[发明专利]具有直接安装轴承壳体的蜗轮增压器组件

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮增压器组件，该组件具有直接安装的轴承壳体。

背景技术

内燃发动机(ICE)通常被用于以可靠的基础产生长时间的大水平的动力。许多这样的ICE组件使用增压装置，例如排气涡轮驱动的涡轮增压器，以让气流在进入发动机的进气总管之前压缩气流，以便增加功率和效率。

具体说，涡轮增压器是离心的气体压缩机，其与通过周围大气压力所获得的相比使得更多空气和更多氧气进入ICE的燃烧室。被迫进入ICE的额外质量的含有氧气的空气改善发动机的容积效率，允许在给定循环中燃烧更多燃料，且由此产生更多功率。

典型的涡轮增压器包括中心轴，其被一个或多个轴承支撑且在排气驱动的涡轮和空气压缩机轮之间传递旋转运动。涡轮和压缩机轮被固定到轴，其与各种轴承部件组合构成涡轮增压器的旋转组件。

因为旋转组件经常以100000转每分钟(RPM)的速度运行且从发动机的排气气体吸收大量的热量，排气气体的温度可以接近2000华氏度，涡轮增压器轴承的冷却对涡轮增压器的长期耐久性很关键。为了由此冷却涡轮增压器轴承，水和油通常被供应到旋转组件。

发明内容

本发明的一个实施例涉及涡轮增压器组件，其用于对气流增压以输送到具有汽缸体和汽缸盖的内燃发动机。涡轮增压器组件包括轴承壳体，所述轴承壳体具有用于直接安装到汽缸体和汽缸盖中的一个的安装凸缘。涡轮增压器组件还包括轴颈轴承，所述轴颈轴承沿轴线设置在轴承壳体的孔中。涡轮增压器组件还包括旋转组件，所述旋转组件被轴颈轴承支撑且配置为通过燃烧后的气体绕轴线旋转。涡轮增压器组件另外包括止推轴承组件，所述止推轴承组件配置为在气流被增压时吸收通过旋转组件产生的顶推力。安装凸缘限定供油开口，所述供油开口配置为对应汽缸体和汽缸盖中的至少一个中的供油通道和在安装凸缘附接到汽缸体和汽缸盖中的一个时将油引导到轴颈轴承和止推轴承组件。

涡轮增压器旋转组件可以包括轴，所述轴具有第一端和第二端，轴被轴颈轴承支撑，以用于绕轴线旋转。涡轮增压器旋转组件也可以包括涡轮，所述涡轮在第一端附近被固定到轴且配置为通过燃烧后气体而绕轴线旋转。涡轮增压器旋转组件可以另外包括压缩机轮，其在第二端附近被固定到轴且配置为对从周围环境接收的气流增压，以用于输送到汽缸。

涡轮可以设置在涡轮壳体内部，所述涡轮壳体具有涡轮涡道，而压缩机轮可以设置在具有压缩机涡道的压缩机覆盖件中。在这种情况下，压缩机涡道和涡轮涡道每一个可以附接到轴承壳体。

涡轮增压器组件可以另外包括排气连接管，其配置为将燃烧后气体从汽缸盖引导到涡轮涡道。

汽缸盖可以包括具有安装表面的整合排气总管。在这种情况下，排气连接管可以配置为在安装表面处附接到汽缸盖。

排气连接管可以包括柔性联接部，其配置为吸收汽缸盖和涡轮涡道之间的振动和定位差。

柔性联接部可以限定多个孔，所述孔配置为接收用于将涡轮增压器组件附接到汽缸体和汽缸盖中的一个的紧固件。

柔性联接部可以配置为波纹管和网套中的一个，其每一个可以是不锈钢结构的。

发动机可以另外包括冷却剂供应通道、配置为使冷却剂增压的冷却剂泵、和配置为使油增压的油泵。轴承壳体可以包括置为靠近轴颈轴承和止推轴承组件每一个的冷却剂或水套。安装凸缘可以另外限定冷却剂供应开口，所述冷却剂供应开口配置为在安装凸缘附接到汽缸体和汽缸盖中的一个时匹配到冷却剂供应通道且将冷却剂供应到冷却剂套。被增压的油可以经由供油通道而被引导到轴承壳体，以润滑轴颈轴承和止推轴承组件。冷却剂可以经由冷却剂供应通道而被引导到轴承壳体，以吸收和除去从对轴颈轴承和止推轴承组件进行润滑的油而来的热量。

安装凸缘可以限定多个孔，所述孔配置为接收用于将轴承壳体附接到汽缸体和汽缸盖中的一个的紧固件。

进而，轴承壳体可以用铝合金形成。