CN102985659A - 排气涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排气涡轮增压器（1），该排气涡轮增压器具有一个涡轮机（2），该涡轮机具有以下部分：一个涡轮叶轮（3）；一个涡轮机壳体（4），在该涡轮机壳体中安排了至少一个涡轮机通路（5，5’），该至少一个涡轮机通路具有一个通道开口（6，6’），该通道开口如在排气流动方向上观察的是安排在该涡轮机叶轮（3）的上游；以及一个关闭装置（7），该关闭装置被安排在该涡轮机通路（5，5’）的下游并且在该涡轮机叶轮（3）的上游，以用于打开和关闭该通道开口（6，6’），其中该关闭装置（7）具有一个关闭套筒（12），该关闭套筒以平移可移动的方式引导一个凹槽（13）中，该凹槽是在该涡轮机壳体（4）中直接形成的。

Description

排气涡轮增压器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的一种排气涡轮增压器。
从DE 10 2007 060 415 A1中已知所述类型的一种排气涡轮增压器。所述已知的排气涡轮增压器具有一个关闭装置，该关闭装置具有第一引导栅元件和第二引导栅元件，其中该第二引导栅元件以一种平移可移动的方式引导在一个套筒或衬套中，该套筒或衬套必须插入该涡轮机壳体之中。
由于所述套筒因而是一个分离的部件（该部件必须是预先生产的并且然后安装在该涡轮机壳体中），该属类的排气涡轮增压器的生产和组装费用是相对高的。
因此，本发明的一个目的是提供在权利要求1前序部分中所限定类型的一种排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器对于所要求部件的数目而言具有比较简单的构造并且该排气涡轮增压器因此对于组装而言是比较简单的。
所述目的是通过权利要求1的这些特征来实现的。
由于该关闭装置具有一个关闭套筒，该关闭套筒插入该涡轮机壳体的一个凹槽之中并且在其中该关闭套筒通过一种平移可移动的方式来引导，所以在该涡轮机壳体中生产和安排一个分离套筒或衬套不再是必要的。这是因为在其中引导该关闭套筒的凹槽是直接形成于该涡轮机壳体自身的材料中的从该轴承壳体侧延伸的。在此，该凹槽仅具有被选择成尽可能小的深度。所述凹槽深度对应于该关闭套筒的宽度。该关闭套筒的外径小于涡轮机壳体在该轴承壳体侧上的直径，这样使得在该涡轮机壳体的材料中形成该凹槽之后，该关闭套筒可以插入从该轴承壳体侧延伸的该凹槽中。
这产生了该关闭装置到该涡轮机入口的上游的该涡轮机壳体之中的一种整合，以便例如实现一个所谓的“涡轮发动机制动”，而具有借助调节关闭或节流该涡轮机通路或者这些涡轮机通路而允许排气再循环速率增加的能力。
由此有可能在用于涡轮机通路的单级以及还有两级调节的排气涡轮增压器的情况下，或者在两个涡轮机通路的情况下，一个或两个通路可以通过调节的方式被关闭或节流和打开。
这产生了以下优点：
-借助部分负载下的排气反压力的增加和/或低的发动机转速，增加排气再循环速率以便改善排气排放物；
-通过影响到该涡轮机叶轮的流入速率来改善发动机的动态响应特性；
-改善调节的制动操作而增加制动功率并且改善涡轮增压器的动态加速度还以及因此的来自发动机制动操作的发动机的动态加速度；
-减少部件的数目，因为与现有技术相比较，用于引导有待安装在涡轮机壳体中的关闭套筒的以套筒或衬套形式的分离部件不再是必要的。
从属权利要求涉及本发明的多个有利的实施方案。
该关闭装置优选具有两个腹板，这两个腹板被安排成在直径上彼此相反并且其自由端连接到一个致动装置上，该致动装置影响该关闭套筒在该凹槽内的平移移动。
为了能够将这些腹板连接到该致动装置上，在该涡轮机叶轮轮廓上方整合在该涡轮机壳体中的凹槽具有穿过该涡轮机壳体的多个壳体孔。壳体孔的数目对应于腹板的数目，这意味着提供了至少一个壳体孔，其位置可以自由选择，或者在具有两个腹板的情况下，它们的位置应该被选择为大致在径向上彼此相反。
当该套筒插入该凹槽之中时，形成一个空气轴承安排，并且这些腹板被引导穿过这些壳体孔以便在涡轮机出口侧上伸出到该涡轮机壳体之外。因此有可能使该关闭套筒经由一个适合的杠杆安排和连接到其上的一个叉形件而连接到该致动装置上，其中该叉形件在一侧连接到该杠杆安排上并且在另一侧连接到这些腹板的从涡轮机壳体中伸出的这些自由端上。
根据本发明的该关闭装置的设计所具有的进一步的优点是，通过重做可以将它整合在已有的涡轮机壳体中，因为仅需要形成用于该关闭装置进入该涡轮机壳体之中的所讨论的凹槽并且提供对应于该关闭套筒的腹板数目的多个壳体孔。
从以下基于附图的多个示例性实施方案的说明中将显现出本发明的进一步的细节、优点和特征，在附图中：
图1示出根据本发明的一种排气涡轮增压器的示意性高度简化图示，
图2示出排气涡轮增压器的涡轮机壳体的一部分的放大截面图示，以便解释一个关闭装置的设计，
图3示出与一个杠杆安排和一个叉形件在一起的根据本发明的关闭装置的关闭套筒的简化的透视图示，并且
图4示出根据图3的杠杆安排和叉形件的简化的平面视图。
图1示出根据本发明的排气涡轮增压器1的一个示意性高度简化图示。排气涡轮增压器1具有一个涡轮机2，该涡轮机带有安排在涡轮机壳体4中的一个涡轮机叶轮3。在所展示的实例中，该涡轮机壳体4具有一个涡轮机通路5（尽管它更优选的是通常提供两个分离的涡轮机通路），这将在以下基于图2更详细地予以说明。涡轮机通路5具有一个通道开口6，如在排气流动方向上观察的，该通道开口在涡轮壳体4中是提供在涡轮机叶轮3的上游。
还在示意性地高度简化的图示中示出了一个关闭装置7，该关闭装置提供在涡轮机通路5的下游并且在涡轮机叶轮3的上游，以用于打开和关闭该通道开口6。
该排气涡轮增压器1还具有其他常规部分，尤其是在压缩机壳体10中带有压缩机叶轮9的一个压缩机8以及一个轴11，涡轮机叶轮3和压缩机叶轮9通过常规的方式被安排在该轴上。除了所述部分，当然还提供了常规排气涡轮增压器的所有其他部分，如带有用于轴11的轴承安排的一个轴承壳体，但既未展示也未说明所述部分，因为它们对于解释根据本发明的原理不是必需的。
图2示出在该关闭装置7的区域中的涡轮机壳体4的一部分的示意性简化截面图示。根据图2的实施方案示出了一个涡轮机壳体4，该涡轮机壳体带有两个邻接的通路5、5’，这两个邻接的通路由一个腹板20彼此分离。这些涡轮机通路5和5’对应地具有相关联的通道开口6和6’。
图2示出在该涡轮机壳体4中被整合在这两个涡轮机通路5、5’的下游并且在涡轮机叶轮3的上游的该关闭装置7具有一个关闭套筒12，该关闭套筒以一种平移的方式在凹槽13中是可移动的，如通过双箭头T象征的。此外，图2的截面图示示出该关闭套筒12配备有多个腹板，由于所选择的图示，在图2中仅这些腹板中的一个腹板14是可见的。在涡轮机壳体4中从轴承壳体侧L延伸地直接形成的凹槽13配备有多个壳体孔，在图2中仅这些壳体孔中的壳体孔或通道开口21是可见的。壳体孔21的数目取决于该关闭套筒12所配备的腹板的数目。穿过该涡轮机壳体4的壳体孔21允许这些腹板（在图2的图示的情况下为腹板14）延伸穿过进入该涡轮机出口A的区域，这样使得该腹板14的自由端16可以连接到一个叉形件19上，该叉形件将在以下予以详细说明。
从图3的示出该关闭套筒12自身而不带有涡轮机壳体4的图示可以看出，在所选实例中，该关闭套筒12配备有两个腹板14和15，这两个腹板在该关闭套筒12的一个边缘22上被安排成在直径上彼此相反。该关闭套筒12以及这些腹板14、15优选地形成一个单个部分。
如图3所示，腹板14和15的对应的自由端16和17被对应地连接到叉形件19的自由端23和24上，该叉形件进而在一个中央区域25中被连接到一个杠杆安排18上，该杠杆安排被连接到一个致动器或致动元件（在图3中未展示）上以用于致动该关闭套筒12。在此，双箭头B1、B2和B3指示杠杆安排18以及叉形件19的移动，这最终导致在凹槽13中的平移移动T。
图4借助其平面视图来额外地展示操作该杠杆安排18和叉形件19的设计和模式。
借助该关闭装置7以及在涡轮机壳体4中从轴承侧L延伸而直接形成的凹槽13的上述实施方案，有可能实现不具有另外的部分，例如像用于该关闭套筒12的一个引导衬套，如从现有技术中已知的，这减小了用于根据本发明的排气涡轮增压器的生产费用以及用于其组装的费用（这些费用与已知的设计相联系时是相当高的）。
除本发明的以上书面披露之外，特此明确地参考在图1至图4中对本发明的图示说明。
参考符号清单
1  排气涡轮增压器
2  涡轮机
3  涡轮机叶轮
4  涡轮机壳体
5、5'  涡轮机通路
6、6'  通道开口
7  关闭装置
8  压缩机
9  压缩机叶轮
10  压缩机壳体
11  轴
12  关闭套筒
13  凹槽
14、15  腹板
16、17  腹板自由端
18  杠杆安排
19  叉形件
20  涡轮机壳体在这些通路5、5’之间的分离腹板
21  壳体孔/通道开口
22  关闭套筒12的边缘
23、24  叉形件19的自由端
25  叉形件的中央区域
L  轴承壳体侧
A  涡轮机出口
T  象征关闭套筒12的平移移动性的双箭头
B1-B3  杠杆安排8以及叉形件19的用于致动该关闭套筒12的移动

Claims (7)

1.一种排气涡轮增压器（1）
-具有一个涡轮机（2），该涡轮机具有以下部分：
一个涡轮机叶轮（3）；
一个涡轮机壳体（4），在该涡轮机壳体中安排了至少一个涡轮机通路（5，5’），该至少一个涡轮机通路具有一个通道开口（6，6’），该通道开口如在排气流动方向上观察被安排在该涡轮机叶轮（3）的上游；以及
一个关闭装置（7），该关闭装置被安排在该涡轮机通路（5，5’）的下游并且在该涡轮机叶轮（3）的上游，以用于打开和关闭该通道开口（6，6’），
其特征在于
-该关闭装置（7）具有一个关闭套筒（12），该关闭套筒以一种平移可移动的方式引导一个凹槽（13）中，该凹槽直接形成在该涡轮机壳体（4）中。
2.根据权利要求1所述的排气涡轮增压器，其特征在于该关闭套筒（12）具有至少一个腹板（14），该至少一个腹板的自由端（16）被连接到一个致动装置上。
3.根据权利要求1所述的排气涡轮增压器，其特征在于该关闭套筒（12）优选具有两个腹板（14，15），这两个腹板被安排成大致在直径上彼此相反并且它们的自由端（对应地是16和17）被连接到一个致动装置上。
4.根据权利要求2或3所述的排气涡轮增压器，其特征在于该关闭套筒（12）经由一个杠杆安排（18）和紧固到这些腹板（14，15）的自由端（16，17）上的一个叉形件（19）而连接到该致动装置上。
5.根据权利要求2至4之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于该凹槽（13）在该涡轮机出口（A）的方向上具有对应于这些腹板（14，15）的数目的多个壳体孔（21）。
6.根据权利要求1至5之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于该涡轮机壳体（4）具有两个涡轮机通路（5，5’），这两个通路被安排成彼此邻接并且彼此分离并且这两个通路具有相关联的通道开口（对应地是6和6’）。
7.根据权利要求1至6之一所述的排气涡轮增压器，其特征在于该涡轮机壳体（4）的这些涡轮机通路（5，5’）具有不同的尺寸。
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