用於增壓器的漸縮轉子組件的製作方法
2023-05-23 12:47:11
專利名稱：用於增壓器的漸縮轉子組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於增壓器組件內的具有大體上漸縮形狀的轉子組件。
背景技術：
羅茨式和螺杆式正排量壓縮機被用於工業應用和汽車製造應用中。 壓縮機或增壓器可被操作性地連接至內燃機以便增加連通至內燃機的 進入空氣的量或容積從而由此提高其容積效率。增壓器通常包括兩個交 錯且對轉的轉子，每個所述轉子可形成有多個葉片以便將一定容積的進 入空氣從入口通路傳輸至出口通路從而隨後將所述進入空氣引至內燃 機。增壓器的效率取決於介於兩個轉子中的每個轉子與殼體之間的運行 餘隙，所述兩個轉子被可旋轉地支承在所述殼體內。
發明內容
提供了一種用於壓縮機組件的轉子組件，所述壓縮機組件具有殼 體，所述殼體限定出入口孔、出口孔和與所述入口孔和所述出口孔連通 的轉子腔體。所述轉子組件包括轉子本體，所述轉子本體具有在其上形
成的多個葉片且可被可旋轉地安裝在所述殼體的所述轉子腔體內。所述 轉子本體具有在被安裝在所述殼體內時大體上鄰近所述入口孔的第一 端部和大體上鄰近所述出口孔的第二端部。所述多個葉片中的每個葉片
具有外半徑，所述外半徑在所述第一端部處比在所述第二端部處更大。
所述外半徑可從所述第一端部向所述第二端部大體上漸縮。另一種 可選方式是，所述外半徑可從介於所述第一端部與所述第二端部之間的 點向所述第二端部大體上漸縮。還披露了 一種包括所述轉子組件的壓縮 機組件。
通過下面對用於實施本發明的最佳模式進行的詳細描述並結合附 圖將易於理解本發明的上述特徵和優點以及其它特徵和優點。
圖1是被構造成與內燃機一起使用的增壓器組件的示意性透視圖； 圖2是沿圖l所示的線2-2截取的圖l所示增壓器的示意性剖視圖； 圖3是沿圖l所示的線3-3截取的圖l所示增壓器的示意性剖視和
圖4是示出了被包含在圖l所示增壓器組件內的轉子的大體上漸縮 的輪廓的剖視圖。
具體實施例方式
參見附圖，其中在各個圖中，類似的附圖標記對應於類似或相似的 部件，圖1示出了通常以附圖標記IO表示的壓縮機或增壓器組件。增 壓器10包括殼體12。殼體12限定出入口通路14,所述入口通路被構 造成將由箭頭16表示的進入空氣引入增壓器組件10內。殼體12進一 步限定了出口通路18，所述出口通路被構造成將進入空氣16從增壓器 組件10中排出或放出。
轉子腔體20由殼體12限定出來且被構造成分別包含第 一轉子組件 22和第二轉子組件24,所述第一轉子組件和所述第二轉子組件被可旋 轉地設置在所述殼體中。第一轉子組件22和第二轉子組件24是交錯且 對轉的。第一轉子組件22包括以順時針扭轉的螺旋形狀沿徑向向外延 伸的多個葉片26，正如從入口通路14觀察到地那樣，而第二轉子組件 24則包括以逆時針扭轉的螺旋形狀沿徑向向外延伸的多個葉片28,正 如從入口通路14觀察到地那樣。第一轉子組件22和第二轉子組件24 分別具有第一端部30和32且分別具有第二端部34和38，所述第一端 部被設置在大體上鄰近入口通路14的位置處，所述第二端部被設置在 大體上鄰近出口通路18的位置處。第一轉子組件22和第二轉子組件24 通過相應的第一軸構件40和第二軸構件42被可旋轉地支承在轉子腔體 20內。本領域的技術人員將易於認識到第一轉子組件22和第二轉子 組件24可具有在其上形成的螺杆式葉片，而同時仍落入權利要求書的 範圍內。
在增壓器組件10的運行過程中，第一轉子組件22和第二轉子組件 24協同作用從而將一定容積的進入空氣16從入口通路14傳輸至出口通 路18。進入空氣16的溫度傾向於隨著進入空氣16從入口通路14向出 口通路18被傳遞而升高，由此形成了沿第一轉子組件22和第二轉子組件24的縱向軸線從相應的第一端部30和32向相應的笫二端部34和38 的熱梯度。結果是，第一轉子組件22和第二轉子組件24的熱膨脹程度 將從第一端部30和32向第二端部34和38增加，由此增加了在第一轉 子組件22和第二轉子組件24的第二端部34和38處產生"磨損(scuff )" 的可能性。磨損被定義為由於第一轉子組件22和第二轉子組件24彼此 接觸或者與殼體12接觸而導致產生的金屬傳遞。
參見圖2且繼續參見圖1，圖2中示出了沿圖1的線2-2截取的增 壓器組件10的剖視圖。多個葉片26和28中的每個葉片分別包括被定 位在相應的葉片26和28的外部末端處的尖端部分44和46。轉子腔體 20由殼體12的內壁48限定出來，第一轉子組件22和第二轉子組件24 被設置在所述轉子腔體內。如圖2所示，葉片26和28中的每個葉片在 相應的第一轉子組件22和第二轉子組件24的笫一端部30和32處具有 由R,表示的外半徑。在尖端部分44和46與內壁48之間設置了大體上 由d表示的間隙或餘隙。現在參見圖3且繼續參見圖1，圖3中示出了 沿圖1的線3-3截取的增壓器組件IO的剖視圖。如圖3所示，葉片26 和28中的每個葉片在相應的第一轉子組件22和第二轉子組件24的第 二端部34和38處具有由1表示的外半徑。在尖端部分44和46與內壁 48之間設置了大體上由C2表示的間隙或餘隙。在一個優選實施例中， 葉片26和28的外半徑從第一端部30和32向相應的第一轉子組件22 和第二轉子組件24的第二端部34和38大體上漸縮。即，葉片26和28 在第一端部30和32處的外半徑R大於葉片26和28在相應的第一轉子 組件22和第二轉子組件24的第二端部34和38處的外半徑R2。因此， 在第一轉子組件22和第二轉子組件24的第一端部30和32處的介於轉 子尖端部分44和46與內壁48之間的餘隙d小於在第一轉子組件22和 第二轉子組件24的第二端部34和38處的餘隙C2。
參見圖1至圖3，在運行過程中，進入空氣16將對第一轉子組件 22和第二轉子組件24進行加熱，從而導致在第二端部34和38處產生 比在第一端部30和32處更大的熱膨脹。通過為笫一轉子組件22和第 二轉子組件24提供大體上漸縮的形狀，使得在增壓器組件10的運行過 程中的餘隙d和C2將大體上相等。第一轉子組件22和第二轉子組件24 所具有的大體上漸縮的形狀使得能夠在第一轉子組件22和第二轉子組 件24的第一端部30和32處存在更小或更緊密的餘隙尺寸d,而同時大體上避免了在增壓器組件10的運行過程中在笫二端部34或38處產 生磨損的可能性。葉片26和28可從第一端部30和32向第一轉子組件 22和第二轉子組件24的第二端部34和38連續地漸縮。另 一種可選方 式是，葉片26和28可從介於第一端部30、 32與第二端部34、 38之間 的任何點向第一轉子組件22和第二轉子組件24的第二端部34和38漸 縮。葉片26和28可以大體上呈線性或彎曲的方式漸縮，同時仍落入權
利要求的範圍內。
參見圖4且繼續參見圖1至圖3,圖4中示出了增壓器組件10的 示意性剖視圖。第一轉子組件22和第二轉子組件24的掃過容積由虛線 示出且由附圖標記50表示。掃過的容積50分別示出了第一輪廓52、第 二輪廓54和第三輪廓56。第一輪廓52表示從第一端部30和32向第二 端部34和38連續漸縮的轉子形狀。第二輪廓54表示從介於第一端部 30和32與第二端部34和38之間的點向第二端部34和38大體上漸縮 的轉子形狀。另一種可選方式是，第三輪廓56示出了朝向第二端部34 和38以大體上彎曲的方式漸縮的轉子形狀。
通過使第一轉子組件22和第二轉子組件24的葉片26和28漸縮， 使得可實現增壓器組件IO效率的提高，例如，增加了進入空氣16的流 量、降低了流動通過增壓器組件10的進入空氣16的溫升、減少了寄生 損失並且改進了耐磨損特性。本領域的技術人員將認識到可採用具有 彎曲的漸縮形式的葉片26和28以便與第一轉子組件22和第二轉子組 件24的熱生長模型進行優化匹配，同時仍落入權利要求的範圍內。
儘管已經對用於實施本發明的最佳模式進行了詳細描述，但本發明
權利要求
1、 一種用於壓縮機組件的轉子設備，所述壓縮機組件具有殼體， 所述殼體限定出入口孔、出口孔和與所述入口孔和所述出口孔連通的轉子腔體，所述轉子設備包括轉子本體，所述轉子本體具有在其上形成的多個葉片且可被可旋轉 地安裝在所述殼體的所述轉子腔體內；其中所述轉子本體具有在被安裝在所述殼體內時大體上鄰近所述 入口孔的第一端部和大體上鄰近所述出口孔的第二端部；其中所述多個葉片中的每個葉片具有外半徑；並且 其中所述多個葉片中的每個葉片的所述外半徑在所述第一端部處 比在所述第二端部處更大。
2、 根據權利要求1所述的轉子設備，其中所述外半徑從所述第一 端部向所述第二端部大體上漸縮。
3、 根據權利要求1所述的轉子設備，其中所述外半徑從介於所述 第一端部與所述第二端部之間的點向所述第二端部大體上漸縮。
4、 根據權利要求1所述的轉子設備，其中所述壓縮機組件是用於 內燃機的增壓器。
5、 一種壓縮機組件，所述壓縮機組件包括 殼體，所述殼體限定出入口孔和出口孔；其中所述殼體進一步限定出與所述入口孔和所述出口孔連通的轉 子腔體；第一轉子和第二轉子，所述第一轉子和所述第二轉子分別具有在其上形成的多個葉片；其中所述第一轉子和所述第二轉子被可旋轉地支承在所述轉子腔 體內；其中所述第一轉子和所述第二轉子是交錯且對轉的；其中所述第一轉子和所述第二轉子具有大體上鄰近所述入口孔的 第一端部和大體上鄰近所述出口孔的第二端部；其中所述第一轉子和所述第二轉子的所述多個葉片中的每個葉片 具有外半徑；並且其中所述第一轉子和所述第二轉子的所述多個葉片的所述外半徑 在所述第一轉子和所述第二轉子的所述第一端部處比在所述第一轉和所述第二轉子的所述第二端部處更大。
6、 根據權利要求5所述的壓縮機組件，其中所述外半徑從所述第 一轉子和所述第二轉子的所述第一端部向所述第一轉子和所述第二轉 子的所述第二端部大體上漸縮。
7、 根據權利要求5所述的壓縮機組件，其中所述外半徑從介於所述第一轉子和所述第二轉子的所述第一端部與所述第一轉子和所述第二轉子的所述第二端部之間的點向所述第一轉子和所述第二轉子的所 述第二端部大體上漸縮。
8、 根據權利要求5所述的壓縮機組件，其中所述壓縮機組件是用 於內燃機的增壓器組件。
9、 一種壓縮機組件，所述壓縮機組件包括 殼體，所迷殼體限定出入口孔和出口孔；其中所述殼體包括內壁，所述內壁限定出與所述入口孔和所述出口 孔連通的轉子腔體；第一轉子和第二轉子，所述第一轉子和所述第二轉子具有在其上形成的多個葉片；其中所述多個葉片具有通過餘隙尺寸與所迷內壁隔開的尖端部分； 其中所述第一轉子和所述第二轉子被可旋轉地支承在所述轉子腔 體內；其中所述第一轉子和所述第二轉子是交錯且對轉的； 其中所述第一轉子和所述第二轉子具有大體上鄰近所述入口孔的第一端部和大體上鄰近所述出口孔的第二端部；並且其中所述餘隙尺寸在所述第一轉子和所述第二轉子的所述第二端部處比在所述第一轉子和所述第二轉子的所述第一端部處更大。
10、 根據權利要求9所述的壓縮機組件，其中所述尖端部分限定出 外半徑且其中所述外半徑在所述第一轉子和所述第二轉子的所述第一 端部處比在所述第一轉子和所述第二轉子的所述第二端部處更大。
11、 根據權利要求10所述的壓縮機組件，其中所述外半徑從所述 第一轉子和所述第二轉子的所述第一端部向所述笫一轉子和所述第二轉子的所述第二端部大體上漸縮。
12、 根據權利要求10所述的壓縮機組件，其中所述外半徑從介於所述第一轉子和所述第二轉子的所迷第一端部與所述第一轉子和所述第二轉子的所述第二端部之間的點向所述笫一轉子和所述第二轉子的 所述第二端部大體上漸縮。
13、根據權利要求9所述的壓縮機組件，其中所述壓縮機組件是用 於內燃機的增壓器組件。
全文摘要
提供了一種用於壓縮機組件的轉子組件，所述壓縮機組件具有殼體，所述殼體限定出入口孔、出口孔和與所述入口孔和所述出口孔連通的轉子腔體。所述轉子組件包括轉子本體，所述轉子本體具有在其上形成的多個葉片且可被可旋轉地安裝在所述殼體的所述轉子腔體內。所述轉子本體具有在被安裝在所述殼體內時大體上鄰近所述入口孔的第一端部和大體上鄰近所述出口孔的第二端部。所述多個葉片中的每個葉片具有外半徑，所述外半徑在所述第一端部處比在所述第二端部處更大。
文檔編號F04C3/00GK101311537SQ20081010051
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月20日 優先權日2007年5月21日
發明者G·P·普賴爾 申請人:通用汽車環球科技運作公司