CN109555725A - 涡轮增压器压缩机叶轮组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对涡轮增压器的旋转组件的加载方法，所述方法包括：将锁定环定位在涡轮增压器轴的端部部分上，所述涡轮增压器轴延伸通过压缩机叶轮的通孔；将拉力施加到涡轮增压器轴的端部部分以实现期望的加载量；焊接所述锁定环以形成被固定到所述涡轮增压器轴的端部部分的焊接的锁定环；以及释放所述拉力，其中所述焊接的锁定环维持期望的加载量。

Description

涡轮增压器压缩机叶轮组件
相关申请
本申请是于2016年3月25日提交的具有序列号15/081,718的美国专利申请的部分继续申请，该文献通过引用并入本文，并且本申请还是于2016年3月25日提交的具有序列号15/081,736的美国专利申请的部分继续申请，该文献通过引用并入本文。
技术领域
本文公开的主题总体上涉及用于内燃机的涡轮增压器的压缩机叶轮组件。
背景技术
排气驱动的涡轮增压器包括旋转组（rotating group），该旋转组包括通过轴彼此连接的涡轮叶轮和压缩机叶轮。轴通常通过一个或多个轴承（例如，油润滑轴承、空气轴承、滚珠轴承、磁轴承等）被可旋转地支撑在中央壳体内。在操作期间，来自内燃机的排气驱动涡轮增压器的涡轮叶轮，涡轮叶轮继而驱动压缩机叶轮以将增压空气推动到内燃机。
附图说明
当结合附图中示出的示例来考虑时，通过参考下文的详细描述，可以获得对本文描述的各种方法、装置、组件、系统、布置等以及其等同物的更全面的理解，在附图中：
图1是涡轮增压器和内燃机以及控制器的图；
图2是涡轮增压器组件的示例的剖视视图；
图3是压缩机叶轮组件的两个示例的图；
图4是压缩机叶轮组件的示例的图；
图5是压缩机叶轮组件的示例的图；
图6是组件的示例的图；
图7是图6的组件的一部分的图；
图8是组件的示例的图；
图9是包括图8的组件的部件的组件的示例的图；
图10是组件的示例的图；
图11是包括图10的组件的部件的组件的示例的图；
图12是组件的示例的图；
图13是组件的示例的图；
图14是系统的示例的图；
图15是焊接的示例的图；
图16是方法的示例的框图；
图17是参考组件的示例的方法的示例的框图；以及
图18是参考组件的示例的方法的示例的图。
具体实施方式
下文描述了涡轮增压发动机系统的示例，接着描述了部件、组件、方法等的各种示例。
常利用涡轮增压器来增加内燃机的输出。参考图1，作为示例，系统100可以包括内燃机110和涡轮增压器120。如图1中所示出，系统100可以是车辆101的部分，其中系统100设置在发动机室中并连接到排气管道103，排气管道103将排气引导到排气出口109，排气出口109例如位于乘客室105后方。在图1的示例中，可以提供处理单元107以处理排气（例如，经由分子的催化转化来减少排放等）。
如图1中所示出，内燃机110包括：发动机机体118，该发动机机体容纳一个或多个燃烧室，其可操作地驱动轴112（例如，经由活塞）；以及进气端口114，该进气端口为空气提供到发动机机体118的流动路径；和排气端口116，该排气端口为排气提供从发动机机体118的流动路径。
涡轮增压器120可起作用以从排气中提取能量并向进入的空气提供能量，进入的空气可与燃料组合以形成燃烧气体。如图1中所示出，涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳体组件124、用于涡轮叶轮127的涡轮壳体组件126、另一壳体组件128以及排气出口136。壳体组件128可以被称为中央壳体组件，因为它被设置在压缩机壳体组件124与涡轮壳体组件126之间。
在图1中，轴122可以是包括各种部件的轴组件（例如，考虑轴和叶轮组件（SWA），其中涡轮叶轮127被焊接到轴122，等等）。作为示例，轴122可以由设置在壳体组件128中（例如，在由一个或多个孔壁限定的孔中）的轴承系统（例如，一个或多个径向轴承、一个或多个滚动元件轴承等）可旋转地支撑，使得涡轮叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转（例如，由于通过轴122可旋转地联接）。作为示例，中央壳体旋转组件（CHRA）可以包括压缩机叶轮125、涡轮叶轮127、轴122、壳体组件128和各种其他部件（例如，设置在压缩机叶轮125与壳体组件128之间的轴向位置处的压缩机侧板）。
在图1的示例中，可变几何形状组件129被示出为部分地设置在壳体组件128与壳体组件126之间。这种可变几何形状组件可以包括叶片或其他部件，以改变通向涡轮壳体组件126中的涡轮叶轮空间的通道的几何形状。作为示例，可以提供可变几何形状压缩机组件。
在图1的示例中，废气门阀（或简称废气门）135被定位在涡轮壳体组件126的排气入口附近。废气门阀135可以被控制以允许来自排气端口116的至少一些排气绕过（bypass）涡轮叶轮127。各种废气门、废气门部件等可以应用于常规的固定喷嘴涡轮、固定叶片喷嘴涡轮、可变喷嘴涡轮、双涡旋涡轮增压器等。作为示例，废气门可以是内部废气门（例如，至少部分地在涡轮壳体内部）。作为示例，废气门可以是外部废气门（例如，可操作地联接到与涡轮壳体流体连通的管道）。
在图1的示例中，还示出了排气气体再循环（EGR）管道115，其可以可选地设置有一个或多个阀117，例如，以允许排气流动到压缩机叶轮125上游的位置。
图1还示出了用于使排气流动到排气涡轮壳体组件152的示例布置150和用于使排气流动到排气涡轮壳体组件172的另一示例布置170。在布置150中，气缸盖154包括在其内的通道156，以将来自气缸的排气引导到涡轮壳体组件152，而在布置170中，歧管176提供涡轮壳体组件172的安装，例如，而没有任何单独的中间长度的排气管路。在示例布置150和170中，涡轮壳体组件152和172可以被构造成与废气门、可变几何形状组件等一起使用。
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。这种控制器可以包括电路，诸如发动机控制单元（ECU）的电路。如本文所描述的，各种方法或技术可以可选地结合控制器例如通过控制逻辑来实施。控制逻辑可以取决于一个或多个发动机操作条件（例如，涡轮转速、发动机转速、温度、负载、润滑剂、冷却等）。例如，传感器可以经由一个或多个接口196将信息传递到控制器190。控制逻辑可以依赖于这样的信息，并且控制器190继而可以输出控制信号以控制发动机操作。控制器190可以被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）、废气门（例如，经由致动器）、电动机、或者与发动机、涡轮增压器（或多个涡轮增压器）相关联的一个或多个其他部件等。作为示例，涡轮增压器120可以包括一个或多个致动器和/或一个或多个传感器198，其可以例如联接到控制器190的一个或多个接口196。作为示例，废气门135可以由控制器控制，该控制器包括响应于电信号、压力信号等的致动器。作为示例，例如，废气门的致动器可以是机械致动器，其可以在不需要电力的情况下操作（例如，考虑被构造成响应于经由管道供应的压力信号的机械致动器）。
图2示出了涡轮增压器组件200的示例，该涡轮增压器组件200包括由轴承230（例如，径向轴承、诸如具有外环的滚动元件轴承的轴承组件等）支撑的轴220，该轴设置在压缩机组件240与涡轮组件260之间的壳体280的孔（例如，由一个或多个孔壁限定的通孔）中。压缩机组件240包括压缩机壳体242，压缩机壳体242限定蜗壳246并容纳压缩机叶轮244。如图2中所示出，涡轮组件260包括涡轮壳体262，涡轮壳体262限定蜗壳266并容纳涡轮叶轮264。涡轮叶轮264可以例如焊接或以其他方式附接到轴220，以形成轴和叶轮组件（SWA），其中轴220的自由端允许附接压缩机叶轮244。
关于空气流动，当压缩机叶轮244旋转时，空气可以经由部分地由压缩机壳体242和背板270限定的扩散器部分被引导到蜗壳246，将空气经由入口249抽吸到通道248中，入口249和通道248两者都可以由压缩机壳体242限定。如图2中所示出，在涡轮增压器200操作期间，压缩机叶轮244起作用以增压空气压力，使得在蜗壳246中的空气压力（Pv）大于在通道248中的空气压力（Po）。作为示例，在实施排气气体再循环（EGR）的情况下，环境空气可以与排气混合（例如，在压缩机叶轮244的上游和/或下游）。
在图2的示例中，轴向定位销285被接收在轴承230的开口中，该开口可以是轴承230的横孔。作为示例，在轴承230是具有外环的滚动元件轴承的情况下，外环可以包括开口。作为示例，一个或多个其他类型的轴向定位机构可以被包括在涡轮增压器中，该轴向定位机构起作用以限制轴承的轴向移动（例如，和/或在一个或多个其他方向上的移动）。
在图2的示例中，轴220包括形成轴向环形面的阶梯（例如，肩部）。在图2的示例中，止推环275包括抵靠轴220的轴向环形面安置的表面。在这样的示例中，锁定螺母221可以包括与轴220的端部部分的螺纹匹配的螺纹，使得锁定螺母221相对于轴220的紧固将压缩机叶轮244和止推环275抵靠轴220的轴向环形面而加载，这能够将轴220（例如，从阶梯到其端部部分）置于张拉中。在这样的示例中，轴220、压缩机叶轮244和锁定螺母221能够作为一个单元而旋转（例如，响应于驱动涡轮叶轮264的排气）。如图2的示例中所示出，背板270可以包括孔，止推环275的至少一部分定位在该孔中，其中止推环275可以包括可以安置一个或多个密封元件（例如，O形环，活塞环等）的一个或多个凹槽。
涡轮组件260还包括可变几何形状组件250以及热护罩2901（例如，可选地成形为阶梯状环形盘），可变几何形状组件250可以被称为“筒（cartridge）”（例如，筒250），其可以使用筒250的环形部件或凸缘251（例如，可选地成形为阶梯状环形盘）来定位，该环形部件或凸缘例如使用螺栓293-1至293-N而被夹持在壳体280与涡轮壳体262之间，热护罩290设置在筒250与壳体280之间。如图2的示例中所示出，筒250包括护罩部件252和环形部件251。作为示例，一个或多个安装件或间隔件254可以设置在护罩部件252与环形部件251之间，例如，以使护罩部件252与环形部件251轴向地间隔开（例如，形成喷嘴空间）。
作为示例，叶片255可以被定位在护罩部件252与环形部件251之间，例如，其中控制机构可以引起叶片255的枢转。作为示例，叶片255可以包括叶片柱，叶片柱轴向地延伸以可操作地联接到控制机构，例如，用于使叶片255围绕由叶片柱限定的枢转轴线枢转。
关于排气流，蜗壳266中的较高压力排气传送通过筒250的通道（例如，一个或多个喷嘴、一个或多个喉部等），以到达设置在由筒250和涡轮壳体262限定的涡轮叶轮空间的中的涡轮叶轮264。在传送通过涡轮叶轮空间之后，排气沿着由涡轮壳体262的壁限定的通道268轴向向外行进，涡轮壳体262的壁还限定开口269（例如，排气出口）。如所示出的，在涡轮增压器200的操作期间，蜗壳266（Pv）中的排气压力大于通道268（Po）中的排气压力。
作为示例，叶轮（无论是涡轮叶轮还是压缩机叶轮）可以包括例如部分地由入口导流器半径（ri）和出口导流器半径（re）表征的入口导流器部分和出口导流器部分。作为示例，单独的叶片可以包括入口导流器边缘（例如，前缘）和出口导流器边缘（例如，后缘）。叶轮可以部分地由削减值（trim value）限定，该削减值表征入口导流器与出口导流器部分之间的关系。
涡轮增压器转子轴承系统将涡轮叶轮能量传递到压缩机叶轮，其通常旨在在所引发的效应最小的情况下这样做。轴承系统设计和技术的示例包括流体动力学轴承技术、滚珠轴承技术和无油轴承技术，等等。
流体动力学转子轴承系统集成了各种部件和组件，诸如轴（例如，轴和涡轮叶轮组件或SWA）、径向轴承组件、推力轴承组件、压缩机侧密封件、涡轮侧密封件、以及中央壳体。流体动力学转子轴承系统可以是中央壳体旋转组件（CHRA）。这种CHRA的动态表现倾向于是非常非线性的。这种表现可能与振动、噪音、流体损失、机械损失等相关联。
转子轴承系统在极端条件下运行。对于在约150摄氏度的相对低粘度的油（例如，0W30或0W20油），油的粘度接近于水的粘度。对于乘用车辆，涡轮增压器的最大速率可以高于300,000 rpm。这种涡轮增压器可以具有约6 mm的轴颈直径。
在操作期间，转子轴承系统可以经历各种类型的运动，其可以包括同步运动（例如，一个或多个同步轨道）和次同步运动（例如，一个或多个次同步轨道）；要注意的是，可以存在超同步运动。操作的系统的分析可以展示各种类型的运动，其可以经由诸如如下的因素来表征：从中央旋转轴线的位移（例如，微米或更小的量级）、频率（例如，如坎贝尔图中的频率相对于速度）、幅度（例如，幅度相对于频率）等。分析可以揭示各种模式，例如像弯曲模式、柱形模式和锥形模式中的一者或多者。
坎贝尔图表示作为系统振荡模式的函数的系统的响应谱。在转子动力学系统中，由于所引发的陀螺效应或流体轴承中的可变流体动力学条件，本征频率通常取决于旋转速率。对转子动力学系统的分析可以包括计算作为轴的旋转速度的函数的本征频率的值，其可以提供旋转速度图（例如，阻尼固有频率相对于轴旋转速度的图）的输出。
可以预期涡轮增压器针对最大公差进行质量控制，特别是关于轴承系统，以有助于确保超过最大额定涡轮增压器操作速度的转子动力学稳定性。涡轮增压器压缩机和涡轮叶轮可以关于叶片频率（例如，压缩机和涡轮叶片固有频率）进行质量控制。可以对叶片进行质量控制以抵抗潜在的损害性振动。涡轮增压器可以关于一个或多个轴临界速度进行质量控制，以有助于确保破坏性的轴临界速度远远超出涡轮增压器的操作范围。作为示例，较大的叶轮可以与较大的轴直径配对以有助于避免轴弯曲临界速度。
作为示例，可以以“低”速或“高”速执行平衡过程。各种可商购的平衡机器（例如，“振动分选设备”（VSR）机器）被构造用于涡轮增压器芯（例如，筒，RBS或中央壳体旋转组件（CHRA））的高速平衡。典型的基于VSR机器的平衡过程供应润滑剂并使用压缩空气驱动转子。这样的平衡要求各种手动步骤，包括记录一个或多个沉重点（heavy point）和手动切割。取决于不平衡的量，人可能需要重复这样的步骤，这增加了成本。各种低速平衡机器允许双平面平衡并且能够实现可接受的结果；要注意的是，许多高速平衡机器仅允许单平面平衡。在任一情况下，无论是低速还是高速，平衡旨在提供涡轮增压器的适当操作、噪音降低和长寿命。
越来越严格和精确的压缩机叶轮组装技术能够有助于确保相对于车辆条件的稳健性。作为示例，考虑利用能够有助于控制和减少CHRA的组装不平衡的一种或多种技术，否则该组装不平衡可能会导致一种或多种有害表现（例如，运动、轨道等）。
作为示例，方法可以包括利用各种筒形部件用于压缩机叶轮组装（例如，将压缩机叶轮配合到轴，该轴可以是CHRA的轴）。
作为示例，方法可以包括利用无螺纹锁定螺母（例如，锁定环）和无螺纹轴。这种方式可以有助于确保锁定螺母、短轴（例如，压缩机叶轮和推力间隔件）相对于轴的旋转轴线更好地对齐。这种方式可以允许使用配合的表面，当与带螺纹的表面相比时，该配合的表面可以更精确地满足规格。
作为示例，方法可以简化制造和/或组装（例如，以增加吞吐量、允许关注制造的其他方面的时间、允许关注组装的其他方面的时间等）。
作为示例，当与扭矩和角度或/和拉伸控制方式相比时，方法可以允许用于轴上的压缩机叶轮紧固的更精确的过程。
作为示例，方法可以有助于降低在组装期间变形的风险，这可以有助于实现相对于旋转轴线的同轴套管组装，这可以有助于使不平衡最小化。
图3示出了两个组件300和350的示例，其中组件中的每个包括具有通孔322或372以及锁定螺母310或360的压缩机叶轮320或370，锁定螺母310或360固定到延伸通过通孔322或372的轴301或351。如所示出的，压缩机叶轮370包括两个叶轮面375和377（例如，面向外和面向内），而压缩机叶轮320仅包括单个叶轮面（例如，面向外；要注意的是，单个叶轮面可以面向内）。
在图3的示例中，轴301和351中的每者从相应的涡轮叶轮360和390延伸。沿着轴301和351中的每者轴向地设置的是相应的止推环313和363以及相应的轴承315和365。轴301包括压缩机叶轮部分302、止推环部分303、压缩机径向轴承部分304、轴承部分305和涡轮径向轴承部分306。轴351也包括压缩机叶轮部分352、止推环部分353、压缩机径向轴承部分354、轴承部分355和涡轮径向轴承部分356。针对轴承315和365（zB）、止推环313和363（zB）、压缩机叶轮320和370（zC）以及锁定螺母310和360（zN）示出了各种轴向尺寸。
对于组件300，压缩机叶轮320包括邻接锁定螺母310的鼻部端324和邻接止推环313的基部端326。压缩机叶轮320在其鼻部端324处具有最小半径rC-Min，并且在边缘328处具有最大叶轮半径rC-Max，边缘328与所谓的z-平面重合。
对于组件350，压缩机叶轮370包括邻接锁定螺母360的鼻部端374和邻接止推环363的基部端376。压缩机叶轮370在其鼻部端374处具有最小半径rC-Min，并且在边缘378处具有最大叶轮半径rC-Max，边缘378与所谓的z-平面重合。
在组件300和350中，相应的轴301和351各自包括肩部（例如，阶梯），该肩部位于在轴承与止推环部分之间的过渡处。如所示出的，止推环313可以抵靠轴301的肩部而安置，并且止推环363可以抵靠轴351的肩部而安置。作为示例，轴肩部可以包括能够与止推环的环形表面接触的环形表面。作为示例，止推环可以包括与压缩机叶轮的基部端接触的环形表面。作为示例，止推环可以被“夹持”（例如，经由锁定螺母的紧固）在位于轴的表面与压缩机叶轮的表面之间的轴向位置中，使得压缩机叶轮、止推环和轴作为一个单元旋转。在这样的示例中，轴承可以被定位成在止推环与轴承的端部之间具有轴向间隙，并且轴承可以被定位成在涡轮叶轮的表面与轴承的相对端之间具有轴向间隙。如所提及的，轴承可以被轴向地定位在轴承的轴向移动受限的位置处。
关于平衡，作为示例，锁定螺母可以由钢制成并且适合于通过磁场感测来测量不平衡。在平衡过程期间，可以根据由平衡机器（例如，振动分选设备等）提供的信息来在锁定螺母中进行一个或多个切割。作为示例，锁定环可以由钢制成并且适合于通过磁场感测来测量不平衡。在平衡过程期间，可以根据由平衡机器（例如，振动分选设备等）提供的信息来在锁定环中进行一个或多个切割。
图4示出了组件400的示例，其包括轴401、锁定螺母410、止推环413和压缩机叶轮420，其中轴401延伸通过压缩机叶轮420的孔422，其中锁定螺母410邻接压缩机叶轮420的鼻部端424，并且其中止推环413邻接压缩机叶轮420的基部端426。在这样的示例中，锁定螺母410可以包括与轴401的外螺纹配合的内螺纹，使得锁定螺母410可以接触压缩机叶轮420的鼻部端424以将压缩机叶轮420保持在轴401上。例如，锁定螺母410可以被旋转，以使得匹配的螺旋螺纹引起锁定螺母410响应于旋转继而轴向地平移。
如图4的放大视图中所示出，锁定螺母410包括内螺纹，并且轴401包括外螺纹，其中所述螺纹是配合的螺纹，使得在轴401不旋转的情况下锁定螺母410的旋转引起锁定螺母410相对于轴401轴向地平移（例如，螺纹由螺距限定，使得若干度的旋转引起轴向方向上的相应移动）。
作为示例，组装过程可以被称为夹持。例如，锁定螺母410可以以这样的方式夹持压缩机叶轮420，其中压缩机叶轮420处于压缩下并且轴401处于张拉下。在图4的示例中，止推环413可以抵靠轴401的表面403（例如，肩部）而安置，使得锁定螺母410的紧固起作用以在压缩机叶轮420和止推环413上施加压缩力。在这样的示例中，轴401可以至少部分地处于张拉下（例如，从表面403的轴向位置至锁定螺母410的轴向位置）。作为示例，在操作期间，热能和动能可以引起力的改变。
各种材料性质可以表征组件可以如何响应于热能、旋转、压缩、张拉等。例如，热系数可以确定材料响应于温度改变而膨胀或收缩多少。作为另一示例，泊松比可以表征可以响应于压缩或张拉而发生的尺寸改变。具有公开号US2013/0115088A1的美国专利申请公开通过引用并入本文，其被转让给霍尼韦尔国际公司（Honeywell International Inc.）（'088公开）。'088公开描述了与使用螺母将压缩机叶轮紧固到轴相关联的各种现象，参考诸如钢、铝和钛的材料。例如，轴可以由钢（例如，不锈钢或其他钢）制成，并且压缩机叶轮可以由铝（例如，铝或铝合金）制成。由于这种材料的材料性质，它们对负载不同地响应，并且这种材料可以对温度不同地响应。
在使用和不使用的时期期间，涡轮增压器的轴和压缩机叶轮暴露于各种温度，这可能会引起轴和压缩机叶轮以及其他部件膨胀或收缩。在部件由不同材料制成的情况下，它们各自的线性热膨胀系数可能不同，这可能导致负载（例如，力）、间隙等的改变。线性热膨胀系数可能相当不同，例如，不锈钢（316）约为16×10-6 m/mK，铝约为22×10-6 m/mK，并且钛约为9×10-6 m/mK。因此，对于温度的一度的改变（C或K），铝将比不锈钢线性地膨胀更多，不锈钢将比钛线性地膨胀更多。
在部件在一个方向上经历应变的情况下，在另一方向上的应变可以由制成部件的材料的泊松比来表征。例如，在部件在一个方向上被压缩的情况下，其可以在另一方向上膨胀，并且类似地，在部件在一个方向上被张拉的情况下，其可以在另一方向上收缩。泊松比可以在形式上被定义为横向应变（垂直于所施加的负载）与轴向应变（在所施加的负载方向上）的比率。对于各向同性不锈钢，泊松比约为0.30至0.31；对于各向同性铝合金，泊松比倾向于略微更高，约为0.33。对于各向同性钛，泊松比约为0.34。一些材料可以具有负泊松比。
对于涡轮增压器组件的部件，对应变的理解源于对应力的理解。弹性材料的应力与应变之间的关系可以通过材料的杨氏模量来表征，杨氏模量可以被定义为在适用胡克定律的应力范围（例如，可逆应变）上单轴向应力与单轴向应变的比率。在固体力学中，应力-应变曲线在任何点处的斜率是切线模量，并且应变-应变曲线的初始线性部分的斜率是杨氏模量（或拉伸模量或弹性模量）。杨氏模量取决于温度，其中对于约200 C的温度，钢为约27×106 psi，钛为约14×106 psi，并且铝为约9×106 psi。
在操作时期期间，旋转部件经历相当大的向心力，这可以通过质量、质量半径和角速度来确定。质量可以通过使用材料的密度和体积来确定，例如，其中不锈钢的密度约为8,000 kg/m3，铝约为2,700 kg/m3，并且钛约为4,500 kg/m3。在给定向心力（例如，应力）的情况下，可以使用杨氏模量来预测径向应变量。继而，使用泊松比，可以预测轴向应变量。在泊松比为正（例如，钢、铝、钛等）的情况下，轴向应变将为负。例如，以100,000 rpm旋转的铝合金压缩机叶轮将径向地膨胀并轴向地收缩。
泊松比是横向与轴向应变的负比。例如，在材料在三维坐标系的一个方向上被压缩的情况下，它可以在其他方向上（例如，垂直于压缩方向）膨胀，这种现象被称为泊松效应。对于膨胀和压缩的改变的小值，泊松比是膨胀的分数（或百分比）除以压缩的分数（或百分比）。相反，如果材料被拉伸而不是被压缩，则它可以在横向于拉伸方向的一个或多个方向上收缩（例如，也可以称为泊松效应的效应）。在这样的场景中，泊松比是相对收缩与相对膨胀的比率。在某些情况下，材料在被压缩时可以在横向方向收缩（或在被拉伸时膨胀），这将产生负的泊松比值。
在图4的示例中，组件400对应于用于通孔压缩机叶轮夹持的过程，其中锁定螺母410被紧固在带螺纹的轴401上。这样的过程可以生成夹持负载的显著量的变化性（variability）并且可以伴随有显著量的不平衡。夹持负载的变化性导致可能会约束设计和性能的紧固的最小和最大规格。归因于夹持的不平衡可以来源于锁定螺母本身，例如，由于没有被定心在轴上（例如，在螺纹未径向定位的情况下），以及例如是来源于紧固，其可以生成轴的扭转和弯曲。
图5示出了组件500的示例，其包括轴501、锁定环510、止推环513和压缩机叶轮520，其中轴501延伸通过压缩机叶轮520的孔522，其中锁定环510邻接压缩机叶轮520的鼻部端524，并且其中止推环513邻接压缩机叶轮520的基部端526。
在图5的示例中，组件500包括将轴501固定到锁定环510的焊接部550。如图5中的放大视图中所示出，焊接部550可以部分地由径向尺寸（例如，Δr）和轴向尺寸（例如，Δz）限定。焊接部550可以通过产生凝固的焊接熔池来形成。例如，通过能量束（例如，激光等）沉积的能量可以引起至少锁定环510的材料熔化以形成焊接熔池，该焊接熔池在凝固时将轴501固定到锁定环510。这种固定可以处于在组装时（例如，在焊接以形成焊接部550时）确定的轴向位置处。
在图5的示例中，锁定环510包括内表面512，内表面512限定锁定环510的孔和纵向孔轴线（例如，zB-LC）。在这样的示例中，内表面512可以是筒形的并且例如通过柱坐标系中的坐标（例如，r、z和Θ）来限定。内表面512可以在锁定环510的轴向长度的至少一部分上具有恒定的直径。
在图5的示例中，锁定环510包括外表面514。在这样的示例中，外表面514可以是筒形的并且例如通过柱坐标系中的坐标（例如，r、z和Θ）来限定。在给定状态下，外表面514可以是轴对称的，使得锁定环510关于其质量围绕锁定环510的孔的纵向轴线平衡。作为示例，锁定环510的一部分可以在平衡操作期间被移除以平衡旋转组件（例如，CHRA）。
在图5的示例中，轴501包括外表面502。在这样的示例中，外表面502可以是筒形的并且例如通过柱坐标系中的坐标（例如，r、z和Θ）来限定。外表面502可以在轴501的轴向长度的至少一部分上具有恒定的直径。
如图5中的示例所示出，锁定环510的孔可以接收轴501，使得轴501的一部分可以至少部分地轴向地延伸到锁定环510的孔中，使得锁定环510的内表面512与轴501的外表面502接触。在这样的示例中，锁定环510与轴501可以是同轴的，使得轴501的旋转轴线与锁定环510的纵向孔轴线对齐。
在图5的示例中，锁定环510被示出为包括相反的表面516和518，其中表面518可以与压缩机叶轮520的鼻部端524的表面接触。在这样的示例中，表面518和压缩机叶轮520的鼻部端524的表面可以基本上是平面状的并且是平行的；要注意的是，表面502和512可以是指示锁定环510如何与轴501对齐的表面。
作为示例，锁定环510的表面516可以具有便于形成焊接部550的一种或多种形状。例如，表面516可以是平面状的，使得锁定环510的纵向孔轴线垂直于表面516和/或其中当在从表面512到表面514的方向上移动时表面516向下倾斜（例如，朝向压缩机叶轮520的鼻部端524）。
作为示例，锁定环510可以是具有对称轴线的筒形壁。作为示例，表面516和518可以具有相同的尺寸，使得表面516和518中的任一者可以被取向成面向压缩机叶轮520的鼻部端524的表面。
在图5的示例中，锁定环510可以是能够在锁定环510不相对于轴501改变其轴向位置的情况下围绕轴501旋转的。例如，锁定环510可以是无螺纹的并且轴501的至少一部分可以是无螺纹的，使得锁定环510可以围绕轴501能够平移且能够旋转，而轴501和锁定环510中的任一者的特征不接合（例如，与图4的示例中配合的螺纹将接合不同）。
作为示例，锁定环510可以是相对低质量的部件，其由能够经由焊接过程被熔化的材料制成。作为示例，锁定环510可以被设置为能够被焊接到轴501的整体部件。
在将锁定环510焊接到轴501时，一个或多个部件可以承载所施加的负载。例如，在焊接期间一个或多个负载可以被施加到组件500，使得焊接部550固定被施加到组件500的负载中的至少一个。
如所提及的，对于图4的组件400，锁定螺母410相对于轴401的旋转引起锁定螺母410在轴401上轴向地平移，使得负载可以关于压缩机叶轮420增加或减小（例如，取决于旋转方向）。在图5的示例中，在将锁定环510焊接到轴501之前，锁定环510可以是能够在不改变其相对于轴501的轴向位置的情况下旋转的，并且锁定环510可以经由滑动运动在轴501上轴向地平移，滑动运动可以通过手工、通过机器等执行。作为示例，组装过程可以包括将锁定环510放置在轴501上（例如，通过机器或通过手工）并且施加负载。在这样的示例中，一旦已经施加了期望的负载，则可以利用焊接单元来将一个或多个束引导至锁定环510的至少一部分处，以熔化锁定环510的至少一部分以形成能够凝固以将锁定环510固定到轴501的焊接熔池。
作为示例，组件可以包括锁定环，锁定环具有圆形、筒形且精确的形状，其不具有内螺纹，诸如图4的锁定螺母410的内螺纹。例如，锁定环510可以具有圆形、筒形且精确的形状，其没有内螺纹，诸如图4的锁定螺母410的螺纹。如图4中所示出，锁定螺母410包括内螺纹，并且轴401包括外螺纹，其中螺纹是配合的螺纹，使得锁定螺母410在轴401不旋转的情况下的旋转引起锁定螺母410相对于轴401轴向地平移。
在利用锁定环而不是锁定螺母的情况下，可以改善组装过程的定位和不平衡控制。作为示例，组装过程可以更精确和更容易并且能够利用包括将锁定环焊接到轴的紧固过程。
作为示例，可以在组装期间没有扭转的情况下实施组装过程；要注意的是，扭转可以影响平衡控制。例如，考虑当锁定螺母410旋转并且接触一个或多个其他部件（例如，轴401、压缩机叶轮420等）时可经由图4的锁定螺母410引入的扭转。在这样的示例中，锁定螺母410的旋转移动可以施加扭转。
作为示例，组装过程可以包括以直接施加负载的方式施加负载，例如沿轴向方向施加负载。这种方式可以包括在不施加扭矩的情况下施加负载，与角度或拉伸等无关。当与旋转在图4的轴401上的图4的锁定螺母410相比较时，这种方式可能更加直接，图4的方式可能会取决于各种因素，诸如可变的材料性质、摩擦系数等。例如，锁定螺母410的螺纹和轴401的螺纹可以引入摩擦、加热、松弛、应力等，这在图5的示例中在锁定环510被焊接到轴501的情况下不发生。例如，图5的方式可有助于在组装期间使变形最小化并且保持组件是筒形的且相对于旋转轴线对齐。
作为示例，与使用是带螺纹的部件（例如，图4的带螺纹的锁定螺母410和带螺纹的轴401）的部件相比，可以经由使用是无螺纹部件的部件实现成本的降低。
可以经由测量拉伸（例如，距离）来控制包括具有内螺纹的锁定螺母的方法，该锁定螺母螺接至涡轮增压器轴的外螺纹以“锁入”期望的负载量（例如，加载），该拉伸可能由于轴的伸长而引起。例如，这种基于锁定螺母的方式可以经由伸长量（例如，拉伸）来估计或推断期望的负载，伸长量可以是在几十微米（例如，20微米至约80微米等）的范围中的距离。在这样的示例中，各次组装之间的伸长的改变可能不一定确保期望的负载量。此外，伸长的测量可能比例如直接测量负载（例如，力）精度更低。
作为示例，在约3000 N至约6000 N的力范围内（例如，考虑直径为约30 mm至约60mm的压缩机叶轮），伸长或拉伸可以为约20微米至约80微米。拉伸和/或其改变的控制可以是，例如，正或负约7微米至约10微米；然而，力的控制（例如，负载）可以低于约200 N。因此，在与包括基于距离的测量（例如，伸长或拉伸）的控制的方法相比时，包括力或负载控制的方法可以输出在加载方面被更精确地指定的组件。
作为示例，可以实施基本上完全筒形的可焊接系统以在以精确方式焊接锁定环的情况下施加期望的夹持负载，以有助于确保以相对永久的方式施加负载。
作为示例，可以利用焊接作为更严格且精确的压缩机叶轮组装过程的一部分，其能够提供关于车辆条件的稳健性、控制和减少中央壳体旋转组件（CHRA）的组装不平衡等。
作为示例，过程可以利用筒形部件作为锁定环。作为示例，过程可以有助于确保锁定/夹持部件、短轴（例如，以及潜在的压缩机叶轮和推力间隔件）相对于轴的旋转轴线的增加的对齐。作为示例，过程可以是在一个或多个方面中简化的过程，并且可以提供更精确的压缩机叶轮紧固以及减小的扭矩和角度或/和拉伸问题。
作为示例，过程可以包括例如没有径向螺纹定位设计问题（例如，以增强不平衡控制）的一个或多个完全圆形、筒形和精确成形的部件。作为示例，过程可以是可以在组装期间无扭转地实施的焊接过程（例如，注意到，扭转可以影响平衡控制）。作为示例，组装过程可以施加负载而不例如取决于可变的材料性质、摩擦系数等施加显著量的扭矩、角度或拉伸中的一者或多者。作为示例，过程可以改善CHRA平衡直通率（balancing rolledthroughput yield，RTY）。
作为示例，被焊接到轴上的锁定环可以包括对于移除材料以便平衡的目的来说足够的材料量。作为示例，压缩机叶轮可以包括鼻部部分，其中焊接的锁定环与鼻部部分相邻，并且其中可以经由材料移除来利用鼻部部分和焊接的锁定环中的一者或多者以用于平衡。作为示例，组件可以包括压缩机叶轮，该压缩机叶轮包括鼻部部分，其中经由从鼻部部分移除材料而不是例如从焊接的锁定环移除材料来实现平衡，该焊接的锁定环被焊接以将压缩机叶轮夹持到轴。作为示例，锁定环、轴、止推环和压缩机叶轮可以由金属材料制成，例如，考虑一种或多种金属和/或一种或多种合金。
图6示出了组件600的示例，其包括施力器640，施力器640可以包括一个或多个臂644和一个或多个开口645。如所示出的，组件600还包括牵引器650和负载传感器670，负载传感器670可以被可操作地联接到电路680。例如，电路680可以提供由负载传感器670输出的信息，该信息可以在控制系统（例如，控制器）中利用以控制所施加（例如，通过施力器640和/或牵引器650）的力（例如，负载）的量。
作为示例，负载传感器可以是可以生成电信号的换能器，其中电信号的特征（例如，幅度）与被测量的力相关（例如，可选地与被测量的力成正比）。作为示例，负载传感器可以是液压负载传感器、气动负载传感器、应变仪负载传感器或另一类型的负载传感器中的一者或多者。作为示例，负载传感器可以可操作地联接到控制器，可以利用控制器来控制一件或多件装备。
在图6的示例中，组件600可以被可操作地联接到中央壳体旋转组件（CHRA），其包括轴601、锁定环610、止推环613和压缩机叶轮620，其中轴601延伸通过压缩机叶轮620的孔622，其中锁定环610邻接压缩机叶轮620的鼻部端624，其中止推环613邻接压缩机叶轮620的基部端626并且其中止推环613邻接轴601的表面603（例如，限定轴的肩部的环形面等）。
在图6的示例中，止推环613包括邻接轴601的表面603的内表面（例如，环形面）。在这样的示例中，轴601的表面603可以更靠近压缩机叶轮620的基部端626，并且例如，对齐（例如，平面对齐）可以更少地受到止推环613的材料体积的影响（例如，这种布置可以减少在轴的负载轴承表面与压缩机叶轮的基部端之间止推环材料的量）。在图6的示例中，止推环613可以包括轴向厚度，该轴向厚度限定在轴601的表面603与压缩机叶轮620的基部端626之间的轴向距离。各个表面可以是平面状的并且被对齐为基本上平行，使得各个轴线基本上对齐。
图6示出了诸如激光束发射器的束发射器的示例，其可以将能量束引导到锁定环610处以形成材料的焊接熔池，材料的焊接熔池至少包括锁定环610的材料，其中，在焊接熔池凝固（例如，冷却至凝固温度）时，可以形成将锁定环610固定到轴601的焊接部。
图7示出了图6的组件600的一部分。在图7的示例中，力F和力F2被图示为如在夹持过程中可以被考虑的那样，该夹持过程实施施力器640以实现CHRA的期望状态。作为示例，力F可以是可以经由将锁定环610焊接到轴601而被“锁入”的负载或夹持力。作为示例，力图可以包括相对于止推环所图示的力，在存在的情况下。例如，可以相对于止推环613和压缩机叶轮620和/或相对于止推环613和轴601的表面603来图示力箭头。
在图7的示例中，施力器640包括能够夹持轴601的端部部分的牵引器650，以及例如能够接触压缩机叶轮620的一个或多个构件660。例如，一个或多个构件660可以是筒形构件、多叉（multi-prong）构件等。一个或多个构件660可以包括一个或多个平坦的和/或波状的表面，其可以抵靠压缩机叶轮620的一个或多个表面而安置。
在图7的示例中，锁定环610可以相对于轴601自由地平移，使得压缩机叶轮602的轴向移动引起锁定环610的轴向移动。在这样的示例中，锁定环610可以骑在压缩机叶轮620的鼻部端624上。作为示例，锁定环610可以由于重力而带有力地接触鼻部端624。作为示例，组件600可以相对于重力对齐，使得轴601的旋转轴线与重力对齐（例如，轴601可以是竖直的）。
如所示出的，施力器640包括能够夹持轴601的端部部分的牵引器650。在图7的示例中，施力器640的一个或多个构件660可以接触压缩机叶轮620。例如。一个或多个构件660可以是筒形构件、多叉构件等，其在一个或多个点、表面等处接触压缩机叶轮620的鼻部端624。一个或多个构件660可以包括一个或多个平坦的和/或波状的表面，所述表面可以抵靠例如压缩机叶轮620的鼻部端624的表面而安置。
如所提及的，在图6的示例中，施力器640可以包括负载传感器670，其可以可操作地联接到电路680，例如，以控制可以包括焊接的组装过程。如所示出的，可以存在用于能量束（参见虚线）的瞄准线，该能量束可以被引导到锁定环610，例如，在锁定环610与轴601之间的界面处或附近，以形成一个或多个焊接熔池，所述焊接熔池能够凝固以将锁定环610紧固（例如，固定）到轴601。在这样的示例中，由施力器640施加的负载的所施加量可以被“锁入”。
作为示例，在包括焊接的组装过程中，压缩机叶轮鼻部压缩可以根据最小负载来指定，例如，约3500N或更大的负载，其中负载变化性为约5％至约20％。例如，考虑约3000N的最小负载和约4000N的最大负载。作为示例，取决于尺寸，轴的拉伸可以在约55微米至约65微米的范围中。作为示例，安置表面（例如，施力表面等）可以是约10平方毫米至约30平方毫米。例如考虑对于在压缩机叶轮的鼻部部分处的约9毫米的直径的约20平方毫米的安置表面。
作为示例，关于压缩机叶轮毂压缩，过程可以包括在负载松弛期间压缩压缩机叶轮。作为示例，考虑例如具有约25微米的松弛（例如，基于拉伸）的约3500N的松弛后的最小负载。在这样的示例中，在负载变化性可以是约5％至约10％的情况下，可以确定最小和最大力以及在接触和最终拉伸时的拉伸估计。继而，可以确定安置表面区域。
作为示例，过程可以包括确定负载精度以及确定反负载表面的形状和/或尺寸。作为示例，过程可以包括确定负载精度以及确定如何定位施力器以不生成增加的应力。在这样的示例中，可以利用计算来确定在组装过程期间抓握多少。
图8示出了组件800的示例，其包括施力器840，施力器840包括牵引器850和一个或多个臂860。在图8的示例中，组件800可以可操作地联接到中央壳体旋转组件（CHRA），其包括轴801、锁定环810、止推环813和压缩机叶轮820，其中轴801延伸通过压缩机叶轮820的孔822，其中锁定环810邻接压缩机叶轮820的鼻部端824，其中止推环813邻接压缩机叶轮820的基部端826，并且其中止推环813邻接轴801的表面803（例如，限定轴的肩部的环形面等）。
在图8的示例中，施力器840可以向锁定环810施加力。在这样的示例中，当施加期望量的力时，焊接过程可以包括将锁定环810焊接到轴801。
图9示出了图8的组件800的一部分。如所示出的，组件800还包括负载传感器870，其可以可操作地联接到电路880。在图9的示例中，力F和力F2被图示为如在夹持过程中可以被考虑的那样，该夹持过程实施施力器840以实现CHRA的期望状态。作为示例，力F可以是可以经由将锁定环810焊接到轴801而被“锁入”的负载或夹持力。作为示例，力图可以包括相对于止推环所图示的力，在存在的情况下。例如，可以相对于止推环813和压缩机叶轮820和/或相对于止推环813和轴801的表面803来图示力箭头。
在图9的示例中，施力器840包括能够夹持轴801的端部部分的牵引器850，以及例如能够接触止推环810的一个或多个构件860。例如，一个或多个构件860可以是筒形构件、多叉构件等。一个或多个构件860可以包括一个或多个平坦和/或波状的表面，其可以抵靠锁定环810的一个或多个表面而安置。
作为示例，组件800可以相对于重力对齐，使得轴801的旋转轴线与重力对齐（例如，轴801可以是竖直的）。
如所提及的，在图9的示例中，施力器840可以包括负载传感器870，其可以可操作地联接到电路880，例如，以控制可以包括焊接的组装过程。如所示出的，可以存在用于能量束（参见虚线）的瞄准线，该能量束可以被引导到锁定环810，例如，在锁定环810与轴801之间的界面处或附近，以形成一个或多个焊接熔池，所述焊接熔池能够凝固以将锁定环810紧固（例如，固定）到轴801。在这样的示例中，由施力器840施加的负载的所施加量可以被“锁入”。
图10示出了组件1000的示例，其包括施力器1040，施力器1040包括牵引器1050和一个或多个臂1060。在图10的示例中，组件1000可以被可操作地联接到中央壳体旋转组件（CHRA），其包括轴1001、锁定环1010、止推环1013和压缩机叶轮1020，其中轴1001延伸通过压缩机叶轮1020的孔1022，其中锁定环1010邻接压缩机叶轮1020的鼻部端1024，其中止推环1013邻接压缩机叶轮1020的基部端1026，并且其中止推环1013邻接轴1001的表面1003（例如，限定轴的肩部的环形面等）。
在图10的示例中，施力器1040可以在毂部分处（例如，在压缩机叶轮1020的z-平面处或上方）向压缩机叶轮1020施加力。在这样的示例中，当施加了期望量的力时，焊接过程可以包括将锁定环1010焊接到轴1001。
图11示出了图10的组件1000的一部分。如所示出的，组件1000还包括负载传感器1070，其可以可操作地联接到电路1080。在图11的示例中，力F和力F2被图示为如在夹持过程中可以被考虑的那样，该夹持过程实施施力器1040以实现CHRA的期望状态。作为示例，力F可以是可以经由将锁定环1010焊接到轴1001而被“锁入”的负载或夹持力。作为示例，力图可以包括相对于止推环而图示的力，在存在的情况下。例如，可以相对于止推环1013和压缩机叶轮1020和/或相对于止推环1013和轴1001的表面1003来图示力箭头。
在图11的示例中，施力器1040包括能够夹持轴1001的端部部分的牵引器1050，以及例如能够接触压缩机叶轮1010的一个或多个构件1060。例如，一个或多个构件1060可以是筒形构件、多叉构件等。一个或多个构件1060可以包括一个或多个平坦的和/或波状的表面，其可以抵靠压缩机叶轮1020的一个或多个表面而安置。
作为示例，组件1000可以相对于重力对齐，使得轴1001的旋转轴线与重力对齐（例如，轴1001可以是竖直的）。
如所提及的，在图11的示例中，施力器1040可以包括负载传感器1070，其可以可操作地联接到电路1080，例如，以控制可以包括焊接的组装过程。如所示出的，可以存在用于能量束（参见虚线）的瞄准线，该能量束可以被引导到锁定环1010，例如，在锁定环1010与轴1001之间的界面处或附近，以形成一个或多个焊接熔池，所述焊接熔池能够凝固以将锁定环1010紧固（例如，固定）到轴1001。在这样的示例中，由施力器1040施加的负载的所施加量可以被“锁入”。
作为示例，可以在一个或多个过程中利用组件600、800和/或1000，该过程旨在避免轴在加载之后弯曲、并且旨在使增加的质量最小化。这样的一个或多个过程可以旨在将部件组装到如在压缩机叶轮鼻部处测量的具有低不平衡（例如，低质量和低弯曲）的组件。这样的一个或多个过程可以利用负载控制而不是例如拉伸控制。作为示例，一个或多个过程可以包括平衡，其中可以从包括焊接部的锁定环移除质量。
图12示出了组件1200的示例，其中轴1201包括内螺纹1202，并且其中锁定环1210配合到轴1201。如所示出的，内螺纹1202可以接收工具1280的一部分的外螺纹1282，工具1280可以是牵引器（参见例如牵引器650、850和1050）。在图12的示例中，工具1280可以向轴1201施加力，其中可以利用焊接来将锁定环1210固定到轴1201。
图13示出了组件1300的示例，其中轴1301包括外螺纹1302，并且其中锁定环1310配合到轴1301。如所示出的，外螺纹1302可以被工具1380的一部分的内螺纹1382接收，工具1380可以是牵引器（参见例如牵引器650、850和1050）。在图13的示例中，工具1380可以向轴1301施加力，其中可以利用焊接来将锁定环1310固定到轴1301。
图14示出了系统1400的示例，系统1400可以包括用于一个或多个束的一个或多个分支。在这样的示例中，单个束单元可以生成可以被分裂成多个束的束，其中，所述束中的每个可以经由其自己的束路径被引导。例如，束1440-1和1440-2可以来自分裂的束，或者可以来自独立的束生成器。
如图14中所示出，工件可以包括图6的组件600的特征。在图14中，支架1401紧固旋转组件1402，同时可以控制加载装备1403和1404（例如，经由功率控制单元1422、另一控制器1405等）以施加一个或多个负载，这可以根据加载方案来进行。这样的加载方案可以考虑一个或多个因素，例如像工件的类型和/或尺寸和/或其特定部件。在图14的示例中，支架1401可以以如下的方式夹持旋转组件1402，其中例如轴和叶轮组件（SWA）将其旋转轴线与重力基本上对齐。在这样的示例中，可以使重力在旋转组件1402上的作用可以最小化，考虑到重力是可能会引起轴向未对齐的因素（例如，考虑轴承系统在壳体的孔中的移位等）。
在图14的示例中，多个束的使用可以提供“锁入”期望的负载。例如，在利用多个束并且针对锁定螺母的不同部分（例如，锁定螺母与轴界面）的情况下，可以同时激励两个或更多个束，使得力（例如，包括应力）围绕锁定螺母和轴更均匀地分布。作为示例，束1440-1和1440-2可以被定位成彼此相距约180度。
作为示例，方法可以包括点焊和/或连续焊，其中，例如，当焊接发生时一个或多个部件相对于彼此移动（例如，当被激励的束被引导在所述一个或多个部件处时）。作为示例，束1440-1和1440-2中的一个或多个可以移动和/或旋转组件1402的旋转部件中的一个或多个可以移动。作为示例，方法可以包括形成多个点焊接部。作为示例，方法可以包括形成至少一个点焊接部。作为示例，方法可以包括形成至少一个连续焊接部。作为示例，方法可以包括形成至少一个点焊接部并形成至少一个连续焊接部。作为示例，方法可以包括同时形成多个焊接部。
作为示例，系统1400可以包括可以馈送分配子系统1420的盘激光器模块1410。作为示例，盘激光器模块1410可以包括以1030 nm操作的二极管泵浦薄盘激光器。例如，考虑包括具有约941 nm的能量发射的二极管的泵浦单元1420，其中这样的能量可以被引导到盘激光器模块1410的Yb:YAG盘。
光学器件可以包括抛物面镜和反向反射镜，其中未吸收的功率可以被多次成像，例如，以优化效率。作为示例，单个盘可以产生高达约3.5千瓦的功率，在近红外（NIR）中以约1030 nm的波长操作。作为示例，可以级联多个盘以实现更高的功率水平。控制器可以提供不同激光参数的选择，例如像操作模式、功率水平和束质量。Yb:YAG盘激光器可以比Nd:YAG激光器生成更小的束尺寸（例如，斑尺寸），这继而可以允许高能量密度。
在图14的示例中，分配子系统1420从盘激光器模块1410接收激光束。分配子系统1420被示出为包括功率控制单元1422、开关1424、分裂器1426和耦合件（coupling）1428。这样的耦合件可以将单独的激光束引导到系统1400的路径，例如，以经由一个或多个激光束来执行焊接。
作为示例，一个或多个传感器可以感测可能适合于检测一个或多个激光束的功率改变的信息（例如，间接检测技术）。关于一个或多个传感器，作为示例考虑温度传感器、背反射传感器、等离子体传感器和相机（例如，CMOS相机等）中的一者或多者。作为示例，诸如温度传感器、背反射传感器或等离子体传感器的传感器可以以约几十千赫兹的量级的采样率操作。作为示例，相机传感器可以以约一千赫兹的量级的采样率操作。
关于用于直接感测激光功率的功率传感器，焊接头可以包括可以提供温度信息的保护窗筒（protective window cartridge），可以从该温度信息确定激光束的功率。作为示例，用于直接感测激光功率的功率传感器可以包括用于以量热法测量激光功率的部件。例如，吸收器可以被激光束的至少一部分辐射限定的时期，其中吸收器的热容量和温度升高是已知的。给定这样的信息，可以计算激光功率。
再次参考图14的功率控制单元1422（例如，控制器），可以关于功率控制实施闭环技术，其中例如调节一个或多个源，其中一个或多个源产生激光束（参见例如泵浦二极管1412）。在这样的示例中，功率控制单元1422可以可操作地联接到另一控制器，诸如控制器1405，控制器1405可以控制施加到旋转组件1402的力。作为示例，系统1400可以包括单个控制器或多个控制器，其可以以协调的方式操作以施加力。
作为示例，激光束可以例如通过如下中的一者或多者来表征：束功率、未聚焦的束的束直径和束位置，焦点处的束直径和束位置、以及束的偏振。
图15示出了关于图5的示例组件的示例场景1500，其包括束1540-1和束1540-2，束1540-1和束1540-2朝向由锁定环510和轴501形成的接头被引导。如对于束1540-1所图示的，焊接熔池可以与一个或多个等离子体一起形成。作为示例，可以控制束的穿透深度，例如，以至少部分地控制焊接部深度。例如，可以控制匙孔（keyhole）深度以在锁定环510与轴501之间形成焊接部。
作为示例，可以采用图14的系统1400来形成场景1500的焊接部区域。作为示例，用于焊接的控制可以包括如下中的一者或多者：位置控制、旋转控制、气体控制、温度控制、能量控制、焦点控制、束斑尺寸控制、等离子体控制等。
作为示例，涡轮增压器SWA可以包括由第一材料制成的轴部分，其中锁定环可以可选地由相同材料制成。在这样的示例中，焊接涉及用共同的材料形成焊接部。作为示例，涡轮增压器SWA可以包括由第一材料制成的轴部分，其中锁定环可以可选地由不同的第二材料制成。在这样的示例中，焊接涉及用两种不同的材料形成焊接部。作为示例，在焊接之前在接头处包括填料材料的情况下，可以存在又另一材料。作为示例，方法可以包括将由包括一种或多种金属的材料制成的锁定环连接到低合金钢轴，以将具有紧固的压缩机叶轮的轴形成为一个单元，其中连接包括用一个或多个束进行焊接。
作为示例，方法可以包括将涡轮叶轮焊接到轴以形成SWA，并且然后经由将锁定环焊接到轴的另一焊接部来将压缩机叶轮紧固到轴。在这样的示例中，旋转组件（例如，CHRA）的旋转组可以包括双焊接轴，其中在功能上利用焊接部以将涡轮叶轮和压缩机叶轮紧固到轴。作为示例，可以利用焊接系统来执行涡轮叶轮至轴的焊接、以及执行锁定环至轴的焊接。例如，可以可选地利用图14的系统1400来执行两种形式的焊接，第一焊接将涡轮叶轮焊接到轴以形成SWA，并且第二焊接将锁定环焊接到轴以将压缩机叶轮紧固到SWA。
作为示例，在涡轮增压器包括可变几何形状涡轮组件的情况下，诸如在图2的示例中，可以利用焊接系统来形成用于可变几何形状涡轮组件的一个或多个焊接部。例如，叶片可以是被焊接的部件，其中另一部件被焊接到叶片（例如，考虑叶片轴、至叶片的联接件、至叶片轴的联接件等）。
作为示例，可以利用一个或多个束来执行平衡。例如，可以将束引导到部件的一部分以从该部件移除材料。作为示例，可以利用诸如图14的焊接系统1400（例如，或其一部分）的焊接系统来执行一个或多个焊接操作和一个或多个材料移除操作。例如，激光束可以被引导到锁定环（例如，和/或另一个部件，诸如压缩机叶轮的鼻部），以从锁定环（例如，和/或其他部件）移除材料。
作为示例，可以利用具有焊接系统的单个焊接站来执行包括如下中的一者或多者的多个操作：将涡轮叶轮焊接到轴；将锁定环焊接到轴以将压缩机叶轮紧固到轴；以及经由焊接束（例如，激光束、电子束等）移除材料，以平衡包括轴、涡轮叶轮和压缩机叶轮的旋转组件，其中材料的移除可以从一个或多个部件（例如，锁定环、可操作地联接到轴的另一部件，和/或压缩机叶轮的鼻部）移除材料。
图16示出了方法1600的示例，其包括：定位框1610，其相对于轴和压缩机叶轮定位锁定环；施加框1620，其施加拉力1620；焊接框1630，其将锁定环焊接到轴；以及释放框1640，其释放拉力。
在这样的示例中，施加框1620可以包括施加拉力直到实现期望量的力，其可以自动触发焊接框1630，使得期望量的力被“锁入”组件（例如，包括压缩机叶轮和涡轮增压器轴的组件）中。
作为示例，方法1600可以包括施加在约4000 N至约5000 N的范围中的力。这种方式可以是力控制的，而不是例如拉伸控制的。关于拉伸控制，拉伸控制的过程可以旨在对于具有约44 mm的直径的压缩机叶轮将轴拉伸在约30微米至约60微米的范围中的距离。
作为示例，可操作地联接到一个或多个负载传感器的控制器可以提供以小于约±200 N的精度进行控制。例如，考虑能够以约±150 N的精度进行控制的控制器。当与旨在针对距离进行控制的过程相比时，这种方式可以便于组装（例如，考虑以±5微米进行控制，以±15％的精度为目标的过程）。
作为示例，方法1600可以包括施加在约2000 N至约8000 N的范围中的力。作为示例，考虑施加在约3000 N至约6000 N的范围中的力。作为示例，考虑施加在约4000 N至约5000 N的范围中的力。作为示例，方法可以包括将力（例如，拉力）控制到约50N到约300N（例如，正或负）的精度。作为示例，考虑包括将力控制到约+/- 150 N的精度的方法。与对距离（例如，以微米为单位的距离）进行操作的方法相比，这种方法可以实现更好的精度，并且例如相对于目标值改善各次组装之间的一致性。
图17示出了关于图5的组件500的方法1700的示例。如所示出的，方法1700包括：提供框1710，其提供焊接的锁定环和轴（例如，焊接到轴501的锁定环510）；测量框1720，其测量组件500的不平衡（例如，关于其旋转组）；以及移除框1730，其从一个或多个部件（例如，锁定环510、压缩机叶轮520的鼻部、另一部件等）移除材料。在这样的示例中，移除框1730可以以相对于轴501的旋转轴线的一个或多个特定方位角度从一个或多个部件移除材料。这样的一个或多个角度可以由平衡机器输出。作为示例，可以利用可以包括系统1400的部件中的一个或多个的系统来移除材料。例如，可以利用一个或多个激光器来从一个或多个部件移除材料。如图17中所示出，锁定环510包括平衡切口511，平衡切口511表示锁定环510的这样的部分：其中材料已经被移除以从而改善平衡。
图18示出了具有附加部件1810的组件500的示例，附加部件1810可以被配合到轴501的一部分。例如，部件1810可以包括具有可以接收轴501的至少一部分的直径的孔，轴501可以包括凹陷部分。在这样的示例中，部件1810可以变形，使得其被紧固到轴501。例如，部件1810可以通过施加力而变形，使得部件1810的材料的一部分占据轴501的凹陷（例如，或多个凹陷）。在这样的示例中，凹陷可以是环形凹陷，其围绕轴501的旋转轴线跨越约180度。作为示例，轴可以包括多个凹陷，其可以跨越或可以不跨越约180度，但是提供对部件1810的材料的接收以从而将部件1810紧固到轴501。
在图18的示例中，部件1810的材料可以与锁定环510的材料不同。作为示例，可以利用部件1810的材料来平衡。例如，图18示出了平衡切口1811的示例，其中已经从部件1810移除材料。
在图18的示例中，部件1810可以以覆盖焊接部550的方式被紧固到轴501，焊接部550可以是单个焊接部或多个焊接部（例如，点焊接部、连续焊接部等）。在这样的示例中，部件1810可以有助于保护焊接部免于暴露于气体和/或其他化学品。在这样的示例中，可以在不从锁定环510移除材料的情况下可选地执行平衡。作为示例，在组件包括压缩机叶轮、锁定环和另一部件的情况下，可以利用那些部件中的一个或多个用于移除材料以进行平衡的目的。作为示例，部件1810可以由比制成锁定环510的材料更容易切割的材料制成。例如，部件1810可以比锁定环510由更软的材料制成（例如，考虑由诸如洛氏硬度标度的硬度标度表征的材料性质）。作为示例，部件1810、锁定环510和轴501可包括铁。作为示例，部件1810、锁定环510和轴501可包括钢。作为示例，部件1810、锁定环510和轴501可由共同的材料（例如，特定类型的钢）制成。
作为示例，组件可以包括在轴上的模锻（swaged）环，其中这种模锻环可以以旨在减少（例如，甚至避免）轴的扭转和弯曲的方式被配合到轴。作为示例，部件1810可以是模锻环，其可以可选地被切割（例如，机械地切割、使用能量束切割等）。
如图18的示例中所示出，部件1810的径向尺寸改变。例如，模锻环可以包括响应于使环变形的力而改变的径向或截面轮廓。如图18的示例中所示出，部件1810可以包括在上半部上的较大半径和在下半部上的较小半径，其中变形可以导致上半部的半径较小而下半部的半径较大，其中下半部包括下表面，该下表面例如可以与锁定环510接触。作为示例，诸如部件1810的部件的孔直径可以响应于力的施加而改变，其中孔直径在孔的至少一个轴向部分上变得较小。
作为示例，图18中的部件1810可以是一类型的备用机构，在一个或多个焊接部可能会关于锁定环510和轴501弱化的情况中，其提供将压缩机叶轮520保持在轴501上。在这样的示例中，部件1810可以以能够承载由锁定环510承载的负载的方式被紧固（例如，在一个或多个焊接部弱化之前）。
作为示例，可以利用诸如锁定螺母的部件，其中轴501在其一部分上包括螺纹。例如，考虑图18中的插图，其图示了轴的带螺纹的部分1881、具有配合的螺纹的锁定螺母1891和具有焊接部550的锁定环510。在这样的示例中，锁定螺母1891可以是一类型的备用机构，在一个或多个焊接部可能会关于锁定环510和轴501弱化的情况中，其提供将压缩机叶轮520保持在轴501上。在这样的示例中，锁定螺母可以以使得锁定螺母的下表面与锁定环510接触的方式被螺接到轴501（例如，在存在带螺纹的部分1881的情况下）上。这种方式可以以最小量的扭矩来实现。在这样的示例中，螺纹可以是自锁的。在这样的示例中，锁定螺母可以是可用于平衡（例如，材料移除）。参考图4，相对于轴401的带螺纹的部分示出了锁定螺母410。作为示例，这种带螺纹的部分可以轴向地延伸超过锁定环510的一端，使得锁定螺母（诸如，锁定螺母410）可以螺接到轴501（例如，在其包括螺纹的情况下）上，以使锁定螺母410移动到与锁定环510接触。在这样的示例中，组件可以被加载有经由锁定环510被“锁入”的负载。在这样的示例中，锁定螺母410本身在安装时不暴露于加载力。然而，如果作为焊接的锁定环的锁定环510要失去与轴的接触（例如，经由一个或多个焊接部的弱化），则锁定螺母410可以承载负载。在这样的示例中，锁定螺母410将承载负载，而先前不经受如果锁定螺母410在组装时被用于“锁入”负载（例如，以将压缩机叶轮紧固到轴）则锁定螺母410将经历的类型的扭矩。
作为示例，方法可以包括：经由将锁定环定位在涡轮增压器轴的端部部分上来对涡轮增压器的旋转组件加载，涡轮增压器轴延伸通过压缩机叶轮的通孔；施加拉力到涡轮增压器轴的端部部分以实现期望的加载量；焊接锁定环以形成固定到涡轮增压器轴的端部部分的焊接的锁定环；以及释放拉力，其中焊接的锁定环维持期望的加载量。在这样的示例中，期望的加载量可以超过约1000 N的力。
作为示例，锁定环可以包括筒形孔表面，并且涡轮增压器轴的端部部分可以包括筒形外表面。在这样的示例中，轴向对齐的表面的部分可以是无螺纹的。作为示例，轴可以包括带螺纹的部分。例如，这样的带螺纹的部分可以轴向地延伸远离轴的涡轮叶轮端而朝向轴的自由端，其中这样的带螺纹的部分可以可选地接收带螺纹的锁定螺母，该带螺纹的锁定螺母可以是备用机构和/或平衡机构（例如，经由材料移除）。作为示例，轴可以包括在轴向地延伸远离轴的涡轮叶轮端而朝向轴的自由端的部分上的一个或多个凹陷，其中这样的部分（例如，凹陷部分）可以可选地接收模锻环，模锻环可以是备用机构和/或平衡机构（例如，经由材料移除）。
作为示例，锁定环可以包括无螺纹孔，该无螺纹孔延伸锁定环的轴向长度，其中涡轮增压器轴的端部部分包括至少锁定环的轴向长度的无螺纹表面。
作为示例，方法可以包括至少部分地经由如下来将拉力施加到涡轮增压器轴的端部部分：经由工具的螺纹联接来向涡轮增压器轴的端部部分施加拉力。
作为示例，方法可以包括焊接，该焊接包括将能量束引导到锁定环以形成焊接熔池，该焊接熔池在其凝固时将锁定环固定为到涡轮增压器轴的端部部分的焊接的锁定环。
作为示例，方法可以包括在锁定环与涡轮增压器轴的端部部分之间的界面处形成焊接部的焊接。在这样的示例中，焊接部可以是环形焊接部。作为示例，方法可以包括形成一个或多个焊接部，其可以包括一个或多个连续焊接部和/或一个或多个点焊接部。作为示例，方法可以包括同时形成两个或更多个焊接部。
作为示例，焊接可以是或可以包括激光焊接。作为示例，焊接可以是或可以包括电子束焊接。作为示例，可以利用一种或多种类型的焊接来将锁定环固定到轴。
作为示例，方法可以包括将拉力施加到涡轮增压器轴的端部部分以实现期望的加载量，其中这种方式包括使臂与压缩机叶轮的鼻部端的表面接触。在这样的示例中，臂可以是工具的臂，其可以是可控的以用于施加负载的目的。作为示例，可以是单元或组件的工具可以包括负载传感器，负载传感器可以包括电路，该电路可以将负载信息输出到一个或多个控制器。
作为示例，方法可以包括：经由使臂与压缩机叶轮的毂的表面接触来将拉力施加到涡轮增压器轴的端部部分，以实现期望的加载量。
作为示例，方法可以包括：经由使臂与被定位于涡轮增压器轴的端部部分上的锁定环的表面接触来将拉力施加到涡轮增压器轴的端部部分，以实现期望的加载量。
作为示例，方法可以包括响应于实现期望的加载量而触发焊接。例如，考虑可以输出可以被用于确定负载量的信号的负载传感器，其中一旦实现了期望的负载量，就发出命令以开始焊接。例如，考虑诸如图14的系统1400的系统，其中可以利用一个或多个控制器来执行这种方法。
作为示例，方法可以包括将部件紧固到涡轮增压器轴的从焊接的环的轴向位置轴向向外地延伸的部分。在这样的示例中，部件可以是模锻环或锁定螺母。
作为示例，方法可以包括通过从锁定环移除材料、从压缩机叶轮移除材料、或从压缩机叶轮移除材料而不从锁定环移除材料来平衡旋转组件。作为示例，在除了锁定环之外存在模锻环或锁定螺母的情况下，方法可以包括通过从一个或多个部件移除材料来平衡旋转组件，该一个或多个部件可以包括模锻环或锁定螺母。
作为示例，旋转组件可以包括止推环，其在压缩机叶轮的基部端处邻接压缩机叶轮，其中涡轮增压器轴包括邻接止推环的表面，并且其中期望的加载量被轴向地维持在锁定的环与涡轮增压器轴的表面之间。
作为示例，涡轮增压器的旋转组件可以包括被焊接到涡轮增压器轴的端部部分的锁定环，该涡轮增压器轴延伸通过压缩机叶轮的通孔，其中锁定环相对于涡轮增压器轴和压缩机叶轮维持期望的加载量。在这样的示例中，旋转组件可以附加地包括另一部件。例如，考虑在焊接的锁定环外侧的模锻环或锁定螺母。在这样的示例中，模锻环或锁定螺母可以是备用机构和/或平衡机构（例如，可以可选地从其移除材料以用于平衡旋转组件）。
尽管已经在附图中图示了并且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，但是将理解的是，所公开的示例实施例不是限制性的，而是能够以多种方式重新布置、修改和替换。

Claims (20)

1.一种加载涡轮增压器的旋转组件的方法，所述方法包括：
将锁定环定位在涡轮增压器轴的端部部分上，所述涡轮增压器轴延伸通过压缩机叶轮的通孔；
将拉力施加到所述涡轮增压器轴的端部部分以实现期望的加载量；
焊接所述锁定环以形成被固定到所述涡轮增压器轴的端部部分的焊接的锁定环；以及
释放所述拉力，其中，所述焊接的锁定环维持所述期望的加载量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望的加载量超过约1000N的力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锁定环包括筒形孔表面，并且其中，所述涡轮增压器轴的端部部分包括筒形外表面。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锁定环包括无螺纹孔，所述无螺纹孔延伸所述锁定环的轴向长度，并且其中，所述涡轮增压器轴的端部部分包括至少所述锁定环的轴向长度的无螺纹表面。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，将拉力施加到所述涡轮增压器轴的端部部分包括经由工具的螺纹联接来将拉力施加到所述涡轮增压器轴的端部部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊接包括将能量束引导在所述锁定环处以形成焊接熔池，所述焊接熔池在其凝固时将所述锁定环固定作为到所述涡轮增压器轴的端部部分的焊接的锁定环。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊接在所述锁定环与所述涡轮增压器轴的端部部分之间的界面处形成焊接部。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述焊接部包括环形焊接部。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊接包括激光焊接。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，将拉力施加到所述涡轮增压器轴的所述端部部分以实现期望的加载量包括：使臂与所述压缩机叶轮的鼻部端的表面接触。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，将拉力施加到所述涡轮增压器轴的端部部分以实现期望的加载量包括：使臂与所述压缩机叶轮的毂的表面接触。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，将拉力施加到所述涡轮增压器轴的端部部分以实现期望的加载量包括：使臂与被定位在涡轮增压器轴的端部部分上的所述锁定环的表面接触。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述期望的加载量触发所述焊接。
14.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括测量加载。
15.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括将部件紧固到所述涡轮增压器轴的从所述焊接的环的轴向位置轴向向外地延伸的部分。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述部件包括模锻环。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述部件包括锁定螺母。
18.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括通过如下来平衡所述旋转组件：从所述锁定环移除材料、从所述压缩机叶轮移除材料、或从所述压缩机叶轮移除材料而不从所述锁定环移除材料。
19.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括止推环，所述止推环在所述压缩机叶轮的基部端处邻接所述压缩机叶轮，其中，所述涡轮增压器轴包括邻接所述止推环的表面，并且其中，所述期望的加载量被轴向地维持在锁定的环与所述涡轮增压器轴的表面之间。
20.一种涡轮增压器的旋转组件，所述旋转组件包括：
锁定环，所述锁定环被焊接到涡轮增压器轴的端部部分，所述涡轮增压器轴延伸通过压缩机叶轮的通孔，其中，所述锁定环相对于所述涡轮增压器轴和所述压缩机叶轮维持期望的加载量。
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