CN104364493A - 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)，包括：一个壳体(2)；一个带有多个叶片(6)的涡轮机叶轮(5)；一个带有多个叶片(6)的压缩机叶轮(4)；以及一个轴(3)，该轴被安装在壳体(2)中并且该轴使得该涡轮机叶轮(5)与压缩机叶轮(4)相连接，其中，在该壳体(2)与至少一个叶片(6)之间的间隙(7)中，在该叶片(6)和该壳体(2)上形成了一种无接触迷宫式密封(8)，其中该迷宫式密封(8)包括至少一个有一个凹槽(13)和一个凸起(14)的组合。

Description

排气涡轮增压器
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。
已经公知的排气涡轮增压器通常具有一个其中安装了轴的壳体。该轴将一个涡轮机叶轮与一个压缩机叶轮相连接。该涡轮机叶轮和该压缩机叶轮在各自情况下具有多个叶片。在这些叶片尖端与该壳体之间形成了一个小的间隙，这样使得这些叶片可以运动而不会与该壳体接触。每个叶片具有一个抽吸侧和一个压力侧。该叶片与壳体之间的间隙产生了从该叶片的压力侧到抽吸侧的一个流动损失。
本发明的一个目的是指明一种排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器在生产及组装成本低的同时，可以在最大可能的效率下操作。
这一目的是通过权利要求1的特征来实现的。从属权利要求涉及本发明的优选改进方案。
根据本发明已经认识到的是，穿过叶片与壳体之间的间隙的流动可以通过这些叶片尖端区域中的非接触迷宫式密封而得以改善。根据本发明的迷宫式密封包括至少一个有一个凹槽和一个伸入到该凹槽内的凸起的组合。或者该凹槽或者该凸起是在该叶片上形成的。其他元件在各自情况下是形成在该壳体的内侧上的。
也有可能优选使用多个有一个凸起和一个凹槽的组合。由此情况就是例如在每个叶片上形成多个凸起，并且相应地在该壳体上也会形成多个槽。此外，也有可能在这些叶片上形成多个凸起和多个槽，并且在该壳体上相应地形成多个槽和多个凸起。
在一个特别优选的实施例中，该迷宫式密封被用在该压缩机叶轮的多个叶片上。该压缩机叶轮处的最大压力产生于该压缩机出口区域中。因此，该迷宫式密封优选实施在该压缩机出口区域中。
这种凹槽还以及这种凸起都可以具有任何所希望的几何结构。优选提供的是该凸起是梯形的。这种梯形设计的结果是，该叶片尖端的轮廓边缘不是以90°而是以更小的角度合并进该凸起中。
根据本发明的迷宫式密封阻滞了通过该叶片与壳体之间的间隙的流动损失，并且这样做与此同时减少了来自该压缩机出口处的所不希望的回流。
本发明的进一步的细节、优点和特征可以参照附图从一个示例性实施例的以下说明中变得清楚，在附图中：
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的排气涡轮增压器的一个示意性地简化的截面视图，
图2示出了根据本发明的该示例性实施例的排气涡轮增压器的一个细节，并且
图3示出了根据本发明的该示例性实施例的排气涡轮增压器的一个压缩机叶轮。
以下将基于图1至图3说明一个第一示例性实施例。
图1是一个排气涡轮增压器1的高度简化的图示。排气涡轮增压器1包括一个壳体2，一个轴3被可旋转地安装在该壳体中。一个压缩机叶轮4与一个涡轮机叶轮5以结合旋转的方式而被安置在轴3上。涡轮机叶轮5还以及压缩机叶轮4都在各自情况下具有多个叶片6。
压缩机叶轮4在压缩机出口9的方向上压缩所引入的充入空气。在一个涡轮机入口10处，排气流动到该涡轮机叶轮5上并且由此驱动该涡轮机叶轮5、轴3以及压缩机叶轮4。
在这些叶片6与壳体2之间形成了一个间隙7。
图2示出了压缩机叶轮4和壳体2的一个细节。根据图2，壳体2可以具有多部件构造。可以看到壳体2是由一个压缩机壳体11和一个轴承壳体12组装而成的。
根据本发明，为了防止间隙7中的流动损失，使用了图2中所示的迷宫式密封8。该迷宫式密封8是由各叶片6上的有一个凸起14和一个凹槽13的组合构成的。在所示的实例中，凹槽13是在整个圆周上、并且以一种连续的方式形成在该壳体2(具体是在该压缩机壳体11的)的内侧上的。
叶片6上的这个凸起14是叶片6的一个一体式组成部分。凸起14伸入进该槽凹13内。由此沿该间隙7形成了这种无接触迷宫式密封8。
如图2中所示的，迷宫式密封8是在叶片6面朝该压缩机出口9的那一半上形成的，因为预测此处的压力或压力差最大并且由此预测损失发生在此处。
图3详细地示出了带有多个叶片6的压缩机叶轮4。图3示出了在这些叶片6各自情况下的一个叶片尖端15上形成了该凸起14。在所示的示例性实施例中，凸起14是梯形的。如还在图3中示出的是，在该压缩机叶轮4的每个叶片6上形成了一个凸起14。
作为所示的示例性实施例的一个替代方案，这种迷宫式密封8还可以沿一个叶片6的叶片尖端15具有多个凸起14和/或多个凸起14与槽13的组合。对应地，随之在该壳体中形成多个互补槽13和互补凸起14，从而使得在各自情况下一个凸起14伸入进一个凹槽13中。
也有可能将所示的这种迷宫式密封实施在该涡轮机叶轮5的这些叶片16上。
除了本发明的以上书面说明外，为了其额外的披露特此明确地参考在图1至图3中对本发明的图解展示。
参考符号清单
1  排气涡轮增压器
2  壳体
3  轴
4  压缩机叶轮
5  涡轮机叶轮
6  叶片
7  间隙
8  迷宫式密封
9  压缩机出口
10  涡轮机入口
11  压缩机壳体
12  轴承壳体
13  凹槽
14  凸起
15  叶片尖端

Claims (8)

1.一种排气涡轮增压器(1)，包括：
-一个壳体(2)，
-一个带有多个叶片(6)的涡轮机叶轮(5)，
-一个带有多个叶片(6)的压缩机叶轮(4)，以及
-一个轴(3)，该轴被安装在该壳体(2)中并且将该涡轮机叶轮(5)和该压缩机叶轮(4)相连接，
其中，
-在该壳体(2)与至少一个叶片(6)之间的间隙(7)中，在该叶片(6)和该壳体(2)上形成了一种无接触迷宫式密封(8)，其中该迷宫式密封(8)包括至少一个有一个凹槽(13)和一个凸起(14)的组合。
2.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其中该迷宫式密封(8)包括在该壳体(2)中的至少一个凹槽(13)和在该叶片(6)上的至少一个伸入到该凹槽(13)中的凸起(14)，并且/或者包括在该叶片(6)中的至少一个凹槽(13)和在该壳体(2)上的至少一个伸入到该凹槽(13)中的凸起(14)。
3.如以上权利要求之一所述的排气涡轮增压器，其中该迷宫式密封(8)在叶片(6)上包括多个有一个凹槽(13)和一个凸起(14)的组合。
4.如以上权利要求之一所述的排气涡轮增压器，其中该凹槽(13)和/或该凸起(14)被安排在该叶片(6)的叶片尖端(15)上。
5.如以上权利要求之一所述的排气涡轮增压器，其中该凹槽(13)和/或该凸起(14)被安排在该压缩机叶轮(4)或该涡轮机叶片(5)的每个叶片(6)上。
6.如以上权利要求之一所述的排气涡轮增压器，其中该凹槽(13)和/或该凸起(14)被安排在该压缩机叶轮(4)的叶片(6)面向一个压缩机出口(9)的那一半上。
7.如以上权利要求之一所述的排气涡轮增压器，其中该凹槽(13)和/或该凸起(14)被安排在该涡轮机叶轮(5)的叶片(6)面向一个涡轮机入口(10)的那一半上。
8.如以上权利要求之一所述的排气涡轮增压器，其中该凹槽(13)和/或该凸起(14)是梯形的。
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