增壓器傳動(dòng)裝置及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種增壓器傳動(dòng)裝置及其制造方法。該增壓器傳動(dòng)裝置包括第一腔室，該第一腔室具有可操作地設(shè)置在其中的正時(shí)齒輪。第二腔室具有可操作地設(shè)置在其中的傳動(dòng)齒輪。注油位被限定在第二腔室中。軸承保持壁設(shè)置在第一腔室與第二腔室之間。軸承保持壁包括返回端口以允許第一腔室與第二腔室之間的流體連通。返回端口是在注油位下方限定在軸承保持壁中的孔洞。軸承保持壁還包括串?dāng)_端口以允許第一腔室與第二腔室之間的流體連通。串?dāng)_端口是在注油位上方限定在軸承保持壁中的孔洞。
【專(zhuān)利說(shuō)明】增壓器傳動(dòng)裝置及其制造方法
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年6月9日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序號(hào)61/657，762的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]增壓器可用來(lái)提高或“增壓”內(nèi)燃(IC)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中的空氣壓力以增加IC發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力輸出。IC發(fā)動(dòng)機(jī)因此可具有高于在發(fā)動(dòng)機(jī)自然吸氣的情況下(例如，在活塞的進(jìn)氣沖程期間活塞將空氣吸入氣缸內(nèi))否則可獲得的馬力輸出能力。傳統(tǒng)增壓器通常由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地驅(qū)動(dòng)，并因此可表現(xiàn)為每當(dāng)可能不需要和/或不希望發(fā)動(dòng)機(jī)“增壓”時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)馬力的(不必要的)消耗?？蛇x擇性地接合的離合器可串聯(lián)設(shè)置在增壓器輸入部(例如，帶驅(qū)動(dòng)的帶輪)與增壓器的轉(zhuǎn)子之間。傳動(dòng)裝置可串聯(lián)設(shè)置在離合器與增壓器的轉(zhuǎn)子之間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種增壓器傳動(dòng)裝置包括第一腔室，該第一腔室具有可操作地設(shè)置在其中的正時(shí)齒輪。第二腔室具有可操作地設(shè)置在其中的傳動(dòng)齒輪。注油位被限定在第二腔室中。軸承保持壁設(shè)置在第一腔室與第二腔室之間。軸承保持壁包括返回端口以允許第一腔室與第二腔室之間的流體連通。返回端口是在注油位下方限定在軸承保持壁中的孔洞。軸承保持壁還包括串?dāng)_端口(crosstalk port)以允許第一腔室與第二腔室之間的流體連通。串?dāng)_端口是在注油位上方限定在軸承保持壁中的孔洞。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]通過(guò)參考以下描述和附圖，本發(fā)明的示例的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，附圖中相似的參考標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)于相似不過(guò)可能不相同的構(gòu)件。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，具有前述功能的參考標(biāo)號(hào)或特征可以結(jié)合或不結(jié)合它們出現(xiàn)的其它附圖進(jìn)行描述。
[0006]圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的增壓器傳動(dòng)裝置的一個(gè)示例的增壓器的一個(gè)示例的截面圖；
[0007]圖2是在圖1中以線2-2表示的方向上觀察的在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例鑄造的軸承保持壁處截取的截面圖；
[0008]圖3是在圖1中以線3-3表示的方向上觀察的在軸承保持壁鑄件處截取的截面圖；以及
[0009]圖4是圖3的一部分的放大視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的軸承的細(xì)節(jié)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明總體上涉及增壓器傳動(dòng)裝置。本文中公開(kāi)的增壓器傳動(dòng)裝置和方法的示例可用來(lái)允許油在增壓器傳動(dòng)裝置的兩個(gè)腔室之間流動(dòng)。
[0011]現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，增壓器傳動(dòng)裝置10被軸承保持壁96分隔成兩個(gè)腔室。在圖1所示的示例中，一鑄件形成增壓器傳動(dòng)裝置10的殼體的一部分。該鑄件包括將增壓器傳動(dòng)裝置10分隔成第一腔室60和第二腔室62的軸承保持壁96。第一腔室60具有可操作地設(shè)置在其中的驅(qū)動(dòng)正時(shí)齒輪15和從動(dòng)正時(shí)齒輪15’。各正時(shí)齒輪15、15’與增壓器11的相應(yīng)轉(zhuǎn)子14、14’連接。正時(shí)齒輪15、15’可包括以相對(duì)高的齒距隔開(kāi)的相等數(shù)量的齒輪齒。因此，正時(shí)齒輪15、15’與轉(zhuǎn)子14、14’基本同步，由此有助于轉(zhuǎn)子14、14’的低磨損率和增壓器11的高效率。
[0012]如圖1所示，驅(qū)動(dòng)正時(shí)齒輪15與傳動(dòng)裝置輸出軸76連接，所述傳動(dòng)裝置輸出軸又與增壓器傳動(dòng)裝置10的第二腔室62中的小增速齒輪51連接。傳動(dòng)裝置輸出軸76經(jīng)輸出軸軸承78設(shè)置在軸承保持壁96中。在一個(gè)示例中，輸出軸軸承78可為保持架式滾珠軸承。輸出軸軸承78可被壓入軸承保持壁96中。然而,應(yīng)該理解的是,可使用用于將輸出軸軸承78保持在軸承保持壁96中的其它合適的方法，例如鉚固(staking)、使用卡環(huán)夾持、使用粘合劑膠粘等。對(duì)于輸出軸軸承78可使用其它軸承類(lèi)型，包括滾柱軸承、軸頸軸承、加壓軸頸軸承等。
[0013]第二腔室62包括可操作地與小增速齒輪51接合的大增速齒輪50。大增速齒輪50設(shè)置在傳動(dòng)裝置輸入軸18上以由傳動(dòng)裝置輸入軸18旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)示例中，大增速齒輪50可通過(guò)花鍵連接附接到傳動(dòng)裝置輸入軸18上。傳動(dòng)裝置輸入軸18可在傳動(dòng)裝置輸入軸18的每一端附近由軸承80、81支承。在一個(gè)示例中，軸承80、81可為保持架式滾珠軸承?？墒褂闷渌S承類(lèi)型，包括滾柱軸承、軸頸軸承、加壓軸頸軸承等。軸承80設(shè)置在軸承保持壁96中。軸承80可被壓入軸承保持壁96中，或者可使用用于將軸承80保持在軸承保持壁96中的其它合適的方法，例如鉚固、使用卡環(huán)夾持以及使用粘合劑膠粘等。
[0014]圖2和3示出了增壓器傳動(dòng)裝置10的各部分的截面圖(其中為了清楚略去了齒輪和一些軸)。圖2在包括軸承保持壁96的鑄件的邊緣處截取，在圖1中以線2-2表示的方向上觀察。圖3在包括軸承保持壁96的鑄件的另一側(cè)截取，在圖1中以線3-3表示的方向上觀察。注油位98形成在增壓器傳動(dòng)裝置10中。
[0015]由于增壓器11及其傳動(dòng)裝置10可以以各種取向安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，因此增壓器傳動(dòng)裝置10的注油位98可取決于傳動(dòng)裝置10相對(duì)于重力的安裝姿態(tài)。增壓器傳動(dòng)裝置10中過(guò)多的油可能引起油的過(guò)多泡沫形成和最終增壓器傳動(dòng)裝置10的效率損失。不足的油量可能引起增壓器傳動(dòng)裝置10中的齒輪的潤(rùn)滑不足和冷卻不足。注油位98是在增壓器傳動(dòng)裝置10處于預(yù)定姿態(tài)且處于未操作(即，轉(zhuǎn)子14、14’未轉(zhuǎn)動(dòng))狀態(tài)下的情況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)的基本無(wú)泡沫的液態(tài)油的油池的表面的預(yù)定液位。注油位98可限定在第二腔室62中；然而，由于第一腔室60和第二腔室62流體連通，因此注油位98也可限定在第一腔室60中。
[0016]在本發(fā)明的增壓器傳動(dòng)裝置10的示例中，油可經(jīng)傳動(dòng)裝置殼體的孔洞注入增壓器傳動(dòng)裝置10中。由于傳動(dòng)裝置10的第一腔室60和第二腔室62流體連通，因此可使用單個(gè)加注點(diǎn)(未示出)來(lái)將油注入增壓器傳動(dòng)裝置10的兩個(gè)腔室60、62中。在本發(fā)明的示例中，設(shè)置在軸承保持壁96中的返回端口 94可提供第一腔室60與第二腔室62之間的流體連通。
[0017]應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，設(shè)置在軸承保持壁96中的軸承78、80可允許一些油在第一腔室60與第二腔室62之間流動(dòng)。如在圖3和4中可見(jiàn)，輸出軸軸承78可在軸承保持架中具有開(kāi)口，可預(yù)期所述開(kāi)口允許油在特定條件下流經(jīng)或滲出。由于輸出軸軸承78高于注油位98，因此不會(huì)預(yù)期過(guò)多液態(tài)油或泡沫將流經(jīng)軸承78。然而，輸入軸軸承80 (圖3中未示出)可與輸出軸軸承78相似并具有相似的開(kāi)口，可預(yù)期所述開(kāi)口允許一部分油經(jīng)位于注油位98下方的輸入軸軸承80的一部分滲出。不過(guò)，已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)安裝在軸承保持壁96中的軸承78、80以通常操作速度操作時(shí)，通過(guò)第一腔室60與第二腔室62之間的軸承78、80的油的流量在一些情形中可能比較低。本發(fā)明的示例有利地提供了增壓器傳動(dòng)裝置10經(jīng)端口 92和94(文中進(jìn)一步討論)的改善的潤(rùn)滑和冷卻。
[0018]通過(guò)軸承78、80的油的流量可表達(dá)為軸承的有效流動(dòng)面積。文中所用的有效流動(dòng)面積是指當(dāng)在相同條件下流經(jīng)軸承78、80時(shí)將具有經(jīng)過(guò)鋒利的孔口的相等油流量的圓形鋒利的孔口的面積。文中所用的顯著小于另一流動(dòng)面積的有效流動(dòng)面積是指有效流動(dòng)面積小于該另一流動(dòng)面積的約一半。
[0019]由于當(dāng)增壓器11提供增壓時(shí)傳動(dòng)裝置10中的齒輪以比較高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在增壓器傳動(dòng)裝置10操作期間增壓器傳動(dòng)裝置10可產(chǎn)生懸浮在空氣中的油霧。在本發(fā)明的示例中，串?dāng)_端口 92在注油位98上方設(shè)置在軸承保持壁96中，以允許油霧在第一腔室60與第二腔室62之間移動(dòng)。應(yīng)該理解的是,油霧可從第一腔室60移動(dòng)到第二腔室62，或從第二腔室62移動(dòng)到第一腔室60。油霧的移動(dòng)方向可取決于第一腔室60和第二腔室62中的相對(duì)壓力。例如，如果第二腔室62中的第二壓力高于第一腔室60中的第一壓力，則油霧將從第二腔室62移動(dòng)到第一腔室60，直到第一壓力與第二壓力基本相等。
[0020]油霧可結(jié)合為趨于集中在腔室60、62的底部中的液態(tài)油。應(yīng)該理解的是，第一腔室60和第二腔室62中的齒輪可攪動(dòng)液態(tài)油并使其變成泡沫狀。例如，氣泡可分散在油中。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)示例中，串?dāng)_端口 92的尺寸可確定成允許第一腔室60與第二腔室62之間的壓力均衡，并防止第一腔室60或第二腔室62缺油。返回端口 94的尺寸可確定成允許泡沫狀油易于流過(guò)。如圖2和3所示，返回端口 94是在注油位98下方限定在軸承保持壁96中的孔洞。串?dāng)_端口 92是在注油位98上方限定在軸承保持壁96中的孔洞。
[0022]在一個(gè)示例中，返回端口流動(dòng)面積與串?dāng)_端口流動(dòng)面積的比例為約0.3。例如，返回端口流動(dòng)面積可為約30平方毫米(mm2)，而串?dāng)_端口流動(dòng)面積可為約100mm2。在另一示例中，返回端口流動(dòng)面積與串?dāng)_端口流動(dòng)面積的比例可在從約0.1至約5.0的范圍內(nèi)。返回端口流動(dòng)面積可在從約2mm2至約400mm2的范圍內(nèi)。串?dāng)_端口流動(dòng)面積可在從約20mm2至約500mm2的范圍內(nèi)。
[0023]應(yīng)該理解的是，對(duì)于返回端口 94和串?dāng)_端口 92可使用任何孔形狀。例如，端口 92、94可為允許與具有一定直徑的圓孔基本相同量的油或油霧通過(guò)的呈圓形、橢圓形、矩形、梯形或其它形狀。串?dāng)_端口 92可呈與返回端口 94相同的形狀(例如，圓形或橢圓形)，然而，串?dāng)_端口 92的形狀不必與返回端口 94相同。
[0024]在一個(gè)示例中，制造本發(fā)明的增壓器傳動(dòng)裝置10的方法可包括鑄造在鑄態(tài)下具有串?dāng)_端口 92和返回端口 94的軸承保持壁96。在另一示例中，可在軸承保持壁96中加工串?dāng)_端口 92和返回端口 94。如文中所用，加工可包括利用鉆具、端f先刀、絞刀、沖孔機(jī)、激光、水射流、放電、等離子弧、焊炬等來(lái)去除金屬以在軸承保持壁96中形成孔洞。
[0025]在另一示例中，制造本發(fā)明的增壓器傳動(dòng)裝置10的方法可包括鑄造在鑄態(tài)下具有多個(gè)串?dāng)_孔洞和多個(gè)返回孔洞的軸承保持壁96?？蔀樵鰤浩鱾鲃?dòng)裝置10關(guān)于重力來(lái)選擇操作取向。從多個(gè)串?dāng)_孔洞之中選擇與增壓器傳動(dòng)裝置10的操作取向?qū)?yīng)的串?dāng)_端口92。從多個(gè)返回孔洞之中選擇與增壓器傳動(dòng)裝置10的操作取向?qū)?yīng)的返回端口 94。堵塞不是串?dāng)_端口 92的串?dāng)_孔洞和不是返回端口 94的返回孔洞。應(yīng)該理解的是，堵塞物可以是塑料、橡膠、金屬或?qū)⒃谠鰤浩?1的使用壽命期間基本無(wú)泄漏地密封所述孔洞的任何其它合適的堵塞材料。
[0026]還應(yīng)理解，術(shù)語(yǔ)“連接”等在本文中被寬泛地定義為包含各種擴(kuò)展的連接布置結(jié)構(gòu)和裝配技術(shù)。這些布置結(jié)構(gòu)和技術(shù)包括但不限于(I)一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)構(gòu)件之間的直接連通，兩者之間不存在介入構(gòu)件；以及(2)—個(gè)構(gòu)件和另一個(gè)構(gòu)件利用兩者之間的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件的連通，假設(shè)“連接到”另一個(gè)構(gòu)件的所述一個(gè)構(gòu)件在一定程度上與該另一個(gè)構(gòu)件在操作上連通(盡管兩者之間存在一個(gè)或多個(gè)另外的構(gòu)件)。
[0027]在描述和要求保護(hù)本文中公開(kāi)的示例時(shí)，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”包括復(fù)數(shù)個(gè)參照對(duì)象，上下文明顯另有所指除外。
[0028]此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等在本文中不表示任何次序、數(shù)量或重要性，而是用來(lái)將一個(gè)元件與另一個(gè)元件進(jìn)行區(qū)分。在說(shuō)明書(shū)全文中對(duì)“一個(gè)示例”、“另一個(gè)示例”、“一示例”等的提及意味著結(jié)合該示例描述的具體元件(例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)被包括在本文中所述的至少一個(gè)示例內(nèi)，并且在其它示例中可以存在，也可以不存在。此外，應(yīng)該理解的是，針對(duì)任何示例所描述的元件在各種示例中可采用任何合適的方式組合，上下文明顯另有所指除外。
[0029]再者,應(yīng)該理解的是,本文提供的范圍包括述及的范圍和在述及范圍內(nèi)的任何值或子范圍。例如，從約2mm2至約400mm2的范圍應(yīng)該看作不僅包括明確列舉的約2mm2至約400mm2的限制,而且包括單獨(dú)的值,例如5mm2、82mm2、225mm2等，以及子范圍,例如從約50mm2至約350_2等。此外，當(dāng)利用“約”來(lái)描述一值時(shí)，這意在涵蓋從述及值的較小的變化(高達(dá)
+/-10%)ο
[0030]雖然已描述了若干示例，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是，可對(duì)所公開(kāi)的示例進(jìn)行修改。因此，前面的描述應(yīng)該視作非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種增壓器傳動(dòng)裝置，包括: 第一腔室，所述第一腔室具有可操作地設(shè)置在其中的正時(shí)齒輪； 鄰近所述第一腔室的第二腔室，所述第二腔室具有可操作地設(shè)置在其中的傳動(dòng)齒輪； 限定在所述第二腔室中的注油位；以及 軸承保持壁，所述軸承保持壁設(shè)置在所述第一腔室與所述第二腔室之間，所述軸承保持壁包括: 用以允許所述第一腔室與所述第二腔室之間的流體連通的返回端口，所述返回端口是在所述注油位下方限定在所述軸承保持壁中的孔洞；以及 用以允許所述第一腔室與所述第二腔室之間的流體連通的串?dāng)_端口，所述串?dāng)_端口是在所述注油位上方限定在所述軸承保持壁中的孔洞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，返回端口流動(dòng)面積與串?dāng)_端口流動(dòng)面積的比例在從約0.1至約5.0的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述返回端口流動(dòng)面積與所述串?dāng)_端口流動(dòng)面積的比例為約0.3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述返回端口具有在從約2_2至約400mm2的范圍內(nèi)的流動(dòng)面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述返回端口的流動(dòng)面積為約30平方毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述串?dāng)_端口具有在從約20mm2至約500mm2的范圍內(nèi)的流動(dòng)面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述串?dāng)_端口的流動(dòng)面積為約100平方毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述串?dāng)_端口通過(guò)允許在所述第一腔室與所述第二腔室之間傳送油霧而使所述第一腔室中的第一壓力與所述第二腔室中的第 壓力基本相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述返回端口用于在所述第一腔室與所述第二腔室之間傳送液態(tài)油、油泡沫或液態(tài)油與油泡沫的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，設(shè)置在所述軸承保持壁中的軸承在所述軸承旋轉(zhuǎn)期間具有顯著小于所述返回端口的有效流動(dòng)面積。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置，其中，所述注油位是在所述增壓器傳動(dòng)裝置處于預(yù)定姿態(tài)的情況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)的基本無(wú)泡沫的液態(tài)油的油池的表面的預(yù)定液位。
12.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置的方法，所述方法包括鑄造在鑄態(tài)下具有所述串?dāng)_端口和所述返回端口的所述軸承保持壁。
13.—種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置的方法，所述方法包括: 鑄造在鑄態(tài)下具有多個(gè)串?dāng)_孔洞和多個(gè)返回孔洞的軸承保持壁； 為所述增壓器傳動(dòng)裝置選擇關(guān)于重力的操作取向； 從所述多個(gè)串?dāng)_孔洞之中選擇與所述增壓器傳動(dòng)裝置的操作取向?qū)?yīng)的串?dāng)_端口； 從所述多個(gè)返回孔洞之中選擇與所述增壓器傳動(dòng)裝置的操作取向?qū)?yīng)的返回端口；堵塞不是所述串?dāng)_端口的串?dāng)_孔洞；以及堵塞不是所述返回端口的返回孔洞。
14.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器傳動(dòng)裝置的方法，所述方法包括:鑄造所述軸承保持壁；以及在所述 軸承保持壁中加工所述串?dāng)_端口和所述返回端口。
【文檔編號(hào)】F02B37/04GK103485883SQ201310225945
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月9日
【發(fā)明者】J·P·特魯多 申請(qǐng)人:伊頓公司