本公开总的涉及比如电增压器（e-charger）的电驱动压缩机组件，且更具体地，涉及用于电增压器的阻尼系统。
背景技术
一些车辆包括用于提升内燃发动机性能的涡轮增压器、超级增压器（supercharger）和/或其它装置。更具体地，这些装置可以通过迫使额外的空气进入发动机的燃烧室而增加发动机的效率和功率输出。
在一些情况下，车辆可包括用于这些目的的电驱动压缩机或电增压器。然而，常规的电增压器会是庞大的、成本高昂的，和/或可存在其它的问题。
因此，期望的是，提供比常规电增压器更加紧凑的电增压器。而且，期望的是，提供与常规电增压器相比节约成本的电增压器。结合附图和该背景技术的讨论，本公开的其它期望的特征和特点将从随后的详细描述和所附权利要求变得显而易见。
技术实现要素：
在一个实施例中，公开了电驱动的压缩机组件，该电驱动的压缩机组件包括轴和支撑在轴上的压缩机轮。压缩机组件还包括电动马达，电动马达具有定子和转子。电动马达构造成使轴和压缩机轮旋转。压缩机组件还包括壳体组件，壳体组件构造成容纳定子、转子和轴的至少一部分。壳体组件包括第一构件和第二构件。此外，压缩机组件包括布置在壳体组件的第一构件与第二构件之间的阻尼器。阻尼器构造成弹性变形，从而给在壳体组件的第一构件与第二构件之间传递的力提供阻尼。
在另一个实施例中，公开了制造电驱动的压缩机组件的方法。方法包括提供壳体组件的第一构件和第二构件。方法还包括将轴支撑在第一构件上，用于相对于第一构件旋转。压缩机轮支撑在轴上。方法还包括将电动马达容纳在壳体组件内在第一构件与第二构件之间。电动马达构造成使轴和压缩机轮旋转。此外，方法包括将第一构件和第二构件与第一构件和第二构件之间的阻尼器附接在一起。阻尼器构造成弹性变形，从而给在壳体组件的第一构件与第二构件之间传递的力提供阻尼。
在另外的实施例中，公开了电增压器，所述电增压器包括轴和具有多个叶片的压缩机轮。压缩机轮被固定在轴上，用于绕轴线旋转。电增压器还包括电动马达，电动马达具有定子和转子。转子固定到轴。定子接收转子和轴的一部分。电动马达构造成使轴和压缩机轮绕轴线旋转。另外，电增压器包括壳体组件，壳体组件具有压缩机部段和马达部段。压缩机部段构造成容纳压缩机轮，并且马达部段构造成容纳定子和转子。马达部段包括第一构件和第二构件。轴延伸通过第二构件，以便被接收在压缩机部段和马达部段中。而且，电增压器包括轴承，轴承附接到壳体组件的第二构件并附接到轴。轴承支撑轴，用于相对于第二构件绕轴线旋转。此外，电增压器包括布置在壳体组件的第一构件与第二构件之间的阻尼器。阻尼器构造成弹性变形，从而给在壳体组件的第一构件与第二构件之间传递的力提供阻尼。
附图说明
下文中将结合下列附图描述本公开，其中相似的附图标记指示相似的元件，并且其中：
图1是车辆发动机系统的示意性视图，该车辆发动机系统包括根据本公开的示例性实施例的电增压器；
图2是图1的电增压器的透视图，一些特征被隐藏以示出电增压器的内部部件；
图3是沿图2的线3-3截取的电增压器的横截面视图；
图4是图3中标示的电增压器的一部分的详细的截面视图；以及
图5是沿图3的线5-5截取的涡轮增压器的横截面视图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅是示例性的，并且不意图限制本公开或本申请及本公开的用途。此外，不意图被前述背景技术或以下详细描述中呈现的任何理论限制。
大体上，本文中公开的示例性实施例包括电供能的压缩机（即电增压器）的阻尼系统。一个或更多个阻尼器可设置成用于为平移通过电增压器和/或支撑结构的力提供阻尼。
尤其，阻尼器可以是可弹性变形的。阻尼器还可包括一个或更多个表面特征、形状、尺寸、材料和/或提供改进的阻尼的其它元件。此外，阻尼器可以以改进阻尼系统的阻尼功能的方式被包括在阻尼系统内。例如，阻尼器可布置在壳体组件的不同构件之间，并且阻尼器可由这些构件支撑以对传递通过壳体组件的力提供有效阻尼。此外，阻尼系统可允许某些类型的轴承被包括在电增压器中，用于附加的益处。此外，由于本公开的一个或更多个特征，阻尼系统可提供制造效率。以下将讨论本公开的另外的细节。
图1是本公开的示例性电增压器100的示意性视图。一般地，电增压器100可包括电增压器壳体组件101和轴103。轴103构造成在电增压器壳体组件101内绕旋转轴线105旋转。压缩机轮104可安装在轴103上。电增压器100还可包括电动马达108，电动马达108构造成使轴103和压缩机轮104旋转。相应地，压缩机轮104可接收入口空气流113，并向下游部件输出增压空气流115。
在一些实施例中，电增压器100可设置在车辆内。另外，在一些实施例中，电增压器100可被包括在车辆中，所述车辆包括涡轮增压器12。
涡轮增压器12可以是常规的，并且可包括涡轮增压器壳体114和转子116。转子116构造成在涡轮增压器壳体114内绕转子旋转轴线118旋转。
涡轮增压器112包括涡轮机部段119，涡轮机部段119构造成周向地接收来自发动机（例如，来自内燃发动机134或其它类型的发动机的排气歧管132）的高压和高温的排气流130。高压和高温的排气流130驱动涡轮机轮126（及因此转子116）绕转子旋转轴线118旋转，从而变成低压和低温的排气流136，低压和低温的排气流136被释放到下游排气管138中。
涡轮增压器112还包括压缩机部段121，压缩机部段121具有压缩机轮128，排气驱动的涡轮机轮126驱动压缩机轮128旋转。压缩机轮128构造成将接收的输入空气140压缩成增压空气流142。由于压缩过程，增压空气流142的特征在于升高的温度，该温度高于输入空气140的温度。
空气流142可被引导通过空气冷却器144（即中间冷却器），比如对流冷却式增压空气冷却器。空气冷却器144可构造成耗散来自空气流142的热，从而增加其密度。得到的冷却并增压后的空气流146被引导到内燃发动机134的进气歧管148中，或替代地被引导到随后级的串联的压缩机中。系统的操作可由ecu150（发动机控制单元）控制，ecu150经由通信连接部152连接到系统的其余部分。
如图1中示意性表现的，电增压器100可布置在涡轮增压器112的上游。例如，从电增压器100输出的空气流115可与排气流130混合和/或以另外的方式向涡轮机部段119提供空气输入，以转动涡轮机轮126，并因此使涡轮增压器112的压缩机轮128旋转。然而，将理解的是，在不偏离本公开的范围的情况下，电增压器100可以以不一样的方式被包括在车辆内。例如，在一些实施例中，电增压器100可布置在涡轮增压器112的下游。在两种情况下，电增压器100可将空气馈送到发动机134。电增压器100可缩短瞬态时间并降低涡轮迟滞。电增压器100还可提供比如减少排放、改进燃料效率等的益处。而且，由于包括了电增压器100，因此可减小涡轮增压器112的尺寸。
而且，将理解的是，电增压器100可被包括在不包括涡轮增压器112的系统中。例如，在另外的实施例中，电增压器100可构造成将空气馈送到车辆的燃料电池。
此外，将理解的是，如本文中使用的术语“电增压器”将被广义地解释成例如包括：不管电增压器被包括在哪里都带有电驱动的压缩机轮的装置、电增压器被包括在其中的类型的系统等等。还将理解的是，本公开的电增压器还可被称为电驱动的压缩机组件。而且，本公开的电增压器可构造成电超级增压器、混合涡轮增压器、电增压装置（e-boostdevice）或其它相关的部件。
现在参考图2和图3，将根据示例性实施例更加详细地讨论电增压器100。如以上提及的，电增压器100通常可包括壳体组件101、轴103、压缩机轮104和电动马达108。
轴103可以是大体圆柱形的，并且可包括第一端154、第二端156和在第一和第二端154、156之间延伸的中间区段157。压缩机轮104可邻近第一端154固定到轴103并支撑在轴103上。压缩机轮104可包括多个径向延伸的叶片158。
电动马达108可包括转子160。转子160可固定到轴103的中间区段157。因此，转子160和轴103可作为单元绕旋转轴线105旋转。电动马达108还可包括定子162，如图3中所示。（定子162在图2中被隐藏，以更好地图示其它部件。）定子162可以是圆柱形的并且中空，使得轴103的中间区段157和转子160被接收在定子162内。
电动马达108还可包括电气模块164。电气模块164可包括电气设备，比如变流器、电路、用于电动马达108的控制器和/或其它部件。因此，在操作期间，电气模块164可控制电动马达108，使得轴103和转子160相对于定子162绕旋转轴线105旋转，以便使压缩机轮104驱动地旋转。
壳体组件101可包括多个部件，该多个部件被组装在一起，以至少部分地容纳、包围、围绕和/或封装压缩机轮104、轴103和电动马达108。壳体组件101可构造成提供与可制造性和/或其它因素相关的某些优点，如以下将详细讨论的。
如图3中所示，壳体组件101通常可包括压缩机部段166，压缩机部段166容纳压缩机轮104。壳体组件101通常还可包括电模块部段168，电模块部段168容纳电气模块164。而且，壳体组件101通常可包括马达部段170，马达部段170容纳电动马达108。
壳体组件101的压缩机部段166可包括蜗壳构件172。蜗壳构件172可包括入口173，入口173可沿着轴线105被引导。蜗壳构件172还可包括出口（未示出），出口沿空气流115（图1）提供空气。蜗壳构件172还可包括内表面175，具有绕轴线105周向延伸的蜗壳形状。在电增压器100的操作期间，内表面175可与压缩机轮104的叶片158配合，以沿空气流115压缩空气。蜗壳构件172可固定在壳体组件101的马达部段170的一端上。相应地，蜗壳构件172和马达部段170的端部可配合，以容纳压缩机轮104和轴103的第一端154。
如图3中所示，电模块部段168可固定在马达部段170的相对端上。电模块部段168可包括壳174和端盖176。壳174可以是圆柱形的并且中空，具有第一端178和第二端180。第一端178可固定到马达部段170。端盖176可以是盘形的并且可固定到壳174的第二端180以封闭第二端180。相应地，壳174、端盖176和马达部段170的端部可配合，以大体上封装电气模块164。
壳体组件101的马达部段170可包括外壳构件182、第一构件184、第二构件186和第三构件188。在一些实施例中，外壳构件182可与蜗壳构件172和电模块部段168配合，以限定电增压器100的外部。而且，在一些实施例中，第一构件184可被称为“定子壳体”，因为其大体上包围定子162。此外，第二构件186和第三构件188可被称为“支承板”或“端盖”。在一些实施例中，第一构件184、第二构件186和第三构件188可配合，以大体上封装转子160和定子162。
在一些实施例中，外壳构件182可以是大体圆柱形的并且可以是中空的，从而沿周向方向环绕轴线105。外壳构件182可包括第一端190和第二端192。第一端190可固定到蜗壳构件172。例如，如图3中所示，蜗壳构件172可径向叠覆外壳构件182的第一端190的外直径表面。外壳构件182的第二端192可固定到电模块部段168。例如，电模块部段168的壳174可径向叠覆外壳构件182的第二端192的外直径表面。
壳体组件101的第一构件184也可以是大体圆柱形的并且可以是中空的。相应地，第一构件184可沿周向方向环绕轴线105，并可沿轴线105纵向延伸。第一构件184可包括第一端194、第二端196和在第一和第二端194、196之间沿轴线105延伸的中间部分198。
如图3和图4中所示，第一构件184的第一端194可以是从中间部分198的前立面200沿轴线105在纵向方向上突出的环形凸缘。第一端194可包括面向径向内侧的内直径表面202和面向径向外侧的外直径表面204。
如图3中所示，第一构件184的第二端196可以是从中间部分198的后立面206突出的环形凸缘。第二端196可包括面向径向内侧的内直径表面208和面向径向外侧的外直径表面210。
壳体组件101的第二构件186可以是大体盘形的。如图3中所示，第二构件186可包括中心开口212，中心开口212大体上以轴线105为中心。第二构件186还可包括面向压缩机轮128的外面214和面向电动马达108的内面216。此外，如图3和图4中所示，第二构件186可包括第一外部部分218，第一外部部分218支撑抵靠蜗壳构件172和外壳构件182。在一些实施例中，壳体组件101还可包括环213，环213布置在第一外部部分218与外壳构件182之间。第二构件186还可包括第二外部部分220，第二外部部分220布置成邻近壳体组件101的第一构件184的第一端194和壳体组件101的第一构件184的前立面200。在一些实施例中，第二外部部分220可径向叠覆并接收在壳体组件101的第一构件184的敞开的第一端194内。因此，第二构件186可允许轴103的第一端154穿过马达部段170到达壳体组件101的压缩机部段166。第二构件186还可支撑轴103，用于在壳体组件101内旋转，如以下将详细讨论的。此外，第二构件186可用作压缩机轮104与电动马达108之间的屏障。
壳体组件101的第三构件188可以是大体盘形的。第三构件188可包括中心开口222，中心开口222大体上以轴线105为中心。第三构件188还可包括面向电气模块164的外面224和面向电动马达108的内面226。此外，第三构件188可包括第一外部部分228，第一外部部分228支撑抵靠外壳构件182。在一些实施例中，壳体组件还可包括环229，环229布置在第一外部部分228与外壳构件182之间。另外，第三构件188可包括第二外部部分230，第二外部部分230布置成邻近壳体组件101的第一构件184的第二端196。在一些实施例中，第二外部部分230可径向叠覆并接收在壳体组件101的第一构件184的敞开的第二端196内。第三构件188还可支撑轴103，用于在壳体组件101内旋转，如以下将详细讨论的。此外，第三构件188可用作电动马达108与电气模块164之间的屏障。
如提及的，壳体组件101可支撑轴103和转子160，用于绕轴线105旋转。例如，如图3中所示，电增压器100可包括第一轴承232和第二轴承234。第一轴承232可布置在第二构件186的中心开口212中，并且可包括固定到第二构件186的外座圈（race）、固定到轴103的中间区段157的内座圈和布置在内座圈与外座圈之间的多个球轴承。第二轴承234可以是相似的，除了其可布置在第三构件188的中心开口222中，其外座圈固定到第三构件188并且其内座圈固定到轴103的中间区段157。
在一些实施例中，第一轴承232和/或第二轴承234可以是油脂填充的球轴承（greasepackballbearing）。在一些实施例中，这些轴承可节约成本。而且，这些类型的轴承可被包装在电增压器内相对紧凑的空间内。
此外，电增压器100可包括通过其的至少一个冷却剂流动路径。例如，如图3中所示，电增压器100可包括端口236、前沟槽238和后沟槽240。端口236可延伸通过外壳构件182并允许冷却剂流进入或离开电增压器100。前沟槽238可径向延伸到第二构件186中，使第二构件186的第一和第二外部部分218、220分离。后沟槽240可径向延伸到第三构件188中，使第一和第二外部部分228、230分离。因此，冷却剂可在端口236、前沟槽238和后沟槽240之间流动，以便为电增压器100提供冷却效应。
另外，电增压器100可包括多个密封件，比如o形环242。o形环242可以是常规的，并且可设置在壳体组件101的不同构件之间，以便防止冷却剂泄漏、防止异物侵入，和/或以另外的方式在电增压器100的不同构件之间提供密封件。
如图2、图3和图4中所示，电增压器100还可包括阻尼系统250。在一些实施例中，阻尼系统250可包括第一阻尼器252和第二阻尼器254。除了以下指出的之外，第一阻尼器252和第二阻尼器254彼此可以大体相似。
第一阻尼器252可以是大体环形的。如图5中所示，第一阻尼器252可以是整体（即一件式）构件，其绕旋转轴线105环形且连续地延伸。如图2和图4中所示，第一阻尼器252可包括径向内表面256和径向外表面258。第一阻尼器252还可包括外边缘260和内边缘262。
在一些实施例中，径向内表面256和/或径向外表面258可以是不平坦的。例如，在一些实施例中，径向内表面256和径向外表面258可以是波浪状的、高低不平的和/或起皱的。如此，径向内表面256可具有交替的峰部和谷部，如图2中所示。径向外表面258可相似地包括交替的峰部和谷部。径向内表面256的峰部和谷部可以与径向外表面258的峰部和谷部相反。而且，在一些实施例中，阻尼器252（在径向外表面256与径向内表面258之间测量）的厚度绕轴线105沿周向方向可以是大体恒定并连续的。
在一些实施例中，第一阻尼器252可由金属材料制成。而且，第一阻尼器252可以是弹性的和柔性的。如此，阻尼器252可以弹性变形（例如，在附图中所示的第一中性位置与第二变形位置之间）。在一些实施例中，当第一阻尼器252经受足够的力时，径向内表面256和/或径向外表面258可变形。例如，当第一阻尼器252受到足够的负载时，波浪部、隆起部和/或褶皱部可弹性地偏移。
第一阻尼器252可布置在壳体组件101的第一构件184与第二构件186之间。更具体地，如图5中所示，第一阻尼器252的径向内表面256的多个部分可邻接抵靠第二构件186的第二外部部分220的相对的外直径表面288。而且，径向外表面258的多个部分可邻接抵靠第一构件184的第一端194的相对的内直径表面202。此外，如图4中所示，外边缘260可邻接抵靠第二外部部分220的相对的肩部290。另外，内边缘262可邻接抵靠壳体组件101的第一构件184的相对的前立面200。
因此，第一阻尼器252可为在壳体组件101的第一构件184与第二构件186之间传递的力（例如，振动和其它力）提供阻尼。第一阻尼器252可弹性地偏移，以便抑制并减小这些力。而且，在一些实施例中，第一阻尼器252可为相对于轴线105径向和/或轴向引导的力提供阻尼。
除了第二阻尼器254可布置在第一构件184与第三构件188之间以外，第二阻尼器254可以与第一阻尼器252大体相似。特别是，如图3中所示，第二阻尼器254可径向邻接抵靠第三构件188的第二外部部分230和第一构件184的第二端196。而且，第二阻尼器254可轴向邻接抵靠第一构件184和第三构件188。因此，第二阻尼器254可为在第一构件184与第三构件188之间传递的径向和/或轴向力提供阻尼。
因此，本公开的阻尼系统250可减小电增压器100的径向和轴向负载。阻尼系统250还可增加电增压器的操作寿命，例如因为可减小轴承232、234上的负载。而且，由于负载减小，因此被包括在电增压器100中的轴承232、234可以是相对成本合算且紧凑的轴承，比如油脂填充的球轴承。此外，阻尼器252、254可补偿任何的轴承不对准。而且，阻尼器252、254可减小定子162的振动。阻尼系统250的温度例如可由在附近的冷却剂沟槽238、240内流动的冷却剂控制。此外，阻尼系统250可允许电增压器100比常规电增压器更加紧凑。此外，阻尼系统250可提供提高的制造效率。例如，阻尼器252、254组装在壳体组件101内会是相对简单的。因此，可以以有效的方式制造并组装电增压器100。
尽管在以上的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，然而应理解的是，存在许多变型。还应理解的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并且不意图以任何方式限制本公开的范围、适用性或构造。而是，以上的详细描述将为本领域技术人员提供用于实施本公开的示例性实施例的便捷路线图。应理解的是，在不偏离所附权利要求中陈述的本公开的范围的情况下，可在示例性实施例中描述的元件的功能和布置结构上作出各种改变。