增压器耦接组件的制作方法

本申请案要求2014年9月9日提交的印度专利申请第2580/DEL/2014号的优先权益。以上申请的公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及增压器，并且更具体地说涉及在增压器上输入轴和转子轴之间的耦接。

背景技术：

本公开涉及的旋转式鼓风机的类型被称作“增压器”因为它们有效地增压发动机的进气。一个增压器配置通常被称作罗茨型(Roots-type)鼓风机，其将大量空气从入口端传送到出口端。罗茨型鼓风机包括一对转子，其在彼此关系中必须正时，并因此通过啮合的正时齿轮驱动，所述正时齿轮可能经受如齿轮咔嗒声(gear rattle)和反弹的情况。通常，用于罗茨鼓风机增压器的皮带轮和皮带布置的尺寸适于，使得在任何给定发动机速度下，传送到进气歧管中的空气量大于发动机的瞬时位移，因此增加在进气歧管内的气压并且增加发动机的功率密度。

本文中提供的背景描述是出于大体上呈现本发明的上下文的目的。就“背景技术”部分所描述的程度而言，本申请发明人的工作以及在提交时可能尚未限定为现有技术的各方面的描述既不明示也不暗示承认为针对本公开的现有技术。

技术实现要素：

在根据本公开的一个实例构建的增压器的输入轴和转子轴之间布置的耦接组件包括耦接轮毂和多个销。耦接轮毂可具有一系列凸角。该系列凸角的相邻凸角可限定多个开口。耦接轮毂可进一步限定其中的安装孔。多个销可具有第一端和第二端。第一端可相对应地由多个开口容纳。第二端可由转子轴容纳。输入轴可直接安装到耦接轮毂的安装孔中，用以随其一起旋转。

根据另外的特征，输入轴的第一端可按压配合到耦接轮毂的安装孔中。多个销的第二端可直接由在转子轴上的相对应的开口容纳。该系列的凸角可由三个凸角构成。根据对于特定应用的扭矩传送需要可并入另外的凸角。多个开口可由三个开口构成。多个销可由三个销构成。根据扭矩传送需要可并入另外的销。

根据其它特征，耦接组件可进一步包含输入轴。输入轴可包括第一端部分、第二端部分和中间部分。中间部分可连接第一端部分和第二端部分。第一端部分可耦接到皮带轮。第二端部分可直接安装到耦接轮毂的安装孔中。与中间部分相比，第二端部分可具有减小的直径。该系列的凸角中的每个凸角可具有在其上形成的肋，所述肋被配置成增强耦接轮毂。耦接轮毂可为单件式。耦接轮毂可由具有金属嵌件的过模制(over-molded)塑料形成。金属嵌件可具有六边形外轮廓。

根据又一特征，金属嵌件可包含一系列第一平面表面，其与在轮毂主体上的互补系列的第二平面表面相对。第一平面表面和第二平面表面协作以抵抗轮毂主体和嵌件之间的旋转。嵌件可进一步包含在其上的底切几何结构。底切几何结构可包括在其上的一系列嵌件部分，所述嵌件部分被配置成抵抗在嵌件和轮毂主体之间的轴向滑动。多个开口可绕轮毂主体的圆周封闭。

在根据本公开的另一实例构建且在增压器的输入轴和转子轴之间布置的耦接组件可包括耦接轮毂和多个销。耦接轮毂可具有一系列凸角，其中该系列的凸角中的相邻凸角限定多个开口。耦接轮毂可进一步限定其中的安装孔。耦接轮毂为单件式并且包含由塑料形成的轮毂主体和由金属形成的嵌件。轮毂主体可具有一系列第一平面部分，其与在轮毂主体上的互补系列的第二平面表面相对。第一平面表面和第二平面表面协作以抵抗轮毂主体和嵌件之间的相对旋转。

多个销可具有第一端和第二端。第一端相对应地由多个开口容纳并且第二端由转子轴容纳。输入轴直接安装到耦接轮毂的安装孔中，用以随其一起旋转。

根据其它特征，嵌件包括在其上的底切几何结构。底切几何结构包括在其上的一系列嵌件部分，所述嵌件部分其被配置成抵抗嵌件和轮毂主体之间的轴向滑动。多个开口绕轮毂主体的圆周封闭。耦接组件可进一步包括输入轴，其具有第一端部分、第二端部分和连接第一端部分和第二端部分的中间部分。第一端部分耦接到皮带轮并且第二端部分直接安装到耦接轮毂的安装孔中。与中间部分相比，第二端部分具有减小的直径。

附图说明

根据具体实施方式和附图，将更完全理解本公开，其中：

图1为具有根据本公开的一个实例构建的容积式鼓风机或增压器的进气歧管组件的示意图；

图2为图1增压器的输入部分的放大、局部轴向横截面并且具有用于根据背景技术耦接输入轴和转子轴的耦接组件。

图3为图1增压器的输入部分的放大、局部轴向横截面并且具有用于耦接输入轴和转子轴和根据本公开的一个实例构建的耦接组件；

图4为图3的耦接组件的前透视图，其包括示出在图3增压器的输入轴和第一正时齿轮之间耦接的耦接轮毂和多个耦接销；

图5为图4的耦接组件的耦接轮毂的前透视图；

图6为根据本公开的另外特征构建的耦接轮毂的前透视分解图；以及

图7为图6的耦接轮毂的前透视图。

具体实施方式

首先参考图1，示出示例性的进气歧管组件的示意图，其包括罗茨鼓风机增压器和旁通阀布置。发动机10可包括多个汽缸12，和设置在每个汽缸内并且限定可扩展燃烧室16的往复活塞14。发动机10可包括进气歧管组件18和排气歧管组件20，分别用于分别借助于进气阀22和排气阀24将燃烧空气引导到燃烧室16并且从燃烧室16引导。

进气歧管组件18可包括容积式旋转式鼓风机26，或罗茨型增压器。旋转式鼓风机26的进一步说明可见于共同拥有的美国专利第5,078,583号和第5,893,355，其明确地以引用的方式并入本文中。鼓风机26包括一对转子28和29，其中每个转子包括多个啮合的凸角。转子28和转子29分别设置在一对平行横向重叠的圆柱形室28c和29c中。转子28和转子29可通过以已知方式传输到其的发动机曲轴扭矩机械地驱动，如通过驱动皮带(未具体地示出)。机械驱动使鼓风机转子28和转子29以相对于曲轴速度固定的比率旋转，使得鼓风机26的排量大于发动机排量，由此使流动到燃烧室16的空气升压或增压。

鼓风机26可包括入口端30，其接收来自入口管道或通道32的空气或空气-燃料混合物，并且进一步包括排放或出口端34，其借助于管道36将馈入的空气引导到进气阀22。入口管道32和排放管道36借助于旁路通道互连，参考38示意性地示出。如果发动机10为奥托循环(Otto cycle)类型，那么节流阀40可以熟知的方式控制从来源(如环境或大气空气)流入进气管道32的空气或空气-燃料混合物。可替代地，节流阀40可设置在增压器26的下游。

旁通阀42设置在旁路通道38内。旁通阀42可借助于致动器组件44在打开位置和关闭位置之间移动。致动器组件44可通过真空管线46响应于在入口管道32中的流体压力。致动器组件44根据发动机功率要求控制在排放管道36中的增压压力。当旁通阀42处于完全打开位置时，在管道36中的气压相对较低，但是当旁通阀42完全关闭时，在管道36中的气压相对较高。通常，致动器组件44借助于合适的连杆机构控制旁通阀42的位置。在本文中示出且描述的旁通阀42仅为例示性的，并且考虑其它配置。在这点上，可使用模块(一体式)旁路、电子操作的旁路或无旁路。

现在具体参考图2，根据背景技术配置示出鼓风机26的输入部分48。输入部分48可包括壳体构件50，其形成室28c和室29c的前端。设置在输入轴54内的前壳体52附接到壳体构件50。输入轴54在前壳体52内分别由第一轴承56A和第二轴承56B支撑。一对转子轴58和60可通过壳体构件50旋转地支撑，在其上安装对应的鼓风机转子28和29(参见图1)。轮毂销子组件62将输入轴54耦接到第一转子轴58。在一个实例中，第一轮毂64可在第一端上将输入轴54耦接到耦接组件62，并且第二轮毂66可在相对端上将第一转子轴58耦接到耦接组件62。第一正时齿轮70可安装在第一转子轴58的前端上。第一正时齿轮70可限定与安装在第二转子轴60上的第二正时齿轮72的齿轮齿啮合接合的齿。第二转子轴60可驱动与鼓风机转子29的接合。

在一个配置中，正扭矩通过任何合适的驱动构件(如包括皮带轮76的皮带和皮带轮驱动系统)从(周期燃烧类型的)内燃发动机传输到输入轴54。扭矩通过耦接组件62从输入轴54传输到第一转子轴58。当发动机10正在驱动正时齿轮和鼓风机转子28和29时，这样被视为正扭矩的传输。另一方面，只要转子28和29的动量超出来自输入轴54的输入，这样被视为负扭矩的传输。

现在另外参考图3至图5，将更详细地描述根据本公开的一个实例构建的耦接组件110。耦接组件110可代替上述轮毂销子组件62。可以理解，与在图2中示出的轮毂销子组件相比，耦接组件110提供更简单的配置同时使用较少的零件并因此降低件成本和组件成本。耦接组件110在鼓风机126中示出，其中使用增加了100的相似参考标号。

第一正时齿轮170可安装在第一转子轴158的前端上。第一正时齿轮170可限定与安装在第二转子轴160上的第二正时齿轮172的齿轮齿啮合接合的齿。第二转子轴160可驱动与鼓风机转子29(图1)的接合。

输入部分148可包括壳体构件150，其形成室28c和29c(参见图1)的前端。设置在输入轴154内的前壳体152附接到壳体构件150。输入轴154在前壳体152内分别由第一轴承156A和第二轴承156B支撑。一对转子轴158和160可通过壳体构件150旋转地支撑，在其上安装对应的鼓风机转子28和29(参见图1)。

耦接组件110包括耦接轮毂180和多个销182。耦接轮毂180可为单件式或一体式。耦接组件110将输入轴154耦接到第一转子轴158。输入轴154可包括第一端部分190、第二端部分192和中间部分194。在示出的实例中(参见图3和图4)，第一端部分190耦接到皮带轮176。第二端部分192耦接到耦接轮毂180。与中间部分194相比，第二端部分192可具有逐步降低或减小的直径。第二端部192可按压配合到耦接轮毂180中(也参见图3)。进一步解释，耦接轮毂180可具有轮毂主体210，所述轮毂主体210限定被配置成容纳输入轴154的第二端部分192的中心孔212。轮毂主体210可由具有金属嵌件214的过模制塑料形成。轮毂主体210可进一步具有多个凸角220、222和224。根据特定应用的扭矩传送需要可并入另外的或更少的凸角。相邻凸角220和222限定第一开口或销容纳器230。相邻凸角222和224限定第二开口或销容纳器232。相邻凸角224和220限定第三开口或销容纳器234。凸角220、222和224可包括在其上形成的对应的肋220A、222A和224A。肋220A、222A和224A增强耦接轮毂180。集体销接纳器230、232和234被配置成选择性地容纳销240的第一端(在图3中仅具体地示出一个而图4示出两个)。销240的相对端由第一正时齿轮170容纳。销容纳器230、232和234可绕轮毂主体210的圆周封闭。

在一个配置中，正扭矩通过任何合适的驱动构件(如包括皮带轮176的皮带和皮带轮驱动系统)从(周期燃烧类型的)内燃发动机传输到输入轴154。扭矩通过耦接组件110从输入轴154传输到第一转子轴158。当发动机10正在驱动正时齿轮和鼓风机转子28和29时，这样被视为正扭矩的传输。另一方面，只要转子28和29的动量超出来自输入轴154的输入，这样被视为负扭矩的传输。

参照图6和图7，将描述根据本公开的另外特征构建的耦接轮毂302。除非本文另外解释，否则耦接轮毂302可类似于耦接轮毂180构建。耦接轮毂302可具有轮毂主体310，所述轮毂主体限定被配置成容纳输入轴154的第二端部分192的中心孔312。轮毂主体310可由具有金属嵌件314的过模制塑料形成。金属嵌件314可具有六边形外轮廓，其抵抗相对于轮毂主体310的剩余部分的旋转。进一步解释，六边形外轮廓包括一系列六个平面表面316，其抵抗在轮毂主体310上的互补平面表面317。平面表面316和317协作以抑制金属嵌件314和轮毂主体310的相对旋转。另外，金属嵌件314包括底切几何结构，所述底切结构包括插入部分318以抵抗在轮毂主体310的金属嵌件314之间的轴向滑动。应了解，轮毂主体310的材料将延伸到插入部分318中。

轮毂主体310可另外具有多个凸角320、322和324。根据特定应用的扭矩传送需要可并入另外的或更少的凸角。相邻凸角320和322限定第一开口或销容纳器330。相邻凸角322和324限定第二开口或销容纳器332。相邻凸角324和320限定第三开口或销容纳器334。凸角320、322和324可包括在其上形成的相对应的肋320A、322A和324A。肋320A、322A和324A增强耦接轮毂302。集体销容纳器330、332和334被配置成选择性地容纳销240的第一端(在图3仅具体地示出一个而图4示出两个)。销240的相对端由第一正时齿轮170容纳。在一个实例中，轮毂主体310可由聚醚醚酮(PEEK)形成，并且嵌件可由钢(如4140钢)形成。考虑了其它材料。

已出于说明和描述的目的而提供了对实例的前述描述。其并不意欲是穷举的或限制本公开。具体实例的单独的元素或特征通常不限于具体实例，但是其中在适用情况下可互换并且可在选择的实例中使用，即使未具体地示出或描述。其还可以多种方式进行变化。所述变化形式不欲视为脱离本发明，并且所有所述修改都意欲包括在本发明的范围内。