CN104204538A - 用于保护涡轮增压器铝轴承壳体的系统和方法 - Google Patents

用于保护涡轮增压器铝轴承壳体的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104204538A
CN104204538A CN201380013648.6A CN201380013648A CN104204538A CN 104204538 A CN104204538 A CN 104204538A CN 201380013648 A CN201380013648 A CN 201380013648A CN 104204538 A CN104204538 A CN 104204538A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing housing
flange
protecting component
turbo
aluminium matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380013648.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104204538B (zh
Inventor
B·弗雷泽
M·桑格里亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Inc
Original Assignee
BorgWarner Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Inc filed Critical BorgWarner Inc
Publication of CN104204538A publication Critical patent/CN104204538A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104204538B publication Critical patent/CN104204538B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F01D25/125—Cooling of bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/0462—Bearing cartridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/047—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • F04D29/0473—Bearings hydrostatic; hydrodynamic for radial pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/15—Heat shield
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/37—Retaining components in desired mutual position by a press fit connection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/39—Retaining components in desired mutual position by a V-shaped ring to join the flanges of two cylindrical sections, e.g. casing sections of a turbocharger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/12—Light metals
    • F05D2300/121—Aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

在一个铝质涡轮增压器轴承壳体中，轴承壳体在与涡轮机壳体和/或轴承系统的界面处可能存在磨损。一个潜在问题区域是轴承壳体的凸缘与涡轮机壳体的抵靠件之间的界面。通过在该界面处的一个保护元件，可以缓解磨损可能性并且因此缓解该旋转组件与它们在其中工作的这些壳体之间的不对齐。该保护元件可以是用于轴承壳体凸缘的一个帽件或被适配成用于覆盖轴承壳体凸缘的某些面的一个隔热屏。该保护元件可以是设置在轴承壳体中的孔中的一个套筒。该保护元件可以用一种与铝质轴承壳体相比具有更高耐热性和/或更高耐磨性的材料制成。

Description

用于保护涡轮增压器铝轴承壳体的系统和方法
发明领域
实施例总体上涉及涡轮增压器，并且更具体地涉及具有由铝制成的轴承壳体的涡轮增压器。
发明背景
涡轮增压器是一种强制进气系统。它们将空气以与在正常吸气构型中的可能情况相比更大的密度传送到发动机进气中，从而允许燃烧更多的燃料，因此在没有明显增加发动机重量的情况下提升了发动机的马力。一个更小的涡轮增压发动机取代一个更大物理尺寸的正常吸气的发动机，这将减小质量并且可以减小车辆的空气动力学的前端面积。
总体上参见图1和图2，涡轮增压器(10)利用来自发动机排气歧管的排气流来驱动一个位于涡轮机壳体(14)内的一个涡轮机叶轮(12)。涡轮机叶轮(12)提取的能量被转化为一种旋转运动，这种旋转运动接着驱动位于一个压缩机盖件(18)之内的一个压缩机叶轮(16)。该压缩机叶轮(16)将空气抽入涡轮增压器(10)中、将该空气压缩、并且将其输送至发动机的进气侧。该旋转组件由以下主要部件组成：涡轮机叶轮(12)；压缩机叶轮(16)；一个轴(20)，涡轮机叶轮(12)和压缩机叶轮(16)被安装在这个轴上；多个轴颈轴承；多个抛油环；以及多个推力部件。该轴(20)在一个轴承系统上旋转，该系统被供以典型地由一个发动机油泵所供应的油。该轴承系统位于一个轴承壳体(22)内。典型地，存在两种类型的轴承系统-滚动元件轴承(REB)系统和流体动力学轴颈轴承系统。
在图1中示出了具有滚动元件轴承(REB)系统(21)的一种典型的涡轮增压器(10)。这些轴承是以套盒(30)的形式呈现的，其中轴(20)位于套盒(30)的内座圈(24)上，并且套盒(30)的外座圈(26)位于轴承壳体(22)中的一个孔(36)中。典型地，外座圈(26)的外直径被外座圈(26)的外直径与轴承壳体(22)中的孔(36)的内直径之间的一个油膜所阻尼。用于轴承套盒(30)的轴向约束物是在轴承壳体(22)中其一个末端处的一个抵靠件以及在其另一端处的一个夹子(28)。夹子(28)还可以用作一个防转约束物。轴(20)通过轴(20)的涡轮机端上的一个抵靠件而被定位在轴承套盒(30)中，该抵靠件本身抵靠在内座圈(24)的涡轮机端上的一个抵靠件上。
图2示出了具有流体动力学轴颈轴承系统(23)的一种典型的涡轮增压器。在这样的构型中，轴颈轴承(32)和推力轴承(34)被单独组装到轴承壳体(22)中。轴颈轴承(32)的外直径和轴(20)(位于轴颈轴承(32)的内直径之内)二者均被油膜支撑。典型地，轴颈轴承孔(37)被精加工到非常高程度的圆柱度和表面光洁度。在典型的轴颈轴承涡轮增压器(10)中的轴向约束物是由一个推力轴承(34)提供的，该推力轴承轴向地位于该轴承壳体(22)的推力轴承端上的一个抵靠件上。这个轴的轴向位置是由一个与轴(20)上的轴颈轴承直径的压缩机端上的抵靠件相抵的一个推力垫圈(由该推力轴承轴向地控制)设定的。
大多数涡轮增压器经由涡轮机壳体底座(38)而安装到发动机上。在这些情况下，由轴承壳体(22)、压缩机盖件(18)和旋转组件(包括旋转惯性)在底座(38)上、并且因此在发动机上施加的力经由将涡轮机壳体(14)连接至轴承壳体(22)的这个接头而被传输，因而具体的结合界面容易磨损。涡轮机壳体(14)相对于轴承壳体(22)的轴向位置是由轴承壳体(22)的定位凸缘(42)上的一个面对涡轮机壳体的表面(40)所设定的，其中一个互补抵靠件(44)的面是位于涡轮机壳体(14)上。在一些情况下，涡轮机隔热屏(46)上的一个凸缘(42)被夹在涡轮机壳体抵靠件(44)与表面(40)之间。
涡轮机壳体(14)与轴承壳体(22)之间的结合是以下两种类型之一。第一种结合类型是螺栓与夹板型结合，如图1、2和3所描绘的。在这样的安排中，(涡轮机壳体或轴承壳体的)一个部件上的凸缘(42)被夹紧到互补部件的本体上，其中夹紧负荷是由一个螺纹紧固件(50)通过一个夹板(52)供应的。
涡轮机壳体(12)到轴承壳体(22)的另一类型的结合是v形带，如图3中描述的。在这种类型的结合中，轴承壳体(22)的凸缘(42)和涡轮机壳体(14)的凸缘(64)在轴向上和径向上均被一个v形带固位件(56)上的互补楔形件以及被它所拉到一起的这些凸缘(42，64)所约束。v形带(56)典型地具有多个固位件区段(54)，这些固位件区段在周向上被一个T形螺栓和耳轴所压缩。T形螺栓中的这种压缩在一个带中施加了拉伸用力，该T形螺栓将带(56)的两端拉到一起。带(56)在这些固位件区段(54)上施加的力通过一个径向向内的部件和一个在轴向上进行收缩的部件二者被转化成均匀的闭合力。该径向部件将这些v形带凸缘固位件区段(54)沿着被制作在被拉到一起的这两个部件(在此情况下，为涡轮机壳体(14)和轴承壳体(22))中的凸缘(42，64)中的这些楔形件(58，59)来向下拉。
在涡轮机壳体(14)与轴承壳体(22)之间的任一类型的结合中，界面受到了力矩以及振动和温度差异。界面中的任何磨损都会导致该旋转组件的元件(即，涡轮机叶轮和压缩机叶轮(12，16))与它们位于其中的这些壳体(14，22)之间的不对齐。
在现代汽车应用中，车辆的质量在涉及车辆的效率时变成了主要问题。在努力减小涡轮增压器的质量时，用铝轴承壳体替换了更早先的传统灰铸铁壳体。在700℃至1050℃范围内的排气温度下，涡轮机不能用铝铸造的。这种材料变化得到了轴承壳体的在55％至65％范围内的质量减小、以及关于涡轮机壳体与轴承壳体的界面的力矩的大约33％的潜在减小。然而，在做到这点时，在热的涡轮机壳体(14)与相对冷的轴承壳体(22)之间的界面处并且还有在轴承壳体(22)与可以实施的任何轴承系统的界面处，磨损可能增大，因为铝与灰铸铁相比是较软的。因此，关于举例而言在图3中示出的涡轮机壳体(14)与轴承壳体(22)之间的界面，这些固位件区段(54)的内表面在这些凸缘(42，64)的楔形件(58，59)上、特别在铝质轴承壳体凸缘(42)上的相互作用可以损坏凸缘(42)的表面并且对于将v形带(56)随后施加到凸缘(42)上是不利的。
因此，需要可以允许在涡轮增压器中使用铝质轴承壳体而同时提供与涡轮机壳体和轴承的适当界面的多种系统和方法。
发明概述
在此描述的实施例通过提供用于保护轴承壳体与涡轮机壳体之间的界面和/或轴承壳体与轴承系统之间的界面的系统和方法而有助于铝质轴承壳体的使用，由此避免了可能由于使用铝质轴承壳体而出现的磨损和其他问题、同时允许实现此类轴承壳体的优点。系统和方法在该界面中提供了钢或其他适当材料制成的保护性表面，以用于保护将形成该界面的这些铝表面。适当的材料具有与轴承壳体的基础铝材料相比更高的耐热性和/或更高的耐磨性。
附图简要说明
本发明是通过举例而非限制的方式展示在这些附图中，其中类似的参考数字表示相似的部分，并且在这些附图中：
图1是具有滚动元件轴承的典型涡轮增压器组件的截面视图；
图2是具有液体动力学轴承的典型涡轮增压器组件的截面视图；
图3示出了用于涡轮机壳体和轴承壳体的一种典型的v形带类型的夹紧系统；
图4示出了用于铝质壳体与涡轮机壳体和/或轴承系统之间的界面的一个保护系统的第一实施例；
图5示出了用于铝质壳体与涡轮机壳体之间的界面的一个保护系统的第二实施例；并且
图6示出了用于铝质壳体与涡轮机壳体和/或轴承系统之间的界面的一个保护系统的第三实施例。
发明详细说明
在此描述的安排涉及具有铝质轴承壳体的装置涡轮增压器，该铝质轴承壳体被配置成用于获得与涡轮机壳体和/或轴承系统的改进的界面。在此披露了详细的实施例；然而，应理解的是，所披露的这些实施例仅旨在是示例性的。因此，在此披露的具体的结构上和功能上的细节不得理解为限制性的，而是仅作为权利要求书的基础并且作为教导本领域技术人员在事实上并且在适当程度上详细的结构中以不同方式采用本文这些方面的代表性基础。此外，在此使用的术语和短语并不旨在是限制性的、而是为了提供对可能实施方式的可理解的说明。在图4至图6中示出了多种安排，但这些实施例不局限于所展示的结构或应用。
参见图4，示出了用于铝质轴承壳体(22)与涡轮机壳体(14)和/或轴承系统(未示出)之间的界面的保护系统的实例。轴承壳体(22)可以用任何适当类型的铝制成。
一个保护元件(70)可以操作性地定位在铝质轴承壳体的接触了涡轮机壳体(14)的至少一个部分、例如凸缘(42)之间。保护元件(70)可以用任何适当的材料制成。例如，保护元件(70)可以用一种与轴承壳体(22)的铝相比具有更高耐热性和/或更高耐磨性的材料制成。例如，保护元件(70)可以用铸铁、钛或任何适当类型的钢制成。保护元件(70)可以用一种比该铝质轴承壳体(22)更硬的材料制成。保护元件(70)可以针对涡轮机壳体(14)与相对软的铝质轴承壳体(22)之间的潜在磨损问题提供抵抗力。保护元件(70)还可以保护铝质轴承壳体(22)免于涡轮机壳体(14)的热量的影响。
保护元件(70)可以具有任何适当的构象。在一个实施例中，保护元件(70)可以被配置成就像一个具有总体上U形截面的杯子，如图4中所示。在此情况下，保护元件(70)可以覆盖轴承壳体(22)的至少一个部分，例如凸缘(42)。在此情况下，保护元件(70)可以包括一个总体上圆柱形的径向保护表面(72)、以及一个或多个轴向保护表面(74，76)。在图4所示的安排中，提供了两个轴向保护表面(74，76)，但实施例不局限于存在两个轴向保护表面。这对轴向保护表面(74，76)可以是总体上横向于该总体上圆柱形的径向保护表面(72)的。在一个实施例中，这对轴向保护表面(74，76)可以与该总体上圆柱形的径向保护表面(72)基本上成90度。自然，取决于轴承壳体(22)和/或截面处的其他部件的构型，这些表面(72，74，76)可以相对于彼此以任何适当的相对关系延伸。
这些表面(72，74，76)可以一起形成为一个整体结构，或者这些表面(72，74，76)中的至少一者可以由一个分开的零件限定并且结合到其他的一个或多个表面限定零件上。保护元件(70)可以为环状结构。保护元件(70)可以被制成单一零件或多个周向的环段，即，在围绕铝质轴承壳体(22)中的孔(100)的轴线(98)的一个方向上的多个环段。再一次应理解的是，以上对保护元件(70)的说明仅是作为实例提供的，并且实施例不局限于这种构型。在一些例子中，保护元件(70)可以通过将一种适当的金属施加(例如，喷射)到铝质凸缘(42)的至少一部分上来形成，该凸缘可以具有减小的尺寸以适应保护元件(70)的厚度。替代地，保护元件(70)可以在轴承壳体(22)的凸缘(42)的至少一部分上被铸造在位。在至少一些例子中，保护元件(70)可以按任何适当方式被附接至轴承壳体(22)上，其方式包括例如通过紧固件、粘合剂、和/或机械接合，仅列举几种可能性。
替代地或者除了保护元件(70)之外，该系统可以被配置成通过在其中提供一个保护套筒(78)而将铝质轴承壳体(22)中的一个孔(100)的磨损最小化。因此，套筒(78)可以操作性地定位在孔(100)与任何轴承系统(未示出)之间。套筒(78)可以用任何适当的材料制成。例如，套筒(78)可以用一种与轴承壳体(22)的铝相比具有更高耐热性和/或更高耐磨性的材料制成。例如，套筒(78)可以用铸铁、钛或任何适当类型的钢制成。套筒(78)可以用一种与该轴承壳体(22)的基础铝金属相比有更大硬度的材料制成。套筒(78)可以具有一个涡轮机端(80)和一个压缩机端(82)。套筒(78)可以是中空的并且具有任何适当的截面大小和/或形状。套筒(78)可以具有任何适当厚度的壁。
套筒(78)可以按任何适当方式被设置在孔(100)中。例如，套筒(78)可以在孔(100)中被铸造在位。替代地，套筒(78)可以被插入孔(100)中并且例如通过压力配合、过盈配合、紧固件、粘合剂和/或机械接合而被附接，仅列举几种可能性。套筒(78)可以通过将一种适当的金属施加(例如，喷射)到孔(100)的至少一部分上而形成，该部分可以具有增大的尺寸。
套筒(78)可以被形成为单一部件，或者它可以由以任何适当方式结合在一起的多个套筒区段来形成。套筒(78)可以包括用于其他部件的容纳体。例如，套筒(78)可以包括用于这些轴颈轴承输油端口(86)到输油通道(87)的流体连接的多个通路(84)。进一步，套筒(78)可以被配置成允许用过的油例如通过在套筒(78)中形成的槽缝(88)而流出该轴承系统。以类似的方式，套筒(78)的涡轮机端(80)必须适应一个阶梯状孔(90)并且适应被抛出轴(20)的涡轮机端抛油环之外的油的离开(参见图2)。套筒(78)的涡轮机端(80)将是主套筒的一部分，但也可以是分开的部件。
参见图5，示出了用于铝质轴承壳体(22)与涡轮机壳体(14)之间的界面、针对v形带夹紧类型的保护系统的另一个实例。这种安排可以抵抗由固位件区段(54)的内表面在铝质凸缘(42)的外部楔形表面(92)上造成的损坏。可以提供一个保护元件(94)以在铝质凸缘(42)的至少一个部分上提供一个保护表面。在这种构型中由保护元件(94)提供的外部楔形表面(92)可以与固位件(54)的内表面处于直接接触，因此将磨损和对铝质凸缘(42)的损坏最小化，由此避免了对v形带构型所需的正确滑动机构的阻碍。保护元件(94)可以用任何适当的材料制成。例如，保护元件(94)可以用一种与轴承壳体(22)的铝相比具有更高耐热性和/或更高耐磨性的材料制成。例如，保护元件(94)可以用铸铁、钛或任何适当类型的钢制成。保护元件(94)可以用一种比该铝质轴承壳体(22)更硬的材料制成。
保护元件(94)可以具有任何适当的构象。在一个实施例中，保护元件(94)可以被配置成就像一个在v形带构型中用于凸缘(42)的杯子。保护元件(94)可以具有总体上v形的截面，如图5中所示。保护元件(94)可以包括第一和第二内表面(102，104)。第一和第二内表面(102，104)可以相对于彼此是成角度的。在图5所示的实施例中，在第一和第二内表面(102，104)之间形成了一个锐角。第一和第二内表面(102，104)可以通过一个第三内表面(106)相连接。保护元件(94)可以被配置成用于覆盖凸缘(42)的至少一个部分。保护元件(94)可以具有任何适当的厚度。
保护元件(94)可以用任何适当的方式形成。例如，保护元件(94)可以被形成为放置在铝质凸缘(42)上的一个分开的部件。保护元件(94)所提供的这些保护表面可以是一种单件式结构或者它可以由多个零件制成。
保护元件(94)可以为环状结构。它可以被制成单一零件或多个周向的环段，即，在围绕铝质轴承壳体(22)中的孔(100)的轴线(98)的一个方向上的多个环段。再一次应理解的是，以上对保护元件(94)的说明仅是作为实例提供的，并且实施例不局限于这种构型。在一些例子中，保护元件(94)可以通过将一种适当的金属施加(例如，喷射)到铝质凸缘(42)的至少一部分上来形成，该凸缘可以具有减小的尺寸以适应保护元件(94)的厚度。替代地，保护元件(94)可以在轴承壳体(22)的凸缘(42)的至少一部分上被铸造在位。在至少一些例子中，保护元件(94)可以按任何适当方式被附接至轴承壳体(22)上，该方式包括例如通过紧固件、粘合剂、和/或机械接合，仅列举几种可能性。
参见图6，示出了用于铝质轴承壳体(22)与涡轮机壳体(14)和/或轴承系统(未示出)之间的界面的保护系统的其他实例。在此，涡轮机隔热屏(46’)可以从该典型设计进行修改，以便既沿着压缩机盖件的方向在轴向上、又在径向上提供一个用于铝制轴承壳体(22)与涡轮机壳体(14)的界面的保护性缓冲器。在这种安排中，在轴承壳体(22)上可能没有固定的保护盖件，但通过涡轮机隔热屏(46’)的一个延伸而面向轴向的表面(114)可以保护轴承壳体凸缘(42)的面向涡轮机端的轴向匹配表面(112)(在涡轮机壳体(14、)上具有互补抵靠件(44))。
延伸部分(110)通过涡轮机隔热屏(46’)的另一个延伸而面向径向的凸缘(118)可以保护轴承壳体凸缘(42)的径向匹配表面(116)(在涡轮机壳体(14、)上具有互补的先导直径)，该延伸而面向径向的凸缘是从涡轮机隔热屏(46’)的延伸而面向轴向的表面(114)延续的。隔热屏(46’)可以用任何适当的方式形成。
此外，凸缘(42)的面对压缩机的这一侧(120)可以受到可以具有大表面积的多个夹板(52)的保护或一个分段环的多个部分的保护，以便将来自螺母(54)和夹板(52)的夹紧负荷分散开，从而将铝质凸缘表面上的磨损最小化。
替代地或除了隔热屏(46’)之外，该保护系统可以包括一个套筒(78)。结合图6对套筒(78)进行的说明在此同等地适用。
隔热屏(46’)以用任何适当的材料制成。例如，隔热屏(46’)可以用一种与轴承壳体(22)的铝相比具有更高耐热性和/或更高耐磨性的材料制成。例如，隔热屏(46’)可以用铸铁、钛或任何适当类型的钢制成。
将认识到，在此的实施例可以提供众多益处。例如，通过提供在此描述的保护界面，可以保护铝质轴承壳体(22)的不同区域免于磨损。因此，可以在涡轮增压器中使用铝质轴承壳体(22)，由此允许质量减小以及涡轮机壳体与轴承壳体的界面上携带的力矩的相关联减小。
在此使用的术语“一个”和“一种”被定义为一个或多于一个。在此使用的术语“多个”被定义为两个或多于两个。在此使用的术语“另一个”被定义为至少第二个或更多。在此使用的术语“包含”和/或“具有”被定义为包括(即，开放式语言)。
在此描述的多个方面可以按其他方式和组合来实施，而不背离其精神或实质性属性。因此，当然将应该理解本发明不限于仅通过举例方式给出的在此所说明的这些具体细节，并且应该理解在以下的权利要求书中所限定的本发明的范围之内不同的变更和修改是可能的。

Claims (16)

1.一种用于涡轮增压器界面的保护系统，包括：
由一个铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个部分限定的一个第一表面；
由一个涡轮增压器部件限定的一个第二表面；以及
操作性地定位在该第一表面与该第二表面之间的一个保护元件，该保护元件是由与该铝质涡轮增压器轴承壳体相比具有更高的耐热性或更高的耐磨性中的至少一者的一种材料制成的，其中该保护元件保护该第一表面免于热量和/或磨损。
2.如权利要求1所述的系统，其中，该保护元件是由以下之一制成的：钢、铸铁或钛。
3.如权利要求1所述的系统，其中，该第一表面是由该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个凸缘(42)限定的。
4.如权利要求3所述的系统，其中，该保护元件是一个具有基本上U形截面的帽件(70)，并且其中该帽件(70)覆盖了该凸缘(42)的第一表面的至少一个部分。
5.如权利要求3所述的系统，其中，该保护元件是一个具有基本上V形截面的帽件(70)，并且其中该帽件(70)覆盖了该凸缘(42)的第一表面的至少一个部分。
6.如权利要求1所述的系统，其中，该保护元件是被接收在该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个孔(100)中一个套筒(78)。
7.如权利要求1所述的系统，其中，该保护元件是一个涡轮机隔热屏(46’)，其中该第一表面包括一个面向涡轮机端的面(112)以及该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个凸缘(42)的一个径向匹配面(116)，该径向匹配面相对于该面向涡轮机端的面(112)是横向的，其中该第二表面是由一个涡轮机壳体(14)限定的，其中该隔热屏(46’)包括一个面向轴向的表面(114)和一个面向径向的凸缘(118)，并且其中该隔热屏(46’)被操作性地定位在该第一表面与第二表面之间。
8.如权利要求1所述的系统，其中，该第一表面是该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个凸缘(42)的一个外部锥形表面(92)，并且其中该第二表面是一个v形带(56)的一个固位件区段(54)的一个部分。
9.一种用于保护涡轮增压器中的第一表面与第二表面之间的界面的方法，该第一表面是由一个铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个部分限定的并且该第二表面是由一个涡轮增压器部件限定的，该方法包括：
提供一个保护元件，该保护元件是由一种与该铝质涡轮增压器轴承壳体相比具有更高的耐热性或更高的耐磨性中的至少一者的材料制成的；并且
将该保护元件操作性地定位在该第一表面与第二表面之间，这样使得该第一表面的至少一个部分受到保护而免于热量和/或磨损。
10.如权利要求9所述的方法，其中，该保护元件是由以下之一制成的：钢、铸铁或钛。
11.如权利要求9所述的系统，其中，该第一表面是由该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个凸缘(42)限定的。
12.如权利要求9所述的系统，其中该保护元件是一个帽件(70)，其中该操作性定位包括将该帽件(70)提供在该凸缘(42)的一个径向表面(72)、第一轴向表面(74)和/或第二轴向表面(76)的至少一个部分上。
13.如权利要求12所述的系统，其中该帽件(70)具有总体上V形的截面或总体上U形的截面中的一者。
14.如权利要求9所述的系统，其中该保护元件是一个套筒(78)，并且该第一表面是该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)中的一个孔(36)，并且其中该套筒(78)覆盖了该孔(100)的至少一个部分。
15.如权利要求9所述的系统，其中，该保护元件是一个涡轮机隔热屏(46’)，其中该第一表面包括一个面向涡轮机端的面(112)以及该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个凸缘(42)的一个径向匹配面(116)，该径向匹配面相对于该面向涡轮机端的面(112)是横向的，其中该第二表面是由一个涡轮机壳体(14)限定的，其中该隔热屏(46’)包括一个面向轴向的表面(114)和一个面向径向的凸缘(118)，并且其中该隔热屏(46’)被操作性地定位在该第一表面与第二表面之间，使得该面向轴向的表面(114)保护该面向涡轮机端的面(112)并且使得该面向径向的凸缘(118)保护该径向匹配面(116)。
16.如权利要求9所述的系统，其中，该第一表面是该铝质涡轮增压器轴承壳体(22)的一个凸缘(42)的一个外部锥形表面(92)，并且其中该第二表面是一个v形带(56)的一个固位件区段(54)的一个部分。
CN201380013648.6A 2012-03-27 2013-03-19 用于保护涡轮增压器铝轴承壳体的系统和方法 Active CN104204538B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261616012P 2012-03-27 2012-03-27
US61/616012 2012-03-27
PCT/US2013/032932 WO2013148412A1 (en) 2012-03-27 2013-03-19 Systems and methods for protecting a turbocharger aluminum bearing housing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104204538A true CN104204538A (zh) 2014-12-10
CN104204538B CN104204538B (zh) 2018-05-22

Family

ID=49261115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380013648.6A Active CN104204538B (zh) 2012-03-27 2013-03-19 用于保护涡轮增压器铝轴承壳体的系统和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150049967A1 (zh)
KR (1) KR102064945B1 (zh)
CN (1) CN104204538B (zh)
DE (1) DE112013001173T5 (zh)
IN (1) IN2014DN08352A (zh)
RU (1) RU2014139847A (zh)
WO (1) WO2013148412A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108474390A (zh) * 2016-02-15 2018-08-31 三菱重工发动机和增压器株式会社 离心压缩机及增压器
CN109072716A (zh) * 2016-04-06 2018-12-21 大陆汽车有限公司 用于内燃发动机的涡轮增压器
CN109219693A (zh) * 2016-03-30 2019-01-15 三菱重工发动机和增压器株式会社 旋转机械

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013111562A1 (de) * 2013-10-21 2015-04-23 Ihi Charging Systems International Gmbh Abgasturbolader
DE102013111561A1 (de) * 2013-10-21 2015-04-23 Ihi Charging Systems International Gmbh Abgasturbolader
WO2015195332A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Borgwarner Inc. Clamping device
US20160076555A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Caterpillar Inc. Remanufactured Center Housing and Method
US9657596B2 (en) 2014-09-26 2017-05-23 Electro-Motive Diesel, Inc. Turbine housing assembly for a turbocharger
US9181955B1 (en) * 2015-02-18 2015-11-10 Borgwarner Inc. Method for reducing aero clearances with a ball bearing turbocharger
CN108699958B (zh) * 2016-03-07 2020-08-18 三菱重工发动机和增压器株式会社 涡轮增压器
US10519809B2 (en) 2016-10-21 2019-12-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Liner for mounting socket of magnesium housing of aircraft engine
DE102017121316A1 (de) * 2017-09-14 2019-03-14 Man Diesel & Turbo Se Turbolader
WO2019084107A1 (en) * 2017-10-25 2019-05-02 Borgwarner Inc. CONNECTION DEVICE WITH PROTECTIVE SCREEN, APPARATUS, AND CORRESPONDING CHARGING DEVICE
GB2570664A (en) * 2018-01-31 2019-08-07 Bowman Power Group Ltd Turbomachinery
US11136997B2 (en) * 2019-07-23 2021-10-05 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a compressor housing
GB201910815D0 (en) 2019-07-29 2019-09-11 Cummins Ltd Bearing housing and method of manufacture
KR102367893B1 (ko) * 2020-05-13 2022-02-25 엘지전자 주식회사 터보 압축기
US11754115B1 (en) * 2022-04-18 2023-09-12 Pratt & Whitney Canada Corp. Multi-material bushing for rotatably mounting a rotating structure to a stationary structure

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4708602A (en) * 1985-05-30 1987-11-24 Teledyne Industries, Inc. Lubrication system for a turbocharger
US4786238A (en) * 1984-12-20 1988-11-22 Allied-Signal Inc. Thermal isolation system for turbochargers and like machines
US5403150A (en) * 1988-04-28 1995-04-04 Teledyne Industries, Inc. Bearing insulating system for aircraft turbocharger
CN1273622A (zh) * 1997-08-06 2000-11-15 联合讯号公司 涡轮增压机的整体的轴承系统
US6449950B1 (en) * 2000-09-12 2002-09-17 Honeywell International Inc. Rotor and bearing system for electrically assisted turbocharger
US20040200215A1 (en) * 2001-10-16 2004-10-14 Woollenweber William E. Bearing system for high-speed rotating machinery
US20070059157A1 (en) * 2004-01-02 2007-03-15 Udo Dellmann Fluid flow engine
CN201818332U (zh) * 2010-10-12 2011-05-04 湖南天雁机械有限责任公司 一种涡轮增压器的涡端隔热结构

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3270951A (en) * 1963-04-04 1966-09-06 Int Harvester Co Turbocharger controls
DE2829150A1 (de) * 1978-07-03 1980-01-24 Barmag Barmer Maschf Abgasturbolader
US4302149A (en) * 1980-02-19 1981-11-24 General Motors Corporation Ceramic vane drive joint
JPS56148620A (en) * 1980-04-17 1981-11-18 Toyota Motor Corp Turbo charger
US4460313A (en) * 1982-03-17 1984-07-17 A/S Kongsberg Vapenfabrikk Heat shield for radial gas turbine
DE3377587D1 (en) * 1982-05-28 1988-09-08 Holset Engineering Co A variable inlet area turbine
US4725206A (en) * 1984-12-20 1988-02-16 The Garrett Corporation Thermal isolation system for turbochargers and like machines
US4652219A (en) * 1985-05-30 1987-03-24 Teledyne Industries, Inc. Turbocharger having a preloaded bearing assembly
US4704075A (en) * 1986-01-24 1987-11-03 Johnston Andrew E Turbocharger water-cooled bearing housing
US5133640A (en) * 1990-06-21 1992-07-28 Westinghouse Electric Corp. Thermal shield for steam turbines
DE4330380A1 (de) * 1993-09-08 1995-03-09 Abb Management Ag Abgasturbolader mit mehrteiligem Lagergehäuse
GB0227473D0 (en) * 2002-11-25 2002-12-31 Leavesley Malcolm G Variable turbocharger apparatus with bypass apertures
DE102004025049A1 (de) * 2004-05-18 2005-12-15 Forschungszentrum Jülich GmbH Abgasturbolader
JP4692820B2 (ja) * 2005-08-11 2011-06-01 株式会社Ｉｈｉ 電動機付過給機
JP4468286B2 (ja) * 2005-10-21 2010-05-26 三菱重工業株式会社 排気ターボ式過給機
JP4755071B2 (ja) * 2006-11-20 2011-08-24 三菱重工業株式会社 排気ターボ過給機
KR20080111716A (ko) * 2007-06-19 2008-12-24 현대자동차주식회사 Ｃｎｇ 엔진 터보 차저의 스러스트 베어링 마모저감구조
DE102008031887A1 (de) * 2008-07-08 2010-03-04 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786238A (en) * 1984-12-20 1988-11-22 Allied-Signal Inc. Thermal isolation system for turbochargers and like machines
US4708602A (en) * 1985-05-30 1987-11-24 Teledyne Industries, Inc. Lubrication system for a turbocharger
US5403150A (en) * 1988-04-28 1995-04-04 Teledyne Industries, Inc. Bearing insulating system for aircraft turbocharger
CN1273622A (zh) * 1997-08-06 2000-11-15 联合讯号公司 涡轮增压机的整体的轴承系统
US6449950B1 (en) * 2000-09-12 2002-09-17 Honeywell International Inc. Rotor and bearing system for electrically assisted turbocharger
US20040200215A1 (en) * 2001-10-16 2004-10-14 Woollenweber William E. Bearing system for high-speed rotating machinery
US20070059157A1 (en) * 2004-01-02 2007-03-15 Udo Dellmann Fluid flow engine
CN201818332U (zh) * 2010-10-12 2011-05-04 湖南天雁机械有限责任公司 一种涡轮增压器的涡端隔热结构

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108474390A (zh) * 2016-02-15 2018-08-31 三菱重工发动机和增压器株式会社 离心压缩机及增压器
CN109219693A (zh) * 2016-03-30 2019-01-15 三菱重工发动机和增压器株式会社 旋转机械
CN109219693B (zh) * 2016-03-30 2021-01-15 三菱重工发动机和增压器株式会社 旋转机械
US10934887B2 (en) 2016-03-30 2021-03-02 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Rotary machine
CN109072716A (zh) * 2016-04-06 2018-12-21 大陆汽车有限公司 用于内燃发动机的涡轮增压器

Also Published As

Publication number Publication date
US20150049967A1 (en) 2015-02-19
IN2014DN08352A (zh) 2015-05-08
KR20140136990A (ko) 2014-12-01
RU2014139847A (ru) 2016-05-20
DE112013001173T5 (de) 2014-11-06
CN104204538B (zh) 2018-05-22
KR102064945B1 (ko) 2020-01-10
WO2013148412A1 (en) 2013-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104204538A (zh) 用于保护涡轮增压器铝轴承壳体的系统和方法
EP2094957B1 (en) Turbine heat shield assembly
CN101845987B (zh) 废气涡轮增压器的压缩机侧轴密封装置
CN104145099B (zh) 多部段涡轮增压器轴承壳体以及其方法
US8807840B2 (en) Insulating and damping sleeve for a rolling element bearing cartridge
KR101536795B1 (ko) 피스톤 엔진용 터보과급기 장치
US8911202B2 (en) Turbocharger rotating assembly
US8888447B2 (en) Anti-rotation method for a rolling element bearing cartridge
CN105464715B (zh) 带有通过两件式自定心间隔器固定的喷嘴环和管的涡轮增压器可变翼片模块
US9695708B2 (en) Turbocharger spring assembly
US20160115909A1 (en) Turbocharger thrust bearing debris trap
JP6827897B2 (ja) ターボチャージャ
WO2002086293A1 (en) Improved turbocharger bearing system
CN105074160A (zh) 增压器的制造方法及增压器
CN103154471A (zh) 排气涡轮增压器
CN103806960B (zh) 涡轮机械轴承组件预加载结构
US9976476B2 (en) Turbocharger bearing assembly
CN109154206A (zh) 涡轮增压器隔热罩
US9890788B2 (en) Turbocharger and method
US20190072002A1 (en) Turbocharger
JPS61135941A (ja) タ−ボチヤ−ジヤの潤滑油流出防止装置
US20190145279A1 (en) Turbocharger
CN109798191A (zh) 涡轮增压器
CN105909422A (zh) 大型涡轮增压自点火二冲程内燃发动机及其密封环

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant