专利名称：压缩机扩散板的制作方法
技术领域：
本文所公开的主题总体上涉及用于内燃发动机的涡轮机械，特别是压缩机扩散板和组件。
背景技术：
离心式压缩机通常包括将流体引到扩散器然后到蜗壳的压缩机叶轮。通常扩散器由两个部件的表面限定，比如压缩机壳体的表面和压缩机背板的表面。对于涡轮增压器来说，压缩机背板可以是附接到中间壳体的或者被构造为中间壳体的一体构造的部件。无论是哪种，在运行期间，热能从被引向涡轮机的废气通过中间壳体流到压缩机，这进而会增加流过压缩机的流体的温度。一般而言，温度的增加导致压缩机效率的降低。另外，当涡轮增压内燃发动机采用废气再循环(EGR)运行时，在各种布置中，废气被引到压缩机的上游。这种EGR布置对压缩机和相关部件是有害的。·
本文中所描述的各种技术涉及那些具有例如特别是在组件暴露给废气携带的热和成分时能提高压缩机性能和寿命的扩散板的组件。
通过参考下面结合附图中所示示例而进行的详细说明，能更完整地理解本文所描述的各种方法、设备、组件、系统、布置等等，以及它们的等同方式，其中图I是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的示意图；图2是包括扩散板示例的涡轮增压器组件的示例的截面图；图3是包括扩散板示例的组件的示例的系列视图；图4是图3的扩散板的示例在未压缩状态和压缩状态下的系列视图；图5是图3组件的一部分的截面图；图6是图5部分的放大截面图；图7是图5部分的另一个放大截面图；图8是包括一个或多个由扩散板部分限定的空隙或间隙的组件的示例的系列视图；图9是扩散板示例的截面图以及各个区域和一些处理或制造技术示例；图10是包括使可变形扩散板变形的方法的框图。
具体实施例方式本文中所出现的各种示例涉及一种可以被定位在压缩机组件的部件之间的可变形扩散板。这种板可以包括设置在绕中心轴线的内径上的内缘；设置在外径上的外缘，外缘相对内缘被移动一个轴向距离；设置在内缘和外缘之间的可变形段；和用于实现所述外缘相对于所述内缘的被迫轴向位移的弹簧常数，所述弹簧常数至少部分地由所述可变形段提供。
关于扩散板的弹簧特性，可以参考定义所谓的盘簧的等式(例如由DIN标准规定的)。在本文的各个实施例中，扩散板可任选地包括支点接触面；请注意，对于传统的盘簧而言，接触通常仅发生在内缘和外缘。所以，描述传统盘簧的行为的等式可能需要一些变化来适用于围绕着接触支点接触面的支点变形的扩散板。如本文所述，在未压缩(未变形)状态下，扩散板的外形不足以限定扩散器，其只有在压缩(变形)时才能获得足够的外形。在各个实施例中，可变形扩散板包括具有大致上呈S形截面的设置在板的内缘和外缘之间的可变形段。这个段可能被定位成收纳压缩机叶轮，特别是压缩机叶轮的外缘。例如，板的S形段可以是一种以能在板和压缩机叶轮之间产生间隙的方式轴向升高的过渡部。在这种示例中，板的外形至少部分地构成扩散器(例如，与压缩机壳体的轮廓表 面相结合)。在各个实施例中，扩散板可以提供一个或多个阻碍热传递的空隙(例如，空气空隙)。一般地，在涡轮增压器的运行期间，来自废气的热能被传递给压缩机，这会降低压缩机效率。所以，在部件之间提供一个或多个间隙(或空隙)的扩散板能降低传递给压缩机的热能(例如，沿着扩散器流动路径，蜗壳流动路径等等)。如本文所述，扩散板可以由一种或多种能提供各种特性中的任一种的材料制成。例如，一种构成材料可以是不锈钢或能成形为具有足够刚度(例如，通过弹性模量来表征)的外形的其他材料。在各个实施例中，扩散板的外形和刚度允许弹簧动作给接合处(例如，螺栓接合)施加一个预载荷。材料可以任选地被施加到表面或者形成在表面上。如本文所述，一种处理工艺可以使扩散板(例如至少板的一部分)具有抗油、减少腐蚀、改变热传递、改变边界层形成等等特性。例如，溶胶-凝胶工艺可以在扩散板的表面上沉积溶胶-凝胶层(例如，可以考虑金属氧化物)，其中所述溶胶-凝胶层提供一种或多种有益的特性(例如，排斥疏水化学物的亲水性)。再例如，可以考虑无电镍沉积或镀层。无电镀镍(EN镀)是一种用于在表面上沉积一种材料层比如镍-磷化物或镍-硼化物的自动催化化学技术。再例如，超级精加工技术可以用于使扩散板具有超级光洁度(例如纳米光洁度)，有助于防止腐蚀、积垢、形成沉积等等。如本文所述，通常在安装之前进行处理工艺，但是可以选择在扩散板安装(例如，夹持)之后进行(例如，通过流动的处理流体，施加电荷等等)。另外，可以根据变形的量对扩散板的一部分进行处理。例如，如果一种处理会致使表面容易开裂，那么这种处理就被应用到扩散板变形最小的那部分。再有，一种材料可以通过处理工艺被施加，然后被精加工(例如抛光等等)使其具有所需的流动特性或其他特性。如本文所述，扩散板可以被彩色打码、贴标签等等，以便于正确的组装(例如蓝色点表示扩散器侧，红色点表示中间壳体侧)。下面，通过对部件、组件、方法等等的各个实施例来描述涡轮增压发动机系统的实施例。涡轮增压器经常被用于增加内燃发动机的输出。参见图1，常规的系统100包括内燃发动机110和涡轮增压器120。内燃发动机110包括收纳一个或多个燃烧室的发动机缸体118，燃烧室可操作地(例如通过活塞)驱动轴112。如图I所示，进气口 114提供空气进入发动机本体118的流动路径，而排气口 116提供废气从发动机本体118的流动路径。如图I所示，涡轮增压器120包括空气入口 134、轴122、压缩机124、涡轮机126、壳体128和废气出口 136。壳体128被设置在压缩机124和涡轮机126之间，因此可以被称为中间壳体。轴122可以是一种包含各种部件的轴组件。在运行期间，涡轮增压器120通过使废气流过涡轮机126从内燃发动机110的废气中抽取能量。如图所示，涡轮机126的涡轮机叶轮127的旋转可驱动轴122旋转，进而带动压缩机124的压缩机叶轮125 (例如，推进器)压缩发动机110的入口空气并提高其密度。通过引入最佳的燃料量，系统100能从发动机100抽取更接近当量的功率输出(例如，相比同样排量的非涡轮增压发动机而言)。对于控制废气流，在图I的示例中，涡轮增压器120包括可变几何单元129和废气门阀135。可变几何单元129可以控制废气到涡轮机叶轮127的流动。废气门阀(或者简称为废气门)135被定位在涡轮机126的入口附近，其能被控制以允许来自废气出口 116的废气旁通绕过涡轮机叶轮127。另外，为了提供废气再循环(EGR)，这种系统可以包括将废气引到吸气路径的管道。如图I所示，废气口 136包括分支115，可通过阀门117控制经过分支115到空气入口路径134的流动。在这种布置中，废气在压缩机124上游被提供，所以废气将会接触压缩机124的各种部件。在某些极端运行条件下(例如，在所谓的低压EGR发动机运行期间)，发动机废气和相关的成分(例如酸性成分)能进入涡轮增压器120的压缩机级。所述成分的存在会导致例如暴露的中间壳体部分的腐蚀，或者例如由于残余的油沉积在中间壳体扩散器表面上导致的积垢。这些有害的过程降低压缩机级的效率，尤其在它们导致温度升高(例如，由于摩擦增加、热传递改变或者其他现象)时。而且，升高的温度可能导致结焦或其它使沉积物固着的反应。
一般地，EGR是一种已被验证的通过降低最高气缸燃烧温度(例如，燃烧率)和降低燃烧缸中氧气分压来减少内燃发动机中的NOx的方法。如前所述，EGR可包括将一部分废气转移到进气歧管，在那里再循环的废气在吸入空气进入燃烧缸之前与之混合。其它实现EGR的技术包括气门控制，例如操作燃烧缸的废气门保留至少部分废气。两种依靠通过一个或多个路径进行再循环的技术被称为高压EGR和低压EGR。高压EGR有时被称为“短路径”EGR(SREGR)，而低压EGR有时被称为“长路径”EGR(LREGR)。参见图1，当再循环废气进入涡轮机126下游的管道115时，相比涡轮机126上游的废气，它具有“低压”。在SREGR布置中，涡轮机126上游的废气可以具有足够高的压力从而被引到压缩机124下游的吸气口 114。明显地，在这种布置中，废气很少会沿相反方向流动并接触压缩机124。所以，由于LREGR包括在压缩机上游提供废气，因此就会产生压缩机和相关部件的侵蚀、腐蚀、耐久等等问题。例如，密封漏气(例如发动机、涡轮增压器或者两者)产生的油和灰粒可能沉积在压缩机或相关表面上，它们可能使表面发生燃烧和积垢。再例如，认为废气是能腐蚀压缩机或相关表面的酸性环境的部分原因。所以，LREGR的各个方面都导致压缩机效率的降低。为了解决LREGR的相关问题，有些系统具有冷却器、过滤器或其他设备。例如，为了解决加热，冷却器可以在废气在压缩机上游进入之前从废气中抽取热量。类似地，为了去除至少部分杂质(例如，颗粒物)，过滤器被沿着在LGEGR的路径设置。如本文所述，扩散板可以被用于减少LGEGR的至少部分不利的方面。如本文所述，扩散板可以选择地和废气冷却器、废气过滤器等等组合实施。图I中，控制器190的一个示例被示出为包括一个或多个处理器192、内存194和一个或多个接口 196。这种控制器可以包括电路比如发动机控制单元的电路。如本文所述，可以选择结合控制器来实施各种方法或技术，例如，通过控制逻辑。控制逻辑以一个或多个发动机运行状况为基础(例如涡轮转速、发动机转速、温度、负载、润滑剂、冷却等等)。例如传感器可以通过一个或多个接口 196给控制器190传递信息。控制逻辑以这些信息为基础，然后控制器190输出控制信号控制发动机运行。控制器190可以被构造为控制润滑剂流动、温度、可变几何组件(例如可变几何压缩机或涡轮机)、废气门、废气再循环阀、电马达，或者与发动机、涡轮增压器(或多个涡轮增压器)相关的一个或多个其他部件。如果系统包括LREGR和SREGR，这种控制器可以被构造为选择运行两者之一或两者来实现所需要的结果。另外，如果系统包括能被控制以实现与排气延迟相关的正时、升程等等的阀门，那么控制器190可以被构造为任选地以一个气缸一个气缸的方式来实现所需的排气延迟。图2示出了涡轮增压器组件200的示例，包括由设置在在压缩机240和涡轮机260之间的壳体280内的轴承230支撑的轴220。在图2的示例中，组件200还包括由轴承230接收的定位销235和设置在壳体280的压缩机侧的孔中的推 力环270。压缩机240包括限定蜗壳245并且容纳通过螺母246固定到轴220上的压缩机叶轮244的压缩机壳体242。另外，扩散板290被示出为夹持在壳体242和壳体280之间，从而至少部分地限定扩散器表面247。图2中，示出了包括涡轮机叶轮264的涡轮机260。如本文所述，壳体280或壳体242可以是由各种部件组装的组件。例如，壳体280可以任选包括压缩机侧部件(例如，考虑被构造为背板并具有安置扩散板290的凹部的部件)。在图2的示例中，壳体280包括润滑剂入口 281和润滑剂出口 289。润滑剂从入口 281经过一个将润滑剂引到一个沿壳体280的轴向圆孔286敞开的腔室的圆孔282流到出口 289。如图所示，出口 289收集从轴承230或其周边流过的润滑剂，润滑剂可被冷却、过滤等等，最后再循环到入口(例如，通过内燃发动机的润滑剂泵)。为了辅助润滑剂的流动，入口 281和出口 289与重力方向对齐。图3示出组件300及其部分部件的示例的各个视图。在放大截面图中，示出了扩散板390被夹持在压缩机壳体340和中间壳体380之间。两个壳体的夹持可以通过任何机构实现。例如，环、栓、夹子等等可以使两个壳体以一种将扩散板390夹在两者中间的方式彼此附接。放大截面图中还示出了压缩机叶轮310、轴320、轴承330和推力环370。在运行期间，叶轮310的旋转将空气压缩并将空气(例如，或者空气和废气)引到由壳体340的表面343部分限定的扩散器347，然后到由壳体340部分限定的蜗壳345。在图3的示例中，扩散板390从叶轮310的外径以内延伸到蜗壳345的外径以外。所以，扩散板390提供一个部分限定扩散器347并部分限定蜗壳345的表面。在这种结构中，扩散板390基本上覆盖了本来会暴露给流过扩散器347和蜗壳345的流体的那部分壳体380。如本文所述，扩散板390能例如保护壳体的表面不积垢，保护壳体的表面不被腐蚀，减少来自壳体的热传递等等。在扩散板390的顶视图中，外缘391、升高的环形段392、中间段393、过渡段394、下沉的环形段395和内缘396被示出。扩散板390的截面图示出了该板处于未压缩(未变形)状态。在扩散板390的截面图下面，壳体380的部分截面图示出了由升高的环形脊381限定的凹部、过渡到环形表面383的外缘382、到下沉环形表面385的过渡部384、上升到终止于设置在内径(例如，限定一个被构造为与推力环370配合的圆孔)处的边缘388处的轮廓环形表面387的内缘386。如图3所示，凹部包括支点389，它可以是一种被构造为在板390放置在凹部中或者板被压缩时(例如，通过将板夹持在两个部件之间)接触扩散板390的支点接触表面的环形表面。在截面图中示出了处于未压缩状态下的扩散板390设置在壳体380的凹部内，支点389没有接触到板390。在这个示例中，板390在接触支点389之前可以被部分压缩(例如，自由变形)。当接触到支点389后，板390的压缩动力学被改变。如本文所述，一个部件可以包括一个或多个和扩散板相互作用的支点，例如从而对板塑形、提供偏置特性、提供空气间隙或气隙等等。如前所述，任何一种机构都可以被用来附接部件从而将扩散板夹住。如本文所述，扩散板能提供预载荷力来偏置夹持力。这种布置可减少例如用于将压缩机壳体附接到其他壳体所用的螺栓数量，因为扩散板能围绕圆周更均匀地分布力。另外，扩散板可以提供绕圆周的密封，否则密封仅通过拧紧固定螺栓或其他机构来确保壳体之间的接触来实现。例如，可以考虑一种带有两个壳体的布置，壳体被构造为接收三个以120度间隔的螺栓，拧紧螺栓来夹住扩散板，扩散板在两壳体之间形成密封。再有，因为扩散板可作为弹簧，所以它有助于保持压缩机壳体上的夹持载荷。如本文所述，扩散板的刚度和外形可以被优化以保证螺栓保持载荷被增强(例如，弹簧动作有助于螺栓保持载荷)。图4不出了带有不同尺寸的图3的扩散板390的未压缩截面图和压缩截面图。对于带有轴向坐标z (Z轴)和径向坐标r的圆柱坐标系来说，在未压缩状态下板390具有轴向高度Λ Zu。，而在压缩状态下板390具有轴向高度ΛΖ。。一般地，板390通过固定一个表面并对其他表面施力可被压缩。例如，下沉环形段395的表面被固定(例如和壳体接触)同时力被施加给升高环形段392的表面。再有，如前所述，在设置支点的情况下，板390可以在一个或多个支点接触点或接触面(例如，被设置在内缘396和外缘391之间)上接触支点，然后支点响应所施加的足以减少其轴向高度(例如考虑外缘391和内缘396之间的轴向距离)的力而改变板390的外形。如图4所示，板390的径向尺寸包括外缘391的半径和内缘396的半径。一般地， 在压缩状态下(r。)板390的外缘391的半径可以稍微大于在未压缩状态下(rue)的外缘的半径。这种差距可以至少部分地用角度 来表征，该角度被定义在穿过内缘396上的点和外缘391上的点的直线与中心轴线(z轴)之间。如图4所示，被压缩角度O。大于未压缩角度(例如，被压缩角度更接近垂直于z轴)。对于内缘396，它的半径可以在压缩时稍微变化(例如不等于rc_c)。对于扩散板的弹性特性的一个近似方程式可以是F = _kA z，这里z是轴向尺寸，而k是弹簧常数。在采用支点对扩散板进行塑形的情况下，根据上述近似方程式，可以任选地用不止一个弹簧常数来表征所述板。例如，扩散板可以具有一个自由变形的弹簧常数和另一个关于支点接触面的变形的弹簧常数。虽然图4的示例示出板390具有大致均一的厚度，如本文所述，板也可以具有变化的厚度，从而产生有益的特性(例如，弹性特性、磨损特性、装配特性等等)。图5示出了图3的组件300的截面图，点划线表示板390处于未压缩状态，而虚线表示图6和7所示的部分。图6示出了包括部分压缩机叶轮310的组件300的截面图。如图所示，压缩机叶轮310包括外缘314 (例如，设置在叶轮外径上)和轴向向上并径向向外延伸到外缘314的下表面315。空心箭头表示响应于所述施加的足以改变板390轴向高度的作用力(例如，迫使板390的外缘391轴向向下)，扩散板390的大致S形部分在形状上发生的变化。在图6中，壳体340示出为具有通向表面343的轮廓保护面344。如本文所述，扩散器可以被定义为在压缩机叶轮的外缘半径处开始并在蜗壳的半径处终止。所以，对于组件300来说，扩散器345可具有一个轴 向高度不断缩小的环形部分，其紧接着一个连接蜗壳的轴向高度基本恒定的环形部分。另外，板的大致S形部分可以定义扩散器的一个表面，任选地此时S形在径向距离大致等于压缩机叶轮外缘半径的地方开始其轴向升高。在该示例中，S形定义一个在板和压缩机叶轮外缘之间的间距，该间距在板被压缩时会减小(比较虚线和实线)在图6的示例中，四个垂直箭头表示扩散器345的轴向高度，其由壳体表面343或344以及板390的一部分393定义，因为该部分393从板390的过渡部分394径向向外延伸。如图6所示，实心圆点表示壳体380的支点389和板390的支点接触面397之间的接触点。如点划线所示，在板390接触支点389之前板390发生部分压缩。另外，另一个接触点由实心圆表示，在那里壳体380的下沉环形表面385和板390的下沉环形段395接触。如图6中示例所示，在壳体380的凹槽的内缘386和板390的内缘396之间有间隙。如前所述，该间隙在板390被压缩时会稍微变化(例如，响应于内缘396的半径的变化)。图7不出了组件300的截面图，其包括了一个限定蜗壳345的外表面的压缩机壳体340的一部分。在图7中，壳体340包括接触壳体380的环形脊381的表面341，以及接触板390的升高环形段392的表面342。在组装期间，表面342和升高环形段392之间的接触发生在表面341和环形脊381之间的接触之前。如本文所述，壳体340的表面342和壳体380的下沉环形表面385可以被称为夹持表面。图7示出了各种尺寸，包括角度Φ和轴向尺寸ΔΖ和Λζκ。角度Φ表示板390的下沉表面在压缩时发生的角位移，通常是很小的角度(例如，可选地大约5度或更小)，而尺寸Δ ζ表不板390的上表面在压缩时的轴向位移。尺寸Δ zR表不壳体380的环形脊381的凹部深度或高度，或者都表示。如本文所述，扩散板的一个段(例如升高环形段)可以接触蜗壳附近的壳体部件，从而提供蜗壳的密封。例如，如图7所示，扩散板390施加一个向上的偏置力给表面342从而形成一个帮助密封蜗壳345的密封，并由此防止高压流体通过壳体340的表面341和壳体380的外脊381之间的接合处泄漏。另外，如本文所述，扩散板形成的密封有助于防止流体接触壳体部件的至少一部分。例如，如图7所示，在升高环形段392和表面342之间形成密封后，该密封阻塞流体从蜗壳345流到空气间隙或空隙(例如，壳体340、壳体380和板390所限定的)的通路。如本文所述，扩散板包括沿轴线限定的从低轴向部分到高轴向部分的过渡段。如多个实施例所示，过渡段呈大致S形或者斜坡环形阶梯。如本文所述，扩散板的变形特性可以被优化从而获得在给定夹持负载下所需的扩散器宽度。例如，当规定了用于连接压缩机壳体和中间壳体(或其他部件)的螺栓的转矩时，可以至少部分地基于该转矩来构造扩散板，这样所形成的扩散器具有指定的特性(例如，宽度、高度、形状等等)。另外，如本文所述，这种给螺栓或其他连接元件的转矩可以任选地至少部分地基于扩散板的刚度来决定。所以，可以实施一种优化程序来确定螺栓负载从而获得能合适地塑形扩散板且合适地提供一个或多个密封的扩散板的夹持负载。关于密封，如本文所述，扩散板被构造为通过被适当塑形的段在内部和外部位置形成径向接触。例如，如图7所示，升高环形段392用于与壳体340的表面形成密封，同时如图6所示，下沉环形段395用于与壳体380的表面形成密封。有了这些密封，能保护至少部分壳体380不接触进入壳体340的气体。特别地，部件(例如，壳体380)的背板或背板部分的表面受到扩散板密封的保护，从而避免了该表面的腐蚀、积垢等等。如本文所述，扩散板可以被构造为避免高频振动的激励。例如，对夹持在两个部件之间的扩散板进行建模或模拟。这种建模和模拟可以考虑任何振动源。例如，从轴承系统、涡轮机叶轮、压缩机叶轮、一个或多个表面上的流动等等产生的振动都可以被考虑，以确定扩散板的特性是否适合避免有害的激励。另外，如本文所述，如果存在一些激励，那么所安装的扩散板的特性足以保证运行期间的机械完整性。图8示出的组件一部分的多个截面图，其包括压缩机叶轮810、压缩机壳体840、中·间壳体880和可变形扩散板890。空心箭头表示流动的大体方向和扩散器847内流体的逐渐减小的速度。在这种组件内的热传递可以部分地由努赛尔数、普朗特数、雷诺数等等来表征。另外，如前所述，扩散板可以提供一个或多个流体间隙或空隙。这些间隙或空隙在组装后可以充入空气并将被密封，从而大体上排除任何流体在运行期间进入压缩机。例如，当扩散板在下沉环形段和上升环形段处施加足够的偏置力时，所述板可以形成用来密封该板和其他部件之间的间隙或空隙的密封。这种密封足以阻止被压缩流体的侵入。所以，当以使废气流过压缩机的方式利用废气再循环时，这些密封能避免可能有害的废气成分侵入间隙或空隙。如本文所述，扩散板可以选择地提供有益的热传递特性。如前所述，热能可传递给流过压缩机的流体，从而降低压缩机效率(例如，由加热流体所造成)。图7示出了多个温度和被用于估算包括扩散板的组件中热传递的某些方面的近似的热传递方程。在图7的示例中，温度可以是稳定状态运行温度，其中T3 > T2 > T1 > I；。在这些例子中，T2表示板390和壳体880之间的流体空隙或间隙的温度。一般地，所述流体空隙或间隙能阻止热传递(即，用于隔热)，例如因为，诸如空气的流体的导热率远低于金属比如铁、钢或铝。考虑空气的导热率大约是0.025W/(m*K)，不锈钢的导热率是大约10到大约50W/(m · K)。如本文所述，扩散板可以任选地由一种相对低导热率的材料构造，可以任选地由具有足够完整性的同时具有能减少其导热率的内部流体或真空间隙的材料构造。另夕卜，如本文所述，扩散板可以以一种能减少板的导热率的方式被处理(例如，涂层或其他处理)。图9示出了扩散板990的处理或制造技术的一些示例。在图9的示例中，板990定义四个区域A、B、C和D。区域A可以是沿着下沉表面的接触区，而区域D可以是沿着上表面的接触区。如本文所述，这些表面或区域可以以一种提供有益特性的方式被处理或制造。如前所述，板可以和一个或多个其他部件形成密封。所以，区域A和D可以被处理以实现增强密封的材料相容性。例如，当板990的构成材料不同于压缩机壳体或中间壳体的构成材料时，可能发生电化腐蚀。在该示例中，这些区域内的一个或多个表面可以被处理以耐电化腐蚀。
另外，在压缩机组件的两个或多个部件的热膨胀系数不同的情况下，有些摩擦力可能在接触点(例如，也认为支点也是接触点)产生摩损。所以，扩散板可以被处理，替换地或附加地，一个或多个其他接触部件可以被处理(例如考虑对中间壳体的和压缩机壳体的接触扩散板的部分进行处理)。如前所述，在废气再循环甚至环境条件将有害成分引入压缩机的情况下，采取手段避免涡轮增压器的中间壳体损坏是所期望的。例如，扩散板相比中间壳体的造价和中间壳体的替换来说可能相对廉价且容易替换。所以，当环境或运行条件増加中间壳体的损坏风险时，将中间壳体的至少一部分(例如扩散器部分)用扩散板密封是非常有益的。如本文所述，扩散板包括一个或多个处理过的能抗积垢的表面。例如，当杂质是疏水性的，处理可以提供排斥这些杂质的更加亲水性的表面。一般地，沉积在扩散器表面上的杂质对于压缩机的运行效率是有害的(例如，涉及到流体流动、热传递等等)。所以，扩散板的至少面朝外的表面被处理以抗积垢。例如，区域B和区域C (例如扩散器表面区域·)的表面可以被处理以获得抗积垢性能。图9还示出了ー些相似的扩散板990的截面图，截面包括单个层999或者多个层999以及包含物。关于扩散板的处理或制造エ艺，其可以包括氮化处理、溶胶-凝胶处理、包含物制造エ艺、镀层，或者ー种或多种其他エ艺。如本文所述，扩散板可以由不锈钢制造，并具有能任选地减少对其他额外涂层的需求的“超级”精加工。超级精加工エ艺可以提供有益的纳米级表面特性(例如，所谓的纳米精加工或抛光エ艺)。这种精加工可以提供具有抗积垢性能的高度镜面表面。图10示出了方法1000的一个示例的框图。如图所示，方法1000包括提供中间壳体的提供框块1010，将可变形扩散板相对于中间壳体定位的定位框块1020，提供压缩机叶轮和压缩机壳体的提供框块1030，将压缩机叶轮和压缩机壳体相对于中间壳体和所述板定位的定位框块1040，以及将压缩机壳体固定到中间壳体以通过使可变形扩散板变形来对扩散器塑形的固定框块1050。另外，如本文所述，可变形扩散板可以不要求除了例如将压缩机壳体附接到中间壳体的常规部件以外的任何额外部件而被提供并被安装。在该例中，将压缩机壳体附接到中间壳体将扩散板锁在它们之间。在该布置中，板所施加的偏置力可以在运行和非运行期间保持板的定位。如本文所述，离心式压缩机的扩散板包括设置在绕中轴线的内径上的内缘；设置在外径上的外缘，外缘距内缘一定轴向距离；具有大致呈S形截面的可变形段，所述可变形段设置在内缘和外缘之间，用于迫使外缘相对内缘产生轴向位移的弹簧常数，所述弹簧常数至少部分地由该可变形段来提供。所述板还可以包括设置在外缘附近的轴向阶梯环状段。如本文所述，扩散板包括设置在内缘和外缘之间的支点接触面，例如此时支点接触面包括ー个支点接触面直径。这种板被构造为能响应在施加力使得外缘相对内缘发生位移的情况下自由变形，以及被构造为能响应在施加力使得外缘相对内缘发生位移的情况下围绕支点接触面变形。如本文所述，可变形段被构造为在施加力使得外缘相对内缘发生位移时，形成离心式压缩机组件的扩散器的ー个环状轮廓表面。
如本文所述，扩散板包括抗积垢表面处理，例如，抗积垢表面处理防止内燃发动机废气中的ー种或多种成分或者内燃发动机废气的一种或多种反应成分造成扩散板积垢。如所述，抗积垢表面处理或其他处理可以仅存在于扩散板的一部分上。如本文所述，压缩机组件包括扩散板，扩散板包括设置在绕中轴线的内径上的内缘和设置在外径上的外缘，外缘距内缘一定轴向距离；第一壳体部件包括设置在绕中轴线的支点半径上的支点，所述支点直径大于扩散板内缘的内径并且小于外缘的外径；第二壳体部件包括夹持表面，夹持表面具有小于扩散板外缘的外径的内部尺寸，在扩散板被夹持的结构中，扩散板在第一壳体部件的支点和第二壳体部件的夹持表面之间施加一个偏置力。在该例中，扩散板具有一个或多个弹簧常数。另外，所述板包括支点接触面。
关于夹持，夹持面从壳体的至少部分限定蜗壳的表面径向朝外延伸。如本文所述，夹持结构下的可变形扩散板可包括部分限定扩散器外形的已变形表面。如本文所述，扩散板可以任选地包括至少ー个用下列处理工艺之ー处理过的表面，例如，抗积垢处理、热传递处理、流动修正处理、和耐腐蚀处理。如本文所述，方法包括将离心式压缩机的可变形扩散板定位在第一壳体部件和第ニ壳体部件之间；克服可变形扩散板所施加的偏置力朝第二壳体部件推压第一壳体部件；响应于所述的推压，使可变形扩散板变形从而对离心式压缩机的扩散器的ー个表面塑形。在该方法中，第一壳体部件和第二壳体部件可以是压缩机壳体和中间壳体，此时扩散板在压缩机壳体和中间壳体之间提供ー个空气间隙。如本文所述，ー种方法包括使扩散板变形，比如自由变形和倚靠着支点变形中的ー种或多种。如本文所述，可以通过控制器(例如，图I中的控制器190)执行多个动作，控制器可以是ー种被构造为根据指令运行的可编程控制装置。如本文所述，ー个或多个计算可读介质可以包括处理器可执行指令，从而命令计算机(例如控制器或其他计算机设备)执行ー个或多个本文所述的动作。计算机可读介质可以是ー种存储介质(例如，存储芯片、存储卡、储存磁盘等等设备)。控制器可以访问所述存储介质(例如通过无线或有线接ロ)井向内存(例如图I的内存194)读入信息(例如指令和/或其他信息)。如本文所述，控制器可以是发动机控制単元(ECU)或其他控制单元。这种控制器可以被任选地编程以可选地控制润滑剂向涡轮增压器的流动、润滑剂温度、润滑剂压力、润滑剂过滤、废气再循环等等。虽然方法、设备、系统、布置等等的部分示例已经展示在附图中，并在前面详细描述，但是应当明白所披露的实施例并不是限制的，而是在不背离所附的权利要求所提出和定义的精神的前提下，还能够包括多种再布置、修改和替换。
权利要求
1.一种用于离心式压缩机的扩散板，所述板包括 设置在围绕中轴线的内径上的内缘； 设置在外径上的外缘，外缘距内缘一定轴向距离； 具有大致呈S形截面的可变形段，所述可变形段设置在内缘和外缘之间； 用于迫使外缘相对内缘产生轴向位移的弹簧常数，所述弹簧常数至少部分地由该可变形段来提供。
2.如权利要求I的扩散板，还包括设置在外缘附近的轴向阶梯环状段。
3.如权利要求I的扩散板，还包括设置在内缘和外缘之间的支点接触面。
4.如权利要求3的扩散板，其特征在于，所述支点接触面包括支点接触面直径。
5.如权利要求3的扩散板，其被构造为响应于使得外缘相对内缘发生位移的力的施加发生自由变形，以及被构造为响应于使得外缘相对内缘发生位移的力的施加围绕支点接触面发生变形。
6.如权利要求I的扩散板，其特征在于，可变形段包括被构造为在施加了使得外缘相对内缘发生位移的カ时形成离心式压缩机组件的扩散器的环状轮廓表面的可变形段。
7.如权利要求I的扩散板，还包括抗积垢表面处理。
8.如权利要求7的扩散板，其特征在于，所述抗积垢表面处理防止内燃发动机废气中的一种或多种组分或者内燃发动机废气的ー种或多种反应组分造成扩散板积垢。
9.如权利要求7的扩散板，其特征在于，所述抗积垢表面处理或其他处理仅存在于扩散板的一部分上。
10.ー种压缩机组件，其包括 扩散板，包括设置在绕中轴线的内径上的内缘和设置在外径上的外缘，外缘距内缘ー定轴向距离； 第一壳体部件，包括设置在绕中轴线的支点直径上的支点，所述支点直径大于扩散板内缘的内径并且小于扩散板外缘的外径； 第二壳体部件，包括夹持表面，其中夹持表面具有小于扩散板外缘的外径的内部尺寸， 其中对于扩散板被夹持的结构，扩散板在第一壳体部件的支点和第二壳体部件的夹持表面之间施加偏置力。
11.如权利要求10的压缩机组件，其特征在于，扩散板具有弹簧常数。
12.如权利要求10的压缩机组件，其特征在于，扩散板包括支点接触面。
13.如权利要求10的压缩机组件，其特征在于，第一壳体包括涡轮增压器的中间壳体。
14.如权利要求10的压缩机组件，其特征在于，第二壳体包括压缩机壳体。
15.如权利要求10的压缩机组件，其特征在于，夹持面从第二壳体的至少部分限定蜗壳的表面径向朝外延伸。
16.如权利要求10的压缩机组件，其特征在于，所述扩散板包括可变形扩散板，其中对于夹持结构而言，扩散板的已变形表面部分地限定扩散器的形状。
17.如权利要求10的压缩机组件，其特征在于，扩散板包括至少ー个用选自下列组的处理工艺处理过的表面抗积垢处理、热传递处理、流动修正处理、和耐腐蚀处理。
18.—种方法,其包括 将离心式压缩机的可变形扩散板定位在第一壳体部件和第二壳体部件之间；克服可变形扩散板所施加的偏置力朝第二壳体部件推压第一壳体部件； 响应于所述的推压，使可变形扩散板变形从而对离心式压缩机的扩散器的表面塑形。
19.如权利要求18的方法,其特征在于,第一壳体部件和第二壳体部件包括压缩机壳体和中间壳体，其中扩散板在压缩机壳体和中间壳体之间提供空气间隙。
20.如权利要求18的方法，其特征在于，所述变形包括自由变形和倚靠着支点变形。
全文摘要
本发明涉及压缩机扩散板。一种用于离心式压缩机的扩散板，包括设置在绕中轴线的内径上的内缘；设置在外径上的外缘，外缘距内缘一定轴向距离；具有大致呈S形截面的可变形段，所述可变形段设置在内缘和外缘之间，用于迫使外缘相对内缘产生轴向位移的弹簧常数，所述弹簧常数至少部分地由该可变形段来提供。还公开了多个其他的设备、组件、系统、方法等等的示例。
文档编号F02B39/00GK102953803SQ20121039272
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月22日 优先权日2011年8月23日
发明者G·费古拉, P·I·穆拉尼, P·Z·约翰, S·苏伦德兰, T·G·维加彦 申请人:霍尼韦尔国际公司