涡轮增压器的废气门阀组件的磨损降低(发明专利)

专利号:CN201510030167.7

申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司

  • 公开号:CN104832274A
  • 申请日期:20150121
  • 公开日期:20150812
专利名称: 涡轮增压器的废气门阀组件的磨损降低
专利名称(英文): Turbocharger waste-gate valve assembly wear reduction
专利号: CN201510030167.7 申请时间: 20150121
公开号: CN104832274A 公开时间: 20150812
申请人: 通用汽车环球科技运作有限责任公司
申请地址: 美国密歇根州
发明人: Y.王; L.P.贝金
分类号: F02B37/12; C04B35/565; C04B35/584; C04B35/56; C04B35/48; C04B35/83 主分类号: F02B37/12
代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 贺紫秋
摘要: 一种用于内燃发动机的涡轮增压器,包括具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮的旋转组件。涡轮增压器还包括废气门组件,其配置为选择性地将发动机的燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开。废气门组件包括阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬,所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置,从而轴在轴衬内部旋转,以由此选择性地打开和关闭阀。轴通过与轴衬接触的外表面限定且外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。还公开一种采用这种涡轮增压器的内燃发动机。
摘要(英文): A turbocharger for an internal combustion engine includes a rotating assembly having a turbine wheel disposed inside a turbine housing and a compressor wheel disposed inside a compressor cover. The turbocharger also includes a waste-gate assembly configured to selectively redirect at least a portion of the engine' s post-combustion gases away from the turbine wheel. The waste-gate assembly includes a valve, a rotatable shaft connected to the valve, and a bushing fixed relative to the turbine housing and disposed concentrically around the shaft such that the shaft rotates inside the bushing to thereby selectively open and close the valve. The shaft is defined by an outer surface in contact with the bushing and the outer surface includes a coating composed of a ceramic-based material. An internal combustion engine employing such a turbocharger is also disclosed.
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一种用于使得输送到内燃发动机的气流增压的涡轮增压器,所述内燃发动机产生燃烧后气体,涡轮增压器组件包括:涡轮壳体和压缩机覆盖件;旋转组件,具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮,其中旋转组件通过燃烧后气体而绕一轴线旋转;和废气门组件,配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开和由此限制旋转组件的旋转速度和气流的压力,废气门组件具有:阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬,所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置,从而轴在轴衬内部旋转,以由此选择性地打开和关闭阀,其中轴通过与轴衬接触的外表面限定,且其中所述外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。

1.一种用于使得输送到内燃发动机的气流增压的涡轮增压器,所述内 燃发动机产生燃烧后气体,涡轮增压器组件包括: 涡轮壳体和压缩机覆盖件; 旋转组件,具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部 的压缩机轮,其中旋转组件通过燃烧后气体而绕一轴线旋转;和 废气门组件,配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引 导离开和由此限制旋转组件的旋转速度和气流的压力,废气门组件具有: 阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬,所述轴衬相对于涡轮壳体 固定且绕轴同中心地设置,从而轴在轴衬内部旋转,以由此选择性地打开和 关闭阀,其中轴通过与轴衬接触的外表面限定,且其中所述外表面包括陶瓷 基材料构成的涂层。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中轴衬通过与轴接触的内表面 限定,且其中所述内表面至少部分地涂有陶瓷基材料。

3.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中涂层经由物理沉积过程和热 喷涂中之一施加。

4.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中轴衬通过与轴接触的内表面 限定,且其中所述内表面包括至少部分地用陶瓷基材料构造的插入件。

5.如权利要求4所述的涡轮增压器,其中插入件为连续套筒。

6.如权利要求1所述的涡轮增压器,进一步包括促动器和固定到轴的 臂,所述促动器具有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为使得臂移 位,以由此选择性地打开和关闭阀,其中杆端部包括用陶瓷基材料构造的插 入件。

7.如权利要求6所述的涡轮增压器,其中杆端部限定孔,且臂包括与 孔接合的销,由此提供杆端部和销之间的接合部,且其中插入件设置在接合 部处。

8.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中陶瓷基材料为陶瓷和非陶瓷 材料的基质复合物。

9.如权利要求8所述的涡轮增压器,其中陶瓷基材料为碳化硅、氮化 硅、碳化铬、氧化诰、碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。

10.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中陶瓷基材料具有同质晶体结 构。

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一种用于使得输送到内燃发动机的气流增压的涡轮增压器,所述内燃发动机产生燃烧后气体,涡轮增压器组件包括:涡轮壳体和压缩机覆盖件;旋转组件,具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮,其中旋转组件通过燃烧后气体而绕一轴线旋转;和废气门组件,配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开和由此限制旋转组件的旋转速度和气流的压力,废气门组件具有:阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬,所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置,从而轴在轴衬内部旋转,以由此选择性地打开和关闭阀,其中轴通过与轴衬接触的外表面限定,且其中所述外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。
原文:

1.一种用于使得输送到内燃发动机的气流增压的涡轮增压器,所述内 燃发动机产生燃烧后气体,涡轮增压器组件包括: 涡轮壳体和压缩机覆盖件; 旋转组件,具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部 的压缩机轮,其中旋转组件通过燃烧后气体而绕一轴线旋转;和 废气门组件,配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引 导离开和由此限制旋转组件的旋转速度和气流的压力,废气门组件具有: 阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬,所述轴衬相对于涡轮壳体 固定且绕轴同中心地设置,从而轴在轴衬内部旋转,以由此选择性地打开和 关闭阀,其中轴通过与轴衬接触的外表面限定,且其中所述外表面包括陶瓷 基材料构成的涂层。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中轴衬通过与轴接触的内表面 限定,且其中所述内表面至少部分地涂有陶瓷基材料。

3.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中涂层经由物理沉积过程和热 喷涂中之一施加。

4.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中轴衬通过与轴接触的内表面 限定,且其中所述内表面包括至少部分地用陶瓷基材料构造的插入件。

5.如权利要求4所述的涡轮增压器,其中插入件为连续套筒。

6.如权利要求1所述的涡轮增压器,进一步包括促动器和固定到轴的 臂,所述促动器具有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为使得臂移 位,以由此选择性地打开和关闭阀,其中杆端部包括用陶瓷基材料构造的插 入件。

7.如权利要求6所述的涡轮增压器,其中杆端部限定孔,且臂包括与 孔接合的销,由此提供杆端部和销之间的接合部,且其中插入件设置在接合 部处。

8.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中陶瓷基材料为陶瓷和非陶瓷 材料的基质复合物。

9.如权利要求8所述的涡轮增压器,其中陶瓷基材料为碳化硅、氮化 硅、碳化铬、氧化诰、碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。

10.如权利要求1所述的涡轮增压器,其中陶瓷基材料具有同质晶体结 构。

翻译:
涡轮增压器的废气门阀组件的磨损降低

技术领域

本发明涉及用于涡轮增压器的减小磨损的废气门(wast-gate)阀组件。

背景技术

内燃发动机(ICE)通常被用于以可靠的基础产生长时间的大水平的动 力。许多这样的ICE组件使用增压装置,例如排气涡轮驱动的涡轮增压器, 以让气流在进入发动机的进气总管之前压缩气流,以便增加功率和效率。

具体说,涡轮增压器是离心的气体压缩机,其与通过周围大气压力所获 得的情况相比使得更多空气和更多氧气进入ICE的燃烧室。被迫进入ICE的 额外质量的含有氧气的空气改善发动机的容积效率,允许在给定循环中燃烧 更多燃料,且由此产生更多功率。通常,这种蜗轮增压器通过发动机的排出 气体驱动。

典型的排气驱动涡轮增压器包括中心轴,所述中心轴被一个或多个轴承 支撑且在涡轮和空气压缩机轮之间传递旋转运动。涡轮和压缩机轮被固定到 轴,上述轴与各种轴承部件组合构成涡轮增压器的旋转组件。蜗轮增压器通 常使用废气门阀以限制旋转组件的运行速度,以便将涡轮增压器的增压保持 在预定极限内且防止旋转组件过速。

发明内容

本发明的一个实施例涉及用于将输送到内燃发动机的气流增压,所述内 燃发动机具有汽缸,其配置为接收空气-燃料混合物以用于在其中燃烧。发 动机还包括往复运动的活塞,设置在汽缸中且配置为从汽缸将燃烧后气体排 出。涡轮增压器包括涡轮壳体和压缩机覆盖件,旋转组件具有设置在涡轮壳 体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮。压缩机轮配置为通过 燃烧后气体绕轴线旋转。

涡轮增压器还包括废气门组件,其配置为选择性地将燃烧后气体的至少 一部分从涡轮重新引导离开,且由此限制旋转组件的旋转速度和从周围环境 接收的气流的压力。废气门组件包括阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬, 所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置,从而轴在轴衬内部旋 转,以由此选择性地打开和关闭阀。轴通过与轴衬接触的外表面限定。外表 面包括陶瓷基材料构成的涂层。

轴衬可以通过与轴的接触内表面限定。内表面可以至少部分地涂有陶瓷 基材料。涂层可以经由物理沉积或热喷涂处理施加。

轴衬可以通过与轴的接触内表面限定。内表面可以包括一个或多个插入 件,其至少部分地用陶瓷基材料构造。每一个插入件可配置为连续套筒或离 散部分。

废气门组件也可以包括固定到轴的臂。废气门组件可以另外包括促动 器,所述促动器具有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为让臂移位或 旋转,以由此选择性地打开和关闭阀。杆端部可以包括用陶瓷基材料构造的 插入件。另外,杆端部可以限定孔且臂可以包括与孔接合的销。因而,销与 孔的接合提供且固定杆端部和销之间的接合部。插入件可以设置在接合部 中。

无机晶体或陶瓷基材料可以具有基质复合结构,该复合结构包括陶瓷和 非陶瓷材料。例如,陶瓷基材料可以是碳化硅、氮化硅、碳化铬、氧化诰、 碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。

陶瓷基材料也可以具有基本上同质的晶体结构。

本发明的另一实施例涉及具有如上所述的涡轮增压器的内燃发动机。

具体说,本发明提供一种内燃发动机,包括:汽缸,配置为接收空气- 燃料混合物,以用于在其中燃烧;往复运动的活塞,设置在汽缸中且配置为 从汽缸将燃烧后气体排出;和涡轮增压器,与活塞流体连通且配置为使得从 周围环境接收的气流增压和将增压的气流输送到汽缸,涡轮增压器包括:涡 轮壳体和压缩机覆盖件;旋转组件,具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置 在压缩机覆盖件内部的压缩机轮,其中旋转组件通过燃烧后气体绕轴线旋 转;和废气门组件,配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新 引导离开和由此现在旋转组件的旋转速度和从周围环境接收的气流的压力, 废气门组件具有:阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬,所述轴衬相对于 涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置,从而轴在轴衬内部旋转,以由此选择性 地打开和关闭阀,其中轴通过与轴衬接触的外表面限定,且其中所述外表面 包括陶瓷基材料构成的涂层。

在所述的发动机中,轴衬通过与轴接触的内表面限定,且其中所述内表 面至少部分地涂有陶瓷基材料。

在所述的发动机中,涂层经由物理沉积过程和热喷涂中之一施加。

在所述的发动机中,轴衬通过与轴接触的内表面限定,且其中所述内表 面包括至少部分地用陶瓷基材料构造的插入件。

在所述的发动机中,插入件构造为连续套筒。

在所述的发动机中,涡轮增压器进一步包括促动器和固定到轴的臂,所 述促动器具有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为使得臂移位,以由 此选择性地打开和关闭阀,其中杆端部包括用陶瓷基材料构造的插入件。

在所述的发动机中,杆端部限定孔,且臂包括与孔接合的销,由此提供 杆端部和销之间的接合部,且其中插入件设置在接合部处。

在所述的发动机中,陶瓷基材料为陶瓷和非陶瓷材料的基质复合物。

在所述的发动机中,陶瓷基材料为碳化硅、氮化硅、碳化铬、氧化诰、 碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。

在所述的发动机中,陶瓷基材料具有同质晶体结构。

本发明还提供一种用于使得输送到内燃发动机的气流增压的涡轮增压 器,所述内燃发动机产生燃烧后气体,涡轮增压器组件包括:涡轮壳体和压 缩机覆盖件;旋转组件,具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆 盖件内部的压缩机轮,其中旋转组件通过燃烧后气体而绕一轴线旋转;和废 气门组件,配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开 和由此限制旋转组件的旋转速度和气流的压力,废气门组件具有:阀、连接 到所述阀的可旋转轴、和轴衬,所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心 地设置,从而轴在轴衬内部旋转,以由此选择性地打开和关闭阀,其中轴通 过与轴衬接触的外表面限定,且其中所述外表面包括陶瓷基材料构成的涂 层。

在所述的涡轮增压器中,轴衬通过与轴接触的内表面限定,且其中所述 内表面至少部分地涂有陶瓷基材料。

在所述的涡轮增压器中,涂层经由物理沉积过程和热喷涂中之一施加。

在所述的涡轮增压器中,轴衬通过与轴接触的内表面限定,且其中所述 内表面包括至少部分地用陶瓷基材料构造的插入件。

在所述的涡轮增压器中,插入件为连续套筒。

所述的涡轮增压器,进一步包括促动器和固定到轴的臂,所述促动器具 有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为使得臂移位,以由此选择性地 打开和关闭阀,其中杆端部包括用陶瓷基材料构造的插入件。

在所述的涡轮增压器中,杆端部限定孔,且臂包括与孔接合的销,由此 提供杆端部和销之间的接合部,且其中插入件设置在接合部处。

在所述的涡轮增压器中,陶瓷基材料为陶瓷和非陶瓷材料的基质复合 物。

在所述的涡轮增压器中,陶瓷基材料为碳化硅、氮化硅、碳化铬、氧化 诰、碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。

在所述的涡轮增压器中,陶瓷基材料具有同质晶体结构。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式(一个或多个)和实施 例(一个或多个)做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优 点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的具有涡轮增压器的发动机的透视图。

图2是如图1所示的涡轮增压器的透视部分截面图,显示了废气门组件, 所述废气门组件包括阀、连接到阀的可旋转轴、轴衬、固定到轴的臂和具有 杆的促动器。

图3是图1和2所示的涡轮增压器的示意性部分截面图。

图4是根据一个实施例的如图2所示的轴和轴衬子组件的近距横截面侧 视图。

图5是根据替换实施例的如图2所示的轴和轴衬子组件的近距横截面侧 视图。

图6是根据另一替换实施例的如图2所示的轴和轴衬子组件的近距横截 面侧视图。

图7是如图2所示的杆和臂子组件的近距横截面侧视图。

具体实施方式

参见附图,其中几幅图中相同的附图标记指示相同或类似的部件,图1 示出了内燃发动机10。发动机10还包括气缸体12,所述气缸体12具有布 置在其中的多个汽缸14。如图1所示,发动机10也可以包括安装在气缸体 12上的汽缸盖16。每一个汽缸14包括配置为在其中往复运动的活塞18。

燃烧室20形成在汽缸14中且在汽缸盖16的底部表面和活塞18的顶部 之间。如本领域技术人员已知的,每一个燃烧室20从汽缸盖16接收空气和 燃料,其形成燃料-空气混合物,用于在目标燃烧室中的随后燃烧。汽缸盖 16还配置为将燃烧后气体从燃烧室20排出。发动机10还包括配置为在气缸 体12中旋转的曲轴22。由于适当比例的燃料-空气混合物在燃烧室20中燃 烧,曲轴22被活塞18旋转。在空气-燃料混合物在具体燃烧室20内部燃烧 之后,具体活塞18的往复运动用于将燃烧后的气体24从相应汽缸14排出。

发动机10另外包括吸气系统30,所述吸气系统配置为将气流32从周围 环境导通到汽缸14。吸气系统30包括进入空气管道34、涡轮增压器36和 进气总管(未示出)。虽然未示出,但是吸气系统30可以另外包括在涡轮增 压器36上游的空气过滤器,用于去除来自气流32的外来颗粒和其他空气携 带的碎片。进入空气导管34配置为将气流32从周围环境引导到涡轮增压器 36,而涡轮增压器配置为对接收的气流增压,和将增压的气流排放到进气总 管。进气总管又将之前增压的气流32分配到汽缸14,用于与适当量的燃料 混合和随后燃烧混合的燃料空气混合物。

如图2-3所示,涡轮增压器36包括旋转组件37。旋转组件37包括轴 38,所述轴具有第一端40和第二端42。旋转组件37还包括涡轮46,所述 涡轮在第一端40附近安装在轴38上且配置为通过从汽缸14排出的燃烧后 气体24绕轴线43与轴38一起旋转。涡轮46通常用耐高温和耐氧化材料形 成,例如镍铬基的“因科(inconel)”超合金,以可靠地抵抗燃烧后气体24 的温度,在一些发动机中该温度接近2000华氏度。涡轮46设置在涡轮壳体 48中,所述壳体包括涡轮涡螺或涡道50。涡轮涡道50接收燃烧后排出气体 24且将排出气体引导到涡轮46。涡轮涡道50配置为实现涡轮增压器36的 具体的性能特点,例如效率和响应性。

进一步如图3所示,旋转组件37还包括安装在第一和第二端部40、42 之间的轴38上的压缩机轮52。压缩机轮52经由特别构造的紧固件保持在轴 38上,紧固件例如是锁紧螺母53。如本领域技术人员理解的,锁紧螺母53 是这种类型的紧固件,其包括缩紧或不相等螺纹节距的内螺纹,以接合配合 部件(例如轴38)的外螺纹。锁紧螺母53的这种螺纹构造用于使得在涡轮 增压器36运行期间锁紧螺母从轴38松开的可能性最小化。另外,锁紧螺母 53上的螺纹的方向可以被选择为使得在轴38被燃烧后气体24转动时锁紧螺 母具有紧固的倾向,而不是松开的倾向。

压缩机轮52配置为将从周围环境接收的气流32增压,以用于最后输送 到汽缸14。压缩机轮52设置压缩机覆盖件54内,所述覆盖件包括压缩机涡 螺或涡道56。压缩机涡道56接收气流32且将气流引导到压缩机轮52。压 缩机涡道56配置为实现涡轮增压器36的具体性能特点,例如峰值气流和效 率。因而,通过为涡轮46提供能量的燃烧后的排出气体24为轴38赋予旋 转,且该旋转又由于固定在轴上的压缩机轮而传递到压缩机轮52。

旋转组件37被支撑为用于经由轴颈轴承58而绕轴线43旋转。在涡轮 增压器36运行期间,旋转组件37通常可以在高于100000转每分钟(RPM) 的速度下运行,同时为发动机10产生提高的压力。如本领域技术人员理解 的,燃烧后排出气体24的力和可变的流动影响压力升高的量,所述升高的 压力可以通过压缩机轮52在发动机10的整个运行范围内实现。

继续参考图2和3,涡轮增压器36包括废气门组件60。废气门组件60 配置为选择性地将燃烧后排出气体24的至少一部分从涡轮46重新引导离 开,且由此限制旋转组件37的旋转速度和从周围环境接收的气流32的压力。 废气门组件60包括阀62、连接到阀62的可旋转轴64和例如通过销(未示 出)而相对于涡轮壳体48固定的轴衬66。大概从图3可见,轴衬66绕轴 64同中心地设置,从而轴在轴衬中旋转以由此选择性地打开和关闭阀62, 以用于控制在涡道50和涡轮壳体出口67之间的对燃烧后排出气体24的旁 通(未示出)。

如图4所示,轴64通过外表面64-1限定,而轴衬66通过内表面66-1 限定。在废气门阀组件60运行时外表面64-1接触内表面66-1且相对于该内 表面旋转。外表面64-1包括陶瓷的涂层68。让材料硬度超过通常的硬化钢 的原则来选择陶瓷的涂层68。另外,针对在高温下的耐磨性来选择陶瓷的涂 层68,这种高温很可能在运行期间被涡轮增压器36所遇到。涂层68可以覆 盖全部外表面64-1或设置在轴64和轴衬66之间的具有最高单位载荷 (specific loading)(即压力)的预定位置70处。轴64和轴衬66之间的具 有最高单位载荷的位置70可以经由分析工具识别,例如有限元分析(FEA), 和/或在涡轮增压器36的测试和开发期间按照经验确定。

涂层可以具有特定厚度,例如在0.3-30μm的范围,其可以被更精确地 控制在2-5μm的范围,且用具有陶瓷衬底(ceramic base)的材料构成。因 而,涂层68可以具有基本上同质的晶体结构,即并不是具有小部分共同杂 质,而主要包括陶瓷基材料。替换地,涂层68可以具有基质复合材料结构 (matrix composite structure),其有目的地并入陶瓷-陶瓷或陶瓷和非陶瓷材 料。涂层68的这种基质结构例如可以是碳化硅、氮化硅、碳化铬、氧化诰、 碳-碳或金属-陶瓷复合物。

轴衬66的内表面66-1可以类似地包括陶瓷的涂层68,以进一步降低轴 64和轴衬66之间的磨损。类似于轴64的外表面64-1上那样,内表面66-1 上的涂层68可以具有0.3-30μm范围的厚度且被更精确地控制在2-5μm的 范围。另外,根据如上针对最高单位载荷位置的描述,涂层68可以完全或 部分地覆盖内表面66-1。涂层68可以经由物理气相沉积(PVD)或化学气 相沉积(CVD)过程施加。PVD是用于通过将蒸汽形式的期望薄膜材料冷 凝在工件表面上而使得薄膜沉积的涂层方法,在本发明的情况下是外表面 64-1和/或内表面66-1上的涂层68。PVD涉及纯物理过程,例如高温真空蒸 发以及随后的冷凝,或等离子体喷溅轰击(plasma sputter bombardment),而 不是如化学气相沉积那样涉及在要被涂层的表面上的化学反应。CVD是用 于通过将蒸汽形式的期望薄膜材料冷凝在工件表面上而使得薄膜沉积的涂 层方法,例如外表面64-1和/或内表面66-1上的涂层68。

涂层68也可以经由热喷涂过程施加。热喷涂技术是一种涂层过程,其 中加热或熔化的材料被喷涂在工件的表面上。在该过程期间,原料(即涂层 前体)通过电气手段(例如等离子体或电弧)或通过化学手段(例如燃烧火 焰)加热。用于对涂层68进行热喷涂的材料以粉末形式供应,该粉末被加 热到熔化或半熔化的状态且以微米尺度颗粒的形式朝向外表面64-1或内表 面66-1加速。燃烧或电弧放电通常用作热喷涂的能量来源。所形成的涂层 通过许多喷涂颗粒的累积形成。热喷涂的表面会需要被研磨和抛光,以保持 平滑表面光洁度,表面粗糙度(Ra)小于1微米。相反,PVD或CVD涂层 的表面不需要通过抛光来保持所需的小于1微米的Ra,这至少部分地是由 于显著更小的涂层厚度(与热喷涂涂层相比)造成的。

如图5-6所示,代替轴衬66的内表面66-1上的涂层68,内表面可以包 括一个或多个插入件,所述插入件至少部分地用陶瓷基材料构造(即设计和 成形)。因而,每一个插入件可以配置为离散部分72A(如图5所示)或连 续套筒72B(如图6所示),其被具体布置在具有最高单位载荷的预定位置 70处,如上所述。因而,离散部分72A可以按照具有最高单位载荷的实际 位置70的需要而彼此邻近定位或间隔开。可以在离散部分72A和连续套筒 72B的会接触轴64的表面上保持大约0.3mm或更大的边缘半径,以避免尖 锐边缘切割效应和对轴造成损坏。也可以设置延伸成覆盖轴衬66和轴64之 间的所有位置70的单个连续套筒72B。因而,且类似于涂层68,部分72A 或套筒72B形式的插入件可设置为降低轴64和轴衬66之间的磨损。插入件 72A、72B不必须用整体材料构造,例如,插入件可用金属合金成形且随后 让其外表面涂有陶瓷基材料。

如图2-3所示,涡轮增压器36另外包括固定到轴64的臂74。进而,涡 轮增压器36包括促动器76,所述促动器具有杆78,所述杆78经由杆端部 78A操作性地连接到臂74。促动器76配置为让臂74移位或旋转,以由此选 择性地打开和关闭阀62。如图7所示,杆端部78A包括一个或多个插入件 80,所述插入件用陶瓷基材料配置,即设计和形成。在多个插入件80的情 况下,这种插入件可以彼此间隔开或彼此邻近定位。杆端部78A限定孔82。 臂74包括销86,所述销接合孔82,由此提供和固定杆端部78A和销之间的 接合部84。另外插入件80设置在接合部84处。可以在插入件(一个或多个) 80的会接触销86的表面上保持大约0.3mm或更大的边缘半径,以避免尖锐 边缘切割效应和对销造成损坏。

附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述,而本发明的范围 仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述 但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明 的许多替换设计和实施例。进而,附图所示的实施例或本发明说明书提到的 各种实施例的特点不应被理解为是彼此独立的实施例。相反,实施例的一个 例子中所述的每一个特点可以与其他实施例的一个或多个其他期望特点组 合,形成并未参考附图所述的其他实施例因而,这种其他实施例落入所附权 利要求的范围。

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