渦輪增壓器及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種渦輪增壓器及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦輪增壓器包括渦輪機(jī)、壓縮機(jī)和形成軸承孔的軸承殼體。軸承裝置設(shè)置在軸與軸承殼體之間，所述軸使渦輪機(jī)葉輪和壓縮機(jī)葉輪互連。軸承裝置包括在兩端均與軸承孔摩擦接合的外軸承座圈元件。在第一端，連接到軸承殼體的軸承保持件包括圓柱形元件，圓柱形元件延伸到軸承孔中并且鄰接且摩擦接合外軸承座圈元件的第一端。外軸承座圈元件的第二端鄰接并且摩擦接合在軸承孔端部處形成的止動(dòng)件，使得在軸承孔中無需銷或其他結(jié)構(gòu)來防止外軸承座圈元件的旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】
滿輪増壓器及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型總體設(shè)及滿輪增壓器，并且更具體地設(shè)及在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的滿輪 增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被供應(yīng)有空氣和燃料的混合物用于在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒，該燃燒轉(zhuǎn)換成 機(jī)械動(dòng)力。為使該燃燒過程轉(zhuǎn)換的動(dòng)力最大化，發(fā)動(dòng)機(jī)通常裝備有滿輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)。
[0003] 滿輪增壓進(jìn)氣系統(tǒng)包括具有滿輪機(jī)的滿輪增壓器，滿輪機(jī)使用來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣 來壓縮流入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣，從而促使比自然進(jìn)氣式發(fā)動(dòng)機(jī)W另外方式吸入燃燒室中的空 氣更多的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。運(yùn)種增加的空氣供應(yīng)允許燃料供給增加，從而使發(fā)動(dòng) 機(jī)的動(dòng)力輸出增加。
[0004] 在常規(guī)滿輪增壓器中，提供發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油W潤滑并且冷卻軸承殼體中的軸承，軸 承殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐將動(dòng)力從滿輪機(jī)傳送到壓縮機(jī)的滿輪增壓器軸。除冷卻和潤滑W外， 當(dāng)潤滑油W油膜狀態(tài)提供時(shí)，在其穿過控制表面或軸承表面時(shí)，其還提供用于軸和軸承振 動(dòng)的阻尼。有時(shí)被稱為擠壓膜阻尼的運(yùn)種阻尼可提供振動(dòng)阻尼，但在滑動(dòng)軸承中通常不足 W提供充分的阻尼。典型的設(shè)計(jì)可使軸承裝置懸掛在軸承殼體中的孔內(nèi)，并且使用銷來防 止軸承組件連同滿輪增壓器軸關(guān)于軸承殼體旋轉(zhuǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型適用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的滿輪增壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，滿輪增 壓器包括滿輪機(jī)、壓縮機(jī)和形成軸承孔的軸承殼體。軸承裝置設(shè)置在軸與軸承殼體之間，所 述軸使?jié)M輪機(jī)葉輪和壓縮機(jī)葉輪互連。軸承裝置包括在兩端處均摩擦接合軸承孔的外軸承 座圈元件。在第一端處，連接到軸承殼體的軸承保持件包括圓柱形元件，圓柱形元件延伸到 軸承孔中并且鄰接且摩擦接合外軸承座圈元件的第一端。另外，外軸承座圈元件在旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)下在軸承孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到沿外軸承座圈元件與軸承孔之間的軸承表面存在 的油膜的粘度抑制。為將油重力清除，多個(gè)排流孔位于外座圈中W確保在軸承外座圈的所 有周向取向上進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕赜汀?br>[0006] 在工作期間，所述外軸承座圈元件沿第一軸承表面、第二軸承表面、第=軸承表面 和第四軸承表面浮動(dòng)，每個(gè)軸承表面帶有油的相應(yīng)擠壓膜直徑，所述擠壓膜直徑工作用來 抑制所述軸和所述外軸承座圈元件的徑向振動(dòng)，并且還用來抑制所述外軸承座圈元件的所 述旋轉(zhuǎn)。
[0007] 所述軸承保持件進(jìn)一步形成與所述第一端相鄰的內(nèi)孔，所述內(nèi)孔的內(nèi)徑小于所述 軸承孔的直徑。
[000引內(nèi)軸承座圈元件形成延伸部分，所述延伸部分包括環(huán)形密封件件設(shè)置在其中的通 路，其中所述環(huán)形密封件可密封且可滑動(dòng)地接合所述軸承保持件的所述內(nèi)孔W形成密封。
[0009]進(jìn)一步包括螺母，所述螺母將所述軸與所述內(nèi)軸承座圈元件固定。
[0010] 趨于將所述軸拉向所述滿輪機(jī)的力通過所述軸、所述螺母和所述內(nèi)軸承座圈元件 傳遞到所述外軸承座圈元件并且傳遞到所述第二端與所述止動(dòng)表面之間的界面。
[0011] 所述內(nèi)軸承座圈元件形成擴(kuò)張部分，所述擴(kuò)張部分相對于其接合所述軸的端部具 有增大的內(nèi)徑。
[0012] 所述軸在端部處連接到所述內(nèi)軸承座圈元件，所述端部具有第一直徑，所述軸在 所述端部之間進(jìn)一步形成細(xì)長部分，所述細(xì)長部分具有小于所述第一直徑的第二直徑，W 及
[0013] 其中所述內(nèi)軸承座圈元件的所述增大內(nèi)直徑與所述軸的所述細(xì)長部分在軸向方 向上重疊。
[0014] 所述內(nèi)軸承座圈元件由兩個(gè)部件形成，即，壓縮機(jī)側(cè)杯狀件和滿輪機(jī)側(cè)杯狀件，并 且其中螺母將所述壓縮機(jī)側(cè)杯狀件接合到所述軸。
[0015] 因此，在一方面，本實(shí)用新型描述了一種滿輪增壓器，其包括具有滿輪機(jī)葉輪的滿 輪機(jī)，具有壓縮機(jī)葉輪的壓縮機(jī)W及設(shè)置并且連接在滿輪機(jī)與壓縮機(jī)之間的軸承殼體。軸 承殼體形成在一端具有止動(dòng)表面的軸承孔。軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在軸承殼體內(nèi)并且延伸到滿輪 機(jī)和壓縮機(jī)中。滿輪機(jī)葉輪連接到軸的一端，而壓縮機(jī)葉輪連接到軸的相對端，使得滿輪機(jī) 葉輪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滿輪機(jī)中，而壓縮機(jī)葉輪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在壓縮機(jī)中。軸承裝置設(shè)置在 軸與軸承殼體之間，并且包括設(shè)置在軸承孔中的外軸承座圈元件。外軸承座圈元件具有中 空圓柱形形狀，中空圓柱形形狀沿第一端和第二端摩擦接合軸承孔，而內(nèi)軸承座圈元件接 合軸并且可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外軸承座圈元件內(nèi)。軸承保持件具有延伸到軸承孔中并且鄰接外 軸承座圈元件第一端的圓柱形部分，使得在工作期間，外軸承座圈元件W旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在軸承 孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到存在于設(shè)置在外軸承座圈元件與軸承孔之間的軸承表面處的 油的粘度抑制。
[0016] 在另一方面，本實(shí)用新型描述了一種用于將軸可旋轉(zhuǎn)并且可密封地支撐在滿輪增 壓器的軸承殼體內(nèi)的方法。所述方法包括在軸的一端處連接滿輪機(jī)葉輪;通過在第一內(nèi)座 圈和第一外座圈中接合第一多個(gè)滾動(dòng)元件形成第一滾動(dòng)軸承，其中第一內(nèi)座圈在內(nèi)軸承座 圈元件中形成，第一外座圈在外軸承座圈元件中形成;通過在第二內(nèi)座圈和第二外座圈中 接合第二多個(gè)滾動(dòng)元件形成第二滾動(dòng)軸承，其中第二內(nèi)座圈在內(nèi)軸承座圈元件中形成，第 二外座圈在外軸承座圈元件中形成；W及將外軸承座圈元件接合在軸承殼體中形成的軸承 孔與延伸通過軸承孔的軸之間，使得內(nèi)軸承座圈元件隨著軸相對于外軸承座圈元件旋轉(zhuǎn)。 該方法進(jìn)一步包括沿第一端和第二端使軸承孔與外軸承座圈元件摩擦接合，并且使軸與內(nèi) 軸承座圈元件接合，內(nèi)軸承座圈元件可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外軸承座圈元件內(nèi)。提供了軸承保持 件，其具有延伸到軸承孔中并且鄰接外軸承座圈元件第一端的圓柱形部分。該方法還包括 允許外軸承座圈元件在軸承孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且通過沿外軸承座圈元件與軸承孔之間的軸承表 面提供油的擠壓膜抑制外軸承座圈元件在軸承孔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。
[0017] 在又一方面，本實(shí)用新型描述了一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有在氣缸體中 形成的多個(gè)燃燒室、W及設(shè)置成向燃燒室提供空氣或空氣與排氣混合物的進(jìn)氣歧管，W及 設(shè)置成從燃燒室接收排氣的排氣歧管。所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括滿輪機(jī)、壓縮機(jī)和軸承 殼體，滿輪機(jī)包括環(huán)繞滿輪機(jī)葉輪的滿輪機(jī)殼體，滿輪機(jī)殼體流體連接到排氣歧管并且設(shè) 置成從排氣歧管接收排氣，W驅(qū)動(dòng)滿輪機(jī)葉輪，壓縮機(jī)具有環(huán)繞壓縮機(jī)葉輪的壓縮機(jī)殼體， 壓縮機(jī)殼體流體連接到進(jìn)氣歧管并且設(shè)置成向進(jìn)氣歧管提供空氣，軸承殼體設(shè)置并且連接 在滿輪機(jī)與壓縮機(jī)之間。軸承殼體形成從中通過的軸承孔，軸承孔容納使?jié)M輪機(jī)葉輪和壓 縮機(jī)葉輪互連的軸，W在其間傳遞動(dòng)力。所述軸可旋轉(zhuǎn)地裝配在軸承殼體內(nèi)并且延伸到滿 輪機(jī)和壓縮機(jī)中，使得滿輪機(jī)葉輪連接到軸的一端，而壓縮機(jī)葉輪連接到軸的相對端。軸承 裝置設(shè)置在軸與軸承殼體之間。軸承裝置包括第一軸承和第二軸承，。所述第一軸承中具有 多個(gè)第一滾動(dòng)體元件，所述第二軸承中具有多個(gè)第二滾動(dòng)體元件，所述多個(gè)第一滾動(dòng)體元 件接合在第一內(nèi)座圈與第一外座圈之間，所述多個(gè)第二滾動(dòng)體元件接合在第二內(nèi)座圈與第 二外座圈之間。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，外軸承座圈元件設(shè)置在軸承孔內(nèi)并且形成相應(yīng)的第一外座圈和 第二外座圈，而內(nèi)軸承座圈元件形成相應(yīng)的第一內(nèi)座圈和第二內(nèi)座圈。外軸承座圈元件設(shè) 置在軸承孔中，并且具有中空圓柱形形狀，中空圓柱形形狀沿第一端和第二端摩擦接合軸 承孔。具有圓柱形部分的軸承保持件延伸到軸承孔中并且鄰接外軸承座圈元件的第一端。 在工作期間，外軸承座圈元件W旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在軸承孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到存在于外軸 承座圈元件與軸承孔之間的軸承表面處的油的粘度抑制。
【附圖說明】
[0019] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方框圖。
[0020] 圖2是從根據(jù)本實(shí)用新型的滿輪增壓器的側(cè)面透視的概略圖。
[0021] 圖3是通過圖2所示的滿輪增壓器中屯、的局部視圖。
[0022] 圖4是圖3所示的滿輪增壓器軸承的放大詳細(xì)視圖。
[0023] 圖5和圖6是圖3所示的滿輪增壓器軸兩端處的密封件Al、A2處的放大詳細(xì)視圖。
[0024] 圖7是圖3的局部視圖圖示，其示出通過圖2所示的滿輪增壓器軸承殼體的油的流 動(dòng)路徑。
[0025] 圖8是圖7的放大詳細(xì)視圖。
[0026] 圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的兩個(gè)滿輪增壓器軸承的局部視圖。
[0027] 圖10和圖11是根據(jù)本實(shí)用新型的滿輪增壓器的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的圖形表示。
[0028] 圖12至圖15是根據(jù)本實(shí)用新型的軸承殼體組裝過程的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本實(shí)用新型設(shè)及與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合使用的改進(jìn)型滿輪增壓器，W促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的有 效工作并且還促進(jìn)滿輪增壓器的穩(wěn)定且可靠的工作。圖1示出了發(fā)動(dòng)機(jī)100的簡化方框圖。 發(fā)動(dòng)機(jī)100包括氣缸體104,氣缸體104設(shè)置多個(gè)燃燒氣缸106。在所示實(shí)施例中，所示六個(gè)燃 燒氣缸處于直列式配置或"r形配置，但也可使用W不同配置諸如"V"形配置布置的任何其 他數(shù)目的氣缸。多個(gè)燃燒氣缸106經(jīng)由排氣閥（未示出）流體連接到第一排氣管道108和第二 排氣管道110。第一排氣管道108和第二排氣管道110中的每個(gè)連接到滿輪增壓器119的滿輪 機(jī)120。在所示實(shí)施例中，滿輪機(jī)120包括具有進(jìn)氣口 124的殼體122，進(jìn)氣口 124流體連接到 第一排氣管道108和第二排氣管道110,并且被布置成從那里接收排氣。提供給滿輪機(jī)120的 排氣使得連接到軸126的滿輪機(jī)葉輪(未在此示出）旋轉(zhuǎn)。排氣通過出口 128排出滿輪機(jī)120 的殼體122。出口 128處的排氣在通過豎管或尾管134排放到環(huán)境中之前，任選地穿過諸如將 燃燒副產(chǎn)物從排氣流中物理上和化學(xué)上去除的后處理裝置130的其他排氣后處理部件和系 統(tǒng)，和/或抑制發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的消音器132。
[0030] 軸126的旋轉(zhuǎn)使得壓縮機(jī)136的葉輪(未在此示出）旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，壓縮機(jī)136可 W為軸流式壓縮機(jī)、徑流式壓縮機(jī)或混流式壓縮機(jī)，其配置成通過壓縮機(jī)進(jìn)口 140接收來自 空氣過濾器138的新鮮的過濾氣流。壓縮機(jī)136的出口 142處的加壓空氣在被提供到發(fā)動(dòng)機(jī) 100的進(jìn)氣歧管148之前，經(jīng)由增壓空氣管道144輸送至增壓空氣冷卻器146。在所示實(shí)施例 中，來自進(jìn)氣歧管148的空氣輸送至燃燒氣缸106,其在燃燒氣缸106中與燃料混合并且燃燒 W產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
[00川圖1中標(biāo)記102為排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，任選的EGR系統(tǒng)102包括EGR冷卻器150(其 也為任選的），EGR冷卻器150流體連接到第一排氣管道108的EGR氣體供應(yīng)端口 152。來自第 一排氣管道108的排氣流可穿過EGR冷卻器150,排氣流在經(jīng)由EGR管道156供應(yīng)到EGR閥154 之前在EGR冷卻器150中進(jìn)行冷卻。EGR閥154可由電子控制，并且配置成計(jì)量或控制穿過EGR 管道156的氣體的流量。EGR閥154的出口流體連接到進(jìn)氣歧管148，使得來自EGR管道156的 排氣可與來自增壓空氣冷卻器146的壓縮空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)100的進(jìn)氣歧管148內(nèi)混合。
[0032] 部分由于滿輪機(jī)120所呈現(xiàn)的流動(dòng)限制，所W通常稱為背壓的第一排氣管道108中 的排氣壓力高于周圍壓力。由于同樣的原因，第二排氣管道110中存在正背壓。由于壓縮機(jī) 136所提供的壓縮，所W通常稱為升壓壓力的進(jìn)氣歧管148中的空氣或空氣/EGR氣體混合物 的壓力也高于周圍壓力。在很大程度上，背壓與升壓壓力之間的壓力差，加上EGR系統(tǒng)102的 部件的流動(dòng)限制和流動(dòng)面積，確定了可在各種發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件下實(shí)現(xiàn)的EGR氣體的最大流 量。
[0033] 圖2示出滿輪增壓器119的概略圖，并且圖3示出局部視圖。參考運(yùn)些附圖并且在隨 后的描述中，為簡單起見，與已經(jīng)描述的對應(yīng)結(jié)構(gòu)和特征相同或類似的結(jié)構(gòu)和特征有時(shí)可 通過先前使用的相同參考標(biāo)號來表示。如圖所示，滿輪機(jī)120連接到軸承殼體202。軸承殼體 202環(huán)繞軸126的一部分，并且包括設(shè)置在潤滑腔206內(nèi)的軸承242和軸承243,潤滑腔206在 軸承殼體202內(nèi)形成。潤滑腔206包括潤滑劑進(jìn)口端口 203和潤滑劑出口開口 205，它們?nèi)菁{ 從中通過的潤滑流體流例如發(fā)動(dòng)機(jī)油，從而當(dāng)軸126在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間旋轉(zhuǎn)時(shí)潤滑軸承242 和軸承243。
[0034] 軸126在一端連接到滿輪機(jī)葉輪212,而在另一端連接到壓縮機(jī)葉輪213。滿輪機(jī)葉 輪212配置成在連接到軸承殼體202的滿輪機(jī)殼體215內(nèi)旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)葉輪213設(shè)置成在壓縮 機(jī)殼體217內(nèi)旋轉(zhuǎn)。滿輪機(jī)葉輪212包括圍繞輪穀216徑向布置的多個(gè)葉片214。輪穀216連接 到軸126的端部。在所示實(shí)施例中，滿輪機(jī)葉輪212通過焊接連接在軸126的端部，但可使用 其他方法諸如通過使用緊固件將滿輪機(jī)葉輪連接到軸上。滿輪機(jī)葉輪212可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在 排氣滿輪機(jī)噴嘴230之間，排氣滿輪機(jī)噴嘴230在滿輪機(jī)殼體215內(nèi)限定。排氣滿輪機(jī)噴嘴 230在關(guān)于軸126和葉片214的大致徑向向內(nèi)和軸向方向上提供排氣到滿輪機(jī)葉輪212,使得 滿輪機(jī)120為混流式滿輪機(jī)，意為，排氣在徑向和軸向兩個(gè)方向上被提供到滿輪機(jī)葉輪。越 過滿輪機(jī)葉輪212的排氣經(jīng)由在殼體中形成的出口孔234排出滿輪機(jī)殼體215。出口孔234流 體連接到出口 128(圖1)。排氣滿輪機(jī)噴嘴230流體連接到進(jìn)氣通道236，進(jìn)氣通道236具有滿 形形狀并且在滿輪機(jī)殼體215中形成。進(jìn)氣通道236使排氣滿輪機(jī)噴嘴230與進(jìn)氣口 124(也 參見圖1)流體互連。注意，圖3示出了在滿輪機(jī)殼體215中形成的單個(gè)進(jìn)氣通道236,但在可 選的實(shí)施例中，在單個(gè)滿輪機(jī)殼體中可形成分開的通道。
[0035] 在圖3所示的實(shí)施例中，進(jìn)氣通道236環(huán)繞滿輪機(jī)葉輪212和出口孔234的區(qū)域，并 通向圍繞滿輪機(jī)葉輪212整個(gè)周邊的排氣滿輪機(jī)噴嘴230。進(jìn)氣通道236的截面流動(dòng)面積沿 氣體的流動(dòng)路徑減小，該氣體經(jīng)由進(jìn)氣口 124進(jìn)入滿輪機(jī)120并且通過排氣滿輪機(jī)噴嘴230 被提供給滿輪機(jī)葉輪212。
[0036] 也形成用于滿輪機(jī)葉輪212的護(hù)罩的徑向噴嘴環(huán)238基本上圍繞滿輪機(jī)葉輪212的 整個(gè)周邊設(shè)置。如在隨后的段落中更詳細(xì)討論，徑向噴嘴環(huán)設(shè)置成與進(jìn)氣通道236流體連 通，并且圍繞滿輪機(jī)葉輪212限定排氣滿輪機(jī)噴嘴230。如圖3所示，徑向噴嘴環(huán)形成多個(gè)輪 葉246,運(yùn)些輪葉是固定的并且圍繞徑向噴嘴環(huán)238對稱設(shè)置且工作用來將來自進(jìn)氣通道 236的排氣導(dǎo)向滿輪機(jī)葉輪212。多個(gè)輪葉246的形狀和配置可變化。在第一多個(gè)輪葉246中 的相鄰輪葉之間限定了具有傾斜形狀的流動(dòng)通路250。穿過流動(dòng)通路250的氣體的流動(dòng)動(dòng)量 大致切向且徑向向內(nèi)地導(dǎo)向滿輪機(jī)葉輪212的內(nèi)徑，使得葉輪的旋轉(zhuǎn)可W增加。雖然輪葉 246進(jìn)一步具有大致彎曲的氣翼形狀W最小化越過輪葉的和在輪葉之間的氣體的流動(dòng)損 失，從而分別為滿輪機(jī)葉輪提供均勻的流入條件，但輪葉246也為徑向噴嘴環(huán)238的護(hù)罩部 分提供結(jié)構(gòu)上的支撐。包括護(hù)罩部分的徑向噴嘴環(huán)238經(jīng)由多個(gè)緊固件252連接到滿輪機(jī)， 但也可使用其他方法連接到滿輪機(jī)。緊固件252接合隔熱罩254,隔熱罩254使用過盈配合和 支柱258連接到在軸承殼體202上形成的滿輪機(jī)凸緣256。
[0037] 軸承殼體202包封軸126的一部分，軸126通過軸承242和軸承243旋轉(zhuǎn)地裝配于在 軸承殼體中形成的軸承孔260中。軸承242和軸承243中的每個(gè)包括外座圈261、滾動(dòng)體和內(nèi) 座圈262,外座圈261接合軸承孔260的內(nèi)徑表面，內(nèi)座圈262具有大致管狀的形狀并且沿其 長度圍繞軸126延伸。在工作期間，來自潤滑劑進(jìn)口端口203的潤滑油通過外部油累經(jīng)由通 道264提供給軸承242和軸承243,潤滑油在聚集在潤滑腔206中并且通過潤滑劑出口開口 205流出軸承殼體之前從通道264沖洗過軸承W使它們冷卻并且潤滑。
[0038] 軸承242和軸承243通過軸承保持件266軸向保持在軸承孔260內(nèi)，軸承保持件設(shè)置 在形成于軸承殼體202上的壓縮機(jī)裝配板268與壓縮機(jī)葉輪213之間。軸承保持件266形成中 屯、開口270,中屯、開口270的內(nèi)徑小于軸承孔260的內(nèi)徑，使得當(dāng)軸承保持件266連接到軸承 殼體202時(shí)，軸承242和軸承243保持在軸承孔260內(nèi)。軸承保持件266通過緊固件272(但可使 用其他緊固結(jié)構(gòu)或保持結(jié)構(gòu)）固定到壓縮機(jī)裝配板268,并且具有軸向接合外座圈262的圓 柱形部分。圓柱形部分(如圖3所示與288相鄰)之間的接合有時(shí)可經(jīng)由保持板在軸承殼體與 外座圈之間產(chǎn)生摩擦接合，摩擦接合去除了使用W其他方式防止外座圈旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)的必要 性，諸如通過使用徑向延伸的銷或類似結(jié)構(gòu)。為防止材料在該界面磨損，可將氮化物表面處 理應(yīng)用到鄰接外座圈261的軸承保持件266的環(huán)形端面，或者可使用可增加材料硬度的類似 耐磨處理。在所示實(shí)施例中，在工作期間，外座圈261事實(shí)上可相對于軸承殼體W比軸慢的 多的旋轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)。在工作期間的運(yùn)種旋轉(zhuǎn)可受到存在于軸承表面B1、軸承表面B2、軸承表 面B3和軸承表面B4(參見圖9)中的油膜的粘度抑制。運(yùn)種摩擦接合的分量也提供在外座圈 的滿輪機(jī)側(cè)上，當(dāng)滿輪機(jī)未工作時(shí)，外座圈的滿輪機(jī)側(cè)鄰接軸承孔260-端處的止動(dòng)表面， 如圖6所示(與B4的端部相鄰的止動(dòng)表面）。在工作期間，在外座圈與止動(dòng)表面之間可形成千 分之一英寸的縫隙，該縫隙容許油從中穿過。
[0039] 參見圖2和圖3,壓縮機(jī)136包括形成輪葉276的壓縮機(jī)輪葉環(huán)274,壓縮機(jī)輪葉環(huán) 274圍繞壓縮機(jī)葉輪213徑向設(shè)置。輪葉276使壓縮機(jī)進(jìn)口孔278與壓縮機(jī)滿形通道280流體 連接，壓縮機(jī)進(jìn)口孔278包含壓縮機(jī)葉輪213,壓縮機(jī)滿形通道280形成于壓縮機(jī)殼體217中 并且終止于壓縮機(jī)出口開口282。螺栓284和圓形板區(qū)段286將滿輪機(jī)殼體215連接到滿輪機(jī) 凸緣256并且將壓縮機(jī)殼體217連接到壓縮機(jī)裝配板268。接合在軸126上的螺母28則尋軸126 保持在軸承242和軸承243內(nèi)。
[0040] 圖4示出軸承242和軸承243的放大詳細(xì)視圖。在該圖示中，并且在隨后的其他圖示 中，為簡單起見，與本文前述結(jié)構(gòu)相同或類似的結(jié)構(gòu)將通過先前使用的相同參考標(biāo)號來表 示。因此，也可稱為壓縮機(jī)側(cè)軸承的第一軸承242由多個(gè)滾動(dòng)體元件302形成，滾動(dòng)體元件 302被限于在外座圈凹槽304與內(nèi)座圈凹槽306之間進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，外座圈凹槽 304在外座圈261中形成，內(nèi)座圈凹槽306靠近內(nèi)座圈262的壓縮機(jī)側(cè)端形成。類似地，也可稱 為滿輪機(jī)側(cè)軸承的第二軸承243由多個(gè)滾動(dòng)體元件308形成，滾動(dòng)體元件308被限于在對應(yīng) 的外座圈凹槽310與內(nèi)座圈凹槽312之間進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)或滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0041] 外座圈261形成有利于滿輪增壓器119工作的并且還促進(jìn)通過軸承殼體202的潤滑 油的期望流動(dòng)的各種特征。更具體地，外座圈261具有形成外壁或外殼314的大致中空的圓 柱形形狀。外殼314在其端部形成外座圈凹槽304和外座圈凹槽310,并且包封圓柱形空間 316,在工作期間，圓柱形空間316環(huán)繞軸216和內(nèi)座圈262。外殼314靠近任一端形成兩個(gè)集 油凹槽或供油室318,集油凹槽或供油室318中的每個(gè)與在軸承殼體202中形成的通道264軸 向?qū)R，使得在工作期間，流過通道264的潤滑油聚集并且充滿兩個(gè)集油凹槽或給油室318 中的每個(gè)。潤滑通道320延伸通過外殼314,并且在靠近內(nèi)座圈凹槽306和內(nèi)座圈凹槽312而 且還靠近外座圈凹槽304和外座圈凹槽310的區(qū)域中將每個(gè)相應(yīng)的供油室318與圓柱形空間 316流體連接，W在工作期間使軸承242和軸承243潤滑和冷卻。外殼314進(jìn)一步形成排流開 口 322,排流開口 322將圓柱形空間316與潤滑腔206連接流體W使聚集在外座圈261內(nèi)的任 何油排出。
[0042] 外座圈261沿四個(gè)圓柱形軸承表面接觸軸承孔260,四個(gè)圓柱形軸承表面中的每個(gè) 具有沿軸中屯、線C/L的直徑和軸向長度，直徑和軸向長度已被設(shè)計(jì)和選擇用于工作期間的 最佳軸承性能和阻尼性能。因此，從外座圈261的壓縮機(jī)側(cè)開始，第一軸承表面Bl具有外徑 DU參見圖9)并且沿軸向長度Ll延伸。第二軸承表面B2具有直徑D2(圖9)和軸向長度L2。第 S軸承表面B3具有直徑D3 (圖9 )并且沿軸向長度L3延伸。最后，第四軸承表面B4具有直徑D4 (圖9)并且沿軸長L4延伸。軸承表面也在圖9中示出。
[0043] 四個(gè)軸承表面B1、B2、B3和B4中的每個(gè)均容許在其中的潤滑油的薄膜或擠壓膜直 徑的厚度等于軸承孔260的內(nèi)徑D與外徑D1、D2、D3和D4之間的差異。如圖所示，橫跨壓縮機(jī) 側(cè)供油室318的兩個(gè)軸承表面Bl和B2具有相同的擠壓膜直徑(SFD)，并且在軸向長度方面一 起考慮化1+L2)。類似地，兩個(gè)滿輪機(jī)側(cè)軸承表面B3和B4具有相同的SFD，并且在軸向長度方 面一起考慮化3+L4)。如本文所使用，SFD用于指在每個(gè)軸承表面與軸承孔之間的那些中空 圓柱形區(qū)域，其中，潤滑油在工作期間穿過軸承孔。圓柱形區(qū)域或縫隙的厚度稱為SFD間隙， 而沿所述軸的中屯、線的每個(gè)圓柱形區(qū)域的長度(圓柱形區(qū)域的"高度"）稱為SFD長度。
[0044] 對于壓縮機(jī)側(cè)軸承表面Bl和B2,可表達(dá)為(Dx-DVD的SFD間隙關(guān)于直徑的比值等 于大約0.0021，其中V'為1或2并且表示Dl或D2。對于相同的軸承表面，可表達(dá)為化1或L2)/ D的SFD長度關(guān)于直徑的比值等于大約0.300。對于滿輪機(jī)側(cè)軸承表面B3和B4,可表達(dá)為(Dx- D)/D的SFD間隙關(guān)于直徑的比值等于大約0.0031，其中V'為3或4并且表示D3或D4。對于相 同的軸承表面，可表達(dá)為化3或L4VD的SFD長度關(guān)于直徑的比值等于大約0.200。換言之，在 所示實(shí)施例中，在工作期間潤滑油從中流過的、可用于抑制軸的振動(dòng)和其他激勵(lì)的圓柱形 區(qū)域在壓縮機(jī)側(cè)上比在滿輪機(jī)側(cè)上更細(xì)并且更長，圓柱形區(qū)域在滿輪機(jī)側(cè)上更粗并且更 短，由此提供不同的阻尼特性。
[0045] 在工作期間，通過通道提供的潤滑油充滿供油室318并且在一定程度上使供油室 318加壓。來自供油室318的潤滑油被推入或進(jìn)入軸承表面B1、B2、B3和B4的S抑，使得潤滑油 從每個(gè)供油室318朝向在一側(cè)上的壓縮機(jī)，在相對側(cè)上的滿輪機(jī)，并且朝向在兩側(cè)上的軸承 殼體的中屯、流出。為促進(jìn)潤滑油流通過內(nèi)軸承表面B2和內(nèi)軸承表面B3，通過排流凹槽324 (也參見圖8)收集流向軸承殼體202中屯、的油，排流凹槽324在外座圈261的外表面上形成并 且將潤滑油引導(dǎo)到潤滑腔206中。
[0046] 外座圈261環(huán)繞內(nèi)座圈262,內(nèi)座圈262環(huán)繞軸126的一部分。內(nèi)座圈262形成具有縮 小直徑部分的兩個(gè)端部326,端部326與軸126的端部接合。軸126包括具有縮小外徑330的細(xì) 長部分328,縮小外徑330小于在軸126端部處的增大外徑332。細(xì)長部分328在整個(gè)軸向長度 上334延伸。軸126的增大外徑332在其端部與內(nèi)座圈262的兩個(gè)端部326的縮小內(nèi)徑336配 厶 1=1 O
[0047] 為給軸126提供扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度，內(nèi)座圈262特意地沿其中間部分?jǐn)U張，W形 成增大的直徑338。增大的直徑338與細(xì)長部分328在軸向方向上重疊，W增加軸126和內(nèi)座 圈262的組合結(jié)構(gòu)的彎曲剛度而不顯著增加系統(tǒng)的整體質(zhì)量。在所示實(shí)施例中，為有利于組 裝，內(nèi)座圈262由兩個(gè)部件形成，即，壓縮機(jī)側(cè)杯狀件340和滿輪機(jī)側(cè)杯狀件342。杯狀件中的 一個(gè)(在該情況下為滿輪機(jī)側(cè)杯狀件342)形成在其中接納壓縮機(jī)側(cè)杯狀件340的自由環(huán)形 面的凸部和壁。壓縮機(jī)側(cè)杯狀件340和滿輪機(jī)側(cè)杯狀件342-起形成內(nèi)座圈262,內(nèi)座圈262 具有中屯、擴(kuò)張部分344和兩個(gè)過渡部分346,過渡部分346使擴(kuò)張部分344與兩個(gè)端部326連 接。如圖8的放大詳細(xì)視圖所示，在端部、過渡部分346和擴(kuò)張部分344之間提供避免應(yīng)力集 中的平滑或斜切的過渡段350。在所示實(shí)施例中，可W為凸?fàn)罨虬紶畹拿總€(gè)斜切過渡段350 均W相同的半徑形成，但可使用不同的半徑。
[0048] 圖5示出圖3中壓縮機(jī)葉輪213與軸126之間的界面Al處的放大詳細(xì)視圖。在該圖 中，可W看到在軸承殼體202中形成的檢查通道402。檢查通道402用塞子404塞住，塞子404 在維修期間可W拆除，W提供例如到軸承殼體內(nèi)部的入口用于進(jìn)行儀表安裝和/或進(jìn)入軸 承殼體內(nèi)部。
[0049] 如還在圖5中可見，環(huán)形密封件406設(shè)置成在壓縮機(jī)的內(nèi)部工作室與軸承殼體的油 腔之間提供滑動(dòng)密封。更具體地，環(huán)形密封件406設(shè)置在開放通路408中，開放通路408與壓 縮機(jī)葉輪213后部內(nèi)側(cè)上的環(huán)形表面410-起形成U形。開放通路408在設(shè)置在軸承242的壓 縮機(jī)側(cè)上的內(nèi)座圈262延伸部的端部處形成。環(huán)形密封件406可滑動(dòng)并且可密封地接合軸承 保持件266的內(nèi)孔412，使得在內(nèi)座圈262與軸承保持件266之間提供滑動(dòng)密封，滑動(dòng)密封提 供密封W防止?jié)櫥蛷妮S承殼體202滲漏到壓縮機(jī)殼體217中。另外，環(huán)形密封件406提供密 封W防止加壓氣體進(jìn)入軸承殼體的內(nèi)部。軸承保持件密封件414設(shè)置在軸承保持件266的外 部與壓縮機(jī)裝配板268之間。注意，預(yù)期內(nèi)座圈262的內(nèi)部348(圖4)大致不存在潤滑油，因?yàn)?也許除了在壓縮機(jī)側(cè)杯狀件340與滿輪機(jī)側(cè)杯狀件342之間的界面之外，并未為潤滑油提供 進(jìn)入開口。如果發(fā)生滿輪增壓器故障，則在軸126可被拉向滿輪機(jī)殼體時(shí)的情況下，保持螺 母288可被拉向底座424并且可密封地接合底座424, W保持活塞環(huán)接合并且將滿輪機(jī)葉輪 和軸組件保持在軸承殼體內(nèi)。
[0050] 在所示實(shí)施例中，還提供曲折路徑W阻止?jié)櫥土鞒颦h(huán)形密封件406。如圖所 示，內(nèi)座圈262的端部形成徑向向外延伸的部分416,其遠(yuǎn)離軸126傾斜。向外延伸部分形成 外頂端部分418,外頂端部分418成形為朝向壓縮機(jī)延伸的圓柱形壁。軸承保持件266形成面 向內(nèi)的圓柱形壁420,圓柱形壁420與外頂端部分418軸向?qū)R并且從那里徑向向內(nèi)設(shè)置，使 得在它們之間形成通往環(huán)形密封件406的婉艇或曲折的路徑422。
[0051] 圖6示出圖3中滿輪機(jī)葉輪212與軸承殼體202之間的界面A2處的放大詳細(xì)視圖。在 該圖中，排流凹槽502朝向軸126的一端504形成，W有利于穿過最里面的軸承表面B4的潤滑 油排流到回油室中。為了密封W防止?jié)櫥偷臐B漏并且為了提供密封W防止加壓氣體進(jìn)入 軸承殼體的內(nèi)部，在軸126與滿輪機(jī)凸緣256的內(nèi)孔506之間提供兩個(gè)環(huán)形密封件。更具體 地，第一環(huán)形密封件508設(shè)置于在軸126中形成的通路510中，而第二環(huán)形密封件512設(shè)置于 也在軸126中形成的通路514中。
[0052] 在工作期間，通過第一環(huán)形密封件508和第二環(huán)形密封件512與軸126和滿輪機(jī)凸 緣256的內(nèi)孔506的滑動(dòng)接觸和密封接觸，阻止來自軸承殼體202的油滲漏到滿輪機(jī)的工作 室中。注意，如果發(fā)生滿輪增壓器故障，在此期間軸126可朝向滿輪機(jī)移置，則至少第一環(huán)形 密封件508可在內(nèi)孔506內(nèi)軸向移置達(dá)預(yù)定的距離，同時(shí)仍維持與內(nèi)孔的接觸，從而即使在 故障模式下仍然提供密封，W避免潤滑油滲漏到滿輪機(jī)殼體中。如果軸126朝向壓縮機(jī)移 置，則提供相同的滑動(dòng)公差，在運(yùn)種情況下，第二環(huán)形密封件512可在內(nèi)孔506內(nèi)移置同時(shí)仍 維持其密封功能。本文所示的環(huán)形密封件有利地由硬化材料諸如屈服應(yīng)力為大約3，247 MPa(471，000 ksi)的M2鋼制成，并且可耐受環(huán)與周圍部件之間的大約450°F的溫度差。在每 個(gè)示例中，環(huán)具有矩形橫截面(但可使用其他橫截面)并且具有可安裝于在軸中形成的通路 中的C形，從而抵靠環(huán)所接合的可密封滑動(dòng)表面提供彈黃負(fù)載。
[0053] 圖7示出簡化的潤滑油流圖，在其中圖4所示的結(jié)構(gòu)用于說明流動(dòng)路徑。在一個(gè)實(shí) 施例中，主油流519在潤滑劑進(jìn)口端口 203處被提供。在點(diǎn)A，供應(yīng)壓力和潤滑油的流動(dòng)分開 進(jìn)入通道264中，W到達(dá)供油室318。采用點(diǎn)B來描述設(shè)置在壓縮機(jī)側(cè)（圖的左側(cè))上的供油室 318中的油壓，采用點(diǎn)C來描述設(shè)置在滿輪機(jī)側(cè)（圖的右側(cè)化的供油室318中的油壓。來自供 油室318的潤滑油穿過如前所述的軸承表面，并且流入潤滑腔206中。出于描述的目的，在軸 承Bl中采用點(diǎn)E，在軸承B4中采用點(diǎn)F。表1在下面示出在代表典型發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件的不同工 作壓力(低、中和高，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度)和溫度(冷油和熱油)下的W每分鐘加侖數(shù)(GPM) 計(jì)的潤滑油流量：
[0化4]
[0055] 如從上表中可見，點(diǎn)E處的較大縫隙導(dǎo)致更多的潤滑油流向滿輪機(jī)，運(yùn)促進(jìn)了更有 效的冷卻。在上表中，熱油可在發(fā)動(dòng)機(jī)的正常油溫工作范圍內(nèi)的任何位置，諸如190了至 230了，而冷油可在冷起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍中的任何位置，諸如-30了至0了。類似地，低壓可 在20 PSI至40 PSI之間，中壓可在50 PSI至75 PSI之間，而高壓可在90 PSI至120 PSI之 間。
[0056] 如W上所討論，穿過壓縮機(jī)側(cè)上的軸承表面Bl與軸承表面B2W及滿輪機(jī)側(cè)上的軸 承表面B3與軸承表面B4(參見圖9)的潤滑油幫助抑制工作期間的振動(dòng)和失衡。通過在軸的 兩側(cè)上選擇不同的油膜厚度(其控制軸動(dòng)力學(xué)具有超出發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍的固有振動(dòng)頻率）， 可有利地控制此類失衡。例如，對于W較高速度和負(fù)載進(jìn)行工作的發(fā)動(dòng)機(jī)，固有振動(dòng)頻率或 至少它們的占主要的諧波被配置成在高于或低于發(fā)動(dòng)機(jī)工作的預(yù)期范圍出現(xiàn)。在本實(shí)施例 中，軸承表面B1、軸承表面B2、軸承表面B3和軸承表面B4中Dl和D2與D3和D4之間的差產(chǎn)生期 望的特性。
[0057] 圖10和11示出根據(jù)本實(shí)用新型的滿輪增壓器的振動(dòng)特性的圖形表示，在使用熱油 (例如，在正常工作溫度下的油）和冷油的情況下操作滿輪增壓器W掃掠軸的各個(gè)旋轉(zhuǎn)速 度。如從上表中可見，流過軸承區(qū)域的潤滑油量及其粘度將隨著溫度而改變，從而得到不同 的防振阻尼特性。振動(dòng)特性可從許多不同的方面(包括軸位移)量化為測量位移、觀察位移 或預(yù)期位移相對于軸承區(qū)域處的軸承直徑的百分比，軸承直徑在四個(gè)軸承區(qū)域上進(jìn)行平 均。
[005引圖10示出軸速度使用熱油在軸位移上掃掠的結(jié)果，其中，作為最大速度百分比的 軸速度516沿水平軸線繪制，而W(%)表達(dá)的位移距離相對于軸承直徑的百分比位移518沿 垂直軸線繪制。示出了兩條曲線，虛線表示壓縮機(jī)響應(yīng)曲線520,而實(shí)線表示滿輪機(jī)響應(yīng)曲 線522。壓縮機(jī)響應(yīng)曲線520表示示出每個(gè)測試點(diǎn)的百分比位移518和在壓縮機(jī)葉輪(例如， 圖3的壓縮機(jī)葉輪213 )處所取的軸速度范圍內(nèi)的對應(yīng)軸速度516的點(diǎn)的集合。類似地，滿輪 機(jī)響應(yīng)曲線522表示示出每個(gè)測試點(diǎn)的百分比位移518和在滿輪機(jī)葉輪(例如，圖3的滿輪機(jī) 葉輪212)處所取的軸速度范圍內(nèi)的對應(yīng)軸速度516的點(diǎn)的集合。圖11示出針對相同參數(shù)繪 制但用于冷油的相同曲線。
[0059]如從圖10和圖11的圖形中可見，當(dāng)潤滑油溫?zé)釙r(shí)，在低于最大速度10%的壓縮機(jī)葉 輪速度下可出現(xiàn)稍高于2%的峰值振動(dòng)，如圖形上的點(diǎn)524所表示，而在大約相同的軸速度 下，在滿輪機(jī)葉輪處可出現(xiàn)具有大約0.5%的低得多的位移百分比的振動(dòng)，如點(diǎn)526所表示。 如通過圖10中的壓縮機(jī)響應(yīng)曲線520可W看到，對于壓縮機(jī)葉輪，在最大速度的10%至大約 85%之間的軸速度范圍（占發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍的大部分）內(nèi)的百分比位移在小于1%處保持恒 定。在最大速度的10%至100%之間的速度范圍內(nèi)，滿輪機(jī)響應(yīng)曲線522顯示出具有小于0.5% 的相對恒定峰值位移的更好的振動(dòng)輪廓。
[0060]如圖11所示，當(dāng)潤滑油冷卻時(shí)，在大約50%的滿輪機(jī)葉輪處可出現(xiàn)大約7%的峰值振 動(dòng)，如圖形上的點(diǎn)532所表示，而在大約相同的軸速度下，在壓縮機(jī)葉輪處可出現(xiàn)具有大約 4.4%的低得多的位移百分比的振動(dòng)，如點(diǎn)530所表示。在大約5%的速度下，可W看到與在熱 油條件（圖10)中看到的那些類似的峰值，其中壓縮機(jī)葉輪具有大約3.5%的峰值位移百分 比，如點(diǎn)534所表示，而滿輪機(jī)葉輪具有大約1%的峰值位移百分比，如點(diǎn)526所表示。在兩種 情況下，使用冷油的在5%速度下的峰值位移大約為熱油的峰值位移的兩倍。
[0061 ]仍然使用冷油（圖11 )，對于滿輪機(jī)葉輪，隨著軸速度的增加，在55%至大約115%之 間的軸速度范圍（占發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍的大部分）內(nèi)的百分比位移在小于1%處保持恒定。在 55%至115%之間的范圍內(nèi)，壓縮機(jī)響應(yīng)曲線520顯示出具有大約小于0.5%的相對恒定峰值位 移的更好的振動(dòng)輪廓。使用運(yùn)些振動(dòng)輪廓，軸的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)是可接受的直到油變熱，并且然 后在預(yù)期發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍內(nèi)穩(wěn)定到小于1%的低峰值位移。注意，在圖10和圖11的圖形上，空 轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度可W為圖表中所示范圍的大約10%。
[0062] 當(dāng)組裝根據(jù)本實(shí)用新型的滿輪增壓器時(shí)，并且尤其是當(dāng)將軸承殼體202的組件放 在一起時(shí)，可使用夾具實(shí)行某些過程步驟，如圖12至圖15所示。在圖12中，焊接到軸126端部 的滿輪機(jī)葉輪212的組件在垂直位置安裝到夾具602上，其中滿輪機(jī)葉輪在底部。在將第一 環(huán)形密封件508和第二環(huán)形密封件512(圖6)裝配到軸上之后，具有已安裝的隔熱罩254的軸 承殼體202圍繞軸126插入，直到滿輪機(jī)凸緣256抵靠在第二夾具604上，從而在滿輪機(jī)凸緣 256與滿輪機(jī)葉輪212之間設(shè)定適當(dāng)?shù)木嚯x，如圖13所示。
[0063] 將包括外座圈261、內(nèi)座圈263 W及軸承242和軸承243的各種部件圍繞軸126插入 軸承孔260中，并且在安裝各種密封件之后，組裝軸承保持件266 W閉合軸承殼體202并且在 軸126與軸承孔260之間設(shè)定適當(dāng)?shù)耐汀⒍?，如圖14所示。然后，將壓縮機(jī)葉輪213安裝到軸 126的自由端上，如圖15所示。在所示的組裝順序中，在進(jìn)行滿輪機(jī)的組裝之前，軸126端部 上的滿輪機(jī)葉輪212的子組件可旋轉(zhuǎn)地平衡，使得軸可確定其后組裝的其余部件(包括壓縮 機(jī)葉輪213)的同屯、度，W維持平衡組件。作為可選步驟，整個(gè)組件可在組裝之后配平衡W減 少失衡，尤其是減少在使用冷油進(jìn)行工作時(shí)可存在的那些失衡。可通過在中屯、輪穀和/或在 壓縮機(jī)葉片頂端處將材料從壓縮機(jī)葉輪去除來完成配平衡。為確定待去除的材料的量W及 運(yùn)種去除的位置，整個(gè)組件可放置在旋轉(zhuǎn)平衡機(jī)上。進(jìn)一步注意到，當(dāng)與具有與本文所示不 同的密封裝置的滿輪增壓器相比較時(shí)，在軸承保持件內(nèi)孔內(nèi)的徑向密封件的接合還減少了 必須去除W平衡組件的材料的量，其中軸承保持件幫助將軸同屯、地放置到軸承孔中。
[0064] 工業(yè)實(shí)用性
[0065] 應(yīng)當(dāng)理解，W上描述提供了所公開系統(tǒng)和技術(shù)的示例。然而，可W設(shè)想的是，本實(shí) 用新型的其他實(shí)施在細(xì)節(jié)上可不同于W上示例。對本實(shí)用新型或其示例的所有引用旨在參 考當(dāng)時(shí)討論的特定示例，并非更一般地旨在暗含關(guān)于本實(shí)用新型保護(hù)范圍的任何限制。除 非另外指示，否則關(guān)于某些特征的所有區(qū)別性和貶意性的語言旨在指示那些特征并非優(yōu) 選，而不是將此類特征從本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中完全排除。
[0066]除非本文另外指示，否則本文的值的范圍的詳述僅旨在用作單獨(dú)地參考落入該范 圍內(nèi)的每個(gè)獨(dú)立值的速記方法，并且每個(gè)獨(dú)立值被包括到本說明書中，如同其在本文被單 獨(dú)列舉。除非本文另外指示或者與上下文明顯矛盾，否則本文所述的所有方法可W任何適 合的順序執(zhí)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種渦輪增壓器，其特征在于包括： 渦輪機(jī)，其包括渦輪機(jī)葉輪； 壓縮機(jī)，其包括壓縮機(jī)葉輪； 軸承殼體，其設(shè)置并且連接在所述渦輪機(jī)和所述壓縮機(jī)之間，所述軸承殼體形成軸承 孔，所述軸承孔具有在一端處限定的止動(dòng)表面； 軸，其可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述軸承殼體內(nèi)并且延伸到所述渦輪機(jī)和所述壓縮機(jī)中，其中 所述渦輪機(jī)葉輪連接到所述軸的一端并且其中所述壓縮機(jī)葉輪連接到所述軸的相對端，使 得所述渦輪機(jī)葉輪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述渦輪機(jī)中，而所述壓縮機(jī)葉輪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述 壓縮機(jī)中； 軸承裝置，其設(shè)置在所述軸與所述軸承殼體之間，所述軸承裝置包括外軸承座圈元件 和內(nèi)軸承座圈元件，所述外軸承座圈元件設(shè)置在所述軸承孔中，其中所述外軸承座圈元件 具有沿第一端摩擦接合所述軸承孔的中空圓柱形形狀，所述內(nèi)軸承座圈元件接合所述軸并 且可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述外軸承座圈元件內(nèi)； 軸承保持件，其具有圓柱形部分，所述圓柱形部分延伸到所述軸承孔中并且鄰接所述 外軸承座圈元件的所述第一端； 其中在工作期間，所述外軸承座圈元件以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在所述軸承孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，所述旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到存在于設(shè)置在所述外軸承座圈元件與所述軸承孔之間的軸承表面處的油的粘 度抑制；以及 其中多個(gè)排流孔在所述外軸承座圈元件中形成，所述排流孔用來在所述外軸承座圈元 件的所有周向取向上實(shí)現(xiàn)充分的回油。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，在工作期間，所述外軸承座圈元件 沿第一軸承表面、第二軸承表面、第三軸承表面和第四軸承表面浮動(dòng)，每個(gè)軸承表面帶有油 的相應(yīng)擠壓膜直徑，所述擠壓膜直徑抑制所述軸和所述外軸承座圈元件的徑向振動(dòng)，并且 還抑制所述外軸承座圈元件的所述旋轉(zhuǎn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述軸承保持件進(jìn)一步形成與所述 第一端相鄰的內(nèi)孔，所述內(nèi)孔的內(nèi)徑小于所述軸承孔的直徑。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪增壓器，其特征在于，內(nèi)軸承座圈元件形成延伸部分，所 述延伸部分包括環(huán)形密封件件設(shè)置在其中的通路，其中所述環(huán)形密封件可密封且可滑動(dòng)地 接合所述軸承保持件的所述內(nèi)孔以形成密封。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，進(jìn)一步包括螺母，所述螺母將所述 軸與所述內(nèi)軸承座圈元件固定。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器，其特征在于，趨于將所述軸拉向所述渦輪機(jī)的力 通過所述軸、所述螺母和所述內(nèi)軸承座圈元件傳遞到所述外軸承座圈元件并且傳遞到所述 第二端與所述止動(dòng)表面之間的界面。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述內(nèi)軸承座圈元件形成擴(kuò)張部 分，所述擴(kuò)張部分相對于其接合所述軸的端部具有增大的內(nèi)徑。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述軸在端部處連接到所述內(nèi)軸承 座圈元件，所述端部具有第一直徑，所述軸在所述端部之間進(jìn)一步形成細(xì)長部分，所述細(xì)長 部分具有小于所述第一直徑的第二直徑，以及 其中所述內(nèi)軸承座圈元件的所述增大內(nèi)直徑與所述軸的所述細(xì)長部分在軸向方向上 重疊。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述內(nèi)軸承座圈元件由兩個(gè)部件形 成，即，壓縮機(jī)側(cè)杯狀件和渦輪機(jī)側(cè)杯狀件，并且其中螺母將所述壓縮機(jī)側(cè)杯狀件接合到所 述軸。10. -種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有在氣缸體中形成的多個(gè)燃燒室、以及設(shè)置成向所述燃燒室 提供空氣或空氣與排氣混合物的進(jìn)氣歧管，以及設(shè)置成從所述燃燒室接收排氣的排氣歧 管，其特征在于，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括： 渦輪機(jī)，其包括環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的渦輪機(jī)殼體，所述渦輪機(jī)殼體流體連接到所述排氣 歧管并且設(shè)置成從所述排氣歧管接收排氣，以驅(qū)動(dòng)所述渦輪機(jī)葉輪； 壓縮機(jī)，其包括環(huán)繞壓縮機(jī)葉輪的壓縮機(jī)殼體，所述壓縮機(jī)殼體流體連接到所述進(jìn)氣 歧管并且設(shè)置成向所述進(jìn)氣歧管提供空氣； 軸承殼體，其設(shè)置并且連接在所述渦輪機(jī)與所述壓縮機(jī)之間，所述軸承殼體形成從中 通過的軸承孔，所述軸承孔容納使所述渦輪機(jī)葉輪和所述壓縮機(jī)葉輪互連的軸，以在其間 傳送動(dòng)力； 其中所述軸可旋轉(zhuǎn)地裝配在所述軸承殼體內(nèi)并且延伸到所述渦輪機(jī)和所述壓縮機(jī)中， 使得所述渦輪機(jī)葉輪連接到所述軸的一端，而所述壓縮機(jī)葉輪連接到所述軸的相對端； 軸承裝置，其設(shè)置在所述軸與所述軸承殼體之間，所述軸承裝置包括第一軸承和第二 軸承，所述第一軸承中具有多個(gè)第一滾動(dòng)體元件，所述第二軸承中具有多個(gè)第二滾動(dòng)體元 件，所述多個(gè)第一滾動(dòng)體元件接合在第一內(nèi)座圈與第一外座圈之間，所述多個(gè)第二滾動(dòng)體 元件接合在第二內(nèi)座圈與第二外座圈之間；外軸承座圈元件，其設(shè)置在所述軸承孔內(nèi)并且 形成所述第一外座圈和所述第二外座圈，而內(nèi)軸承座圈元件形成所述第一內(nèi)座圈和所述第 二內(nèi)座圈； 其中，所述外軸承座圈元件設(shè)置在所述軸承孔中并具有中空圓柱形形狀，所述中空圓 柱形形狀沿第一端和第二端摩擦接合所述軸承孔； 軸承保持件，其具有圓柱形部分，所述圓柱形部分延伸到所述軸承孔中并且鄰接所述 外軸承座圈元件的第一端部； 其中，在工作期間，所述外軸承座圈元件以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在所述軸承孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，所述旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)受到存在于設(shè)置在所述外軸承座圈元件與所述軸承孔之間的軸承表面處的油的粘 度抑制，以及 其中，多個(gè)排流孔在所述外軸承座圈元件中形成，所述排流孔在所述外軸承座圈元件 的所有周向取向上實(shí)現(xiàn)充分的回油。
【文檔編號】F02B39/14GK205422942SQ201620175305
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】R·E·安娜緹, J·W·麥克馬克, C·米勒, G·W·鮑爾斯
【申請人】卡特彼勒公司