外座圈定位墊圈制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及外座圈定位墊圈。一種用于渦輪增壓器的組件，包括：具有軸線和周長的定位墊圈，其周長包括由從軸線測量出的邊心距定義的弦段；軸承組件，包括具有軸線和周長的外座圈，該周長包括由從軸線測量的邊心距定義的弦段；和殼體，其包括用于容納軸承組件的圓孔和用于容納定位墊圈的凹部，以使得定位墊圈和外座圈的軸線之間的距離大于邊心距之和，該距離用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)凹部中的定位墊圈和圓孔中的外座圈中的至少一個(gè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)時(shí)弦段之間的接觸。還公開了設(shè)備、組件、系統(tǒng)、方法等的各種其它示例。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
外座圈定位墊圈
本文公開的主題主要涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)械，尤其是，軸承組件的定位機(jī)構(gòu)。
技術(shù)介紹
渦輪增壓器中心殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)可以包括連接在軸上的渦輪機(jī)葉輪和壓縮機(jī)葉輪，該軸由位于中心殼體的圓孔中的軸承組件可旋轉(zhuǎn)地支撐。軸承組件或軸承筒可以包括構(gòu)造成接收軸的外座圈和內(nèi)座圈，其中，通過滾動(dòng)元件比如滾珠軸承將外座圈和內(nèi)座圈分開。在不同的CHRA中，所謂的″定位機(jī)構(gòu)″將軸承組件的運(yùn)動(dòng)限制在中心殼體的圓孔中。定位機(jī)構(gòu)可以依賴于定位銷沿徑向插入軸承組件外座圈的開口內(nèi)。這樣的機(jī)構(gòu)限制軸承組件的徑向和／或軸向運(yùn)動(dòng)，但外座圈的旋轉(zhuǎn)允許內(nèi)座圈自由地自轉(zhuǎn)。另外，這樣的機(jī)構(gòu)允許軸承組件一定的徑向運(yùn)動(dòng)，徑向運(yùn)動(dòng)通常在限定的間隙內(nèi)，運(yùn)行期間該間隙內(nèi)充滿潤滑劑從而形成能用來抑制振動(dòng)和噪聲的″擠壓油膜″。在這樣的CHRA中，可根據(jù)不同的目標(biāo)選擇徑向和軸向自由度為特定量值。依靠徑向定位銷來定位軸承組件的定位機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)各種問題。例如，在渦輪增壓器運(yùn)行期間，會(huì)產(chǎn)生極大的軸向載荷把渦輪增壓器的軸以及相關(guān)部件推向渦輪增壓器CHRA的壓縮機(jī)端或推向渦輪機(jī)端，其又從軸承組件傳遞至徑向定位銷。另一個(gè)問題是關(guān)于部件的軸向堆疊(例如，如何良好地實(shí)現(xiàn)CHRA的部件的堆疊以及這樣的層疊對運(yùn)行和磨損產(chǎn)生什么樣的影響)。附圖說明可參考以下針對附圖中所示實(shí)施例的詳細(xì)說明，更好地理解本專利技術(shù)所描述的各種方法、設(shè)備、組件、系統(tǒng)、布置等，及其等效手段：圖1是渦輪增壓器、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及控制器的示意圖；圖2是殼體組件實(shí)施例的立體圖和端視圖；圖3是圖2的殼體組件沿A-A線的剖視圖和放大剖視圖；圖4是定位墊圈實(shí)施例的系列視圖；圖5是圖2所示殼體組件的端視圖以及殼體實(shí)施例的端視圖；圖6是圖2中殼體組件的一部分的放大端視圖；圖7是軸承組件的外座圈示例和定位墊圈示例的系列視圖；圖8是具有多個(gè)定位墊圈的組件實(shí)施例的系列視圖；和圖9是方法實(shí)施例的框圖。具體實(shí)施例渦輪增壓器增通常用來提高內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。圖1中，傳統(tǒng)的系統(tǒng)100包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110和渦輪增壓器120。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110包括裝有一個(gè)或多個(gè)可操作地驅(qū)動(dòng)軸112(例如，通過活塞)的燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118。如圖1所示，進(jìn)氣口114提供發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118的空氣流動(dòng)路徑，排氣口116提供發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118的排氣流動(dòng)路徑。渦輪增壓器120從排氣中獲取能量并將能量提供給進(jìn)氣，其可與燃料混合形成燃燒氣體。如圖1所示，渦輪增壓器120包括進(jìn)氣口134、軸122、用于壓縮機(jī)葉輪125的壓縮機(jī)殼體組件124、用于渦輪機(jī)葉輪127的渦輪機(jī)殼體組件126、另一殼體組件128和排氣口136。由于位于壓縮機(jī)殼體組件124和渦輪機(jī)殼體組件126之間，殼體128被稱為中心殼體組件。軸122可以是包括多個(gè)部件的軸組件。軸122由軸承組件(例如，軸頸軸承，滾子軸承等)可旋轉(zhuǎn)地支撐，軸承組件設(shè)置在殼體組件128(例如，由一個(gè)或多個(gè)圓孔壁限定的圓孔)中，從而渦輪機(jī)葉輪127的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)壓縮機(jī)葉輪125(例如，通過軸122可旋轉(zhuǎn)地連接)的旋轉(zhuǎn)。作為示例，中心殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)可包括壓縮機(jī)葉輪125、渦輪機(jī)葉輪127、軸122、殼體組件128和多個(gè)其它部件(例如，設(shè)置在壓縮機(jī)葉輪125和殼體組件128之間的軸向位置的壓縮機(jī)側(cè)板)。圖1所示的實(shí)施例中，示出了可變幾何形狀組件129，其部分地位于殼體組件128和殼體組件126之間。這種可變幾何形狀組件可以包括葉片或其它部件，其改變通向渦輪機(jī)殼體組件126的渦輪機(jī)葉輪空間的通道的幾何形狀。作為示例，提供了可變幾何形狀壓縮機(jī)組件。在圖1的示例中，廢氣門閥(或簡單地說，廢氣門)135位于緊靠渦輪機(jī)126排氣進(jìn)口的位置。廢氣門閥135能夠控制以允許至少一些排氣從排氣口116繞過渦輪機(jī)126。不同的廢氣門、廢氣門部件等可應(yīng)用于傳統(tǒng)的固定噴嘴渦輪機(jī)、固定葉片噴嘴渦輪機(jī)、可變截面噴嘴渦輪機(jī)以及雙渦殼渦輪增壓器等。在圖1的實(shí)施例中，同時(shí)示出了廢氣再循環(huán)(EGR)管道115是同時(shí)示出，其可選擇性地具有一個(gè)或多個(gè)閥117，例如，允許排氣流向壓縮機(jī)葉輪125的上游位置。圖1還示出，用于排氣流入排氣渦輪機(jī)殼體組件152的結(jié)構(gòu)示例150，以及用于排氣流入排氣渦輪機(jī)殼體組件172中另一結(jié)構(gòu)示例170。在結(jié)構(gòu)150中，氣缸蓋154其內(nèi)包括將排氣從氣缸引導(dǎo)至渦輪機(jī)殼體組件152的通道，而結(jié)構(gòu)170中，提供用于安裝渦輪機(jī)殼體組件172的歧管，例如，沒有任何單獨(dú)的中間排氣管道長度。在結(jié)構(gòu)150和170中，渦輪機(jī)殼體組件152和172可構(gòu)造成用于與廢氣門、可變幾何形狀組件等一起使用，并且可操作地連接到中心殼體，例如中心殼體128。圖1中，示出了控制器190的示例，包括一個(gè)或多個(gè)處理器192、存儲(chǔ)器194和一個(gè)或多個(gè)接口196。這樣的控制器可包括電路，例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)的電路。如本文所述，不同的方法或技術(shù)可以選擇性地與控制器，例如，基于控制邏輯聯(lián)合實(shí)施。控制邏輯可以取決于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(例如，渦輪RPM，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，溫度，負(fù)載，潤滑劑，冷卻等)。例如，傳感器可以通過一個(gè)或多個(gè)接口196將信息傳送至控制器190?？刂七壿嬁梢罁?jù)這些信息，繼而控制器190可以輸出控制信號以控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作?？刂破?90可構(gòu)造成控制潤滑劑流，溫度，可變幾何形狀組件(例如，可變幾何形狀壓縮機(jī)或渦輪機(jī))，廢氣門(例如，通過致動(dòng)器)，電動(dòng)機(jī)，或一個(gè)或多個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的其它部件，渦輪增壓器等。圖2示出殼體組件200的一個(gè)示例，其包括具有壓縮機(jī)端201和渦輪機(jī)端202的殼體210。殼體組件200可以由，例如，柱面坐標(biāo)系限定。作為示例，z軸可以沿作為渦輪機(jī)葉輪延伸出來的軸的旋轉(zhuǎn)軸線定義，r軸定義為從z軸徑向延伸，方位角Θ定義為圍繞z軸的0-360度角。選擇性地，也可采用一個(gè)或多個(gè)其它的坐標(biāo)系來對特性進(jìn)行描述，例如，另一柱面坐標(biāo)系，可用來描述用于定位墊圈的凹部或定位墊圈。作為示例，一個(gè)坐標(biāo)系可以定義為用于軸承組件的外座圈，而另一坐標(biāo)系可定義用于定位墊圈，該定位墊圈與外座圈相互作用的從而限制其旋轉(zhuǎn)。圖2的示例中，示出了兩個(gè)柱面坐標(biāo)系，一個(gè)用于描述軸承組件的外座圈(r，z，Θ)，另一用于描述定位墊圈(rw，zw，Θw)，z軸可錯(cuò)開一定距離(例如，由殼體的特性限定)，其可以，例如部分地由角度Φ定義(例如，z軸之間延伸的三角形的直角斜邊)。作為示例，z軸之間的距離可由外座圈的邊心距、定位墊圈的邊心距以及間隙或間距來定義。在這樣的示例中，間隙或間距可以確定一個(gè)或多個(gè)用于外座圈和定位墊圈的旋轉(zhuǎn)限度。作為示例，運(yùn)行中，外座圈圍繞其z軸(z)旋轉(zhuǎn)(例如，順時(shí)針或逆時(shí)針方向)，而定位墊圈可響應(yīng)于與外座圈的接觸而繞z軸(zw)的旋轉(zhuǎn)(例如，順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向)。在這樣的示例中，可獲得外座圈和定位墊圈的靜態(tài)旋轉(zhuǎn)位置，其中靜力被分布至具有凹部的殼體，凹部安置定位墊圈(例如，殼體的表面或壁限定出凹部，通過定位墊圈和表面或壁之間的接觸將力傳遞給殼體)。至于運(yùn)行動(dòng)態(tài)，可在相對平穩(wěn)的方式下獲得分布力的靜態(tài)構(gòu)造，例如，在表面(例如，外座圈，定位墊圈，殼體)之間不存在過度″敲擊″的情況下，其會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞、磨損和碎片等。作為示例，組件的特征是決定外座圈可旋轉(zhuǎn)(例如，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于渦輪增壓器的組件，該組件包括：具有軸線和周長的定位墊圈，其周長包括由從軸線測量出的邊心距定義的弦段以及由弦段的端部和從軸線測量出的半徑定義的大??；軸承組件，其包括具有軸線和周長的外座圈，外座圈的周長包括由從外座圈的軸線測量的邊心距定義的弦段；和殼體，其包括用于容納軸承組件的圓孔和用于容納定位墊圈的凹部，以使得定位墊圈和外座圈的軸線之間的距離大于邊心距之和，所述距離用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)凹部中的定位墊圈和圓孔中的外座圈中的至少一個(gè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)時(shí)弦段之間發(fā)生接觸。

【技術(shù)特征摘要】
2012.09.11 US 13/609,7911.一種用于渦輪增壓器的組件，該組件包括：具有軸線和周長的定位墊圈，其周長包括由從軸線測量出的邊心距定義的弦段以及由弦段的端部和從軸線測量出的半徑定義的大??；軸承組件，其包括具有軸線和周長的外座圈，外座圈的周長包括由從外座圈的軸線測量的邊心距定義的弦段；和殼體，其包括用于容納軸承組件的圓孔和用于容納定位墊圈的凹部，以使得定位墊圈和外座圈的軸線之間的距離大于邊心距之和，所述距離用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)凹部中的定位墊圈和圓孔中的外座圈中的至少一個(gè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)時(shí)弦段之間發(fā)生接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中定位墊圈包括圓孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中定位墊圈的圓孔與定位墊圈的軸線同心。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中軸承組件包括滾動(dòng)元件和內(nèi)座圈。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中定位墊圈的周長的弦段包括部分地由定位墊圈的軸向厚度定義的區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中外座圈的周長的弦段包括部分地由沿外座圈的軸向長度定義的區(qū)域。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中凹部包括壓縮機(jī)端凹部。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中外座圈的周長的弦段包括壓縮機(jī)端弦段。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中定位墊圈包括鄰近周長的弦段設(shè)置的肩。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中定位墊圈包括滲氮定位墊圈。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中外座圈包...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D·馬薩，R·赫廷格，R·博伊勒奧，L·托斯塞恩特，
申請(專利權(quán))人：霍尼韋爾國際公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US