CN102352790B - 发动机组件及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机组件及其形成方法。具体地，一种发动机组件，包括气缸盖、与气缸盖流体连接的涡轮增压器以及与该涡轮增压器流体连接的排气导管，以及采用单个组装员形成该组件的方法，包括：将涡轮机安装于气缸盖；使用第一组装帮助件以在排气导管和盖之间形成可滑动接头；使用第二组装帮助件以形成位于涡轮机和排气导管之间的可活动接头并且对准涡轮机出口凸缘和排气导管进口凸缘；使用第三组装帮助件以导向地接合凸缘；将夹具围绕涡轮机出口凸缘和排气导管进口凸缘布置；充分紧固第二组装帮助件以形成不可活动接头；紧固该夹具以在凸缘之间形成密封接头；以及紧固第一组装帮助件以形成固定接头。

Description

发动机组件及其形成方法
相关申请的交叉引用 
本申请要求2010年5月17日递交的序号为61/345,479的美国临时专利申请的优先权，通过参考将其整体并入本文。 
技术领域
本发明涉及一种内燃发动机组件和形成该组件的方法，更具体地，涉及一种发动机、涡轮增压器和排气系统组件和形成该组件的方法，再更具体地，涉及一种气缸盖、涡轮机和排气导管组件和形成该组件的方法。 
背景技术
内燃发动机，例如用于各种机动车辆的内燃发动机，经常要求对发动机舱中大量的车辆部件和系统进行紧凑的布置。这经常要求在组装过程期间对这些部件和系统进行紧密和紧凑的布置以及同步化的互连附接。该布置在组装过程以及以后使用中带来挑战，此时可能会需要拆卸和修理或置换和重新组装。 
例如，在一些情况下两个或更多部件必须互相组装到彼此上，其中该组装要求若干部件和相关联的接头同时对准和安装，此时需要多于一个的操作人员的动作来执行所述对准和安装，但是在组件封体中没有足够的空间容纳多于一个操作人员来进行工作。在这样的情况下，部件的设计和组装过程必须适宜通过单个操作员装配。 
因此，期望提供包括多个部件并且适合于通过单个人力组装操作员对准和装配部件的发动机组件。 
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，公开了一种发动机组件。所述发动机组件包括气缸盖，所述气缸盖具有排气端口和布置成靠近排气端口的排气端口安装凸缘。该组件还包括具有涡轮机的涡轮增压器，所述涡轮机具有涡轮机壳体，该涡轮机壳体包括涡轮机进口和涡轮机出口，所述涡轮机进口配置为接收来自排气端口的排气流并且通过该涡轮机壳体将排气流流体地传送到所述涡轮机出口，所述涡轮机进口包括涡轮机进口安装凸缘，该涡轮机进口安装凸缘可拆除 地安装在排气端口安装凸缘上并与该排气端口安装凸缘处于密封接合，所述涡轮机出口包括涡轮机出口安装凸缘。该组件还包括排气导管，该排气导管包括排气导管进口，该排气导管进口配置为接收来自涡轮机出口的排气流，所述排气导管进口包括排气导管进口安装凸缘，该排气导管进口安装凸缘可拆除地安装在涡轮机出口凸缘上并与涡轮机出口凸缘处于密封接合。所述组件还包括布置于排气导管和气缸盖之间的第一组装帮助件；第二组装帮助件，其轴向地布置于靠近涡轮机出口的涡轮机壳体和靠近排气导管进口的排气导管之间并且配置为提供涡轮机出口凸缘和排气导管进口安装凸缘的对准，以及第三组装帮助件，其绕涡轮机出口和排气导管进口周缘地布置并且配置为提供涡轮机出口和排气导管进口的嵌套接合。另外，所述组件包括夹具，其配置为用于将排气导管进口安装凸缘密封附接到涡轮机出口安装凸缘，其中所述第一组装帮助件包括在气缸盖和排气导管之间的接头，第二组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第一接头，而第三组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第二接头。 
在本发明的另一个示例性实施例中，一种形成发动机组件的方法，所述组件包括：气缸盖，所述气缸盖具有排气端口和靠近所述排气端口布置的排气端口安装凸缘；具有涡轮机的涡轮增压器，所述涡轮机具有涡轮机壳体，所述涡轮机壳体包括涡轮机进口和涡轮机出口，所述涡轮机进口配置为接收来自排气端口的排气流并且将排气流通过涡轮机壳体流体地传送到所述涡轮机出口，所述涡轮机进口包括涡轮机进口安装凸缘，所述涡轮机进口安装凸缘可拆除地安装在排气端口安装凸缘上并与排气端口安装凸缘密封接合，所述涡轮机出口包括涡轮机出口安装凸缘；排气导管，所述排气导管包括排气导管进口，所述排气导管进口配置为接收来自涡轮机出口的排气流，所述排气导管进口包括排气导管进口安装凸缘，所述排气导管进口安装凸缘可拆除地安装在所述涡轮机出口凸缘上并与所述涡轮机出口凸缘密封接合；布置在所述排气导管和所述气缸盖之间的第一组装帮助件；第二组装帮助件，其轴向地布置于紧邻涡轮机出口的涡轮机壳体和紧邻排气导管进口的排气导管之间并且配置为提供涡轮机出口凸缘和排气导管进口安装凸缘的对准；第三组装帮助件，其绕涡轮机出口和排气导管进口周缘地布置并且配置为提供涡轮机出口和排气导管进口的嵌套接合；以及夹具，其配置为用于将排气导管进口安装凸缘密封附接到涡轮机出口安装凸缘，其中所述第一组装帮助件包括在气缸盖和排气导管之间的接头，第 二组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第一接头，第三组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第二接头；使用单个装配员。所述方法包括：可拆卸和可密封地安装涡轮机进口安装凸缘到排气端口安装凸缘；使用第一组装帮助件以形成可滑动接头并将排气导管布置于气缸盖上；使用第二组装帮助件以形成在涡轮机壳体和排气导管之间的可活动接头并且将涡轮机出口凸缘可活动地对准并安装于排气导管进口凸缘上；使用第三组装帮助件以导向地接合涡轮机出口凸缘和排气导管进口凸缘；围绕涡轮机出口凸缘和排气导管进口凸缘周缘地布置夹具；充分地紧固第二组装帮助件以在涡轮机壳体和排气导管之间形成不可活动的接头；紧固夹具以在涡轮机出口凸缘和排气导管进口凸缘之间形成密封接头；以及紧固第一组装帮助件以形成固定接头并将排气导管布置于气缸盖上。 
本发明的上述特征和优点及其他特征和优点从下面结合附图对本发明的详细说明中显见。 
本发明还提供下列解决方案： 
1、一种发动机组件，其包括： 
气缸盖，所述气缸盖具有排气端口和靠近所述排气端口布置的排气端口安装凸缘； 
具有涡轮机的涡轮增压器，所述涡轮机具有涡轮机壳体，所述涡轮机壳体包括涡轮机进口和涡轮机出口，所述涡轮机进口配置为接收来自排气端口的排气流并且将排气流通过涡轮机壳体流体地传送到所述涡轮机出口，所述涡轮机进口包括涡轮机进口安装凸缘，所述涡轮机进口安装凸缘可拆除地安装在排气端口安装凸缘上并与排气端口安装凸缘密封接合，所述涡轮机出口包括涡轮机出口安装凸缘； 
排气导管，所述排气导管包括排气导管进口，所述排气导管进口配置为接收来自涡轮机出口的排气流，所述排气导管进口包括排气导管进口安装凸缘，所述排气导管进口安装凸缘可拆除地安装在所述涡轮机出口凸缘上并与所述涡轮机出口凸缘密封接合； 
布置在所述排气导管和所述气缸盖之间的第一组装帮助件； 
第二组装帮助件，其轴向地布置于紧邻涡轮机出口的涡轮机壳体和紧邻排气导管进口的排气导管之间并且配置为提供涡轮机出口凸缘和排气导管进口安 装凸缘的对准； 
第三组装帮助件，其绕涡轮机出口和排气导管进口周缘地布置并且配置为提供涡轮机出口和排气导管进口的嵌套接合；以及 
夹具，其配置为用于将排气导管进口安装凸缘密封附接到涡轮机出口安装凸缘，其中所述第一组装帮助件包括在气缸盖和排气导管之间的接头，第二组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第一接头，第三组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第二接头。 
2、如解决方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第三组装帮助件包括布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的一个上的周缘轴向突出导向部和布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的另一个上的匹配的沉孔。 
3、如解决方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第二组装帮助件包括： 
轴向延伸的螺杆，其靠近涡轮机出口安装凸缘附接到涡轮机壳体并且朝排气导管突出，并且配置为用于与排气导管对准接合以及与排气导管的附接；以及 
附接于排气导管的涡轮机支架，其具有配置为捕获所述螺杆并且预定位排气导管安装凸缘和排气导管进口安装凸缘以便密封接合的钻孔；以及 
配置为将所述支架牢固到螺杆的螺母。 
4、如解决方案1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一组装帮助件包括： 
从气缸盖伸出的螺杆或进入到气缸盖中的螺纹钻孔中的一个； 
附接于排气导管的盖支架，其具有配置为捕获所述螺杆并且靠近所述气缸盖预定位排气导管的钻孔；以及 
用于附接到螺杆的螺母或用于附接到螺纹钻孔的螺栓中的一个，配置为将支架固定到气缸盖。 
5、如解决方案4所述的发动机组件，其特征在于，盖支架包括槽，其配置为使得排气导管能够相对于气缸盖可滑动的运动以靠近气缸盖预定位排气导管。 
6、如解决方案2所述的发动机组件，其特征在于，其还包括第一垫圈，其 布置在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间并且有助于涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘的密封接合。 
7、如解决方案6所述的发动机组件，其特征在于，突出导向部和沉孔嵌套成消除通过其的排气流直接冲击第一垫圈。 
8、如解决方案1所述的发动机组件，其特征在于，夹具包括防转动的特征件。 
9、如解决方案8所述的发动机组件，其特征在于，所述防转动的特征件包括配置为接合涡轮机壳体的轴向延伸的柄脚。 
10、如解决方案1所述的发动机组件，其特征在于，其还包括布置在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间的第二垫圈。 
11、一种形成发动机组件的方法，所述组件包括：气缸盖，所述气缸盖具有排气端口和靠近所述排气端口布置的排气端口安装凸缘；具有涡轮机的涡轮增压器，所述涡轮机具有涡轮机壳体，所述涡轮机壳体包括涡轮机进口和涡轮机出口，所述涡轮机进口配置为接收来自排气端口的排气流并且将排气流通过涡轮机壳体流体地传送到所述涡轮机出口，所述涡轮机进口包括涡轮机进口安装凸缘，所述涡轮机进口安装凸缘可拆除地安装在排气端口安装凸缘上并与排气端口安装凸缘密封接合，所述涡轮机出口包括涡轮机出口安装凸缘；排气导管，所述排气导管包括排气导管进口，所述排气导管进口配置为接收来自涡轮机出口的排气流，所述排气导管进口包括排气导管进口安装凸缘，所述排气导管进口安装凸缘可拆除地安装在所述涡轮机出口凸缘上并与所述涡轮机出口凸缘密封接合；布置在所述排气导管和所述气缸盖之间的第一组装帮助件；第二组装帮助件，其轴向地布置于紧邻涡轮机出口的涡轮机壳体和紧邻排气导管进口的排气导管之间并且配置为提供涡轮机出口凸缘和排气导管进口安装凸缘的对准；第三组装帮助件，其绕涡轮机出口和排气导管进口周缘地布置并且配置为提供涡轮机出口和排气导管进口的嵌套接合；以及夹具，其配置为用于将排气导管进口安装凸缘密封附接到涡轮机出口安装凸缘，其中所述第一组装帮助件包括在气缸盖和排气导管之间的接头，第二组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第一接头，第三组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第二接头；使用单个装配员，包括： 
可拆卸和可密封地安装涡轮机进口安装凸缘到排气端口安装凸缘； 
使用第一组装帮助件以形成可滑动接头并将排气导管布置于气缸盖上； 
使用第二组装帮助件以形成在涡轮机壳体和排气导管之间的可活动接头并且将涡轮机出口安装凸缘可活动地对准并安装于排气导管进口安装凸缘上； 
使用第三组装帮助件以导向地接合涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘； 
围绕涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘周缘地布置夹具； 
充分地紧固第二组装帮助件以在涡轮机壳体和排气导管之间形成不可活动的接头； 
紧固夹具以在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间形成密封接头；以及 
紧固第一组装帮助件以形成固定接头并将排气导管布置于气缸盖上。 
12、如解决方案11所述的方法，其特征在于，第一组装帮助件包括： 
从气缸盖伸出的螺杆或进入到气缸盖中的螺纹钻孔中的一个； 
附接于排气导管的盖支架，其具有配置为捕获所述螺杆并且靠近所述气缸盖预定位排气导管的钻孔；以及 
用于附接到螺杆的螺母或用于附接到螺纹钻孔的螺栓中的一个，配置为将支架固定到气缸盖，其中使用第一组装帮助件以形成可滑动的接头并且将排气导管固定到气缸盖上包括：将到螺杆的螺母或者到螺纹钻孔的螺栓中的一个充分地手指紧固，以使支架牢固到气缸盖上并且形成可滑动接头。 
13、如解决方案11所述的方法，其特征在于，第二组装帮助件包括： 
轴向延伸的螺杆，其靠近涡轮机出口安装凸缘附接到涡轮机壳体并且朝排气导管突出，并且配置为用于与排气导管对准接合以及与排气导管的附接；以及 
附接于排气导管的涡轮机支架，其具有配置为捕获所述螺杆并且预定位排气导管安装凸缘和排气导管进口安装凸缘以便密封接合的钻孔；以及 
配置为将所述支架牢固到螺杆的螺母，其中使用第二组装帮助件以形成在涡轮机壳体和排气导管之间的可滑动接头，并且将涡轮机出口凸缘可活动地对准并布置在排气导管进口凸缘上包括：将螺母充分地手指紧固到螺杆以使支架牢固到涡轮机壳体并且形成可滑动接头。 
14、如解决方案11所述的方法，其特征在于，第三个组装帮助件包括：布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的一个上的周缘轴向突出导向部和布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的另一个上的匹配的沉孔，其中使用第三组装帮助件以导向地接合涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘包括：将突出导向部插入到沉孔中。 
15、如解决方案11所述的方法，其特征在于，其还包括在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间布置第一垫圈。 
16、如解决方案15所述的方法，其特征在于，突出导向部和沉孔嵌套成以消除通过其的排气直接冲击第一垫圈。 
17、如解决方案11所述的方法，其特征在于，在使用第二组装帮助件之前夹具围绕涡轮机出口安装凸缘或排气导管进口安装凸缘中的一个周缘地布置。 
18、如解决方案11所述的方法，其特征在于，夹具包括防转动特征件，其在紧固夹具以在涡轮机出口凸缘和排气导管进口凸缘之间形成密封接头期间限制所述夹具的转动。 
19、如解决方案18所述的方法，其特征在于，防转动特征件包括在紧固期间接合涡轮机壳体以限制夹具转动的轴向延伸柄脚。 
20、如解决方案11所述的方法，其特征在于，其还包括：在可拆除并且可密封地安装涡轮机进口安装凸缘和排气端口安装凸缘之前，在涡轮机进口安装凸缘和排气端口安装凸缘之间布置第二垫圈。 
通过下面参照附图对仅作为示例的实施例的详细说明，其他目的、特征、优点和细节呈现，附图中： 
图1是本文公开的气缸盖、涡轮机和排气导管组件的示例性实施例中采用的气缸盖的透视图； 
图2是本文公开的气缸盖和涡轮机子组件的示例性实施例的透视图； 
图3A是本文公开的夹具的示例性实施例； 
图3B是本文公开的夹具的第二示例性实施例； 
图4是本文公开的气缸盖、涡轮机和夹具子组件的示例性实施例的透视图； 
图5是本文公开的排气导管的示例性实施例； 
图6是图4的子组件和预定位并对准用于组装到其上的图5的排气导管的透视图； 
图7是图6的顶部透视图，其中排气导管可移动地附接于气缸盖； 
图8是图7的子组件的前面透视图； 
图9是图7的子组件的前面透视图，其中排气导管已经移动成与涡轮机接合并且已附接到涡轮机； 
图10是图9的子组件的顶透视图； 
图11是本文公开的气缸盖、涡轮机和排气导管组件的示例性实施例的前面透视图； 
图12是图11的组件的侧透视图； 
图13是图12的组件沿剖线13-13的剖视图； 
图14是本文公开的气缸盖、涡轮机和包括排气垫圈的排气导管的组件的第二示例性实施例的剖视图；以及 
图15是本文公开的形成发动机组件的方法的实施例的流程图。 
具体实施方式
下面的说明本质上仅是示例性的，并且不意于限制本发明公开内容、其应用及使用。应该理解到，在整个附图中，对应的参考标记表示相似或对应的部件和特征。 
涡轮增压器正得到日益广泛的应用以满足发动机功率输出、效率、封装及其他要求。采用涡轮增压器的车辆经常要求排气系统同时组装到发动机和涡轮增压器。对于涡轮增压器和排气系统相对于发动机的某些构造，例如，当涡轮增压器和到排气系统的连接部位于发动机的一侧时，具体地说位于气缸盖的一侧时，与涡轮增压器和排气系统连接部位于发动机顶部或者位于相对的气缸排之间的情况相比，该组装尤其存在问题。这样的气缸盖、涡轮增压器和排气系统构造通常紧凑并且具有非常受限的空间封体来供操作员在密封它们之间的连接时对准这些部件。它们要求同时地做出超越通过单个操作人员可进行的多个连接，但是没有提供足够的空间封体来供多于一个的操作人员来进行这些连接，或者否则第二个操作人员的介入是不合期望的。 
参见图1-14、根据本发明的示例性实施例，公开了一种包括发动机20、涡轮增压器30和排气系统40的组件10(图12-14)，其中排气系统40可以通过单个操作员(未示出)同时地附接于涡轮增压器30和发动机20。更具体地，组件10包括发动机20、气缸盖22、涡轮增压器30涡轮机32和排气导管42，其 中涡轮机32和排气导管42密封连接在一起并且通过经由夹具60的第一排气导管接头62(图9-14)处于流体连通，排气导管42通过接头87(图11和12)机械地固定到气缸盖22、通过接头89(图13和14)固定到涡轮机32。 
参见图1，公开了一种包括气缸盖22的内燃发动机20。气缸盖22包括排气端口26。排气端口26可以关联成与发动机20的一个或多个气缸(未示出)流体连通。排气端口26还可以，选择地，与与发动机20的一个或多个气缸流体连通的中间排气歧管(未示出)相关联，例如适于接收来自多个气缸的排气流的歧管。气缸盖22或者采用时中间排气歧管，还包括围绕排气端口26的排气端口安装凸缘28以便安装涡轮增压器30的涡轮机32(图2)。安装凸缘28可以例如集成适于接纳对应的多个螺栓(未示出)的多个螺纹孔27，或者替代地适于接纳对应的多个螺母(未示出)的多个螺杆(未示出)。该气缸盖22还包括向外延伸的螺杆29。该螺杆29充分地向外延伸以接合气缸盖或第一支架44并以通过螺母45(图12)或与本文描述的类似的紧固件附接于支架。螺杆29、气缸盖或第一支架44和螺母45包含第一组装帮助件100(图10和12)，其在第一支架44中的槽开口置于螺杆29上并且螺母45通过手指紧固于螺杆29上时，在气缸盖22和排气导管42之间提供可滑动接头。该接头后来在完成组件10时可以转换为固定接头。替代地，螺杆29可以由配置为接纳用于接合和附接气缸盖安装架44的螺栓(未示出)的螺纹钻孔替代。发动机20和气缸盖22可以由包括各种铸铁基合金或铸铝合金的任何适宜的材料制成。螺杆29和相关联的螺母45可以由包括各种等级的高强度钢或不锈钢的任何适宜的材料制成。 
参见图2-5、涡轮增压器30包括涡轮机32。涡轮机32包括涡轮机壳体36，所述涡轮机壳体具有包围在涡轮机进口凸缘38内的涡轮机进口37。涡轮机壳体36的涡轮机进口凸缘38配置为用于密封接合气缸盖22的排气端口安装凸缘28(图1)并且包括多个在数字上和位置上对应于排气端口安装凸缘28的多个螺纹孔27的安装凸部25。如所示，例如在图13中，涡轮机进口37与涡轮机蜗壳33内部的内部气流通道31流体连通，所述涡轮机蜗壳33继而与涡轮机出口39流体连通。涡轮机出口39具有用于附接到排气导管42的涡轮机出口凸缘41和周缘轴向向外延伸或突出的导向部43，该导向部配置为接合排气导管进口46的沉孔(counterbore)93。该涡轮机壳体36还包括紧邻涡轮机出口39的径 向地突出臂47和涡轮机出口凸缘41。所述径向地突出臂47包括轴向延伸螺杆48，该螺杆48优选地远离涡轮机出口39延伸超出涡轮机出口凸缘41。涡轮机32和排气导管42配置为使得来自发动机10的排气流F(图11)从排气端口26进入涡轮机进口37并穿过涡轮机32，如上所述，流入到涡轮机出口39，在此处它离开涡轮机32并穿过排气导管42进入排气系统40。根据本文描述的形成组件10的示例性方法200，涡轮增压器30的涡轮机32通过涡轮机进口凸缘38附接于气缸盖22以形成在其之间的密封涡轮机接头34(图2)。一旦附接好，根据形成组件10的方法200的示例性实施例，排气导管保持器或夹具60就扩展并被放置在涡轮机出口凸缘41上，如图4所示。夹具60的该预定位优选地在附接组件10的其他部件之前完成，以减少为完成靠近涡轮机出口39放置而必须使夹具张开的量。所述涡轮机壳体36可以由包括各种铸造铁基合金材料的任何适当的高温材料制成。螺杆48和相关联的螺母49也可以由包括各种等级的不锈钢的任何适当材料制成。 
参见图3A和3B，示出了夹具60的示例性实施例。可以使用配置为提供足够的夹持力以提供涡轮机32和排气导管42的密封接合的任何适当夹具，包括配置为提供涡轮机出口凸缘41和排气导管进口凸缘51的密封压接合以及在涡轮机出口39和排气导管进口46之间密封流体连通的V型带夹具64。在一个实施例中，V型带夹具64可以包括V型带61，V型带61径向地向外凸出并且构造有接纳夹紧装置63例如如图3A所示的螺栓67和螺母68的钻孔66(图4)的相对端65。替代地，所述V型带夹具64可以包括由两部分带70，其包括内部V型带72和外部紧固带74，其中外部带74包括夹紧装置63，例如放置于紧固带74的环端78中并且适于接合回转端轴套80的回转端螺杆76，回转端轴套80放置于紧固带74的相对的环端82并且通过使螺母84抵靠回转端轴套的端部86转动来收紧，如图3B所示。参见图3A和3B，V型带夹具64还可以包括防转动特征件90例如柄脚92，或者其他适当的特征件，其朝径向地突出臂47向外充分延伸以在V型带夹具64的V形沟槽69置于涡轮机出口凸缘41之上时防止该特征件转动越过所述臂。防转动特征件90可以周缘地布置在夹具60上使得夹紧装置63定位成为操作员提供紧固该装置的通道。该夹具60可以由任何适当的高温材料制成，包括各种等级的钢，特别是各种等级的不锈钢。 
图5示出了排气系统40的一部分。这可以包括排气系统40的任何适宜的 部分，包括如图5所示的分立的排气导管42。尽管示出为分立的排气导管42，但所述的排气系统40和导管42还可以包括排气部件的导管部，例如过滤器、催化器等等。在图5的示例性实施例中，所述分立的排气导管42具有锐角弯头或基本上L形弯头的形式；但是，也可以采用任何适当的分立导管形式。排气导管42包含具有入口端54、排气导管进口46和排气导管进口凸缘51的进口支腿53和具有排出端56、排气导管出口57和排气导管出口凸缘58的出口支腿55。进口支腿53具有基本上U形的涡轮机支架或第二支架59，其在U型基座79中包括钻孔52，该钻孔52适于接纳突出臂47的螺杆48以便通过使用螺母49或类似的螺纹紧固件将涡轮机32连接到排气导管42。涡轮机支架59、螺杆48和螺母49包括第二组装帮助件110(图10-12)，其在第二支架59中的钻孔52被放置于螺杆48上并且螺母49被手指紧固到螺杆48上时，在涡轮机32和排气导管42之间提供接头。出口支腿55具有基本上U形的气缸盖支架44，该气缸盖支架44包括从U型的基座73伸出的臂71，其基本上平行于进口支腿53延伸并配置为与气缸盖22相对并且在其中接纳附接到其上的螺杆29。排气导管42、涡轮机支架59和气缸盖支架44可以由任何适宜的高温材料制成，包括各种等级的钢，尤其是各种等级的不锈钢。 
如图6所示，根据形成组件10的方法200，排气导管42通过操作员紧邻排气导管进口46与涡轮机出口39、紧邻气缸盖支架44的槽75与向外延伸螺杆29以及紧邻涡轮机支架59中的钻孔52与突出臂47的向外延伸螺杆48预定位。 
如图7和8所示，根据组件10的方法200，排气导管42通过下述操作而可移动地和滑动地布置在气缸盖22上，即：将气缸盖支架44中的槽75定位于从气缸盖22伸出的螺杆29上，随后将螺母45充分地(例如，近似手指紧固)螺接到螺杆29上以将支架和排气导管42牢固到气缸盖22上，同时还保持支架相对于螺杆29的可活动配置，其中支架通过使用作为导向件的螺杆29自由地沿着槽75来回滑动。排气导管42上的气缸盖支架44和涡轮机支架59的总体设计和位置被设计和选择为使得在气缸盖22上排气导管42的可活动的配置将涡轮机支架59的钻孔52轴向对准于从突出臂47伸出的螺杆48。在排气导管42的表面上气缸盖支架44的位置和槽75的长度选择为允许支架59的基座79中的钻孔52通过到并且与螺杆48接合使得其可以由螺母49来牢固(图11)。排气导管42还设计并选择为使得如上所述在气缸盖22上排气导管42的可活动的 配置使紧邻涡轮机出口39的涡轮机壳体36的引导部或导向部43移动成与排气导管进口46轴向对准。导向部43包括从涡轮机出口凸缘41的表面轴向延伸的周缘突起部或唇缘。 
如图9和10所示，根据形成组件10的方法200，排气导管42通过作为引导部的气缸盖支架44被移动成与涡轮机32和涡轮机壳体36处于就座接合。当导向部43被插入到排气导管进口46和排气导管42的沉孔93中时，其提供涡轮机壳体36和涡轮机出口39的索引(indexing)。导向部43和沉孔93(图13和14)用作第三组装帮助件120，因为其帮助操作员对准并连接涡轮机32和排气导管42以在它们之间形成密封接头62。它们还减少了在涡轮机32和排气导管未被对准时将涡轮机32和排气导管形成接触而使其凸缘的配合面刮蹭、擦刮或以其他方式损害垫圈83表面所造成的对密封件62的损害(例如，破坏垫圈83的涂层或表面)的可能。此外，在图14的实施例中，导向部43嵌套在沉孔93中并防止热排气直接冲击垫圈83。虽然未示出，但是技术人员仍将理解到第三组装帮助件120还可以结合有逆布置，其中导向部被结合到排气导管进口凸缘上以使其可以被插入到涡轮机出口凸缘的沉孔中。如果V型带夹具64已经被定位于邻接于涡轮机出口凸缘41，则其可以随V形沟槽69被展开并定位于涡轮机出口凸缘41和排气导管进口凸缘51上，在此处其随后可以被释放以允许V形沟槽69接合所述凸缘。替代地，如果V型带夹具64已经被定位于在涡轮机出口凸缘41上，则其可以随V形沟槽69被展开并定位于涡轮机出口凸缘41和排气导管进口凸缘51上，在此处其随后可以被释放以允许V形沟槽69接合所述凸缘。形成组件10的方法200还可以可选地包括将环状的高温垫圈83(图14)放置在涡轮机出口凸缘41和排气导管进口凸缘51之间，例如通过在如上所述在将凸缘带至就座接合之前使垫圈活动到导向部81上(来完成所述放置)。可以采用任何适合的垫圈83或密封件，包括例如各种传统的可压缩不锈钢垫圈或密封件。在如上所述将涡轮机32和排气导管42就位后，螺母49可以抵靠涡轮机支架59而被螺接到足以固定它们的位置，例如通过使螺母49抵靠支架手指紧固。 
如图11和12所示，一旦如上文所述涡轮机32和排气导管42就位并牢固到彼此，则如上所述的接头可以通过牢固紧固件来形成。在一个示例性实施例中，夹紧装置60可以紧固成以将密封接头62牢固在涡轮机出口39和排气导管 进口46之间(图13和14)，例如通过紧固夹紧装置60到预定的载荷，包括预定的扭矩。这随后可以将机械接头89紧固在从突出臂47伸出的螺杆48和涡轮机支架59之间，例如通过紧固螺母49到预定的载荷，包括预定的扭矩。这继而随后可以将机械接头87紧固在从气缸盖22伸出的螺杆29和气缸盖支架44之间，例如通过紧固螺母45到预定的载荷，包括预定的扭矩。在此所述的接头可以通过任何预定的顺序以上述方式紧固各个部件来形成，并且不意于受上述的顺序限制。 
如图13所示，在涡轮机32和排气导管42之间的密封接头62可以通过将涡轮机出口凸缘41的密封表面85紧固到排气导管进口凸缘51的密封表面91来形成。这些密封表面可以通过制备好其表面包括在其接合之前机加工或研磨表面来制备以提供密封接合。替代地，在此所述的垫圈83可以插入到涡轮机出口凸缘41的密封表面85和排气导管进口凸缘51的密封表面91之间以牢固这些表面的密封接合，如图14所示。 
参见图15，方法200包括可拆卸和可密封地将涡轮机进口安装凸缘安装210到排气端口安装凸缘，如在此所述。方法200还包括使用220第一组装帮助件100以形成可滑动的接头并将排气导管42布置在气缸盖22上，如在此所述。方法200还包括使用230第二组装帮助件110以在涡轮机壳体36和排气导管42之间形成可活动接头并且将涡轮机出口凸缘41可移动地对准并布置在排气导管进口凸缘51上，如在此所述。所述方法200也包括使用240第三组装帮助件120以导向地接合于涡轮机出口凸缘41和排气导管进口凸缘51。此外，方法200包括围绕涡轮机出口凸缘41和排气导管进口凸缘51周缘地布置250夹具60。该方法还包括充分地紧固260第二组装帮助件110以在涡轮机壳体和排气导管之间形成不可活动的接头。方法200还包括紧固270夹具60以在涡轮机出口凸缘41和排气导管进口凸缘51之间形成密封接头62。该方法200还包括紧固280第一组装帮助件100以形成固定接头并将排气导管42布置在气缸盖22上。 
在此所述的形成组件10的方法200还可以与涡轮增压器30压缩机(未示出)的组件(未示出)、进气系统(未示出)的进气导管(未示出)和发动机20的气缸盖22一起使用，其中在此对排气导管42及其构件的参考可被替代成进气导管，对涡轮机32及其构件的参考可被替代成压缩机，而对排气端口26的参考可以被替代成进气端口(未示出)。 
尽管参照示例性实施例说明了本发明，但本领域技术人员将理解到可以做出各种变换和采取等同物来代替其构件，而不偏离本发明的范围。另外，根据本发明的教导在偏离本发明的实质范围内可以做出许多修改以适应具体的情况或者材料。因此，意在本发明不受限于所公开的具体实施例，而是本发明将包括落入到本申请范围内的所有实施例。 

Claims (20)

1.一种发动机组件，其包括：
气缸盖，所述气缸盖具有排气端口和靠近所述排气端口布置的排气端口安装凸缘；
具有涡轮机的涡轮增压器，所述涡轮机具有涡轮机壳体，所述涡轮机壳体包括涡轮机进口和涡轮机出口，所述涡轮机进口配置为接收来自排气端口的排气流并且将排气流通过涡轮机壳体流体地传送到所述涡轮机出口，所述涡轮机进口包括涡轮机进口安装凸缘，所述涡轮机进口安装凸缘可拆除地安装在排气端口安装凸缘上并与排气端口安装凸缘密封接合，所述涡轮机出口包括涡轮机出口安装凸缘；
排气导管，所述排气导管包括排气导管进口，所述排气导管进口配置为接收来自涡轮机出口的排气流，所述排气导管进口包括排气导管进口安装凸缘，所述排气导管进口安装凸缘可拆除地安装在所述涡轮机出口凸缘上并与所述涡轮机出口凸缘密封接合；
布置在所述排气导管和所述气缸盖之间的第一组装帮助件；
第二组装帮助件，其轴向地布置于紧邻涡轮机出口的涡轮机壳体和紧邻排气导管进口的排气导管之间并且配置为提供涡轮机出口凸缘和排气导管进口安装凸缘的对准；
第三组装帮助件，其绕涡轮机出口和排气导管进口周缘地布置并且配置为提供涡轮机出口和排气导管进口的嵌套接合；以及
夹具，其配置为用于将排气导管进口安装凸缘密封附接到涡轮机出口安装凸缘，其中所述第一组装帮助件包括在气缸盖和排气导管之间的接头，第二组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第一接头，第三组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第二接头。
2.如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第三组装帮助件包括布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的一个上的周缘轴向突出导向部和布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的另一个上的匹配的沉孔。
3.如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第二组装帮助件包括：
轴向延伸的螺杆，其靠近涡轮机出口安装凸缘附接到涡轮机壳体并且朝排气导管突出，并且配置为用于与排气导管对准接合以及与排气导管的附接；以及
附接于排气导管的涡轮机支架，其具有配置为捕获所述螺杆并且预定位排气导管安装凸缘和排气导管进口安装凸缘以便密封接合的钻孔；以及
配置为将所述支架牢固到螺杆的螺母。
4.如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述第一组装帮助件包括：
从气缸盖伸出的螺杆或进入到气缸盖中的螺纹钻孔中的一个；
用于附接到螺杆的螺母或用于附接到螺纹钻孔的螺栓中的一个，配置为将盖支架固定到气缸盖；以及
附接于排气导管的盖支架，其具有配置为捕获所述螺杆或所述螺栓并且靠近所述气缸盖预定位排气导管的钻孔。
5.如权利要求４所述的发动机组件，其特征在于，盖支架包括槽，其配置为使得排气导管能够相对于气缸盖可滑动的运动以靠近气缸盖预定位排气导管。
6.如权利要求2所述的发动机组件，其特征在于，其还包括第一垫圈，其布置在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间并且有助于涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘的密封接合。
7.如权利要求6所述的发动机组件，其特征在于，突出导向部和沉孔嵌套成消除通过其的排气流直接冲击第一垫圈。
8.如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，夹具包括防转动的特征件。
9.如权利要求８所述的发动机组件，其特征在于，所述防转动的特征件包括配置为接合涡轮机壳体的轴向延伸的柄脚。 
10.如权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，其还包括布置在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间的第二垫圈。 
11.一种形成发动机组件的方法，所述组件包括：气缸盖，所述气缸盖具有排气端口和靠近所述排气端口布置的排气端口安装凸缘；具有涡轮机的涡轮增压器，所述涡轮机具有涡轮机壳体，所述涡轮机壳体包括涡轮机进口和涡轮机出口，所述涡轮机进口配置为接收来自排气端口的排气流并且将排气流通过涡轮机壳体流体地传送到所述涡轮机出口，所述涡轮机进口包括涡轮机进口安装凸缘，所述涡轮机进口安装凸缘可拆除地安装在排气端口安装凸缘上并与排气端口安装凸缘密封接合，所述涡轮机出口包括涡轮机出口安装凸缘；排气导管，所述排气导管包括排气导管进口，所述排气导管进口配置为接收来自涡轮机出口的排气流，所述排气导管进口包括排气导管进口安装凸缘，所述排气导管进口安装凸缘可拆除地安装在所述涡轮机出口凸缘上并与所述涡轮机出口凸缘密封接合；布置在所述排气导管和所述气缸盖之间的第一组装帮助件；第二组装帮助件，其轴向地布置于紧邻涡轮机出口的涡轮机壳体和紧邻排气导管进口的排气导管之间并且配置为提供涡轮机出口凸缘和排气导管进口安装凸缘的对准；第三组装帮助件，其绕涡轮机出口和排气导管进口周缘地布置并且配置为提供涡轮机出口和排气导管进口的嵌套接合；以及夹具，其配置为用于将排气导管进口安装凸缘密封附接到涡轮机出口安装凸缘，其中所述第一组装帮助件包括在气缸盖和排气导管之间的接头，第二组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第一接头，第三组装帮助件包括在涡轮机和排气导管之间的第二接头；使用单个装配员，包括：
可拆卸和可密封地安装涡轮机进口安装凸缘到排气端口安装凸缘；
使用第一组装帮助件以形成可滑动接头并将排气导管布置于气缸盖上；
使用第二组装帮助件以形成在涡轮机壳体和排气导管之间的可活动接头并且将涡轮机出口安装凸缘可活动地对准并安装于排气导管进口安装凸缘上；
使用第三组装帮助件以导向地接合涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘；
围绕涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘周缘地布置夹具；
充分地紧固第二组装帮助件以在涡轮机壳体和排气导管之间形成不可活动的接头；
紧固夹具以在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间形成密封接头；以及
紧固第一组装帮助件以形成固定接头并将排气导管布置于气缸盖上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，第一组装帮助件包括：
从气缸盖伸出的螺杆或进入到气缸盖中的螺纹钻孔中的一个；
用于附接到螺杆的螺母或用于附接到螺纹钻孔的螺栓中的一个，配置为将盖支架固定到气缸盖；以及
附接于排气导管的盖支架，其具有配置为捕获所述螺杆或所述螺栓并且靠近所述气缸盖预定位排气导管的钻孔，其中使用第一组装帮助件以形成可滑动的接头并且将排气导管固定到气缸盖上包括：将到螺杆的螺母或者到螺纹钻孔的螺栓中的一个充分地手指紧固，以使盖支架牢固到气缸盖上并且形成可滑动接头。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，第二组装帮助件包括：
轴向延伸的螺杆，其靠近涡轮机出口安装凸缘附接到涡轮机壳体并且朝排气导管突出，并且配置为用于与排气导管对准接合以及与排气导管的附接；以及
附接于排气导管的涡轮机支架，其具有配置为捕获所述螺杆并且预定位排气导管安装凸缘和排气导管进口安装凸缘以便密封接合的钻孔；以及
配置为将所述支架牢固到螺杆的螺母，其中使用第二组装帮助件以形成在涡轮机壳体和排气导管之间的可滑动接头，并且将涡轮机出口凸缘可活动地对准并布置在排气导管进口凸缘上包括：将螺母充分地手指紧固到螺杆以使支架牢固到涡轮机壳体并且形成可滑动接头。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，第三个组装帮助件包括：布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的一个上的周缘轴向突出导向部和布置在涡轮机进口安装凸缘或排气导管安装凸缘中的另一个上的匹配的沉孔，其中使用第三组装帮助件以导向地接合涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘包括：将突出导向部插入到沉孔中。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，其还包括在涡轮机出口安装凸缘和排气导管进口安装凸缘之间布置第一垫圈。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，突出导向部和沉孔嵌套成以消除通过其的排气直接冲击第一垫圈。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在使用第二组装帮助件之前夹具围绕涡轮机出口安装凸缘或排气导管进口安装凸缘中的一个周缘地布置。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，夹具包括防转动特征件，其在紧固夹具以在涡轮机出口凸缘和排气导管进口凸缘之间形成密封接头期间限制所述夹具的转动。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，防转动特征件包括在紧固期间接合涡轮机壳体以限制夹具转动的轴向延伸柄脚。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其还包括：在可拆除并且可密封地安装涡轮机进口安装凸缘和排气端口安装凸缘之前，在涡轮机进口安装凸缘和排气端口安装凸缘之间布置第二垫圈。
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