CN103038480B - 排气涡轮增压器的轴承壳体 - Google Patents

排气涡轮增压器的轴承壳体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种排气涡轮增压器的轴承壳体（1），该轴承壳体具有一个压缩机侧壳体凸缘（2）；具有一个中心壳体区段（3），该中心壳体区段整合地连接到该壳体凸缘（2）上并且在该中心壳体区段中安排了一个油腔（5）的一个第一部分区段（4）；并且具有一个涡轮机侧壳体区段（6），该涡轮机侧壳体区段具有一个涡轮机侧壳体凸缘（7）并且在该涡轮机侧壳体区段内形成了该油腔（5）的一个第二部分区段（8）。该中心壳体区段（3）与该涡轮机侧壳体区段（6）形成一个件。形成为一个独立的部件的一个轴承壳体（9）被插入到该中心壳体区段（3）内并且被插入到该涡轮机侧壳体区段（6）内，从而与这些壳体区段界定了该油腔（5）。

Description

排气涡轮增压器的轴承壳体
说明书
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种排气涡轮增压器的轴承壳体。
从DE4330380A1中已知所述类型的一种轴承壳体。该已知的轴承壳体被分为一个轴承插入件和至少部分围绕着该轴承插入件的一个轴承碟。在此，用于冷却该轴承壳体中的这些轴承的一个油腔形成于该轴承插入件内，该轴承插入件是一个铸造件。即便如此所追寻的是通过所述安排来达到一种设计和制造的简化，但带有该油腔的该轴承插入件的设计是仍然繁琐的，因为它导致了一种不能通过铸造来容易地制造的、相对复杂的几何形状。
因此，本发明的一个目的是提供根据权利要求1的前序部分的排气涡轮增压器的一种轴承壳体，该轴承壳体与已知的设计相比具有更简单的构造并且更易于制造。
所述目的是通过权利要求1的这些特征来实现的。
由于，与该属类的现有技术相比，该中心壳体区段与该涡轮机侧壳体区段被组合以形成一个单件式部件，使得所述部件的内部几何形状有可能相当大地简化，特别是就为该油腔提供的一个自由空间而论，因为该油腔是由该轴承套筒封闭的，该轴承套筒是一个独立的部件，其在制造后，仅仅需要被插入到由该中心壳体区段与该涡轮机侧壳体区段构成的结构单元内。在所述插入过程中，形成于上文所说明的该结构单元内的自由空间被该轴承套筒封闭，以便形成该油腔。
多项从属权利要求涉及本发明的多个有利改进。
在一个具体的有益实施方案中，在该涡轮机侧壳体区段内与该油腔分开地提供了一个水腔，该水腔可以同样被封闭，并且由此在插入该轴承套筒的过程中与该油腔分开。
在此，该轴承套筒可以配备有在其制造过程中所要求的多个进油管道。这些轴承衬套被安排在该轴承套筒内，以便是可转动的或静止的。
该轴承套筒优选的是一个未分割的部件。然而，替代地，该轴承套筒也有可能被分为两个套筒零件，在组装状态下，这些套筒零件可以前后对齐地插入该中心壳体区段与该涡轮机侧壳体区段内。
为了进一步简化该部件几何形状，该水腔优选地具有半圆形设计并且可以常规地配备有两个水端口。然而，替代地，有可能在此与一个适配器端口相联系地提供仅一个水端口。
除根据本发明的该轴承壳体之外，本发明还包括一种用于制造排气涡轮增压器的方法。
根据本发明，首先铸造一个单件式轴承壳体外壳，该轴承壳体外壳是由该压缩机侧壳体凸缘、带有其用于该油腔的第一部分区段的该中心壳体区段、以及带有其涡轮机侧壳体凸缘和该油腔的第二部分区段的该涡轮机侧壳体区段形成的。在制造所述结构单元之后，该轴承套筒被制造成一个独立的部件，在其生产后，将该独立的部件插入该轴承壳体外壳内以便完成根据本发明的该轴承壳体。
根据本发明的该轴承壳体的所述两部分式的设计因此产生的优点为相当大的简化了根据本发明的方法，因为只有该轴承壳体外壳的多个简单的内部几何形状需要通过铸造来制造，为了完成在该轴承壳体中可能提供的该油腔与该水腔的区域，在插入过程中这些内部几何形状关闭这些腔。如果提供一个水腔的话，为通过铸造来制造该轴承壳体外壳，可以使用一个组合的内芯，该内芯包括一个油芯的几何形状以及一个水芯的几何形状，以用于对应地产生该油腔和该水腔。如上文所说明的，所述两个腔通过该轴承套筒的插入被封闭以及分开。
由于这种新的芯件设计，基于这些砂芯的最小壁厚的该水腔与油腔的最小尺寸可以是低于额定值的。此外，与常规的分离的芯件相比，可以避免彼此关联的芯件波动。由于这种密封的轴承套筒，该水芯和该油芯可以延伸得更靠近该轴承壳体的轴承安排。
通过在该轴承套筒的外径上进行机加工，也有可能使得冷却介质被尽可能近地带到多个有待冷却的位置上。
在铸造过程中易于定位到位的该稳定的砂芯组还提供了一个优点，即在铸造过程之后易于除砂，因为有可能免除多个难以够到的长的砂管道。
在一个替代性实施方案中，为了可能的最小机加工开支，基本上还有可能使得该水腔只配备有一个通路。
从以下基于附图的多个示例性实施方案的说明中将显现出本发明的进一步的细节、优点和特征，在附图中：
图1示出了配备有根据本发明的一个轴承壳体的一个涡轮增压器本体组的示意性略微简化的图示，
图2示出了根据本发明的该轴承壳体在插入一个轴承套筒之前的截面图示，
图3示出了根据本发明的该轴承壳体在插入该轴承套筒并且组装一个转子之后的透视图，
图4示出了一个已知的轴承壳体设计的简化透视图，
图5示出了用于形成根据图4的轴承壳体的一个芯件的透视图，
图6对应于图4示出了根据本发明的一个轴承壳体的图示，
图7对应于图5示出了在进行根据本发明的方法时能使用的一个芯件的图示，
图8对应于图7示出了一个替代性内芯的图示，
图9示出了借助于图8中的芯件来生产的一个水腔的示意性地高度简化的图解展示，
图10对应于图1示出了根据本发明的该轴承壳体的一个替代性实施方案的一部分的图示，并且
图11示出了根据本发明的该轴承壳体的替代性实施方案的所述局部的透视图。
图1展示了一个排气涡轮增压器本体组，该本体组具有一个根据本发明的轴承壳体1。该本体组还包括一根轴16，压缩机叶轮15被安装在该轴的一侧上并且涡轮机叶轮19被安装在该轴的另一侧上，以便形成一个转子。轴16通过一个压缩机侧轴承安排17和一个涡轮机侧轴承安排18并且连同一个轴向支承件22而安装在该轴承壳体1内。如果一个压缩机壳体与一个涡轮机壳体（它们在图1中未展示）被添加到所述本体组上的话，这就产生了一个排气涡轮增压器，这样使得本发明也可以被描述为带有一个有待在下文详细描述的轴承壳体1的一种排气涡轮增压器。
图2展示了根据本发明的、在插入一个轴承套筒9之前的轴承壳体1。轴承壳体1包括一个压缩机侧壳体凸缘2；一个中心壳体区段3，该中心壳体区段整合地连接到壳体凸缘2上并且在该中心壳体区段中安排了一个油腔5的一个第一部分区段4（见图1）；以及一个涡轮机侧壳体区段6，该涡轮机侧壳体区段具有一个涡轮机侧壳体凸缘7并且在该涡轮机侧壳体区段中安排了油腔5的一个第二部分区段8（见图1）。从所述图示同样可见进油口20与出油口21。
中心壳体区段3与涡轮机侧壳体区段6形成一个件，并且形成为一个独立部件的轴承套筒9被插入在中心壳体区段3与涡轮机侧壳体区段6内。所述安排的优点在于轴承套筒9与这两个壳体区段3和6一同界定了油腔5。
同样从图1至3可见，油腔5与水腔10是分开的，水腔10是由该涡轮机侧壳体区段6和该轴承套筒9定界的。如图1中同样示出的，轴承套筒9配备有多个进油管道11，12。
在一个替代性实施方案中，轴承套筒9可以被分为两个套筒零件，在组装状态下，这些零件前后对齐地插入中心壳体区段3和涡轮机侧壳体区段6内。图3还示出了组装的转子（压缩机叶轮15、轴16以及涡轮机叶轮19）和水腔10的多个水端口13，14。
图4示出了一个已知的轴承壳体设计LG从涡轮机叶轮方向看到的透视图。在这种情况下，该轴承壳体LG具有带四个水端口WA1至WA4的一种圆环形的水腔WR并且具有一个油腔
图5示出了用于制造水腔WR与油腔的一个芯件K的透视图。为此目的，该芯件具有一个水芯WAK以及与所述水芯相组合的一个油芯
图6示出了根据本发明的、同样从涡轮机叶轮（图6中未展示出）方向看到的轴承壳体1。在此，与图4的这个已知实施方案相比，图6示出了水腔10带有仅仅两个水端口13和14以及与水腔10分开的油腔5的这种半圆形设计。
图7示出了适合于所述壳体设计的一个组合的油/水芯23。所述芯件23具有带两个水端口芯13AK和14AK的一个水芯10WK。所述水芯10WK组合有油芯如从图7详细显现。
根据本发明的、能够用芯件23来进行的方法具有以下方法步骤：
-铸造一个单件式轴承壳体外壳；
-分开地制造轴承套筒9；并且
-将轴承套筒9插入到该轴承壳体外壳内。
根据本发明的方法的优点在于，在铸造过程中，生产了带有一个水腔10与一个油腔5的一个单件式轴承壳体外壳。如从图7可见，使用组合的油/水芯23来生产油腔5和水腔10。在此实施方案中已经被证明有利的是分成带有这两个水端口芯13AK与14AK的一个水芯10WK和该油芯
图8展示了一个替代性芯件23'，其中水芯10WK只具有一个水端口芯13AK。
图9示出了来自图8的水端口的示意性地高度简化的图解展示，其中该进水口和该出水口借助于一个适配器端口24而组合以形成一个端口。
图10和11示出了根据本发明的轴承壳体1的一个替代性实施方案。所述实施方案具有一个热解耦腔25，该热解耦腔安排在涡轮机侧壳体区段6内并且指向该轴的该热解耦腔的下部开口在组装状态下被该轴承套筒9封闭，如从图10和11的图示中详细可见。
在此，图10具体地示出了所述热解耦腔相对于其大的径向长度而言具有一个小的轴向长度。借助所述实施方案，使得有可能不提供水腔。
为了补充以上披露，明确地参考在图1至11中对本发明的图解展示。
参考符号清单
1轴承壳体
2压缩机侧壳体凸缘
3中心壳体区段
4第一部分区段
5油腔
油芯
6涡轮机侧壳体区段
7涡轮机侧壳体凸缘
8第二部分区段
9轴承套筒
10水腔
10WK水芯
11,12进油管道
13,14水端口
13AK水端口芯
14AK水端口芯
15压缩机叶轮
16轴
17轴承安排
18涡轮机侧轴承安排
19涡轮机叶轮
20进油口
21出油口；
22轴向支承件
23组合的油/水芯
23'替代性芯件
24适配器端口
25热解耦腔
K芯件
LG轴承壳体
油芯
油腔
WAK水芯
WR水腔
WA1-WA4水端口

Claims (12)

1.  一种排气涡轮增压器的轴承壳体（1）
    -   具有一个压缩机侧壳体凸缘（2）；
    -   具有一个中心壳体区段（3），该中心壳体区段整合地连接到该壳体凸缘（2）上并且在该中心壳体区段中安排了一个油腔（5）的一个第一部分区段（4）；并且
    -   具有一个涡轮机侧壳体区段（6），该涡轮机侧壳体区段具有一个涡轮机侧壳体凸缘（7）并且在该涡轮机侧壳体区段内形成了该油腔（5）的一个第二部分区段（8）；其中
       -   该中心壳体区段（3）与该涡轮机侧壳体区段（6）形成一个件，并且
       -   形成为一个独立的部件的一个轴承套筒（9）被插入到该中心壳体区段（3）内并且被插入到该涡轮机侧壳体区段（6）内，并且与这些壳体区段界定了该油腔（5）。
2.  根据权利要求1所述的轴承壳体（1），其特征为一个水腔（10），该水腔与该油腔（5）是分离的，并且该涡轮机侧壳体区段（6）与该轴承套筒（9）界定了该水腔。
3.  根据权利要求1或2所述的轴承壳体（1），其中该轴承套筒（9）配备有多个进油管道（11，12）。
4.  根据权利要求1或2所述的轴承壳体（1），其中该轴承套筒（9）被分为两个套筒零件，在组装状态下，这些套筒零件前后对齐地插入该中心壳体区段（3）和该涡轮机侧壳体区段（6）内。
5.  根据权利要求2所述的轴承壳体（1），其中该水腔（10）具有半圆形的设计。
6.  根据权利要求2所述的轴承壳体（1），其中该水腔（10）配备有两个水端口（13，14）。
7.  根据权利要求2所述的轴承壳体（1），其中该水腔（10）只具有一个端口，该端口由该水端口（13）和一个适配器端口（24）构成。
8.  根据权利要求1或2所述的轴承壳体（1），其特征为一个热解耦腔（25），该热解耦腔安排在该涡轮机侧壳体区段（6）内，并且在该热解耦腔指向轴（16）的末端处被该轴承套筒（9）封闭。
9.  一种用于生产排气涡轮增压器轴承壳体（1）的方法，该方法具有以下方法步骤：
    -   铸造一个单件式轴承壳体外壳，该轴承壳体外壳是由一个压缩机侧壳体凸缘（2）、带有一个油腔（5）的一个第一部分区段（4）的一个中心壳体区段（3）、以及带有一个涡轮机侧壳体凸缘（7）的并且带有该油腔（5）的一个第二部分区段（8）的一个涡轮机侧壳体区段（6）形成的；
    -   分开地生产一个轴承套筒（9）；并且
    -   将该轴承套筒（9）插入到该轴承壳体外壳内。
10.    根据权利要求9所述的方法，其中，在铸造该轴承壳体外壳的过程中，在该涡轮机侧壳体区段（6）中生产了一个水腔（10）。
11.    根据权利要求10所述的方法，其中，使用一个组合的油/水芯（23）来生产该油腔（5）和该水腔（10）。
12.    根据权利要求11所述的方法，其中，一个砂芯被用作一个组合的油/水芯（23）。
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