CN101311538B - 用于增压器组件的壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于增压器组件的壳体。具体而言，本发明提供了用于增压器组件的壳体，该壳体具有至少部分地限定了转子腔的内壁。由牺牲聚合材料形成的层被提供在内壁的至少一部分上。层可操作以提供大约为零的运行间隙并提高第一、第二转子和内壁之间的耐磨损性。通过夹物模压将牺牲聚合材料施加在内壁上以形成层。还提供了形成壳体的方法。

Description

用于增压器组件的壳体

技术领域

本发明涉及一种用于增压器组件的壳体。

背景技术

在工业及汽车应用中，采用罗茨式(roots-type)容积压缩机和螺杆式容积压缩机。压缩机或增压器可操作地连接到内燃机，以增加传送给内燃机的进气量或进气体积，从而增加内燃机的容积效率。增压器典型地包括两个交错对旋的转子，每个转子都可形成有多个凸耳，其可操作来将大量的进气从入口通道输送至出口通道，用于后续导入内燃机。增压器的效率依赖于两个转子之间的运行间隙及两个转子中每个转子和在其内这两个转子被旋转地支持的壳体之间的运行间隙。

发明内容

提供了用于增压器的壳体，这种壳体具有至少部分地限定了转子腔的内壁。由牺牲聚合材料(sacrificial polymeric material)形成层，并将其提供在内壁的至少一部分上。牺牲聚合材料可为热塑性塑料，诸如尼龙。层可操作以提供大约为零的运行间隙，并提高第一、第二转子和内壁之间的耐磨损性。牺牲聚合材料通过夹物模压施加在内壁上以形成层。还公开了结合了壳体的增压器组件。

还提供了形成用于增压器组件的壳体的方法。壳体包括由内壁限定的转子孔，且转子孔构造成旋转地容纳第一、第二转子。这种方法包括通过夹物模压在内壁的至少一部分上形成牺牲聚合材料层，使得第一、第二转子和内壁之间的运行间隙大约为零。

当参考附图时，从下面对实施本发明的最佳模式的详细描述，本发明的上述特征和优点及其它特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是构造成随同内燃机一起使用的增压器组件的示意性透视图；

图2是与优选实施例一致的用于增压器组件的壳体的透视图；

图3是图2的壳体的一部分的截面图，示出了由牺牲聚合材料形成的层；

图4是图2及图3的壳体的一部分的横截面图，示出了形成壳体的方法；以及

图5是图2至图4的壳体的一部分的横截面图，示出了夹物模压产生由牺牲聚合材料形成的层的方法。

具体实施方式

参考附图，其中，在各附图中相同的标号对应于相同或相似的部件，图1中所示的压缩机或增压器组件通常以10表示。增压器组件10包括壳体12。壳体12限定了构造成将进气(以箭头16表示)引入增压器组件10的入口通道14。壳体12还限定了构造成将进气16从增压器组件10排出的出口通道18。

转子腔20由壳体12限定，并构造成包含分别可旋转地设置在其中的第一、第二转子组件22、24。第一、第二转子组件22、24相对于彼此是交错对旋的。第一转子组件22包括多个凸耳26，从入口通道14看，这些凸耳26以顺时针式扭曲的螺旋形状向外径向地延伸，而第二转子组件24包括多个凸耳28，从入口通道14看，这些凸耳28以逆时针式扭曲的螺旋形状向外径向地延伸。第一、第二转子组件22、24协作将大量的进气16从入口通道14输送至出口通道18。第一、第二转子组件22、24在转子腔20内由相应的第一、第二轴部件30、32可旋转地支撑。

在增压器组件10的运转期间，第一、第二转子组件22、24协作将大量的进气16从入口通道14输送至出口通道18。当进气16从入口通道14向出口通道18移动时，进气16的温度有增加的趋势，从而沿第一、第二转子22、24的纵向轴线形成热梯度。结果，第一、第二转子组件22、24的热膨胀程度在增压器组件10的运转期间将增加，从而增加了“磨损”的可能性。磨损定义为由于第一、第二转子组件22、24彼此接触或与壳体12接触而造成的金属转移。当运行间隙(也即增压器组件10运行时，凸耳26、28和壳体12之间的间隙尺寸)达到零时发生磨损，并引起干涉状态及第一、第二转子组件22、24和壳体12之间的材料转移。

参考图2并继续参考图1，显示了与优选实施例一致的壳体12的透视图。壳体12优选地由金属诸如铝或镁铸造。转子腔20由内壁34限定。内壁34具有在其上的牺牲聚合材料层36，也就是说层36的一部分可由第一、第二转子组件22、24的凸耳26、28磨损掉。在优选实施例中，牺牲聚合材料是诸如尼龙的热塑性聚合物。由于层36的一部分在增压器组件10的运行期间可磨损掉的事实，层36可操作以提供大约为零的运行间隙并提高第一、第二转子组件22、24和内壁34之间的耐磨损性，从而增加增压器组件10的运行效率。层36优选地具有在大约0.05毫米至大约0.15毫米之间的厚度。形成层36的方法在下文参考图3至图5详细介绍。壳体12还包括与内壁34相对的外壁38。多个锚定部件40接合外壁38，并操作以使层36保持抵靠壳体12的内壁34。

参考图3，显示了图2的壳体12的一部分的横截面图。壳体12限定了多个孔42。每个孔42都包含了由牺牲聚合材料形成的键44，每个键44都使层36和锚定部件40相互连接，从而相对于内壁34保持层36。层36、键44和锚定部件40优选地由在下文讨论的夹物模压方法一体地形成。

形成具有包含于其中的层36的壳体12的方法可参考图3至图5最佳地描述。参考图4，壳体12A显示为“正在铸造”状态。也就是说，壳体12A通过将熔融金属浇注入模子45形成，模子45的一部分如图4所示。熔融金属被允许冷却并移除模子45，从而形成壳体12A。这种铸造操作为本领域技术人员所知，将不再详细讨论；然而，壳体12可通过压模铸造、砂型铸造、半永久性铸模铸造或其它类型的铸造形成。由壳体12A限定多个盲孔46。盲孔46在一端由内壁34的部分48闭合。盲孔46优选地在铸造壳体12A期间通过在模子45内提供多个销50形成，销50中的一个如图4所示。壳体12A的内壁34由诸如钻孔操作加工，以形成图3及图5的壳体12。在加工操作期间，许多材料从内壁34移除，从而移除内壁34的部分48，以形成在外壁38和内壁34之间延伸的孔42(如图3和图5所示)。

现参考图5，显示了安置在模子52内的壳体12，模子52的一部分如图5所示。模子包括第一部分54和第二部分56。第一部分54与壳体12协作以限定体积58，第二部分56与壳体12协作以形成体积60。牺牲聚合材料随后引入体积58且能够流过孔42进入体积60。允许设置牺牲聚合材料并移除模子的第一、第二部分54、56，如图3所示。备选地，牺牲聚合材料可引入体积60并能够流过孔42进入体积58。参考图3，这种夹物模压操作允许一体地形成层36、键44和锚定部件40。层36可如形成时原样地保留或可精饰加工，以容纳第一、第二转子组件22、24。

在操作中，参考图1至图3，第一、第二转子组件由于进气16、摩擦和其它诸如从内燃机辐射的热能等能量源之间的传热而膨胀。当第一、第二转子22、24膨胀时，凸耳26、28和内壁34之间的运行间隙将减少。通过在内壁34上提供牺牲聚合材料层36，在更低的磨损可能性下，凸耳26和28相对于壳体12之间的运行间隙可减少至大约为零。

虽然已经详细介绍了实施本发明的最佳模式，但本发明所涉及的本领域技术人员应当了解，实行本发明的各种备选设计和实施例也在所附的权利要求范围内。

Claims (17)

1.一种增压器壳体装置，其限定了构造成容纳第一转子、第二转子的转子腔，所述壳体装置包括：

壳体部件，其具有至少部分地限定了所述转子腔的内壁；以及

由牺牲聚合材料形成的层，其提供在所述内壁的至少一部分上，并且可操作以提供大约为零的运行间隙，以及提高所述第一转子、第二转子和所述内壁之间的耐磨损性；

其中所述壳体部件限定至少一个孔，并且其中所述牺牲聚合材料填充所述至少一个孔的至少一部分，以形成可操作以相对于所述内壁保持所述层的键。

2.根据权利要求1所述的增压器壳体装置，其特征在于所述牺牲聚合材料通过夹物模压施加在所述内壁上以形成所述层。

3.根据权利要求1所述的增压器壳体装置，其特征在于所述牺牲聚合材料是尼龙。

4.根据权利要求1所述的增压器壳体装置，其特征在于所述层的厚度是大约0.05毫米至大约0.15毫米。

5.根据权利要求1所述的增压器壳体装置，其特征在于所述牺牲聚合材料是热塑性材料。

6.根据权利要求1所述的增压器壳体装置，其特征在于所述壳体部件包括与所述内壁相对的外壁，并且其中所述至少一个孔从所述内壁向所述外壁延伸。

7.根据权利要求6所述的增压器壳体装置，其特征在于所述壳体装置还包括接合所述外壁且与所述键一体地形成的锚定部件，其可操作以将所述键保持在所述至少一个孔内。

8.根据权利要求1所述的增压器壳体装置，其特征在于所述壳体部件由金属铸造。

9.一种增压器组件，包括：

限定了转子腔、且具有内壁和外壁的壳体；

其中所述内壁限定了所述转子腔；

可旋转地设置在所述转子腔内的第一转子、第二转子；

由牺牲聚合材料形成的层，其提供在所述内壁的至少一部分上，并可操作以提供大约为零的运行间隙，以及提高所述第一转子、第二转子和所述内壁之间的耐磨损性；以及

其中所述层通过夹物模压形成；并且

所述壳体限定了至少一个孔，并且其中所述牺牲聚合材料填充所述至少一个孔的至少一部分，以形成可操作以相对于所述内壁保持所述层的键。

10.根据权利要求9所述的增压器组件，其特征在于所述牺牲聚合材料是尼龙。

11.根据权利要求9所述的增压器组件，其特征在于所述层的厚度是0.05毫米至0.15毫米。

12.根据权利要求9所述的增压器组件，其特征在于所述牺牲聚合材料是热塑性材料。

13.根据权利要求9所述的增压器组件，其特征在于所述壳体部件包括与所述内壁相对的外壁，并且其中所述至少一个孔从所述内壁向所述外壁延伸。

14.根据权利要求13所述的增压器组件，其特征在于所述增压器组件还包括接合所述外壁并且与所述键一体地形成的锚定部件，其可操作以将所述键保持在所述至少一个孔内。

15.一种形成用于增压器组件的壳体的方法，其中所述增压器组件具有由内壁限定的转子孔，并且所述转子孔构造成可旋转地容纳第一转子、第二转子，所述方法包括：

通过夹物模压在所述内壁的至少一部分上形成牺牲聚合材料层，使得所述第一转子、第二转子和所述内壁之间的运行间隙大约为零；

在所述壳体部件内形成至少一个孔；以及

允许所述牺牲聚合材料的一部分流进所述至少一个孔，以形成键，所述键可操作以相对于所述内壁保持所述层。

16.根据权利要求15所述的形成壳体的方法，其特征在于所述方法还包括：

在所述壳体部件内形成至少一个从所述内壁向相对的外壁延伸的孔；以及

允许所述牺牲聚合材料的一部分在形成所述层期间流过所述至少一个孔，以形成具有一体地形成的锚定部件的键，所述锚定部件接合所述外壁，并且可操作以将所述键保持在所述至少一个孔内，所述键可操作以相对于所述内壁保持所述层。

17.根据权利要求16所述的形成壳体的方法，其特征在于所述方法还包括：

由金属铸造所述壳体部件，所述壳体具有与所述内壁相对的外壁；

在所述铸造期间在所述外壁上形成至少一个盲孔，其中所述至少一个盲孔的一端由所述内壁的部分闭合；以及

加工所述内壁以移除所述部分，使得所述至少一个盲孔对于所述内壁开口，以形成所述至少一个孔。

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