[发明专利]电控涡轮机的转子的保持

说明书

一种涡轮增压器（ECT）包括提供于该涡轮机的轴上的电机。期望的是将电机固定于轴上，固定的方式使其能够为了维护而被移除。在此公开了一种ECT，其中电机的转子通过螺母被保持在轴上，该螺母用于使转子紧靠在轴的肩部。替代地，轴和转子具有锥度和螺母，该螺母被用来使转子的内锥度与轴的外锥度接合。再替代地，转子具有与轴上的花键接合的指状物。在一些实施例中，为了有助于防止轴和转子的相对转动，一个或两个配合表面被粗糙化以增强表面间的摩擦。

技术领域

本公开涉及将电动机的转子保持在涡轮增压器的轴上。

背景技术

电控涡轮机（ECT）包括固定在涡轮和压缩机部分之间的电机（或电动机）。涡轮机以高达350,000rpm的速度旋转。电机的转子应被固定以阻抗转子和涡轮增压器轴之间的相对转动。转子可被压配合到轴上，如申请日为2014年2月20日的共同受让的临时专利申请PCT/US2014/017455所描述的那样，其全部被并入于此。但是，压配合可能会阻碍ECT的拆解和维护。期望允许将转子从ECT轴上拆解下来的ECT及组装技术。

发明内容

为了克服现有技术中的至少一个问题，公开了一种ECT，该ECT包括轴，轴具有耦合于其上的涡轮叶轮。该轴具有限定于轴上的保持特征部。该ECT进一步包括位于轴上的电动机的转子。转子的芯部（转子芯）具有接近涡轮叶轮的端部，该端部与保持特征部接合。保持元件与轴接合并在转子芯远离涡轮叶轮的端部抵接在转子芯上。

在一个实施例中，保持特征部为在轴中机加工出的肩部。转子芯接近涡轮叶轮的端部基本上与轴的中心轴线垂直，并且转子芯接近涡轮叶轮的端部抵在肩部上。在一些实施例中，肩部和转子芯接近涡轮叶轮的端部中的至少一个的表面被通过下列手段之一粗糙化：滚花，喷丸，蚀刻，喷砂，激光气相沉积，激光蚀刻，以及施加涂层。

在另一实施例中，保持特征部为轴上的外锥度，该锥度的直径沿远离涡轮叶轮移动的方向单调递减。与该锥度接合的转子芯的端部具有内锥度部分，该内锥度部分与外锥度配合，并且内锥度的内直径沿远离涡轮叶轮移动的方向单调递减。内锥度和外锥度中的至少一个被通过下列手段之一粗糙化：滚花，喷丸，蚀刻，喷砂，激光气相沉积，激光蚀刻，以及施加涂层。

在又另一个实施例中，保持特征部包括多数个限定于轴上的花键。在涡轮叶轮侧接近花键处的轴的直径大体上等于花键的外直径。在远离涡轮叶轮侧接近花键处的轴的直径大体上等于花键的内直径。转子芯具有多数个与轴的花键配合的指状物。在一些实施例中，转子芯包括加强套筒。在另外的实施例中，转子的永磁体转子靠设于轴上并在任一端部具有端帽。在这一实施例中，端帽抵接螺母或者端帽与保持特征部配合。

在一些实施例中，轴包括限定于其中的沿轴的长度的一部分的螺纹，并且保持元件是与螺纹接合的螺母。螺母抵接转子的表面或转子抵接螺母的表面中的至少一个被通过下列手段之一粗糙化：滚花，喷丸，蚀刻，喷砂，激光气相沉积，激光蚀刻，以及施加涂层。

在另一实施例中，保持元件为压配合到轴上的轴圈。该轴圈可以是可放弃元件，其在将转子从轴上拆解下来时被破环。

公开了一种组装ECT的方法，包括：安装涡轮侧迷宫油密封于ECT的轴上；安装涡轮侧轴颈轴承于轴上；将电机的转子滑到轴上；以及紧固保持元件于轴上，并且使保持元件抵接转子。在该保持元件为螺母的实施例中，该方法进一步包括：使螺母的螺纹与机加工在轴上的螺纹配合并扭转螺母到预先确定的扭矩。在保持元件为轴圈的实施例中，该方法进一步包括：将轴圈滑到轴上，并使轴圈压配合到轴接近转子的部分上。在一些具有轴圈的实施例中，在将轴圈滑到轴上之前，下列中的至少一个是优选的：加热轴圈以及冷却轴。

本方法进一步包括，在将转子滑到轴上之前，将涡轮轴安装到壳体内。