[发明专利]压缩机扩散板

说明书

技术领域

本文所公开的主题总体上涉及用于内燃发动机的涡轮机械，特别是压缩机扩散板和组件。

背景技术

离心式压缩机通常包括将流体引到扩散器然后到蜗壳的压缩机叶轮。通常扩散器由两个部件的表面限定，比如压缩机壳体的表面和压缩机背板的表面。对于涡轮增压器来说，压缩机背板可以是附接到中间壳体的或者被构造为中间壳体的一体构造的部件。无论是哪种，在运行期间，热能从被引向涡轮机的废气通过中间壳体流到压缩机，这进而会增加流过压缩机的流体的温度。一般而言，温度的增加导致压缩机效率的降低。另外，当涡轮增压内燃发动机采用废气再循环(EGR)运行时，在各种布置中，废气被引到压缩机的上游。这种EGR布置对压缩机和相关部件是有害的。

本文中所描述的各种技术涉及那些具有例如特别是在组件暴露给废气携带的热和成分时能提高压缩机性能和寿命的扩散板的组件。

附图说明

通过参考下面结合附图中所示示例而进行的详细说明，能更完整地理解本文所描述的各种方法、设备、组件、系统、布置等等，以及它们的等同方式，其中：

图1是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的示意图；

图2是包括扩散板示例的涡轮增压器组件的示例的截面图；

图3是包括扩散板示例的组件的示例的系列视图；

图4是图3的扩散板的示例在未压缩状态和压缩状态下的系列视图；

图5是图3组件的一部分的截面图；

图6是图5部分的放大截面图；

图7是图5部分的另一个放大截面图；

图8是包括一个或多个由扩散板部分限定的空隙或间隙的组件的示例的系列视图；

图9是扩散板示例的截面图以及各个区域和一些处理或制造技术示例；

图10是包括使可变形扩散板变形的方法的框图。

具体实施方式

本文中所出现的各种示例涉及一种可以被定位在压缩机组件的部件之间的可变形扩散板。这种板可以包括设置在绕中心轴线的内径上的内缘；设置在外径上的外缘，外缘相对内缘被移动一个轴向距离；设置在内缘和外缘之间的可变形段；和用于实现所述外缘相对于所述内缘的被迫轴向位移的弹簧常数，所述弹簧常数至少部分地由所述可变形段提供。

关于扩散板的弹簧特性，可以参考定义所谓的盘簧的等式(例如由DIN标准规定的)。在本文的各个实施例中，扩散板可任选地包括支点接触面；请注意，对于传统的盘簧而言，接触通常仅发生在内缘和外缘。所以，描述传统盘簧的行为的等式可能需要一些变化来适用于围绕着接触支点接触面的支点变形的扩散板。

如本文所述，在未压缩(未变形)状态下，扩散板的外形不足以限定扩散器，其只有在压缩(变形)时才能获得足够的外形。在各个实施例中，可变形扩散板包括具有大致上呈S形截面的设置在板的内缘和外缘之间的可变形段。这个段可能被定位成收纳压缩机叶轮，特别是压缩机叶轮的外缘。例如，板的S形段可以是一种以能在板和压缩机叶轮之间产生间隙的方式轴向升高的过渡部。在这种示例中，板的外形至少部分地构成扩散器(例如，与压缩机壳体的轮廓表面相结合)。

在各个实施例中，扩散板可以提供一个或多个阻碍热传递的空隙(例如，空气空隙)。一般地，在涡轮增压器的运行期间，来自废气的热能被传递给压缩机，这会降低压缩机效率。所以，在部件之间提供一个或多个间隙(或空隙)的扩散板能降低传递给压缩机的热能(例如，沿着扩散器流动路径，蜗壳流动路径等等)。

如本文所述，扩散板可以由一种或多种能提供各种特性中的任一种的材料制成。例如，一种构成材料可以是不锈钢或能成形为具有足够刚度(例如，通过弹性模量来表征)的外形的其他材料。在各个实施例中，扩散板的外形和刚度允许弹簧动作给接合处(例如，螺栓接合)施加一个预载荷。材料可以任选地被施加到表面或者形成在表面上。如本文所述，一种处理工艺可以使扩散板(例如至少板的一部分)具有抗油、减少腐蚀、改变热传递、改变边界层形成等等特性。例如，溶胶-凝胶工艺可以在扩散板的表面上沉积溶胶-凝胶层(例如，可以考虑金属氧化物)，其中所述溶胶-凝胶层提供一种或多种有益的特性(例如，排斥疏水化学物的亲水性)。再例如，可以考虑无电镍沉积或镀层。无电镀镍(EN镀)是一种用于在表面上沉积一种材料层比如镍-磷化物或镍-硼化物的自动催化化学技术。再例如，超级精加工技术可以用于使扩散板具有超级光洁度(例如纳米光洁度)，有助于防止腐蚀、积垢、形成沉积等等。