到在压缩机叶轮125上游的位置。图1还示出了示例布置150用于使废气流到废气涡轮机壳体152和另一示例布置170用于使废气流到废气涡轮机壳体172。在布置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压器组件，其包括：       壳体，其包括从该壳体的压缩机侧延伸到涡轮机侧的通孔和在该通孔中设置在处于第一直径的通孔表面和处于第二直径的通孔表面之间的轴向面；       附接到该壳体的该压缩机侧的定位板，其中该定位板包括带键开口；以及       设置在该壳体的该通孔内的轴颈轴承，其中该轴颈轴承包括带键压缩机端和在两个轴向面之间由外直径以及轴向长度限定的扩大外部分，其中在该带键压缩机端和该轴颈轴承的涡轮机端之间的轴向长度超过该扩大外部分的轴向长度，       其中设置在该壳体的该通孔内的所述轴向面、所述定位板、和所述轴颈轴承的所述两个轴向面在轴向上将该轴颈轴承定位在该壳体的该通孔内，以及       其中所述定位板的所述带键开口和所述轴颈轴承的所述带键压缩机端在方位角上将该轴颈轴承定位在该壳体的该通孔内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.15 US 61/647,0381.一种涡轮增压器组件，其包括：壳体，其包括从该壳体的压缩机侧延伸到涡轮机侧的通孔和在该通孔中设置在处于第一直径的通孔表面和处于第二直径的通孔表面之间的轴向面；附接到该壳体的该压缩机侧的定位板，其中该定位板包括带键开口；以及设置在该壳体的该通孔内的轴颈轴承，其中该轴颈轴承包括带键压缩机端和在两个轴向面之间由外直径以及轴向长度限定的扩大外部分，其中在该带键压缩机端和该轴颈轴承的涡轮机端之间的轴向长度超过该扩大外部分的轴向长度，其中设置在该壳体的该通孔内的所述轴向面、所述定位板、和所述轴颈轴承的所述两个轴向面在轴向上将该轴颈轴承定位在该壳体的该通孔内，以及其中所述定位板的所述带键开口和所述轴颈轴承的所述带键压缩机端在方位角上将该轴颈轴承定位在该壳体的该通孔内。2.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述定位板的所述带键开口允许所述轴颈轴承在所述壳体的所述通孔内的径向运动。3.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述定位板的所述带键开口和所述轴颈轴承的所述带键压缩机端在方位角上相对于所述壳体的润滑剂路径将所述轴颈轴承定位在所述壳体的所述通孔内。4.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述定位板的所述带键开口包括具有一个或多个平坦部分的外缘。5.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述轴颈轴承的所述带键压缩机端包括具有一个或多个平坦部分的外缘。6.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中设置在所述通孔内的所述轴向面是由扩孔形成的。7.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述通孔包括在设置在所述通孔中的所述轴向面和所述壳体的所述涡轮机侧之间的轴向位置处的润滑剂开口。8.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述轴颈轴承包括较小外直径，其限定了在所述扩大外部分和所述涡轮机端之间轴向延伸的外表面。9.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述扩大外部分的所述轴向长度小于所述带键压缩机端和所述涡轮机端之间的轴向长度的约三分之一。10.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中所述轴颈轴承在所述带键压缩机端或在所述涡轮机端包括至少一个推力垫。11.一种涡轮增压器组件，其包括：壳体，其包括从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：F达甘，J卡斯坦，N瓦蔡勒，D阿曼，S刘，陈拥军，慎一安达，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US