具有一体化背板和轴承壳体的涡轮增压器压缩的制造方法
【专利摘要】一种涡轮增压器包括限定出涡轮室的涡轮壳体和限定出压缩机室的压缩机壳体。涡轮叶轮设置在涡轮室中，并且涡轮轴连接至涡轮叶轮。压缩机叶轮设置在压缩机室中并连接至涡轮轴。压缩机背板相邻于压缩机叶轮，并且轴承衬套被直接地夹持在压缩机背板与涡轮壳体之间，并可旋转地支承所述涡轮轴。
【专利说明】具有一体化背板和轴承壳体的涡轮增压器压缩机
【技术领域】
[0001]本公开涉及涡轮增压器，并且更特别地涉及具有一体化背板和轴承壳体的涡轮增压器压缩机。
【背景技术】
[0002]本部分提供与本公开有关的背景信息，其并不一定是现有技术。
[0003]涡轮增压发动机利用压缩空气，其导致更大量的空气被迫入到发动机中，从而生成更多的动力。被使用来驱动涡轮压缩机的能量取自废弃的排气气体。随着排气气体离开发动机，它们被引导穿过放置于排气流中的涡轮叶轮。这些气体驱动涡轮叶轮，其经由涡轮轴直接地连接至压缩机叶轮。增加的排气气体流更快地驱动涡轮叶轮，从而为发动机提供更多空气，由此产生更多动力。因此，涡轮增压器使用取自排气气体的能量来提高发动机效率。
[0004]涡轮增压器通常被视为高性能汽车上的动力增强，但是目前，涡轮增压器正变得越来越常规地被使用来在小排量发动机上提供更大的扭矩。使用涡轮增压发动机的优点包括提高的燃料效率和降低的排气排放。涡轮增压器的部件一般包括限定出压缩机室和涡轮室的壳体，压缩机叶轮设置在压缩机室中，而涡轮叶轮设置在涡轮室中。涡轮轴被提供来用于连接在涡轮叶轮与压缩机叶轮之间。
[0005]常规涡轮增压器可包括位于涡轮壳体与压缩机的背板之间的中央壳体。中央壳体可支承用于可旋转地支承涡轮轴的轴承衬套。该配置在所有壳体部件上要求紧密公差，以便精确地控制涡轮叶轮和压缩机叶轮相对于壳体部件的位置。随着壳体部件被组装至彼此，压缩机叶轮和涡轮叶轮的叶片尖端间隙有必要被精确地控制，来提供有效的涡轮增压器。
【发明内容】
[0006]本部分提供本公开的基本概要，而不是对其整个范围或者所有特征的全面公开。
[0007]本公开的涡轮增压器提供一种涡轮增压器，其具有降低的复杂性、降低的零部件数量和降低的叠加公差。该涡轮增压器包括限定出涡轮室的涡轮壳体和限定出压缩机室的压缩机壳体。涡轮叶轮设置在涡轮室中，并且涡轮轴连接至涡轮叶轮。压缩机叶轮设置在压缩机室中并连接至涡轮轴。压缩机背板相邻于压缩机叶轮，并且轴承衬套被直接地夹持在压缩机背板与涡轮壳体之间，并可旋转地支承所述涡轮轴。
[0008]本发明还提供以下技术方案:
1.一种涡轮增压器，包括:
涡轮壳体，其限定出涡轮室；
压缩机壳体，其限定出压缩机室；
涡轮叶轮，其设置在所述涡轮室中；
涡轮轴，其连接至所述涡轮叶轮； 压缩机叶轮，其设置在所述压缩机室中，并连接至所述涡轮轴；
压缩机背板，其相邻于所述压缩机叶轮；和
轴承衬套，其被直接地夹持在所述压缩机背板与所述涡轮壳体之间，并可旋转地支承所述涡轮轴。
[0009]2.根据技术方案I所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板和所述涡轮壳体各自包括凹部，所述轴承衬套被压入配合到所述凹部中。
[0010]3.根据技术方案I所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板直接地连接至所述涡轮壳体。
[0011]4.根据技术方案3所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板通过夹具连接至所述涡轮壳体。
[0012]5.根据技术方案I所述的涡轮增压器，进一步包括:轴承轴，其位于所述涡轮轴与所述轴承衬套之间。
[0013]6.根据技术方案I所述的涡轮增压器，进一步包括:密封件，其设置在轴承轴与所述压缩机背板之间。
[0014]7.根据技术方案I所述的涡轮增压器，进一步包括:热屏蔽，其设置在所述涡轮叶轮与所述轴承衬套之间。
[0015]8.根据技术方案7所述的涡轮增压器，进一步包括:密封件，其设置在所述轴承轴与所述热屏蔽之间。
[0016]9.根据技术方案I所述的涡轮增压器，其中，所述轴承衬套被部分地接收在所述压缩机背板和所述涡轮壳体中的每个中。
[0017]10.一种涡轮增压器，包括:
涡轮壳体，其限定出涡轮室；
压缩机壳体，其限定出压缩机室；
涡轮叶轮，其设置在所述涡轮室中；
涡轮轴，其连接至所述涡轮叶轮；
压缩机叶轮，其设置在所述压缩机室中，并连接至所述涡轮轴；
压缩机背板，其安装至所述压缩机壳体相邻于所述压缩机叶轮，所述压缩机背板直接地连接至所述涡轮壳体；和
轴承衬套，其被至少部分地接收在所述压缩机背板中，并可旋转地支承所述涡轮轴。
[0018]11.根据技术方案10所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板和所述涡轮壳体各自包括凹部，所述轴承衬套被压入配合到所述凹部中。
[0019]12.根据技术方案10所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板通过夹具连接至所述涡轮壳体。
[0020]13.根据技术方案10所述的涡轮增压器，进一步包括:轴承轴，其位于所述涡轮轴与所述轴承衬套之间。
[0021]14.根据技术方案13所述的涡轮增压器，进一步包括:密封件，其设置在轴承轴与所述压缩机背板之间。
[0022]15.根据技术方案10所述的涡轮增压器，进一步包括:热屏蔽，其设置在所述涡轮叶轮与所述轴承衬套之间。[0023]16.根据技术方案15所述的涡轮增压器，进一步包括:密封件，其设置在所述轴承轴与所述热屏蔽之间。
[0024]其它应用领域将从本文提供的描述中变得清楚明了。本
【发明内容】
中的描述和具体示例旨在只用于例示的目的，而并非旨在限制本公开的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]本文所描述的附图只用于例示所选实施例而不是所有可能的实施方式的目的，并且并非旨在限制本公开的范围。
[0026]图1是根据本公开的原理的一示例性涡轮增压器的剖视图。
[0027]相应的附图标记在全部附图中表示相应的零部件。
【具体实施方式】
[0028]现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
[0029]示例性实施例被提供来使得本公开将是公开充分的，并且将向本领域的技术人员全面地传达本公开的范围。众多具体细节被给出，例如具体部件、装置和方法的示例，用以提供对本公开的实施例的充分理解。本领域的技术人员应该清楚的是:并非必须采用这些具体细节，可以用许多不同的形式来体现示例性实施例，并且都不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，未详细描述众所周知的工艺、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
[0030]本文所使用的术语只用于描述特定示例性实施例的目的，而并非旨在进行限制。如本文中所使用的，“一”、“一个”、“该”等单数形式可以旨在同样包括复数形式，除非上下文另有明确的相反指示。术语“包含”、“含有”、“包括”和“具有”是开放性的，因此表明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。本文所描述的方法步骤、工艺和操作不应解释为必需以所论述或者示出的特定顺序来执行，除非被特别表明为执行顺序。还应该明白的是:可以采用附加的或者替代的步骤。
[0031 ] 当元件或者层被称为在另一元件或者层“上”、或“接合至”、“连接至”或者“联接至”另一元件或者层时，它可以是直接在所述另一元件或者层上、或直接接合、连接或者联接至所述另一元件或者层，或者可以存在中间元件或者层。相反，当元件被称为“直接”在另一元件或者层上、或“直接接合至”、“直接连接至”或者“直接联接至”另一元件或者层时，可以不存在中间元件或者层。用于描述元件之间的关系的其它词语也应该以相同的方式解释(例如“在...之间”和“直接在...之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或多个的任意和所有组合。
[0032]虽然在本文可以使用第一、第二、第三等术语来描述各元件、部件、区域、层和/或部段，但是这些元件、部件、区域、层和/或部段不应该被这些术语限制。这些术语可以只用于区分一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段。当在本文中使用时，比如“第一”、“第二”和其它序数词等术语并不暗示序列或者顺序，除非上下文另有明确说明。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段，而不背离示例性实施例的教导。[0033]参考附图，涡轮增压器10包括壳体12，其包括涡轮壳体14、压缩机壳体16和压缩机背板18。涡轮壳体14限定出涡轮室20，而压缩机壳体16限定出压缩机室22。涡轮叶轮24设置在涡轮室20中，并且涡轮轴26连接至涡轮叶轮24和压缩机叶轮28，所述压缩机叶轮28设置在压缩机室22中。压缩机背板18直接地连接至涡轮壳体14。特别地，压缩机背板18可通过夹具(clamp) 30或者替代地通过螺纹紧固件或其它连接手段连接至涡轮壳体14。
[0034]轴承衬套(bearing cartridge) 32被夹持在压缩机背板18与润轮壳体14之间。涡轮壳体14和压缩机背板18各自分别包括轴承座区域14A、18A，在其中接收轴承衬套32。轴承轴34被可旋转地接收在轴承衬套32中，并包括与压缩机背板18接合的第一活塞环密封件36。热屏蔽38被提供在涡轮叶轮24与轴承衬套32之间。热屏蔽38可被固定在限定出涡轮壳体14的轴承座14A的凹状空腔中，并且可包括密封在轴承轴34与热屏蔽38之间的第二活塞环密封件40。轴承衬套32可被压入配合到涡轮壳体14和压缩机背板18中。轴承轴34被接收在轴承衬套32中，并且涡轮轴26延伸穿过轴承轴34。该涡轮轴26可以被焊接或接合至涡轮叶轮24，并且通常通过螺纹或利用螺纹紧固件连接至压缩机叶轮28。被夹持在涡轮叶轮24与轴26之间，并且压缩机叶轮28可为由涡轮轴26径向地支承的轴承轴34。
[0035]对于本公开的设计而言，轴承衬套径向地导引轴承轴34和涡轮轴26，并且被支承在涡轮壳体14与压缩机背板18之间。该设计允许去除中央壳体，使得与叠加公差的问题得到消除，因为只采用了一个堆叠。中设计降低了复杂性、零部件数量和公差叠加。
[0036]前面对实施例的描述是为了例示和描述目的而提供的。其并非旨在穷举或者限制本公开。特定实施例的个体元件或特征通常并不局限于该特定实施例，而是在适当的情况下是可互换的，并且能够在所选实施例中使用，即使没有被具体地示出或者描述。其也可以按多种方式发生变型。这些变型不能视为背离本公开，并且所有这些修改都旨在被包括于本公开的范围内。
【权利要求】
1.一种涡轮增压器，包括: 涡轮壳体，其限定出涡轮室； 压缩机壳体，其限定出压缩机室； 涡轮叶轮，其设置在所述涡轮室中； 涡轮轴，其连接至所述涡轮叶轮； 压缩机叶轮，其设置在所述压缩机室中，并连接至所述涡轮轴； 压缩机背板，其相邻于所述压缩机叶轮；和 轴承衬套，其被直接地夹持在所述压缩机背板与所述涡轮壳体之间，并可旋转地支承所述涡轮轴。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板和所述涡轮壳体各自包括凹部，所述轴承衬套被压入配合到所述凹部中。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板直接地连接至所述涡轮壳体。
4.根据权利要求3所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机背板通过夹具连接至所述涡轮壳体。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器，进一步包括:轴承轴，其位于所述涡轮轴与所述轴承衬套之间。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器，进一步包括:密封件，其设置在轴承轴与所述压缩机背板之间。
7.根据权利要求1所述的涡轮增压器，进一步包括:热屏蔽，其设置在所述涡轮叶轮与所述轴承衬套之间。
8.根据权利要求7所述的涡轮增压器，进一步包括:密封件，其设置在所述轴承轴与所述热屏蔽之间。
9.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述轴承衬套被部分地接收在所述压缩机背板和所述涡轮壳体中的每个中。
10.一种涡轮增压器，包括: 涡轮壳体，其限定出涡轮室； 压缩机壳体，其限定出压缩机室； 涡轮叶轮，其设置在所述涡轮室中； 涡轮轴，其连接至所述涡轮叶轮； 压缩机叶轮，其设置在所述压缩机室中，并连接至所述涡轮轴； 压缩机背板，其安装至所述压缩机壳体相邻于所述压缩机叶轮，所述压缩机背板直接地连接至所述涡轮壳体；和 轴承衬套，其被至少部分地接收在所述压缩机背板中，并可旋转地支承所述涡轮轴。
【文档编号】F01D25/24GK103982292SQ201410047487
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2013年2月11日
【发明者】L.P.贝京, B.J.爱德华兹 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司