[發明專利]一種排氣渦輪增壓器和將渦輪輪盤連接到軸的方法

有效

• 申請號: 201610675657.7
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106468212B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: R·雷克薩維爾;G·什維赫拉;A·維德邁爾
• 申請（專利權）人: 前進軌道機車公司
• 主分類號: F02B39/00
• 分類號: F02B39/00;F01D5/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉敏;吳鵬

本文公開了一種排氣渦輪增壓器，其包括連接到渦輪輪盤轂的渦輪輪盤。該渦輪輪盤轂遠離渦輪輪盤向遠端延伸并朝向將所述渦輪輪盤連接到壓縮機的軸延伸。該軸包括近端，該近端包括軸轂，該軸轂遠離該軸向近端延伸并朝向該渦輪輪盤轂延伸。該渦輪輪盤轂在接頭處同軸地連接到軸轂。該渦輪輪盤轂和該軸轂在該渦輪輪盤和該軸的近端之間形成腔體。該渦輪增壓器還包括具有內表面的套管，該內表面包圍并接合該渦輪輪盤轂的至少一部分、該軸轂的至少一部分，且進一步包圍該接頭并部分地包圍該腔體。該套管實現了接頭的結構強化并實現了超過由該腔體提供的冷卻功能的額外冷卻功能。

技術領域

本文公開了一種渦輪增壓器的渦輪輪盤與軸之間的接頭，其減少從渦輪輪盤至軸的熱量傳遞。

背景技術

渦輪增壓器通過壓縮進入發動機的進氣歧管的空氣來增加內燃機的功率密度。渦輪增壓器包括渦輪和壓縮機。渦輪可包括包圍渦輪輪盤的渦輪入口和出口導管。渦輪輪盤可連接至多個渦輪葉片，或者輪盤和葉片可為一體結構并且稱為葉盤。壓縮機可包括包圍壓縮機輪盤的壓縮機殼體。共同軸可將壓縮機輪盤連接至渦輪輪盤。來自發動機的排氣流通過排氣歧管行進至渦輪入口導管，這使得渦輪輪盤、軸和壓縮機輪盤旋轉。隨著壓縮機輪盤的自旋，新鮮空氣被壓縮擠入發動機的進氣歧管，由此提升了發動機的功率密度。將渦輪輪盤連接至壓縮機輪盤的軸通常穿過軸頸軸承和潤滑油槽。

來自排氣的熱量向方便將熱量傳遞至渦輪輪盤的渦輪增壓器部件、尤其是渦輪葉片產生較高操作溫度。渦輪輪盤的較高操作溫度需要在其被傳送至潤滑油槽和軸頸軸承之前降低。一種實現此降低的方法是如第7,241,416號美國專利中公開般在渦輪輪盤與軸之間提供槽口或腔體。然而，此技術造成渦輪輪盤與軸之間的接頭處的強度降低，且其進一步損害渦輪輪盤承受劇烈加載事件(諸如葉片損耗等)的能力。因此，需要一種渦輪輪盤/軸連接，其減少從渦輪輪盤至軸、軸頸軸承和油槽的熱量傳遞且不犧牲渦輪輪盤/軸連接的結構完整性。

發明內容

一方面，本文公開了一種排氣渦輪增壓器，其可包括連接至所連接的渦輪輪盤轂的渦輪輪盤。渦輪增壓器還可包括具有包括軸轂的近端的軸。渦輪輪盤轂可在接頭處同軸地連接至軸轂。渦輪輪盤轂和軸轂可在渦輪輪盤與軸的近端之間形成腔體。渦輪增壓器可進一步包括具有內表面的套管，該內表面包圍并且接合渦輪輪盤轂的至少一部分和軸轂的至少一部分。套管還可包圍接頭并且至少部分包圍腔體。

另一方面，本文公開了一種將渦輪輪盤連接至軸的方法。方法可包括在渦輪輪盤的遠側上形成渦輪輪盤轂，其中渦輪輪盤轂形成渦輪輪盤槽口。方法可進一步包括在軸的近端上形成軸轂，其中軸轂形成軸槽口。方法可進一步包括將渦輪輪盤轂連接至軸轂以在渦輪輪盤轂與軸轂之間形成接頭，以及包括渦輪輪盤槽口和軸槽口的腔體。方法可進一步包括圍繞接頭并且圍繞腔體的至少一部分放置套管。

另一方面，本文公開了一種動力系統，其可包括發動機、流體連接至發動機的排氣歧管以及流體連接至排氣歧管的渦輪增壓器。渦輪增壓器可包括構造成從排氣歧管接收排氣的渦輪入口導管。渦輪入口導管可流體連接至渦輪出口導管。渦輪增壓器還可包括設置在渦輪入口和出口導管內的渦輪輪盤。渦輪輪盤可連接至渦輪輪盤轂。渦輪增壓器可進一步包括具有包括軸轂的近端的軸。渦輪輪盤轂可在接頭處同軸地連接至軸轂。渦輪輪盤轂和軸轂可包括位于渦輪輪盤與軸的近端之間的腔體。渦輪增壓器可進一步包括具有內表面的套管，該內表面包圍并且接合渦輪輪盤轂的至少一部分和軸轂的至少一部分。套管可進一步包圍接頭并且至少部分包圍腔體。

以上討論的特征、功能和優點可以在各個實施例中單獨實現或可以在其它實施例中組合，其進一步的細節可通過參考以下說明和附圖而得知。

附圖說明

為了更完整地理解所公開的方法和設備，應參考附圖中更詳細說明的實施例，其中：

圖1是示例性的公開的動力系統的示意圖。

圖2是可結合圖1的動力系統使用的示例性的公開的渦輪增壓器的部分橫截面視圖。