CN101265816A - 转子组件及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于增压器的转子组件，具有第一转子部分和固定到所述第一转子部分的至少另一个转子部分。所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分由粉末金属形成，并且基本上形状类似。所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有基本为中空的多个叶突。所述第一转子部分与所述至少另一个转子部分通过铜焊、渗铜和焊接中的一种方法固定。还提供了一种含有所公开的转子组件的增压器。另外，提供了形成所公开的转子组件的方法。

Description

转子组件及其形成方法
技术领域
本发明涉及转子组件和形成压缩机或增压器的转子组件的方法。
背景技术
在工业和汽车应用中使用转子式或螺旋式正排量压缩机。压缩机或增压器可操作地连接到内燃机上，以增加传送至内燃机的进气量，从而提供增强的性能。增压器通常包括两个交叉反向旋转的转子，每个转子可形成有多个螺旋形状的叶突(lobe)，以将进口通道的进气量输送至出口通道，然后送入内燃机。
发动机设计者可在输入滑轮与增压器之间设置可有选择接合的离合器，例如电动离合器，以有选择地分离增压器，即，当不需要其操作时，例如低发动机负载运行时，停止或减慢包含在其中的转子的转动。结果，可提高内燃机的运行效率。离合器的耐用性和可靠性极大地随转子惯量变化，即，随转子叶突的尺寸和质量变化。
发明内容
提供了一种用于增压器的转子组件，具有第一转子部分和固定到所述第一转子部分的至少另一个转子部分。所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分由粉末金属形成，并且基本上形状类似。所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有基本为中空的多个叶突。所述第一转子部分与所述至少另一个转子部分通过铜焊、渗铜和焊接中的一种方法固定。所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有至少一个轴向延伸定位结构和至少一个构造成足以接收所述至少一个轴向延伸定位结构的凹槽。所述第一转子部分的所述至少一个凹槽与所述至少另一个转子部分的所述至少一个轴向延伸定位结构共同将所述第一转子部分相对于所述至少另一个转子部分定位。所述转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都由钢、铝和其铝合金中的一种形成。还提供了一种含有所公开的转子组件的增压器。
还提供了形成上述转子组件的方法。该方法包括如下步骤：A)由粉末金属形成多个转子部分；B)利用定位结构和凹槽标定相邻的转子部分；以及C)将转子部分相对于彼此固定，以形成转子组件。
结合附图，从下面对实现本发明最佳模式的详细描述可容易地理解本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。
附图说明
图1为构造为与内燃机一起使用的增压器的示意性透视图；
图2为与图1中增压器一起使用的转子的透视图；
图3为构造为形成图2中转子的转子部分的透视图；
图4为图3中转子部分的另一透视图；以及
图5为与图1中增压器一起使用的转子的可选实施例的透视图。
具体实施方式
参考附图，其中总共几个附图中相同的附图标记对应于相同或相似的组件，图1中示出了总地标记为10的压缩机或增压器组件。增压器10包括壳体12。壳体12限定了入口通道14，该入口通道14构造成将由箭头16表示的进气引入增压器组件10。壳体12还限定了出口通道18，该出口通道18构造成从增压器组件10排出进气16。
壳体12限定了转子腔20，该转子腔20构造成含有分别可旋转地布置在其中的第一转子组件22和第二转子组件24。第一转子组件22和第二转子组件24交叉并相对于彼此反向旋转。第一转子组件22包括多个叶突26，当从入口通道14观看时，这多个叶突26沿顺时针扭曲螺旋形状径向向外延伸，而第二转子组件24包括多个叶突28，当从入口通道14观看时，这多个叶突28沿逆时针扭曲螺旋形状径向向外延伸。第一转子组件22和第二转子组件24共同将进气16从入口通道14输送到出口通道18。第一转子组件22和第二转子组件24通过各自的第一轴元件30和第二轴元件32可旋转地支撑在转子腔20内。第一转子组件22和第二转子组件24的构造将在下面参考图2至图5更加详细地描述。应当理解，第二转子组件24的构造基本类似于第一转子组件22。为简便起见，下面的描述将集成在第一转子组件22的描述上，应当理解，所公开的结构及其形成方法同样适用于第二转子组件24。
参考图2，示出了第一转子组件22的透视图，该第一转子组件22具有从轴毂部分34以螺旋形状大致径向向外延伸的叶突26。各叶突26限定有空腔36，使得叶突26通常为中空的。优选地，相比实心叶突叶突26的空腔36减小了转动惯量，这可提高选择性接合离合器(未示出)的可靠性和耐用性，该选择性接合离合器构造成有选择地停用图1的增压器组件10。第一转子组件22由多个转子部分38形成。各转子部分38优选由烧结金属或粉末金属形成，例如钢、铝及其合金等。各转子部分38优选形状相同，使得它们由相同的工具加工形成。另外，通过由各转子部分38形成螺旋叶突26，一旦组装了转子部分38，产生的第一转子组件22就具有了接近的净形状，从而减小了完成第一转子组件22所需的加工操的数量。转子部分38彼此固定或连接，并安装在延伸通过孔40的第一轴元件32，如图3和4中所示，所述孔40由第一转子组件22的轴毂部分34限定。
现在参考图3，示出了单个转子部分38的透视图。转子部分包括第一面40和第二面42，如图4中所示。第一面42包括通常从其轴向延伸的定位结构46。定位结构46通常显示为半球形形状；但是，本领域的技术人员应当认识到在要求保护的范围内，可采用其它形状，例如圆柱形、棱锥形、立方体形等等。如图4中所示，转子部分38的第二面限定了构造成足以接收相邻的转子部分的定位结构46的凹槽48，从而标定或提供了图2中第一转子组件22的相邻转子部分38之间排列的测量。
参考图2至图4，描述形成第一转子组件22的方法。该方法包括如下步骤：A)由粉末金属形成多个转子部分38；B)利用定位结构46和凹槽48标定相邻的转子部分；以及C)将转子部分38相对于彼此固定，以形成第一转子组件22。如上所述，转子部分38可由钢或铝和其合金形成。对于由钢形成的转子部分38，相邻的转子部分38可通过焊接、铜焊或渗铜技术彼此固定在一起。通过将铜渗入转子部分38形成第一转子组件22，可在操作图1中所示增压器10操作期间提供抗刮擦的测量。可靠反地，对于由铝和其合金形成的转子部分38，相通过焊接或铜焊将相邻的转子部分38彼此固定。
现在参考图5，示出了图1至图4中第一转子组件22的可选实施便，总地标记为22A。转子组件22A包括由烧结金属或粉末金属(例如，钢或铝和其合金)形成的多个转子部分38A。转子部分38A包括通常从轴毂部分34A径向向外延伸的多个叶突26A。除了转子部分38A沿轴向方向基本是直的，与转子部分38的基本螺旋形状相反之外，转子部分38A类似于图2至4的转子部分38。这样，转子部分38A必须以稍微偏置的方式彼此固定在一起，以形成转子组件22A的叶突26A的螺旋形状，因而与第一转子组件22相比，需要更多数量的加工操作来完成转子组件22A。标记为50的部分示出了完成加工之前的转子组件22A，而标记为52的部分示出了完成加工之后的转子组件22A。形成转子组件22A的方法基本类似于上述形成第一转子组件22的方法。
通过由分别粉末金属转子部分38和38A形成的转子组件22和22A，可不用改变加工或改变很小地提供转子长度的灵活性。另外，通过从转子部分38和38A形成转子组件22和22A，可基本中空地形成各自的叶突26和26A，降低了传统转子形成技术的(例如拉模铸造和熔模铸造)的加工复杂性。另外，充分地降低了传统转子形成技术的废品率。本领域的技术人员会认识到，在本发明要求保护的范围之内，转子组件22和22A可由单个转子部分38和38A形成，其中转子部分38和38A由粉末金属形成。尽管上述描述集中在通常具有螺旋型或螺旋式形状的转子组件设计，但是本领域的技术人员应当认识到，在所要求保护的范围之内该通用原理可应用于通常具有直线形状的转子组件，例如，用在罗茨式增压器内的那些转子组件。
尽管已经详细描述了实现本发明的最佳方法，但是本发明所属领域的技术人员应当认识到在所附权利要求范围内实现本发明的各种可选设计和实施方式。

Claims (20)

1.一种用于增压器的转子组件，包括：
第一转子部分；并且
其中所述第一转子部分由粉末金属形成。
2.如权利要求1所述的转子，还包括：
固定于所述第一转子部分的至少另一个转子部分；并且
其中所述至少另一个转子部分由粉末金属形成，且其形状基本类似于所述第一转子部分的形状。
3.如权利要求2所述的转子，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有多个叶突，并且其中所述多个叶突基本为中空的。
4.如权利要求2所述的转子，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有至少一个轴向延伸定位结构和至少一个构造成足以接收所述至少一个轴向延伸定位结构的凹槽，并且其中所述第一转子部分的所述至少一个凹槽与所述至少另一个转子部分的所述至少一个轴向延伸定位结构配合将所述第一转子部分相对于所述至少另一个转子部分定位。
5.如权利要求2所述的转子，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都通过铜焊、渗铜和焊接中的一种方法固定。
6.如权利要求2所述的转子，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有多个叶突，并且所述多个叶突的形状为直的。
7.如权利要求2所述的转子，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有多个叶突，并且所述多个叶突为螺旋形状。
8.如权利要求2所述的转子，还包括轴，并且所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分安装在所述轴上。
9.如权利要求2所述的转子，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都由钢、铝和其铝合金中的一种形成。
10.一种增压器组件，包括：
壳体，该壳体限定了可操作以将空气引入所述增压器组件的进口通道、可操作以从所述增压器组件排出所述进气的出口通道、和转子腔；
第一转子组件，该第一转子组件可旋转地布置在所述转子腔内；
第二转子组件，该第二转子组件可旋转地布置在所述转子腔内，并且与所述第一转子组件交叉；
其中所述第一和第二转子组件中的每个包括：
第一转子部分；
固定于所述第一转子部分的至少另一个转子部分；并且
其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分由粉末金属形成，且其形状基本上类似；并且
其中所述第一和第二转子组件配合将所述进气从所述入口通道传送至所述出口通道。
11.如权利要求10所述的增压器组件，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有多个叶突，并且其中所述多个叶突基本为中空的。
12.如权利要求10所述的增压器组件，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有至少一个轴向延伸定位结构和至少一个构造成足以接收所述至少一个轴向延伸定位结构的凹槽，并且其中所述第一转子部分的所述至少一个凹槽与所述至少另一个转子部分的所述至少一个轴向延伸定位结构配合将所述第一转子部分相对于所述至少另一个转子部分定位。
13.如权利要求10所述的增压器组件，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都通过铜焊、渗铜和焊接中的一种方法固定。
14.如权利要求10所述的增压器组件，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有多个叶突，并且所述多个叶突的形状为直形和螺旋形之一。
15.一种形成用于增压器组件的转子组件的方法，所述方法包括：
由粉末金属形成第一转子部分和至少另一个转子部分；以及
将所述至少另一个转子部分相对于所述第一转子部分固定，以形成所述转子组件。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有多个叶突，并且其中所述多个叶突基本为中空的。
17.如权利要求15所述的方法，其中相对于所述第一转子部分固定所述至少另一个转子部分以形成转子组件的步骤通过铜焊、渗铜和焊接中的一种方法实现。
18.如权利要求15所述的方法，还包括将所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分安装在轴上。
19.如权利要求15所述的方法，还包括在将所述至少另一个转子部分相对于所述第一转子部分固定之前，相对于所述第一转子部分标定所述至少另一个转子部分。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述第一转子部分和所述至少另一个转子部分中的每个都具有至少一个轴向延伸定位结构和至少一个构造成足以接收所述至少一个轴向延伸定位结构的凹槽，并且其中所述第一转子部分的所述至少一个凹槽与所述至少另一个转子部分的所述至少一个轴向延伸定位结构配合辅助来相对于所述第一转子部分标定所述至少另一个转子部分。
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