[发明专利]用于涡轮增压器的轴承和轴轮组件平衡技术和设备

说明书

技术领域

本申请所公开的主题总体上涉及一种用于内燃机的涡轮机械，特别 地，涉及平衡涡轮机械的部件的技术和设备。

背景技术

在涡轮增压器制造过程中，通常要对一个或多个独立部件、一个或 多个部件组件或两者的组合进行平衡。例如，考虑包括涡轮机叶轮和压缩机叶 轮的中间壳体旋转组件(CHRA)，其中涡轮机叶轮和压缩机叶轮连接到轴上， 该轴通过轴承可旋转地支承在中间壳体上。在该例子中，在涡轮机叶轮和压缩 机叶轮的部件平衡之后，进行CHRA的组装和CHRA组件平衡。

关于CHRA组件平衡问题，存在着用于低速平衡和高速平衡的技术， 这些技术的选择通常取决于涡轮增压器的轴承特性。例如，未预加载和离心式 预加载角接触球轴承筒在低速时通常会发生“游走(walk)”，这会有损于低速 平衡(例如，对测量产生不可预测的偏差)；因此，对这种轴承筒来说，通常在 高转速下进行CHRA平衡。

需要一种有利于涡轮增压器平衡的技术。尤其是，需要一种允许未 预加载和离心式预加载角接触球轴承筒的低速平衡的技术。本文公开的各种示 例性装置、方法、系统等的目的都是为了满足这些需要和/或其他需要。

附图说明

通过下文结合附图进行的详细描述，对本文描述的各种方法、装置、 系统、布置等及其等价物将会有更完整的理解，这些附图是：

图1是传统的涡轮增压器和内燃机的简图。

图2是现有技术的涡轮增压器的截面图和替换性的防旋转机构的截 面图，该涡轮增压器包括具有该防旋转机构的轴承筒。

图3是图2中现有技术的涡轮增压器的分解截面图和图示了轴承筒 的不期望移动的截面图，该图示出了轴承筒和轴组装到中间壳体中。

图4是示例性夹具的截面图，该夹具用于平衡涡轮增压器的轴承筒 和轴轮子组件。

图5是示例性涡轮增压器CHRA的截面图，该涡轮增压器CHRA允 许SWA/BB子组件通过中间壳体的涡轮机端插入。

图6是图5的中间壳体的一部分的截面图，其图示了允许SWA/BB 子组件插入的涡轮机端的结构。

图7是示例性的夹具的两个端视图和一个截面图，该夹具用于夹持 轴承筒。

图8是平衡组件的顶视图和截面图。

具体实施方式

本文记载的各种示例性方法、装置、系统和设置等解决与涡轮增压 器技术有关的问题。

涡轮增压器经常被用来增大内燃机的输出。参照图1，示出了现有技 术的系统100，包括内燃机110和涡轮增压器120。该内燃机110包括容纳一个 或多个燃烧室的发动机组118，燃烧室可操作地驱动轴112。如图1所示，进气 口114提供了空气进入发动机本体118的流动路径，而排气口116提供了从发 动机本体118排气的流动路径。

涡轮增压器120用作从排气提取能量提供该能量给进气空气，该进 气空气与燃料结合形成燃烧气体。如图1所示，涡轮增压器120包括空气入口 134，轴122，压缩机124，涡轮机126，壳体128和排气出口136。由于壳体128 设置在压缩机124和涡轮机126之间，因此可被称为中间壳体。轴122可以是 包括多个部件的轴组件。

参照涡轮机126，该涡轮机可选择地包括可变几何单元和可变几何控 制器。可变几何单元和可变几何控制器有选择地包括一些结构，例如与市售可 变几何涡轮增压器(VGT)有关的结构。市售VGT包括，例如，VNT^TM和AVNT^TM涡轮增压器，它们利用多个可调叶片来控制经过涡轮机的排 气流。示例性的涡轮增压器可采用废气门技术作为可变几何技术的替换或附加 的技术。

图2示出了现有技术中涡轮增压器200的截面图，其适合用作图1 的涡轮增压器120。涡轮增压器200作为非限制性的例子来描述本文的各种示例 性装置、方法、系统等。涡轮增压器200包括中间壳体210，轴220，压缩机叶 轮240和涡轮机叶轮260，其中压缩机叶轮240和涡轮机叶轮260可操作地与轴 220连接。压缩机叶轮240、涡轮机叶轮260和轴220具有与z轴线基本重合的 旋转轴线。中间壳体210支承轴承筒230，该轴承筒接收轴220并允许轴220 围绕z轴线旋转。