CN103909380A - 电动涡轮增压器的转子装配方法及通过该方法装配的转子 - Google Patents
电动涡轮增压器的转子装配方法及通过该方法装配的转子 Download PDFInfo
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Abstract
一种电动涡轮增压器的转子装配方法及通过该方法装配的转子。用于涡轮增压器的转子装配方法可以包括：清洗和准备转子的组件，该组件包括连接件、永久磁体、端盖、挡圈以及中心管道；将连接件插入永久磁体中；通过冷却连接件并且在第一高温条件下以第一预定时间加热一个或多个端盖，将一个或多个端盖热插入到连接件中以形成永久磁体装配件；通过冷却永久磁体装配件并且在第二高温条件下以第二预定时间加热挡圈，将所述永久磁体装配件热插入到所述挡圈中以形成转子装配件；通过在第三高温条件下以第三预定时间加热所述转子装配件，将所述中心管道热插入到所述转子装配件中以形成转子装配本体；以及后加工所述转子装配件本体。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年12月31日提交的韩国专利申请第10-2012-0158627号的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于电动涡轮增压器的转子装配方法及通过该方法装配的转子，更具体而言，涉及这样一种用于电动涡轮增压器的转子装配方法及通过该方法装配的转子，其中，在热插入转子组件时，温度对永久磁体具有的影响更小，并且更容易进行后加工（比如尖端间隙的调整）。
背景技术
通常而言，涡轮增压器是这样一种装置，其通过应用从发动机排放的废气的压力来旋转涡轮，并且之后通过应用涡轮的旋转力将高压空气供应到燃烧室从而增加发动机的输出。涡轮增压器存在的问题为在低速时发生涡轮滞后的现象。
因此，近年来，电动涡轮增压器得以应用，其中，在低速时通过驱动电动机来驱动压缩机，并且通过用电动机驱动涡轮增压器的轴，在高速时通过应用由废气旋转的涡轮的旋转力来驱动压缩机。
电动涡轮增压器具有设置在其壳体中的电动机，并且在电动机中，转子安装在连接涡轮叶轮和压缩机叶轮的轴上，且定子安装在其壳体中。
特别地，转子的性能或耐久性取决于设置在其中的永久磁体和用于固定永久磁体的套管组件的内部装配方法。也即，作为覆盖永久磁体的套管组件的连接件、端盖、挡圈等由铬镍铁合金材料制成，并且具有非常高的刚性且不易加工。
另外，由于在加工期间出现的加工公差，因此不规则公差出现在轴与套管组件的连接表面上，并且进行后加工以便消除不规则公差。然而，由于作为套管组件的材料的铬镍铁合金具有较高的刚度并且要求装配过程的精度，因此后加工麻烦且难以增加完整性。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供一种用于电动涡轮增压器的转子装配方法及通过该方法装配的转子，该方法具有这样的优点：温度对永久磁体的影响更小，易于调整尖端间隙，通过采用具有较高加工性的材料的额外的中心管道而易于对轴进行后加工，并且在热插入构成电动机转子的转子组件时，提高了转子和轴之间的连接力。
本发明的各个方面提供了一种用于电动涡轮增压器的转子装配方法，包括：用于清洗和准备转子的组件的第一步骤，所述组件包括连接件、永久磁体、端盖、挡圈以及中心管道；用于将连接件插入所述永久磁体中的第二步骤；通过冷却所述连接件并且在第一高温条件下以第一预定时间加热一个或多个端盖，用于将一个或多个端盖热插入到所述连接件中以形成永久磁体装配件的第三步骤；通过冷却所述永久磁体装配件并且在第二高温条件下以第二预定时间加热所述挡圈，用于将所述永久磁体装配件热插入到所述挡圈中以形成转子装配件的第四步骤；通过在第三高温条件下以第三预定时间加热所述转子装配件，用于将所述中心管道热插入到所述转子装配件中以形成转子装配本体的第五步骤；以及用于后加工所述转子装配本体的第六步骤。
在用于清洗和准备所述组件的所述第一步骤中，可以使用酒精作为清洗液。在各种情况下，在所述第三步骤中，一个端盖可以整体地形成在所述连接件的一端，而一个端盖可以热插入到所述连接件的另一端中。在不同的其他条件下，在所述第三步骤中，端盖在所述第三步骤中热插入到所述连接件的两端中。
液氮可以用作冷却剂以在第三步骤中冷却所述连接件，或在第四步骤中冷却所述永久磁体装配件，或既在第三步骤中冷却所述连接件也在第四步骤中冷却所述永久磁体装配件。在所述第三步骤中的一个或多个端盖或在所述第四步骤中的所述挡圈或在所述第三步骤中的一个或多个端盖和所述第四步骤中的挡圈两者，可以在650℃±10℃的温度范围内的烤箱中加热25到35分钟。对在所述第五步骤中的所述转子装配件，在220℃±5℃的温度范围内的烤箱中加热12小时或更多时间。用于后加工所述转子装配本体的所述第六步骤可以包括表面处理，在所述挡圈、所述端盖以及所述中心管道的连接表面上，所述挡圈、所述端盖以及所述中心管道之间或之中的连接表面上执行所述表面处理。
所述连接件、所述端盖以及所述挡圈可以由铬镍铁合金材料制成。所述中心管道可以由不锈钢、钢，或铝基材料制成。
在通过转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子中，一个端盖可以整体地形成在插入到具有圆柱形状的永久磁体中的连接件的一端，以支撑所述永久磁体的一端；另一个端盖可以热插入到所述连接件的另一端，以便支撑所述永久磁体的另一端；可以在所述永久磁体和两个端盖的外圆周热处理挡圈；以及中心管道可以热插入所述另一个端盖和所述连接件的内圆周中。
所述另一个端盖可以热插入形成在所述连接件的另一端的台阶表面中。所述连接件、所述端盖以及所述挡圈可以由铬镍铁合金材料制成，而所述中心管道可以由不锈钢、钢或铝基材料制成。
在通过转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子中，一个端盖可以整体地形成在插入到具有圆柱形状的永久磁体中的连接件的一端，以支撑所述永久磁体的一端；另一个端盖可以热插入到所述连接件的外圆周表面，以便支撑所述永久磁体的另一端；可以在所述永久磁体和两个端盖的外圆周热处理挡圈；以及中心管道可以热插入所述另一个端盖和所述连接件的内圆周中。
所述连接件、所述端盖以及所述挡圈可以由铬镍铁合金材料制成，而所述中心管道可以由不锈钢、钢或铝基材料制成。
在通过转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子中，端盖可以分别热插入到插入具有圆柱形状的永久磁体中的连接件的两端，以便支撑所述永久磁体的两端，可以在所述永久磁体和两个端盖的外圆周热处理挡圈，以及中心管道可以热插入两个端盖和所述连接件的内圆周中。
每个端盖可以热插入形成在所述连接件的对应端的台阶表面中。所述连接件、所述端盖以及所述挡圈可以由铬镍铁合金材料制成，而所述中心管道可以由不锈钢、钢或铝基材料制成。
根据本发明，作为覆盖永久磁体的套管组件的连接件、端盖以及挡圈可以通过热插入处理而精确地装配，特别地，温度对永久磁体的影响更小并且易于调整尖端间隙。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为示出根据本发明的用于电动涡轮增压器的示例性转子装配方法的过程框图。
图2是根据本发明的第一示例性转子的装配件横截面图。
图3是根据本发明的第二示例性转子的装配件横截面图。
图4是根据本发明的第三示例性转子的装配件横截面图。
图5是根据本发明的第四示例性转子的装配件横截面图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的不同实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明将与示例性实施方案相组合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
下面将参考所附附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。然而，由于为了便于描述，显示在附图中的每一个组件的尺寸和厚度是任意显示的，因此本发明不特定局限于附图中所显示的内容，并且夸大了厚度以便清楚地表示各个部分和区域。此外，不显示与本发明无关的部分，以便清楚地解释本发明的示例性实施方案，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1为示出根据本发明的各个实施方案的用于电动涡轮增压器的转子装配方法的过程框图，并且图2是通过本发明的转子的装配方法装配的示例性转子的装配的横截面图。
参考图1和图2，用于电动涡轮增压器的转子装配方法包括清洗组件的第一步骤S1，将连接件13插入永久磁体11中的第二步骤S2，配置永久磁体装配件的第三步骤S3，配置转子装配件的第四步骤S4，配置转子装配本体的第五步骤S5，以及执行后加工的第六步骤S6。
在第一步骤S1中，对组成转子1的永久磁体11、连接件13、端盖15和17、挡圈19，以及中心管道21进行清洗。在该情况下，可以通过使用洗涤液比如酒精等来清洗组件。
此处，连接件13、端盖15和17，以及挡圈19是由奥氏体的铬镍基高温合金材料（austenitic nickel-chromium-based superalloymaterials）、铬镍铁合金材料以及其他适当的材料制成的，而中心管道21可以由不锈钢、钢、铝基材料或其他材料制成。
在本发明的各个实施方案中，由具有高加工性能的材料制成的中心管道应用于在转子和轴之间的接触表面以便于装配工作并且提高装配精度而不直接加工由较高刚性的铬镍铁合金材料制成的套管组件。
此外，将相对容易加工的材料应用到中心管道，以便进一步增加轴和转子之间的连接力，并且甚至在后加工中提高加工精度，因此，在高速旋转下，由于稳定地固定性，使所有组件的耐久性得以提高。
在第二步骤S2中，将连接件13插入到永久磁体11的空心部分中。在第三步骤S3中，通过在高温条件下以预定的时间冷却连接件13并且加热端盖15和17，将端盖15和17热插入到连接件13中，从而构成或形成永久磁体装配件。
在各个实施方案中，一个端盖15整体地形成在连接件13的一端，因此，在将连接件13插入到永久磁体11中时，可以将另一个端盖17热插入并连接到连接件13的另一端中。应当了解，可以一体地形成这些整体组件。
此外，在不同的其他实施方案中，两个端盖15和17均配置为远离连接件13，因此，在将连接件13插入到永久磁体11中时，可以将端盖15和17分别热插入并连接到连接件13的两端中，如图5中所示。
在第三步骤S3中，可以通过使用液氮作为冷却液来实现冷却，并且在高温条件下，可以加热端盖15和17的条件为，在650℃±10℃的温度范围内的烤箱中加热大约30分钟，例如，25到35分钟。
在第四步骤S4中，在永久磁体装配件处，通过冷却永久磁体装配件并且在高温条件下以预定时间加热挡圈19来热处理挡圈19，从而构成或形成转子装配件。在第四步骤S4中，可以通过使用液氮作为冷却液来实现冷却，并且在高温条件下，可以在650℃±10℃的温度范围内的烤箱中以30分钟来加热挡圈19。
在第五步骤S5中，在高温条件下以预定的时间加热转子装配件以热插入中心管道21中，从而构成或形成转子装配本体。在该情况下，在高温条件下，可以在220℃±5℃的温度范围内的烤箱中以12小时或更多时间来加热转子装配件。
在作为转子装配件的后加工的步骤的第六步骤S6中，通过经由对挡圈19与端盖15和17以及中心管道21的连接表面进行磨削工作来执行表面处理而实现后加工。
下面，通过说明，给出了通过本发明的转子装配方法装配的四个示例性实施方案。然而，本发明并不局限于这些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖示例性实施方案，而且覆盖各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
首先，参见图2，根据本发明的第一实施方案的转子1包括永久磁体11、连接件13、端盖15和17、挡圈19以及中心管道21。在转子1中，连接件13插入到具有圆柱形状的永久磁体11中，并且一个端盖15整体地形成在连接件13的一端，以便支撑永久磁体11的一端。应当了解，可以一体地形成这些整体组件。
此外，另一个端盖17热插入到连接件13的另一端，以便支撑永久磁体11的另一端。此处，另一个端盖17热插入形成连接件13的另一端的台阶表面23中，以使连接更稳固。
此外，在支撑永久磁体11的两个端盖15和17的外圆周热处理挡圈19，以便覆盖永久磁体11。
图3是根据通过本发明的转子装配方法的第二示例性实施方案的转子的装配件横截面图。参见图3，通过与根据第一示例性实施方案的转子1相似的构造而形成转子1，而两个转子1彼此不同之处在于，在根据第一示例性实施方案的转子1中，整体地形成从另一个端盖17延伸的延伸部分25，而在根据第二示例性实施方案的转子1中，在另一个端盖17处没有形成延伸部分。应当了解，可以一体地形成这些整体组件。
图4是根据通过本发明的转子装配方法的第三示例性实施方案的转子的装配件横截面图。参见图4，通过与根据第一示例性实施方案的转子1相似的构造而形成转子1，而两个转子1彼此不同之处在于，在根据第一示例性实施方案的转子1中，在另一个端盖17处整体地形成延伸部分25，而在根据第三示例性实施方案的转子1中，不在另一个端盖17处形成延伸部分。应当了解，可以一体地形成这些整体组件。
在根据第三示例性实施方案的转子1中，从连接件13延伸的延伸部分25与连接件13整体地形成。应当了解，可以一体地形成这些整体组件。此外，在第一和第三实施方案中的两个转子1彼此不同之处在于，在根据第一示例性实施方案的转子1中，另一个端盖17热插入到形成在连接件13的另一端的台阶表面23中，而在根据第三示例性实施方案的转子1中，另一个端盖17热插入到连接件13的延伸部分25中。
图5是根据通过本发明的转子装配方法的第四示例性实施方案的转子的装配件横截面图。参见图5，根据本发明的第四实施方案的转子1包括永久磁体11、连接件13、两个端盖15和17、挡圈19以及中心管道21。
根据本发明的第四示例性实施方案的转子1具有的构造相似于根据第一示例性实施方案的转子1，并且一个端盖15和另一个端盖17分别通过热插入而连接到延伸至连接件13的两端的延伸部分25的外圆周。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
Claims (18)
1.一种用于电动涡轮增压器的转子装配方法，包括：
用于清洗和准备转子的组件的第一步骤，所述组件包括连接件、永久磁体、端盖、挡圈以及中心管道；
用于将连接件插入所述永久磁体中的第二步骤；
通过冷却所述连接件并且在第一高温条件下以第一预定时间加热一个或多个端盖，用于将一个或多个端盖热插入到所述连接件中以形成永久磁体装配件的第三步骤；
通过冷却所述永久磁体装配件并且在第二高温条件下以第二预定时间加热所述挡圈，用于将所述永久磁体装配件热插入到所述挡圈中以形成转子装配件的第四步骤；
通过在第三高温条件下以第三预定时间加热所述转子装配件，用于将所述中心管道热插入到所述转子装配件中以形成转子装配本体的第五步骤；以及
用于后加工所述转子装配本体的第六步骤。
2.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中在用于清洗和准备所述组件的所述第一步骤中，使用酒精作为清洗液。
3.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中在所述第三步骤中，一个端盖整体地形成在所述连接件的一端，而一个端盖热插入到所述连接件的另一端中。
4.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中在所述第三步骤中，端盖在所述第三步骤中热插入到所述连接件的两端中。
5.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中，液氮用作冷却剂以在所述第三步骤中冷却所述连接件或在所述第四步骤中冷却所述永久磁体装配件或既在所述第三步骤中冷却所述连接件也在所述第四步骤中冷却所述永久磁体装配件。
6.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中，对在所述第三步骤中的一个或多个端盖或在所述第四步骤中的所述挡圈或所述第三步骤中的一个或多个端盖和所述第四步骤中的所述挡圈两者，在650℃±10℃的温度范围内的烤箱中加热25到35分钟。
7.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中，对在所述第五步骤中的所述转子装配件，在220℃±5℃的温度范围内的烤箱中加热12小时或更多时间。
8.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中，用于后加工所述转子装配本体的所述第六步骤包括表面处理，在所述挡圈、所述端盖以及所述中心管道的连接表面上，所述挡圈、所述端盖以及所述中心管道之间或之中的连接表面上执行所述表面处理。
9.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中，所述连接件、所述端盖以及所述挡圈由铬镍铁合金材料制成。
10.根据权利要求1所述的用于电动涡轮增压器的转子装配方法，其中，所述中心管道由不锈钢、钢或铝基材料制成。
11.一种通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中，
一个端盖整体地形成在插入到具有圆柱形状的永久磁体中的连接件的一端，以支撑所述永久磁体的一端；
另一个端盖热插入到所述连接件的另一端，以便支撑所述永久磁体的另一端；
在所述永久磁体和两个端盖的外圆周热处理挡圈；以及
中心管道热插入所述另一个端盖和所述连接件的内圆周中。
12.根据权利要求11所述的通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中所述另一个端盖热插入形成在所述连接件的另一端的台阶表面中。
13.根据权利要求11所述的通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中所述连接件、所述端盖以及所述挡圈由铬镍铁合金材料制成，而所述中心管道由不锈钢、钢或铝基材料制成。
14.一种通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中，
一个端盖整体地形成在插入到具有圆柱形状的永久磁体中的连接件的一端，以支撑所述永久磁体的一端；
另一个端盖热插入到所述连接件的外圆周表面，以便支撑所述永久磁体的另一端；
在所述永久磁体和两个端盖的外圆周热处理挡圈；以及
中心管道热插入所述另一个端盖和所述连接件的内圆周中。
15.根据权利要求14所述的通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中所述连接件、所述端盖以及所述挡圈由铬镍铁合金材料制成，而所述中心管道由不锈钢、钢或铝基材料制成。
16.一种通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中
端盖分别热插入到插入具有圆柱形状的永久磁体中的连接件的两端，以便支撑所述永久磁体的两端，
在所述永久磁体和两个端盖的外圆周热处理挡圈，以及
中心管道热插入两个端盖和所述连接件的内圆周中。
17.根据权利要求16所述的通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中每个端盖热插入形成在所述连接件的对应端的台阶表面中。
18.根据权利要求16所述的通过权利要求1所述的转子装配方法装配的用于电动涡轮增压器的转子，其中所述连接件、所述端盖以及所述挡圈由铬镍铁合金材料制成，而所述中心管道由不锈钢、钢或铝基材料制成。
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