帶有軸頸軸承的渦輪增壓器的制造方法
【專利摘要】渦輪增壓器組件可包括帶有通孔且設(shè)置在該通孔內(nèi)的軸向面的殼體；附接到該殼體的帶有帶鍵開口的定位板；和設(shè)置在該通孔內(nèi)的軸頸軸承，其中該軸頸軸承包括帶鍵壓縮機(jī)端和在兩個(gè)軸向面之間由外直徑和軸向長(zhǎng)度限定的擴(kuò)大外部分，其中設(shè)置在該殼體的該通孔內(nèi)的該軸向面、該定位板、和該軸頸軸承的該兩個(gè)軸向面在軸向上將該軸頸軸承定位在該通孔內(nèi)，并且其中該定位板的帶鍵開口和該軸頸軸承的該帶鍵壓縮機(jī)端在方位角上將該軸頸軸承定位在該通孔內(nèi)。還公開了設(shè)備、組件、系統(tǒng)、方法等的各種其它示例。
【專利說明】帶有軸頸軸承的渦輪增壓器
[0001] 相關(guān)申請(qǐng) 本申請(qǐng)要求2012年5月15日提交的、名稱為"TurbochargerwithJournalBearing"的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/647, 038的權(quán)益，其通過引用并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本文中公開的主題總體涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器。

【背景技術(shù)】
[0003] 渦輪增壓器可包括各種類型的軸承以支撐軸和葉輪組件（SWA)。作為示例，渦輪增 壓器可包括滾動(dòng)元件軸承，滾動(dòng)元件軸承包括配裝到軸上的內(nèi)座圈，其中該內(nèi)座圈由設(shè)置 在外座圈內(nèi)的滾動(dòng)元件可旋轉(zhuǎn)地支撐。在這種示例中，可提供機(jī)構(gòu)以避免或限制外座圈的 旋轉(zhuǎn)同時(shí)可選擇地允許在外座圈和渦輪增壓器軸承殼體(例如，設(shè)置在渦輪機(jī)殼體和壓縮 機(jī)殼體之間的中間殼體）的孔之間形成潤(rùn)滑劑膜。
[0004] 作為另一示例，渦輪增壓器可包括軸頸軸承，該軸頸軸承帶有內(nèi)軸頸表面以通過 在該內(nèi)軸頸表面和軸之間形成潤(rùn)滑劑膜來支撐該軸。在這種示例中，可提供機(jī)構(gòu)以避免或 限制軸頸軸承的旋轉(zhuǎn)同時(shí)可選擇地允許在軸頸軸承和渦輪增壓器軸承殼體(例如，設(shè)置在 渦輪機(jī)殼體和壓縮機(jī)殼體之間的中間殼體)的孔之間形成潤(rùn)滑劑膜。因此，與滾動(dòng)元件軸承 相比，軸頸軸承可包括內(nèi)潤(rùn)滑劑膜和外潤(rùn)滑劑膜。
[0005] 軸頸軸承可作為全浮動(dòng)或半浮動(dòng)軸頸軸承被設(shè)置在殼體的孔內(nèi)。全浮動(dòng)軸頸軸承 可在該孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)完整的360度，例如，響應(yīng)于由該軸頸軸承支撐的軸的旋轉(zhuǎn)而寄生地旋轉(zhuǎn)。 半浮動(dòng)軸頸軸承的方位角被定位成避免或限制旋轉(zhuǎn)。例如，半浮動(dòng)軸頸軸承可包括構(gòu)造成 用來接收定位銷的孔隙，其中在該孔隙的外緣和該定位銷的外緣之間的間隙限制了該半浮 動(dòng)軸頸軸承相對(duì)于殼體的孔的旋轉(zhuǎn)。定位銷也可在軸向上將半浮動(dòng)軸頸軸承定位在殼體的 孔內(nèi)。不過，定位銷和孔隙的布置可允許該半浮動(dòng)軸頸軸承在孔內(nèi)的一定量的徑向運(yùn)動(dòng)以 實(shí)現(xiàn)徑向"浮動(dòng)"。徑向浮動(dòng)允許設(shè)置在軸頸軸承的一個(gè)或多個(gè)外表面和殼體的一個(gè)或多個(gè) 內(nèi)表面(例如，限定孔的內(nèi)表面)之間的一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑劑膜吸收或阻尼能量。例如，這種一 個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑劑膜可阻尼振動(dòng)能量。
[0006] 當(dāng)定位銷被用來在軸向上和在方位角上將軸頸軸承定位在殼體的孔內(nèi)時(shí)，該定位 銷可與重力對(duì)齊，使得該軸頸軸承和軸和葉輪組件可下沉到該孔的底側(cè)。對(duì)于由內(nèi)燃發(fā)動(dòng) 機(jī)的機(jī)油潤(rùn)滑的渦輪增壓器來說，當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)時(shí)，加壓機(jī)油會(huì)進(jìn)入到孔內(nèi)并且填滿 在該孔和軸頸軸承之間的間隙以由此形成潤(rùn)滑劑膜。軸頸軸承在與重力對(duì)齊的方向上在孔 內(nèi)的徑向運(yùn)動(dòng)可有助于最小化軸頸軸承中的孔隙的外緣和至少部分地設(shè)置在該孔隙內(nèi)的 定位銷的外緣的摩擦和磨損。
[0007] 關(guān)于通過設(shè)置在該軸頸軸承的孔隙內(nèi)的定位銷在軸向上定位軸頸軸承，該孔隙的 外緣和該定位銷的外緣可能在渦輪增壓器操作期間經(jīng)歷軸向推力。軸向推力的方向可以是 從渦輪機(jī)葉輪到壓縮機(jī)葉輪的方向或者反方向。由軸頸軸承支撐的軸和渦輪機(jī)葉輪組件可 包括鄰接該軸頸軸承的渦輪機(jī)端的軸向面。對(duì)于沿著從渦輪機(jī)葉輪到壓縮機(jī)葉輪的方向的 軸向推力，該軸和渦輪機(jī)葉輪組件的軸向面可沖擊該軸頸軸承。進(jìn)而，這個(gè)力可被轉(zhuǎn)移到設(shè) 置在該軸頸軸承的孔隙內(nèi)的定位銷。隨著時(shí)間的流逝，該力可引起該孔隙的外緣或者該定 位銷的外緣磨損，這可改變?cè)谠摱ㄎ讳N和該軸頸軸承之間的一個(gè)或多個(gè)間隙。磨損也可發(fā) 生在定位銷和殼體中的接收該定位銷的座之間。例如，定位銷和座可包括匹配的螺紋以允 許該定位銷被擰入該殼體內(nèi)。軸向推力以及可能由軸頸軸承施加給這個(gè)定位銷的其它力可 引起該定位銷變松或移位。源于這種磨損的定位銷的不對(duì)準(zhǔn)可有害地影響半浮動(dòng)軸頸軸承 的一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑劑膜的性能。
[0008] 再次提到推力，關(guān)于滾動(dòng)元件軸承，這種力可被從軸轉(zhuǎn)移到內(nèi)座圈再到滾動(dòng)元件 再到外座圈。由于軸頸軸承不會(huì)以這種方式保持軸，所以軸頸軸承可在壓縮機(jī)端、渦輪機(jī)端 或這兩端包括所謂的推力墊。推力墊可以是允許潤(rùn)滑劑流動(dòng)、收集等以最小化由被軸向推 向軸頸軸承的一端的另一部件所引起的沖擊的特征。另外，關(guān)于像由在軸和渦輪機(jī)葉輪的 轂端之間的肩部形成的軸向面，這種面可以軸向力和旋轉(zhuǎn)力沖擊半浮動(dòng)軸頸軸承的渦輪機(jī) 端。再一次，關(guān)于滾動(dòng)元件軸承，由于軸被固定到設(shè)置在外座圈內(nèi)的滾動(dòng)元件的內(nèi)座圈，所 以軸和渦輪機(jī)葉輪組件的軸向面不大可能沖擊滾動(dòng)元件軸承的端部。例如，在軸的軸向面 和渦輪機(jī)葉輪組件之間的間隙可在將該軸固定到滾動(dòng)元件軸承內(nèi)的內(nèi)座圈時(shí)就被固定。
[0009] 本文中描述的各種技術(shù)和技巧都涉及軸頸軸承、殼體、組件等，這可改善渦輪增壓 器性能、壽命等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 結(jié)合在附圖中示出的示例參考下面的詳細(xì)描述，可獲得對(duì)本文描述的各種方法、 設(shè)備、組件、系統(tǒng)、布置等以及其等同方式的更完整的理解，在附圖中： 圖1是渦輪增壓器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及控制器的簡(jiǎn)圖； 圖2是渦輪增壓器組件的示例的橫截面圖； 圖3是圖2的渦輪增壓器組件的橫截面圖； 圖4是渦輪增壓器組件的示例的一系列橫截面圖； 圖5是定位銷、軸頸軸承和軸的一系列視圖； 圖6是圖2和3的渦輪增壓器組件的一部分和圖4的渦輪增壓器組件的一部分相對(duì) 于方向?yàn)閺臏u輪機(jī)端到壓縮機(jī)端的軸向推力的一系列橫截面圖； 圖7是圖2和3的渦輪增壓器組件的一部分和圖4的渦輪增壓器組件的一部分相對(duì) 于方向?yàn)閺膲嚎s機(jī)端到渦輪機(jī)端的軸向推力的一系列橫截面圖； 圖8是組件的一系列橫截面圖； 圖9是軸頸軸承的示例的橫截面圖； 圖10是渦輪增壓器組件的示例的剖面圖； 圖11是包括軸頸軸承和用于安裝到殼體的定位銷的組件的示例的一系列視圖； 圖12是軸頸軸承的特征的示例的一系列視圖； 圖13是軸頸軸承和定位板的示例的一系列視圖；以及 圖14是軸頸軸承的示例的一系列視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面，描述了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示例，接著是部件、組件、方法等的各種示例。
[0012] 渦輪增壓器經(jīng)常被用于增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)的系統(tǒng)100包括內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)110和渦輪增壓器120。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118,其容納一個(gè)或多個(gè) 燃燒室，所述燃燒室操作地驅(qū)動(dòng)軸112 (例如通過活塞)。如圖1中所示，進(jìn)氣端口 114提供 了流動(dòng)路徑供空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118,而排氣端口 116提供了流動(dòng)路徑供廢氣離開發(fā)動(dòng) 機(jī)缸體118。
[0013] 渦輪增壓器120用于從廢氣中提取能量并提供能量給進(jìn)氣空氣，該空氣可與燃料 混合來形成燃燒氣體。如在圖1中所示，渦輪增壓器120包括空氣入口 134、軸122、用于壓 縮機(jī)葉輪125的壓縮機(jī)殼體124、用于渦輪機(jī)葉輪127的渦輪機(jī)殼體126、另一殼體128和 廢氣出口 136。殼體128可被稱為中間殼體，因?yàn)槠浔辉O(shè)置在壓縮機(jī)殼體124和渦輪機(jī)殼體 126之間。軸122可以是包括多個(gè)部件的軸組件。軸122可由設(shè)置在殼體128內(nèi)的軸承系 統(tǒng)可旋轉(zhuǎn)地支撐，使得渦輪機(jī)葉輪127的旋轉(zhuǎn)引起壓縮機(jī)葉輪125的旋轉(zhuǎn)。
[0014] 在圖1的示例中，可變幾何形狀組件129被示出為部分地被設(shè)置在殼體128和殼 體126之間。這個(gè)組件可包括定子葉片或其它部件來改變通道的幾何形狀，該通道通向渦 輪機(jī)殼體126內(nèi)的渦輪機(jī)葉輪空間。作為示例，可變幾何形狀壓縮機(jī)單元可被提供。
[0015] 在圖1的示例中，廢氣門閥(或簡(jiǎn)稱為廢氣門）135被定位成緊鄰渦輪機(jī)126的進(jìn) 口。廢氣門閥135可被控制以允許來自廢氣端口 116的廢氣繞過渦輪機(jī)126。而且，廢氣再 循環(huán)（EGR)導(dǎo)管115可被提供，可選擇地帶有一個(gè)或多個(gè)閥117,例如，以允許廢氣流到在壓 縮機(jī)葉輪125上游的位置。
[0016] 圖1還不出了不例布置150用于使廢氣流到廢氣潤(rùn)輪機(jī)殼體152和另一不例布置 170用于使廢氣流到廢氣渦輪機(jī)殼體172。在布置150中，氣缸蓋154包括在其內(nèi)的通道，用 于將來自氣缸的廢氣引導(dǎo)向潤(rùn)輪機(jī)殼體152,而在布置170中，歧管176用于實(shí)現(xiàn)殼體172 的安置，例如，沒有任何單獨(dú)的、中間的廢氣管道系統(tǒng)長(zhǎng)度。在示例布置150和170中，渦輪 機(jī)殼體152和172可被構(gòu)造成用于與可變幾何形狀組件，例如組件129,或者，例如本文中描 述的其它組件一起使用。
[0017] 在圖1中，控制器190的示例被示出為包括一個(gè)或多個(gè)處理器192、存儲(chǔ)器194和 一個(gè)或多個(gè)接口 196。這種控制器可包括電路系統(tǒng)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的電路系統(tǒng)。如本 文所描述，可聯(lián)合控制器任選地實(shí)施各種方法或技藝，例如，通過控制邏輯?？刂七壿嬁梢?賴于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件(例如，渦輪增壓器rpm、發(fā)動(dòng)機(jī)rpm、溫度、載荷、潤(rùn)滑劑、 冷卻等)。例如，傳感器可通過一個(gè)或多個(gè)接口 196傳輸信息到控制器190?？刂七壿嬁梢?賴于這些信息，并且進(jìn)而控制器190可輸出控制信號(hào)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作?？刂破?90可被 構(gòu)造成控制潤(rùn)滑劑流、溫度、可變幾何形狀組件(例如，可變幾何形狀壓縮機(jī)或渦輪機(jī))、廢 氣門、電動(dòng)馬達(dá)、或與發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)增壓器(或多個(gè)渦輪增壓器）相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)其它 部件、等等。
[0018] 圖2示出了渦輪增壓器組件200的示例，渦輪增壓器組件200包括由設(shè)置在壓縮 機(jī)葉輪240和渦輪機(jī)葉輪260之間的殼體280的通孔282內(nèi)的軸頸軸承230支撐的軸220 ; 注意到，包括軸承側(cè)軸向面271和壓縮機(jī)側(cè)軸向面273的推力間隔器270被示出為在壓縮 機(jī)葉輪240和軸220的肩部之間定位在軸220上。如在圖2中所示，該肩部是由軸220的 直徑中的從更小的直徑到更大的直徑的臺(tái)階形成的，從而形成了環(huán)形軸向面221。在一側(cè)， 推力間隔器270的軸承側(cè)軸向面271鄰接軸220的軸向面221，并且在另一側(cè)，推力間隔器 270的壓縮機(jī)側(cè)軸向面273鄰接壓縮機(jī)葉輪240的環(huán)形軸向面243。
[0019] 軸頸軸承230通過定位銷210被定位在殼體280的通孔282內(nèi)。定位銷210被擰 入到殼體280的座285內(nèi)并且被軸頸軸承230的孔隙235接收。定位銷210在軸向上且在 方位角上將軸頸軸承230定位在殼體280的該孔內(nèi)。與孔隙235相對(duì)，軸頸軸承230包括 潤(rùn)滑劑開口 239以實(shí)現(xiàn)到支撐軸220的軸頸軸承230的內(nèi)軸頸表面的潤(rùn)滑劑流。潤(rùn)滑劑可 通過潤(rùn)滑劑進(jìn)口 281流到殼體280的通孔282,通過潤(rùn)滑劑開口 239并流到內(nèi)軸頸表面從 而形成潤(rùn)滑位于軸頸軸承230內(nèi)的軸220的潤(rùn)滑劑膜。潤(rùn)滑劑還可流到在殼體280的通孔 282的壁和軸頸軸承230的外表面之間的間隙。潤(rùn)滑劑可通過包括潤(rùn)滑劑出口 289的下潤(rùn) 滑劑收集腔288離開殼體280。如所示，可通過潤(rùn)滑劑出口 289夠到定位銷210 (例如，用 于安裝和移除)。
[0020] 圖2的示例是參照?qǐng)A柱坐標(biāo)系在r、z_平面內(nèi)示出的，其中z-坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的是軸220 的旋轉(zhuǎn)軸線，例如，由殼體280的通孔282的中心軸線定義。圖2中的各種特征可例如參照 r、z和/或方位角00)坐標(biāo)來被描述。在圖2的示例中，軸220可以是包括渦輪機(jī)葉輪260 的軸和葉輪組件（SWA)的一部分。在這樣的示例中，壓縮機(jī)葉輪240可包括將被配裝到SWA 的軸上的通孔(例如，或部分孔)。作為示例，SWA可包括一個(gè)或多個(gè)環(huán)形槽，這些槽可任選 地被用于容納一個(gè)或多個(gè)密封部件，例如，以形成在殼體280和SWA之間的潤(rùn)滑劑密封。在 這樣的示例中，潤(rùn)滑劑密封可有助于防止?jié)櫥瑒┻w移到渦輪機(jī)葉輪空間以及廢氣進(jìn)入軸承 空間。
[0021] 在圖2的示例中，背板290被示出為被設(shè)置在壓縮機(jī)葉輪240和殼體280之間，例 如當(dāng)至少部分地被接收在殼體280的壓縮機(jī)側(cè)面上的凹部?jī)?nèi)時(shí)。如所示，背板290包括孔 隙，推力間隔器270的軸向長(zhǎng)度延伸通過該孔隙，并且背板290包括軸承側(cè)軸向面，該軸向 面面對(duì)推力間隔器270的環(huán)形軸向面。作為示例，密封部件可被沿著推力間隔器270的軸向 長(zhǎng)度定位以形成在推力間隔器270和背板290之間的密封(例如，0形環(huán)或其它部件可被容 納在推力間隔器270、背板290等的環(huán)形槽中）。這種密封部件，當(dāng)被相對(duì)于推力間隔器270 和背板290布置時(shí)，可有助于阻止?jié)櫥瑒┻w移到壓縮機(jī)葉輪空間（例如，抵制進(jìn)入壓縮機(jī)并 且被傳遞到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的潤(rùn)滑劑流)。
[0022] 圖3示出了圖2的渦輪增壓器組件200的一部分的橫截面圖以及過程300的示例。 過程300包括了機(jī)加工固定裝置磨損302、定位由磨損引起的銷位置誤差304、由于位置誤 差引起的軸頸軸承偏置306、由于偏置減少相對(duì)于孔的內(nèi)直徑的軸頸軸承外直徑間隙和增 加例如由間隙減少引起的次同步諧振噪音310。如所提及的，對(duì)于由定位銷例如圖3的示例 的定位銷210定位在殼體的孔內(nèi)的半浮動(dòng)軸頸軸承，可發(fā)生各種類型的磨損。例如，在定位 銷和軸頸軸承之間的磨損可因高軸向載荷、振動(dòng)、設(shè)計(jì)缺陷、材料和熱處理或這些因素的任 意組合而發(fā)生。
[0023] 如本文中所描述的，特定類型的故障模式可因組裝過程中定位銷的錯(cuò)誤定位而出 現(xiàn)，這例如可導(dǎo)致噪音。在圖2和3的示例中，定位銷210包括用于將定位銷210固定在殼 體280的座285內(nèi)的部分214和用于被軸頸軸承230的孔隙235接收的部分216。座285 可由機(jī)加工殼體280而被形成，這可引入一些誤差。例如，誤差可存在于座285的軸線沒有 正交地與殼體280的通孔282的軸線對(duì)齊的情況下。在這個(gè)示例中，當(dāng)定位銷210被插入 到座285內(nèi)時(shí)，該誤差可引起軸頸軸承230與殼體280的通孔282的軸線稍微錯(cuò)開。這種 錯(cuò)開可改變?cè)谳S頸軸承230的外表面和限定殼體280的通孔282的孔壁之間的間隙。在操 作過程中，形成在這些間隙中的潤(rùn)滑劑膜會(huì)不均勻，這可減小潤(rùn)滑劑膜的阻尼能力。隨著阻 尼能力的減少，渦輪增壓器組件200可經(jīng)歷更多的振動(dòng)，并且因此產(chǎn)生更多的噪音。因此， 在定位銷對(duì)齊方面的缺陷(例如，在供應(yīng)商能力范圍內(nèi)）可導(dǎo)致次同步振動(dòng)的產(chǎn)生。
[0024] 雖然附圖2和3說明了帶螺紋的座和定位銷，但是另一類型的布置包括定位銷被 壓配合到殼體的座內(nèi)。當(dāng)壓配合定位銷時(shí)，該定位銷的與軸頸軸承相互作用的部分是帶疤 痕的(例如，這可增加摩擦、磨損等)。
[0025] 另外，不論是帶螺紋的、壓配合還是其它技術(shù)被用來插入定位銷，在安裝過程中總 存在軸頸軸承的孔隙和殼體的定位銷座沒有對(duì)齊以及定位銷會(huì)接觸軸頸軸承的風(fēng)險(xiǎn)。由于 會(huì)使用相當(dāng)大的力來安裝定位銷，所以在定位銷和軸頸軸承之間的任何接觸都可損壞定位 銷、軸頸軸承，并產(chǎn)生碎屑等。由于施加到定位銷的該力可能是相當(dāng)大的，所以難以感測(cè)到 對(duì)在該定位銷和軸頸軸承之間的不適當(dāng)接觸的指示，并且如果被感測(cè)到，這種感測(cè)可能就 太晚了（例如，在已經(jīng)對(duì)定位銷、軸承、殼體等造成了一些損壞之后)。
[0026] 如本文中描述的(例如，參照?qǐng)D2和3)，使用定位銷要求（i)在殼體內(nèi)機(jī)加工座， (ii)提供定位銷，和（iii)將該定位銷插入該殼體中的所述座。在這些材料或過程中的容 差、誤差等可導(dǎo)致次優(yōu)的性能。如本文中所描述的，另一方法可被采用以將軸頸軸承定位在 殼體的孔內(nèi)，這種方法不包括使用定位銷。
[0027] 圖4示出了渦輪增壓器組件400的示例的各種橫截面圖。渦輪增壓器組件400包 括由設(shè)置在殼體480的通孔482內(nèi)的軸頸軸承430支撐的軸420以及附接到殼體480的壓 縮機(jī)側(cè)的定位板450和設(shè)置在壓縮機(jī)背板490的開口內(nèi)的推力間隔器470。軸420包括壓 縮機(jī)端和渦輪機(jī)端。渦輪機(jī)葉輪可被附接到軸420以形成軸和葉輪組件（SWA)。如所示，殼 體480可包括潤(rùn)滑劑進(jìn)口 481、潤(rùn)滑劑收集腔488和允許潤(rùn)滑劑離開潤(rùn)滑劑收集腔488的潤(rùn) 滑劑出口 489。
[0028] 在圖4的示例中，定位板450被設(shè)置在殼體480和壓縮機(jī)背板490之間，這兩者都 可被附接到殼體480 (例如，通過一個(gè)或多個(gè)螺栓等)。在圖4的示例中，殼體480包括設(shè)置 在殼體的通孔482的兩個(gè)直徑之間的環(huán)形軸向面487。從殼體480的壓縮機(jī)側(cè)，通孔282的 軸頸軸承孔部分具有臺(tái)階變化到更小直徑的更大直徑；因此，形成了環(huán)形軸向面487。這種 特征布置可被稱為擴(kuò)孔布置(例如，由于殼體480的通孔282包括兩個(gè)直徑)。
[0029] 在圖4的示例中，軸頸軸承430在或接近其壓縮機(jī)端包括設(shè)置在兩個(gè)軸向面435 和437 (例如，帶有對(duì)應(yīng)的環(huán)形肩部)之間的擴(kuò)大直徑部分。在圖4的示例中，軸向面437可 以是環(huán)形軸向面；而軸向面435可具有另一形狀，例如，以與定位板450協(xié)作。
[0030] 對(duì)于在殼體480的孔內(nèi)在軸向上定位軸頸軸承430,朝著渦輪機(jī)側(cè)，軸頸軸承430 的軸向面437可鄰接殼體480的軸向面487,并且朝著壓縮機(jī)側(cè)，軸頸軸承430的軸向面435 可鄰接定位板450,例如，在軸向表面455。因此，軸頸軸承430在軸向上被約束在定位板 450和殼體480的軸向面487之間(例如，其中環(huán)形軸向面487與擴(kuò)孔對(duì)應(yīng))。
[0031] 關(guān)于在殼體480的孔內(nèi)在方位角上定位軸頸軸承430,定位板450可包括一個(gè)或多 個(gè)特征，這些特征與軸頸軸承430的一個(gè)或多個(gè)特征協(xié)作。例如，定位板450可包括具有一 個(gè)或多個(gè)平坦部分的帶鍵開口，這些平坦部分與軸頸軸承430的平坦部分協(xié)作(例如，軸頸 軸承430可包括帶鍵壓縮機(jī)端)。在圖4的示例中，定位板450可允許軸頸軸承430的徑向 運(yùn)動(dòng)，同時(shí)限制軸頸軸承430的旋轉(zhuǎn)。例如，軸頸軸承430可沿著徑向線上下滑動(dòng)，同時(shí)具 有沿著軸向和方位角方向上的受限運(yùn)動(dòng)(例如，由各種間隙所限定的)。
[0032] 在圖4的示例中，定位板450可相對(duì)于軸頸軸承430限定各種間隙，這些間隙允許 軸頸軸承430的一些運(yùn)動(dòng)，尤其是徑向運(yùn)動(dòng)。在這種布置中，軸頸軸承430可被稱為半浮動(dòng) 軸頸軸承。如所提及的，徑向運(yùn)動(dòng)可允許軸頸軸承利用一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑劑膜，膜可吸收或阻 尼能量(例如，振動(dòng)能量)。在圖4的示例中，潤(rùn)滑劑膜可形成在軸頸軸承430的外表面和限 定殼體480的所述孔的內(nèi)表面之間。
[0033] 在圖4的示例中，潤(rùn)滑劑可通過潤(rùn)滑劑進(jìn)口 481進(jìn)入殼體480 (例如，經(jīng)過孔的進(jìn) 口路徑等)，該潤(rùn)滑劑進(jìn)口 481連接到通孔482,軸頸軸承430被接收在該通孔482中。軸頸 軸承430可包括開口 439以接收潤(rùn)滑劑用于形成一個(gè)或多個(gè)內(nèi)潤(rùn)滑劑膜(例如，設(shè)置在軸頸 軸承430的內(nèi)軸頸表面和軸420的表面之間）。經(jīng)由潤(rùn)滑劑進(jìn)口 481進(jìn)入通孔482的潤(rùn)滑劑 還可流到由軸頸軸承430的外表面和殼體480的通孔482的內(nèi)表面限定的間隙以形成外潤(rùn) 滑劑膜。作為示例，可鉆出或以其它方式形成一個(gè)或多個(gè)小孔以將潤(rùn)滑劑直接饋送到軸頸 軸承和孔的內(nèi)表面之間的間隙以形成擠壓膜。例如，孔486可在殼體480內(nèi)被形成在擴(kuò)孔 處以用于實(shí)現(xiàn)在孔-軸承間隙之間的潤(rùn)滑劑流。作為示例，殼體480可包括在該擴(kuò)孔處的 多個(gè)孔(例如，圍繞殼體480的通孔482的中心軸線設(shè)置在不同的方位角處)。作為示例，軸 承可包括一個(gè)或多個(gè)通道，這些通道用來實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑劑從更小直徑表面流到軸承的更大直徑 部分。例如，軸頸軸承430可包括從軸向面487延伸到軸頸軸承430的擴(kuò)大直徑部分的外 表面的一個(gè)或多個(gè)槽和/或一個(gè)或多個(gè)凹口，和/或從軸向面435延伸到軸頸軸承430的 擴(kuò)大直徑部分的外表面的一個(gè)或多個(gè)槽和/或一個(gè)或多個(gè)凹口。作為示例，定位板450可 包括從其延伸通過的一個(gè)或多個(gè)通道451，例如以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑劑流到推力間隔器空間。上面提 到的特征可有助于潤(rùn)滑劑在渦輪增壓器的中心殼體旋轉(zhuǎn)組件（CHRA)的壓縮機(jī)側(cè)處或附近 的循環(huán)。例如，當(dāng)殼體包括擴(kuò)孔(例如，擴(kuò)大的孔和縮小的孔）時(shí)，在擴(kuò)孔的每一側(cè)之間的潤(rùn) 滑劑流都可由這些特征(例如，這些特征可被機(jī)加工或以其它方式形成在殼體、軸承、定位 板等內(nèi)）來提1?。
[0034] 在圖4的示例中，潤(rùn)滑劑可在軸頸軸承430的軸向面437和殼體480的軸向面487 之間的間隙中流動(dòng)以到達(dá)軸頸軸承430的大直徑部分的外表面。因此，潤(rùn)滑劑膜可形成在 軸頸軸承430的大直徑部分和殼體480的通孔的壓縮機(jī)側(cè)的大直徑部分之間。在圖4的示 例中，潤(rùn)滑劑可流到軸頸軸承430的軸向面435并且在軸頸軸承430和定位板450之間形 成膜。關(guān)于推力墊，軸頸軸承430的表面435和437可被認(rèn)為是推力墊。這些表面可包括 允許潤(rùn)滑劑的流動(dòng)、收集等的一個(gè)或多個(gè)特征以有助于吸收軸向推力從而使得在軸頸軸承 430和殼體480 (例如，表面437和487)之間的以及該軸頸軸承和定位板450 (例如，表面 435和455)之間的有害接觸被最小化(例如，部件由薄潤(rùn)滑劑膜層分開)。
[0035] 在圖4的示例中，定位板450也可用于實(shí)現(xiàn)軸頸軸承430的正確的方位角定位，例 如，以確保軸頸軸承430的潤(rùn)滑劑開口 439與殼體480的潤(rùn)滑劑進(jìn)口路徑489正確對(duì)準(zhǔn)。如 在圖4中所示，定位板450將軸頸軸承430定向成使得軸頸軸承430中的開口 439與通向 殼體480的通孔482的潤(rùn)滑劑進(jìn)口 481對(duì)準(zhǔn)(例如，與其流體連通的通道)。作為示例，開口 439的大小可被選擇為平衡流向或在軸頸軸承430與組件400的一個(gè)或多個(gè)其它部件之間 的間隙內(nèi)的潤(rùn)滑劑流。例如，更小直徑開口可導(dǎo)致更多的流量流到至少部分地由軸頸軸承 430的外表面限定的間隙。
[0036] 圖5示出了軸420、軸頸軸承430和定位板450的各種視圖。如前面提及的，軸頸 軸承430可包括一個(gè)或多個(gè)平坦部分431并且定位板450可包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的平坦部 分451。這些部分可用于在方位角方面將軸頸軸承定位在孔中，例如，同時(shí)允許軸頸軸承沿 著徑向線的運(yùn)動(dòng)(例如，任選地沿著與重力對(duì)齊的方向上下運(yùn)動(dòng))。如在圖5的示例中所示， 軸頸軸承430包括壓縮機(jī)側(cè)內(nèi)軸頸表面433-1和渦輪機(jī)側(cè)內(nèi)軸頸表面433-2。這些表面可 與一個(gè)或多個(gè)軸表面協(xié)作以可旋轉(zhuǎn)地支撐軸，其中潤(rùn)滑劑可在這些表面的多對(duì)表面之間的 間隙中形成膜。在圖5的示例中還示出了沿著軸頸軸承430的內(nèi)軸頸表面433-1和433-2 延伸的軸向槽或溝槽436。這些特征能有助于促進(jìn)在內(nèi)軸頸表面433-1和433-2處的潤(rùn)滑 劑膜的形成并且用于實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑劑流的補(bǔ)充(例如，用于冷卻等)。
[0037] 在圖5的示例中，定位板450包括一個(gè)或多個(gè)開口 453以接收螺栓或其它物件從 而將定位板450附接到殼體。開口的布置可有助于確保定位板450被相對(duì)于殼體的一個(gè) 或多個(gè)特征正確地定向。定位板450還具有外緣459,該外緣可被成形為與殼體的一個(gè)或 多個(gè)特征協(xié)作。外緣459可被成形為例如通過具有沿著下部分的尺寸偏差允許潤(rùn)滑劑的排 放，使得定位板450不阻礙潤(rùn)滑劑從由壓縮機(jī)背板和定位板450限定的壓縮機(jī)側(cè)區(qū)域的排 放(見，例如，圖4中由壓縮機(jī)背板490和定位板450限定的區(qū)域)。另外，定位板450可包 括帶有下外緣452的開口，該下外緣452允許潤(rùn)滑劑從位于軸頸軸承430和殼體的孔之間 的間隙中的潤(rùn)滑劑膜流出。在這個(gè)示例中，當(dāng)定位板450的下外緣452被相對(duì)于重力向下 定位時(shí)，潤(rùn)滑劑可在重力的影響下以及在壓力的影響下(例如，當(dāng)由潤(rùn)滑劑泵或"油泵"提供 時(shí)）從殼體的孔排出。
[0038] 作為示例，渦輪增壓器組件可包括：殼體，其包括從殼體的壓縮機(jī)側(cè)延伸到渦輪 機(jī)側(cè)的通孔以及在處于第一直徑的通孔表面和處于第二直徑的通孔表面之間設(shè)置在該通 孔內(nèi)的軸向面；附接到該殼體的壓縮機(jī)側(cè)的定位板，其中該定位板包括帶鍵開口；以及設(shè) 置在該殼體的該通孔內(nèi)的軸頸軸承，其中該軸頸軸承包括帶鍵壓縮機(jī)端和在兩個(gè)軸向面之 間由外直徑以及軸向長(zhǎng)度限定的擴(kuò)大外部分，其中在該帶鍵壓縮機(jī)端和該軸頸軸承的渦輪 機(jī)端之間的軸向長(zhǎng)度超過了該擴(kuò)大外部分的軸向長(zhǎng)度，其中設(shè)置在該殼體的該通孔內(nèi)的該 軸向面、定位板、和該軸頸軸承的該兩個(gè)軸向面在軸向上將該軸頸軸承定位在該殼體的該 通孔中，以及其中該定位板的該帶鍵開口和該軸頸軸承的該帶鍵壓縮機(jī)端在方位角上將該 軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)。
[0039] 關(guān)于軸向推力，圖6示出了關(guān)于組件400的布置的橫截面圖和組件200的布置的 橫截面圖的情形600,帶有指示沿著從渦輪增壓器的渦輪機(jī)葉輪朝向壓縮機(jī)葉輪的方向的 軸向推力的近似力向量。對(duì)于組件400,定位板450可用于吸收由軸頸軸承430承載的推力 (例如，通過軸向面435)。相反，對(duì)于組件200,定位銷205接收由軸頸軸承230承載的軸向 推力，定位銷進(jìn)而沖擊殼體280。而且，在軸頸軸承230中的定位銷開口的外緣可響應(yīng)于這 種力而磨損、變形等。如上面參照?qǐng)D3的過程300所提及的，使部件磨損、變形或以其它方 式不對(duì)準(zhǔn)的力可能是有害的。
[0040] 關(guān)于沿著從渦輪增壓器的壓縮機(jī)葉輪到渦輪機(jī)葉輪方向的軸向推力，圖7示出了 關(guān)于組件400的布置的橫截面圖和組件200的布置的橫截面圖的情形700,帶有近似力向 量。對(duì)于組件400,殼體480的軸向面487可用于吸收由軸頸軸承430承載的推力（例如，通 過軸向面437)。相反，對(duì)于組件200,定位銷205接收由軸頸軸承230承載的軸向推力，定 位銷進(jìn)而沖擊殼體280。而且，在軸頸軸承230中的定位銷開口的外緣可響應(yīng)于這種力而磨 損、變形等。如上面參照?qǐng)D3的過程300所提及的，使部件磨損、變形或以其它方式不對(duì)準(zhǔn) 的力可能是有害的。
[0041] 圖8示出了組件400的一部分的橫截面圖，其中包括軸420、軸頸軸承430、定位板 450、推力間隔器470和殼體480。這些部件中的每一個(gè)都可由不同材料或以不同方式處理 的材料制成，使得它們的線性熱膨脹系數(shù)不同。例如，殼體480可由鑄鐵制成，軸由不銹鋼 (例如，316)制成，并且軸頸軸承430由黃銅制成。關(guān)于某些示例，線性熱膨脹系數(shù)可顯著不 同，例如，不銹鋼（316)是約16x10_6m/mK，黃銅是約19x10_6m/mK，鑄鐵是約12x10_6 m/mK，鋁是約22x1(T6m/mK而鈦是約9x1(T6m/mK。因此，對(duì)組件中的部件的加熱或冷 卻可改變一個(gè)或多個(gè)間隙。在這些間隙限定了潤(rùn)滑劑膜的潤(rùn)滑劑膜區(qū)域的情況下，溫度的 改變可對(duì)潤(rùn)滑劑膜性能具有一定影響。
[0042] 在圖8的示例中，軸頸軸承430的軸向間隙可由定位板450和殼體480的軸向面 487的軸向位置以及軸頸軸承430的擴(kuò)大直徑部分的軸向長(zhǎng)度的選擇來限定，該軸向長(zhǎng)度 被限定在其軸向面435和437之間。另外，當(dāng)軸頸軸承430的擴(kuò)大之間部分的軸向長(zhǎng)度減 少時(shí)，溫度改變的影響在整體量級(jí)方面會(huì)變少。
[0043] 關(guān)于定位板450的開口的形狀，其可具有外緣邊緣，該外緣邊緣被機(jī)加工以避免 在暴露給軸向推力時(shí)的某些應(yīng)力輪廓。例如，邊緣可被倒圓(例如，沿軸向)并且從平坦部分 到另一平坦部分或其它部分的過渡也可被倒圓。
[0044] 圖9示出了軸頸軸承430的橫截面圖。在圖9的示例中，軸向距離&被示出為是 關(guān)于軸頸軸承430的擴(kuò)大外直徑部分，該擴(kuò)大外直徑向著軸頸軸承430的渦輪機(jī)端過 渡到相對(duì)恒定的外直徑Dra。雖然軸頸軸承的長(zhǎng)度可以是3cm的量級(jí)，但是出于軸向定位目 的該軸向距離可能更小(例如，是一厘米或更小的量級(jí)，例如，小于軸頸軸承的總長(zhǎng)度的約 三分之一)。圖9的示例中還示出了在壓縮機(jī)端附近的內(nèi)軸頸直徑Drc和在渦輪機(jī)端附近的 內(nèi)軸頸直徑Dit。軸頸軸承430包括在該兩個(gè)內(nèi)軸頸之間的軸向長(zhǎng)度上的更大內(nèi)直徑Dim。 圖9中還示出了半徑rrc，其對(duì)應(yīng)平坦部，例如在該平坦部的中心的半徑(例如，注意到平坦 部可被限定為具有例如圓的弦的那些半徑的一系列半徑)。
[0045] 圖10示出了渦輪增壓器組件1000的示例的透視剖面圖，組件1000包括殼體1080 中的位于孔1082的渦輪機(jī)端附近以在軸向上定位軸頸軸承1030的擴(kuò)孔1084,以及附接到 該孔的壓縮機(jī)端以在軸向上定位軸頸軸承1030的定位板1050。例如，螺栓1060可由定位 板1050中的孔隙接收并且由殼體1080中的螺栓孔接收，例如其中螺栓1060和殼體1080 的螺栓孔可包括螺紋或其它合作特征。
[0046] 圖11示出了組件1000的示例的一系列視圖，該組件1000包括軸頸軸承1030和 定位板1050以實(shí)現(xiàn)安裝到殼體1080,例如，通過螺栓1060-1，1060-2,1060-3和1060-4。 如在圖11中所示，定位板1050可包括相對(duì)面1052和1054以及外緣或邊緣1055,其可由 直徑、半徑等限定，以及由延伸到彎曲上邊緣1058的一對(duì)直邊緣1057-1和1057-2限定的 狹槽1056。在橫截面圖中，擴(kuò)孔1084被示出為與軸頸軸承1030的肩部1034有關(guān)，以在軸 向上將軸頸軸承1030定位在殼體1080內(nèi)（例如，以限定軸頸軸承1030朝著殼體1080的渦 輪機(jī)側(cè)的運(yùn)動(dòng))。關(guān)于定位板1050,面1054鄰接軸頸軸承1030的壓縮機(jī)端，例如，沿著軸頸 軸承1030的環(huán)形肩部，其中軸頸軸承1030的一部分在軸向上延伸進(jìn)入定位板1050的狹槽 1056,使得各種直邊緣用于限制軸頸軸承1030的旋轉(zhuǎn)(例如，方位角旋轉(zhuǎn)）同時(shí)允許軸頸軸 承1030的至少一些徑向運(yùn)動(dòng)(例如，在定位板1050的狹槽1056內(nèi)的上下運(yùn)動(dòng))。作為示例， 狹槽1056可包括彎曲的、半圓形上邊緣1058和平行的直邊緣1057-1和1057-2,并且軸頸 軸承1030可包括彎曲的、半圓形上輪廓和直側(cè)輪廓。在這個(gè)示例中，在狹槽1056與重力對(duì) 準(zhǔn)的情況下，軸頸軸承1030可沿著與重力對(duì)準(zhǔn)的徑向線(例如上下)運(yùn)動(dòng)(例如，使得當(dāng)不操 作時(shí)，旋轉(zhuǎn)組件可下沉并靠著殼體的孔壁(或多個(gè)孔壁)）。
[0047] 圖12示出了軸頸軸承1030的特征的示例的一系列視圖。例如，軸頸軸承1030被 示出為包括軸向槽1037-1，1037-2,1037-3和1037-4,這些軸向槽具有徑向深度并且在軸 頸軸承1030的長(zhǎng)度上軸向延伸。軸頸軸承1030也被示出為在壓縮機(jī)端包括一個(gè)或多個(gè) 平坦部分1031以與例如定位板的開口的一個(gè)或多個(gè)平坦部分合作(例如，帶鍵端和帶鍵開 口）。這些特征可用于實(shí)現(xiàn)在方位角上將軸頸軸承1030定位在殼體的孔中(例如，限制軸頸 軸承1030的旋轉(zhuǎn)的防旋轉(zhuǎn)特征)。在另一端，軸頸軸承1030包括圓周且不包括平坦部分。
[0048] 另外，在圖12的示例中，任一端或者全部?jī)啥丝砂ㄖT如推力墊特征的特征。例 如，在圖12中，軸頸軸承1030被示出為包括推力墊表面1036-1，1036-2,1036-3和1036-4， 這些表面由溝槽1038-1，1038-2,1038-3和1038-4分開。這些溝槽可例如與沿著軸頸軸承 1030的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)軸頸表面延伸的軸向槽1037-1，1037-2,1037-3和1037-4錯(cuò)開一定數(shù) 量的度數(shù)(例如，90度)。軸頸軸承1030的兩端都可包括這些推力墊和溝槽；注意到關(guān)于平 坦部1031-1和1031-2,推力墊表面1036-1，1036-2,1036-3和1036-4中的每一個(gè)都包括平 坦部1031-1或1031-2中的相應(yīng)一個(gè)的一部分，例如，其中溝槽1038-1用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)和/或 出平坦部1031-1的潤(rùn)滑劑流且溝槽1038-3用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)和/或出平坦部1031-2的潤(rùn)滑劑 流。因此，軸承可包括平坦部，其中每個(gè)平坦部可設(shè)置有相應(yīng)的流體連通溝槽(例如，在該平 坦部和軸承的孔之間延伸的溝槽)。
[0049] 如在圖12的示例中所示，軸頸軸承1030的壓縮機(jī)端包括尺寸d。，其是平坦部 1031-1和1031-2之間的距離，同時(shí)軸頸軸承1030的渦輪機(jī)端包括直徑DT，例如，其對(duì)應(yīng)由 一系列推力墊限定的圓周。圖12中還示出了各種軸向尺寸，包括它們對(duì)應(yīng)壓縮 機(jī)側(cè)推力墊1036-1，1036-2,1036-3和1036-4的從肩部1033延伸的軸向長(zhǎng)度，和軸頸軸承 1030的渦輪機(jī)側(cè)(例如，其可包括推力墊）的可被殼體的擴(kuò)孔的較小直徑部分接收的、從軸 頸軸承1030的肩部1034延伸的一部分的軸向長(zhǎng)度(見，例如圖10和11的殼體1080的擴(kuò) 孔1084)。在圖12的示例中，形成相應(yīng)的肩部1033和1034的軸向面向的表面可以是接觸 表面以分別接觸定位板的表面和擴(kuò)孔的表面。
[0050] 在圖12的示例中，軸頸軸承1030包括壓縮機(jī)側(cè)部分、渦輪機(jī)側(cè)部分、中間環(huán)形槽 和包括開口 1039的中間部分。在這個(gè)示例中，環(huán)形槽可用于實(shí)現(xiàn)圍繞軸頸軸承1030的潤(rùn) 滑劑流，例如，以有利于在壓縮機(jī)側(cè)部分和殼體的孔的壁之間的以及在渦輪機(jī)側(cè)部分和殼 體的孔的壁之間的間隙中的潤(rùn)滑劑膜形成。
[0051] 作為示例，軸承可相對(duì)于其端部是對(duì)稱的，使得其可通過任一端被插入到孔中（例 如，兩端都包括平坦部)。在這個(gè)示例中，擴(kuò)孔可在一端在軸向上定位該軸承，而定位板可在 其另一端在軸向上定位該軸側(cè)同時(shí)限制其旋轉(zhuǎn)(例如，通過平坦部)。作為示例，在由定位板 提供的平坦部的基礎(chǔ)上附加地或替換該由定位板提供的平坦部，殼體的擴(kuò)孔可包括平坦部 (見，例如，邊緣1057-1和1057-2,其中擴(kuò)孔可任選地包括直邊緣)。
[0052] 圖13示出了軸頸軸承1330、定位板1350和殼體1380的示例的一系列視圖，其中 軸頸軸承1330由定位板1350在軸向上相對(duì)于殼體1380的1382定位。在圖13的示例中， 定位板1350被軸頸軸承1330的外表面上的環(huán)形槽接收。如所示，軸頸軸承1330的一部 分在軸向上朝著組件的壓縮機(jī)側(cè)延伸并超過定位板1350,例如，其中其可鄰接推力間隔器 1370。在這樣的示例中，定位板1350可在軸向上且在方位角上相對(duì)于殼體1380的孔1382 定位軸頸軸承1330。
[0053] 如在圖13的示例中所示，定位板1350包括外邊緣1355,外邊緣1355包括帶有兩 個(gè)內(nèi)邊緣1357-1和1357-2 (例如直邊緣）的狹槽1356,這兩個(gè)內(nèi)邊緣與上或側(cè)邊緣1358 相連，上或側(cè)邊緣可以是直的或彎曲的，例如，以匹配要在組件中被使用的軸承。狹槽1356 可以是或形成帶鍵開口（例如，借助其特征中的一個(gè)或多個(gè)成為帶鍵的)。定位板1350也可 包括用于接收雙頭螺栓、螺栓等，例如以將定位板1350附接到殼體。
[0054] 作為示例，軸頸軸承1330可包括帶有一個(gè)或多個(gè)平坦部分或"平坦部"（例如，一 個(gè)平坦部、兩個(gè)平坦部或三個(gè)平坦部）的環(huán)形槽，這些平坦部可與定位板1350的狹槽1356 的相應(yīng)邊緣接觸。以這種方式，定位板1350可在軸向上且在方位角上相對(duì)于殼體1380定 位軸頸軸承1330。例如，定位板1350可包括帶鍵開口，其與軸頸軸承1330的帶鍵環(huán)形槽 合作以在軸向上且在方位角上相對(duì)于殼體1380的通孔1382定位軸頸軸承1330 ;任選地用 于實(shí)現(xiàn)軸頸軸承1330在該殼體的通孔1382中的徑向運(yùn)動(dòng)。例如，與軸頸軸承1330的帶鍵 環(huán)形槽合作的定位板1350的帶鍵開口可允許沿著與重力加速度對(duì)準(zhǔn)的線的徑向運(yùn)動(dòng)，由 此以允許軸頸軸承1330在不操作時(shí)在殼體1380的通孔1382中下沉并且在使用中升高(例 如，在軸頸軸承1330和通孔1382的壁之間形成間隙以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑劑膜的形成)。
[0055] 圖14示出了軸承1430的示例的各種視圖；注意到，圖13的軸頸軸承1330可包括 軸承1430的各種特征。具體而言，圖14示出了頂部平面圖、透視圖和透視剖面圖，其中軸 承1430在沿著線A-A的平面內(nèi)被切割。
[0056] 如在圖14的示例中所示，軸承1430包括定位在軸承1430的壓縮機(jī)端附近的環(huán) 形槽1470。槽1470包括軸向槽寬每和槽尺寸士，這可被定義為在兩個(gè)平坦部1471-1和 1471-2之間的距離，例如，這兩個(gè)平坦部在槽1470中被設(shè)置在軸向面向的表面1473-1和 1473-2之間(例如，其可為接觸表面以接觸定位板或其它定位部件的表面)。作為示例，軸承 1430可包括軸向槽1477-1，1477-2,1477-3和1477-4,它們具有徑向深度并且在軸承1430 的長(zhǎng)度上沿軸向延伸。雖然示出了四個(gè)軸向槽，軸承可包括少于四個(gè)的軸向槽(例如，不包 括軸向槽）或更多的軸向槽。
[0057] 關(guān)于環(huán)形槽1470,軸承1430被示出為包括潤(rùn)滑劑孔1478-1，1478-2,1478-3和 1478-4,例如，其中潤(rùn)滑劑孔147 - 1用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)和/或出平坦部1471-1的潤(rùn)滑劑流并且其 中潤(rùn)滑劑孔147 - 3用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)和/或出平坦部1471-2的潤(rùn)滑劑流。因此，軸承可包括帶 有平坦部的槽，其中每個(gè)平坦部可設(shè)置有相應(yīng)的流體連通孔(例如，在平坦部和該軸承的孔 之間延伸的孔)。作為示例，該潤(rùn)滑劑孔可從沿著軸頸軸承1430的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)軸頸表面 延伸的軸向槽錯(cuò)開，例如一定數(shù)量的角度(例如，90度)。
[0058] 關(guān)于軸承1430的其它特征，其可包括軸頸軸承1030的各種特征，例如，如圖12中 所示（見，例如，尺寸、推力墊等)。作為示例，軸承1430的壓縮機(jī)端可包括與軸承1430的 渦輪機(jī)端的推力墊特征相同或相似的推力墊特征。例如，壓縮機(jī)端可包括由具有軸向長(zhǎng)度 Azc的推力墊限定的直徑Dc，而渦輪機(jī)端可包括由具有軸向長(zhǎng)度AZT的推力墊限定的直徑 Dj〇
[0059] 作為示例，軸承可以是對(duì)稱的且包括兩個(gè)環(huán)形槽，例如環(huán)形槽1470。在這個(gè)示例 中，軸承可經(jīng)由任一端被插入到殼體；注意到，在渦輪機(jī)端的環(huán)形槽的存在可不減損軸承的 性能。作為示例，軸承可包括環(huán)形槽，例如環(huán)形槽1470,并且被使用在不包括定位板，例如 圖13的定位板1350的組件中。例如，軸承1430可設(shè)置有對(duì)稱端特征并且環(huán)形槽1470和 軸承1430可被組裝到帶有或不帶有至少部分地延伸入該槽的板的組件(例如，CHRA)中。
[0060] 作為示例，渦輪增壓器組件可包括殼體，其包括從該殼體的壓縮機(jī)側(cè)延伸到渦輪 機(jī)側(cè)的通孔；附接到該殼體的該壓縮機(jī)側(cè)的定位板，其中該定位板包括帶鍵開口；以及設(shè) 置在該殼體的該通孔內(nèi)的軸頸軸承，其中該軸頸軸承包括設(shè)置在該軸頸軸承的壓縮機(jī)端和 渦輪機(jī)端中間的帶鍵環(huán)形槽，其中該定位板的該帶鍵開口和該軸頸軸承的該帶鍵環(huán)形槽在 軸向上且在方位角上將該軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)。在這個(gè)示例中，該帶鍵環(huán)形 槽可包括至少一個(gè)平坦部分。例如，該定位板可包括至少一個(gè)直邊緣，其中該至少一個(gè)直邊 緣通過與該軸頸軸承的該環(huán)形槽的該至少一個(gè)平坦部分接觸在方位角上將該軸頸軸承定 位在該殼體的該通孔內(nèi)。如在圖13中所示，定位板1350可包括至少一個(gè)直邊緣(例如，邊緣 1357-1、1357-2或1358)，該邊緣可接觸軸頸軸承的平坦部分。作為示例，軸頸軸承1430可 包括帶有一個(gè)或多個(gè)平坦部分的環(huán)形槽1470。例如，環(huán)形槽1470可包括該平坦部分1471-1 和1471-2并且任選地包括另一平坦部分。作為示例，環(huán)形槽的單個(gè)平坦部分可被提供以接 觸定位板的開口的平坦部分(例如，直邊緣)。
[0061] 作為示例，軸頸軸承的帶鍵環(huán)形槽可在軸向上被定位在該軸頸軸承的軸向中點(diǎn)和 該軸頸軸承的壓縮機(jī)端之間。作為示例，在軸頸軸承包括兩個(gè)帶鍵環(huán)形槽的情況下，每一個(gè) 槽都可被定位在該軸承的中點(diǎn)和相應(yīng)的端之間。
[0062] 作為示例，軸頸軸承可包括至少一個(gè)潤(rùn)滑劑孔，其從該軸頸軸承的孔的表面延伸 到環(huán)形槽(例如，帶鍵環(huán)形槽）的表面。例如，該環(huán)形槽的所述至少一個(gè)潤(rùn)滑劑孔所延伸到 的表面可以是該環(huán)形槽的形成與定位板的帶鍵開口的表面的接觸的平坦部分的表面。如上 面提及的，定位板的帶鍵開口可允許軸頸軸承在殼體的通孔內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)同時(shí)限制軸向和方 位角上的運(yùn)動(dòng)(例如，軸向定位并且用于實(shí)現(xiàn)防止該軸頸軸承旋轉(zhuǎn))。作為示例，軸向定位可 在軸向上相對(duì)于殼體將軸頸軸承定位在相對(duì)小的軸向運(yùn)動(dòng)裕量?jī)?nèi)并且方位角定位可在方 位角上相對(duì)于殼體將軸頸軸承定位在相對(duì)小的方位角運(yùn)動(dòng)(例如旋轉(zhuǎn))裕量?jī)?nèi)。關(guān)于徑向運(yùn) 動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)可由間隙限定，其中，例如，該間隙允許潤(rùn)滑劑膜的形成以及在操作中這些膜 的一定程度的變厚和變??；注意到，在操作之后，潤(rùn)滑劑壓力可減少(例如，如由被內(nèi)燃發(fā)動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)的潤(rùn)滑劑泵所供應(yīng)的）且渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)組件可在重力加速度的作用下下沉(例 如，沉到殼體的通孔的底表面)。
[0063] 作為示例，方法可包括提供渦輪增壓器組件，該渦輪增壓器組件包括殼體，該殼體 帶有從該殼體的壓縮機(jī)側(cè)延伸到渦輪機(jī)側(cè)的通孔；附接到該殼體的該壓縮機(jī)側(cè)的定位板， 其中該定位板包括帶鍵開口；以及設(shè)置在該殼體的該通孔內(nèi)的軸頸軸承，其中該軸頸軸承 包括設(shè)置在該軸頸軸承的壓縮機(jī)端和渦輪機(jī)端中間的帶鍵環(huán)形槽；操作該渦輪增壓器組 件；以及通過接觸該定位板的該帶鍵開口和該軸頸軸承的該帶鍵環(huán)形槽(例如，通過平坦部 分等)在軸向上且在方位角上將該軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)。作為示例，這個(gè)方法 可包括提供潤(rùn)滑劑到該殼體并且使該潤(rùn)滑劑的一部分經(jīng)由從該軸頸軸承的孔的表面和該 環(huán)形槽的表面出發(fā)的潤(rùn)滑劑通道流到該軸頸軸承的該環(huán)形槽。以這種方式，在定位板和該 軸頸軸承之間的接觸(例如在該環(huán)形槽處）可被潤(rùn)滑，例如，以減少磨損、摩擦、溫度等。
[0064] 盡管已經(jīng)在附圖中圖示了并在前面的具體描述部分中描述了方法、設(shè)備、系統(tǒng)、布 置等的一些示例，但是應(yīng)該理解的是，所公開的示例性實(shí)施例不是限定性的，而是能夠進(jìn)行 數(shù)種重新布置、改進(jìn)和替換。
【權(quán)利要求】
1. 一種渦輪增壓器組件，其包括： 殼體，其包括從該殼體的壓縮機(jī)側(cè)延伸到渦輪機(jī)側(cè)的通孔和在該通孔中設(shè)置在處于第 一直徑的通孔表面和處于第二直徑的通孔表面之間的軸向面； 附接到該殼體的該壓縮機(jī)側(cè)的定位板，其中該定位板包括帶鍵開口；以及 設(shè)置在該殼體的該通孔內(nèi)的軸頸軸承，其中該軸頸軸承包括帶鍵壓縮機(jī)端和在兩個(gè)軸 向面之間由外直徑以及軸向長(zhǎng)度限定的擴(kuò)大外部分，其中在該帶鍵壓縮機(jī)端和該軸頸軸承 的渦輪機(jī)端之間的軸向長(zhǎng)度超過該擴(kuò)大外部分的軸向長(zhǎng)度， 其中設(shè)置在該殼體的該通孔內(nèi)的所述軸向面、所述定位板、和所述軸頸軸承的所述兩 個(gè)軸向面在軸向上將該軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)，以及 其中所述定位板的所述帶鍵開口和所述軸頸軸承的所述帶鍵壓縮機(jī)端在方位角上將 該軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述定位板的所述帶鍵開口允許所述軸 頸軸承在所述殼體的所述通孔內(nèi)的徑向運(yùn)動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述定位板的所述帶鍵開口和所述軸頸 軸承的所述帶鍵壓縮機(jī)端在方位角上相對(duì)于所述殼體的潤(rùn)滑劑路徑將所述軸頸軸承定位 在所述殼體的所述通孔內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述定位板的所述帶鍵開口包括具有一 個(gè)或多個(gè)平坦部分的外緣。
5. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述軸頸軸承的所述帶鍵壓縮機(jī)端包括 具有一個(gè)或多個(gè)平坦部分的外緣。
6. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中設(shè)置在所述通孔內(nèi)的所述軸向面是由擴(kuò) 孔形成的。
7. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述通孔包括在所述軸向面和所述殼體 的所述渦輪機(jī)側(cè)之間的軸向位置處的潤(rùn)滑劑開口。
8. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述軸頸軸承包括較小外直徑，其限定 了在所述擴(kuò)大外部分和所述渦輪機(jī)端之間軸向延伸的外表面。
9. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述擴(kuò)大外部分的所述軸向長(zhǎng)度小于所 述帶鍵壓縮機(jī)端和所述渦輪機(jī)端之間的軸向長(zhǎng)度的約三分之一。
10. 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器組件，其中所述軸頸軸承在所述帶鍵壓縮機(jī)端或 在所述渦輪機(jī)端包括至少一個(gè)推力墊。
11. 一種渦輪增壓器組件，其包括： 殼體，其包括從所述殼體的壓縮機(jī)側(cè)延伸到渦輪機(jī)側(cè)的通孔； 附接到該殼體的該壓縮機(jī)側(cè)的定位板，其中該定位板包括帶鍵開口；以及 設(shè)置在所述殼體的所述通孔內(nèi)的軸頸軸承，其中該軸頸軸承包括設(shè)置在該軸頸軸承的 壓縮機(jī)端和渦輪機(jī)端中間的帶鍵環(huán)形槽，其中該定位板的該帶鍵開口和該軸頸軸承的該帶 鍵環(huán)形槽在軸向上且在方位角上將該軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求11所述的渦輪增壓器組件，其中所述軸頸軸承包括壓縮機(jī)端推力墊和 潤(rùn)輪機(jī)端推力墊。
13. 如權(quán)利要求11所述的渦輪增壓器組件，其中所述帶鍵環(huán)形槽包括至少一個(gè)平坦部 分。
14. 如權(quán)利要求13所述的渦輪增壓器組件，其中該定位板包括至少一個(gè)直邊緣，其中 該至少一個(gè)直邊緣通過與該軸頸軸承的該環(huán)形槽的該至少一個(gè)平坦部分接觸在方位角上 將該軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)。
15. 如權(quán)利要求11所述的渦輪增壓器組件，其中該軸頸軸承的該帶鍵環(huán)形槽在軸向上 被定位在所述軸頸軸承的軸向中點(diǎn)和所述軸頸軸承的所述壓縮機(jī)端之間。
16. 如權(quán)利要求11所述的渦輪增壓器組件，其中所述軸頸軸承包括至少一個(gè)潤(rùn)滑劑 孔，所述至少一個(gè)潤(rùn)滑劑孔從該軸頸軸承的孔的表面延伸到該環(huán)形槽的表面。
17. 如權(quán)利要求16所述的渦輪增壓器組件，其中該環(huán)形槽的所述至少一個(gè)潤(rùn)滑劑孔所 延伸到的表面包括該環(huán)形槽的形成與該定位板的該帶鍵開口的表面的接觸的平坦部分的 表面。
18. 如權(quán)利要求11所述的渦輪增壓器組件，其中所述定位板的所述帶鍵開口允許所述 軸頸軸承在所述殼體的所述通孔內(nèi)的徑向運(yùn)動(dòng)。
19. 一種方法，其包括： 提供渦輪增壓器組件，該渦輪增壓器組件包括 殼體，其包括從所述殼體的壓縮機(jī)側(cè)延伸到渦輪機(jī)側(cè)的通孔； 附接到該殼體的該壓縮機(jī)側(cè)的定位板，其中該定位板包括帶鍵開口；以及 設(shè)置在該殼體的該通孔內(nèi)的軸頸軸承，其中該軸頸軸承包括設(shè)置在該軸頸軸承的壓縮 機(jī)端和渦輪機(jī)端中間的帶鍵環(huán)形槽； 操作該渦輪增壓器組件；以及 借助接觸所述軸頸軸承的所述帶鍵環(huán)形槽和所述定位板的所述帶鍵開口在軸向上且 在方位角上將所述軸頸軸承定位在該殼體的該通孔內(nèi)。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括提供潤(rùn)滑劑到該殼體并且使該潤(rùn)滑劑的一部分 經(jīng)由從該軸頸軸承的孔的表面和該環(huán)形槽的表面出發(fā)的潤(rùn)滑劑通道流到該軸頸軸承的該 環(huán)形槽。
【文檔編號(hào)】F02B39/00GK104271921SQ201380025352
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】F.達(dá)甘, J.卡斯坦, N.瓦蔡勒, D.阿曼, S.劉, 陳擁軍, 慎一安達(dá) 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司