[发明专利]含多个铸造在其中的管道的涡轮增压器轴承壳体

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及涡轮增压器并且尤其提供了一种轴承壳体，该轴承壳体具有通过在多个预先放置的管道周围铸造该轴承壳体铸造材料而形成的油、水和空气通道。

相关技术的说明

涡轮增压器从车辆排气中提取能量来驱动一个压缩机向该发动机进气口输送高密度空气，从而允许更多燃料燃烧，因此提高发动机的马力。涡轮增压器的包括涡轮机叶轮、压缩机叶轮和轴的旋转组件能以80,000RPM到300,000RPM进行旋转。该轴在一个流体动力学轴承系统上旋转。油在压力下被输送到该轴承壳体顶部内的油配件，从这里经过油孔而到达这些轴颈轴承(33，34)和该止推轴承(35)。

常规地，一个轴承壳体被铸造成没有油孔。随后，通过沿着一条直线进行钻削，将这些油孔机加工到轴承壳体中。通常使用一个钻具导向器来支撑一个钻具或镗孔刀具，该钻具导向器(94，95)的钻削进入只能通过轴承壳体的这些相对小直径的轴颈轴承孔(65)的轴向开放端来进行。这是非常棘手的机加工难题，通常要求错综复杂的工装，因为该钻具必须首先在轴颈轴承孔中的正确地方以非常浅的角度开始、并且然后破穿过原始铸造出的输油孔。由于钻具的进入受限制，所产生的用于将油输送到轴颈轴承的这个孔相对于轴颈轴承孔呈一个角度、并位于靠近该轴承壳体的末端之处。

该止推轴承送油孔(69)也是一个直线孔，它通常不仅必须与这两个轴颈轴承送油孔(67，68)相交、而且还必须从该进油口与该送油孔(62)相交。这些孔的几何形状的联合结果通常是，在止推轴承安装面(85)中的止推轴承送油孔(69)的贯穿线从中心线的偏离量比希望的更大，特别是因为这导致止推轴承的沟道以涡轮增压器中心线为圆心的半径比希望的更大，因此止推轴承必须比希望的更大，这增加了材料成本。

大多数涡轮增压器经由涡轮机壳体脚座而安装到发动机上。在某些情况 下，代替经由一个加压管或管道来将油供送到该轴承壳体顶端的配件，这些涡轮增压器经由一个脚座安装到发动机架上，该脚座从轴承壳体的底部延伸并且包括一个用来将加压的发动机油供送到该轴承壳体的连接件、还以及用于将该轴承壳体中的液体排放到该发动机部件内的一个空腔中的一个连接件。还可以提供多个连接件来对轴承壳体进行水冷。

这种配置存在的一个问题是，油原料必须从轴承壳体脚座(70)竖直向上前进、经过每个轴颈轴承上方的一个点、然后竖直向下进入这些轴颈轴承中。在本领域的当前状态下，需要几次钻削来描绘出油的流动路径。这同时意味着，一些油钻孔必须从该轴承壳体外部进行钻削以便与其他孔相交；并且然后，该孔的未使用部分必须采用堵头封住，以完成该油流动回路。此类制造方法还意味着，该流动路径中的拐角是尖锐的，没有半径到半径非常小，这不利于良好的低损耗流体流动。

此外，通过这种去除金属的制造方法并且还因为这些孔到彼此之中的切入而产生了潜在破坏性的金属毛刺。一旦机加工出，这些较小的机加工出的输油孔切入了主要通道之中的这些区域必须被完全去毛刺，以防止金属毛刺使油流入具有紧密公差的轴承间隙中。不能对这些区域很好地去毛刺可能会导致金属毛刺进入轴承中并且毁坏它。因此，这些孔的制作是耗时的，并且在压力下始终存在堵头脱落从而将发动机油释放到发动机和涡轮增压器周围的非常热的环境中的可能性。

因此可以看出，需要一种更好的在涡轮增压器内提供送油孔的方式，以将复杂且困难的机加工操作减到最少。

发明概述

本发明通过预先放置一批管道然后在这些管道周围铸造一个轴承壳体解决了上述问题，这些管道将限定油通道空气通道和水通道中的一者或多者。

本发明不仅避免了与在铸造过程之后将各个特征直线地机加工到轴承壳体中所关联的这些问题，而且在这些油孔和其他特征的成形和定位方面第一次提供了几乎无限制的自由度。

附图的简要说明

通过举例而非限制的方式将本发明展示在这些附图中，其中类似的参考数字表示相似的部分，在这些附图中：

图1 描绘了一个典型的涡轮增压器轴承壳体组件的剖面；

图2 描绘了一个典型的涡轮增压器轴颈轴承送油钻孔方案的剖视 图；

图3A、3B 描绘了两个半部剖视图，示出了创造性的铸造在其中的管道；

图4 描绘了该管道集束的视图；并且

图5A、5B 描绘了多个剖视图，示出了一个底部供送式轴承壳体的管道方案。

发明详细说明