具有定心特征的隔熱屏的制作方法
【專利說明】具有定心特征的隔熱屏
[0001]發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本披露涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣渦輪增壓器。更具體地，本披露涉及一種用于排氣渦輪增壓器的隔熱屏。
[0003]相關(guān)技術(shù)的說明
[0004]渦輪增壓器是一種與內(nèi)燃發(fā)動機一起使用的強制進氣系統(tǒng)。渦輪增壓器將壓縮的空氣傳送到發(fā)動機進氣端從而允許燃燒更多的燃料，因此增加了發(fā)動機的馬力而沒有明顯地增加發(fā)動機的重量。因此，渦輪增壓器允許使用較小的發(fā)動機而形成與較大的、正常吸氣的發(fā)動機相同量的馬力。在車輛中使用較小發(fā)動機具有減小車輛質(zhì)量、提高性能并且增強燃料經(jīng)濟性的所希望效果。此外，使用渦輪增壓器允許被遞送至發(fā)動機的燃料更完全燃燒，這有助于實現(xiàn)更清潔環(huán)境的這一高度希望的目標。
[0005]渦輪增壓器典型地包括:連接至發(fā)動機的排氣歧管上的一個渦輪機殼體、連接至發(fā)動機的進氣歧管上的一個壓縮機殼體、以及布置在該渦輪機殼體與壓縮機殼體之間并將該渦輪機殼體與壓縮機殼體聯(lián)接在一起的一個中央軸承殼體。渦輪機殼體內(nèi)的一個渦輪機葉輪是由從該排氣歧管供應(yīng)的排氣進氣流可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的。一個軸在該中央軸承殼體內(nèi)被徑向地支撐用于旋轉(zhuǎn)，并且將該渦輪機葉輪連接至該壓縮機殼體內(nèi)的一個壓縮機葉輪上，這樣使得該渦輪機葉輪的旋轉(zhuǎn)造成了該壓縮機葉輪的旋轉(zhuǎn)。將該渦輪機葉輪與該壓縮機葉輪相連接的這個軸限定了一條為旋轉(zhuǎn)軸線的直線。當壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)時，它增大了經(jīng)由發(fā)動機進氣歧管被遞送至發(fā)動機汽缸的空氣質(zhì)量流速、空氣流密度和空氣壓力。
[0006]隔熱屏被放置在該渦輪機葉輪與該軸承殼體之間。該隔熱屏用于保護該軸承殼體免受穿過該渦輪機殼體并驅(qū)動該渦輪機葉輪的排放氣體的熱量的影響。該隔熱屏包括接納該軸的中央開口，由此該隔熱屏在組裝過程中相對于該軸承殼體在該軸上大致徑向地居中。然而，該中央開口是相對較大的，以便在該渦輪增壓器的工作過程中準許該隔熱屏和軸的熱生長。其結(jié)果是，在與該軸承殼體的組裝過程中，該隔熱屏經(jīng)常在該渦輪增壓器內(nèi)定位不精確。當在該渦輪增壓器的組裝中將該渦輪機殼體隨后組裝在該軸承殼體上時，因為該渦輪機殼體妨礙視野，無法確定該隔熱屏的徑向位置，從而進一步增加了在整個組件內(nèi)對該隔熱屏進行準確定位的難度。
[0007]概述
[0008]在一些方面，渦輪增壓器包括軸以及與該軸相連接的渦輪機葉輪，該渦輪機葉輪包括輪轂和具有尖端的葉片。渦輪增壓器還包括被布置在該渦輪機葉輪與該軸承殼體之間的隔熱屏。該隔熱屏包括:一個基底部分，該基底部分包括一個中央開口以用于該軸穿過其中；一個側(cè)壁部分，該側(cè)壁部分形成于該基底部分的徑向向外的外周邊緣上并且橫向于該基底部分延伸；以及一個凸緣部分，該凸緣部分形成于該側(cè)壁部分的與該基底部分間隔開的一端上，該凸緣部分總體上橫向于該側(cè)壁部分延伸。該隔熱屏包括了在該側(cè)壁部分或凸緣部分上形成的使該隔熱屏相對于該軸承殼體定位的表面特征，這樣使得該隔熱屏在該軸的旋轉(zhuǎn)軸線上是居中的。因為這些表面特征用于使該隔熱屏相對于該軸承殼體徑向地定位，無論該中央開口的尺寸如何，該隔熱屏都可以在組裝過程中準確定位，并且無需在將該渦輪機殼體組裝在該軸承殼體上的過程中看到該隔熱屏。另外，這些表面特征有利地在該渦輪機葉輪附近在該隔熱屏與軸承殼體之間提供間隙，這使經(jīng)由該隔熱屏至該軸承殼體的熱傳導(dǎo)減至最小。
[0009]在某些實現(xiàn)方式中，該隔熱屏上的這些表面特征準許該隔熱屏適于在具有直徑相對較小的面向渦輪機側(cè)鼻部的軸承殼體上使用。例如，出于經(jīng)濟上的原因，有利的是能夠使用具有給定的渦輪機殼體的大小不同的軸承殼體，這允許在生產(chǎn)過程中充分利用所有可用庫存。因此，在某些情況下，直徑比通常與該指定的渦輪機殼體相匹配的直徑更小的軸承殼體與該指定的渦輪機殼體相匹配。該隔熱屏上的這些表面特征被配置成在尺寸不匹配的情況下準許該隔熱屏在該指定的渦輪機殼體上準確地定中心。
[0010]在一些方面，這些表面特征包括在該凸緣中形成的軸向突出的脊。該脊被接納在形成于該軸承殼體中的圓周凹槽內(nèi)，借此該隔熱屏相對于該軸承殼體被定位。
[0011]在一些方面，這些表面特征包括沿著該側(cè)壁的圓周等距地間隔的徑向向內(nèi)延伸的凸起。這些凸起的徑向面向內(nèi)的表面抵靠該軸承殼體的一個徑向面向外的表面，借此該隔熱屏相對于該軸承殼體被定位。
[0012]有利地，在此所述的這些隔熱屏可以通過沖壓工藝形成，借此使制造成本減至最少。
[0013]在一些方面，渦輪增壓器包括:被可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸承殼體內(nèi)的軸、布置在渦輪機殼體中并與該軸相連接的渦輪機葉輪、以及隔熱屏。該隔熱屏包括:徑向延伸的基底，該基底具有接納該軸的中央開口 ；與該徑向延伸的基底軸向偏置的徑向延伸的凸緣；以及介于該基底與該凸緣之間的軸向延伸的側(cè)壁。該側(cè)壁具有與該基底的徑向最外端相連接的第一端、以及與該第一端相反并與該凸緣的徑向最內(nèi)端相連接的第二端。該隔熱屏包括了在該側(cè)壁和凸緣的一者上形成的使該隔熱屏相對于該軸承殼體定位的表面特征，這樣使得:i)該隔熱屏在該軸的旋轉(zhuǎn)軸線上是居中的；ii)在該側(cè)壁的徑向面向內(nèi)的表面與該軸承殼體之間具有第一徑向間隙；iii)在該基底的面向渦輪機殼體的表面與該軸承殼體的面向渦輪機葉輪的表面之間具有軸向間隙；以及iv)在該中央開口與該軸承殼體、該軸和該渦輪機葉輪之間具有第二徑向間隙。
[0014]該渦輪增壓器可以包括以下特征中的一個或多個:這些表面特征包括一個在該凸緣中形成的軸向突出的脊，該脊被接納在形成于該軸承殼體中的圓周凹槽中，借此該隔熱屏相對于該軸承殼體被定位。該軸向突出的脊在該凸緣的面向軸承殼體的表面上是凸的，并且在該凸緣的面向渦輪機殼體的表面上的是凹的。該脊在周向上是連續(xù)的。該脊是在該凸緣與該側(cè)壁鄰接的位置上形成的。這些表面特征包括沿著該側(cè)壁的圓周間隔開的徑向向內(nèi)延伸的凸起，這些凸起的徑向面向內(nèi)的表面抵靠該軸承殼體的徑向面向外的表面，借此該隔熱屏相對于該軸承殼體被定位。該凸起在周向方向上的尺寸相對于該側(cè)壁的周向尺寸是較小的。該側(cè)壁的周向尺寸與該凸起的周向尺寸的比值在20至100的范圍內(nèi)。這些凸起具有V形形狀，這樣使得各凸起與該軸承殼體之間的接觸是沿著一條線發(fā)生的。
[0015]在一些方面，渦輪增壓器包括:被可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸承殼體內(nèi)的軸、布置在渦輪機殼體中并與該軸相連接的渦輪機葉輪、以及隔熱屏。該隔熱屏包括:徑向延伸的基底，該基底具有接納該軸的中央開口 ；與該徑向延伸的基底軸向偏置的徑向延伸的凸緣；以及介于該基底與該凸緣之間的軸向延伸的側(cè)壁。該側(cè)壁具有與該基底的徑向最外端相連接的第一端、以及與該第一端相反并與該凸緣的徑向最內(nèi)端相連接的第二端。該隔熱屏包括了在該凸緣上形成的使該隔熱屏相對于該軸承殼體定位的表面特征。這些表面特征包括了在該凸緣中形成的軸向突出的脊，該脊被接納在形成于該軸承殼體中的圓周凹槽中，借此該隔熱屏相對于該軸承殼體被定位。
[0016]該渦輪增壓器可以包括以下特征中的一個或多個:該軸向突出的脊在該凸緣的面向軸承殼體的表面上是凸的，并且在該凸緣的面向渦輪機殼體的表面上的是凹的。該脊在周向上是連續(xù)的。
[0017]在一些方面，渦輪增壓器包括:被可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸承殼體內(nèi)的軸、布置在渦輪機殼體中并與該軸相連接的渦輪機葉輪、以及隔熱屏。該隔熱屏包括:徑向延伸的基底，該基底具有接納該軸的中央開口 ；與該徑向延伸的基底軸向偏置的徑向延伸的凸緣；以及介于該基底與該凸緣之間的軸向延伸的側(cè)壁。該側(cè)壁具有與該基底的徑向最外端相連接的第一端、以及與該第一端相反并與該凸緣的徑向最內(nèi)端相連接的第二端。該隔熱屏包括了在該側(cè)壁上形成的使該隔熱屏相對于該軸承殼體定位的表面特征。這些表面特征包括沿著該側(cè)壁的圓周間隔開的徑向向內(nèi)延伸的凸起，這些凸起的徑向面向內(nèi)的表面抵靠該軸承殼體的徑向面向外的表面，借此該隔熱屏相對于該軸承殼體被定位。
[0018]該渦輪增壓器可以包括以下特征中的一個或多個:該側(cè)壁的周向尺寸與該凸起的周向尺寸的比值在20至100的范圍內(nèi)。該隔熱屏包括三個凸起。
[0019]附圖的簡要說明
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點將是容易了解的，因為這些優(yōu)點通過參照以下詳細說明在結(jié)合附圖考慮時將變得更好理解，在附圖中:
[0021]圖1是包括被布置在該渦輪