CN104619969B

CN104619969B - 涡轮增压器组件和用于润滑涡轮增压器的方法

Info

Publication number: CN104619969B
Application number: CN201380047894.3A
Authority: CN
Inventors: S.达亚兰; P.Z.约翰; K.皮萨姆伯; P.卡蒂克彦; G.费古拉; M.科卢尔
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Garrett Power Technology (Shanghai) Co.,Ltd.
Priority date: 2012-07-15
Filing date: 2013-07-14
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2033-07-14
Also published as: US20150176593A1; EP2872753B1; EP2872753A4; CN104619969A; EP2872753A1; US9850911B2; WO2014014791A1

Abstract

一种涡轮增压器可包括中心壳体、轴颈轴承和润滑剂致偏器，中心壳体包括压缩机侧、涡轮机侧、孔和插口，孔在压缩机侧和涡轮机侧之间延伸，插口在压缩机侧处，轴颈轴承布置在孔中，润滑剂致偏器至少部分地布置在插口中。还公开了设备、组件、系统、方法等的各种其他示例。

Description

涡轮增压器组件和用于润滑涡轮增压器的方法

技术领域

本文公开的主题一般地涉及用于内燃发动机的涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器可经由一个或多个机械装置来冷却。例如，涡轮增压器可经由空气、水、油或其他流体来冷却。至于润滑剂冷却（例如油，不管是天然的，还是合成的，等等），都存在某些折衷。例如，如果碳质润滑剂在太长的时间内达到太高的温度（例如考虑时间-温度的相关性），可能发生碳化（例如还可称为结焦或“焦化”）。焦化可通过各种任何机械装置来加剧热量产生和热滞留，并且久而久之，焦炭沉淀可使润滑轴承系统的寿命变短。作为示例，焦炭沉淀可导致热传递的减少并增加热的产生，这可导致轴承系统的失效。

为了克服焦化，涡轮增压器可构造成改进润滑剂流动。例如，泵可对润滑剂加压以增加流动速率，来减少润滑剂在高温区域中的滞留时间。然而，润滑剂压力的增加可加剧各种类型的润滑剂泄漏问题。例如，轴承系统的润滑剂压力的增加可导致润滑剂泄漏至排气涡轮机，或者至空气压缩机，或者两者。经由排气涡轮机的漏出可导致可观察水平的烟，而经由空气压缩机的漏出可导致润滑剂进入中间冷却器、燃烧室（例如燃烧筒）等。

关于润滑剂从轴承系统泄漏至空气压缩机，主要的驱动力往往是在中心壳体内侧的润滑剂通路/腔之间产生的压力差，该中心壳体容纳了压缩机叶轮之后的空气空间（例如由背板和压缩机叶轮所限定的空间）和涡轮增压器的轴承系统。当中心壳体内侧的压力大于压缩机叶轮之后的空间中的压力，压力差可从中心壳体将润滑剂驱动至压缩机。在使用中间冷却器的情况中，损失的润滑剂可污染中间冷却器、空气通路、燃烧室等，这可影响性能、寿命等。

本文描述的各种技术和工艺涉及致偏器、轴颈轴承、壳体、组件等，这可改进涡轮增压器的性能、寿命等。

发明内容

本申请提供了一种涡轮增压器组件，包括：中心壳体，所述中心壳体包括压缩机侧、涡轮机侧、孔和插口，所述孔在所述压缩机侧和所述涡轮机侧之间延伸，所述插口在所述压缩机侧处；轴颈轴承，所述轴颈轴承布置在所述孔中；和润滑剂致偏器，其中所述中心壳体包括在所述压缩机侧的凸起部，其中所述凸起部的表面部分地限定所述插口，所述润滑剂致偏器至少部分地布置在所述插口中，并且其中润滑剂流到所述凸起部的一个或多个表面以将热能从所述凸起部转移到所述润滑剂从而辅助冷却所述凸起部。

附图说明

结合在附图中所示出的示例，参考以下的详细描述，可对本文描述的各种方法、设备、组件、系统、装置等及其等同方案进行更加完整的理解，在附图中：

图1是涡轮增压器的示例、内燃发动机的示例、控制器的示例和涡轮机壳体的一些示例的示意图；

图2是涡轮增压器组件的示例的剖视图和轴颈轴承的示例的端视图和剖视图；

图3是致偏器的示例的透视图；

图4是涡轮增压器组件的示例的一系列剖视图；

图5是涡轮增压器组件的示例的剖视图；

图6是致偏器的示例的透视图；

图7是致偏器的示例的透视图；

图8是组件的示例的一系列视图；

图9是致偏器的示例的透视图；

图10是包括两个致偏器的涡轮增压器组件的示例的剖视图；

图11是致偏器板的示例的透视图；

图12是包括致偏器板的涡轮增压器组件的示例的剖视图；

图13是背板的示例的透视图；

图14是包括图13的背板的涡轮增压器组件的示例的剖视图；

图15是背板的示例的透视图；并且

图16是包括图15的背板的涡轮增压器组件的示例的剖视图。

具体实施方式

下文描述涡轮增压式发动机系统的示例，其后是部件、组件、方法等的各种示例。

涡轮增压器经常用于增加内燃发动机的输出。参考图1，系统100包括内燃发动机110和涡轮增压器120，其中，内燃发动机110包括发动机缸体118，发动机缸体118容纳（如经由活塞）可操作地驱动轴112的一个或多个燃烧室。如图1中所示，进气道114为空气提供了到发动机缸体118的流动路径，而排气道116为排气提供了来自发动机缸体118的流动路径。

涡轮增压器120起到从排气提取能量的作用，并将能量提供至进气，该进气可与燃料混合以形成燃烧气体。如在图1中所示，涡轮增压器120包括进气口134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳体124、用于涡轮机叶轮127的涡轮机壳体126、另一个壳体128以及排气口136。壳体128可称为中心壳体，因为它布置在压缩机壳体124和涡轮机壳体126之间。轴122可为包括各种部件的轴组件。轴122可由布置在壳体128中的轴承系统可旋转地支承，使得涡轮机叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转。

在图1的示例中，可变几何形状组件129示出为（部分地）布置在壳体128和涡轮机壳体126之间。这样的组件可包括叶片或其他部件，以改变通路（如一个或多个喷嘴）的几何形状，该通路通到涡轮机壳体126中的涡轮机叶轮空间。例如，可设置可变几何形状压缩机单元。

在图1的示例中，废气门阀（或仅仅是废气门）135定位成与涡轮机壳体126的进口临近。废气门阀135可受控制以允许来自排气道116的排气绕过涡轮机叶轮127。作为示例，可设置排气再循环（EGR）管115（可选地具有一个或多个阀117），以例如允许排气流动至压缩机叶轮125上游的位置。

图1还示出了用于排气流动至排气涡轮机壳体152的示例性装置150和用于排气流动至排气涡轮机壳体172的另一个示例装置170。在装置150中，气缸盖154在其内包括通路以将排气从气缸引导至涡轮机壳体152，而在装置170中，歧管176设置用于安装涡轮机壳体172，例如可选地而没有任何单独的、中间的长度的排气管道。在示例性装置150和170中，涡轮机壳体152和172可构造成与可变几何形状组件（例如本文中所描述的组件129或者例如一个或多个其他组件）一起使用。

在图1中，控制器190的示例示出为包括一个或多个处理器192、存储器194和一个或多个接口196（例如用于信息、控制信号等的输入和/或输出）。作为示例，存储器194可存储可由一个或多个处理器192的至少一个所执行的指令。这样的控制器可包括电路，例如发动机控制单元的电路。作为示例，可能可选地结合控制器例如通过控制逻辑来实施各种方法或技术。控制逻辑可取决于一个或多个发动机运行条件（例如涡轮每分钟转数、发动机每分钟转数、温度、负荷、润滑剂、冷却等）。例如，传感器可经由一个或多个接口196将信息传送至控制器190。控制逻辑可取决于这些信息，并且控制器190又可输出控制信号以控制发动机运行。控制器190可构造成控制润滑剂流量、温度、可变几何形状组件（例如可变几何形状压缩机或涡轮机）、废气门、电动马达、或者与发动机相关联的一个或多个其他部件、（多个）涡轮增压器等等。

图2示出了涡轮增压器组件200的示例，涡轮增压器组件200包括由轴颈轴承230支承的轴220，轴颈轴承230布置在压缩机叶轮240和涡轮机叶轮260之间的中心壳体280中；注意到止推垫片270示出为关于背板290的孔定位在压缩机叶轮240和轴220的肩部之间。如图2中所示，肩部是由轴220的直径从较小直径到较大直径的跃变而形成的，形成了环形轴向面（如压缩机侧面）。在图2的示例中，止推垫片270在一侧上靠接轴220的轴向面，并在相对侧上靠接压缩机叶轮240的环形轴向面。轴颈轴承230经由定位销210至少部分地位于中心壳体280的通孔中。定位销210可通过拧至壳体280的插口285中来固定，并且可由轴颈轴承230的孔235接纳，从而将轴颈轴承230定位在中心壳体280的通孔中。作为示例，定位销210可轴向地且以方位角地将轴颈轴承230定位在中心壳体280的通孔中。如图2的示例中所示出，与孔235相对地，轴颈轴承230包括润滑剂开口239，用于使润滑剂流动至对轴220进行支承的轴颈轴承230的内轴颈表面。润滑剂可流动至中心壳体280的通孔，经过润滑剂开口239，并流至内轴颈表面，以形成在轴颈轴承230内使轴220润滑的润滑剂膜。润滑剂还可流动至中心壳体280的孔的壁和轴颈轴承230的外表面之间的间隙。

作为示例，轴颈轴承230可在中心壳体280的通孔内径向运动，例如，轴颈轴承230可关于定位销210的轴线径向上下运动，而在轴向和方位角上由定位销210限制（例如，轴颈轴承230可为半浮动式轴颈轴承）。

图2还示出了轴颈轴承230的端视图和剖视图。在图2的示例中，轴颈轴承230包括轴向定向通道232，所述通道232延伸穿过用于润滑剂流动的内轴颈表面。通道232延伸至轴颈轴承230的端部，在该处各个特征设置用于润滑剂穿过轴颈轴承230的止推瓦（如止推表面）234的分布。润滑剂和轴颈轴承230的止推瓦234在运行期间可有助于处理所经受的推力。

在图2的示例中，形成止推瓦234的止推表面包括径向槽部，以改进止推能力（thrust capacity），同时还提高对污染的控制。作为示例，可以使用成45°间隔的八个径向槽部，而所述槽部的四个与轴承孔中的轴向槽部对准。作为示例，轴向槽部232的每个可为V形（如90°的V形）。如所示出，每个止推表面的内周向上的退切（relief）可起到增强润滑剂输送和分布的作用。

止推环270可包括一体的甩油圈，或者可以提供单独的甩油圈部件。甩油圈起到将润滑剂向外引导远离所述轴的作用，如由箭头所指示。甩油圈可包括一个或多个通路，所述通路从内径延伸至外径，从而随着甩油圈旋转将润滑剂向外引导。

在图2的示例中，止推环270示出为包括一体的甩油圈和面向轴颈轴承230的端部的环形面。作为示例，在润滑剂进给系统（如发动机润滑剂泵）的压力下，润滑剂可供给至轴颈轴承230的止推瓦234，以在止推环270的环形面和轴颈轴承230的止推瓦234之间形成润滑剂膜。由于止推环270可旋转，形成润滑剂膜的润滑剂还可径向向外地甩出（例如此外，甩油圈的通路中的润滑剂）。不论润滑剂是从甩油圈的通路还是从润滑剂膜甩出，润滑剂可在重力（参见标有“G”的箭头）的影响下朝向中心壳体280的润滑剂排放腔向下排放。

图2还在压缩机叶轮240附近示出小箭头，以指示当润滑剂可漏出及可能与由（如压缩机壳体中的）压缩机叶轮240旋转所压缩的气体携带的情况。甩油圈可帮助减少润滑剂经由压缩机的漏出。如在图2的示例中所示，背板290具有这样的轮廓，即使得甩出的润滑剂可聚集，并沿着位于远离轴220一定距离的较大半径流动。在背板290的轮廓的底侧处的斜面可将润滑剂的流动引导至中心壳体280的润滑剂排放腔（参见例如箭头）。

至于压力，形成在背板290和中心壳体280之间的区域可具有与中心壳体的润滑剂排放腔的压力近似相同的压力（参见例如P_L）。由此，在这样的情形中，润滑剂至中心壳体280的润滑剂排放器的流动主要在重力的影响下发生。这样的方法可认为是膨胀法（expansion approach），该膨胀法起到使离开轴220和轴颈轴承230之间的间隙的润滑剂的压力最小的作用，并且由此，使得用于使润滑剂漏出至背板290和压缩机叶轮240之间的空间的驱动力（如，压差）最小（例如，参见P_C）。如在图2的示例中所指出，通过在背板290和中心壳体280之间具有变大的区域（例如，大的体积），可使离开轴220和轴颈轴承230之间的间隙的润滑剂实现大的压降（例如，考虑到润滑剂经由例如发动机油泵的泵进给至中心壳体280）。在图2的示例中，小箭头指示了润滑剂经由形成在止推环270和背板290之间的界面漏出至所述空间的流动方向，注意到一个或多个密封环（例如O环）可绕着止推环270定位，以抵抗这样的流动。

作为在例如组件200的组件中润滑剂泄漏的示例，考虑下坡运动中的车辆，其中，它的发动机需要高的质量流动速率，而不存在由发动机产生的动力，结果是到涡轮增压器的排气涡轮机进口的低进气压力。这一情况可在涡轮增压器的进口处产生非常高水平的负压（真空）。由于涡轮增压器的较低旋转速度，在这一情况中可产生的增压被大幅减少，这导致了到涡轮增压器的低进气压力，以及由此导致了在压缩机叶轮和涡轮机叶轮之后的非常低的压力。在这样的下坡情形期间，还可提供润滑剂以润滑涡轮增压器轴承系统的发动机润滑剂压力在发动机在下坡上运行时往往是高的，而在压缩机叶轮和背板之间的空间的压力是低的。由此，在这样的情形中，润滑剂从中心壳体/轴承系统的通路、腔等泄漏至压缩机叶轮之后的空间以及例如至涡轮机叶轮之后的空间的条件是成熟的。

作为示例，与膨胀法相对比，一种力疏散方法可有助于减少润滑剂泄漏。这样的力疏散方法可包括构造具有致偏器的轴承系统，以在轴颈轴承的出口附近建立压力（例如“获得（capture）”压力）（即，不是寻求增加体积以使压降最大）。在这样的示例中，有可能通过将离开的润滑剂限制至比较小空间（例如，至少部分地由致偏器所形成的腔）来建立润滑剂从轴颈轴承离开的压力，在此情况下，一经对润滑剂加压以将它进给至轴承系统，所建立的压力就可用于将润滑剂的流动从腔经由例如设置在致偏器的出口（例如底侧）处的一个或多个开口（例如，孔洞、槽沟等）引导至中心壳体的润滑剂排放器。此外，通过使用这样的致偏器，离开绕着轴颈轴承表面的一个或多个间隙的润滑剂可被约束、收集并被引导至润滑剂排放腔，而不会在经由致偏器的一个或多个开口而离开之后产生过度的到处喷溅。作为示例，可基于致偏器的一个或多个参数（例如形状、尺寸、开口数目、（多个）开口的大小，等等）来调整腔中的压力建立。因此，存在于轴和轴颈轴承之间的环形间隙中的压力可经历比使用膨胀法少得多的降低。在力疏散中，压降可受到腔形状、大小等的控制，这样使得压力可辅助将润滑剂从腔引导朝向（例如中心壳体的）润滑剂排放器。作为示例，致偏器可使得压降（例如，压力驱动力）“转移（shifting）”至致偏器所限定的腔的出口，从而朝向润滑剂排放器（例如，中心壳体的润滑剂排放器）驱动润滑剂。

作为示例，通过使用致偏器收集和引导润滑剂，可减少润滑剂相对于中心壳体的润滑剂排放腔的滞留时间。例如，通过调整孔洞的角度以对准中心壳体的排放器，离开致偏器的润滑剂的流可从中心壳体的润滑剂排放腔更快地排放（例如，这可减少润滑剂的焦化的风险、延长润滑剂的寿命，等等）。如本文中关于各种示例所描述的，可实施致偏器，以调整涡轮增压器内的润滑剂的压力、流量、滞留时间等。来自具有致偏器的示例的涡轮增压器的试验的数据表明了对于在压缩机压力是约-20kPa量级（即，真空）的情况下的压差，不存在压缩机侧轴承系统润滑剂泄漏。

图3示出了致偏器350的示例，致偏器350可关于壳体定位绕着轴颈轴承的端部形成腔。在图3的示例中，致偏器350包括压缩机侧内半径（r_Ci）、压缩机侧外半径（r_Co）、壁半径（r_W）、轴承侧内半径（r_Bi）和轴承侧外半径（r_Bo）。如所示出，轴承侧环形面352（如，表面）存在于轴承侧内和外半径之间（Δr_B）、压缩机侧环形面354（如，表面）存在于压缩机侧内和外半径之间（Δr_C），并且圆柱或环壁面353（如，表面）存在于面352和354之间。在方位角跨度（ΔΘ）上，开口示出（O₁, O₂, ...,O_N）在面353中，所述开口可构造成设置用于润滑剂径向向外的流动，可选地以一定的角度（如引导至中心壳体的润滑剂排放腔的润滑剂出口）。在图3中，沿着线A-A的剖视图示出了开口的一些示例。

作为示例，致偏器350可具有各种厚度。例如，在压缩机侧354处的环形面可由具有轴向厚度（ΔZ_C）的压缩机侧环形壁形成，并且在轴承侧352处的环形面可由具有轴向厚度（ΔZ_B）的轴承侧环形壁形成，轴承侧环形壁可例如比压缩机侧环形壁更厚。至于联结压缩机侧环形壁和轴承侧环形壁的（如带有开口的）环壁，它可具有可选地比压缩机侧和轴承侧环形壁的任一者更厚的厚度（Δr_W）。致偏器350的壁的一个或多个厚度可能可选地根据目的而选择。例如，环壁可具有厚度，以支承致偏器350在一个或多个插口中的过盈配合。至于压缩机侧环形壁，它可具有基于止推环或甩油圈的尺寸而选择的厚度。压缩机侧环形壁可对轴承侧起作用，以形成腔壁，该腔壁阻碍润滑剂从腔通过至压缩机侧上的空间（例如，部分地由压缩机背板和致偏器限定的空间）。作为示例，例如致偏器350的致偏器可构造成用于在一个或多个润滑剂膜上浮动。例如，壳体可包括至少部分由表面来限定的插口、凹槽等，该表面与致偏器的表面一起形成间隙，使得润滑剂可流至该间隙，并形成润滑剂膜，一经形成该润滑剂膜致偏器就可浮动（例如以完全浮动或半浮动的方式）。

在图3的示例中，致偏器350包括大体U形的横截面，该横截面由三个壁形成：（例如，可选地具有不同壁高度、厚度等的）环壁和两个侧壁。尽管在环壁中示出开口，替代地或另外地，一个或多个开口可存在于侧壁中的一个或两个中（例如，侧壁中的一个或两个可包括一个或多个开口）。作为示例，致偏器可包括环壁和一个侧壁（例如，考虑到大体L形的截面）。作为示例，致偏器可包括弯曲的壁。在这样的示例中，弯曲的壁可在轴向长度上从外半径延伸至内半径。在这样的示例中，一个或多个侧壁可从弯曲的壁径向向内延伸。作为示例，致偏器可包括两个弯曲的壁。例如，致偏器可具有大体C形的横截面。作为示例，致偏器可为座圈（bezel）。致偏器的形状、大小等可基于中心壳体的形状、大小等，该中心壳体具有用于接纳其中的致偏器的至少一部分的插口。作为示例，致偏器可以是单一的整块，或者是两块或更多块的集合，所述两块或更多块能够协作（例如互锁等），以限定腔、一个或多个开口等。

图4示出了组件的示例的分解图，该组件包括定位于壳体380的孔中的轴颈轴承330以及致偏器350。在图4的示例中，壳体380包括轴承凸起部381，该轴承凸起部381是壳体380轴向向外延伸的环形部分。凸起部381可为完整的360度、小于360度、单部段凸起部（例如连续的），或者由多个部段形成的凸起部。

在图4的示例中，凸起部381限定用于接纳致偏器350的端部的插口的部分。具体地，如所示出，凸起部381具有部分限定插口的一个或多个凸起部表面。作为示例，致偏器350可经由压入配合由插口接纳。例如，致偏器350的轴承侧处的内半径可稍微小于凸起部表面的半径，以允许过盈配合（例如，在此情况下一经进行过盈配合，致偏器350的一些量的膨胀或变形就会在该处发生）。替代地或此外地，致偏器350的轴承侧处的外半径可稍微大于插口的半径，以允许过盈配合。在图4的放大剖视图中，过盈配合设置在致偏器的外半径处（例如，在致偏器350的轴承侧处的内半径和凸起部381的外半径之间存在间隙）。如所提及，作为示例，致偏器可关于壳体的插口浮动（例如，以完全浮动或半浮动的方式）。作为示例，完全浮动式致偏器可在润滑剂的一个或多个膜上浮动，同时能够径向、轴向及以方位角运动。作为示例，半浮动式致偏器可在润滑剂的一个或多个膜上浮动，而在关于一个或多个方向上运动时由一个或多个特征所限制，例如，考虑到限制致偏器关于壳体旋转的致偏器和壳体的键和键槽对（例如，以保持致偏器的一个或多个润滑剂开口关于壳体的润滑剂路径的定向）。

如由小箭头所指示，润滑剂可沿着轴颈轴承330的各个表面（例如，内轴颈表面、通道等）流动，并在至少部分地由致偏器350所限定的腔内径向向外流动，此时致偏器350设置在壳体380的插口中。图4的放大剖视图示出了设置在壳体380的插口中的致偏器350，在此情况下，润滑剂可径向向外流动至致偏器350的壁（如，在壁半径处布置的壁）。润滑剂随后可流动至壳体380的凸起部381的一个或多个表面。如所指示，热量可从凸起部381传递至润滑剂。由此，这样的布置方式可以辅助凸起部381的冷却。

作为示例，腔内的流动可为湍流的，这可增加一个或多个热传递系数（例如，通过减少一个或多个流体边界层的厚度、混合，等等）。为了影响腔内的流动速度，可相应地选择开口的数量、开口的大小、致偏器的形状，等等。例如，单个小开口与多个开口或者单个大开口相比可导致更大的背压/阻力。至于背压，如所提到，润滑剂可在压力下提供至中心壳体的孔。此外，如所提到，与轴颈轴承的端部相邻地定位的止推环、甩油圈等可旋转以甩出润滑剂。由此，可基于例如止推环、甩油圈等的大小、形状等；轴颈轴承的端部的大小、形状等；致偏器的大小、形状等；轴承凸起部的大小、形状等；轴的大小、旋转速度等；润滑剂压力；润滑剂性质；运行温度等等因素来调整腔中的流动。

图5示出了组件的示例的剖视图，该组件包括致偏器350，致偏器350由壳体380的插口接纳。在图5的示例中，腔由致偏器350、轴颈轴承330和止推环370的表面形成。如所示出，所述腔在凸起部381的表面上轴向延伸。通过这样的方式，润滑剂可流动至凸起部381的表面，例如来吸收热量并冷却凸起部381。

在图5的示例中，背板390在轴承侧的内半径处包括表面，该表面可与致偏器350的外表面靠接。在压缩机侧处，背板390具有轮廓，该轮廓例如关于压缩机叶轮（例如，压缩机叶轮的背侧）来构造。如图5中示出，背板390包括孔，在此处，一个或多个密封环（例如，O环）可定位在止推环370的一个或多个环形槽部中。在这样的示例中，一个或多个密封环可有助于减少润滑剂的漏出；注意到与图2的示例性组件200相比较，致偏器350的实施方式可有助于减少可到达一个或多个密封环的润滑剂的量。

在图5的示例中，止推环370的径向延伸范围具有小于致偏器350的压缩机侧处内半径的外半径。相应地，在这样的示例中，在止推环370和致偏器350之间存在间隙。作为示例，如果止推环370应该被移位并接触致偏器350，致偏器350可由可通过接触而变形的材料制成，使得致偏器350不会干扰止推环370的旋转。

图5还示出了各个压力P₁、P₂和P₃。在图5的示例中，致偏器350部分地起到形成腔的作用，该腔达到压力P₂，该压力P₂大于膨胀法的压力。具体地，致偏器350有助于在P₂和P₃之间实现更大的压差（例如，以允许经由致偏器350中的一个或多个底部开口的力疏散）；然而，膨胀法的目标为将P₂减小至P₃（即，减少将润滑剂驱动至背板390的另一侧的风险的最大压降）。由此，对于图5的示例，当再次与目标是使P₂远小于P₁并接近P₃的膨胀法相比较，P₂更接近P₁。此外，在图5的示例中，在由致偏器350部分形成的腔中的润滑剂可辅助轴承凸起部381的冷却（如，以运走由摩擦产生的热量、从涡轮机侧处的排气传导的热量等）。

图6示出了致偏器650的示例，该致偏器650包括单个开口，该单个开口构造为环壁中的空隙。如图6中的示例所示出，轴承侧环形面652（如，表面）存在于轴承侧内和外半径之间（Δr_B）、压缩机侧环形面654（如，表面）存在于压缩机侧内和外半径之间（Δr_C），并且圆柱或环壁面653（如，表面）存在于面652和654之间。作为示例，致偏器650的空隙的跨度可选择成在至少部分地由致偏器650所限定（即作为涡轮增压器组件的一部分）的腔内提供特定量的背压。

图7示出了致偏器750的示例，致偏器750包括单个开口，该单个开口构造成弯曲环壁（如，具有平滑或分部段的总体曲线的截面）中的空隙。作为示例，弯曲的环壁可在面向轴向边缘（如，轴承侧边缘）和面向径向边缘（如，压缩机侧边缘）之间约90度的跨度上弯曲。

如在图7的示例中所示出，致偏器750可包括键755。键755可有助于将致偏器750关于插口定位，例如以确保开口关于中心壳体的润滑剂排放腔适当地定位（例如，插口可包括构造成接纳键755的键槽）。此外，键755可以是抗旋转特征，以防止在组装的涡轮增压器中致偏器750的旋转。此外，键755可具有充当轴向止挡部的轴向尺寸（例如，从致偏器750的压缩机侧表面轴向向外延伸一距离）。例如，键755可起到关于中心壳体来轴向定位背板的作用。出于接触/定位背板的目的，键755的形式（例如大体圆柱形）可为其提供附加的强度，可用特定量的力（例如经由螺栓、螺柱等的转矩）将背板附接至中心壳体。施加力至键755（例如通过背板上的螺栓连接）可辅助将致偏器750密封在中心壳体的插口中（如，绕着凸起部），例如以减少绕着致偏器755和中心壳体之间的接触区的润滑剂泄漏。

作为示例，致偏器750可由金属片形成。例如，可提供并随后冲压一块金属片，以形成具有开口和键755的致偏器750。如所示出，致偏器750包括大体弯曲的截面，该截面在轴向距离上从压缩机侧处的内半径延伸至轴承侧处的外半径。致偏器750的形状和大小可选择成与中心壳体的插口协作。例如，所述形状和大小可允许在这样插口中的过盈配合，在插口处润滑剂可收集并被引导至中心壳体的润滑剂排放腔。在这样的示例中，致偏器750的形状和大小可起到增加离开由轴颈轴承和轴、轴颈轴承和孔等所限定的间隙的润滑剂上的背压的作用。作为示例，可部分地基于止推环、甩油圈等的外半径来选择致偏器750的压缩机侧处的内半径。作为示例，致偏器750可为半浮动致偏器，其中，例如旋转至少部分地由键755所限制，而可在轴向和/或径向上发生一定量的运动（例如经由致偏器750和包括插口的壳体之间的一个或多个间隙）。

图8示出了轴颈轴承730布置在孔中的中心壳体780的示例，其中，中心壳体780包括（例如螺栓、螺柱等的）一个或多个安装特征781-1和781-2，和用于接纳图7的致偏器750的键755的键槽785。作为示例，润滑剂致偏器可包括一体的键或用于接纳键的键槽。例如，如图8中所示，润滑剂致偏器751可包括用于接纳键757的键槽，例如在此处，键757可由壳体的键槽所接纳。尽管在图8的示例中的键757示出为轴向地定向，然而键和相关联的一个或多个键槽还可以被径向地定向（例如，考虑键757的约90度的旋转，这样使得它的轴线可在由具有径向地定向键槽的润滑剂致偏器所限定的平面中）。作为示例，例如键757的键可包括压缩机侧止挡表面，例如，压缩机侧止动表面可接靠组件的部件的表面（例如，板、另一个致偏器等）。在这样的示例中，止动器表面可起到限制组件的部件的轴向运动的作用（例如，至少在朝向中心壳体的方向上）。

在图8的示例中，中心壳体780包括润滑剂排放腔延伸部787，该润滑剂排放腔延伸部跨越角度ΔΦ，该角度ΔΦ通至包括润滑剂出口的中心壳体780的主润滑剂排放腔。此外，在图8的示例中，中心壳体780包括在凸起部781（未示出）中的空隙789。空隙789允许致偏器750的开口将润滑剂更直接地引导至中心壳体780的润滑剂出口（参见，例如图2的壳体280的润滑剂出口）。

作为示例，中心壳体可包括腔延伸部，该腔延伸部比起图8的中心壳体780的腔延伸部787具有更小的体积、跨度等。例如，中心壳体可具有跨度与凸起部781中的空隙789的跨度类似的腔延伸部。在图8的示例中，中心壳体780包括可与背板的尺寸匹配的背板半径r_P以及润滑剂排放腔半径r_LDC。在润滑剂排放腔的压缩机侧处，半径可选择承适合与致偏器协作。

图9示出了致偏器950的示例。如所示出，致偏器950包括一个或多个安装特征951-1和951-2（例如用于螺栓、螺柱等的切口）、绕着z轴的开口（例如具有半径r_a）和距离z轴径向移位（Δr）的开口（例如具有半径r_b）。致偏器950包括凹部955，凹部955从压缩机侧表面954嵌入一轴向距离（如Δz）。在运行中，凹部955可形成具有背板的腔，在此处，润滑剂可从腔经由从z轴移位的开口而排放。如所示出，凹部955的形状可部分地由径向尺寸（如r(Θ)）来限定，其可关于z轴变化。致偏器950还包括轴承侧表面952以及布置在表面952和954之间的表面953（例如具有切口951-1和951-2）。

图10示出了包括了致偏器950以及致偏器1050的组件的示例的剖视图。两个致偏器950和1050部分地限定了三个腔（标为1、2和3）。在图10的示例中，三个腔的每个可排放至中心壳体1080的润滑剂排放腔。特征这样的排布可提供对热传递的控制、减少不期望的润滑剂泄漏，等等。如图10的示例中所示出，三个腔的每个包括轴向尺寸以及径向尺寸，其例如可至少部分地限定三个腔的每个的环状盘形空间。

在图10的示例中，中心壳体1080包括凸起部1081和通孔，轴颈轴承1030被定位在所述通孔中以支承轴1020，在此处，轴颈轴承1030可经由定位销1010来定位。如所示出，止推环1070可包括各个直径，例如，限定标为“1”的腔的一部分的第一直径、限定标为“2”的腔的一部分的第二直径，以及（例如使用限制肩部（bounding shoulders））接纳O环以助于与背板1090的孔形成密封的第三直径。

作为示例，致偏器950的一个或多个安装特征951-1和951-2可例如为将背面1090安装至壳体1080的一个或多个螺栓、螺柱等提供间隙。作为示例，致偏器950可经由过盈配合安装至背板1090（例如关于致偏器950的外直径和背板1090的内直径）。作为示例，致偏器950可为浮动式或半浮动式致偏器。例如，在半浮动式构型中，一个或多个安装特征951-1和951-2可与螺栓或螺柱结合，以限制致偏器950的旋转，同时允许致偏器950的一些径向的或其他的运动。

图11示出了致偏器板1150的示例的透视图，该致偏器板1150包括一个或多个安装特征1151-1和1151-2（例如用于螺栓、螺柱等的开口）、包括凹部1155的轴颈轴承侧表面1152、相对的压缩机侧表面1154，以及布置在表面1152和1154之间的表面1153（例如圆柱形或其他形状）。如所示出，凹部1155（例如，或凹槽）可至少部分地限定腔。凹部1155包括在压缩机侧处的内半径（如r_c）和在轴颈轴承侧表面1152处的外半径（如r_j）。如在图11的示例中示出，凹部1155包括沿着下部分来限定的跨度ΔΘ的开口。作为示例，跨度可选择成与中心壳体的润滑剂排放特征（如腔）的尺寸匹配。

图12示出了组件的示例的剖视图，该组件包括布置在背板1290和中心壳体1280之间的致偏器板1150。致偏器板1150的凹部1155形状和大小可确定成限定起到增大轴颈轴承1230的压缩机侧处压力的作用的腔。作为示例，凹部1155的形状和大小的可确定成增强腔内的湍流。

在图12的示例中，中心壳体1280包括通孔，轴颈轴承1230被定位在通孔中以支承轴1220，在此处，轴颈轴承1230可经由定位销1210来定位。如所示出，止推环1270可包括各个直径，例如限定腔的一部分的直径，以及接纳一个或多个O环以助于与背板1290的孔形成密封的其他直径。

图13示出了背板1390的示例的透视图，该背板1390包括一个或多个安装特征1391-1和1391-2、包括凹部1395（例如凹槽）的轴颈轴承侧表面1392、压缩机侧表面1394，以及布置在表面1392和1394之间的表面1393（例如圆柱形或其他形状），其中，凹部1395从轴颈轴承侧1392（例如从轴向面）轴向向内延伸。如在图13的示例中所示，凹部1395具有联结延伸部（例如，参见半径r_ext）的圆柱形部（例如，参见半径r_cyl），延伸部可与中心壳体的润滑剂排放腔的延伸部匹配（例如，参见图8的腔787）。在图13的示例中，安装特征1391-1和1391-2可为布置成距离z轴一距离的开口，所述开口允许（例如，经由螺栓、螺柱等）将背板1390附接至中心壳体。

图14示出了包括了背板1390以及致偏器1450（例如，参见图3的致偏器350或者本文描述的其他致偏器）的组件的示例的剖视图。在图14的示例中，背板1390包括涂覆有例如硅酮密封剂的涂覆区。通过这样的方式，可能可选地避免（例如绕着与中心壳体靠接的外表面）使用O环。此外，这样的方法还可绕着一个或多个贯穿螺栓或螺柱来密封（例如，密封两个贯穿螺栓或螺柱，每个螺栓或螺柱被布置在背板1390的开口1391-1和1391-2的一个中）。作为示例，硅酮密封剂可为预固化（pre-cured）的硅酮，该硅酮被涂敷至背板1390、中心壳体1480的任一者，或者两者的组合。在图14中，粗黑线表示密封剂。尽管一部分密封剂示出为暴露至中心壳体1480的润滑剂排放腔，然而，作为替代方案，密封剂可设置在背板1390和中心壳体1480之间可发生接触的区域中（例如，相邻的面）。

在图14的示例中，中心壳体1480包括凸起部1481和通孔，其中，轴颈轴承1430定位在通孔中，如所示出，轴颈轴承1430支承轴1420，并由定位销1410来定位。图14的组件可包括例如具有一个或多个环形槽部的止推环1470，以安设一个或多个环（如活塞环、O环等），以助于在止推环1470和背板1390的孔之间形成密封。

图15示出了背板1590的示例的透视图，背板1590包括一个或多个安装特征1591-1和1591-2、包括凹部1595（例如凹槽）和嵌入环形面1593的轴颈轴承侧表面1592、压缩机侧表面1598，以及布置在表面1592和1598之间的（例如具有不同尺寸的）两个表面1596和1597。作为示例，凹部1595可为环形的，并且例如近似地由两个半径（例如，参见r₁和r₂）及轴向深度（例如，参见Δz）来限定。作为示例，背板1590的压缩机侧表面1598可包括例如容纳压缩机叶轮的背侧的轮廓。作为示例，背板1590可附接至中心壳体，例如，在中心壳体处，润滑剂致偏器定位在背板1590的轴颈轴承侧表面1592和中心壳体的压缩机侧之间。

图16示出了包括了背板1590和致偏器1650（例如，参见图6的致偏器650或者本文描述的其他致偏器）的组件的剖视图。在图16的示例中，中心壳体1680包括凸起部1681，该凸起部1681部分地限定用于接纳致偏器1650的插口。如所示出，轴颈轴承1630可定位在中心壳体1680的通孔中，以支承轴1620。作为示例，轴颈轴承1630可经由定位销1610定位。

图16在放大剖视图中，图16示出了在致偏器1650、止推环1670、中心壳体1680和中心壳体1680的凸起部1681之间的各个间隙。例如，径向间隙Δr₁存在于致偏器1650和凸起部1681之间，径向间隙Δr₂存在于致偏器1650和中心壳体1680之间，径向间隙Δr₃存在于致偏器1650和止推环1670之间，而轴向间隙Δz存在于致偏器1650和中心壳体1680之间。作为示例，致偏器1650可在中心壳体1680的插口中浮动，例如在流动至（例如由致偏器1650和中心壳体1680所限定的）致偏器/插口间隙中的润滑剂上。

例如，止推环1670可包括构造成安设一个或多个环的一个或多个环形槽部。例如，止推环1670可包括安设各自的活塞环的两个环形槽部。在这样的示例中，活塞环可助于密封背板1590的孔，使得从背板1590的轴颈轴承侧表面1592泄漏至背板1590的压缩机侧表面1598的润滑剂被减少。作为示例，可在背板1590的轴颈轴承侧表面1592和中心壳体1680的压缩机侧表面之间布置硅酮材料或其他材料。例如，材料1599示出为布置在背板1590的轴颈轴承侧表面1592的至少一部分和中心壳体1680的表面之间。作为示例，可使用螺栓、螺柱等并用足够在背板1590和中心壳体1680之间夹紧材料1599的力将背板1590附接至中心壳体1680，由此形成密封（例如，以防止或减少润滑剂泄漏）。

在图16的示例中，当接纳在中心壳体1680的插口中时，润滑剂致偏器1650轴向延伸至由背板1590的凹部1595所限定的凹槽中，例如，使得润滑剂致偏器1650的开口从止推环1670的外直径径向向外地定位。在这样的示例中，背板1590的嵌入环形面1593可从润滑剂致偏器1650轴向向外地定位，例如以（如在背板1590和轴颈轴承1630之间）轴向地定位止推环1670。

作为示例，涡轮增压器组件可包括不会造成轴向叠置（stack-up）的润滑剂致偏器。例如，涡轮增压器组件可包括不严格地局限在涡轮增压器组件的两个表面之间的轴向方向上的润滑剂致偏器。在这样的示例中，润滑剂致偏器的（例如在轴向方向上的）制造公差可能不会对涡轮增压器组件的轴向叠置分析产生影响。

作为示例，涡轮增压器组件可包括中心壳体、轴颈轴承和润滑剂致偏器，该中心壳体包括压缩机侧、涡轮机侧、孔和插口，该孔在该压缩机侧和该涡轮机侧之间延伸，该插口在该压缩机侧处；该轴颈轴承布置在所述孔中；该润滑剂致偏器至少部分地布置在该插口中。在这样的示例中，润滑剂致偏器可部分地限定具有润滑剂出口的腔。此外，所述中心壳体可包括具有润滑剂排放器的润滑剂排放腔，并且其中，致偏器的润滑剂出口包括将离开出口的润滑剂引导朝向润滑剂排放器的角度。

作为示例，中心壳体可包括在压缩机侧处的凸起部，在压缩机侧处，凸起部的表面部分地限定了用于致偏器的插口。

作为示例，润滑剂致偏器可包括U形截面、L形截面或弯曲的截面。

作为示例，中心壳体的插口可包括键槽，并且润滑剂致偏器可包括由键槽接纳的键，以将润滑剂致偏器关于中心壳体定向。在这样的示例中，键可包括用于轴向定位背板的轴向止挡部。

作为示例，润滑剂致偏器可例如包括压缩机侧开口和轴颈轴承侧开口，在此处，压缩机侧开口具有超过止推环或甩油圈的外半径的半径，并且在此处，轴颈轴承侧开口具有超过轴颈轴承的外半径的半径。

作为示例，润滑剂致偏器和中心壳体可形成具有大体L形截面的腔（例如，对于所述腔的至少一部分）。作为示例，润滑剂致偏器可由金属片制成。

作为示例，例如，润滑剂致偏器可包括外直径，而中心壳体的插口可包括内直径，其中，插口的内直径超过润滑剂致偏器的外直径一限定径向间隙的量。在这样的示例中，径向间隙可使得在涡轮增压器组件的运行期间形成润滑剂膜并且使得润滑剂致偏器在润滑剂膜上浮动，以便润滑剂致偏器关于中心壳体的插口的径向运动。

作为示例，润滑剂致偏器和中心壳体可包括键和键槽对，以关于中心壳体的插口来定向润滑剂致偏器。在这样的示例中，润滑剂致偏器可在运行期间在润滑剂膜上浮动（例如在径向方向上），同时由键和键槽对限制润滑剂致偏器关于插口的旋转。

作为示例，涡轮增压器组件可包括背板，背板包括轴颈轴承侧和压缩机侧，其中，轴颈轴承侧包括环形凹部，并且其中，润滑剂致偏器轴向延伸至环形凹部中。

作为示例，方法可包括在致偏器和涡轮增压器的中心壳体的压缩机侧之间设置腔，所述涡轮增压器具有轴，所述轴由布置在所述中心壳体的孔中的轴颈轴承支承；将加压的润滑剂引导至所述中心壳体的进口；使所述润滑剂流动至所述轴颈轴承，用于润滑所述轴和所述轴颈轴承之间的环形间隙；将离开所述环形间隙的压缩机侧的润滑剂俘获在所述腔内；并且引导来自所述腔的润滑剂朝向所述中心壳体的润滑剂排放腔的润滑剂排放器。

通过这样的方法，引导来自腔的润滑剂包括经由致偏器的一个或多个开口来引导润滑剂。作为示例，致偏器的一个或多个开口可起到增加腔和润滑剂排放腔之间的压降的作用。通过这样的方法，润滑剂流动的方向可受控制（例如与膨胀法组件的更大的压力驱动力相比较）。

尽管已在附图中示出并且已在前述的详细说明中描述方法、设备、系统、装置等的一些示例，但应当理解的是所公开的示例性实施例不是限制性的，而是能够进行许多重新排布、修改和替换。

Claims

1.一种涡轮增压器组件，包括：

中心壳体，所述中心壳体包括压缩机侧、涡轮机侧、孔和插口，所述孔在所述压缩机侧和所述涡轮机侧之间延伸，所述插口在所述压缩机侧处；

轴颈轴承，所述轴颈轴承布置在所述孔中；和

润滑剂致偏器，

其中所述中心壳体包括在所述压缩机侧的凸起部，其中所述凸起部的表面部分地限定所述插口，所述润滑剂致偏器至少部分地布置在所述插口中，并且其中润滑剂流到所述凸起部的一个或多个表面以将热能从所述凸起部转移到所述润滑剂从而辅助冷却所述凸起部。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器部分地限定了具有润滑剂出口的腔。

3.如权利要求2所述的涡轮增压器组件，其中，所述中心壳体包括润滑剂排放腔，所述润滑剂排放腔具有润滑剂排放器，并且其中，所述润滑剂出口包括角度以将离开所述出口的润滑剂引导朝向所述润滑剂排放器。

4.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器包括弯曲的截面。

5.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述中心壳体的插口包括键槽，并且其中，所述润滑剂致偏器包括由所述键槽接纳的键，以将所述润滑剂致偏器关于所述中心壳体定向。

6.如权利要求5所述的涡轮增压器组件，其中，所述键包括用于轴向地定位背板的轴向止挡部。

7.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器包括压缩机侧开口和轴颈轴承侧开口。

8.如权利要求7所述的涡轮增压器组件，其中，所述压缩机侧开口包括超过止推环或甩油圈的外半径的半径。

9.如权利要求7所述的涡轮增压器组件，其中，所述轴颈轴承侧开口包括超过所述轴颈轴承的外半径的半径。

10.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器和所述中心壳体形成腔，所述腔包括大体L形的截面。

11.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器包括金属片。

12.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器包括外直径，其中，所述中心壳体的所述插口包括内直径，并且其中，所述插口的内直径超过所述润滑剂致偏器的外直径一限定径向间隙的量。

13.如权利要求12所述的涡轮增压器组件，其中，所述径向间隙使得在所述涡轮增压器组件的运行期间形成润滑剂膜并且使得所述润滑剂致偏器在所述润滑剂膜上浮动，以便所述润滑剂致偏器关于所述中心壳体的插口的径向运动。

14.如权利要求12所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器和所述中心壳体包括键和键槽对，以关于所述中心壳体的插口来定向所述润滑剂致偏器。

15.如权利要求14所述的涡轮增压器组件，其中，所述键和键槽对限制所述润滑剂致偏器在所述中心壳体的插口中的旋转。

16.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，还包括背板，所述背板包括轴颈轴承侧和压缩机侧，其中，所述轴颈轴承侧包括环形凹部，并且其中，所述润滑剂致偏器轴向延伸至所述环形凹部中。

17.如权利要求1所述的涡轮增压器组件，其中，所述润滑剂致偏器包括U形截面或L形截面。

18.一种用于润滑涡轮增压器的方法，包括：

在致偏器和涡轮增压器的中心壳体的压缩机侧之间设置腔，所述涡轮增压器具有轴，所述轴由布置在所述中心壳体的孔中的轴颈轴承支承，其中所述中心壳体包括在所述压缩机侧的凸起部，并且其中所述凸起部的表面部分地限定插口，所述润滑剂致偏器至少部分地布置在所述插口中；

将加压的润滑剂引导至所述中心壳体的进口；

使所述润滑剂流动至所述轴颈轴承，用于润滑所述轴和所述轴颈轴承之间的环形间隙；

将离开所述环形间隙的压缩机侧的润滑剂俘获在所述腔内，其中所述润滑剂的一部分流到所述凸起部的一个或多个表面以将热能从所述凸起部转移到所述润滑剂的所述一部分从而辅助冷却所述凸起部；和

引导来自所述腔的润滑剂朝向所述中心壳体的润滑剂排放腔的润滑剂排放器。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述引导来自所述腔的润滑剂包括经由所述致偏器的一个或多个开口来引导润滑剂。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述致偏器的所述一个或多个开口起到增加所述腔和所述润滑剂排放腔之间的压降的作用。