具有定心特征的隔热屏的制作方法
【专利说明】具有定心特征的隔热屏
[0001]发明背景发明领域
[0002]本披露涉及一种用于内燃发动机的排气涡轮增压器。更具体地，本披露涉及一种用于排气涡轮增压器的隔热屏。
[0003]相关技术的说明
[0004]涡轮增压器是一种与内燃发动机一起使用的强制进气系统。涡轮增压器将压缩的空气传送到发动机进气端从而允许燃烧更多的燃料，因此增加了发动机的马力而没有明显地增加发动机的重量。因此，涡轮增压器允许使用较小的发动机而形成与较大的、正常吸气的发动机相同量的马力。在车辆中使用较小发动机具有减小车辆质量、提高性能并且增强燃料经济性的所希望效果。此外，使用涡轮增压器允许被递送至发动机的燃料更完全燃烧，这有助于实现更清洁环境的这一高度希望的目标。
[0005]涡轮增压器典型地包括:连接至发动机的排气歧管上的一个涡轮机壳体、连接至发动机的进气歧管上的一个压缩机壳体、以及布置在该涡轮机壳体与压缩机壳体之间并将该涡轮机壳体与压缩机壳体联接在一起的一个中央轴承壳体。涡轮机壳体内的一个涡轮机叶轮是由从该排气歧管供应的排气进气流可旋转地驱动的。一个轴在该中央轴承壳体内被径向地支撑用于旋转，并且将该涡轮机叶轮连接至该压缩机壳体内的一个压缩机叶轮上，这样使得该涡轮机叶轮的旋转造成了该压缩机叶轮的旋转。将该涡轮机叶轮与该压缩机叶轮相连接的这个轴限定了一条为旋转轴线的直线。当压缩机叶轮旋转时，它增大了经由发动机进气歧管被递送至发动机汽缸的空气质量流速、空气流密度和空气压力。
[0006]隔热屏被放置在该涡轮机叶轮与该轴承壳体之间。该隔热屏用于保护该轴承壳体免受穿过该涡轮机壳体并驱动该涡轮机叶轮的排放气体的热量的影响。该隔热屏包括接纳该轴的中央开口，由此该隔热屏在组装过程中相对于该轴承壳体在该轴上大致径向地居中。然而，该中央开口是相对较大的，以便在该涡轮增压器的工作过程中准许该隔热屏和轴的热生长。其结果是，在与该轴承壳体的组装过程中，该隔热屏经常在该涡轮增压器内定位不精确。当在该涡轮增压器的组装中将该涡轮机壳体随后组装在该轴承壳体上时，因为该涡轮机壳体妨碍视野，无法确定该隔热屏的径向位置，从而进一步增加了在整个组件内对该隔热屏进行准确定位的难度。
[0007]概述
[0008]在一些方面，涡轮增压器包括轴以及与该轴相连接的涡轮机叶轮，该涡轮机叶轮包括轮毂和具有尖端的叶片。涡轮增压器还包括被布置在该涡轮机叶轮与该轴承壳体之间的隔热屏。该隔热屏包括:一个基底部分，该基底部分包括一个中央开口以用于该轴穿过其中；一个侧壁部分，该侧壁部分形成于该基底部分的径向向外的外周边缘上并且横向于该基底部分延伸；以及一个凸缘部分，该凸缘部分形成于该侧壁部分的与该基底部分间隔开的一端上，该凸缘部分总体上横向于该侧壁部分延伸。该隔热屏包括了在该侧壁部分或凸缘部分上形成的使该隔热屏相对于该轴承壳体定位的表面特征，这样使得该隔热屏在该轴的旋转轴线上是居中的。因为这些表面特征用于使该隔热屏相对于该轴承壳体径向地定位，无论该中央开口的尺寸如何，该隔热屏都可以在组装过程中准确定位，并且无需在将该涡轮机壳体组装在该轴承壳体上的过程中看到该隔热屏。另外，这些表面特征有利地在该涡轮机叶轮附近在该隔热屏与轴承壳体之间提供间隙，这使经由该隔热屏至该轴承壳体的热传导减至最小。
[0009]在某些实现方式中，该隔热屏上的这些表面特征准许该隔热屏适于在具有直径相对较小的面向涡轮机侧鼻部的轴承壳体上使用。例如，出于经济上的原因，有利的是能够使用具有给定的涡轮机壳体的大小不同的轴承壳体，这允许在生产过程中充分利用所有可用库存。因此，在某些情况下，直径比通常与该指定的涡轮机壳体相匹配的直径更小的轴承壳体与该指定的涡轮机壳体相匹配。该隔热屏上的这些表面特征被配置成在尺寸不匹配的情况下准许该隔热屏在该指定的涡轮机壳体上准确地定中心。
[0010]在一些方面，这些表面特征包括在该凸缘中形成的轴向突出的脊。该脊被接纳在形成于该轴承壳体中的圆周凹槽内，借此该隔热屏相对于该轴承壳体被定位。
[0011]在一些方面，这些表面特征包括沿着该侧壁的圆周等距地间隔的径向向内延伸的凸起。这些凸起的径向面向内的表面抵靠该轴承壳体的一个径向面向外的表面，借此该隔热屏相对于该轴承壳体被定位。
[0012]有利地，在此所述的这些隔热屏可以通过冲压工艺形成，借此使制造成本减至最少。
[0013]在一些方面，涡轮增压器包括:被可旋转地支撑在轴承壳体内的轴、布置在涡轮机壳体中并与该轴相连接的涡轮机叶轮、以及隔热屏。该隔热屏包括:径向延伸的基底，该基底具有接纳该轴的中央开口 ；与该径向延伸的基底轴向偏置的径向延伸的凸缘；以及介于该基底与该凸缘之间的轴向延伸的侧壁。该侧壁具有与该基底的径向最外端相连接的第一端、以及与该第一端相反并与该凸缘的径向最内端相连接的第二端。该隔热屏包括了在该侧壁和凸缘的一者上形成的使该隔热屏相对于该轴承壳体定位的表面特征，这样使得:i)该隔热屏在该轴的旋转轴线上是居中的；ii)在该侧壁的径向面向内的表面与该轴承壳体之间具有第一径向间隙；iii)在该基底的面向涡轮机壳体的表面与该轴承壳体的面向涡轮机叶轮的表面之间具有轴向间隙；以及iv)在该中央开口与该轴承壳体、该轴和该涡轮机叶轮之间具有第二径向间隙。
[0014]该涡轮增压器可以包括以下特征中的一个或多个:这些表面特征包括一个在该凸缘中形成的轴向突出的脊，该脊被接纳在形成于该轴承壳体中的圆周凹槽中，借此该隔热屏相对于该轴承壳体被定位。该轴向突出的脊在该凸缘的面向轴承壳体的表面上是凸的，并且在该凸缘的面向涡轮机壳体的表面上的是凹的。该脊在周向上是连续的。该脊是在该凸缘与该侧壁邻接的位置上形成的。这些表面特征包括沿着该侧壁的圆周间隔开的径向向内延伸的凸起，这些凸起的径向面向内的表面抵靠该轴承壳体的径向面向外的表面，借此该隔热屏相对于该轴承壳体被定位。该凸起在周向方向上的尺寸相对于该侧壁的周向尺寸是较小的。该侧壁的周向尺寸与该凸起的周向尺寸的比值在20至100的范围内。这些凸起具有V形形状，这样使得各凸起与该轴承壳体之间的接触是沿着一条线发生的。
[0015]在一些方面，涡轮增压器包括:被可旋转地支撑在轴承壳体内的轴、布置在涡轮机壳体中并与该轴相连接的涡轮机叶轮、以及隔热屏。该隔热屏包括:径向延伸的基底，该基底具有接纳该轴的中央开口 ；与该径向延伸的基底轴向偏置的径向延伸的凸缘；以及介于该基底与该凸缘之间的轴向延伸的侧壁。该侧壁具有与该基底的径向最外端相连接的第一端、以及与该第一端相反并与该凸缘的径向最内端相连接的第二端。该隔热屏包括了在该凸缘上形成的使该隔热屏相对于该轴承壳体定位的表面特征。这些表面特征包括了在该凸缘中形成的轴向突出的脊，该脊被接纳在形成于该轴承壳体中的圆周凹槽中，借此该隔热屏相对于该轴承壳体被定位。
[0016]该涡轮增压器可以包括以下特征中的一个或多个:该轴向突出的脊在该凸缘的面向轴承壳体的表面上是凸的，并且在该凸缘的面向涡轮机壳体的表面上的是凹的。该脊在周向上是连续的。
[0017]在一些方面，涡轮增压器包括:被可旋转地支撑在轴承壳体内的轴、布置在涡轮机壳体中并与该轴相连接的涡轮机叶轮、以及隔热屏。该隔热屏包括:径向延伸的基底，该基底具有接纳该轴的中央开口 ；与该径向延伸的基底轴向偏置的径向延伸的凸缘；以及介于该基底与该凸缘之间的轴向延伸的侧壁。该侧壁具有与该基底的径向最外端相连接的第一端、以及与该第一端相反并与该凸缘的径向最内端相连接的第二端。该隔热屏包括了在该侧壁上形成的使该隔热屏相对于该轴承壳体定位的表面特征。这些表面特征包括沿着该侧壁的圆周间隔开的径向向内延伸的凸起，这些凸起的径向面向内的表面抵靠该轴承壳体的径向面向外的表面，借此该隔热屏相对于该轴承壳体被定位。
[0018]该涡轮增压器可以包括以下特征中的一个或多个:该侧壁的周向尺寸与该凸起的周向尺寸的比值在20至100的范围内。该隔热屏包括三个凸起。
[0019]附图的简要说明
[0020]本发明的优点将是容易了解的，因为这些优点通过参照以下详细说明在结合附图考虑时将变得更好理解，在附图中:
[0021]图1是包括被布置在该涡轮