CN205401242U - 压缩机壳体组件、涡轮机壳体组件及涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种压缩机壳体组件、涡轮机壳体组件及涡轮增压器，所述压缩机壳体组件包括压缩机壳体，所述压缩机壳体包括压缩机壳体凸缘。所述压缩机壳体组件可包括轴承壳体，所述轴承壳体可包括主体部分和腹板，所述腹板可从所述主体部分向外延伸到腹板末端。所述轴承壳体还可包括从所述腹板径向向外延伸的轴承壳体凸缘。所述压缩机壳体组件还可包括具有大致环形形状的夹持板，所述夹持板可邻接在所述压缩机壳体凸缘和所述轴承壳体凸缘上。另外，所述压缩机壳体组件可包括配置为将所述夹持板附接到所述压缩机壳体凸缘和所述轴承壳体凸缘的紧固件。采用本实用新型可以维持压缩机壳体和轴承壳体的组装结构，并减少施加在紧固件上的弯曲载荷。

Description

压缩机壳体组件、涡轮机壳体组件及涡轮增压器
技术领域
本实用新型总体上涉及一种壳体组件，并且更具体地涉及一种用于涡轮增压器的壳体组件。
背景技术
内燃机（例如，柴油发动机、汽油发动机或天然气发动机）采用涡轮增压器来输送压缩空气以用于在发动机中的燃烧。涡轮增压器压缩流入发动机中的空气，从而帮助使更多空气进入发动机的燃烧室。增加的空气供应允许燃烧室内的燃料燃烧增加，从而使发动机的输出功率增加。
典型的涡轮增压器包括轴、与轴的一端连接的涡轮机叶轮、与轴的另一端连接的压缩机叶轮以及支撑轴的轴承。通常涡轮机壳体包围着涡轮机叶轮，并且独立的压缩机壳体包围着压缩机叶轮。另外，涡轮增压器可包括轴承壳体，轴承壳体包围着轴承并且包括用于防止轴承润滑油泄漏到涡轮机壳体或者压缩机壳体内的部件。涡轮机壳体、压缩机壳体以及轴承壳体通过紧固件或者其它夹持机构相互附接在一起。
发动机的热排气流过涡轮机壳体并且在涡轮机叶轮上膨胀，从而使涡轮机叶轮和连接到涡轮机叶轮的轴旋转。所述轴的旋转继而驱动压缩机叶轮旋转。来自周围环境的相对较冷的空气流过压缩机壳体，压缩机叶轮压缩空气并且驱动压缩空气进入发动机的燃烧室。因为来自发动机的排气明显比周围环境空气热，涡轮机壳体能够承受的温度明显比压缩机壳体高。位于涡轮机壳体和压缩机壳体之间的轴承壳体承受的温度相对低于涡轮机壳体承受的温度，并且相对高于压缩机壳体承受的温度。由于涡轮机壳体、压缩机壳体以及轴承壳体所承受的温度不同，因此这些部件的热膨胀程度不同。不同的热膨胀引起涡轮机壳体、压缩机壳体以及轴承壳体之间的相对运动，使得在涡轮增压器的操作期间难以保持这些部件牢牢地相互紧固在一起。另外，相对运动还可能引起连接紧固件的机械疲劳，继而降低了紧固件的使用寿命。
Shudo等人于2013年10月3日公开的第2013/0259661号美国专利公开案（’661公开案）公开了一种用于涡轮增压器的涡轮机壳体和轴承壳体的密封接头表面的密封结构。具体地，’661公开案公开了具有端面的涡轮机壳体，所述端面包括与轴承壳体接触的内部端面。’661公开案公开了具有凸缘的轴承壳体，所述凸缘相对于涡轮机壳体的端面具有高度差异。’661公开案还公开了与涡轮机壳体啮合的凸缘螺栓，以连接轴承壳体和涡轮机壳体，使得轴承壳体的凸缘被夹在螺栓的凸缘部分和涡轮机壳体的内部端面之间。’661公开案还公开了一个实施例，其使用垫圈邻接在涡轮机壳体和轴承壳体表面上。凸缘螺栓穿过垫圈与涡轮机壳体相啮合，使得轴承壳体被夹在螺栓的凸缘部分和涡轮机壳体的内部端面之间。尽管’661公开案公开了具有/不具有垫圈的凸缘螺栓，以用于附接涡轮增压器的涡轮机壳体和轴承壳体，但是所公开的方法可能还不是最佳的。例如，螺栓的凸缘部分和垫圈都可引起螺栓上的弯曲荷载，继而导致螺栓断裂。
发明内容
本实用新型的壳体组件解决了现有技术的一或多个前述问题和/或其他问题。
一方面，本实用新型涉及一种压缩机壳体组件，所述压缩机壳体组件包括压缩机壳体，所述压缩机壳体包括压缩机壳体凸缘；所述压缩机壳体组件还包括轴承壳体，所述轴承壳体包括主体部分和腹板，所述腹板从所述主体部分向外延伸到所述腹板的腹板末端，所述轴承壳体还包括从所述腹板径向向外延伸的轴承壳体凸缘；此外，所述压缩机壳体组件还包括具有环形形状的夹持板，所述夹持板邻接在压缩机壳体凸缘和轴承壳体凸缘上；另外，所述压缩机壳体组件还包括用于将夹持板附接到压缩机壳体凸缘和轴承壳体凸缘的紧固件。
进一步的，所述压缩机壳体凸缘包括螺纹孔，所述紧固件包括与所述螺纹孔啮合的螺纹。
又进一步的，所述压缩机壳体凸缘包括圆柱形的凸缘内表面、圆柱形的凸缘外表面以及从所述凸缘内表面向所述凸缘外表面径向延伸的夹持面；所述轴承壳体凸缘包括凸缘后表面，所述夹持面与所述凸缘后表面共面。
再进一步的，所述夹持面包括：压缩机凸缘凹部，其从所述凸缘内表面径向向外延伸到设置在所述凸缘内表面与所述凸缘外表面之间的凹部外缘；压缩机凸缘唇部，其从所述凹部外缘向所述凸缘外表面径向延伸；并且，所述夹持板邻接在所述压缩机凸缘唇部和所述凸缘后表面上。
其中，所述夹持板包括相对于所述压缩机壳体组件的旋转轴线周向设置的多个夹持板区段；所述夹持板区段的数目优选为3，包括具有第一周向角度的第一夹持板区段，具有第二周向角度的第二夹持板区段和具有第三周向角度的第三夹持板区段；其中，所述第一周向角度等于所述第二周向角度。
优选的，所述第一夹持板区段具有第一厚度；所述第二夹持板区段具有与所述第一厚度不同的第二厚度。另一方面，本实用新型涉及一种涡轮机壳体组件，所述涡轮机壳体组件包括涡轮机壳体壁和轴承壳体，所述轴承壳体包括轴承壳体凸缘；所述涡轮机壳体组件还进一步包括具有环形形状的夹持板，所述夹持板邻接在涡轮机壳体壁和轴承壳体凸缘上；另外，所述涡轮机壳体组件还包括配置为使夹持板附接到涡轮机壳体壁和轴承壳体凸缘的至少一个紧固件。
另一方面，本实用新型涉及一种涡轮增压器，所述涡轮增压器包括具有涡轮机壳体壁的涡轮机壳体和涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮设置在涡轮机壳体内，且配置为利用从发动机接收的排气来驱动；此外，所述涡轮增压器还包括具有压缩机壳体凸缘的压缩机壳体、设置在压缩机壳体内的压缩机叶轮、连接涡轮机叶轮和压缩机叶轮的轴以及轴承壳体，所述轴承壳体包括附接到所述压缩机壳体凸缘的第一轴承壳体凸缘、附接到所述涡轮机壳体壁的第二轴承壳体凸缘；此外，所述涡轮增压器还包括具有环形形状的第一夹持板和环形形状的第二夹持板，所述第一夹持板邻接在所述压缩机壳体凸缘和所述第一轴承壳体凸缘上；所述第二夹持板邻接在所述涡轮机壳体壁和所述第二轴承壳体凸缘上；所述涡轮增压器还可进一步包括用于将第一夹持板附接至压缩机壳体凸缘和第一轴承壳体凸缘的第一紧固件以及用于将第二夹持板附接到涡轮机壳体壁和第二轴承壳体凸缘的第二紧固件。
采用本实用新型的设计方案，即使当压缩机壳体和轴承壳体的轴向热膨胀量不同，利用夹持板也可以维持压缩机壳体和轴承壳体的组装结构，并减少施加在紧固件上的弯曲载荷，起到保护紧固件的作用。
附图说明
图1是示例性公开的涡轮增压器的剖视图；
图2是用于图1的涡轮增压器的示例性公开的压缩机组件的剖视图；
图3是用于图1的涡轮增压器的示例性公开的压缩机组件的另一个剖视图；
图4是图2的示例性公开的压缩机组件的一部分的示意图；
图5是用于图1的涡轮增压器的示例性公开的涡轮增压器套筒的剖视图；
图6是用于图1的涡轮增压器的示例性公开的压缩机壳体组件的剖视图；
图7是用于图6的压缩机壳体组件或者图8的涡轮机壳体组件的示例性公开的夹持板的示意图；
图8是用于图1的涡轮增压器的示例性公开的涡轮机壳体组件的剖视图。
具体实施方式
图1示出了涡轮增压器10的示例性实施例。涡轮增压器10可与机器的发动机（未示出）一起使用，所述机器执行与工业（例如采矿、建造、农业、铁路、船舶、发电或本领域已知的其他工业）相关的某一类型的操作。如图1所示，涡轮增压器10可包括压缩机12和涡轮机14。压缩机12可包括附接到轴18且具有固定几何形状的压缩机叶轮16。压缩机叶轮16可包括压缩机轮毂20，所述压缩机轮毂20可从轮毂前端22延伸到轮毂后端24。压缩机叶片26可以以一行或多行的形式设置在轮毂前端22和轮毂后端24之间的压缩机轮毂20上。在如图1所示的一个示例性实施例中，压缩机叶轮16可包括压缩机叶片26的第一行28、第二行30和第三行32。压缩机叶片26的第一行28可邻近轮毂前端22设置。压缩机叶片26的第三行32可邻近轮毂后端24设置。压缩机叶片26的第二行30可设置在压缩机叶片26的第一行28与第三行32之间。压缩机叶片26的第三行32可以为最后行32，其与第一行30或第二行32相比，可以位于最靠近轮毂后端24的位置。尽管图1仅示出了三行（第一行28、第二行30和第三行32）压缩机叶片26，但可设想压缩机叶轮16可包括任意行的压缩机叶片26。涡轮机14可包括涡轮机叶轮34，所述涡轮机叶轮34也可附接到轴18。涡轮机叶轮34可包括涡轮机轮毂36和围绕涡轮机轮毂36设置的涡轮机叶片38。
压缩机12可通过压缩机壳体40封装。涡轮机14可通过涡轮机壳体42封装。轴承壳体44可封装轴承（未示出），所述轴承可支撑轴18。轴承壳体44可经由螺栓46附接到压缩机壳体40。同样地，轴承壳体44可经由螺栓48附接到涡轮机壳体42。压缩机叶轮16、轴18、涡轮机叶轮34、压缩机壳体40、涡轮机壳体42和轴承壳体44可以围绕涡轮机增压器10的旋转轴线50而设置。
排出发动机（未示出）的废气可经由涡轮机入口52进入涡轮机壳体42，并经由蜗轮机出口54排出涡轮机壳体42。热废气可以穿过涡轮机壳体42，朝着涡轮机叶片38膨胀，从而使涡轮机叶轮34旋转。涡轮机叶轮34的旋转可以使轴18旋转，进而通过轴18可以使压缩机叶轮16旋转。空气可经由压缩机入口56进入压缩机壳体40并经由压缩机出口58排出压缩机壳体40。由于空气穿过压缩机12，故可以利用压缩机叶轮16的旋转使空气加速。压缩机12可包括扩压环60，所述扩压环60可有助于使空气慢下来，从而使压缩机12内的空气的压力增加。来自压缩机12的压缩空气可以被引导到发动机中。
如在图1中进一步示出，压缩机壳体40可从压缩机前端62延伸到压缩机后端64。压缩机壳体40可包括进气部分66、过渡部分68、扩压器部分70以及蜗壳72。进气部分66可从相邻的压缩机前端62延伸到设置在压缩机前端62与压缩机后端64之间的第一远端74。在如图1所示的一个示例性实施例中，第一远端74可设置在压缩机叶轮16的轮毂前端22附近。进气部分66可具有大体截锥形的形状，所述形状可有助于将空气从环境引导到压缩机壳体40中。然而，可设想的是，进气部分66可具有大体圆柱形或者本领域已知的任何其他类型的形状。压缩机壳体40的过渡部分68可从第一远端74延伸到设置在第一远端74与压缩机后端64之间的第二远端76。在图1中示出的一个示例性实施例中，第二远端76可设置在压缩机叶片26的第三行32的相邻外缘78附近。如图1所示，过渡部分68可具有内表面80，所述内表面80可由径向间隙82与第一、第二和第三行28、30、32的压缩机叶片26的外缘78径向地分开。扩压器部分70可从第二远端76延伸到第三远端84，所述第三远端可设置在蜗壳72附近。蜗壳72可具有大体环形形状并且可围绕旋转轴线50设置。蜗壳72可在第三远端84处连接到扩压器部分70。在涡轮增压器10的操作期间，进气部分66、过渡部分68以及扩压器部分70可有助于将空气从压缩机进口56引导到蜗壳72。
图2示出涡轮增压器10的压缩机组件90的示例性实施例的剖视图。如图2中所示出，蜗壳72可具有从第三远端84延伸到第四远端94的蜗壳内表面92。在图2中示出的一个示例性实施例中，蜗壳内表面92可具有大体圆形截面。第四远端94可沿朝向压缩机后端64的方向与第三远端84轴向地隔开。蜗壳72可由扩压器部分壁96、蜗壳顶壁98以及蜗壳后壁100限定。蜗壳后壁100可与扩压器部分壁96轴向地隔开。蜗壳顶壁98可连接在扩压器部分壁96与叶片后壁100之间，以形成连续并且平滑的蜗壳内表面92。
此外在图2中示出，轴承壳体44可包括主体部分102、腹板104以及轴承壳体凸缘106。轴承壳体44的主体部分102可围绕旋转轴线50对称地设置。腹板104可从主体部分102向外延伸到腹板末端108。在图2中示出的一个示例性实施例中，腹板末端108可设置在第四远端94和蜗壳后壁100附近。腹板末端108可具有半径“R1”，所述半径“R1”可大于压缩机叶片26的第三行32的外缘78的半径“R2”。例如，同样在图2中示出，腹板104可大体相对于大致正交于旋转轴线50设置的径向平面以角度θ1倾斜。本领域普通技术人员应认识到，相对于大致正交于旋转轴线50设置的径向平面以一定角度倾斜的表面会对应地相对于旋转轴线50倾斜。
轴承壳体凸缘106可从腹板末端108径向地向外延伸到轴承壳体凸缘末端110。在图2中示出的一个示例性实施例中，轴承壳体凸缘106可大致正交于旋转轴线50设置。轴承壳体凸缘106可具有凸缘前面112和与凸缘前面112相对设置的凸缘后表面114。轴承壳体凸缘106也可具有大体圆柱形的凸缘外表面116，所述外表面可具有可能大于腹板末端108的半径R1的半径“R3”。凸缘前面112可设置成邻近于并且可邻接在蜗壳后壁100的背面118上。
轴承壳体凸缘106还可包括凸缘凹部120，所述凸缘凹部可从凸缘前面112轴向地向内朝向凸缘后表面114延伸。凸缘凹部120可从相邻的腹板末端108径向地延伸到凹部外缘122。在图2中示出的一个示例性实施例中，凹部外缘122可具有小于凸缘外表面116的半径R3的半径“R4”。凸缘凹部120可具有凹部安装表面124，凹部安装表面124设置成与蜗壳后壁100的凸缘前面112和背面118轴向地隔开。凹部安装表面124可具有大体环形形状并且可从相邻的腹板末端108延伸到相邻的凹部外缘122。轴承壳体凸缘106可经由一个或多个螺栓46附接到压缩机壳体40的蜗壳后壁100。
腹板104可包括第一腹板面126、突出部128和第二腹板面130。第一腹板面126可从第三行32的邻近外缘78向外延伸到设置在外缘78与腹板末端108之间的突出部128。第一腹板面126可相对于大致正交于旋转轴线50设置的径向平面以角度“θ2”倾斜。第一腹板面126可设置成相对于并且与压缩机壳体40的扩压器部分70的内壁132轴向地隔开。内壁132可相对于大致正交于旋转轴线50设置的径向平面以角度“θ3”倾斜。第一腹板面126和内壁132可形成通道134。第一腹板面126和内壁132可具有平滑的形状，所述形状有助于确保空气能从压缩机叶片26的外缘78行进穿过通道134而不会显著地改变空气的速度或方向。在一个示例性实施例中，第一腹板面126可具有平滑的曲线形状，所述曲线形状可适应于压缩机叶片26的形状。类似地，内壁132可具有平滑的曲线形状，曲线形状可适应于由第一、第二和第三行28、30、32中的压缩机叶片26的外缘78所定义的表面。
突出部128可具有大致圆柱形的突出部外表面136，所述圆柱形突出部外表面136可具有相对于旋转轴线50的半径“R5”。突出部外表面136可从第一腹板面126轴向延伸到设置于第一腹板面126与压缩机后端64之间的突出部末端138。突出部外表面136的半径R5可大于位于第三行32的压缩机叶片26外缘78的半径“R2”。突出部外表面136还可包括大致为环形的凹槽140。突出部128可包括突出部轴面142，所述突出部轴面142从第一腹板面126彼此轴向间隔。突出部轴面142可设置于突出部末端138处。突出部轴面142可从突出部外表面136径向向外延伸到第二腹板面130。在如图2示出的一个示例性实施例中，突出部轴面142可与第二腹板面130在突出部轴面末端144处相交。在如图2示出的一个示例性实施例中，突出部轴面142可设置为大致正交于旋转轴线50。第二腹板面130可从突出部轴面末端144延伸到腹板末端108。第二腹板面130可相对于大致正交于旋转轴线50而设置的径向平面以角度“θ4”倾斜。
扩压环60可设置于压缩机壳体40的内壁132与轴承壳体44的第二腹板面130之间。扩压环60可包括背板146和一个或多个叶片148。在如图2示出的一个示例性实施例中，背板146可从背板前缘150延伸到背板后缘152。背板146可具有大致环形的形状。在如图2示出的一个示例性实施例中，背板前缘150可设置于邻近突出部外表面136，并且背板后缘152可设置于邻近第四远端94。背板146可包括前面154、顶面156、底面158、斜背面160、轴向背面162和凹部164。背板146的前面154可从背板前缘150延伸到背板后缘152。前面154可具有大致为曲面、平滑的形状，并且可设置为与压缩机壳体40的内壁132相对，并与压缩机壳体40的内壁132彼此轴向间隔。前面154可经成型，以有助于确保来自通道134的空气可流畅地在前面154上流动。
背板146的顶面156可从前面154轴向延伸到设置于邻近凹部安装表面124的轴向背面162。顶面156可具有大致为圆柱形的形状。顶面156可设置为邻近蜗壳后壁100的内面166。蜗壳后壁100的内面166也可具有大致为圆柱形的形状。背板146的顶面156可通过径向间隙168与内面166径向隔开。背板146的底面158可从前面154轴向延伸朝向设置为邻近第二腹板面130的斜背面160。底面158可邻接突出部外表面136。底面158可具有大致为圆柱形的形状。然而，可以预想的是，底面158可具有非圆柱形的形状。密封件170可设置在突出部外表面136与底面158之间的凹槽140中。在如图2示出的一个示例性实施例中，密封件170可以是O形环。然而，可以预想的是，密封件170可以是本领域已知的垫圈或任何其他类型的密封元件。密封件170可防止背板146周围的空气再循环。
背板146的轴向背面162可与背板146的前面154径向隔开。轴向背面162可从顶面156径向向内延伸到邻近腹板末端108。轴向背面162可连接顶面156和斜背面160。在如图2示出的一个示例性实施例中，轴向背面162可设置为大致正交于旋转轴线50。斜背面160可从邻近腹板末端108的轴向背面162延伸到邻近突出部轴面末端144。斜背面160可相对于大致正交于旋转轴线50而设置的平面以角度“θ5”倾斜。本领域普通技术人员应认识到斜背面160可相对于顶面156和轴向背面162倾斜。斜背面160可与背板146的前面154径向分离。斜背面160可设置为邻近第二腹板面130。在如图2示出的一个示例性实施例中，斜背面160可通过空腔172与第二腹板面130径向隔开。密封件170可通过空腔172防止空气从蜗壳72流至通道134。
凹部164可设置为邻近底面158，并且位于底面158和斜背面160之间。凹部164可包括凹部上面174和凹部侧面176。凹部上面174可具有大致为圆柱形的形状，并且可从斜背面160向前面154轴向延伸。凹部上面174可与突出部外表面136径向隔开。在如图2示出的一个示例性实施例中，凹部上面174可具有相对于旋转轴线50的半径“R6”。半径R6可大于突出部外表面136的半径R5。凹部侧面176可从凹部上面174径向向内延伸到底面158。在一个示例性实施例中，凹部侧面176可具有大致为环形的形状，其可设置为大致正交于旋转轴线50。凹部侧面176可轴向设置于突出部轴面142与前面154之间。凹部侧面176可与凸缘轴面142径向分离。
叶片148可以从背板146的前面154向叶片尖端178径向和轴向向外延伸。在如图2所示的示例性实施例中，叶片尖端178可邻接在压缩机壳体40的内壁132上。叶片148可从叶片前缘180向叶片后缘182延伸。叶片前缘180可以设置成邻近背板前缘150。叶片前缘180可在可与背板前缘150偏离的位置处与背板146的前面154相交。例如，如图2所示，叶片前缘180可在设置在背板前缘150与背板后缘152之间的位置处与背板146的前面154相交。如图2所示，叶片148可在背板146的前面154的一部分的上方延伸，使得叶片后缘182可与背板后缘152偏离。因此，例如，前面154的长度“L1”可以大于叶片148的长度“L2”。来自通道134的空气可以在叶片148之间流动并进入蜗壳72。每个叶片148的形状和叶片148之间的圆周间距可以选定使得叶片148可有助于降低空气在叶片148之间流动的速度，从而有助于增加蜗壳72中的空气的压力。
波形弹簧184可以设置在突出部轴面142和背板146中的凹部164的凹部侧面176之间的凹部164中。波形弹簧184可具有大致环形的形状，所述环形形状具有内径，所述内径可大于突出部外表面136的半径R5。波形弹簧184可包括位于波形弹簧184的轴面186上的多个波。在一个示例性实施例中，波形弹簧184可具有约11个波。波形弹簧184可具有范围为2mm至4mm的轴向厚度。在如图2的示例性实施例所示的组装结构中，波形弹簧184可具有范围为约1.5mm至约2.5mm的厚度。波形弹簧184可具有范围为约20至30N/mm（牛每米）的弹簧常数。波形弹簧184可将轴向载荷施加到背板146上以迫使叶片尖端178牢固地邻接压缩机壳体40的内壁132并与其保持接触。通过帮助叶片尖端178牢固地与内壁132保持接触，波形弹簧184可有助于防止空气经由叶片尖端178与压缩机壳体40的内壁132之间的间隙从通道134泄漏进入蜗壳72。
同样如图2所示，叶片148可以设置成相比于压缩机叶片26的外缘78更靠近蜗壳72以便定义无叶片空间200。无叶片空间200可在通道134中从第三行32的压缩机叶片26的外缘78向叶片前缘180延伸。无叶片空间200可具有在压缩机壳体40的内壁132与轴承壳体44的第一腹板面126之间延伸的大致环形的形状。在一个示例性实施例中，中点202和204之间的无叶片空间200的径向长度“ΔR”的范围可为约20%至40%的压缩机叶片26的最大半径R2。
无叶片空间200可相对于大致正交于旋转轴线50而设置的径向平面以角度“θ6”倾斜。角度θ6可以在无叶片空间200的轴线206和大致正交于旋转轴线50而设置的径向平面之间测定。例如，无叶片空间200的轴线206可以被定义为连接通道134的中点202和204的直线。中点202可以设置成邻近压缩机叶片26的外缘78。中点204可以设置成邻近叶片前缘180。如在本文中所述，中点202可设置在通道134的内壁132与第二腹板面130之间的一半位置。类似地，中点204可设置在通道134内的内壁132与背板146的前面154之间的一半位置。本领域普通技术人员应理解，轴线206并非始终是设置成平行于内壁132和/或第二腹板面130。又如图2所示，无叶片空间200的一部分208可以设置在内壁132与第二腹板面130之间。无叶片空间200的剩余部分210可以设置在内壁132与背板146的前面154之间。
以上描述中引用了角度θ1、θ2、θ3、θ4、θ5和θ6。可以预想的是，角度θ1、θ2、θ3、θ4、θ5和θ6可以相等或者不相等。在一个示例性实施例中，每个角度θ1、θ2、θ3、θ4、θ5或θ6可以为约0°至约45°。
图3是示出了涡轮增压器10的压缩机组件90的示例性实施例的另一个剖视图。如图3所示，蜗壳后壁100可包括凹部220，所述凹部220可从蜗壳后壁100的后面118朝向蜗壳内表面92轴向延伸。蜗壳后壁100可具有厚度“t1”。凹部220可具有深度“t2”，其可小于厚度t1。凹部220可具有凹部后面222，所述凹部后面222可以设置成大致正交于旋转轴线50。凹部后面222可以设置成大致平行于扩压环60的背板146的轴向后面162。凹部220还可包括凹部侧表面224，所述凹部侧表面224可以从蜗壳后壁100的后面118向凹部后面222轴向延伸。
如图3所示，扩压环60的背板146可包括围绕背板146周向设置的一个或多个舌片226。舌片226之间的周向间隔可以是均匀的或非均匀的。舌片226可从顶面156径向向外延伸。舌片226可具有舌片前面228和相对舌片前面228设置的舌片后面230。舌片226还可具有在舌片前面228和舌片后面230之间延伸的舌片侧表面232。舌片前面228可邻近凹部后面222设置并通过轴向间隙234与凹部后面222隔开。舌片侧表面232可通过径向间隔236与凹部侧表面224径向隔开。
图4是示出了压缩机组件90的示例性实施例的视图。如图4所示，舌片226可跨越圆周角“Φ”。在一个示例性实施例中，角Φ的范围可为约5°至10°之间。如图4所示，第一舌片226可设置在第一直径轴237附近，且第二舌片226可设置在第二直径轴238附近。在如图4所示的示例性实施例中，第一直径轴237可设置成大致正交于第二直径轴238。然而，可预想的是，第一直径轴237可以相对于第二直径轴238以任何角度进行设置。此外，在如图4所示的示例性实施例中，后板146可具有约4个舌片226。然而，可预想的是，后板146可具有任何数目的舌片226。舌片226可以在蜗壳后壁100中与凹部220接合。舌片226可配置来作为防止后板146围绕着旋转轴线50进行旋转的防转特征件。
如图4中进一步所示，蜗壳后壁100可包括一个或多个凹部239。凹部239可具有小于凹部220的深度t2的深度。凹部239可包括可带有螺纹的孔240。后板146可通过紧固件242连接到蜗壳后壁100上。紧固件242可穿过垫圈244，并螺旋地与孔240中的螺纹连接。垫圈244可邻接蜗壳后壁100和扩压环60的轴向背面162，以将扩压环60连接到蜗壳后壁100上。凹部220和239的深度可以选择，使得舌片前面228可轴向地与蜗壳后壁100的凹部后面222保持隔开。在如图4所示的一个示例性实施例中，扩压环60的后板146可包括约4个舌片226。另外，也在如图4所示的示例性实施例中，扩压环60可通过使用约三个垫圈244和三个紧固件242连接到蜗壳后壁100上。然而，可预想的是，任何数目的垫圈244和紧固件242可被用来连接蜗壳后壁100和扩压环60。
回到图3，压缩机12可包括垫片246。垫片246可具有大体上呈环形的形状，并可围绕着旋转轴线50进行设置。垫片246可具有设置成与蜗壳后壁100的背面118邻近并邻接其上的垫片前面248。垫片246还可具有相对于垫片前面248进行设置的垫片背面250。垫片背面250可设置成与凹部安装表面124相邻，并可邻接在凹部安装表面124上。在如图3所示的一个示例性实施例中，垫片246可使用一个或多个铆钉252附接到轴承壳体凸缘106上。铆钉252可周向地彼此隔开。铆钉252之间的周向间隔可以是均匀的或非均匀的。在一个示例性实施例中，铆钉252的数目可在约6到12之间。虽然上述说明指的是铆钉252，但可预想的是，螺栓、螺丝钉或本领域内已知的任何其他类型的紧固件可被用来将垫片246连接到轴承壳体凸缘106上。垫片246可配置来定义垫片前面248和凹部安装表面124之间的空间254。垫片246以及继起的空间254可具有厚度“t3”，厚度t3可以选择，使得叶片尖端178与压缩机壳体40的内壁132之间的间隙可在压缩机壳体40与轴承壳体44组装之后被减少或消除。
图5示出了涡轮增压器套筒256的示例性实施例的视图。如图5所示，涡轮增压器套筒256可包括压缩机叶轮16、轴18、涡轮机叶轮34、涡轮机壳体42以及轴承壳体44。与压缩机壳体40上的尺寸公差相结合的涡轮增压器套筒256的尺寸测量值可被用来确定垫片246的最大所需厚度t3。这些尺寸测量值和尺寸公差可被用来选择垫片246的厚度t3，使得叶片尖端178可在叶片尖端178与内壁132之间不引入间隙的情况下牢固地与压缩机壳体40的内壁132相接触。因此，垫片246和涡轮增压器套筒256可构成匹配组。通过以这种方式来选择垫片246的厚度t3，叶片尖端178与内壁132之间的间隙可仅仅取决于压缩机壳体的尺寸公差。在一个示例性实施例中，可基于压缩机壳体40的尺寸公差选择厚度t3作为最大厚度，所述最大厚度可被要求来确保叶片尖端178与内壁132相接触。尤其，轴向载荷可被施加到轴18上，从而将压缩机叶轮16推离涡轮机壳体42，并将其推向压缩机前端62。在压缩机叶轮16上的凹部安装表面124与量规位置258之间的轴向距离“A”可被测定。
压缩机壳体40的内壁132上的蜗壳后壁100的背面118与量规位置259之间的轴向距离“B”（参见图2）可被测定。量规位置259可以是压缩机壳体40的内壁132上的预定位置。在图2所示的一个示例性实施例中，量规位置259可设置成邻近量规位置258。此外，距离B的变化可基于已知的制造公差进行确定。另外地或可选择地，距离B的变化可基于多个压缩机壳体40上的距离B的测量值进行确定。最大厚度t3可根据距离A、距离B以及距离B的变化进行确定，使得叶片尖端178可与压缩机壳体40的内壁132保持接触。例如，厚度t3可以选择，使得轴承壳体凸缘106的凹部安装表面124与量规位置259之间的距离“C”可大于或等于厚度t3（参见图3）以及基于距离B的变化确定的距离B的最大值之和。具有最大所需厚度t3的垫片246可附接到涡轮增压器套筒256中的轴承壳体44的轴承壳体凸缘106上。在一个示例性实施例中，垫片246的厚度t3可在约1.5mm至约2.5mm之间。
图6示出了用于涡轮增压器10的压缩机组件90的压缩机壳体组件260的示例性实施例的剖视图。压缩机壳体组件260包括一或多个夹持板262（第一夹持板）和一个或多个协作以将压缩机壳体40与轴承壳体44的轴承壳体凸缘106连接起来的紧固件（第一紧固件），例如螺栓46。夹持板262可邻接在压缩机壳体40和轴承壳体凸缘106（第一轴承壳体凸缘）上。在一个示例性实施例中，夹持板262可为设置在旋转轴线50附近的单个大体上呈环形的板。夹持板262可具有前面264和相对于前面264设置且与前面264轴向地隔开的背面266。多个孔268可设置在夹持板262上。孔268可周向地彼此隔开。孔268之间的周向间隔可以是均匀的或非均匀的。孔268可以为可从前面264延伸到背面266上的通孔。在一些示例性实施例中，孔268可具有螺纹。夹持板262可具有径向宽度“W1”。
压缩机壳体40可具有附接到蜗壳顶壁98和蜗壳后壁100上的压缩机壳体凸缘270。压缩机壳体凸缘270可具有大体上呈圆柱形的凸缘外表面272。凸缘外表面272可具有相对于旋转轴线50的半径“R7”。压缩机壳体凸缘270还可包括凸缘内表面274，凸缘内表面274可具有相对于旋转轴线50的半径“R8”。半径R8可大于或大约等于轴承壳体凸缘106的凸缘外表面116的半径R3。半径R8还可小于半径R7。凸缘内表面274可设置成邻近于轴承壳体44的轴承壳体凸缘106的凸缘外表面116并邻接在其上。压缩机壳体凸缘270可包括夹持面276，夹持面276可从半径R8的凸缘内表面274径向地延伸到半径R7的凸缘外表面272上。夹持面276可具有径向宽度“W2”，径向宽度W2可小于夹持板262的宽度W1。
压缩机壳体凸缘270的夹持面276可包括压缩机凸缘凹部278和压缩机凸缘唇部280。压缩机凸缘凹部278可从夹持面276向内朝向在夹持面276上形成压缩机凸缘唇部280的压缩机前端62径向地延伸。压缩机凸缘凹部278可从凸缘内表面274向外径向地延伸到设置在凸缘内表面274与凸缘外表面272之间的凹部外缘282。压缩机凸缘凹部278可具有径向宽度“W3”，径向宽度W3可小于夹持面276的径向宽度W2。在一个示例性实施例中，宽度W3范围可在宽度W2的约70%到约90%之间。如图6所示，压缩机凸缘凹部278可包括与夹持板262的夹持面276轴向地间隔开的凹部表面284。在一个示例性实施例中，凹部表面284与夹持面276的轴向间隔的范围可为约0.8mm至1.4mm之间。凹部表面284可从凸缘内表面274向外径向地延伸到凹部外缘282。压缩机凸缘唇部280可设置成邻近于压缩机凸缘凹部278的凹部外缘282。压缩机凸缘唇部280可从凹部外缘282向外径向地延伸到凸缘外表面272。又如图6所示，夹持板262的前面264可邻接在压缩机凸缘唇部280上。
压缩机壳体凸缘270的凹部表面284可包括多个孔286。与孔268一样，孔286也可周向地彼此隔开。孔286之间的周向间隔可以是均匀的或非均匀的。孔286可以设置，以与孔268对准。孔286还可带有螺纹。螺栓46可穿过孔268并可以螺纹方式容纳在孔286中，以帮助连接夹持板262与压缩机壳体凸缘270。在一些示例性实施例中，螺栓46还可以以螺纹方式容纳入孔268中。尽管图6示出了组装有孔268和/或孔286的螺栓46，但是可以设想的是，螺柱（未示出）可以以螺纹方式组装到孔286中，并且邻接在夹持板262的背面266上的螺母（未示出）可以附接到螺柱，以使夹持板262与压缩机壳体凸缘270相连接。
夹持板262可包括夹持板倒悬部分288，夹持板倒悬部分288可从邻近的凸缘内表面274径向地向内延伸。倒悬部分288可包括前面部分290，前面部分290可邻接在轴承壳体凸缘106的凸缘后表面114上。如图6所示，压缩机壳体凸缘270的夹持面276可设置成大致与轴承壳体凸缘106的凸缘后表面114共面。又如图6所示，夹持板262可延伸越过压缩机凸缘凹部278，并可邻接在压缩机凸缘唇部280和轴承壳体凸缘106的凸缘后表面114上。以这种方式在两个径向方向上支撑夹持板262，可以有助于最小化和/或消除由夹持板262传递到螺栓46上的弯曲载荷。此外，当螺栓46转动时，压缩机凸缘凹部278可允许夹持板262在位于压缩机凸缘唇部280与轴承壳体凸缘106之间的压缩机凸缘凹部278中弯曲，从而有助于在螺栓46中产生拉伸载荷。在螺栓46中产生的拉伸载荷可依次帮助将夹持板262牢固地附接到压缩机壳体凸缘270和轴承壳体凸缘106上。
图7示出了夹持板262的另一个示例性实施例，夹持板262可具有一或多个区段。图7示出了夹持板262的平面视图，所述平面设置成大致正交于旋转轴线50。如图7所示，夹持板262可包括第一夹持板区段292、第二夹持板区段294和第三夹持板区段296。第一、第二和第三夹持板区段292、294、296中的每一个均可以为具有一个或多个孔286的环状弧形板。如图7所示，第一、第二和第三夹持板区段292、294、296可以周向设置以便环绕旋转轴线50，使得孔286也可以围绕旋转轴线50周向设置。在如图7所示的一个示例性实施例中，第一、第二和第三夹持板区段292、294、296中的每一个均可包括相互周向等距离隔开的三个孔286。然而，可以预想的是，第一、第二和第三夹持板区段292、294、296中的每一个均可包括任意数目的孔286，孔286可以周向等距隔开或者非等距隔开。第一、第二和第三夹持板区段292、294、296中的每一个可具有内径“R9”和大于R9的外径“R10”。然而，可以预想的是，第一、第二和第三夹持板区段292、294、296均可以具有相同或不同的内径R9和外径R10。第一、第二和第三夹持板区段292、294、296中的每一个均可跨越周向角度“θ7”。例如，周向角度θ7可以是第一、第二和第三夹持板区段292、294、296的前缘298与后缘300之间的角度。然而，可以预想的是，第一、第二和第三夹持板区段292、294、296均可以跨越相同或不同的周向角度θ7。虽然图7中已经示出了三个夹持板区段，但可以预想的是，夹持板262可具有任意数目的弧形夹持板区段292、294、296。
图8示出了用于涡轮增压器10的涡轮机14的涡轮机壳体组件310的示例性实施例的剖视图。涡轮机壳体组件310包括一或多个夹持板312（第二夹持板）和一个或多个紧固件（第二紧固件），例如螺栓48，一个或多个螺栓48相互协作以连接涡轮机壳体42与轴承壳体44。夹持板312可邻接在涡轮机壳体42和轴承壳体44上。在一个示例性实施例中，夹持板312可为围绕旋转轴线50设置的单个大致环形的板。然而，可以预想的是，与夹持板262一样，夹持板312也可具有类似于第一夹持板区段292、第二夹持板区段294、和第三夹持板区段296的一个或多个区段。也可以预想的是，夹持板262可具有第一多个夹持板区段，夹持板312可具有第二多个夹持板区段。可进一步预想的是，夹持板262的夹持板区段的数目可以与夹持板312的夹持板区段的数目相同或不同。另外，可以预想的是，夹持板312可具有与夹持板262的厚度相同或不同的厚度。夹持板312可具有前面314和与前面314相对设置且与前面314轴向地隔开的后面316。多个孔318可设置在夹持板312上。孔318可周向地彼此隔开。孔318之间的周向间隔可以是均匀的或非均匀的。孔318可以为通孔，所述通孔可从前面314延伸到后面316。在一些示例性实施例中，孔318可具有螺纹。夹持板312可具有径向宽度“W4”。
涡轮机壳体42可具有涡轮机壳体壁320。涡轮机壳体壁320可包括凹口322。凹口322可具有凹口内表面324和凹口后壁326。凹口内表面324可具有围绕旋转轴线50设置的大致圆柱形状。凹口后壁326可从凹口内表面324径向向内延伸，并可设置成大致正交于旋转轴线50。涡轮机壳体壁320还可包括涡轮机内表面328，涡轮机内表面328可封装涡轮机叶轮34（见图1）。另外，涡轮机壳体壁320可包括与涡轮机内表面328相对设置的夹持面330。夹持面330可从凹口内表面324径向向外延伸到涡轮机壁外端332。
涡轮机壳体壁320的夹持面330可包括涡轮机凸缘凹部334和涡轮机凸缘唇部336。涡轮机凸缘凹部334可从夹持面330朝向形成涡轮机凸缘唇部336的涡轮机内表面328轴向向内延伸。涡轮机凸缘凹部334可从凹口内表面324径向向外延伸到设置在凹口内表面324和涡轮机壁外端332之间的凹部外缘338。涡轮机凸缘凹部334可具有径向宽度“W5”，径向宽度W5可小于夹持面312的径向宽度W4。在一个示例性实施例中，径向宽度W5的范围可以为宽度W4的约70%至约90%。如图8所示，涡轮机凸缘凹部334可包括与涡轮机壳体壁320的夹持面330轴向地间隔开的凹部表面340。在一个示例性实施例中，凹部表面340与夹持面330的轴向间隔范围可为约0.8mm至约1.4mm。凹部表面340可从凹口内表面324径向向外延伸到凹部外缘338。涡轮机凸缘唇部336可设置成邻近涡轮机凸缘凹部334的凹部外缘338。涡轮机凸缘唇部336可从凹部外缘338径向向外延伸到涡轮机壁外端332。又如图8所示，夹持板312的后面316可邻接在涡轮机凸缘唇部336上。涡轮机壳体壁320的凹部表面340可包括多个孔342。与孔318一样，孔342也可周向地彼此隔开。孔342之间的周向间隔可以是均匀的或非均匀的。可以布置孔342以便与孔318对准。孔342也可带有螺纹。
轴承壳体44可以包括轴承壳体凸缘344（第二轴承壳体凸缘）。轴承壳体凸缘344可以具有前面346、相对前面346设置的背面348和轴承凸缘外表面350。轴承壳体凸缘344可以邻接在涡轮机壳体壁320的凹口后壁326上，以使得轴承凸缘外表面350可以设置在邻近凹口内表面324并可邻接于凹口内表面324上。夹持板312可以包括悬垂部分352，所述悬垂部分352可以从孔318径向向内延伸。悬垂部分352可以包括可邻接于轴承壳体凸缘344的前面346上的背面部分354。如图8所示，涡轮机壳体壁320的夹持面330可以设置为大致与轴承壳体凸缘344的前面346共面。
螺栓48可以穿过孔318并可以螺纹方式容纳于孔342中，以帮助连接夹持板312与涡轮机壳体壁320和轴承壳体凸缘344。在一些示例性实施例中，螺栓48还可以螺纹方式容纳于孔318中。尽管图8示出了组装有孔318和/或孔342的螺栓48，但是可以预想的是，螺柱(未示出)可以螺纹方式组装进入孔342，并且邻接于夹持板312的前面314上的螺母(未示出)可以附接到螺柱以使夹持板312与涡轮机壳体壁320连接。如图8所示，夹持板312可以延伸越过涡轮机凸缘凹部334并邻接于涡轮机壳体42上的涡轮机凸缘唇部336上和轴承壳体凸缘344的前面346上。以这种方式在两个径向位置处支撑夹持板312，可以有助于最小化和/或消除由螺栓48上的夹持板312传递的弯曲载荷。此外，当螺栓48转动时，夹持板312可以在涡轮机凸缘凹部334内弯曲，从而有助于在螺栓48中产生拉伸载荷。在螺栓48中的拉伸载荷可以依次帮助将夹持板312与涡轮机壳体壁320和轴承壳体凸缘344牢固地连接。
工业实用性
可以实施所公开的压缩机组件90以帮助减小或消除通过压缩机扩压环的叶片尖端178与压缩机壳体40的内壁132之间的间隙的空气泄漏。还可以实施压缩机组件90以帮助通过使用垫片246与涡轮增压器套筒256在尺寸相匹配而提高压缩机12的效率，以有助于减小或消除叶片尖端178与内壁132之间的间隙。另外，可以使用压缩机组件90以降低或消除由压缩机叶片26的激励引起的压缩机叶片的失效，所述激励由扩压环60中的叶片148产生的压力尾流引起。此外，可以使用压缩机组件90以帮助确保压缩机壳体40、轴承壳体44和涡轮机壳体42可以在螺栓46、48上未引起弯曲载荷的情况下被组装。还可以使用所公开的压缩机组件90，以帮助减少由部件之间的热诱导相对运动引起的压缩机组件90内部零件上的磨损。
参照图1和图2，在涡轮增压器10的操作期间，从发动机排出的废气(未示出)可以通过涡轮机入口52进入涡轮机壳体42，向着涡轮机叶片38膨胀，使涡轮机叶轮34旋转。涡轮机叶轮34的旋转可以使轴18转动，进而可以转动压缩机叶轮16。空气可以通过压缩机入口56进入压缩机壳体40并通过压缩机出口58离开压缩机壳体40。随着空气流过压缩机12，旋转的压缩机叶轮16可以使空气加速。当空气在扩压环60的叶片148之间流动时，可以使离开压缩机叶片26的外边缘78的空气减速。空气在扩压环60中的减速可以增加压缩机12的蜗壳72中的空气压力。通过在压缩机12中产生的压力压缩空气，进而可以被迫使压缩空气进入发动机的燃烧室，以用于燃料的燃烧。在内壁132与叶片尖端178之间的间隙中流动的空气可以绕开扩压环60引起的减速，从而降低扩压环60将空气的动态能量转化为蜗壳72中的压力的能力。在蜗壳72中所降低的压力可以对发动机的性能产生不利影响。
压缩机组件90可以包括帮助减小或消除叶片尖端178与压缩机壳体40的内壁132之间的间隙的众多特征。例如，压缩机组件90可以包括设置于第二腹板面130与扩压环60的背板146之间的波形弹簧184。波形弹簧184可以向背板146施加轴向力，以迫使扩压环60朝向压缩机前端62移动，并推动叶片尖端178牢固地与压缩机壳体40的内壁132接触。通过迫使叶片尖端178牢固地邻接于内壁132上，波形弹簧184可以在涡轮增压器10的所有操作条件下帮助减小或消除叶片尖端178与内壁132之间的间隙。当通过帮助叶片尖端178与内壁132接触迫使涡轮增压器不运转时，波形弹簧184还可以帮助降低或消除对叶片148造成的损坏。以这种方式使得叶片尖端178与内壁132保持接触可以帮助防止叶片148的过度振动，进而可以有助于降低或消除对叶片148的损坏。
此外，在涡轮增压器10的操作期间，来自蜗壳72的高压空气可以渗透径向间隙168进入空腔172。所述高压空气可以帮助推动背板146离开第二腹板面130朝向压缩机前端62，进而可以迫使叶片尖端178与压缩机壳体40的内壁132牢固地接触。通过推动叶片尖端178牢固地邻接于内壁132上，在空腔172中的排气可以在压缩机12的高压操作期间帮助减小或消除叶片尖端178与内壁132之间的间隙。
在压缩机12的操作期间，径向间隙168和密封件170也可有助于扩压环60的背板146自由地进行热膨胀。例如，扩压环60可由铝、铝合金或其他合金制成，其可具有相比于压缩机壳体40和轴承壳体44（两者均由铁合金或其他合金制成）具有相对较高的热膨胀系数。径向间隙168和密封件170的压缩特性可使得背板146在不接触或不干涉轴承壳体44以及蜗壳后壁100的内面166的情况下膨胀。此外，由于密封件170设置在突出部外表面136上，突出部外表面136大致正交于波形弹簧184，因此由波形弹簧184施加的轴向力不会导致使密封件170中产生的压缩力减小。因此，波形弹簧184的操作不会导致在突出部外表面136与背板146的底面158之间的密封件170产生的密封强度降低。因此，密封件170可能够维持非常有效的密封，从而防止在涡轮增压器10的整个操作期间从蜗壳72通过空腔172并进入通道134的空气再循环，进而有助于提高压缩机12的效率。
参照图1-4，压缩机组件90也可通过降低压缩机叶轮16、轴18、涡轮机叶轮34、压缩机壳体40、涡轮机壳体42和轴承壳体44之间的尺寸失配来有助于减小或消除叶片尖端178与压缩机壳体40的内壁132之间的间隙。特别地，涡轮增压器套筒256的尺寸可在组装压缩机叶轮16、轴18、涡轮机叶轮34、涡轮机壳体42和轴承壳体44之后进行测定。垫片246的最大厚度t3可基于涡轮增压器套筒256所测定的尺寸和与压缩机壳体40相关的尺寸公差进行选择。特别地，轴向载荷可被施加到轴18上，从而将压缩机叶轮16推离涡轮机壳体42，并将其推向压缩机前端62。压缩机叶轮16上的凹部安装表面124与量规位置258之间的轴向距离“A”可被测定。量规位置258可以是压缩机叶轮16上的预定位置。此外，压缩机壳体40的内壁132上的蜗壳后壁100的后面118与量规位置259之间的轴向距离“B”可被测定。另外，距离B的变化可基于已知的制造公差进行确定。另外地或可选择地，所述变化可基于在多个压缩机壳体40上的距离B的测量值进行确定。最大厚度t3可根据距离A、距离B以及距离B的变化进行确定，使得叶片尖端178可与压缩机壳体40的内壁132保持接触。例如，厚度t3可以选择，使得轴承壳体凸缘106的凹部安装表面124与量规位置259之间的距离“C”可大于或等于厚度t3与基于距离B的变化确定的距离B的最大值之和。具有选定厚度t3的垫片246可固定地附接到轴承壳体凸缘106。以这种方式匹配垫片246与涡轮增压器套筒256的厚度可有助于确保，叶片尖端178牢固地邻接在压缩机壳体40的内壁132上，而不受压缩机壳体40所期望的尺寸公差变化的影响。因此，为垫片246选定与涡轮增压器套筒256匹配的厚度t3可有助于减少或消除叶片尖端178与压缩机壳体40的内壁132之间的间隙。
参照图2，压缩机组件90可包括从压缩机叶片26的最后行32的外缘78和叶片前缘180延伸的无叶片空间200。无叶片空间200的径向长度ΔR可以选定使得叶片148的高频振动减少或消除，叶片148的高频振动是由在叶片前缘180处产生的压力尾流引起的。特别地，径向长度ΔR可以选定为压缩机叶轮16的最后行32压缩机叶片26的最大半径R2的至少20%，以降低或消除压缩机叶片26中的高频振动。增加ΔR的值可有利于进一步降低压缩机叶片26上的叶片前缘180处所产生的压力尾流的效应。然而，为了最小化压缩机12的总体积，径向长度ΔR可以选定为半径R2的约20%至40%。以这种方式选定无叶片空间200的径向长度可有助于减少或消除压缩机叶片26的疲劳断裂，压缩机叶片26的疲劳断裂是由压缩机叶片26中的叶片前缘180处产生的压力尾流引起的振动所导致的。减少或消除压缩机叶片26的疲劳断裂可有助于延长压缩机组件90的使用寿命。
参照图3和图4，舌片226可有助于防止扩压环60相对于转动轴50转动。此外，垫圈244和紧固件242可有助于将扩压环60附接到压缩机壳体40的蜗壳后壁100。凹部220和凹部239的深度可选择以在蜗壳后壁100的舌片前面228和凹部后面222之间维持轴向间隙234。舌片侧面232和凹部220的凹部侧面224之间的轴向间隙234和径向间隙236可有助于扩压环60和舌片226能相对于压缩机壳体40自由扩展而不在涡轮增压器10的操作期间显著地磨损舌片前面228、舌片后面230以及舌片侧面232。在一些示范性实施例中，舌片226和扩压环60可由铝、铝合金或其他合金制成，其可相对于压缩机壳体40具有相对较高的热膨胀系数，压缩机壳体40可由铁合金或其他合金制成。在涡轮增压器10的操作期间，扩压环60和压缩机壳体40的温度可升高。扩压器60和舌片226可在比压缩机壳体40的蜗壳后壁100大得多的程度上在径向和轴向扩展。因此，舌片226可相对于压缩机壳体40多次在轴向和径向移动。例如，在一个示例性实施例中，在涡轮增压器10的操作期间，舌片226可相对于压缩机壳体40成千上万次在轴向和径向移动。径向间隙236可允许舌片226自由扩展而不干涉凹部侧面224。此外，轴向间隙234可允许舌片226相对于凹部后面222移动而不导致舌片226的过度磨损。因此，突出部226可允许扩压环60牢固地附接到压缩机壳体40，同时仍允许由扩压环60和压缩机壳体40的不均匀热膨胀引起的蜗壳后壁100中的舌片226与凹部220的凹部后面222之间的相对运动。
另外，当具有四个舌片226的涡轮增压器10以其重力方向大致与水平表面正交的方式安装在所述水平表面上时，第一和第二直径轴237和238可关于重力方向对称定位。以这种方式定位第一和第二直径轴237、238可允许涡轮增压器10的总重量大致均匀地分布在所述四个舌片226中的每一个上。此外，这种布置也可以允许由涡轮增压器10的操作产生的附加径向载荷大致均匀地分布在四个舌片226之间。
参照图6，压缩机壳体组件260可有助于确保螺栓46用于组装压缩机壳体40和轴承壳体44时免于弯曲载荷。如图6所示，夹持板262可被轴承壳体凸缘106的压缩机凸缘唇部280和凸缘后面114支撑在径向位置处。夹持板262可以跨越压缩机凸缘凹部278。即使当压缩机壳体40和轴承壳体44的轴向热膨胀量不同，由于在径向隔开位置处有夹持板262的支撑，因此可以利用夹持板262维持压缩机壳体40和轴承壳体44的组装结构。将夹持板262支撑在压缩机凸缘唇部280和轴承壳体凸缘106上也可允许在螺栓46转动时夹持板262弯曲到压缩机凸缘凹部278中。夹持板262的弯曲可有助于确保在减少螺栓46上的弯曲载荷时沿螺栓46的纵轴产生拉伸载荷。此外，即使螺栓在涡轮增压器10的操作期间变松，螺栓46中由于夹持板262的弯曲而产生的拉伸载荷可有助于维持压缩机壳体40和轴承壳体44的组装。此外，由于夹持板262施加了维持压缩机壳体40和轴承壳体44组装时的轴向载荷，因此夹持板262在维持螺栓46产生的夹持载荷的同时，可允许压缩机凸缘唇部280和轴承壳体凸缘106的径向膨胀量不同。
参照图8，涡轮机壳体组件310可有助于确保螺栓48在用于组装涡轮机壳体42和轴承壳体44时免受弯曲载荷。如图8所示，夹持板312可被涡轮机凸缘唇部336和轴承壳凸缘344支撑在径向位置处。夹持板312可以跨越涡轮机凸缘凹部334。即使当涡轮机壳体42和轴承壳体44的轴向热膨胀量不同，由于在径向隔开位置处有夹持板312的支撑，因此可以利用夹持板312维持涡轮机壳体42和轴承壳体44的组装结构。将夹持板312支撑在涡轮机凸缘唇部336和轴承壳体凸缘344上也可允许在螺栓48转动时夹持板312弯曲到涡轮机凸缘凹部334中。夹持板312的弯曲可有助于确保在减少螺栓48上的弯曲载荷时沿螺栓48的纵轴产生拉伸载荷。此外，即使螺栓在涡轮增压器10的操作期间变松，螺栓48中由于夹持板312的弯曲而产生的拉伸载荷可有助于维持涡轮机壳体42和轴承壳体44的组装。此外，由于夹持板312施加了维持涡轮机壳体42和轴承壳44组装的轴向载荷，因此夹持板312在维持螺栓48产生的夹持载荷的同时，可允许涡轮机凸缘唇部336和轴承壳体凸缘344的径向膨胀量不同。
对本领域技术人员显而易见的是，可对所公开的压缩机组件进行各种各样的更改和变型。在考虑所公开的压缩机组件的说明和实践之后，其他实施例对于本领域技术人员将显而易见。说明书和实例仅仅是示例性的，真实范围由权利要求书及其等价内容指出。

Claims (10)

1.一种压缩机壳体组件，其特征在于，包括：
压缩机壳体，其包括压缩机壳体凸缘；
轴承壳体，其包括：
主体部分；
腹板，其从所述主体部分向外延伸到所述腹板的腹板末端；和
轴承壳体凸缘，其从所述腹板径向向外延伸；
夹持板，其具有环形形状，邻接在所述压缩机壳体凸缘和所述轴承壳体凸缘上；和
紧固件，其用于将所述夹持板附接到所述压缩机壳体凸缘和所述轴承壳体凸缘。
2.根据权利要求1所述的压缩机壳体组件，其特征在于，
所述压缩机壳体凸缘包括螺纹孔，并且
所述紧固件包括与所述螺纹孔啮合的螺纹。
3.根据权利要求1所述的压缩机壳体组件，其特征在于，
所述压缩机壳体凸缘包括：
圆柱形的凸缘内表面；
圆柱形的凸缘外表面；和
从所述凸缘内表面向所述凸缘外表面径向延伸的夹持面；
所述轴承壳体凸缘包括凸缘后表面，并且
所述夹持面与所述凸缘后表面共面。
4.根据权利要求3所述的压缩机壳体组件，其特征在于，
所述夹持面包括：
压缩机凸缘凹部，其从所述凸缘内表面径向向外延伸到设置在所述凸缘内表面与所述凸缘外表面之间的凹部外缘；和
压缩机凸缘唇部，其从所述凹部外缘向所述凸缘外表面径向延伸，并且
所述夹持板配置为邻接在所述压缩机凸缘唇部和所述凸缘后表面上。
5.根据权利要求1所述的压缩机壳体组件，其特征在于，所述夹持板包括相对于所述压缩机壳体组件的旋转轴线周向设置的多个夹持板区段。
6.根据权利要求5所述的压缩机壳体组件，其特征在于，所述夹持板区段的数目是3。
7.根据权利要求5所述的压缩机壳体组件，其特征在于，所述夹持板区段包括：
第一夹持板区段，其具有第一周向角度；
第二夹持板区段，其具有第二周向角度；和
第三夹持板区段，其具有第三周向角度；
其中，所述第一周向角度等于所述第二周向角度。
8.根据权利要求7所述的压缩机壳体组件，其特征在于，
所述第一夹持板区段具有第一厚度；并且
所述第二夹持板区段具有与所述第一厚度不同的第二厚度。
9.一种涡轮机壳体组件，其特征在于，包括：
涡轮机壳体，其包括涡轮机壳体壁；
轴承壳体，其包括轴承壳体凸缘；
夹持板，其具有环形形状，邻接在所述涡轮机壳体壁和所述轴承壳体凸缘上；和
至少一个紧固件，其用于将所述夹持板附接到所述涡轮机壳体壁和所述轴承壳体凸缘。
10.一种涡轮增压器，其特征在于，包括：
涡轮机壳体，其包括涡轮机壳体壁；
涡轮机叶轮，其设置在所述涡轮机壳体内并配置为由从发动机接收的排气驱动；
压缩机壳体，其包括压缩机壳体凸缘；
压缩机叶轮，其设置在所述压缩机壳体内；
轴，其连接所述涡轮机叶轮与所述压缩机叶轮；
轴承壳体，其包括：
第一轴承壳体凸缘，其用于附接到所述压缩机壳体凸缘；
第二轴承壳体凸缘，其用于附接到所述涡轮机壳体壁；
第一夹持板，其具有环形形状，邻接在所述压缩机壳体凸缘和所述第一轴承壳体凸缘上；
第二夹持板，其具有环形形状，邻接在所述涡轮机壳体壁和所述第二轴承壳体凸缘上；
第一紧固件，其用于将所述第一夹持板附接到所述压缩机壳体凸缘和所述第一轴承壳体凸缘；和
第二紧固件，其用于将所述第二夹持板附接到所述涡轮机壳体壁和所述第二轴承壳体凸缘。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107869365A (zh) * 2016-09-23 2018-04-03 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 涡轮增压器
CN109424378A (zh) * 2017-09-05 2019-03-05 曼能源解决方案欧洲股份公司 涡轮增压器
CN109505671A (zh) * 2017-09-05 2019-03-22 曼恩能源方案有限公司 涡轮增压器
CN114320951A (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 株式会社神户制钢所 涡轮压缩机

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10006341B2 (en) * 2015-03-09 2018-06-26 Caterpillar Inc. Compressor assembly having a diffuser ring with tabs
US10066639B2 (en) * 2015-03-09 2018-09-04 Caterpillar Inc. Compressor assembly having a vaneless space
JP6706961B2 (ja) * 2016-04-12 2020-06-10 株式会社日立インダストリアルプロダクツ ボルト締結構造およびこれを用いたターボ機械
US11131313B2 (en) * 2019-05-10 2021-09-28 Garrett Transportation I Inc Single-stage compressor with bleed system for thrust load alleviation
US11512609B1 (en) 2021-06-30 2022-11-29 Garrett Transportation I Inc Turbomachine with housing control surfaces for aligning air bearing components

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5088493B2 (ja) * 2008-03-31 2012-12-05 株式会社Ｉｈｉ シール部構造及び過給機
KR101091237B1 (ko) * 2008-12-05 2011-12-07 현대자동차주식회사 터보차저의 터빈하우징과 센터하우징의 결합구조
JP5832090B2 (ja) * 2010-12-15 2015-12-16 三菱重工業株式会社 ターボチャージャハウジングのシール構造
WO2015195332A1 (en) * 2014-06-18 2015-12-23 Borgwarner Inc. Clamping device
US9657596B2 (en) * 2014-09-26 2017-05-23 Electro-Motive Diesel, Inc. Turbine housing assembly for a turbocharger
US9719518B2 (en) * 2014-11-10 2017-08-01 Honeywell International Inc. Adjustable-trim centrifugal compressor with ported shroud, and turbocharger having same
US10087940B2 (en) * 2014-12-10 2018-10-02 Honeywell International Inc. Exhaust turbine assembly

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107869365A (zh) * 2016-09-23 2018-04-03 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 涡轮增压器
CN109424378A (zh) * 2017-09-05 2019-03-05 曼能源解决方案欧洲股份公司 涡轮增压器
CN109505671A (zh) * 2017-09-05 2019-03-22 曼恩能源方案有限公司 涡轮增压器
CN114320951A (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 株式会社神户制钢所 涡轮压缩机

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