[发明专利]涡轮增压器组件

说明书

技术领域

本发明涉及包括轴承冷却系统的涡轮增压器组件。

背景技术

内燃发动机可使用排气驱动的压缩机或涡轮增压器组件来提高集管空气压力(MAP)，由此对于指定的发动机排量，提供提高的发动机性能。通常的涡轮增压器组件包括与排气流体连通的涡轮机组件，和与进气流体连通的压缩机组件。包含在排气中的能量的一部分操作来使布置在涡轮机组件中的涡轮盘(turbine wheel)旋转或转动。涡轮盘通过公共轴连接到压缩机组件的压缩机叶轮。因此，涡轮盘和压缩机叶轮一致地旋转。操作中，随着排气使涡轮盘旋转，旋转的压缩机叶轮吸纳或抽吸进气进入压缩机组件，在压缩机组件中，进气被加压以用于随后引入内燃发动机。

传统的涡轮增压器组件也可包括轴承组件，用于支撑将涡轮盘和压缩机叶轮相互连接的轴的载荷。在一些涡轮机增压器组件中，气体或空气轴承组件支撑该轴的载荷。空气轴承组件采用气体(例如空气)薄膜，其用作润滑剂，分隔相对运动的两个表面。操作中，气体薄膜在空气轴承和涡轮增压器组件的轴之间流动，以防护轴和空气轴承组件自身不被磨损。

发明内容

本发明涉及涡轮增压器组件等。在一个实施例中，涡轮增压器组件包括压缩机组件、涡轮盘、轴、轴承组件和冷却气体导管。压缩机组件包括压缩机叶轮。压缩机叶轮包括最外叶轮边缘，并且在最外叶轮边缘处具有最大横截面尺寸。轴相互连接压缩机叶轮和涡轮盘。轴承组件围绕轴的至少一部分。冷却气体导管布置为与压缩机组件和轴承组件流体连通。冷却气体导管的至少一部分邻近最外叶轮边缘布置，以使冷却气体导管配置为接收进气的沿最外叶轮边缘流动的部分，并且朝向轴承组件引导进气的该部分，以冷却轴承组件。

在本发明的一方面中，冷却气体导管可包括第一端部部分和第二端部部分。第一端部部分可邻近最外叶轮边缘布置，以便于进气的该部分进入冷却气体导管。冷却气体导管的第一端部部分可包括弯曲区段，弯曲区段配置为并且成形为便于进气的该部分进入冷却气体导管。第一端部部分的至少一部分可与最外叶轮边缘重叠。

在本发明的一方面中，压缩机叶轮可限定第一叶轮端和第二叶轮端。冷却气体导管的第一端部部分可邻近第二叶轮端布置，以使进气的一部分可流入冷却气体导管。

在本发明的一方面中，涡轮增压器组件可进一步包括压缩机背板，该压缩机背板邻近压缩机叶轮布置。冷却气体导管可配置为延伸穿过压缩机背板的冷却气体开口。

在本发明的一方面中，轴可配置为围绕旋转轴线旋转。冷却气体开口沿开口轴线为细长状，并且开口轴线相对于旋转轴线倾斜地成角度。

涡轮增压器可进一步包括中部壳体，其联接在压缩机组件和涡轮盘之间。压缩机背板可与中部壳体整体形成。冷却气体导管的第二端部部分布置在中部壳体内。

在本发明的一方面中，冷却气体导管的第二端部部分可邻近轴承组件布置。因此，冷却气体导管可配置为将进气的一部分导向到轴承组件中。

本发明还涉及车辆,例如小汽车。在一个实施例中，车辆包括涡轮增压器组件和发动机，发动机包括进气集管和排气集管。涡轮增压器组件包括压缩机组件，压缩机组件布置为与进气集管流体连通。压缩机组件包括压缩机叶轮，压缩机叶轮限定第一叶轮端和第二叶轮端。涡轮增压器组件还包括涡轮机组件，涡轮机组件布置为与排气集管流体连通。涡轮机组件包括涡轮盘，涡轮盘布置得，相比于靠近第一叶轮端，其更靠近第二叶轮端。涡轮增压器组件进一步包括轴和空气箔片轴承组件，该轴相互连接压缩机叶轮和涡轮盘，空气箔片轴承组件围绕轴的至少一部分。而且，涡轮增压器组件包括压缩机背板，压缩机背板基本上覆盖第二叶轮端。压缩机背板限定多个冷却气体开口。每一个冷却气体开口延伸穿过压缩机背板，并且布置为与压缩机组件和空气箔片轴承组件流体连通。而且，每一个冷却气体开关配置并且成形为接收沿压缩机叶轮流动的进气的一部分，并且将进气的该部分朝向空气箔片轴承组件导向，以冷却空气箔片轴承组件。

在本发明的一方面中，压缩机叶轮包括最外叶轮边缘，并且在最外叶轮边缘处具有最大横截面尺寸。每一个冷却气体开口的至少一部分邻近最外叶轮边缘布置。

在本发明的一方面中，压缩机背板可包括多个内背板表面。每一个内背板表面可限定至少一个冷却气体开口。每一个内背板表面包括弯曲区段，该弯曲区段邻近最外叶轮边缘布置。每一个弯曲区段配置并且成形为允许进气的一部分进入每一个冷却气体开口。弯曲区段的至少一部分可与最外叶轮边缘重叠。