具有润滑剂致偏器的涡轮增压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题一般地涉及用于内燃发动机的涡轮增压器。
【背景技术】
[0002]涡轮增压器可经由一个或多个机械装置来冷却。例如，涡轮增压器可经由空气、水、油或其他流体来冷却。至于润滑剂冷却(例如油，不管是天然的，还是合成的，等等)，都存在某些折衷。例如，如果碳质润滑剂在太长的时间内达到太高的温度(例如考虑时间-温度的相关性)，可能发生碳化(例如还可称为结焦或“焦化”)。焦化可通过各种任何机械装置来加剧热量产生和热滞留，并且久而久之，焦炭沉淀可使润滑轴承系统的寿命变短。作为示例，焦炭沉淀可导致热传递的减少并增加热的产生，这可导致轴承系统的失效。
[0003]为了克服焦化，涡轮增压器可构造成改进润滑剂流动。例如，泵可对润滑剂加压以增加流动速率，来减少润滑剂在高温区域中的滞留时间。然而，润滑剂压力的增加可加剧各种类型的润滑剂泄漏问题。例如，轴承系统的润滑剂压力的增加可导致润滑剂泄漏至排气涡轮机，或者至空气压缩机，或者两者。经由排气涡轮机的漏出可导致可观察水平的烟，而经由空气压缩机的漏出可导致润滑剂进入中间冷却器、燃烧室(例如燃烧筒)等。
[0004]关于润滑剂从轴承系统泄漏至空气压缩机，主要的驱动力往往是在中心壳体内侧的润滑剂通路/腔之间产生的压力差，该中心壳体容纳了压缩机叶轮之后的空气空间(例如由背板和压缩机叶轮所限定的空间)和涡轮增压器的轴承系统。当中心壳体内侧的压力大于压缩机叶轮之后的空间中的压力，压力差可从中心壳体将润滑剂驱动至压缩机。在使用中间冷却器的情况中，损失的润滑剂可污染中间冷却器、空气通路、燃烧室等，这可影响性能、寿命等。
[0005]本文描述的各种技术和工艺涉及致偏器、轴颈轴承、壳体、组件等，这可改进涡轮增压器的性能、寿命等。
【附图说明】
[0006]结合在附图中所示出的示例，参考以下的详细描述，可对本文描述的各种方法、设备、组件、系统、装置等及其等同方案进行更加完整的理解，在附图中:
图1是涡轮增压器的示例、内燃发动机的示例、控制器的示例和涡轮机壳体的一些示例的不意图；
图2是涡轮增压器组件的示例的剖视图和轴颈轴承的示例的端视图和剖视图；
图3是致偏器的示例的透视图；
图4是涡轮增压器组件的示例的一系列剖视图；
图5是涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图6是致偏器的示例的透视图；
图7是致偏器的示例的透视图；
图8是组件的示例的一系列视图； 图9是致偏器的示例的透视图；
图10是包括两个致偏器的涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图11是致偏器板的示例的透视图；
图12是包括致偏器板的涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图13是背板的示例的透视图；
图14是包括图13的背板的涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图15是背板的示例的透视图；并且
图16是包括图15的背板的涡轮增压器组件的示例的剖视图。
【具体实施方式】
[0007]下文描述涡轮增压式发动机系统的示例，其后是部件、组件、方法等的各种示例。
[0008]涡轮增压器经常用于增加内燃发动机的输出。参考图1，系统100包括内燃发动机110和涡轮增压器120，其中，内燃发动机110包括发动机缸体118，发动机缸体118容纳(如经由活塞)可操作地驱动轴112的一个或多个燃烧室。如图1中所示，进气道114为空气提供了到发动机缸体118的流动路径，而排气道116为排气提供了来自发动机缸体118的流动路径。
[0009]涡轮增压器120起到从排气提取能量的作用，并将能量提供至进气，该进气可与燃料混合以形成燃烧气体。如在图1中所示，涡轮增压器120包括进气口 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、另一个壳体128以及排气口 136。壳体128可称为中心壳体，因为它布置在压缩机壳体124和祸轮机壳体126之间。轴122可为包括各种部件的轴组件。轴122可由布置在壳体128中的轴承系统可旋转地支承，使得涡轮机叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转。
[0010]在图1的示例中，可变几何形状组件129示出为(部分地)布置在壳体128和涡轮机壳体126之间。这样的组件可包括叶片或其他部件，以改变通路(如一个或多个喷嘴)的几何形状，该通路通到涡轮机壳体126中的涡轮机叶轮空间。例如，可设置可变几何形状压缩机单元。
[0011]在图1的示例中，废气门阀(或仅仅是废气门)135定位成与涡轮机壳体126的进口临近。废气门阀135可受控制以允许来自排气道116的排气绕过涡轮机叶轮127。作为示例，可设置排气再循环(EGR)管115 (可选地具有一个或多个阀117)，以例如允许排气流动至压缩机叶轮125上游的位置。
[0012]图1还示出了用于排气流动至排气涡轮机壳体152的示例性装置150和用于排气流动至排气涡轮机壳体172的另一个示例装置170。在装置150中，气缸盖154在其内包括通路以将排气从气缸引导至涡轮机壳体152，而在装置170中，歧管176设置用于安装涡轮机壳体172，例如可选地而没有任何单独的、中间的长度的排气管道。在示例性装置150和170中，涡轮机壳体152和172可构造成与可变几何形状组件(例如本文中所描述的组件129或者例如一个或多个其他组件)一起使用。
[0013]在图1中，控制器190的示例示出为包括一个或多个处理器192、存储器194和一个或多个接口 196 (例如用于信息、控制信号等的输入和/或输出)。作为示例，存储器194可存储可由一个或多个处理器192的至少一个所执行的指令。这样的控制器可包括电路，例如发动机控制单元的电路。作为示例，可能可选地结合控制器例如通过控制逻辑来实施各种方法或技术。控制逻辑可取决于一个或多个发动机运行条件(例如涡轮每分钟转数、发动机每分钟转数、温度、负荷、润滑剂、冷却等)。例如，传感器可经由一个或多个接口 196将信息传送至控制器190。控制逻辑可取决于这些信息，并且控制器190又可输出控制信号以控制发动机运行。控制器190可构造成控制润滑剂流量、温度、可变几何形状组件(例如可变几何形状压缩机或涡轮机)、废气门、电动马达、或者与发动机相关联的一个或多个其他部件、(多个)涡轮增压器等等。
[0014]图2示出了涡轮增压器组件200的示例，涡轮增压器组件200包括由轴颈轴承230支承的轴220，轴颈轴承230布置在压缩机叶轮240和涡轮机叶轮260之间的中心壳体280中；注意到止推垫片270示出为关于背板290的孔定位在压缩机叶轮240和轴220的肩部之间。如图2中所示，肩部是由轴220的直径从较小直径到较大直径的跃变而形成的，形成了环形轴向面(如压缩机侧面)。在图2的示例中，止推垫片270在一侧上靠接轴220的轴向面，并在相对侧上靠接压缩机叶轮240的环形轴向面。轴颈轴承230经由定位销210至少部分地位于中心壳体280的通孔中。定位销210可通过拧至壳体280的插口 285中来固定，并且可由轴颈轴承230的孔235接纳，从而将轴颈轴承230定位在中心壳体280的通孔中。作为示例，定位销210可轴向地且以方位角地将轴颈轴承230定位在中心壳体280的通孔中。如图2的示例中所示出，与孔235相对地，轴颈轴承230包括润滑剂开口 239，用于使润滑剂流动至对轴220进行支承的轴颈轴承230的内轴颈表面。润滑剂可流动至中心壳体280的通孔，经过润滑剂开口 239，并流至内轴颈表面，以形成在轴颈轴承230内使轴220润滑的润滑剂膜。润滑剂还可流动至中心壳体280的孔的壁和轴颈轴承230的外表面之间的间隙。
[0015]作为示例，轴颈轴承230可在中心壳体280的通孔内径向运动，例如，轴颈轴承230可关于定位销210的轴线径向上下运动，而在轴向和方位角上由定位销210限制(例如，轴颈轴承230可为半浮动式轴颈轴承)。
[0016]图2还示出了轴颈轴承230的端视图和剖视图。在图2的示例中，轴颈轴承230包括轴向定向通道232，所述通道232延伸穿过用于润滑剂流动的内轴颈表面。通道232延伸至轴颈轴承230的端部，在该处各个特征设置用于润滑剂穿过轴颈轴承230的止推瓦(如止推表面)234的分布。润滑剂和轴颈轴承230的止推瓦234在运行期间可有助于处理所经受的推力。
[0017]在图2的示例中，形成止推瓦234的止推表面包括径向槽部，以改进止推能力(thrust capacity)，同时还提高对污染的控制。作为示例，可以使用成45°间隔的八个径向槽部，而