CN103403322A - 具有冷却的涡轮机壳体和冷却的支承部壳体以及共同的冷却剂输入的废气涡轮增压机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废气涡轮增压机,其具有涡轮机壳体以及与所述涡轮机壳体连接的支承部壳体。通过所述涡轮机壳体实现支承部壳体的冷却剂供给。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有冷却的涡轮机壳体的废气涡轮增压机。
背景技术
废气涡轮增压机用于改善内燃机的效率并且由此提高其功率。为此,废气涡轮增压机具有带有涡轮的涡轮机以及带有压缩机轮的压缩机,其中所述两个叶轮布置在共同的轴上。在此,所述涡轮由所连接的内燃机的废气质量流驱动进而再驱动所述压缩机轮。所述压缩机压缩吸入的新鲜空气并且将其输入内燃机。所述共同的轴支承在涡轮增压机的支承部壳体中。此外,所述涡轮机的涡轮布置在所述涡轮机壳体中,并且所述压缩机的压缩机轮布置在所述压缩机壳体中。
这种废气涡轮增压机在内燃机或者说所连接的发动机上运行时要满足各种各样的要求。所述要求之一在于承受高温,所述高温例如能够由于热的废气质量流而在涡轮增压机壳体中形成。
在此,废气涡轮增压机的常规结构设有各个分别由与那里所存在的温度相匹配的材料制成的壳体。在此,压缩机壳体通常由铝制成,而支承部壳体由灰口铸铁制成。涡轮机壳体通常由于在该区域中存在的高温由耐高温的镍合金制成。由于用于所述各个壳体的所匹配的不同的材料,所述壳体构造成相互连接并且在此还必须相对密封的单独部件。
不仅支承部壳体而且涡轮机壳体都能够构造成水冷的,其中支承部壳体和涡轮机壳体的冷却循环相互独立地实现。因此,需要通过单独的管路用冷却水供给支承部壳体和涡轮机壳体。在此,分别需要水入口和水出口。
发明内容
本发明的任务在于,提供具有改善的冷却的废气涡轮增压机。
该任务通过具有权利要求1中所说明的特征的废气涡轮增压机解决。本发明的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中给出。
根据本发明,废气涡轮增压机具有涡轮机壳体以及与所述涡轮机壳体连接的支承部壳体,其中所述涡轮机壳体具有冷却剂入口、设置在所述涡轮机壳体内部的冷却水套以及冷却剂出口,所述支承部壳体具有冷却剂入口、设置在所述支承部壳体内部的冷却水套以及冷却剂出口,在所述涡轮机壳体内部将冷却剂入口通道设置在冷却剂入口和冷却水套之间,由冷却剂入口通道分支出冷却剂分支通道,所述冷却剂分支通道与所述支承部壳体的冷却剂入口连接,在涡轮机壳体内部将冷却剂出口通道设置在冷却水套和冷却剂出口之间,设置在涡轮机壳体内部的冷却剂导回通道与所述支承部壳体的冷却剂出口连接并且所述冷却剂导回通道通入到所述冷却剂出口通道中,所述冷却剂出口通道在涡轮机壳体中设置在冷却水套和冷却剂出口之间。
这种废气涡轮增压机的优点在于,其需要比已知的废气涡轮增压机更少的部件和更小的结构空间并且因此能够比已知的废气涡轮增压机构造得更加紧凑。尤其仅需要一个在例如是内燃机的冷却循环的冷却剂源和废气涡轮增压机之间的冷却剂供给管路,并且也仅需要一个通往内燃机的冷却循环的冷却剂导回管路。
附图说明
本发明的其他有利的特征根据附图由下面的解释给出。其中:
图1示出用于从原理上解释按本发明的废气涡轮增压机的冷却系统的示意图,并且
图2示出按本发明的废气涡轮增压机的部件的详细示图。
具体实施方式
图1示出用于从原理上解释按本发明的废气涡轮增压机的冷却系统的示意图。
按本发明的废气涡轮增压机具有涡轮机壳体1以及与所述涡轮机壳体连接的支承部壳体4。涡轮机壳体1具有冷却剂入口5,在废气涡轮增压机运行时通过所述冷却剂入口将冷却水输入涡轮机壳体。所述冷却水例如由内燃机的冷却循环提供。
此外,涡轮机壳体1具有冷却剂出口14,在废气涡轮增压机运行时冷却水通过所述冷却剂出口排出。从涡轮机壳体排出的冷却水例如导回到内燃机的冷却循环。
此外,在涡轮机壳体1内部设置了冷却水套9,在废气涡轮增压机运行时在所述冷却水套内部输送冷却剂,以充分地冷却涡轮机壳体的组件、尤其废气门阀座和涡轮机螺旋管。
冷却剂入口5通过冷却剂入口通道5b与冷却水套9连接。冷却剂出口14通过冷却剂出口通道16b与冷却水套9连接。
从设置在冷却剂入口5和冷却水套9之间的冷却剂入口通道5b分支出涡轮机壳体侧的冷却剂分支通道5a1。所述冷却剂分支通道到达涡轮机壳体的出口并且在那里直接与支承部壳体4的冷却剂入口17连接。在支承部壳体4的冷却剂入口区域内,在支承部壳体和涡轮机壳体之间设置密封件6,所述密封件优选是0形环或者翻边密封件。
此外,在涡轮机壳体1的内部在冷却水套9和冷却剂出口14之间设置冷却剂出口通道16b。
涡轮机壳体侧的冷却剂导回通道16a1通入到所述冷却剂出口通道16b中,其另一端部区段到达涡轮机壳体的外边缘并且在那里直接与支承部壳体的冷却剂出口18连接。在支承部壳体4的冷却剂出口18的区域内,在支承部壳体和涡轮机壳体之间设置另一密封件6,所述密封件优选同样是0形环或者翻边密封件。
支承部壳体4的冷却剂入口17在支承部壳体内部通过支承部壳体侧的冷却剂入口通道5a2与支承部壳体的冷却水套7连接。在废气涡轮增压机运行时通过所述冷却水套7输送冷却剂,以充分地冷却支承部壳体的组件、尤其支承元件和密封元件。
支承部壳体4的冷却水套7通过支承部壳体侧的冷却剂出口通道16a2与支承部壳体的冷却剂出口18连接。
因此,在废气涡轮增压机运行时通过涡轮机壳体1的冷却剂入口5接收冷却剂。所述冷却剂在涡轮机壳体内部分成用于冷却涡轮机壳体的构件的第一冷却剂流以及第二冷却剂流。所述第二冷却剂流通过涡轮机壳体侧的冷却剂分支通道5a1输入支承部壳体4的冷却剂入口17,在那里进入到支承部壳体侧的冷却剂入口通道5a2中,通过所述冷却剂入口通道导向支承部壳体的冷却水套7并且在那里用于冷却支承部壳体的构件。离开支承部壳体的冷却水套7的第二冷却剂流通过支承部壳体侧的冷却剂出口通道16a2传递到支承部壳体的冷却剂出口18处并且在那里进入到涡轮机壳体侧的冷却剂导回通道16a1中。最后,在涡轮机壳体内部在冷却剂出口通道16b的区域中,离开涡轮机壳体的冷却水套9的第一冷却剂流和通过冷却剂导回通道16a1从支承部壳体导回的第二冷却剂流再次引导在一起。所述引导在一起的冷却剂流通过涡轮机壳体的冷却剂出口14排出并且导回到内燃机的冷却循环处。
支承部壳体的冷却剂输入和输出在上述实施例中鉴于上述没有通过支承部壳体的自己的输入管路实现,而是通过涡轮机壳体得以实现。所述涡轮机壳体与支承部壳体连接、例如与支承部壳体螺纹连接。在涡轮机壳体内部分支出用于支承部壳体的冷却剂。在涡轮机壳体内部,将从支承部壳体导回的冷却剂与从涡轮机壳体的冷却水套排出的冷却剂再次引导在一起。
优选的是,所谓的将冷却剂分支直接在涡轮机壳体的冷却水套9前实现,并且所谓的将冷却剂引导在一起紧接着在冷却水套后面实现。
废气涡轮增压机的冷却系统的前述的构造的优点在于,冷却剂的进入和导回的横截面能够构造成确定的节流横截面。这种构造以有利的方式避免了涡轮机壳体中冷却剂的堵塞效应的出现并且调整了冷却剂的压力比例,从而分支出确定的冷却剂体积流。
在冷却剂分支定位在涡轮机壳体的冷却水套9的区域中、尤其定位在涡轮的冷却水套的区域中时,通过变化的流动比例形成不确定的通向支承部壳体的冷却剂分支流。
图2示出了按本发明的废气涡轮增压机的部件的详细示图。在此,在图2的左边部分中示出了一部分涡轮机壳体1和一部分直接与涡轮机壳体连接的支承部壳体4,并且在图2的右边部分中示出了左边部分中细节Z的放大示图。
从图2中能够看出,通过涡轮机壳体1的冷却剂入口5进入的冷却剂在冷却剂入口通道5b的区域内分成第一冷却剂流和第二冷却剂流。所述第一冷却剂流输入涡轮机壳体的冷却水套9。所述第二冷却剂流通过涡轮机壳体侧的冷却剂分支通道5a1以及支承部壳体侧的冷却剂入口通道5a2输入支承部壳体4的冷却水套7。
在冷却剂从涡轮机壳体1通往与涡轮机壳体例如螺纹连接的支承部壳体4的过渡区域中设置了密封件6,所述密封件密封所述过渡区域。此外从图2中能够看出,支承部壳体侧的冷却剂入口通道5a2的直径d1大于涡轮机壳体侧的冷却剂分支通道5a1的直径d2。所述分支通道总地来说沿着冷却剂的流动方向变宽。这具有以下优点:补偿了由可能的构件公差引起的偏差。
此外从图2中能够看出,设置在涡轮机壳体中的涡轮2、共同的轴3、隔热屏8、涡轮机螺旋管的空腔10,设置在支承部壳体中的油循环11以及另一隔热屏13。
即使在图2中未示出的冷却剂导回通道中,通道横截面也能够沿着冷却剂的流动方向变大,从而使得涡轮机壳体侧的冷却剂导回通道具有比支承部壳体侧的冷却剂出口通道更大的直径。
Claims (7)
1.废气涡轮增压机,其具有涡轮机壳体(1)以及与所述涡轮机壳体连接的支承部壳体(4),其中
-所述涡轮机壳体具有冷却剂入口(5)、设置在所述涡轮机壳体内部的冷却水套(9)以及冷却剂出口(14),
-所述支承部壳体具有冷却剂入口(17)、设置在所述支承部壳体内部的冷却水套(7)以及冷却剂出口(18),
其特征在于,
-在所述涡轮机壳体(1)内部在所述冷却剂入口(5)和所述冷却水套(9)之间设置冷却剂入口通道(5b),
-从所述冷却剂入口通道(5b)分支出冷却剂分支通道(5a1),所述冷却剂分支通道与所述支承部壳体的冷却剂入口(17)连接,
-在涡轮机壳体(1)内部在所述冷却水套(9)和所述冷却剂出口(14)之间设置冷却剂出口通道(16b),
-设置在所述涡轮机壳体内部的冷却剂导回通道(16a1)与所述支承部壳体的冷却剂出口(18)连接,并且
-所述冷却剂导回通道(16a1)通入到所述冷却剂出口通道(16b)中,所述冷却剂出口通道在所述涡轮机壳体(1)中设置在所述冷却水套(9)和所述冷却剂出口(14)之间。
2.按权利要求1所述的废气涡轮增压机,其特征在于,所述支承部壳体(4)的冷却剂入口(17)通过支承部壳体侧的冷却剂入口通道(5a2)与所述支承部壳体的冷却水套(7)连接。
3.按权利要求1或2所述的废气涡轮增压机,其特征在于,所述支承部壳体(4)的冷却剂出口(18)通过支承部壳体侧的冷却剂出口通道(16a2)与所述支承部壳体(4)的冷却水套(7)连接。
4.按上述权利要求中任一项所述的废气涡轮增压机,其特征在于,在所述支承部壳体(4)的冷却剂入口(17)的区域内在所述支承部壳体和所述涡轮机壳体之间设置密封件(6)。
5.按上述权利要求中任一项所述的废气涡轮增压机,其特征在于,在所述支承部壳体(4)的冷却剂出口(18)的区域内在所述支承部壳体和所述涡轮机壳体之间设置另一密封件(6)。
6.按权利要求4或5所述的废气涡轮增压机,其特征在于,所述密封件是密封环或者翻边密封件。
7.按权利要求2至6中任一项所述的废气涡轮增压机,其特征在于,所述支承部壳体侧的冷却剂入口通道(5a2)的直径(d1)大于所述涡轮机壳体侧的冷却剂分支通道(5a1)的直径(d2)。
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