廢氣渦輪增壓器制造技術

本發明專利技術涉及一種用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其包括以下步驟：在轉子(14)的軸(10)上共同旋轉地布置肩部(12；16；20)并移除肩部(12；16；20)的至少一部分材料以減少不平衡，且本發明專利技術涉及一種廢氣渦輪增壓器轉子(14)，其具有上面可安裝有軸承布置(13)的軸(10)、具有在軸(10)的第一端(10a)上的渦輪葉輪(6)且具有在軸(10)的第二端(10b)上的壓縮機葉輪(2)，其中肩部(12；16；20)被布置在軸(10)上介于壓縮機葉輪(2)與渦輪葉輪(6)之間，所述肩部共同旋轉地連接至軸(10)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及一種根據權利要求1所述的用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子的方法，并且涉及一種根據權利要求10所述的廢氣渦輪增壓器轉子。就用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子的已知方法而言，使用具體在壓縮機葉輪和渦輪葉輪處的兩個平衡平面。運用此方法，可減少廢氣渦輪增壓器轉子的軸由不平衡引起的擺動運動。然而，所述方法并未考慮發生在以超臨界轉速旋轉渦輪增壓器的操作期間的不平衡。在這些轉速下，廢氣渦輪增壓器轉子的軸可不再被視為剛體；相反地，其更加用作柔性體，且面臨大幅上升的加速度級。在發動機處或在車輛中，上升的加速度級影響噪音產生，或甚至可導致軸承布置出現故障。廢氣渦輪增壓器轉子在可用平衡平面處，具體在壓縮機葉輪和渦輪葉輪處的平衡在上述條件下是不可能的。實際上，運用所述平衡平面，廢氣渦輪增壓器的平衡無法進行任何更多的改進，即使加速度曲線中顯而易見且明顯的是，車輛中仍然存在不平衡。因此，本專利技術的目的是提供一種用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子的方法，該方法消除現有技術的上述缺點。另外，本專利技術的目的是提供一種權利要求10的前序部分中規定的類型的廢氣渦輪增壓器轉子，其提供了改進且精確平衡的可能性。所述目的是借助于權利要求1和10的特征實現。與其中廢氣渦輪增壓器轉子是在兩個平衡平面處執行的現有技術相比，本專利技術是基于提供第三平衡平面概念以達到改進廢氣渦輪增壓器轉子的平衡。歸因于第三平衡平面，可消除超臨界轉速范圍中出現的不平衡。在本專利技術中，第三平衡平面是通過在廢氣渦輪增壓器轉子的軸上共同旋轉地布置肩部而實現。從屬權利要求包括本專利技術的有益改進。例如，間隔件套筒可作為肩部布置在廢氣渦輪增壓器轉子的軸上。通常作為現有技術中的情況的是，根據本專利技術的間隔件套筒與廢氣渦輪增壓器轉子的軸一起旋轉，而非將浮動間隔件套筒布置在徑向軸承襯套之間。為了將間隔件套筒共同旋轉地附接至廢氣渦輪增壓器轉子的軸，間隔件套筒可以粘性地連接至軸，例如焊接、粘附地結合或釬焊至軸。同樣不言而喻的是，可借助于旋擰設備實現間隔件套筒至軸的連接。同樣可設想到，間隔件套筒借助于主動鎖定連接件，尤其是花鍵齒輪連接件或榫槽連接件共同旋轉地固定至軸。在榫槽連接件的情況中，榫槽連接件應形成在兩側上以防止附加的結構不平衡。因此，取決于上述方法的可用性和相應應用的要求，間隔件套筒可以簡易方式共同旋轉地附接至廢氣渦輪增壓器轉子。關于此構造，間隔件套筒可以呈單部分或多部分形式，尤其是兩部分形式。因此，取決于應用可更容易地執行間隔件套筒的安裝。另外，間隔件套筒的多部分構造可以具有以下效果：廢氣渦輪增壓器轉子更容易平衡并且可以更精確方式來執行。另外，多部分間隔件套筒提供了，如果需要的話，可便宜地更換間隔件套筒的優點。間隔件套筒可以優選地居中布置在廢氣渦輪增壓器轉子的軸上，即，介于徑向軸承襯套之間，所述徑向軸承襯套以常規方式用于軸的安裝。此原因在于，在超臨界轉速范圍中，出現不平衡力矩，其激發轉子并且使轉子以第一本征模式(彎曲模式)彎曲。在此情況中，還可以引發較高彎曲模式(例如，第二、第三彎曲模式)的振動。歸因于間隔件套筒居中地布置在廢氣渦輪增壓器轉子的軸上，可平衡這些彎曲模式。還可以使用支撐元件作為肩部，所述支撐元件與廢氣渦輪增壓器轉子的軸、軸向軸承的軸或軸環的軸共同旋轉。以此方式，廢氣渦輪增壓器轉子可利用現有部件變得平衡，且不會招致附加部分和對應安裝工作的成本。為了實際補償不平衡，一個上述實施例的肩部的至少一部分可進行材料移除。取決于制造技術的可用性和期望精確度，可通過借助于激光進行的或在火花侵蝕工藝中的切割來移除材料。參考附圖實現的示例性實施例的以下描述中可找到本專利技術的進一步細節、優點和特征，其中：圖1示出了依據根據本專利技術的方法的具有根據本專利技術的廢氣渦輪增壓器轉子的第一實施例的廢氣渦輪增壓器的剖視圖，圖2示出了依據根據本專利技術的方法產生的根據本專利技術的廢氣渦輪增壓器轉子的第二實施例的大幅簡化示意圖，圖3示出了依據根據本專利技術的方法產生的根據本專利技術的廢氣渦輪增壓器轉子的第三實施例的大幅簡化示意圖，圖4示出了依據根據本專利技術的方法產生的根據本專利技術的廢氣渦輪增壓器轉子的第四實施例的大幅簡化示意圖，以及圖5示出了依據根據本專利技術的方法產生的根據本專利技術的廢氣渦輪增壓器轉子的第五實施例的簡化側視圖。相同的參考符號在整個說明書中用來標示相同元件。下文將基于圖1解釋根據本專利技術的廢氣渦輪增壓器轉子14和根據本專利技術的方法的第一實施例。圖1中說明廢氣渦輪增壓器1。所述廢氣渦輪增壓器具有軸10、軸10的第一端10a上的渦輪葉輪6和軸10的第二端10b上的壓縮機葉輪2，這些元件一起形成轉子14。壓縮機葉輪2被布置在壓縮機殼體9中，所述壓縮機殼體9是通過壓縮機后壁4連接至軸承殼體4。軸承殼體4包括軸承布置13，其具有彼此徑向地分隔開的兩個軸承襯套7以及軸向軸承3。軸10或廢氣渦輪增壓器轉子14是借助于軸承布置13布置在軸承殼體4中。渦輪葉輪6被布置在渦輪殼體5中。為了可平衡廢氣渦輪增壓器轉子14，在根據本專利技術的方法的第一步驟中，使用可在上面執行第二步驟中的平衡的軸向軸承3的支撐元件12。用于支撐軸向軸承3的支撐元件12是以常規方式共同旋轉地布置在軸10上。廢氣渦輪增壓器轉子14的平衡是通過移除支撐元件12的至少一部分材料來執行。在此情況中，材料可以優選地通過借助于激光進行的或在火花侵蝕工藝中的切割來移除。這里顯而易見的是，措辭“切割”應被理解為意味著用于移除支撐元件12的材料的任何合適的機械加工，諸如，舉例而言，碾磨、鉆孔、研磨、刨削等。圖2是依據根據本專利技術的方法的第二實施例的廢氣渦輪增壓器轉子14的軸10的一半的大幅簡化示意圖。軸10關于軸線X對稱。在此實施例中，在第一步驟中，軸10形成為腰狀，即，軸10的兩個凹入區域15具有小于軸10的直徑的直徑。因此，軸環16形成在凹入區域15之間，所述軸環優選地具有與軸10相同的直徑。在根據本專利技術的方法的第二步驟中，借助于上文提及的一種方法從軸環16中移除材料以平衡廢氣渦輪增壓器轉子14。兩個凹入區域15和軸環16優選地形成在彼此軸向地分隔開的兩個徑向軸承襯套(圖未示)之間。這使得尤其可允許平衡廢氣渦輪增壓器轉子的彎曲模式。圖3是依據根據本專利技術的方法的第三實施例的廢氣渦輪增壓器轉子14的軸10的一半的大幅簡化側視示意圖。在此情況中，在第一步驟中，間隔件套筒20共同旋轉地附接至軸10介于兩個徑向軸承襯套7之間。間隔件套筒20是呈不可分部件的形式并且具有至多等于軸承襯套的外徑的直徑。另外，間隔件套筒具有螺紋銷18(平頭螺釘)旋擰至其中的螺紋孔17。間隔件套筒20借助于螺紋銷18共同旋轉地連接至軸10。為了將間隔件套筒20共同旋轉地附接至軸10，也可使用其它類型的粘性或主動鎖定連接件，例如焊接、粘附結合或釬焊連接件、花鍵齒輪連接件或榫槽連接件。間隔件套筒被布置在軸承襯套7之間并且設置尺寸使得間隔件套筒20的長度對應于軸承襯套7之間的間隙。在間隔件套筒20已被布置在軸上之后，在根據本專利技術的方法的第二步驟中，移除間隔件套筒20的至少一部分材料，且因此廢氣渦輪增壓器轉子14，尤其在其彎曲模式中得以平衡。如可從圖4中看出，依據根據本專利技術的方法的第四實施例的軸10的布置大致上對應于圖3中說明的軸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其包括以下步驟：?在所述轉子(14)的軸(10)上共同旋轉地布置肩部(12；16；20)；以及?移除所述肩部(12；16；20)的至少一部分材料以減少不平衡。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.01.30 DE 102014201654.11.一種用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其包括以下步驟：-在所述轉子(14)的軸(10)上共同旋轉地布置肩部(12；16；20)；以及-移除所述肩部(12；16；20)的至少一部分材料以減少不平衡。2.根據權利要求1所述的用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其中間隔件套筒(20)作為肩部共同旋轉地附接至所述軸。3.根據權利要求2所述的用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其中所述間隔件套筒(20)是呈單部分形式。4.根據權利要求2所述的用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其中所述間隔件套筒(20)是呈多部分形式，尤其是兩部分形式。5.根據權利要求2至4中任一項所述的用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其中使用焊接、粘附結合、釬焊或旋擰設備來共同旋轉地附接所述間隔件套筒(20)。6.根據權利要求2至4中任一項所述的用于平衡廢氣渦輪增壓器轉子(14)的方法，其中所述間隔件套筒(20)是借助于兩側上的主動鎖定連接件，尤其是花鍵齒輪連接件或榫槽連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·艾倫貝格爾，
申請(專利權)人：博格華納公司，
類型：發明
國別省市：美國;US