專利名稱：用于廢氣渦輪增壓器的固定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體機械、尤其用于增壓式內(nèi)燃機的廢氣渦輪增壓器的領(lǐng)域。本發(fā)明 涉及一種用于將這種廢氣渦輪增壓器固定在底座、例如內(nèi)燃機的托架(Konsole)上的固定
直ο
背景技術(shù)：
廢氣渦輪增壓器用于提高內(nèi)燃機(活塞式發(fā)動機)的功率。廢氣渦輪增壓器包 括在內(nèi)燃機廢氣流中的廢氣渦輪和在內(nèi)燃機的吸氣段中的壓縮機。廢氣渦輪的渦輪葉輪 (Turbinenrad)由內(nèi)燃機的廢氣流置于旋轉(zhuǎn)中，并通過軸驅(qū)動壓縮機的葉輪(Laufrad)。壓 縮機提高內(nèi)燃機吸氣段中的壓力，從而在吸氣時使更大量的空氣到達燃燒室中。壓縮機包 括壓縮機罩殼，該壓縮機罩殼一般在徑向外部區(qū)域中利用長的螺栓固定在軸承罩殼處。存在一系列非常不同的方案以用于將廢氣渦輪增壓器固定在底座上。由于當(dāng)今應(yīng) 用的廢氣渦輪增壓器大多具有非冷卻的罩殼，因此在將廢氣渦輪增壓器固定在大多數(shù)情況 下相對冷的底座上時出現(xiàn)了廢氣渦輪增壓器和底座之間不同的熱膨脹的問題，該不同的熱 膨脹可導(dǎo)致固定裝置中的應(yīng)力。為了解決該問題，一般來說在廢氣渦輪增壓器和底座之間 引入獨立的固定支架，該固定支架通過特別的設(shè)計可承受不同的膨脹。此外，固定支架常常 也允許廢氣渦輪增壓器的罩殼的至少一部分的空間上可變的取向。例如，從文件DE-A-44 32 073或文件DE-0S-36 41 478中已知所提及類型的獨立的固定支架。文件EP 1 331 365 Al公開提出了一種用于將渦輪增壓器固定在底座處的固定裝 置。該固定裝置具有兩個可定位在底座中的、軸向上相互間隔開的支架。第二支架具有可 與渦輪增壓器罩殼相連接的罩殼連接區(qū)域以及可與底座相連接的底座連接區(qū)域。罩殼連接 區(qū)域構(gòu)造成部分圓形或圓弧形的形式。軸向支桿連接罩殼連接區(qū)域和底座連接區(qū)域，并且 與底座包夾在0°至60°范圍內(nèi)的角度。文件DE 43 35 485 Al公開了一種用于利用金屬的且力配合地接入 (einzementieren)到底座中的錨栓(Anker)來將大型機械部件固定在接合的 (zementiert)基座上的設(shè)備，大型機械部件可固定在該錨栓處。在此，在大型機械部件和基 座之間設(shè)置有間隔板，該間隔板對于大型機械部分的固定有次要作用。文件US 1，626，760公開了一種用于大型發(fā)動機的基板，該基板具有帶有兩個不 同固定孔口組的固定支架。在此，第一固定孔口組設(shè)置成用于將基板固定在底座處，第二固 定孔口組設(shè)置成用于將基板固定在支撐架上。文件US 2，190，170公開了一種用于壓力缸的支撐裝置，在該支撐裝置中上缸半 部和下缸半部相互連接。連接部借助于固定件保持在一起，該固定件將下缸半部定位在支 撐架處，但是允許上缸半部相對于下缸半部的相對運動。文件EP 1 176 286公開了一種整體式擴展到(anbauen)氣體出口罩殼處的固定 支架，該固定支架具有相互間隔的長孔洞，這些長孔洞的縱軸線以星形的方式在中心匯合。 可將滑塊(Gleitschuhe)插入到長孔洞中，該滑塊在其貫穿的孔口中容納固定元件，例如螺栓。借助于螺栓，可將整體式擴展到渦輪增壓器的氣體出口罩殼處的固定支架和由此渦 輪增壓器可松開地固定在底座上。利用與廢氣渦輪增壓器相連接的內(nèi)燃機的啟動，氣體出 口罩殼和擴展的固定支架相對于底座被加熱。在此，加熱的材料的膨脹可達到數(shù)毫米?，F(xiàn)在 不是如在固定支架和底座之間的一般的螺栓連接的情況下一樣螺栓承受彎曲，而固定支架 的膨脹的材料在某種程度上可以說在保持螺栓的滑塊下在底座上運動。螺栓保持在滑塊中 無應(yīng)力地被引導(dǎo)，而同時發(fā)生滑塊在長孔洞中的相對運動。因此，即使在多次溫度循環(huán)后也 不會出現(xiàn)材料疲勞，并且不存在由可能的固定失效引起的安全風(fēng)險。在這種解決方案中，在 固定支架和底座之間的、在相互滑動的構(gòu)件之間的接觸面的區(qū)域上，可能的材料磨損減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，如此改進廢氣渦輪增壓器的固定支架和底座之間的固定裝 置，即，使得既可在固定支架處又可在底座處減小材料磨損。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過以下方式實現(xiàn)在固定支架和底座之間布置大面積的滑 塊。通過底座和滑塊的形狀配合的和/或力配合的連接，或底座和滑塊之間的以及滑塊和 固定支架之間的接觸面的不同的滑動特性，可阻止，固定支架經(jīng)受在底座上的不期望的移 位。由此，可尤其在底座處減小材料磨損。


下面將根據(jù)附圖詳細地解釋本發(fā)明的實施形式。其中圖1顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的廢氣渦輪增壓器的側(cè)視圖，以及圖2顯示了穿過帶有根據(jù)本發(fā)明的固定裝置的根據(jù)圖1的廢氣渦輪增壓器的部分 截面圖。
具體實施例方式圖1以側(cè)視圖沿著廢氣渦輪增壓器的縱軸線顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的廢氣渦輪增 壓器。該廢氣渦輪增壓器包括在壓縮機罩殼40中的壓縮機以及在渦輪罩殼20中的廢氣渦 輪。在其之間布置有支承罩殼50，在該支承罩殼50中，可旋轉(zhuǎn)地支承了廢氣渦輪增壓器的 軸。壓縮機罩殼包括空氣進口 41，從該空氣進口 41開始空氣通過壓縮機葉輪和螺旋形的收 集器輸送到空氣出口 42。在空氣進口側(cè)，可取代空氣抽吸管接頭43還布置消音器44。在 渦輪側(cè)，廢氣通過進氣口 21被導(dǎo)引到渦輪葉輪上，并且隨后通過出氣口輸送到排氣管。一般來說，利用兩個軸向上相互間隔開的固定支架9和10實現(xiàn)廢氣渦輪增壓器的 固定。在此，第一固定支架9直接在支承罩殼50或渦輪罩殼20下支撐主要負荷。第二支 承的固定支架稍微進一步在渦輪側(cè)作用在渦輪罩殼20處。如果第二固定支架由于渦輪區(qū)域中的高的工作溫度比位于其下的底座更強烈地 膨脹，則在常規(guī)的固定裝置中在固定支架中和/或底座處可出現(xiàn)應(yīng)力和材料磨損。出于這一原因，在根據(jù)圖2的根據(jù)本發(fā)明的固定裝置中，在固定支架10處的接觸 面和形成底座的托架30之間布置有滑塊17。固定支架10通過固定法蘭13和螺栓14 (或 相應(yīng)的固定件)與廢氣渦輪增壓器的罩殼相連接，在這種情況下與渦輪罩殼20相連接。為 了固定在托架30上，固定支架10包括多個固定突出部(Befestigungsauslaufer) 11，這些固定突出部11分別具有固定孔12以用于容納固定件、尤其螺栓18。在已裝配的狀態(tài)中， 滑塊17被夾住在固定突出部11和托架30之間。在此，根據(jù)本發(fā)明，固定孔12在固定突出 部11中如此設(shè)計，即，使得固定突出部11可在滑塊17上相對于螺栓18運動。與之相反， 滑塊17中的孔和托架30中的孔以形狀配合的方式包圍螺栓18。由此保證，螺栓18、滑塊 17以及托架30不可相對于彼此運動。因此，在托架30的接觸面B上不會發(fā)生移位。唯一 允許的移位發(fā)生在固定支架10的固定突出部11的接觸面A和滑塊17之間。為了當(dāng)例如滑塊17面臨(drohen)相對于托架30移位時，在工作中作用于螺栓18 上的剪切力不會過大，根據(jù)本發(fā)明，將固定方向上的力以不同的方式分配到不同的構(gòu)件上。通過滑動套筒16 (其作為一體的或獨立的構(gòu)件與滑塊相連接)、以及通過蝶形彈 簧組15，分配利用螺栓18和螺母19起作用的力。在螺母19旋緊在螺栓18的螺紋上時，蝶 形彈簧組15在固定方向上(即垂直于托架上的固定平面)被壓緊，直至其在徑向內(nèi)部的區(qū) 域中位于與固定突出部11相比稍微高出的、從固定孔12中稍微伸出的滑動套筒16上。如 果現(xiàn)在繼續(xù)擰緊螺母19，則作用于滑動套筒上的固定力(大箭頭)比作用于固定突出部上 的同樣在固定方向上起作用的力(小箭頭)更大。因此，相比于將固定突出部11壓靠滑塊 17，更強烈地將滑動套筒16壓靠托架30。因此，在滑塊17和托架30之間形成力配合。當(dāng) 然也可互換地布置螺母和螺栓(如圖1中那樣)，或可使用其它固定件代替螺栓和螺母。在托架30、滑塊17以及固定突出部11的表面的特性相同時，在固定支架的水平移 位的情況下，由于根據(jù)本發(fā)明的固定裝置在固定突出部11和滑塊17之間出現(xiàn)相對運動。這一效應(yīng)可通過表面(與材料或結(jié)構(gòu)相關(guān)的表面質(zhì)量、表面特性)或影響滑動性 能的覆層(Beschichtimg)的特殊加工進一步強化，例如，通過使滑塊17和托架30之間的 接觸面粗糙或而通過使固定突出部11和滑塊之間的接觸面光滑和/或硬化。在彈簧組15和固定支架10的固定突出部11處的支承面之間，可可選地布置滑動 元件，該滑動元件使得在在固定方向上的力傳遞不變的情況下彈簧組在固定突出部處的支 承面上更好的滑動成為可能。通過插入引導(dǎo)元件可強迫固定支架在滑塊上的定向的(gerichtet)滑動。在此， 例如滑塊上的凸出部在固定支架處的相應(yīng)的凹槽中被引導(dǎo)。為此，也可應(yīng)用其它引導(dǎo)元件，
例如鍵。
參考標號列表
9，10固定支架
11固定突出部
12固定孔
13固定法蘭
14螺栓(固定件)
15蝶形彈簧(彈性元件)
16滑動套筒
17滑塊
18螺栓(固定件)
19螺母(固定件)
20渦輪罩殼
21進氣口
22出氣口
30固定托架
40壓縮機罩殼
41空氣出口
42空氣進口
43空氣抽吸管接頭
44消音器
A固定支架的接觸面
B托架的接觸面
權(quán)利要求
一種用于將廢氣渦輪增壓器固定在托架(30)上的固定裝置，所述固定裝置包括帶有固定孔(12)的固定支架(10)以及在所述固定孔(12)中松動地被引導(dǎo)的固定件(18，19)，其特征在于，在所述固定支架(10)的接觸面(A)和所述托架(30)的接觸面(B)之間布置有滑塊(17)，所述滑塊(17)借助于所述固定件(18，19)如此與所述托架(30)相連接，即，所述固定件(18，19)、所述滑塊(17)以及所述托架(30)不可相對于彼此運動，并且所述滑塊(17)與所述固定支架(10)的接觸面(A)形成滑動面，沿著所述滑動面所述固定支架(10)可相對于所述滑塊(17)和所述固定件(18，19)運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述滑塊(17)包括滑動套筒(16)， 所述滑動套筒(16)布置在所述固定孔(12)中并且用于從所述固定件(18，19)到所述托架 (30)上的力傳遞，其中，所述滑動套筒(16)與所述固定支架(10)相比在固定方向上具有更 大的長度并且在所述固定孔(12)的背離所述托架的端部處從所述固定孔(12)中伸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固定裝置，其特征在于，所述固定件(18，19)在固定方向上引 起力，并且所述力借助于彈性元件(15)以不同的強度分配到所述滑動套筒(16)和所述固 定支架(10)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固定裝置，其特征在于，所述力借助于蝶形彈簧(15)分配到 所述滑動套筒(16)和所述固定支架(10)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的固定裝置，其特征在于，所述固定支架的接觸 面(A)和/或與該接觸面(A)形成滑動面的所述滑塊(17)的表面被加工或被施加覆層以 用于改進滑動性能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的固定裝置，其特征在于，所述托架的接觸面(B) 和/或置于該接觸面(B)上的所述滑塊(17)的表面被加工或被施加覆層以用于改進附著性。
7.一種廢氣渦輪增壓器，包括根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的固定裝置。
8.內(nèi)燃機和廢氣渦輪增壓器，該內(nèi)燃機和廢氣渦輪增壓器包括根據(jù)權(quán)利要求1至6中 任一項所述的用于將所述廢氣渦輪增壓器固定在所述內(nèi)燃機的托架(30)上的固定裝置。
全文摘要
在固定支架(10)和托架(30)之間夾住有滑塊(17)。在此，固定孔(12)在固定突出部(11)中如此設(shè)計，即，使得該固定突出部(11)可相對于螺栓(18)在滑塊(17)上運動。與之相反，滑塊(17)中的孔和托架(30)中的孔以形狀配合的方式包圍螺栓(18)。由此保證，螺栓(18)、滑塊(17)以及托架(30)不可相對于彼此運動。唯一允許的移位發(fā)生在固定支架(10)的固定突出部(11)的接觸面(A)和滑塊(17)之間。
文檔編號F01D25/28GK101952558SQ200980106202
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者B·弗盧里, D·奧施格, J·貝蒂格, P·舍倫貝格 申請人:Abb渦輪系統(tǒng)有限公司