專利名稱：葉輪和可更換的突鼻件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中公開的主題內(nèi)容主要涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的渦輪機(jī)械，并且具體涉及被設(shè)置用于接納突鼻件的壓縮機(jī)葉輪。
背景技術(shù)：
廢氣驅(qū)動的渦輪增壓器包括旋轉(zhuǎn)組件，其中包括通過軸桿彼此連接的渦輪機(jī)葉輪和壓縮機(jī)葉輪。軸桿通常由一個或多個軸承(例如油潤滑軸承、空氣軸承、滾珠軸承、磁力軸承等)可旋轉(zhuǎn)地支撐在中間殼體內(nèi)。在工作期間，來自內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的廢氣驅(qū)動渦輪增壓器的渦輪機(jī)葉輪，其進(jìn)而驅(qū)動壓縮機(jī)葉輪以給送往內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的充氣空氣加壓。在工作期間，渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)組件必須要在大范圍的轉(zhuǎn)速上運(yùn)行。根據(jù)渦輪增壓器的規(guī)格，所達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速可能會超過200，OOOrpm0因?yàn)樾D(zhuǎn)組件的大工作范圍和固有設(shè)計，絕大部分渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)組件都符合“撓性轉(zhuǎn)子”的定義。撓性轉(zhuǎn)子需要獨(dú)特的 平衡過程以確保所有平衡面內(nèi)的剰余失衡都被控制并且結(jié)果是用貫穿整個工作范圍的失衡響應(yīng)測試驗(yàn)證過的。平衡良好的渦輪增壓器旋轉(zhuǎn)組件對于恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子動態(tài)性能來說非常關(guān)鍵。用于實(shí)現(xiàn)低水平失衡的努力有助于確保軸桿穩(wěn)定性和最小化轉(zhuǎn)子偏斜以進(jìn)而用于降低軸承負(fù)荷。降低軸承負(fù)荷實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)耐用性和降低(例如由于傳輸振動造成的)噪聲。為了減輕振動，渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)組件平衡包括部件和裝置的平衡。獨(dú)立部件例如壓縮機(jī)和渦輪機(jī)葉輪裝置通常是利用低轉(zhuǎn)速過程進(jìn)行平衡，而裝置(例如完全組裝好的旋轉(zhuǎn)組件)通常是利用高轉(zhuǎn)速平衡過程進(jìn)行平衡。通常，僅利用在旋轉(zhuǎn)組件的壓縮機(jī)端上的校正來改善裝置的平衡質(zhì)量。壓縮機(jī)葉輪設(shè)計可以有兩種主要類型，分別是有通孔的類型和無通孔的被稱為“無孔”的類型。對于有通孔的壓縮機(jī)葉輪，組裝過程包括在葉輪的通孔內(nèi)插入軸桿并用鎖緊螺母將葉輪固定至軸桿。裝置隨后被安裝在高速平衡機(jī)內(nèi)用于測量和校正。高速平衡器提供了ー種以需要的高速操作旋轉(zhuǎn)組件從而提供充分的測量和校正的裝置。可以使用儀表例如加速計來測量失衡從而根據(jù)振動或重力加速度來提供失衡指示。除了振動響應(yīng)的大小以外，由高速平衡器提供的信息還可以通過例如指示從鎖緊螺母上去除材料以改善平衡的位置(例如失衡相角)來引導(dǎo)操作人員。為了測量失衡相位，高速平衡器可以依賴于磁場傳感器或光學(xué)傳感器。對于磁場傳感器來說，鎖緊螺母被磁化(也就是由可磁化的材料制成)；而對于光學(xué)傳感器來說，在鎖緊螺母或葉輪上加工出的ー個或多個標(biāo)記即可滿足需要。磁性方法通常因?yàn)楸裙鈱W(xué)方法更加準(zhǔn)確和可靠而成為優(yōu)選方法。對于常規(guī)的無孔壓縮機(jī)葉輪，不幸的是上述用于平衡的磁化鎖緊螺母的方法無法應(yīng)用。無孔壓縮機(jī)葉輪經(jīng)常被用于其中壓縮機(jī)葉輪的高應(yīng)カ使得去掉穿過葉輪的通孔有利于減小可能成為高轉(zhuǎn)速下故障源的葉輪中心處應(yīng)カ的應(yīng)用場合。為了平衡無孔的壓縮機(jī)葉輪，與其他類型的葉輪ー樣，也必須要去除材料。但是，無孔壓縮機(jī)葉輪僅有的選擇是從葉輪自身直接去除材料。因此在去除部分材料之后需要進(jìn)ー步進(jìn)行平衡時可能會出現(xiàn)問題。例如，如果在最終的旋轉(zhuǎn)組件平衡操作期間無法通過進(jìn)一歩去除材料達(dá)到可接受的平衡，那么壓縮機(jī)葉輪就必須報廢。具體地，無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻經(jīng)常只能進(jìn)行單次平衡切削處理而不能再次切削。而且，常規(guī)的無孔壓縮機(jī)葉輪通常由鋁制成，而鋁并不是可磁化的材料。因此，用于測量失衡的磁場檢測方法就不能使用，這是很不利的，原因在于如上所述利用磁化的平衡方法往往比光學(xué)方法更加有效。

發(fā)明內(nèi)容
本文中介紹的各種技術(shù)涉及能夠增強(qiáng)平衡并且因此減輕旋轉(zhuǎn)組件振動的壓縮機(jī)葉輪和突鼻件。


通過參考以下的具體實(shí)施方式
同時與附圖中所示的示例相結(jié)合即可獲得對本文中所述各種方法、設(shè)備、裝置、系統(tǒng)、布置方式等及其等價形式的更加完整的理解，在附圖中
圖I是渦輪增壓器和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以及控制器的示意 圖2是常規(guī)裝置的兩側(cè)視圖，其中每ー種裝置都包括具有通孔和鎖緊螺母的壓縮機(jī)葉輪，鎖緊螺母被固定至延伸穿過通孔的軸桿；
圖3是常規(guī)裝置的兩側(cè)視圖，其中每ー種裝置都包括無孔的壓縮機(jī)葉輪，具有接納軸桿末端的插ロ；
圖4是突鼻件示例和裝置示例的一系列視圖，其中每ー種裝置都包括無孔的壓縮機(jī)葉輪，具有接納突鼻件的插口和接納軸桿末端的另ー個插ロ ；
圖5是圖4中的突鼻件和無孔壓縮機(jī)葉輪插ロ的一系列視 圖6是突鼻件示例和用于從突鼻件上去除材料的切ロ示例的一系列視 圖7是突鼻件和無孔壓縮機(jī)葉輪示例的一系列視圖以及平衡設(shè)備的示意圖和測得失衡相對于轉(zhuǎn)速的曲線 圖8是突鼻件和無孔壓縮機(jī)葉輪示例的一系列視 圖9是包括部件平衡、組裝和裝置平衡的方法示例的示意圖；以及 圖10是包括平衡其中包含突鼻件的無孔壓縮機(jī)葉輪的方法示例的框圖。
具體實(shí)施例方式本文中介紹了各種不同的部件和裝置。例如，部件包括突鼻件和設(shè)置用于接納這種突鼻件的無孔壓縮機(jī)葉輪。如本文中所述，裝置可以包括突鼻件和無孔壓縮機(jī)葉輪，無孔壓縮機(jī)葉輪包括被設(shè)置用于接納突鼻件的突鼻端并且在底座端包括被設(shè)置用于接納可旋轉(zhuǎn)軸桿的插ロ。這樣的軸桿可以是渦輪增壓器軸桿或其他的(例如由帶、鏈條、電機(jī)等驅(qū)動的)可旋轉(zhuǎn)軸桿。因此，裝有突鼻件或者利用突鼻件進(jìn)行平衡的無孔壓縮機(jī)葉輪可以被用于渦輪增壓器、機(jī)械增壓器或其他應(yīng)用。如本文中所述，突鼻件可以有助于平衡。例如，突鼻件可以由允許通過磁場傳感器測量失衡的可磁化材料制成。作為另ー個示例，可選地附加于前述示例，可以(例如基于測量的失衡)從突鼻件上去除材料以改善平衡。因此突鼻件可以有助于測量失衡、進(jìn)行平衡或者測量失衡和進(jìn)行平衡。而且，突鼻件可以可選地出于各種目的或原因中的任何ー種而更換。在各種示例中，無孔壓縮機(jī)葉輪可以是其中只有單個壓縮機(jī)葉輪的類型或者是其中包括兩個壓縮機(jī)推進(jìn)輪或面的類型。例如，裝有兩個壓縮機(jī)推進(jìn)輪(例如以背靠背方式安裝)的葉輪可以并聯(lián)或串聯(lián)地操作。換句話說，每ー個推進(jìn)輪面都可以指向?qū)Ｓ玫臄U(kuò)散器部分、專用的蝸殼、共用的擴(kuò)散器部分、共用的蝸殼等。在各種示例中，突鼻件包括支桿并且無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻端包括被設(shè)置用于接納支桿的插ロ。在可選示例中，突鼻件可以包括開ロ并且無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻端可以包括被設(shè)置用于插入突鼻件開口內(nèi)的支桿。如本文中所述，突鼻件可以通過各種機(jī)構(gòu)中的任何一種連接至無孔壓縮機(jī)葉輪。例如，無孔壓縮機(jī)葉輪和突鼻件的特征可以被設(shè)置用于將突鼻件壓配合在無孔壓縮機(jī)葉輪上，無孔壓縮機(jī)葉輪和突鼻件可以包括相配的螺紋以用于將突鼻件螺接在無孔壓縮機(jī)葉輪上，或者突鼻件可以被設(shè)置用于冷縮配合(例如加熱膨脹井隨后冷卻以冷縮配合)在無孔 壓縮機(jī)葉輪上。無論是為了附接目的還是為了裝置的旋轉(zhuǎn)，突鼻件可以包括例如內(nèi)部驅(qū)動件、夕卜部驅(qū)動件或者既包括內(nèi)部驅(qū)動件又包括外部驅(qū)動件，其中這些驅(qū)動件被設(shè)置用干與ー種或多種工具相配合。如本文中所述，ー種裝置可以包括無孔壓縮機(jī)葉輪，其中包括具有(例如用于實(shí)現(xiàn)裝置的平衡)ー個或多個平衡切ロ的突鼻件以及被設(shè)置用于接納軸桿的插ロ ；還包括渦輪機(jī)葉輪，其包括軸桿，軸桿具有由無孔壓縮機(jī)葉輪的插ロ接納的末端。這樣的裝置可以包括由可磁化材料制成的突鼻件。如本文中所述，ー種方法可以包括將突鼻件配裝至無孔壓縮機(jī)葉輪，測量失衡，然后部分地基于測量從突鼻件上去除材料。ー種方法可以包括從無孔壓縮機(jī)葉輪上拆除突鼻件并且將另ー個突鼻件配裝至無孔壓縮機(jī)葉輪。關(guān)于測量失衡可以使用各種不同的技木，例如可以考慮包括旋轉(zhuǎn)無孔壓縮機(jī)葉輪和突鼻件并且測量與突鼻件相關(guān)聯(lián)的磁場性質(zhì)的技木。如本文中所述，ー種方法可以包括組裝渦輪增壓器，其包括無孔壓縮機(jī)葉輪和至少去除了部分材料的突鼻件。以下介紹渦輪增壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例，然后是部件、裝置、方法等的各種不同示例。渦輪增壓器經(jīng)常被用于增加內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的輸出。參照圖1，常規(guī)系統(tǒng)100包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)Iio和渦輪增壓器120。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110包括容納ー個或多個燃燒室以(例如通過活塞)操作地驅(qū)動軸桿112的發(fā)動機(jī)缸體118。如圖I所示，進(jìn)氣ロ 114提供用于送往發(fā)動機(jī)缸體118的空氣的流動路徑，而廢氣ロ 116提供用于來自發(fā)動機(jī)缸體118的廢氣的流動路徑。渦輪增壓器120用于從廢氣中提取能量并且用于向進(jìn)氣空氣提供能量，進(jìn)氣空氣可以與燃料相結(jié)合以構(gòu)成燃燒氣體。如圖I所示，渦輪增壓器120包括空氣入口 134、軸桿122、壓縮機(jī)124、渦輪機(jī)126、殼體128和廢氣出ロ 136。殼體128可以因?yàn)樗挥趬嚎s機(jī)124和渦輪機(jī)126之間而被稱為中間殼體。軸桿122可以是包括各種部件的軸桿裝置。在圖I的示例中，廢氣門閥(或者簡單地說是廢氣門)135被設(shè)置在渦輪機(jī)126的入口附近。廢氣門閥135可以被控制以允許來自廢氣ロ 116的廢氣繞過渦輪機(jī)126。在圖I中，控制器190的一個示例被示出為包括一個或多個處理器192、內(nèi)存194以及ー個或多個接ロ 196。這樣的控制器可以包括電路例如發(fā)動機(jī)控制單元的電路。如本文中所述，各種方法或技術(shù)可以可選地與控制器例如通過控制邏輯聯(lián)合地被實(shí)施?？刂七壿嬁梢匀Q于ー種或多種發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)(例如渦輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)荷、潤滑劑、冷卻等)。例如，傳感器可以通過一個或多個接ロ 196向控制器190發(fā)送信息?？刂七壿嬁梢砸蕾囉谶@些信息并且進(jìn)而控制器190可以輸出控制信號以控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。控制器190可以被設(shè)置用于控制潤滑劑的流量、溫度、可變幾何形狀的裝置(例如可變幾何形狀的壓縮機(jī)或渦輪機(jī))、廢氣門、電機(jī)或者與發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的一種或多種其他部件、ー個渦輪增壓器(或多個渦輪增壓器)等。更一般地，如本文中所述，控制器可以被設(shè)置用于在其他的過程例如平衡過程中使用。圖2示出了兩種常規(guī)裝置220和250的示例，其中每ー種裝置都包括具有通孔222 或272的壓縮機(jī)葉輪220或270以及固定至延伸穿過通孔222或272的軸桿201或251的鎖緊螺母210或260。如圖所示，壓縮機(jī)葉輪270包括兩個推進(jìn)輪面275和277，而壓縮機(jī)葉輪220僅包括ー個推進(jìn)輪面。在圖2的示例中，每ー根軸桿201和251都從相應(yīng)的渦輪機(jī)葉輪260和290伸出。沿每ー根軸桿201和251軸向設(shè)置的是相應(yīng)的止推軸環(huán)213和263以及相應(yīng)的軸承215和265。軸桿201包括壓縮機(jī)葉輪部分202、止推軸環(huán)部分203、壓縮機(jī)軸頸軸承部分204、軸承部分205和渦輪機(jī)軸頸軸承部分206。軸桿251也包括壓縮機(jī)葉輪部分252、止推軸環(huán)部分253、壓縮機(jī)軸頸軸承部分254、軸承部分255和渦輪機(jī)軸頸軸承部分256。示出了軸承215和265 (zB)、止推軸環(huán)213和263 (zB)、壓縮機(jī)葉輪220和270 (Zc)以及鎖緊螺母210和260 (Zn)的各個軸向尺寸。對于裝置200來說，壓縮機(jī)葉輪220包括鄰接鎖緊螺母210的突鼻端224和鄰接止推軸環(huán)213的底座端226。壓縮機(jī)葉輪220在其突鼻端224具有最小半徑re_Min并且在與所謂的z平面相符的邊緣228處具有最大葉輪半徑ivMax。對于裝置250來說，壓縮機(jī)葉輪270包括鄰接鎖緊螺母260的突鼻端274和鄰接止推軸環(huán)263的底座端276。壓縮機(jī)葉輪270在其突鼻端274具有最小半徑re_Min并且在與所謂的z平面相符的邊緣278處具有最大葉輪半徑ivMax。就進(jìn)行平衡而言，鎖緊螺母通常由鋼制成并且適合于通過磁場檢測來測量失衡。在平衡過程期間，可以根據(jù)由平衡機(jī)(例如VSR)提供的信息在鎖緊螺母內(nèi)加工出一個或多個切ロ。圖3示出了兩種常規(guī)裝置300和350的示例，其中每ー種裝置都包括無孔壓縮機(jī)葉輪320或370，具有接納軸桿301或351的插ロ 322或372。如圖所示，壓縮機(jī)葉輪370包括兩個推進(jìn)輪面375和377，而壓縮機(jī)葉輪320僅包括ー個推進(jìn)輪面。在圖3的示例中，每ー根軸桿301和351都從相應(yīng)的渦輪機(jī)葉輪360和390伸出。沿每ー根軸桿301和351軸向設(shè)置的是相應(yīng)的止推軸環(huán)313和363以及相應(yīng)的軸承315和365。軸桿301包括壓縮機(jī)葉輪部分302、止推軸環(huán)部分303、壓縮機(jī)軸頸軸承部分304、軸承部分305和渦輪機(jī)軸頸軸承部分306。軸桿351也包括壓縮機(jī)葉輪部分352、止推軸環(huán)部分353、壓縮機(jī)軸頸軸承部分354、軸承部分355和渦輪機(jī)軸頸軸承部分356。示出了軸承315和365 (zB)、止推軸環(huán)313和363 (zB)、壓縮機(jī)葉輪320和370 (Zc)以及軸桿301和351在其相應(yīng)插ロ 322和352內(nèi)的部分302和352的插入深度(zSI)的各個軸向尺寸。對于裝置300來說，壓縮機(jī)葉輪320包括突鼻端324和鄰接止推軸環(huán)313的底座端326。壓縮機(jī)葉輪320在與所謂的z平面相符的邊緣328處具有最大葉輪半徑rc_Max。對于裝置350來說，壓縮機(jī)葉輪370包括突鼻端374和鄰接止推軸環(huán)363的底座端376。壓縮機(jī)葉輪370在與所謂的z平面相符的邊緣378處具有最大葉輪半徑re_Max。就平衡而言，通常在無孔壓縮機(jī)葉輪上加工出一個或多個標(biāo)記，然后通過光學(xué)檢測這樣的一個或多個標(biāo)記來測量失衡。在平衡過程期間，可以根據(jù)由平衡機(jī)(例如VSR)提供的信息在無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻端內(nèi)加工出ー個或多個切ロ。圖4示出了裝置400和450的示例，其中每ー種裝置都包括無孔壓縮機(jī)葉輪420和 470，其中每ー種無孔壓縮機(jī)葉輪420和470都具有接納相應(yīng)突鼻件430和480的插ロ 421和471以及接納相應(yīng)軸桿401和451的末端402和452的另ー個插ロ 422和472。如圖所示，壓縮機(jī)葉輪470包括兩個推進(jìn)輪面475和477，而壓縮機(jī)葉輪420僅包括ー個推進(jìn)輪面。在圖4的示例中，每ー根軸桿401和451都從相應(yīng)的渦輪機(jī)葉輪460和490伸出。沿每ー根軸桿401和451軸向設(shè)置的是相應(yīng)的止推軸環(huán)413和463以及相應(yīng)的軸承415和465。軸桿401包括壓縮機(jī)葉輪部分402、止推軸環(huán)部分403、壓縮機(jī)軸頸軸承部分404、軸承部分405和渦輪機(jī)軸頸軸承部分406。軸桿451也包括壓縮機(jī)葉輪部分452、止推軸環(huán)部分453、壓縮機(jī)軸頸軸承部分454、軸承部分455和渦輪機(jī)軸頸軸承部分456。示出了軸承415和465 (zB)、止推軸環(huán)413和463 (zB)、壓縮機(jī)葉輪420和470 (Zc)、軸桿401和451在其相應(yīng)插ロ 422和452內(nèi)的部分402和452的插入深度(zSI)、突鼻件430和480的支桿431和481在其相應(yīng)插ロ 421和471內(nèi)的插入深度(zNI)以及突鼻件430和480 (zN)的各個軸向尺寸。對于裝置400來說，壓縮機(jī)葉輪420包括鄰接突鼻件430的突鼻端424和鄰接止推軸環(huán)413的底座端426。壓縮機(jī)葉輪420在突鼻端424具有最小葉輪半徑re_Min并且在與所謂的z平面相符的邊緣428處具有最大葉輪半徑ivMax。對于裝置450來說，壓縮機(jī)葉輪470包括鄰接突鼻件480的突鼻端474和鄰接止推軸環(huán)463的底座端476。壓縮機(jī)葉輪470在突鼻端474具有最小葉輪半徑re_Min并且在與所謂的z平面相符的邊緣478處具有最大葉輪半徑ivMax。圖4還示出了突鼻件430和480的頂視圖，其中示出了可選的內(nèi)部驅(qū)動件435和485。透視圖將突鼻件430示出為包括設(shè)置在頭部432和支桿431之間的可選外部驅(qū)動件。在圖4的示例中，突鼻件480也被示出為包括設(shè)置在頭部482和支桿部分481之間的可選外部驅(qū)動件483。這樣的驅(qū)動件能夠允許例如至少旋轉(zhuǎn)突鼻件以將突鼻件連接至無孔壓縮機(jī)葉輪或者例如將突鼻件和無孔壓縮機(jī)葉輪作為ー個裝置旋轉(zhuǎn)。就平衡而言，突鼻件能夠允許測量失衡、進(jìn)行平衡或者測量失衡和進(jìn)行平衡。就進(jìn)行平衡而言，在平衡過程期間，可以根據(jù)由平衡機(jī)(例如VSR)提供的信息在連接至無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻件內(nèi)加工出ー個或多個切ロ。如本文中所述，突鼻件可以由鋼、鋁或另外的材料制成。圖5示出了圖4示例中的突鼻件430和480以及無孔壓縮機(jī)葉輪插ロ 421和471的各種視圖。突鼻件430和480可以包括共同特征。例如，突鼻件430和480可以沿其相應(yīng)的支桿431和481包括一個或多個先導(dǎo)面。先導(dǎo)面通常以一定的半徑設(shè)置成在一定軸向長度上延伸。突鼻件430和480包括以相應(yīng)半徑rP1和rP2設(shè)置并且在相應(yīng)軸向長度Zpi和Zp2上延伸的兩個先導(dǎo)面P1和P2。如圖5的示例中所示，在先導(dǎo)面P1和P2之間設(shè)有頸部，其具有半徑和軸向長度Znk。圖5中示出的突鼻件430和480的其他尺寸包括軸向頭部長度( )和頭部半徑(rh)、軸向外部驅(qū)動件長度(zj和外部驅(qū)動件半徑(rj以及軸向內(nèi)部驅(qū)動件長度(Zid)和內(nèi)部驅(qū)動件半徑(rid)。通常，突鼻件具有足夠質(zhì)量的頭部以使得(例如通過切削或其他技術(shù))去除部分質(zhì)量就能改善突鼻件和無孔葉輪裝置的平衡。如本文中所述，突鼻件的各種特征可以與無孔壓縮機(jī)葉輪插ロ的一種或多種特征相配合。例如，無孔壓縮機(jī)葉輪420的插ロ 421和無孔壓縮機(jī)葉輪470的插ロ 471可以包括具有軸向長度和半徑rm的表面以及具有軸向長度zeP2和半徑reP2的表面，其中這些表面與突鼻件的一部分的先導(dǎo)面例如突鼻件430和480的先導(dǎo)面P1和P2相配合。如圖4所示，插ロ 420和471并不軸向延伸至z平面。而且，在圖4的示例中，插ロ 422和472也不軸向延伸至z平面。因此，無孔葉輪420或無孔葉輪470可以可選地特征在于包括兩個軸向?qū)?zhǔn)的且相對的并不延伸至葉輪z平面的插ロ。因此，如圖4所示，這樣的葉輪具有軸 向位于兩個相對插ロ之間的實(shí)心部分(例如無孔部分)。如本文中所述，插ロ可以成形在遠(yuǎn)端(例如封閉端)以減小應(yīng)力。如本文中所述，突鼻件的一部分可以包括螺紋，同時無孔壓縮機(jī)葉輪的一部分包括相配的螺紋。因此，突鼻件可以相對于無孔壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)以將突鼻件固定至葉輪。用于連接的其他機(jī)構(gòu)可以包括卡ロ、通過適當(dāng)?shù)拈g隙壓配合等。如本文中所述，先導(dǎo)面或其他特征可以幫助沿?zé)o孔壓縮機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)軸線對準(zhǔn)突鼻件。圖6示出了突鼻件610，620和630的一些示例以及用于從突鼻件650上去除材料的切ロ示例。如圖6所示,突鼻件610包括螺紋支桿611和外部驅(qū)動件613。如本文中所述，工具例如扳手可以接合外部驅(qū)動件613以相對于無孔壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)突鼻件610從而將突鼻件610固定至無孔壓縮機(jī)葉輪。一旦固定，外部驅(qū)動件613即可允許將突鼻件610和無孔壓縮機(jī)葉輪作為一個整體旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，突鼻件620包括螺紋支桿621和內(nèi)部驅(qū)動件625。如本文中所述，エ具例如六角扳手可以接合內(nèi)部驅(qū)動件625以相對于無孔壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)突鼻件620從而將突鼻件620固定至無孔壓縮機(jī)葉輪。一旦固定，內(nèi)部驅(qū)動件625即可允許將突鼻件620和無孔壓縮機(jī)葉輪作為一個整體旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，突鼻件630包括無任何先導(dǎo)面的螺紋支桿631和外部驅(qū)動件633。如本文中所述，工具例如扳手可以接合外部驅(qū)動件633以相對于無孔壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)突鼻件630從而將突鼻件630固定至無孔壓縮機(jī)葉輪。一旦固定，外部驅(qū)動件633即可允許將突鼻件630和無孔壓縮機(jī)葉輪作為一個整體旋轉(zhuǎn)。如本文中所述，如果希望或需要從無孔壓縮機(jī)葉輪上拆除突鼻件，ー個或多個驅(qū)動件即可適合于結(jié)合適當(dāng)?shù)囊患蚨嗉ぞ咭黄鹗褂靡圆鸪槐羌＠?，突鼻?10，620和630的驅(qū)動件613，625和633可以被用于安裝和拆除。盡管圖6中的示例示出了螺紋，但是如本文所述，也可以使用其他的機(jī)構(gòu)以將突鼻件固定至無孔壓縮機(jī)葉輪。圖6還參照可以安裝至無孔壓縮機(jī)葉輪660的突鼻件670、突鼻件680和突鼻件690示出了各種平衡切ロ 650。如圖所示，可以從突鼻件的一端加工出切ロ并且沿軸向向下延伸。用這樣的方式即可去除材料以改善平衡。如本文中所述，相位信息可以在切削角度方面引導(dǎo)操作人員。盡管所有的切ロ 650都被示出為對齊的(例如以90度居中定位)，但是切ロ也可以圍繞突鼻件以任意角度對齊并且以任何方式或形狀加工。圖7示出了突鼻件710和無孔壓縮機(jī)葉輪720以及平衡設(shè)備795和797的示例與測得失衡相對于轉(zhuǎn)速的曲線圖798。在圖7的示例中，突鼻件包括支桿711和頭部712，而無孔壓縮機(jī)葉輪720包括具有軸向長度zCP和半徑rCP的插ロ 722。因此突鼻件710可通過將支桿711插入插ロ 722內(nèi)而配裝至無孔壓縮機(jī)葉輪720。如本文中所述，突鼻件可以通過各種機(jī)構(gòu)中的任何ー種例如螺紋、壓配合等連接至無孔壓縮機(jī)葉輪。在圖7的示例中，突鼻件710以可磁化材料例如鋼制成。在準(zhǔn)備測量失衡時，突鼻件710可以被磁化，例如磁化可以通過在突鼻件710附近移動磁鐵來實(shí)現(xiàn)。為了測量失衡， 突鼻件710在固定至無孔壓縮機(jī)葉輪720的情況下可以被置于護(hù)罩797內(nèi)并被旋轉(zhuǎn)以使磁場傳感器795能夠測量失衡。進(jìn)而，此類信息可以如曲線圖798中所示被繪制為重力加速度水平和轉(zhuǎn)速的關(guān)系。曲線圖798示出的實(shí)線表示從突鼻件710上、從無孔壓縮機(jī)葉輪720上或者從突鼻件710和無孔壓縮機(jī)葉輪720上去除材料之前的失衡，而虛線表示在去除材料之后下降的重力加速度水平(或者振動失衡)。如本文中所述，由可磁化材料制成或者包含可磁化材料的突鼻件能夠允許基于磁場測量由不可磁化材料制成的無孔壓縮機(jī)葉輪的失衡。而且，這樣的突鼻件能夠允許(例如通過切ロ或其他技術(shù)去除材料)改變裝置的質(zhì)心以改善平衡。圖8示出了突鼻件810和無孔壓縮機(jī)葉輪820的示例。這樣的突鼻件可以是為了利用磁場傳感器測量失衡、為了去除材料以改善平衡或者是為了將測量和材料去除兩者結(jié)合以改善平衡。在圖8的示例中，突鼻件810包括半徑為巧的開ロ 811，而無孔壓縮機(jī)葉輪820包括半徑為Ap的支桿部分821。圖8中示出的其他尺寸包括突鼻件外徑(rh)、突鼻件軸向長度(Zh)和支桿軸向長度(Zep)。如圖8所示，突鼻件810可以由無孔壓縮機(jī)葉輪820的支桿821接納。開ロ 811和支桿821之間的間隙可以實(shí)現(xiàn)牢固的壓配合。作為另ー個示例，突鼻件可以被提供以響應(yīng)于加熱或其他處理以牢固地冷縮配合在支桿821上。如本文中所述，這樣的配合可以是相對永久的或者如果是需要拆除和更換突鼻件的話允許可逆。而且，在圖8的示例中，突鼻件810可以由可磁化材料制成或者包含可磁化材料，而無孔壓縮機(jī)葉輪820可以由不可磁化材料制成。在平衡需要去除材料時，材料可以從突鼻件810上去除、從無孔壓縮機(jī)葉輪820上去除或者從突鼻件810和無孔壓縮機(jī)葉輪820上都去除。在需要時，突鼻件810的厚度可足以為了改善突鼻件和無孔葉輪裝置的平衡而接受切ロ。如圖6所示，平衡切ロ 650沿軸向向下延伸。就突鼻件810而言，切ロ可以沿軸向向下延伸的距離小于突鼻件的軸向長度( )(例如用于保持突鼻件充分的完整性)。如本文中所述，突鼻件可以是精確加工的進(jìn)行平衡后的且由可磁化材料制成或包含可磁化材料的部件。在這樣的示例中，突鼻件可以配裝至無孔壓縮機(jī)葉輪，目的是為了測量失衡并且隨后在平衡之后(例如在從無孔壓縮機(jī)葉輪上去除材料之后)從無孔壓縮機(jī)葉輪上拆除。用這樣的方式，突鼻件就是臨時性的并且不會給成品裝置増加復(fù)雜性或重量。圖9示出了方法900的示例，其中包括部件平衡910和920、組裝部件930和裝置平衡940。在平衡過程910中，利用傳感器將裝有突鼻件的無孔壓縮機(jī)葉輪在兩個平面內(nèi)進(jìn)行平衡。在此過程中，葉輪可以用空氣驅(qū)動，例如利用插入葉輪軸桿插口內(nèi)的固定空氣主軸。在平衡過程920中，利用傳感器將軸桿和渦輪機(jī)葉輪裝置(SWA)在兩個平面內(nèi)進(jìn)行平衡。在這樣的過程中，SWA可以被置于軸承內(nèi)并且由空氣驅(qū)動。在部件平衡之后，組裝過程930包括利用平衡過的部件組裝CHRA。一旦組裝完畢，裝置平衡過程940即可允許降低失衡，可選地包括所謂的“堆積”失衡(例如由于各種不同的CHRA部件的布置而造成)。在裝置平衡過程940中，CHRA被配裝至平衡機(jī)，其包括加速劑以有助于在驅(qū)動CHRA的旋轉(zhuǎn)組件時測量失衡。這樣的平衡機(jī)也可以如上所述依賴于磁場測量。如本文中所述，為了校正失衡，從無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻件上去除材料。如果突鼻件不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一歩去除材料，那么突鼻件可以可選地被拆除并且CHRA可選地被拆解，然后是連接新的突鼻件，將新突鼻件和無孔壓縮機(jī)葉輪作為一個整體進(jìn)行部件平衡，組裝CHRA和裝置平衡。圖10示出了用于平衡無孔壓縮機(jī)葉輪的方法1000的示例。方法1000包括平衡 過程1010，其中包括將突鼻件配裝至葉輪1012、測量失衡1014和去除材料1016。這樣的過程可以由塊1028和塊1026實(shí)現(xiàn)。方法1000開始于提供塊1022，其中包括提供突鼻件。決策塊1024接下來判定突鼻件是否由可磁化材料制成或者包含可磁化材料。如果決策塊1024判定突鼻件未被磁化，那么方法1000就在平衡塊1026繼續(xù)；否則方法1000就在平衡塊1028繼續(xù)。如上所述，平衡塊1026和1028可以實(shí)施平衡過程1010。在平衡之后，該平衡可以是用于無孔壓縮機(jī)葉輪的部件平衡，組裝塊1032包括利用經(jīng)受過塊1026或塊1028平衡的無孔壓縮機(jī)葉輪來組裝CHRA。如圖10的示例中所示，另ー個決策塊1036判定是否還應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)ー步的平衡。如果決策塊1036判定不用再進(jìn)行進(jìn)ー步的平衡，那么方法1000即可在封裝塊1040結(jié)束，其中包括封裝CHRA，可選地作為渦輪增壓器的一部分。但是，如果決策塊1036判定批準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一歩的平衡，那么方法1000就在判定是否存在失衡的又ー個決策塊1044繼續(xù)。如果不存在失衡或者失衡尚可接受，那么方法1000就繼續(xù)前往封裝塊1040 ;否則，方法1000就在涉及拆除突鼻件的拆除塊1048繼續(xù)。例如，方法1000可以實(shí)現(xiàn)將突鼻件更換為另ー個突鼻件，而不是因?yàn)椴豢山邮艿氖Ш馊髲U無孔壓縮機(jī)葉輪。具體地，當(dāng)突鼻件已經(jīng)在初歩平衡過程期間被切削時，可能就不適合再響應(yīng)于隨后的平衡過程而接受一個或多個附加切ロ。因此，在出現(xiàn)這樣的情況時，突鼻件可以簡單地拆除并且更換為另ー個突鼻件(例如新的未切削突鼻件)。這樣的過程能夠因?yàn)榭梢詮耐槐羌隙皇菑臒o孔葉輪上去除材料而減少無孔壓縮機(jī)葉輪的浪費(fèi)。換句話說，廢料可以被轉(zhuǎn)移至比無孔壓縮機(jī)葉輪更易于制造并且成本更低的突鼻件。如本文中所述，各種操作可以由控制器(例如參見圖I中的控制器190)執(zhí)行，控制器可以是設(shè)置用于根據(jù)指令操作的可編程控制器。如本文中所述，一種或多種計算機(jī)可讀取介質(zhì)可以包括處理器可執(zhí)行指令以指示計算機(jī)(例如控制器或其他計算設(shè)備)執(zhí)行本文中介紹的ー種或多種操作。計算機(jī)可讀取介質(zhì)可以是存儲介質(zhì)(例如存儲芯片、存儲卡、存儲盤等設(shè)備)。控制器可以(例如通過有線或無線接ロ)訪問這些存儲介質(zhì)并將信息(例如指令和/或其他信息)載入內(nèi)存內(nèi)(例如參見圖I中的內(nèi)存194)。如本文中所述，控制器可以是發(fā)動機(jī)控制単元(ECU)或其他的控制單元(例如平衡単元)。
盡管已經(jīng)在附圖中例示并且在以上的具體實(shí)施方式
中介紹了方法、設(shè)備、系統(tǒng)、布 置方式等的部分示例，但是應(yīng)該理解公開的示例性實(shí)施例并不是限制性的，而是能夠進(jìn)行各種重新設(shè)置、修改和替換而并不背離由所附權(quán)利要求闡述和確定的實(shí)質(zhì)范圍。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括 關(guān)鼻件；和 無孔壓縮機(jī)葉輪，其包括被設(shè)置用于接納突鼻件的突鼻端以及在底座端的被設(shè)置用于接納可旋轉(zhuǎn)軸桿的插口。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述無孔壓縮機(jī)葉輪包括兩個推進(jìn)輪面。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括支桿并且其中所述無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻端包括被設(shè)置用于接納支桿的插口。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括開口并且其中所述無孔壓縮機(jī)葉輪的突鼻端包括被設(shè)置用于插入突鼻件的開口內(nèi)的支桿。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括可磁化材料。
6.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述無孔壓縮機(jī)葉輪包括不可磁化材料。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括可更換的突鼻件。
8.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述無孔壓縮機(jī)葉輪和所述突鼻件的特征包括被設(shè)置用于將突鼻件壓配合在無孔壓縮機(jī)葉輪上的特征。
9.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述無孔壓縮機(jī)葉輪和所述突鼻件包括相配的螺紋以用于將突鼻件螺接在無孔壓縮機(jī)葉輪上。
10.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括被設(shè)置用于冷縮配合在所述無孔壓縮機(jī)葉輪上的突鼻件。
11.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括用于至少旋轉(zhuǎn)突鼻件的內(nèi)部驅(qū)動件。
12.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括用于至少旋轉(zhuǎn)突鼻件的外部驅(qū)動件。
13.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述突鼻件包括內(nèi)部驅(qū)動件和外部驅(qū)動件。
14.一種裝置，包括: 無孔壓縮機(jī)葉輪，其包括 具有一個或多個平衡切口的突鼻件，和 被設(shè)置用于接納軸桿的插口 ；以及 渦輪機(jī)葉輪，其包括軸桿，軸桿具有可由所述無孔壓縮機(jī)葉輪的插口接納的末端。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述突鼻件包括可磁化材料。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述一個或多個平衡切口實(shí)現(xiàn)裝置的平衡。
全文摘要
本發(fā)明涉及葉輪和可更換的突鼻件。一種裝置，包括突鼻件和無孔壓縮機(jī)葉輪，無孔壓縮機(jī)葉輪具有被設(shè)置用于接納突鼻件的突鼻端并且在底座端的被設(shè)置用于接納可旋轉(zhuǎn)軸桿的插口。一種方法，包括將突鼻件配裝至無孔壓縮機(jī)葉輪，測量失衡，然后部分地基于所述測量從突鼻件上去除材料。還公開了各種其他的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)、方法等的示例。
文檔編號F04D29/28GK102828993SQ20121019599
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者J.F.艾倫, A.明庫勒斯庫, S.貝塞, J.科普斯 申請人:霍尼韋爾國際公司