压缩机的制作方法

专利名称：压缩机的制作方法技术领域：本发明涉及一种压缩机，特别是一种涡轮增压器压缩机。背景技术： 涡轮增压器压缩机是一种众所周知的装置，以高于大气压的压力(启动压力)向内燃机入口提供空气，它被广泛用于汽车、动力船只以及工业动力发生装置。一种常规的涡轮增压器压缩机包括一个安装在一涡轮壳体内的可旋转轴上的排气驱动的涡轮。涡轮的旋转使安装在一压缩机壳体内的该轴的另一端的压缩机叶轮旋转。该压缩机叶轮将压缩空气送到发动机的进气歧管，从而增大发动机的动力。涡轮增压器压缩机不仅在增大内燃机的动力输出方面有用，而且还能通过提高发动机的效率、特别是匹配空气流与燃料流来减少不希望的排出物。因此，柴油发动机，特别是大型柴油发动机几乎都要进行涡轮增压。内燃机排出物的控制变得越发迫切，因此需要提高涡轮增加器的效率及性能稳定性。有许多影响涡轮增压器工作的因素，其包括涡轮机及压缩机叶轮壳体要素，例如各入口及出口的设计和制造。本发明人作出结论，颗粒物聚集在压缩机出口扩散部会显著降低压缩机的效率，其对出口流动特性不利。在发动机中已经发现一个特殊的问题，这就是使曲轴箱通风(CCV)气体再循环到发动机中以用于燃烧。CCV气体含有一种空气、油、水及积碳的混合物。以前都是简单地将CCV气体排放到大气中。随着当今对发动机排出物的控制，这种情况已不复存在。近来，对待该问题所采取的措施是将CCV气体送入发动机以用于燃烧。该方法特别适用于涡轮增压器压缩机，这是由于在压缩机入口压力较低的状况对引入该CCV气体是理想的。然而，这意味着CCV气体不可避免地要通过压缩机壳体。本发明人已发现，CCV气体通过压缩机的循环可以导致明显的碳的聚集物沉积在压缩机出口部分上。也说就是碳颗粒物通过压缩机壳体、“焊”在该出口表面上，而且聚集过久到达某一程度时压缩机效率明显降低。长期下去，甚至有可能会使压缩机入口扩散部分完全阻塞。此外，在遇到排出物的控制需要由给定规格的发动机来产生较高的动力输出时，需要压缩机做更多的功，因此必然在压缩机壳体内产生加剧该问题的高温。已知在将CCV气体引入到压缩机入口之前要先进行过滤，但目前的过滤系统在防止碳的聚集方面只能取得部分成功，有一些仍会沉积在压缩机出口壁上。因此，本发明的目的就是要避免或减轻上述问题。发明内容本发明的压缩机包括一个安装在一压缩机壳体内的旋转的压缩机叶轮，该压缩机壳体具有一个包围该压缩机叶轮并在对置的环形壁表面之间限定的环形出口通道，其中至少一个所述壁表面是弹性可挠曲的，以便于操作压力在所述出口通道内变化以使该弹性壁表面部分挠曲。该弹性壁部分的挠曲将分裂并驱逐任何颗粒物的沉积，例如碳沉积，其形成在该压缩机的出口通道。被驱逐的颗粒物随后将送入该发动机以用于燃烧，而且不会干扰该发动机(或者其它机内组件，例如冷却器之后的涡轮增压器)的正常运行。按照本发明，还可以将一个过滤器安装在该压缩机的上游以过滤该CCV气体，但这完全不必要。本发明的另一个优点在于颗粒物沉积的消除是一种被动操作，该弹性壁部分随着该压缩机出口内的压力变化自然挠曲。所述出口通道两侧的环形壁表面最好具有这样的弹性部分，而且该弹性部分最好为环形的且在该相应壁表面的整个主要径向范围内延伸。在本发明的最佳实施例中，该弹性壁表面部分由插入限定于该壳体的一壁面上的凹槽中的相应的弹性元件构成。例如，该弹性元件可以包括一个随该压缩机出口内的压力变化而挠曲的隔膜。通过下面的描述，本发明最佳且有利的特征将更加清楚。下面参照附图对本发明特定实施例进行描述，其中图1是表示一种传统涡轮压缩机的主要部件的外部视图；图2是通过图1的涡轮增压器的一部分来显示传统压缩机细部的剖面图；图3示出了按照本发明第一实施例的图2的压缩机的一种变形；图4是图3的压缩机的可挠曲壁元件的局部后视图；图5是按照本发明的另一种可挠曲环形壁元件的局部前视图；图6是沿图5的x-x线剖开图5的壁元件的径向剖面图；以及图7是按照本发明的又一种可挠曲环形壁元件的径向剖面图。具体实施例方式参照附图，图1是表示一种传统离心式涡轮增压器的视图，该增压器包括一个用参考标号“1”表示的涡轮机，用参考标号“2”表示的压缩机，以及用参考标号3表示的一个中央轴承箱3。由于本发明涉及压缩机的结构，因此不对涡轮机或轴承箱部件(可以全部为常规的)进亍详细说明。参见图2，该视图显示了通过图1的涡轮增压器压缩机2的一部分的一个剖面，从该图中可以看到该压缩机包括由一扩散部分4(它是轴承箱3的一部分)限定的一个壳体以及限定一入口6和一涡壳出口7的一个压缩机罩5。压缩机叶轮8被安装成绕一轴9旋转，该轴通过轴承箱3延伸到涡轮机1。压缩机端部轴承以及油密封装置用参考标号9a表示。压缩机叶轮8包括一排由一后盘10支承的叶片8a，其中该后盘10凹入区域4a的扩散部分4中。图示出的压缩机为图的宽度增大形式，其中入口6包括一个管状入口部分11，一管状吸入部分12环绕其延伸而在它们之间限定一环形腔13。穿过管状入口部分11形成环形槽14以使腔13与由该压缩机叶片9扫过的压缩机壳体的进口段部分连通，出口至压缩机涡壳7则借助于一扩散通道15，该通道被限定在面向压缩机罩14的环形部分与轴承箱3的扩散部分4之间。该扩散通道15就是这样一种环绕压缩机叶片9的顶部的环形通道。本发明涉及压缩机出口的结构，特别涉及扩散部分或通道15(而非涡壳7)，因此未对压缩机入口做进一步的描述。然而，应当指出，图示出的本发明实施例图的宽度增大后的压缩机，但该形式与本发明的操作无关，其可以适用于具有其它常规入口形式的压缩机。现在参见图3，该图示出了按照本发明的图2的压缩机的一种变形。图3是压缩机出口部分的一个放大视图，更详细地显示了扩散通道15的结构。按照本发明，扩散通道15的壁(即，面向扩散部分4和压缩机罩5的表面)具有由环形隔膜元件16和17构成的弹性部分，其中所述隔膜元件被分别插入形成于压缩机罩5和扩散部分4的环形凹槽18和19中。图4示出了隔膜元件16和17之一的局部后视图，所述隔膜元件由橡胶或一种类似的弹性可挠曲材料模制而成，而且还包括一个具有增厚加强的周边及径向肋部分21及22的隔膜20。隔膜20的径向内、外圆周边缘也被加厚并且被围绕着加强钢圈23和24模制(显然，圈23和24也可以由其它材料构成，优选金属材料)而成。隔膜元件17在凹槽19内为压配合，从而隔膜20的表面位于与扩散部分4的周围表面部分齐平的位置。一压力释放通道25被设置成穿过扩散部分4的壁，并与限定在隔膜20后面的凹槽19内的空气间隙连通。压力释放通道25可以向大气打开或者是与压缩机级的其它部分(例如入口6，一位于压缩机叶轮8后面的位置，或者是压缩机排放管)连通，在那里将会有附加的压力且足以使隔膜元件17挠曲。压缩机平衡通道26、27被设置成穿过加强肋21、22，以平衡整个环形凹槽19周围的压力。隔膜元件16的结构与隔膜元件17基本相同，不同的是隔膜元件16具有一减小的半径尺寸。压力释放通路28设置成穿过压缩机罩5，以与限定在隔膜元件16后面的空气间隙连通。运行中，在发动机整个循环过程中供给到发动机的推进空气的压力变化将使弹性的隔膜16、17挠曲。其具有这样的效果，即，驱逐在该隔膜表面上形成的任何碳或其它颗粒物的沉积。从该表面上驱逐的任何这样的沉积物将被简单地通过发动机，而且十分少，对发动机(或者其它连接元件，例如冷却器后面的涡轮增压器)的运行没有不良的影响。释放通道25、28以及压力平衡通道26、27的设置，确保隔膜后面的空气袋不会妨碍隔膜在必要时弹性挠曲。可以理解为，压缩机出口通道壁可以具备所要求的各种情形的弯曲性/弹性。例如，隔膜元件的一种变形被显示在图5及6中。示出的隔膜元件包括一个带有隆起部分31的环形圈30，其可以例如由橡胶或类似材料模制而成。在原位置处限定通道表面的该元件的外表面由一薄膜32构成，该薄膜由适宜的弹性体制作。该薄膜下面的间隙及隆起部分之间被填充一种可压缩的、适应表面薄膜32所需挠曲的海棉弹生体33。隔膜元件的另一种变形被显示在图7中。其包括一个薄的、可挠曲的、被安装到一由泡沫或类似材料制成的衬板材料上的隔膜33，所说材料允许该隔膜成波浪形，这是由于在穿过压缩机的扩散部分和一个或多个通风孔35之间的该隔膜(其可以再与大气或与上述的压缩机级的另一部分连通)时压力改变。隔膜33可以被成形为恰当的薄弹性体，也可以被成形为可压缩的海棉弹性体。用于给压缩机出口通路提供在压缩机正常运行过程中挠曲以驱逐任何沉积材料的弹性壁部分的上述隔膜结构的可能产生的变形，以及可能产生的其它替代结构，对本领域技术人员来说是明显的。权利要求1.一种压缩机，该压缩机包括一个安装在一压缩机壳体内的旋转的压缩机叶轮，该压缩机壳体具有一个包围该压缩机叶轮并在对置的环形壁表面之间限定的环形出口通道，其中至少一个所述壁表面的部分是弹性可挠曲的，以便于操作压力在所述出口通道内变化以使该弹性壁表面部分挠曲。2.按照权利要求1所述的压缩机，其中，所述环形壁的两个表面都具有弹性部分。3.按照权利要求1或2所述的压缩机，其中，该壁表面的弹性部分或每个壁表面的弹性部分是环形的。4.按照前述任一权利要求所述的压缩机，其中，每个环形壁表面在径向尺寸范围内大致是平坦的，而且该环形壁表面的或每个环形壁表面的所述可挠曲表面部分在相应壁表面的所述径向尺寸的主要部分上延伸。5.按照前述任一权利要求所述的压缩机，其中该壁表面的或每个壁表面的该弹性部分包括一个相应的插入一限定在该壳体壁上的一凹槽中的弹性元件。6.按照权利要求5所述的压缩机，其中，该弹性元件或每个弹性元件具有一表面，其与环绕该相应的壳体壁的表面基本对齐。7.按照权利要求5或6所述的压缩机，其中，该弹性元件或每个弹性元件包括一弹性隔膜。8.按照权利要求7所述的压缩机，其中，一空气间隙被限定在该隔膜后面的该凹槽中，而且一个或多个压力释放通道被设置成与所述空气间隙连通以使得在所述空气间隙内该隔膜的挠曲不会伴随明显的压力变化。9.按照权利要求8所述的压缩机，其中，一隔膜被支承在加强的径向肋和/或圆周肋上。10.按照权利要求9所述的压缩机，其中，所述隔膜和加强肋相互间被一体地模制。11.按照权利要求5至10中任一项所述的压缩机，其中，该弹性元件或每个弹性元件是环形的。12.按照权利要求9或10所述的压缩机，其中，该隔膜是环形的，而且压力平衡通道被设置成穿过该加强肋或每个加强肋以平衡在该隔膜后面环绕该隔膜的整个环形范围的该空气间隙中的压力。13.按照权利要求5至7中任一项所述的压缩机，其中，所述弹性元件包括一个支承在可压缩泡沫上以适应所述挠曲的隔膜。14.按照权利要求13所述的压缩机，其中，所述弹性元件包括一环形支承件，所述泡沫被夹在所述支承件和所述隔膜之间。15.按照权利要求14所述的压缩机，其中，所述支承元件包括隆起部分，其延伸穿过所述泡沫层并直接地支承该隔膜。全文摘要本发明涉及一种压缩机，该压缩机包括一个安装在一压缩机壳体(4，5)内用于旋转的压缩机叶轮(8)，其具有限定在对置的环形壁表面之间的一环形出口通道(15)。至少一个所述壁表面的一部分(20)是弹性可挠曲的，以便于操作压力在所述出口通道内变化以使该弹性壁表面部分挠曲。文档编号F04D29/42GK1508435SQ200310119609公开日2004年6月30日 申请日期2003年10月14日 优先权日2002年10月14日发明者P·弗伦奇, P 弗伦奇 申请人:奥尔塞特工程有限公司