专利名称：压缩机级装配锁的制作方法
技术领域：
(技术领域)
本发明涉及涡轮增压器压缩机组件，具体来说涉及用于将一个涡 轮增压器级部件(如压缩机组件)连接到另一个级部件(如第二压缩机 组件或涡轮增压器中心壳体旋转组件)上的装置。
相关技术描述
注意以下讨论涉及多个按作者及出版年份分类的出版物。因为出 版于近期，所以某些出版物并不认为是相对于本发明的现有技术。本 文提供的对此类出版物的讨论是为了更完整的背景，而并不解释为承 认此类出版物是用于专利性确定目的的现有技术。
用于将进入内燃机的进气气流加压或增压的涡轮增压器包括若 干级部件例如排气涡轮，从发动机的排气被引导通过该排气涡轮，以 使得排气涡轮在涡轮增压器壳体内旋转。典型地，排气涡轮通过中心
壳体旋转组件("CHRA")中的轴连接到布置于压缩机壳体内的径向空 气压缩机叶轮上，以使得当排气涡轮转动时，压缩机叶轮也在压缩机 壳体内转动，并导致进气轴向地进入压缩^/L壳体，穿过叶轮，然后在 进入压缩机壳体蜗壳(volute)前改变方向经过扩散器。进气在被加压或 增压后离开涡轮增压器，以与燃料混合后送向发动机燃烧室。
涡轮增压器级组件典型地通过夹板、螺栓等相互连接在一起。例 如，压缩机壳体典型地用夹板和螺栓连接到CHRA上。此类装配需要 若干分离的涡轮增压器部件以及随后注意所有紧固件要求的装配扭 矩。因此，由于向装配紧固件施加不适当的扭矩，结果可能存在劣质 装配的情况。另外，由于使用夹板和螺栓也会导致更大的涡轮增压器装配成本，并且与螺紋孔相关的更大的制造成本。
因此，需要一种便宜且精确的装置来将涡4仑增压器级相互装配在 一起。不同于需要特定装配扭矩的螺栓及其他紧固件，典型地在如今
很多应用之中卡环(snapring)的使用，包括"马蹄"形卡环，如果能够 适当地运用在涡轮增压器系统的装配中，利用起来将会更简便且更便 宜。
发明简述
本发明通过使用部分地布置于第 一 涡轮增压器级中的圓周凹槽 内且部分地布置于第二涡轮增压器级中的圆周凹槽内的扣环(retaining ring),提供了一种涡轮增压器级装配锁，来将第一涡轮增压器级配合 到第二涡轮增压器级上。
因此，本发明的一个实施例包括涡轮增压器组件，该组件包括具 有环形凹槽的第一涡轮增压器级，布置于该环形凹槽中的扣环，所述 扣环具有可调节的圆周，以及邻近该第 一涡轮增压器级的第二涡轮增 压器级，所述第二涡轮增压器级具有配合凹槽，扣环安装到该配合凹 槽内以使环形凹槽与配合凹槽配合，从而将第一涡轮增压器级紧固在 第二涡轮增压器级上。
本发明的另一个实施例包括一种用于相互连接涡轮增压器级的 方法，该方法包括在第一涡轮增压器级中布置环形凹槽；在环形凹槽 内布置具有可调节的圆周的扣环；在第二涡轮增压器级中布置配合凹 槽；将第一涡轮增压器级与第二涡轮增压器级装到一起，并且同时改 变该扣环的圓周，当环形凹槽与配合凹槽会合时，通过快速就位(snap into position)而允许扣环恢复其原有圓周，以〗吏得扣环部分地位于环形 凹槽内且部分位于配合凹槽内，从而将第一涡轮增压器级连接到第二 涡轮增压器级上。
本发明的一个目的是提供一种有效且简便的装置来将第一涡轮 增压器级部件连接至第二涡轮增压器级部件。本发明的一个优点是装配及部件的成本降至最低。 本发明的其他目的、优点、新颖特征及进一步的应用性范围将会 结合附图在以下的详细描述中部分地陈述，并且部分地通过对下文的 分析而对于本领域的技术人员变得显而易见，或者也可通过实践本发 明而了解。
出的手段及组合来实现和获得<
附图的若干视图的简要描述 附图结合在说明书中并形成说明书的一部分，其图示本发明的一 个或多个实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。附图仅用 于图示本发明的一个或多个优选实施例的目的，并不解释为限制本发
明。在附图中
图l是现有技术的涡轮增压器的横截面视图2是本发明的 一个实施例的横截面放大视图，显示了涡轮增压 器的压缩机壳体，其包括用于将压缩机壳体紧固到背板上的扣环;
图3是本发明的 一个实施例的横截面放大视图，显示了涡轮增压 器背板，其包括用来将涡轮增压器压缩机紧固到背板上的扣环；
图4A是本发明的实施例的横截面视图，显示了两级压缩机组件， 其中两个压缩机^f吏用扣环连接；以及
图4B是图4 A的实施例的放大视图。
本发明详细描述 本发明提供了 一种涡轮增压器装配锁，其包括扣环和圆周凹槽， 用来将涡轮增压器级(即级部件)相互连接，例如但并不限于压缩机、 涡轮和/或中央壳体旋转组件。因而，本发明包括布置于涡轮增压器级 中的扣环和凹槽，用来将涡轮增压器级相互连接。例如，本发明的一
个实施例包括扣环，其将压缩机级连接至中央壳体旋转组件 ("CHRA")。而且，本发明的扣环也能应用于单级压缩机和两级压缩
6机組件。如在本文的说明书和权利要求中所用，用语"一"、"一个" 以及"该"意为一个或多个。
因此，虽然描述与附图出于说明性的目的描绘了一个压缩机级到 另 一个涡轮增压器级的连接，但可以理解使用本发明的其他涡轮增压 器级部件的连接/装配也在本发明的范围之内。
转向附图，
图1显示了现有技术的涡轮增压器組件100,其中涡轮 110连接至CHRA 150，并且压缩机101通过压缩机壳体102的连接而连 接到CHRA 150，压缩机壳体102用螺栓108和夹板109紧固在背板106 上。
在本发明的所有实施例中，用扣环代替螺栓108和夹板109，该扣 环是卡环，根据本发明，该扣环包括位于其圆周结构中的开口或裂口， 以使得其圓周可以通过被强制打开而扩张，或者通过被强制闭合而收 缩，之后在释放强制其打开或闭合的压力后，扣环恢复到其原始的形 状。因此，扣环包括易变地可调节的圆周。扣环布置在第一涡轮增压 器级的周向凹槽之中，本文称作"环形凹槽"。第二涡轮增压器级也 包括周向凹槽，本文称作"配合凹槽，，。在涡轮增压器级进行配合后， 扣环部分地位于环形凹槽内并且部分地位于配合凹槽内。如本文在i兌 明书及权利要求中所用，用语"凹槽，，表示或意指具有底部、两个大 致相对的侧边及与底部相对的开口的凹槽。
图2图示了本发明的一个实施例，其中压缩才几201(第一压缩才几级) 的壳体202包括环形凹槽218(为本文的一致性，第一压缩机级是包括环 形凹槽的压缩机级)，在将壳体202装配到背板206上之前，先将扣环220 布置到该环形凹槽218内。背板206(第二压缩机级、CHRA的一部分) 包括配合凹槽228。为了装配，将压缩机壳体202与背板206放到一起(例 如，将压缩机壳体202移到背板206上)，使得扣环220被强制打开。扣 环220的圆周的增加由环形凹槽208来容纳，环形凹槽208具有足够的 深度以容纳扣环220的扩张。如图所示，扣环布置成使得其圆周沿着 大致与给定涡轮增压器级的纵向中心轴线垂直的平面定向，尽管定向也可能根据应用而变化。优选地，提供圆周斜面或斜角204以协助扣 环220的扩张。然后扣环220滑动至背板206上直到其到达配合凹槽 228,随之扣环220迅速跳回其原有形状/圆周尺寸，以使得其位于环形 凹槽218与配合凹槽228两者之内，从而将壳体202紧固到背板206上。 因此，扣环220与环形凹槽218以及配合凹槽228配合，从而将第一涡 轮增压器级配合到第二涡轮增压器级上。
在如图3所示的另 一实施例中，环形凹槽的位置与图2中所示的位 置相反，但在其它方面在概念上与图2中所示的类似。在此实施例中， (第一压缩机级的)背板306包括背板环形凹槽328,在将压缩机301的壳 体302装配至背板306上之前，先将扣环320布置到该环形凹槽328内。 压缩机301(即第二压缩机级)包括配合凹槽318。为了装配，将压缩机 壳体302推至背板306上，以使得扣环320被强制闭合从而减小其圆周， 并且扣环圆周的改变进一步被环形凹槽328容纳。优选地，提供圆周 斜面或斜角304以当两个涡轮增压器级部件移到一起时协助扣环320 的收缩。然后扣环320沿壳体302滑动直到其到达配合凹槽318，随之 扣环320迅速跳回其原有形状。
在如图4A和4B所示的实施例中(图4B是图4A中用"B"标明的区 域的放大视图)，显示了两级压缩机组件400，其中第一压缩机401(低 压压缩机)根据以上关于图2和图3中所描述的相同的概念连接至第二 压缩机402(高压压缩机)。在图4A和4B中，压缩机401的壳体411包括 环形凹槽428,在将压缩机401装配至压缩机402之前，先将扣环420布 置于该环形凹槽428内。压缩机402的壳体412包括配合凹槽418。当压 缩才儿401与压缩才几402会合时，扣环420净皮压缩以使其圆周缩短，直到 扣环420到达配合凹槽418 ，随之扣环420迅速跳回其原有形状/圆周。 优选地，提供圆周斜面或斜角404以当两个涡轮增压器的压缩机壳体 移到一起时协助扣环420的收缩。如同图2相对于图3，凹槽的定向也 可以与图4A和4B中所示的相反。
优选地，防泄漏密封件和/或载荷部件，如分别于图2与图3中显示的0型环226和0型环326，以及于图4B中显示的0型环426与密封板 436，被布置于第一涡轮增压器级与第二涡轮增压器级的接合处以密 封各自压缩机级而防止泄漏和/或用作弹簧或栽荷部件。备选地，密封 /载荷部件可以包括弹簧状的装置，例如但不限于Bellevme弹簧(或垫 圈)或其他本领域已知的其它部件来执行密封和/或载荷功能。而且， 也可以提供定向部件，例如但不限于销(未示出)，以确保涡轮增压器 级部件相互之间适当的定向。
本发明通过消除典型的夹板和紧固螺栓而减少了涡轮增压器部 件的数目并降低了成本。由于利用本发明时既不需要螺紋孔也不需要 装配夹板与螺栓，还可以实现额外的成本缩减，从而减少机加工及涡 轮增压器装配的时间(即装配周期)。另外，由于实施本发明不要求紧 固件装配扭矩，提升了涡轮增压器的装配质量。
本发明还提供了涡轮增压器级的防篡改装配。考虑到涡轮增压器 典型地是内燃机排放控制系统的一个整体部件，当强加排放控制要求 时，有时防篡改是所期望的。
通过替换本发明在前述的实例中所使用的 一 般或特别描述的部 件、机构、材料和/或运行条件，前述的实例可以相似的成果而重复。
官
详细描述，但其他实施例也能实现相同的结果。本发明的变化及更改 对于本领域的技术人员来说是显而易见的，并且所有此类更改其及等 价物意在由所附权利要求覆盖。所有以上引用的参考、申请、专利以 及出版物的完整公布于此通过引用而结合。
权利要求
1. 一种涡轮增压器组件，包括具有环形凹槽的第一涡轮增压器级；布置于所述环形凹槽中的扣环，所述扣环具有可调节的圆周；以及邻近所述第一涡轮增压器级的第二涡轮增压器级，所述第二涡轮增压器级具有配合凹槽，所述扣环装入所述配合凹槽以配合所述环形凹槽与所述配合凹槽，并且将所述第一涡轮增压器级紧固到所述第二涡轮增压器级上。
2. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述组件还包括位 于所述第一涡轮增压器级与所述第二涡轮增压器级的接合处的栽荷 部件。
3. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二涡轮增压 器级还包括圆周斜角，当所述第一涡轮增压器级朝所述第二涡轮增压 器级移动时，所述圆周斜角便于所述扣环的圆周的变化。
4. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一涡轮增压 器级包括压缩机。
5. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二涡轮增压 器级包括压缩机。
6. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一涡轮增压 器级包括涡轮增压器中央壳体旋转组件。
7. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二涡轮增压 器级包括涡轮增压器中央壳体旋转组件。
8. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一涡轮增压 器级包括涡轮增压器涡轮。
9. 如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二涡轮增压 器级包括涡轮增压器涡轮。
10. —种用于相互连接涡轮增压器级的方法，该方法包括在第一涡轮增压器级中布置环形凹槽；在该环形凹槽中布置具有可调节的圆周的扣环；在第二涡轮增压器级中布置配合凹槽；使该第一涡轮增压器级与该第二涡轮增压器级会合，并且 同时地改变该扣环的圓周，当该环形凹槽与该配合凹槽会合时，通过 快速就位而允许该扣环恢复其原有圆周，使得该扣环部分地位于该环 形凹槽内且部分地位于该配合凹槽内，从而将该第一涡轮增压器级连 接到该第二涡轮增压器级上。
全文摘要
本发明涉及包括扣环的涡轮增压器装配锁，该扣环部分地布置于第一涡轮增压器级部件的圆周凹槽内且部分地布置于第二涡轮增压器级部件的圆周凹槽内，使得涡轮增压器级相互紧固地连接。
文档编号F01D25/24GK101484664SQ200780025220
公开日2009年7月15日 申请日期2007年5月7日 优先权日2006年5月8日
发明者A·F·麦格劳, C·O·米德, S·P·马丁 申请人:霍尼韦尔国际公司