CN101506488B - 压缩机壳体 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供提高效率要求的压缩机级。为此改变了扩压器/螺旋区段的结构构造。具体地说，设有较高的稳定室(60)并整合了装入壁和压缩机壳体。其中所述稳定室(60)在进入槽(14)与轮廓槽(13)之间具有变化的径向高度，并且其中所述稳定室(60)在进入槽(14)与轮廓槽(13)之间的平均的径向高度为进入槽(14)与轮廓槽(13)之间的轴向距离的三分之二，其中使相对流动通道界定了稳定室(60)的压缩机壳体(10)整体地构成。

Description

压缩机壳体

技术领域

本发明涉及用于增压内燃机的废气涡轮增压器领域。本发明涉及这种废气涡轮增压器的压缩机。

背景技术

废气涡轮增压器用于提高内燃机、尤其是活塞式发动机的功率。在此废气涡轮增压器一般具有离心压缩机和径流或轴流透平机。

在此作为特性曲线稳定性措施，在压缩机轮的轮轮廓上基本在轮长度的第一个四分之一上平行于进气通道在压缩机壳体内部设有环缝形式的旁路，其中这个旁路由位于在压缩机轮上游的径向的进入槽、位于在压缩机轮的进气棱边下游的径向轮廓槽和使这两个槽连接的稳定室所构成。

通过平行于进气通道并由此平行于实际的轮入口的稳定室产生旁路质量流，其在喘振界限部位、即在最小体积流输送部位中与在吸入界限部位、即在最大体积流输送部位中，与没有旁路的相同结构形式的设备相比能够实现朝更小或更大体积流方向偏移。

对于常见的压缩机，所述稳定室由长形的窄通道构成。由此尤其对于大的压缩机必需的附加壳体壁体部件，导致非常大且复杂的具有许多芯的铸造模具。

发明内容

本发明的目的是，通过新的稳定室设计结构改善压缩机。

本发明提出一种压缩机，具有位于压缩机壳体里面的配有叶片的压缩机轮，该压缩机轮以其轴向的入口位于轴向的进气通道的部位中，在该部位中在压缩机轮上游设有径向的进入槽，在压缩机轮的进气棱边的下游并且在通往其入口的遮盖部位中设有径向的轮廓槽，并且设有将上述两个槽轴向连接的稳定室，它相对于进气通道通过环带来界定，其中所述环带形成了通道壁体的一部分并通过多个固定筋与内部压缩机壳体连接，其中，所述稳定室在进入槽与轮廓槽之间具有变化的径向高度，并且其中所述稳定室在进入槽与轮廓槽之间的平均的径向高度为进入槽与轮廓槽之间的轴向距离的三分之二，其中使相对流动通道界定了稳定室的压缩机壳体整体地构成。

按照本发明，使内部压缩机壳体、即在外部的螺旋壳体之内的部分整体地构成。使界定了从轴向进气通道的部位中的轴向入口一直通道压缩机轮下游的扩压器中的流动通道的壳体部件构造成一个结构部件。从轴向到径向方向偏转的流动通道在面对该壳体部件的侧面上通过压缩机轮的轮毂以及在更下游通过扩压器后壁来界定。

在整体构成的壳体内部设置稳定室，它按照本发明在沿轴向变化的、较大的径向高度上伸展。由此通过稳定室得到循环流体的最佳涡旋。稳定室通过两个开口向着流动通道敞开。在压缩机轮上游设有径向进入口，并且在压缩机轮的进气棱边的下游并在通往其入口的遮盖部位中设有径向的轮廓槽。设置在环绕的开口之间的环带形成流动通道壁体的一部分，并通过多个固定筋与内部压缩机壳体连接。

可以选择性地使固定筋配有减少振动的措施。例如可以使固定筋相对于径向方向倾斜地设置。或者可以使固定筋成型和/或围绕自身轴线旋转地设置。多个固定筋可以对向倾斜地设置，用于提高刚性并由此达到入口几何形状的高固有频率。

通过这些变化能够显著降低结构部件的加工成本。此外这些变化对于不同的压缩机级允许转换变化的螺旋横截面。

可以选择性地在使稳定室与流动通道分开的壳体壁上涂覆热绝缘。由此可以减少热量导入到在稳定室中循环的空气。

可以选择性地在稳定室中无需附加设计结构措施地设置消音措施。

附图说明

下面借助于附图示出并详细解释按照本发明的装置。

在附图中相同功能的部件配有相同的附图标记：

图1示出具有整合装入壁的压缩机壳体，

图2示出固定筋相对于中心的对向的倾斜位置，没有加强筋的倾斜位置。

具体实施方式

图1示出按照本发明构成的离心压缩机的局部，该离心压缩机例如在废气涡轮增压器中使用。外部压缩机壳体20和内部压缩机壳体10在螺旋壳体部位处分开。外部压缩机壳体20在右侧固定在压缩机轮40背面上的未示出的轴承箱上。内部压缩机壳体10包括一部分螺旋以及在上述螺旋上游形成了流动通道的壳体部件、装入壁12以及在压缩机轮40上游的压缩机入口。

在整体构成的内部压缩机壳体10内部设有稳定室60，它按照本发明在沿轴向并且沿圆周方向不均匀延伸的、大的径向高度上伸展。所述稳定室60通过两个开口向着流动通道敞开。在压缩机轮上游设有径向的进入槽14，它通过进气部位中的壳体部件，例如消音器或进气接管的壳体部件，以及压缩机入口来界定。在压缩机轮40的进气棱边的下游并且在通往其入口的遮盖部位中设有径向的轮廓槽13。设置在上述环绕的槽之间的环带11在压缩机入口的部位内形成了流动通道壁体，并且通过多个固定筋16与内部压缩机壳体连接。由于沿着圆周的螺旋，稳定室60的横截面不是恒定的。但是按照本发明，稳定室的平均径向高度至少约为进入槽14与轮廓槽13的轴向距离的三分之二。由于稳定室的不均匀延伸且大的径向高度，通过稳定室得到循环流动的最佳涡旋，这对于产生噪声方向起到积极作用。此外沿着圆周不恒定的横截面变化附加地引起声学改善。

可以选择性地使内部压缩机壳体10通过轴向延伸的加强筋15有针对性地加强。由此可以抵抗各种负荷，这些负荷由于螺旋几何形状分布在两个壳体部件上而可能在内部压缩机壳体中产生。可以对应于所期望的负荷选择加强筋的数量。可以选择性地围绕增压器轴线旋转地构成加强筋。可以选择性地使加强筋倾斜于径向方向设置。可以选择性地使加强筋的棱边旋转对称地构成。可以选择性地使加强筋具有锥形的形状。

装入壁几何形状在压缩机入口中通过轮廓槽横断需要单独地固定环带11。这种固定通过径向向外指向的固定筋16实现。

可以选择性地实施减少振动的措施。可以选择性地使固定筋围绕其轴线旋转地构成。可以选择性地使加强筋相对于径向方向倾斜地设置。在此固定筋与径向方向可以具有不同的径向偏离。尤其是也可以使固定筋对向倾斜地设置。通过在图2中所示的固定筋16相对于径向方向的倾斜位置，尤其是通过不同的或对向倾斜位置，可以有针对性地影响振动特性。

可以选择性地使固定筋通过圆形、锥形或椭圆形轮廓或者通过流动轮廓构成。

固定筋的结构允许以微少的附加结构辅助措施在稳定室中安装可选择的消音措施。

整合的内部压缩机壳体的总体上非常柔性的结构对于压缩机轮破裂情况具有积极影响。长的壳体部件能够良好地变形并且吸收大部分在压缩机轮中储存的能量。

在压缩机轮下游的部位中，在整合的壳体壁10上选择性地设置扩压器的导向叶片轮廓25。这种轮廓在浇铸整合的内部压缩机壳体时作为凸缘设置，并且在最终加工时铣削到所需的质量。通过这种方式可以节省由于扩压器作为独立部件管理产生的库存成本，因为对于每个可能的压缩机型式，即不同的叶片高度或轮廓，不必提供不可更换的部件。通过将扩压器轮廓25整合到内部压缩机壳体里面也可以避免附加的接合组装，它由于扩压器高度和扩压器板厚度的严格的形状和位置公差在加工时产生高的生产成本。尤其是也能够减少压缩机的结构部件的数量。

附图标记列表

10    具有整合的装入壁的内部压缩机壳体

11    作为10的整合组成部分的环带

12    具有作为10的整合组成部分的轮廓的装入壁

13    轮廓槽

14    进入槽

15    加强筋

16    用于环带的固定筋

20    外部压缩机壳体

25    扩压器轮廓

30    轴向的固定元件

40    压缩机轮

50    流动通道，螺旋室

60    稳定室

Claims (8)

1.压缩机，具有位于压缩机壳体里面的配有叶片的压缩机轮，该压缩机轮以其轴向的入口位于轴向的进气通道的部位中，在该部位中在压缩机轮上游设有径向的进入槽(14)，在压缩机轮的进气棱边的下游并且在通往其入口的遮盖部位中设有径向的轮廓槽(13)，并且设有将上述两个槽轴向连接的稳定室(60)，它相对于进气通道通过环带(11)来界定，其中所述环带(11)形成了通道壁体的一部分并通过多个固定筋(16)与内部压缩机壳体连接，其特征在于，所述稳定室(60)在进入槽(14)与轮廓槽(13)之间具有变化的径向高度，并且其中所述稳定室(60)在进入槽(14)与轮廓槽(13)之间的平均的径向高度为进入槽(14)与轮廓槽(13)之间的轴向距离的三分之二，其中使相对流动通道界定了稳定室(60)的压缩机壳体(10)整体地构成。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中使相对流动通道界定了稳定室(60)的压缩机壳体配有轴向布置的加强筋(15)。

3.如权利要求1所述的压缩机，其中使相对流动通道界定了稳定室(60)的压缩机壳体至少部分地配有热绝缘。

4.如权利要求1所述的压缩机，其中所述固定筋(16)的至少一部分布置成与径向方向偏离。

5.如权利要求4所述的压缩机，其中所述固定筋(16)至少部分地布置成与径向方向不同地偏离。

6.如权利要求1至5中任一项所述的压缩机，其中使相对流动通道界定了稳定室(60)的压缩机壳体在流动通道的部位内在压缩机轮的下游包括有扩压器的整合的导向叶片(25)。

7.如权利要求1至5中任一项所述的压缩机，其中所述稳定室(60)沿着圆周具有变化的横截面。

8.如权利要求1至5中任一项所述的压缩机，其中在稳定室(60)的部位中设有消音措施。

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