CN105492766A - 带有轴承和间隔件的组件 - Google Patents

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Abstract

一种方法可包括：提供包括内孔的涡轮增压器外壳；提供间隔件；提供轴和叶轮组件，所述轴和叶轮组件带有安放在所述轴和叶轮组件的轴的第一部分上的第一滚动元件轴承组件；提供第二滚动元件轴承组件；将间隔件过盈配合到内孔中；将轴的自由端插入内孔中并且穿过间隔件；以及将第二滚动元件轴承组件插入内孔中并且将第二滚动元件轴承组件安放在轴的第二部分上，使得间隔件设置在轴的第一部分和轴的第二部分中间。还公开了装置、组件、系统、方法等的各种其它示例。

Description

带有轴承和间隔件的组件
技术领域
本文所公开的主题总体上涉及用于内燃发动机的涡轮机械，并且特别地涉及包括轴承的组件。
背景技术
排气驱动的涡轮增压器可包括承载涡轮机叶轮和压缩机叶轮的旋转轴，其中，该轴通常由一个或多个润滑轴承(例如，油润滑)可旋转地支撑在中心外壳(例如，在压缩机和涡轮机中间)内。在操作期间，来自内燃发动机的排气驱动涡轮增压器的涡轮机叶轮，该涡轮机叶轮又驱动压缩机叶轮以将增压空气推进到内燃发动机。
在操作期间，涡轮增压器的旋转组件可达到超过100,000rpm的旋转速度(例如，一些可达到250,000rpm或更高的旋转速度)。为了控制如此高的速度，涡轮增压器的中心外壳旋转组件(CHRA)需要平衡和足够的润滑。诸如噪声、振动和声振粗糙度(NVH)以及效率的因素经常是相关的并且必须在可接受的限度内。作为相互关联性的示例，振动可产生噪声并且降低效率。此外，在动态条件下(例如，排气流增加)，轴向推力可造成在各种CHRA部件之间的接触。接触可造成磨损，磨损又可改变平衡，从而导致噪音、振动等增加和效率降低。
涡轮增压器轴承系统可提供支撑和阻尼两者以控制涡轮增压器轴的运动，例如，以帮助隔离来自旋转零件的振动，同时允许涡轮增压器轴例如以可以比最大发动机速度(例如，考虑柴油发动机)快约80倍的速度自旋。通过使摩擦损耗和NVH保持较低使得来自发动机排气的能量可用于驱动涡轮增压器，涡轮增压器轴承系统可帮助确保涡轮增压器操作效率。在操作条件可改变的情况下，涡轮增压器轴承系统可被选择成利用控制由变化的机械负荷(例如，推力和其它力)施加的力的能力来帮助平衡低功率损耗。
就涡轮增压器轴承系统水动力而言，流体(例如，油或其它润滑剂)可润滑部件并且也影响涡轮增压器轴的运动。作为示例，“完全浮动的”轴承系统可包括轴颈轴承，轴颈轴承利用设置在中心外壳的内孔壁与轴颈轴承的外表面之间的外薄膜和设置在轴颈轴承的内表面与轴的外表面之间的内薄膜来支撑轴，在这样的示例中，轴颈轴承可以大约轴的一半速度旋转(沿方位角方向)并且轴向地和径向地移动(即，轴颈轴承为完全浮动的)。
就“半浮动”方案而言，防旋转机构可用来限制轴颈轴承或者例如REB组件的外座圈的旋转(沿方位角方向)。作为示例，半浮动轴颈轴承或半浮动REB组件可部分地利用设置在轴颈轴承的外表面或REB组件的外表面与中心外壳的内孔壁之间的外油膜来支撑轴，其中，外油膜用作“挤压薄膜”，例如以阻尼不期望的轴运动。
作为示例，涡轮增压器可包括一个或多个滚动元件轴承(REB)组件，其可以是例如一个或多个滚珠轴承组件。REB组件可包括外座圈、内座圈和设置在内座圈与外座圈之间(例如，在一个或多个滚道中)的滚动元件。例如，考虑一种包括配合到涡轮增压器轴的一体式外座圈和两件式内座圈的REB组件(例如，轴和叶轮组件(SWA)，其中，滚动元件允许轴和两件式内座圈相对于外座圈的旋转)。在这样的示例中，REB组件的外座圈可“位于”诸如中心外壳(例如，设置在压缩机外壳和涡轮机外壳之间)的外壳的内孔中。作为示例，为了将外座圈轴向定位在中心外壳的内孔中，埋头直孔和板可定位在中心外壳的涡轮机侧和压缩机侧，其中，每一者形成具有小于外座圈的外径的直径的开口，在这样的示例中，REB组件可被置于内孔中，然后接纳轴(例如，SWA)，或者，例如，REB组件可配合到轴(例如，SWA)，然后被插入内孔中(例如，作为包括REB组件和轴的单元)。此外，可提供防旋转机构，该机构通过限制外座圈(例如，沿方位角方向)的旋转将外座圈定位在中心外壳的内孔中。在这样的示例中，REB组件可以是“半浮动的”，例如具有在径向方向上移动的能力，其中，在外座圈的外表面和中心外壳的内孔表面之间的径向间隙有助于形成挤压薄膜(例如，一层或多层润滑剂薄膜)。
本文所述的科技、技术等的各种示例涉及组件、外壳、轴承组件等。
附图说明
当结合附图所示示例时，通过参考下面的详细描述，可对本文所述的各种方法、装置、组件、系统、布置等及其等同形式进行更完整的理解，在附图中：
图1是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的示意图；
图2是包括轴承组件的轮增压器组件或具有两个轴承组件和间隔件的系统的示例和具有各种贯穿内孔特征的外壳的示例的一系列剖视图；
图3是轴承组件或系统的示例以及它们的部件的示例的一系列视图；
图4是方法的示例的框图和在组装的各个阶段的部件的示例的一系列视图；
图5是组件和构造成将两个轴承组件间隔开的间隔件的示例以及组件的一些示例的一系列视图；
图6是间隔件的示例的一系列视图；
图7是间隔件的示例和弹簧的示例的一系列视图；
图8是示出力的示例的轴承组件或系统的示例的剖视图；以及
图9是防旋转机构的示例的一系列视图。
具体实施方式
在本文中描述了涡轮增压器轴承组件的各种示例。作为示例，涡轮增压器轴承组件可包括构造成将两个涡轮增压器轴承间隔开的间隔件。这样的间隔件可被构造为环形主体，其限定中心贯穿内孔并且包括轴向端面和相对的轴向端面。在这样的示例中，间隔件可包括直径(例如，或半径)，其提供相对于外壳的内孔的一个壁或多个壁的过盈配合。例如，间隔件可过盈配合到外壳的内孔中以利用足以将一个或多个轴承组件轴向定位的静态力保持在外壳的内孔中。在这样的示例中，间隔件可将压缩机侧轴承组件和涡轮侧轴承组件间隔开并且至少部分地轴向定位，所述轴承组件可以是例如滚动元件轴承(REB)组件(例如，滚珠轴承组件)。作为另一个示例，间隔件可与外壳成一整体，例如，通过将外壳机加工成具有贯穿内孔以及压缩机侧和涡轮机侧埋头直孔、埋头锥孔等而形成(例如，其中间隔件内孔部分存在于埋头直孔、埋头锥孔等之间)。
作为示例，间隔件可包括一个弹簧或多个弹簧，例如，其中，这样的一个弹簧或多个弹簧可用来阻尼轴向推力、提高(例如，CHRA的)平衡能力等。作为示例，弹簧可提供为偏压单元或偏压机构。这样的单元或机构可被构造成同时接触压缩机侧轴承组件和涡轮机侧轴承组件。例如，这样的单元或机构可接触压缩机侧滚珠轴承组件的外座圈并且可接触涡轮机侧滚珠轴承组件的外座圈。
作为示例，一种方法可包括：将间隔件过盈配合到外壳的内孔中；将带有配合到其的第一滚动元件轴承组件的轴插入内孔中，其中，该轴轴向延伸通过间隔件；以及在将第二滚动元件轴承组件配合到轴的同时，将第二滚动元件轴承组件插入内孔中。例如，外壳可以是涡轮增压器中心外壳，轴可以是轴和叶轮组件(SWA)，第一滚动元件轴承组件可以是涡轮机侧滚动元件轴承组件，并且第二滚动元件轴承组件可以是压缩机侧滚动元件轴承组件。一种方法还可包括：操作涡轮增压器，同时将涡轮机侧滚动元件轴承组件和压缩机侧滚动元件轴承组件经由间隔件轴向定位，其中，间隔件通过过盈配合到涡轮增压器的外壳的内孔中而轴向设置在这两个滚动元件轴承组件之间。在这样的示例中，间隔件可提供用于接触涡轮机侧滚动元件轴承组件的外座圈并用于接触压缩机侧滚动元件轴承组件的外座圈。
作为示例，间隔件可以是例如包括一个或多个弹簧的组件。作为示例，弹簧可设置在间隔件的中心贯穿内孔中。例如，波形弹簧可具有超出间隔件的长度的未压缩长度，使得波形弹簧可加载邻近间隔件设置的一个或多个轴承组件。作为示例，涡轮机侧滚动元件轴承组件的外座圈和压缩机侧滚动元件轴承组件的外座圈的挤压薄膜(例如，相对于与内孔壁部分的相应间隙)可与设置在固定间隔件的内孔中的弹簧结合来提高涡轮增压器(例如，涡轮增压器CHRA)的性能。作为示例，可通过弹簧提高性能(例如，就平衡能力而言)。作为示例，一个或多个挤压薄膜可例如通过阻尼可在涡轮增压器的操作期间发生的振动等来帮助提高性能。作为示例，一个或多个轴承组件的外座圈可以是完全浮动的或半浮动的。
在各种示例中，间隔件可包括位于轴向端面处的一个或多个润滑剂井。例如，间隔件可包括环形压缩机端井和环形涡轮机端井，它们可以是对称的或非对称的(例如，在相比另一端的一端或一个端部上)。这样的特征可用作相对于外座圈的推力垫。作为示例，间隔件可包括润滑剂通道以将润滑剂导向到轴承的轴向端面的一个或多个润滑剂井(例如，润滑剂歧管等)。作为示例，一个或多个润滑剂薄膜的形成可发生在间隔件和一个或多个轴承组件之间。随着由润滑剂薄膜和弹簧加载提供的阻尼的增加，某些振动的动态不平衡测量值可能减小，这可以有助于改进组件平衡(例如，以减小NVH)。
下面描述了涡轮增压发动机系统的示例，然后是部件、组件、方法等的各种示例。
涡轮增压器经常用来增加内燃发动机的输出。参看图1，常规系统100包括内燃发动机110和涡轮增压器120。内燃发动机110包括容纳一个或多个燃烧室的发动机缸体118，燃烧室可操作地驱动轴112(例如，经由活塞)。如图1所示，进气口114为空气提供至发动机缸体118的流动路径，而排气口116为来自发动机缸体118的排气提供流动路径。
涡轮增压器120用来从排气提取能量并且向进气空气提供能量，该进气空气可与燃料混合以形成燃烧气体。如图1所示，涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、压缩机124、涡轮机126、外壳128和排气出口136。外壳128可被称为中心外壳，因为它设置在压缩机124和涡轮机126之间。轴122可以是包括多种部件的轴组件。在图1的示例中，废气门阀(或简称废气门)135紧邻涡轮机126的入口定位。废气门阀135可被控制以允许来自排气口116的排气绕过涡轮机126。
在图1中，控制器190的示例被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。这样的控制器可包括诸如发动机控制单元的电路的电路。如本文所述，各种方法或技术可以任选地结合控制器例如通过控制逻辑来实施。控制逻辑可取决于一个或多个发动机操作条件(例如，涡轮rpm、发动机rpm、温度、负载、润滑剂、冷却等)。例如，传感器可经由一个或多个接口196传输信息到控制器190。控制逻辑可依赖这样的信息，并且继而控制器190可输出控制信号以控制发动机操作。控制器190可被构造成控制润滑剂流、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、或与发动机、涡轮增压器(或多个涡轮增压器)等相关联的一个或多个其它部件。
图2示出包括轴220的涡轮增压器组件200的示例，轴220由设置在压缩机240和涡轮机260之间的外壳280中的轴承组件230支撑。在图2的示例中，组件200还包括设置在压缩机板278的内孔中的止推环270。压缩机240包括限定涡壳并且容纳压缩机叶轮244的压缩机外壳242。涡轮机260示出为包括基座和护罩组件263，护罩组件263限定喉部以将排气导向至涡轮机叶轮264。
在图2的示例中，外壳280包括润滑剂入口281和润滑剂出口289。润滑剂从入口281经由内孔282流至出口289，内孔282将润滑剂沿着外壳280的轴向内孔286导向至带有开口的各种润滑剂通道。例如，外壳280包括压缩机侧轴承润滑剂通道283和涡轮机侧轴承润滑剂通道285。润滑剂可经由压缩机端、涡轮机端和/或设置在压缩机端和涡轮机端之间的通道287离开内孔286。出口289收集流过轴承组件230或在轴承组件230周围流动的润滑剂，该润滑剂可然后被冷却、过滤等并且(例如，经由内燃发动机的润滑剂泵)最终再循环至入口。为了有助于润滑剂的流动，入口281和出口289可利用重力对准。作为示例，在非操作状态中，旋转组件可沿着下部内孔壁表面(例如，由于重力)搁置在内孔286中。在操作状态开始时，旋转组件可提离内孔壁表面，例如至少部分地由于润滑剂流、润滑剂薄膜形成物等。
如所提到的，在操作期间，推力可被生成并且沿着如由z轴线表示的轴向方向传递。这样的力可朝向压缩机端或涡轮机端。作为示例，弹簧可向轴承组件施加可任选地辅助阻尼轴向振动的预负载。虽然特定组件可以不包括弹簧，但作为示例，包含弹簧(或多个弹簧)可提供更确定和限定的预加载。例如，弹簧可在压缩机侧轴承上产生基本上恒定的力以帮助稳定CHRA。作为示例，弹簧可以是偏压机构；因此，组件可包括间隔件和偏压机构(例如，间隔件组件或子组件)。
图2还示出了外壳292、294和296的各种示例。作为示例，外壳292包括贯穿内孔，该贯穿内孔具有由外壳292的壁的一部分形成的压缩机内孔部分、由外壳292的壁的一部分形成的间隔件内孔部分和由外壳292的壁的一部分形成的涡轮机内孔部分。对于示例性外壳292来说，压缩机内孔部分和涡轮机内孔部分的直径大于间隔件内孔部分的直径。作为示例，外壳294包括贯穿内孔，该贯穿内孔具有由外壳294的壁的一部分形成的压缩机内孔部分、由外壳294的壁的一部分形成的间隔件内孔部分和由外壳294的壁的一部分形成的涡轮机内孔部分。在这样的示例中，压缩机内孔部分和涡轮机内孔部分可任选地包括凹陷部分。作为示例，外壳296包括贯穿内孔，该贯穿内孔具有由外壳296的壁的一部分形成的压缩机内孔部分、由外壳296的壁的一部分形成的间隔件内孔部分和由外壳296的壁的一部分形成的涡轮机内孔部分。在这样的示例中，直径可在贯穿内孔的长度上(例如，在压缩机部分、间隔件部分和涡轮机部分上)大约恒定。如图2所示，外壳296可包括润滑剂路径297(例如，由外壳298形成的内孔或导管)，其可将润滑剂导向至贯穿内孔的间隔件部分。在这样的示例中，在组装过程期间，可任选地使用润滑剂路径297，例如以有利于将间隔件安装在贯穿内孔中。作为示例，润滑剂可辅助过盈配合过程。例如，考虑一种利用温差的过程，该过程可使用润滑剂来递送和/或移除来自间隔件的热能。作为示例，在组装过程期间，可通过使用一个或多个润滑剂路径递送(例如，或经由真空移除)润滑剂或其它流体。作为示例，在组装期间递送的润滑剂可不同于发动机油并且被选择成辅助过盈配合过程。作为示例，可提供帮助将间隔件固定在内孔中的流体。
在图2的各种示例中，轴承组件和间隔件的外座圈的尺寸可被适当地设计成例如与示例性外壳(例如，或其它外壳)中的一个或多个的各种特征协作。
图3示出轴承组件300的示例，其包括间隔件和弹簧子组件320、压缩机轴承组件340和涡轮机轴承组件360。如图所示，压缩机轴承组件340包括相对的端部342和348、外座圈344、滚动元件345和内座圈346。对于端部348来说，外座圈344具有内半径rori和外半径roro，其提供具有基本上在两者之间的环形尺寸Δror的轴向端面。此外，内座圈346具有轴向长度zir，而外座圈346具有较大的轴向长度zor；因此，对于端部348来说，内座圈346从外座圈344的轴向端面内凹。如图所示，涡轮机轴承组件360包括相对的端部362和368、外座圈364、滚动元件365和内座圈366。对于端部368来说，外座圈364具有内半径rori和外半径roro以及具有基本上在两者之间的环形尺寸Δror的轴向端面。此外，内座圈366具有轴向长度zir，而外座圈364具有较大的轴向长度zor；因此，对于端部368来说，内座圈366从外座圈364的轴向端面内凹。虽然图3的示例示出作为滚动元件的球，但轴承组件可包括另一种类型的滚动元件(例如，圆柱体等)。
作为示例，轴承的外座圈的轴向长度可具有用来充分地减小外座圈相对于外壳的内孔的中心轴线的倾斜的长度。例如，一个或两个轴承组件340和360可具有这样的外座圈：其相应的轴向长度zor约等于或大于相应的外座圈半径roro。
在图3的示例中，轴承340和360的内座圈346和366不同以适应具有阶梯式直径的轴310(例如，其可形成肩部)。具体而言，轴310包括设置在直径dsc处的压缩机侧表面313、设置在直径dst处的涡轮机侧表面317和位于在不同的直径之间的台阶处的环形面315，其中，环形面315被构造成邻接压缩机轴承组件340的内座圈346(例如，以将轴310相对于间隔件和弹簧子组件320定位)。
在图3的示例中，间隔件和弹簧子组件320包括间隔件330和弹簧350。间隔件330成形为具有相对的轴向端面334和336的环形主体。作为示例，间隔件330可包括邻近轴向端面336(例如，其可以是在插入外壳的内孔中期间的前导面)的凹进直径部分337。间隔件330可包括润滑剂排放开口332，例如，以提供用于将润滑剂排放至外壳的排出口(参见例如图2的外壳280的排放开口287)。作为示例，这样的开口可以辅助定位间隔件(例如，考虑经由排出口或诸如图2的出口289的润滑剂出口进出)。
在图3的示例中还示出各种尺寸，包括在每个端部334和336处间隔件内半径ri、间隔件外半径ro和凹进半径rrt(例如，涡轮机侧凹进半径)。在图3中，轴向端面被限定为基本上存在于内半径Δrcs和外半径Δrts之间。作为示例，一个或多个尺寸可以是对于间隔件330的每个端部334和336来说相同的或不同的。
在示例性组件300中，间隔件330的轴向端面334面向压缩机轴承组件340的外座圈344的轴向端面348，并且间隔件330的轴向端面336面向涡轮机轴承组件360的轴向端面368。如图3的示例中所示，弹簧350可提供用于施加负载。作为示例，对于至少部分地设置在间隔件的贯穿内孔中的弹簧来说，弹簧的端部可被构造用于将负载施加到轴承组件的座圈。虽然图3的示例示出单个弹簧(例如，复式弹簧)，但如本文所述，子组件可包括多于一个弹簧。
图4示出了方法400以及在组装的各个阶段中的各种部件的示例。如图所示，方法400包括：配合框410，用于将间隔件配合在外壳的内孔中(参见例如，间隔件组件320和外壳280)；配合框420，用于将带有涡轮机侧轴承组件的SWA配合到外壳的内孔中(参见例如轴310和涡轮机侧轴承组件360)；以及配合框430，用于将压缩机侧轴承组件配合到外壳的内孔中，其中，压缩机侧轴承组件接纳轴的一部分(参见例如压缩机侧轴承组件340)。作为示例，按照插入框425，弹簧可被插入间隔件中，例如在带有涡轮机侧轴承组件的SWA插入外壳的内孔中之后。
如在图4的示例中所示，外壳280的内孔包括压缩机侧内孔直径dbc、涡轮机侧内孔直径dbt和间隔件内孔直径dbs。按照方法400，间隔件被过盈配合到外壳的内孔中。作为示例，内孔的压缩机侧直径和/或内孔的涡轮机侧直径可大于内孔的间隔件内孔直径。作为示例，间隔件内孔直径可以是例如中间井直径，其为润滑剂和任选地润滑剂薄膜形成物(例如，比在外座圈的外表面和压缩机侧直径或涡轮机侧直径之间可形成的更厚的薄膜)的流动提供间隙。
作为示例，为了实现过盈配合，间隔件的直径可超出内孔的间隔件部分的直径。例如，在内孔的间隔件部分具有约15mm的直径的情况下，间隔件可设有更大的直径，例如，约15.01mm至约15.05mm的直径。在间隔件和内孔的间隔件部分之间的直径差可被选择成实现过盈配合的合适的静态力(例如，静摩擦力)。作为示例，在过盈配合通过将间隔件轴向平移到内孔中(例如，或将外壳轴向平移到间隔件上)的情况下，在压力配合期间施加的轴向力可以为大约几百牛顿或更大(例如，大于约500N和任选地大于约1000N)。作为示例，在转子轴向负载可以小于约200N的情况下，用于配合的力或实现的静态力可以大于200N，例如，乘以安全系数以提供安全裕度(例如，最大转子轴向负载的倍数)。就将间隔件定位在外壳的内孔的间隔件内孔部分中而言，温度可以是变量。例如，加热和/或冷却可用来增加和/或减小部件的尺寸(例如，通过热膨胀和/或热收缩)，其中，在达到平衡时，实现所需的静态力。作为示例，为了实现过盈配合，可以采用收缩配合过程。
作为示例，一种方法可包括：利用工具将间隔件插入中心外壳的内孔中，并且推动间隔件，直到其紧密接触中心外壳的内孔表面，然后通过计量学控制间隔件的轴向位置。接下来，可利用工具将涡轮机侧滚珠轴承组件和SWA插入内孔中，例如，其中涡轮机侧滚珠轴承组件和SWA被轴向推动，直到与间隔件、安放间隔件的内孔表面等发生接触。涡轮机侧滚珠轴承组件和SWA的轴向深度可以使得安装到SWA的活塞环安放在中心外壳的对应内孔部分中。方法可以接着包括：将弹簧例如通过工具、通过手等插入间隔件中。在弹簧被插入的情况下，可利用工具将压缩机侧滚珠轴承组件插入内孔中，例如，直到它紧密接触SWA的轴的台阶。
作为示例，一旦间隔件、两个滚珠轴承组件和SWA被插入外壳的内孔中，延长的密封板(例如，背板)即可例如利用设置在密封板的内孔中的止推环附接到外壳的压缩机侧。压缩机叶轮可接着经由SWA的轴的自由端配合，自由端可包括例如贯穿内孔或部分内孔。压缩机叶轮可被紧固，直到达到拉伸目标(例如，相对于轴的轴向拉伸)为止。
作为示例，间隔件可包括狭槽或其它特征，例如，以有利于间隔件对齐在外壳的内孔中(例如，相对于润滑剂排放口等)。例如，间隔件330可包括狭槽，以有利于开口332与外壳的润滑剂开口对齐。在这样的示例中，也许可以经由诸如图2的出口289的出口进行开口332相对于外壳的贯穿内孔中的润滑剂开口的目视检查。
作为示例，方法400可用来通过与外壳的贯穿内孔的间隔件内孔壁的过盈配合将间隔件固定在涡轮机侧滚动元件轴承组件和压缩机侧滚动元件轴承组件之间的外壳中，其中，间隔件形成限制涡轮机侧滚动元件轴承组件的外座圈的轴向位置的涡轮机侧轴向止挡件，并且形成限制压缩机侧滚动元件轴承组件的外座圈的轴向位置的压缩机侧轴向止挡件。
作为示例，间隔件可以是第一滚动元件轴承组件的轴向止挡件和第二滚动元件轴承组件的轴向止挡件。例如，当固定在外壳的贯穿内孔中时，间隔件的相对的轴向面可定位在轴向位置处(例如，相对于贯穿内孔的轴线)，该轴向位置分别限定涡轮机侧滚动元件轴承组件朝外壳的压缩机侧的移动和压缩机侧滚动元件轴承组件朝外壳的涡轮机侧的移动的轴向极限。作为示例，弹簧可设置在间隔件中且能够轴向压缩以允许在滚动元件轴承组件和间隔件之间的接触。
在图4的示例中，轴可包括第一部分和第二部分，例如，其中，间隔件设置在轴的第一部分和轴的第二部分中间，并且例如，其中，第一滚动元件轴承组件的内座圈可安放在轴的第一部分上，并且其中，第二滚动元件轴承组件的内座圈可安放在轴的第二部分上。
作为示例，一种方法可包括通过施加轴向力差和/或通过在间隔件和外壳之间形成温差而使间隔件过盈配合。就形成温差而言，这样的方法可接着包括允许间隔件和外壳返回到平衡温度。作为示例，这样的过程可被称为“收缩配合”(例如，通过冷却间隔件和/或通过加热外壳)。
作为示例，一种方法可包括为至少一个滚动元件轴承组件提供防旋转机构和限制所述至少一个滚动元件轴承组件的外座圈的旋转。
图5示出设置在压缩机侧轴承组件340和涡轮机侧轴承组件之间的间隔件330的剖视图以及间隔件330的透视图。图5将间隔件330示出为包括例如在间隔件330的外表面331和内表面之间(例如，间隔件330的径向厚度)的狭槽339，狭槽339从端部334延伸至轴向深度。在图5的示例中，狭槽339定位成相对于开口332大约90度处。作为示例，间隔件可包括一个或多个定向特征，以有利于间隔件相对于外壳的一个或多个特征的对齐，例如，方位角对齐。
图5还将组件的一些示例示出为包括外壳592、594和596。作为示例，外壳592可包括用于接纳销593的开口，销593可限制间隔件330的旋转和/或限制间隔件330的轴向移动。在图5的示例中，销593可包括内孔，例如，以用于流体从间隔件330输送到外壳592的排放口。作为示例，外壳594可包括用于接纳销595的开口和任选地用于通过流体的另一个开口。如图所示，间隔件530可包括用于接纳销595的开口532和任选地用于通过流体的另一个开口533。作为示例，销595可以施加压力到间隔件530以将间隔件530固定在外壳595的贯穿内孔的间隔件内孔部分中。这样的方案可任选地辅助在间隔件530和外壳595之间的过盈配合(例如，以施加额外的力、作为备用机构等)。作为示例，这样的方案可任选地提供用于将间隔件530定向在外壳595中，例如，在过盈配合过程期间。作为示例，考虑收缩配合过程，其中，一旦实现过盈配合(例如，两个部件达到热平衡)，就可任选地移除销；或者例如，其中，销可被保留(例如，在进一步组装期间，在操作期间，等等)。作为示例，外壳596可包括用于接纳销597的开口，销597可接合间隔件531的开口532，例如，以用于一个或多个目的(例如，功能)。例如，销597可将间隔件531轴向地固定和/或定位在外壳597的贯穿内孔内。在图5的示例中，销597可任选地包括用于通过流体的内孔(例如，以用于组装、操作等中的一者或多者的目的)。
图5还示出外壳598的示例，其包括例如可以通过机加工或其它过程实现的一体的间隔件内孔部分599。在这样的示例中，弹簧可定位在一体的间隔件内孔部分中，例如，以提高平衡能力、性能等。作为示例，一体的间隔件内孔部分599可包括例如用于通过流体的一个或多个开口。作为示例，一种组装过程可以例如按照图4的方法400的框420、425和430进行，该过程包括提供诸如外壳598的外壳。作为示例，间隔件可任选地包括提供用于压接例如以将间隔件固定在外壳的内孔中的特征。
作为示例，旋转元件轴承(REB)组件的外座圈(例如，或外环)可以完全浮动在外壳的贯穿内孔内，在这样的示例中，在滚动元件和润滑剂薄膜之间的摩擦力差(例如，在外座圈的内侧和外侧上)可用来在操作期间减小外座圈的旋转速度并且例如有助于避免次同步运动、磨损等(例如，相比浮动的轴颈轴承)。
作为示例，内孔壁和外座圈的表面可提供润滑剂可以流到的两个或更多个间隙(例如，径向间隙，各自具有轴向长度)。在这样的示例中，一个间隙可提供用于形成薄的润滑剂薄膜，并且另一个间隙可提供用于形成较厚的润滑剂薄膜。就一些示例而言，较薄的薄膜可形成为轴向设置在两个较厚薄膜之间，和/或较厚的薄膜可形成为轴向设置在两个较薄的薄膜之间。作为示例，较薄的薄膜可形成于轴向长度小于提供用于形成较厚的薄膜的间隙的轴向长度(例如，其中，间隙的长度可以对操作期间的流体动力学做出解释)。作为示例，涡轮机侧可在一个或多个径向间隙方面不同于压缩机侧。
图6示出间隔件330的透视图、间隔件330的端视图、沿着线A-A的剖视图以及间隔件330的特征的各种放大视图。在图6的示例中，各种特征可以例如相对于圆柱坐标系(例如，r、z和Θ)被限定。作为示例，间隔件330的凹进表面337可以是插入端，例如，插入外壳的内孔中的前端，而相对端可以是后端。作为示例，前端可以是涡轮机端，而后端可以是压缩机端。
图7示出包括间隔件330和弹簧350的组件320的示例。作为示例，弹簧350可以是波形弹簧并且由诸如金属(例如，钢或钢合金)的材料制成。波形弹簧可被构造成使得它不被其自身的自然频率干扰(例如，“一体化阻尼”)。波形弹簧可以是交错或交织的波形弹簧、带有或不带有重叠的波形弹簧、带有或不带有间隙的波形弹簧等。图7示出单个波形弹簧元件355的示例，其中标记了峰和谷。这样的元件可被叠置、旋转和叠置等，从而得到诸如弹簧350的弹簧。弹簧350可具有合适的外部径向尺寸rso，以配合在间隔件330的中心贯穿内孔(例如，具有半径ri)内部。弹簧350可具有由在内半径rsi和外半径rsc之间的差值Δrs限定的接触区域和任选地峰(例如，考虑用于接触和偏压轴承的外座圈的平峰区域)。在图7的示例中，弹簧350示出为具有超出间隔件330的轴向长度zs的未压缩轴向长度Zuncomp。如本文所述，一些间隙可存在于间隔件的内半径(例如，ri)和弹簧的外半径(例如，rso)之间，并且在一定程度上确信接触不会发生在弹簧和轴之间。间隙可以是适当的以应对根据长度(例如，压缩/解压缩)改变径向尺寸(或多个尺寸)的弹簧或偏压机构。波形弹簧可被构造成在轴向位移的正常操作量内保持相对恒定的外半径。
图8将轴承组件300示出为包括间隔件330、弹簧350以及轴承组件340和360。在图8的示例中，弹簧350示出为处于压缩状态，其中，弹簧350的一端(例如，峰等)接触轴承组件340(例如，在外座圈344处)，并且弹簧350的另一端(例如，峰等)接触轴承组件360(例如，在外座圈364处)。在这样的示例中，弹簧可影响动态滚珠轴承组件行为。例如，弹簧可降低噪声、改善平衡/平衡能力和/或改善累计产出率(RTY，其可被定义为产生零缺陷的概率)。
还示出近似力示意图，其中轴向力是相对的。例如，由于过盈配合的径向导向的静态力(Fr)导致的间隔件的静摩擦力(FSF)超出由涡轮机滚珠轴承组件的外座圈承载的轴向力(FT)。因此，在这样的示例中，间隔件保持其轴向位置并且用来定位涡轮机滚珠轴承组件的外座圈。
作为示例，静态力可存在于间隔件和外壳的贯穿内孔的间隔件内孔壁之间，其中，静态力超出涡轮增压器的操作轴向推力。
作为示例，薄膜可存在于间隔件330的轴向端面和轴承组件360的外座圈364的轴向端面之间。这样的薄膜可由井(例如，环形通道)中的润滑剂流支撑。
图9示出防旋转机构的各种示例，该机构可任选地用来限制滚动元件轴承组件的外座圈的旋转。作为示例，防旋转机构可包括板部件983，板部件983可包括销或可提供为不带销，其安放在诸如外壳980的凹部981的凹部中。轴承组件的外座圈942可包括例如对应的特征943，例如，凹进的平坦部，其可接合板部件983的边缘，从而限制外座圈942在外壳的内孔中的旋转。在这样的示例中，板部件983可被视为键，并且凹进的平坦特征943可被视为键槽。作为示例，这样的机构可设置在外壳的压缩机端处，例如，与止推环972、背板974和板974一起，背板974和板974可覆盖板部件983并且例如任选地相对于外座圈942的压缩机侧轴向地定位外座圈942(例如，在外座圈942的相对侧由间隔件轴向地定位的同时)。
作为另一示例(其可任选地提供为前述示例的备选方案或作为其补充)，间隔件可包括一个或多个特征以用于限制轴承组件的外座圈的旋转。例如，间隔件930可设有键935，并且外座圈962可设有能接纳键935的键槽965。如图所示，可以提供多于一个键-键槽对。作为示例，键可从外座圈延伸，并且间隔件可包括用于接纳键的键槽。作为示例，间隔件可包括键和键槽中的一者或多者。作为示例，间隔件可包括在一侧上的至少一个防旋转特征和在相对侧上的至少一个防旋转特征。例如，间隔件可以是涡轮机侧滚动元件轴承组件的防旋转机构的一部分，并且可以是压缩机侧滚动元件轴承组件的防旋转机构的一部分。
作为示例，间隔件930的特征939可提供用于将间隔件930定向在内孔中(例如，相对于润滑剂开口932和/或在间隔件的相对侧上的一个或多个特征)、限制外座圈的旋转(例如，通过接纳外座圈的键)或两者。因此，特征939可与多个功能相关联。作为示例，从间隔件的端部延伸的键可提供用于将间隔件定向在内孔中(例如，相对于润滑剂开口932和/或在间隔件的相对侧上的一个或多个特征)并且用于通过在外座圈的键槽中接纳键来限制外座圈的旋转。作为示例，键或键槽可从部件的外径内凹，例如，考虑键935内凹，使得它将其外表面设置在间隔件930的凹进部分937的直径处。
作为示例，一个或多个键、键槽等可以是一体的间隔件的特征。例如，图5的外壳598的一体的间隔件599可任选地包括上述特征中的一者或多者(例如，特征935、939等)。
作为示例，设置在外壳的内孔中的滚珠轴承组件可以是完全浮动的，并且例如包括在操作期间旋转的外座圈。作为示例，设置在外壳的内孔中的滚珠轴承组件可以是半浮动的，其中防旋转机构限制其旋转。作为示例，组件可包括一个完全浮动的滚珠轴承组件和一个半浮动的滚珠轴承组件，其中，滚珠轴承组件由设置在两者间的间隔件轴向定位，间隔件具有相对于外壳的内孔壁的静摩擦力，该静摩擦力超出由滚珠轴承组件中的任一个承载的操作轴向力(例如，如在涡轮增压器的操作期间所体验的)。
作为示例，一种涡轮增压器可包括：外壳，其包括贯穿内孔，该贯穿内孔至少部分地由涡轮机侧内孔壁、压缩机侧内孔壁以及设置在涡轮机侧内孔壁和压缩机侧内孔壁之间的间隔件内孔壁形成；涡轮机侧滚动元件轴承组件，其设置成邻近外壳的贯穿内孔的涡轮机侧内孔壁，其中，涡轮机侧滚动元件轴承组件包括外座圈，并且其中，径向间隙存在于外座圈和外壳的贯穿内孔的涡轮机侧内孔壁之间；压缩机侧滚动元件轴承组件，其设置成邻近外壳的贯穿内孔的压缩机侧内孔壁，其中，压缩机侧滚动元件轴承组件包括外座圈，并且其中，径向间隙存在于外座圈和外壳的贯穿内孔的压缩机侧内孔壁之间；以及间隔件，其在涡轮机侧滚动元件轴承组件和压缩机侧滚动元件轴承组件之间经由与外壳的贯穿内孔的间隔件内孔壁的过盈配合固定在外壳中，其中，间隔件形成限制涡轮机侧滚动元件轴承组件的外座圈的轴向位置的涡轮机侧轴向止挡件，并且形成限制压缩机侧滚动元件轴承组件的外座圈的轴向位置的压缩机侧轴向止挡件。
作为示例，一种方法可包括：提供包括内孔的涡轮增压器外壳；提供间隔件；提供轴和叶轮组件，所述轴和叶轮组件带有安放在所述轴和叶轮组件的轴的第一部分上的第一滚动元件轴承组件；提供第二滚动元件轴承组件；将间隔件过盈配合到内孔中；将轴的自由端插入内孔中并且穿过间隔件；以及将第二滚动元件轴承组件插入内孔中并且将第二滚动元件轴承组件安放在轴的第二部分上，使得间隔件设置在轴的第一部分和轴的第二部分中间。
作为示例，可由控制器(参见例如，图1的控制器190)执行各种动作，该控制器可以是构造成根据指令操作的可编程控制器。如本文所述，一个或多个计算机可读介质可包括处理器可执行指令，以指示计算机(例如，控制器或其它计算装置)执行本文所述一个或多个动作。计算机可读介质可以是存储介质(例如，诸如存储芯片、存储卡、存储盘等的装置)。控制器可能能够访问这样的存储介质(例如，经由有线或无线接口)并且将信息(例如，指令和/或其它信息)加载到存储器(参见例如，图1的存储器194)中。如本文所述，控制器可以是发动机控制单元(ECU)或其它控制单元。这样的控制器可任选地被编程为控制到涡轮增压器的润滑剂流、润滑剂温度、润滑剂压力、润滑剂过滤等。
虽然已在附图中示出并在前面的具体实施方式中描述了方法、装置、系统、布置等的一些示例，但应当理解，所公开的示例性实施例不是限制性的，而是能够在不脱离由所附权利要求叙述和限定的精神的前提下具有许多重新布置、修改和替换。

Claims (12)

1.一种涡轮增压器，包括：
外壳，其包括贯穿内孔，所述贯穿内孔至少部分地由涡轮机侧内孔壁、压缩机侧内孔壁以及设置在所述涡轮机侧内孔壁和所述压缩机侧内孔壁之间的间隔件内孔壁形成；
涡轮机侧滚动元件轴承组件，其设置成邻近所述外壳的所述贯穿内孔的所述涡轮机侧内孔壁，其中，所述涡轮机侧滚动元件轴承组件包括外座圈，并且其中，径向间隙存在于所述外座圈和所述外壳的所述贯穿内孔的所述涡轮机侧内孔壁之间；
压缩机侧滚动元件轴承组件，其设置成邻近所述外壳的所述贯穿内孔的所述压缩机侧内孔壁，其中，所述压缩机侧滚动元件轴承组件包括外座圈，并且其中，径向间隙存在于所述外座圈和所述外壳的所述贯穿内孔的所述压缩机侧内孔壁之间；以及
间隔件，其经由与所述外壳的所述贯穿内孔的所述间隔件内孔壁的过盈配合而在所述涡轮机侧滚动元件轴承组件和所述压缩机侧滚动元件轴承组件之间固定在所述外壳中，其中，所述间隔件形成限制所述涡轮机侧滚动元件轴承组件的所述外座圈的所述轴向位置的涡轮机侧轴向止挡件，并且形成限制所述压缩机侧滚动元件轴承组件的所述外座圈的所述轴向位置的压缩机侧轴向止挡件。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述间隔件包括压缩机侧轴向面、涡轮机侧轴向面和从所述轴向面之一轴向向内延伸的狭槽。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述间隔件包括润滑剂开口。
4.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述涡轮机侧滚动元件轴承组件包括滚珠轴承组件。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机侧滚动元件轴承组件包括滚珠轴承组件。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器，还包括设置在所述间隔件的内孔中的弹簧。
7.根据权利要求6所述的涡轮增压器，其中，所述弹簧包括波形弹簧。
8.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，静态力存在于所述间隔件和所述外壳的所述贯穿内孔的所述间隔件内孔壁之间以固定所述间隔件，并且其中，所述静态力超出所述涡轮增压器的操作轴向推力。
9.根据权利要求1所述的涡轮增压器，还包括轴和叶轮组件。
10.根据权利要求9所述的涡轮增压器，其中，所述涡轮机侧滚动元件轴承组件包括安放在所述轴上的内座圈。
11.根据权利要求10所述的涡轮增压器，其中，所述压缩机侧滚动元件轴承组件包括安放在所述轴上的内座圈。
12.根据权利要求11所述的涡轮增压器，还包括连接到所述轴的压缩机叶轮。
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