專利名稱：壓氣機(jī)葉輪總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)軸的壓氣機(jī)葉輪總成。特別涉及渦輪增壓器的壓氣機(jī)葉輪總成。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器為一種已知裝置，在高于大氣壓(進(jìn)氣壓)下為內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口供應(yīng)空氣。常規(guī)渦輪增壓器基本包括一在渦輪機(jī)殼體內(nèi)安裝在轉(zhuǎn)軸上的排氣驅(qū)動(dòng)渦輪。渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)在壓縮機(jī)殼體內(nèi)安裝在軸另一端的壓氣機(jī)葉輪。壓氣機(jī)葉輪將壓縮空氣送至內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管，從而提高壓縮機(jī)動(dòng)力。轉(zhuǎn)軸支撐在軸頸上，止推軸承置于連接在渦輪和壓氣機(jī)葉輪殼體之間的中間支撐殼內(nèi)。
常規(guī)壓氣機(jī)葉輪包括一組從中心軸伸出的葉片，中心軸上有用以接受渦輪增壓器軸一端的通孔。壓氣機(jī)葉輪通過(guò)旋入軸端的螺母固定在軸上，在軸穿過(guò)葉輪孔處，而支撐在葉輪前端，將葉輪固定在軸肩上(或其它徑向伸出的隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的接點(diǎn))。
對(duì)渦輪增壓器性能的最新要求是，提高給定尺寸的渦輪增壓器的氣流，從而提高轉(zhuǎn)速，比如超過(guò)100,000rpm。為適應(yīng)這么高的轉(zhuǎn)速要求，渦輪增壓器的軸承，從而渦輪增壓器的軸徑必須減小。但是，使用相對(duì)小直徑的軸對(duì)于常規(guī)壓氣機(jī)葉輪安裝總成來(lái)說(shuō)是成問(wèn)題的，也就是說(shuō)，加工達(dá)到精度要求的穿過(guò)壓氣機(jī)葉輪的足夠窄的通孔是有困難的(如果軸的旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)的話，通孔必須和軸線及葉輪的旋轉(zhuǎn)同軸)。隨著通孔直徑的減小，而加工通孔所需的工具的尺寸和強(qiáng)度相應(yīng)減小。即使達(dá)到所需的加工精度，延長(zhǎng)的加工時(shí)間和工具磨損問(wèn)題抑制了該處理在經(jīng)濟(jì)上的可行性。
以上問(wèn)題隨著渦輪增壓器的發(fā)展而加劇，要求使用更高性能的材料，如硬度大于常用鋁合金的鈦。
避免上述問(wèn)題的辦法之一是使用所謂如美國(guó)專利US4,705,463所披露的無(wú)孔壓氣機(jī)葉輪。該種壓氣機(jī)葉輪總成在壓氣機(jī)葉輪上只需一相對(duì)短的螺紋孔來(lái)接受縮短的渦輪增壓器軸。但是此總成也可能存在平衡問(wèn)題，因?yàn)閴簹鈾C(jī)葉輪和軸之間的螺紋連接，以及在該連接中存在的間隙難以保持所需的同軸度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一就是消除或減弱上述問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種壓氣機(jī)葉輪總成，包括一安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的壓氣機(jī)葉輪，軸穿過(guò)沿葉輪旋轉(zhuǎn)軸線的通孔，通孔具有直徑與軸的直徑相對(duì)應(yīng)的第一軸部分，和加大直徑的第二軸部分，從而使通孔第二部分的內(nèi)表面與軸有徑向間隔。
葉輪僅通過(guò)通孔的第一軸部分支持在軸上。通孔該部分可沿葉輪軸線長(zhǎng)度加工至所要求的直徑，并保持所要求的精度。僅加大通孔的余下部分，從而并不影響葉輪在軸上的同軸性。
本發(fā)明還提供了一種包括上述壓氣機(jī)葉輪總成的渦輪增壓器。
本發(fā)明的其它最佳特征通過(guò)下面的介紹就清楚了。


現(xiàn)在參照附圖，僅以例舉的方式描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。其中圖1為常規(guī)渦輪增壓器的軸向截面圖，示出渦輪增壓器的主要構(gòu)件和常規(guī)壓氣機(jī)葉輪總成；圖2為根據(jù)本發(fā)明的壓氣機(jī)葉輪總成的截面圖。
具體實(shí)施例方式
首先如圖1所示，示出常規(guī)向心式渦輪增壓器的基本構(gòu)件。該渦輪增壓器包括經(jīng)一中間軸承殼3連接在一壓氣機(jī)2上的一渦輪1。渦輪1包括一渦殼4，內(nèi)置一渦輪5。同樣，壓氣機(jī)2包括一壓氣殼6，內(nèi)置一壓氣機(jī)葉輪7。渦輪5和壓氣機(jī)葉輪7安裝在通用軸8的相對(duì)端，通用軸8在軸承殼3內(nèi)支撐在軸承總成9上。
渦殼4上有排氣入口10和排氣出口11。入口10將進(jìn)入的排氣導(dǎo)入包圍渦輪5的環(huán)形進(jìn)氣室12。排氣流經(jīng)渦輪，通過(guò)與渦輪5同軸的圓形出氣開口進(jìn)入出口11。渦輪5的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)壓氣機(jī)葉輪7轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)軸向入口13吸入空氣，并將壓縮空氣通過(guò)環(huán)形出氣螺旋14送至內(nèi)燃機(jī)。
參照更詳盡的壓氣機(jī)葉輪總成，壓氣機(jī)葉輪包括多個(gè)從中心軸16伸出的葉片15，中心軸上有接受軸8一端的通孔。軸8略微從壓氣機(jī)葉輪7的前端伸出，穿過(guò)螺母17，支撐在壓氣機(jī)葉輪的前端上，將壓氣機(jī)葉輪7固定在止推軸承和油封總成18上。止推軸承/油封總成的細(xì)節(jié)可能不同，這對(duì)理解壓氣機(jī)葉輪的安裝配置并不重要。重要的是，壓氣機(jī)葉輪7通過(guò)螺母17提供的夾緊力避免從軸8上松脫。
上述常規(guī)壓氣機(jī)葉輪總成存在的問(wèn)題通過(guò)該詳述進(jìn)行討論。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明壓氣機(jī)葉輪總成。軸8、止推軸承和油封總成18以及加緊螺母17的細(xì)節(jié)可以完全是常規(guī)的，比如根據(jù)圖1所示。
本發(fā)明與現(xiàn)有總成的明顯區(qū)別在于壓氣機(jī)葉輪的通孔在徑向呈臺(tái)階，從而具有兩個(gè)不同直徑的軸部分21和22。第一軸部分21相對(duì)于軸8的外直徑來(lái)說(shuō)，直徑相對(duì)較小。但是，第二軸部分22直徑加大，從而其內(nèi)表面與軸8有徑向間隔。因此壓氣機(jī)葉輪僅通過(guò)第一部分21支撐在軸8上。通孔22的加大部分形成于葉輪壓力較低的前端區(qū)域，因此對(duì)葉輪的操作無(wú)不良作用。
從而，根據(jù)本發(fā)明相對(duì)小直徑的通孔，需要與軸8相匹配的直徑，加工在壓氣機(jī)葉輪上至最大的長(zhǎng)度，而在軸線上小于葉輪的軸向長(zhǎng)度，但很容易加工到所需精度。通過(guò)在葉輪的前端區(qū)域加工加大直徑的第二部分，從而完成通孔。因此克服了現(xiàn)有技術(shù)中遇到的問(wèn)題，即試圖在壓氣機(jī)葉輪的整個(gè)寬度上加工相對(duì)小直徑的通孔。
應(yīng)該理解的是通孔加大直徑部分22可在小直徑部分21之前或之后加工。同樣，小直徑通孔可穿透葉輪加工，之后在一部分長(zhǎng)度上加大.
應(yīng)該理解的是可對(duì)上述圖2所示的本發(fā)明實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。比如，通孔第一和第二部分的相對(duì)長(zhǎng)度可以與所述的不同。同樣，通孔不用在直徑上突變成臺(tái)階，而是在第一和第二部分之間帶一直徑逐漸增大的區(qū)域。
更進(jìn)一步的變形，可將一圓柱形套筒安裝在通孔相對(duì)大直徑的部分，套筒的直徑與葉輪的直徑配合，在軸上為葉輪提供更進(jìn)一步的支持。
其它可能的替換對(duì)相應(yīng)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種壓氣機(jī)葉輪總成，包括一安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的壓氣機(jī)葉輪，軸穿過(guò)沿葉輪旋轉(zhuǎn)軸線的通孔，通孔具有在直徑上相對(duì)于軸直徑的第一軸部分，和加大直徑的第二軸部分，從而使通孔第二部分的內(nèi)表面與軸有徑向間隔。
2.如權(quán)利要求1所述的壓氣機(jī)葉輪總成，其特征在于一內(nèi)軸肩限定在通孔的所述第一和第二軸部分之間。
3.如權(quán)利要求1所述的壓氣機(jī)葉輪總成，其特征在于通孔直徑在通孔的所述第一和第二軸部分之間逐漸增大。
4.如上述任一權(quán)利要求所述的壓氣機(jī)葉輪總成，其特征在于所述通孔的第一軸部分從壓氣機(jī)葉輪的一軸向端面伸出。
5.如上述任一權(quán)利要求所述的壓氣機(jī)葉輪總成，其特征在于一圓柱形套筒安裝在所述通孔，徑向擴(kuò)充在通孔第二部分的內(nèi)表面和軸的外表面之間。
6.一種安裝在預(yù)定直徑的轉(zhuǎn)軸上的壓氣機(jī)葉輪，壓氣機(jī)葉輪帶一軸向通孔，以接受所述軸的一端，通孔具有在直徑上相對(duì)于所述預(yù)定軸直徑的第一軸部分，和直徑大于所述預(yù)定軸直徑的第二軸部分。
7.如權(quán)利要求6所述的壓氣機(jī)葉輪，其特征在于一圓柱形套筒安裝在通孔的第二部分，套筒的內(nèi)徑相應(yīng)于套筒第一部分的直徑。
8.一渦輪增壓機(jī)，包括安裝在渦殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸一端的渦輪和在安裝于渦殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軸的另一端設(shè)置的一壓氣機(jī)葉輪，壓氣機(jī)葉輪具有軸向貫穿于葉輪第一軸面和葉輪第二軸面之間的通孔，所述第二軸面遠(yuǎn)離所述渦輪，其中通孔具有內(nèi)徑對(duì)應(yīng)于軸直徑的第一軸部分和加大直徑的第二軸部分，從而加大直徑部分的內(nèi)表面與軸有徑向間隔，而通孔的所述第一軸部分從壓氣機(jī)葉輪部分的所述第一軸向端面延伸，至葉輪的所述第二軸向端面。
全文摘要
一種壓氣機(jī)葉輪總成，包括一安裝在旋轉(zhuǎn)軸(8)上的壓氣機(jī)葉輪(7)，軸穿過(guò)沿葉輪(7)旋轉(zhuǎn)軸線的通孔。通孔具有在直徑上相對(duì)于軸直徑的第一軸部分(21)，和加大直徑的第二軸部分(22)，從而使通孔(22)第二部分的內(nèi)表面與軸(8)有徑向間隔。
文檔編號(hào)F04D29/28GK1499083SQ20031011981
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月24日
發(fā)明者A·比林格頓, A 比林格頓 申請(qǐng)人:奧爾塞特工程有限公司