CN104854312A - 动力涡轮机单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力涡轮机单元(2)，该动力涡轮机单元(2)包括：涡轮机壳体(17a、17b)，排气管道(18)，具有位于所述排气管道(18)内的叶片的涡轮机轮(6)，刚性地连接到所述涡轮机轮(16)且以可旋转方式支撑在所述壳体(17b)内的轴(16)，和油密封系统。该油密封系统包括位于涡轮机轮(6)附近的密封设备(37)，用于防止油从所述涡轮机壳体(17)沿着所述轴(16)泄漏到所述排气管道(18)。该油密封系统还包括缓冲气体管道(40)，该缓冲气体管道(40)被布置为将排气从所述排气管道(18)供给到所述密封设备(37)，以对所述密封设备(37)加压。

Description

动力涡轮机单元

技术领域

本发明涉及一种动力涡轮机单元，该动力涡轮机单元包括：涡轮机壳体；排气管道；涡轮机轮，该涡轮机轮具有位于所述排气管道内的叶片；轴，该轴被刚性地连接到所述涡轮机轮并以可旋转方式支撑在所述壳体内；以及油密封系统，该油密封系统包括位于所述涡轮机轮附近的密封设备，该密封设备用于防止油从所述涡轮机壳体沿着所述轴泄漏到所述排气管道。本发明还涉及包括这种动力涡轮机单元的内燃机。根据本发明的动力涡轮机单元偶尔有利地提供给所有类型的内燃机，特别是大型内燃机，例如重型卡车、大客车和建筑车辆中的大型内燃机。

背景技术

例如，从文献DE 10 2005 047 216 A1中已知借助于加压空气来密封涡轮机轴。该加压空气被供给到所述轴的由两个密封元件轴向定界(delimited)的区域。这种解决方案相对复杂，并且它要求从空气压缩机可靠而恒定地供给由压力控制的空气并要求两个高性能密封元件。因此，对于消除了上述缺点的、简化的用于动力涡轮机单元的密封设备，存在着需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种创造性的动力涡轮机单元，其中，至少部分地避免了上述问题。此目的通过权利要求1的特征部分的特征来实现。

本发明涉及一种动力涡轮机单元，该动力涡轮机单元包括：涡轮机壳体；排气管道；涡轮机轮，该涡轮机轮具有位于所述排气管道内的叶片；轴，该轴被刚性地连接到所述涡轮机轮并以可旋转方式支撑在所述壳体内；以及油密封系统，该油密封系统包括位于涡轮机轮附近的密封设备，该密封设备用于防止油从涡轮机壳体沿着所述轴泄漏到所述排气管道。

本发明的特征在于所述油密封系统包括缓冲气体管道，该缓冲气体管道被布置为将排气从所述排气管道供给到所述密封设备，以对所述密封设备加压。

权利要求1中限定的本发明带来了优于现有技术的许多优点。最重要的是，不需要求从外部空气压缩机等供给任何加压空气。结果，不需要主动的气流和压力控制，不需要空气供给管，并且仅要求非常少的加压空气，由此降低了燃料消耗和成本。本发明的解决方案能够自我维持，因此更可靠，且允许发动机的简化组装。

通过实施从属权利要求的特征中的一个或多个，可实现进一步的优点。例如，所述缓冲气体管道可部分地由与所述壳体分开的外缓冲气体管道壁形成。这种设计允许外缓冲气体管道壁在比涡轮机壳体温度高的温度下运行。涡轮机壳体与发动机的布置安装有所述动力涡轮机的其他部分具有相对良好的热连接。例如，涡轮机壳体可刚性地连接到流体联接件，该流体联接件用于将动力涡轮机的旋转动力传输到例如发动机输出轴。这导致了对涡轮机壳体的冷却效果。此外，发动机内的润滑油也对涡轮机壳体具有冷却效果。当热排气接触相对冷的涡轮机壳体时，炭黑和微粒沉积在冷表面上，如果涡轮机壳体形成缓冲气体管道壁，则这可能成为问题。通过部分地由与涡轮机壳体分开的外缓冲气体管道壁形成所述缓冲气体管道，外缓冲气体管道壁可在正确安装的情况下获得比涡轮机壳体温度高的温度，使得排气流中的较少的炭黑和微粒将沉积在外缓冲气体管道壁的表面上，且更多的炭黑和微粒将在排气温度高时被烧掉。

此外，缓冲气体管道可部分地由每个均与所述壳体分开的外缓冲气体管道壁和内缓冲气体管道壁形成。如上所述，彼此分开的内缓冲气体管道壁和外缓冲气体管道壁允许更高的管道壁温度，由此减少了所述缓冲气体管道的内壁上的炭黑和微粒沉积。

此外，所述缓冲气体管道可至少由通过紧固件紧固到所述壳体的外缓冲气体管道壁形成，或者，所述缓冲气体管道可由每个均通过紧固件紧固到所述壳体的所述外缓冲气体管道壁和内缓冲气体管道壁形成。如上所述，内缓冲气体管道壁和/或外缓冲气体管道壁可导致所述缓冲气体管道的壁的更高温度，由此减少了所述缓冲气体管道内侧的捕获和污染。

此外，外缓冲气体管道壁可形成所述排气管道的内壁。外缓冲气体管道壁作为缓冲气体管道壁和排气壁的双重功能导致该外缓冲气体管道壁的更高温度，并允许高温高压的排气简单直接地进入缓冲气体管道中，以将该排气供给到所述密封设备。

此外，内缓冲气体管道壁和/或外缓冲气体管道壁可由金属片材形成。金属片材通常具有高的导热性，高的热形状稳定性和相对成本有效的制造过程。

此外，内缓冲气体管道壁和/或外缓冲气体管道壁可至少部分地由围绕所述轴的环形锥状套筒部分形成。该环形锥状套筒至少部分地限定了具有大的流动面积的缓冲气体管道，从而减少了内部流体动力损失，并实现了足够的缓冲气体流。

此外，所述缓冲气体管道可与所述壳体热隔离。由此，降低了所述壳体的冷却效应，且所述缓冲气体管道壁可达到更高的运行温度，因此减少了炭黑和微粒沉积。

此外，所述热隔离可部分地由空气间隙和/或具有低导热性的隔热材料形成，这种热隔离被布置在所述缓冲气体管道和所述壳体之间。

此外，可通过将所述紧固件设置在所述缓冲气体管道的至少一个轴向端部区域中来部分地实现所述热隔离，尤其是，通过将所述紧固件仅设置在所述缓冲气体管道的一个轴向端部区域中来部分地实现所述热隔离。所述缓冲气体管道的上述紧固件潜在地引起了所述壳体和缓冲气体管道壁之间的增加的热联接，由此降低了所述壁的运行温度。通过将所述紧固件设置在轴向端部区域中，仅需要最少量的紧固件以将缓冲气体管道壁牢固地紧固到所述壳体。

此外，可通过设置在所述紧固件的至少一部分与所述内和/或外缓冲气体管道壁之间的隔热材料来部分地实现所述热隔离。这种设计进一步降低了所述壳体的冷却效应。

此外，所述紧固件可接合在所述内缓冲气体管道壁和/或外缓冲气体管道壁中的孔或凹部内。这种设计允许成本有效地制造所述缓冲气体管道壁。

此外，所述外缓冲气体管道壁可具有第一部分和第二部分，该第一部分形成所述排气管道的一部分，该第二部分朝着所述轴径向向内延伸。这种设计允许外缓冲气体管道壁自身将排气直接引导到所述密封设备，而无需任何中间的气体引导装置，例如管等等。

此外，所述密封设备可包括第一密封部分和第二密封部分，所述第一密封部分从第二密封部分轴向偏移，并且所述缓冲气体管道被布置为将排气供给到由所述第一密封部分和第二密封部分轴向限定的环形腔。该第一密封部分和第二密封部分被构造为将排气流输送经过第一密封部分并进入发动机内，而不将过量的高压排气送给到发动机内。经过所述第一密封部分且进入发动机内的排气流是由所述密封设备的环形腔与发动机内部(即曲轴箱壳体内的压力，也被称为发动机串气压力)之间的压力差引起的。当该压力差为正时，将发生经过第一密封部分的排气流动，从而有效防止了经由该密封设备的油的任何泄漏。然而，过高的流量是不好的，因为这要求增强曲轴箱通风。所述第二密封部分优选被布置为完全防止排气经过第二密封部分逸出该环形腔并进入排气流内，但在实践中，这样的排气流动将几乎总是会发生。

此外，所述第二密封部分部分地由所述外缓冲气体管道壁限定。

此外，所述第二密封部分部分地由布置在所述轴上的至少一个径向突起限定。布置在所述轴上的径向突起可与对面的相对表面协作而形成迷宫密封部(labyrinth seal)，所述迷宫密封部以成本有效且简单的方式实现了足够的密封性能。由于不存在另外的分开的外部密封环等，这种方案也是特别稳健且是免维护的。

此外，可在所述排气管道的壁中设有至少一个排气入口，用于将排气从所述排气管道输送到所述缓冲气体管道中。这种布置的优点如下：在无需额外部件的情况下，为缓冲气体管道提供了具有足够压力的热排气。有利地，该至少一个排气入口可直接设置在所述外缓冲气体管道壁中。这简化了动力涡轮机单元的制造，并使热的加压排气在通过该排气入口时能够直接进入所述缓冲气体管道。

此外，该至少一个排气入口可形成为NACA入口。这种设计允许排气的良好流入，且排气流在排气管道内的扰动小。

此外，所述排气管道可以是扩散器管道，并且所述至少一个入口可布置在所述扩散器管道的下游区域中，在该下游区域中，排气静压被构造为高于所述扩散器管道的上游区域中的排气静压。升高的排气静压意味着改善了到排气管道中的排气入口内的流动，从而，总是可以在所述密封设备处提供足够的压力以防止油泄漏。

此外，所述至少一个入口可在涡轮机轮的下游布置在所述排气管道内。将该入口布置在涡轮机轮的下游允许更短的缓冲气体管道，因为所述密封设备也布置在涡轮机轮的下游。

本发明还涉及包括涡轮增压器和动力涡轮机单元的内燃机，其中，所述动力涡轮机单元布置在所述涡轮增压器的下游且经由流体联接件和齿轮系连接到发动机曲轴。

附图说明

在下文给出的本发明的详细描述中，参考了如下附图，其中：

图1示出了根据本发明的具有动力涡轮机单元的涡轮复合单元的总体视图；

图2示出了图1的动力涡轮机单元的更近的视图；

图3示出了图1的动力涡轮机单元的透视图；并且

图4示出了图1的缓冲气体管道壁的分解图。

具体实施方式

在下文中结合附图详细描述本发明的多种方面，以阐述(但并非限制)本发明，其中相同的附图标号指示相同的元件，并且本发明的多个方面的变型不限于所特别示出的实施例，而是适用于本发明的其他变型。

图1示出了根据本发明的具有动力涡轮机单元2的涡轮复合单元1的总体视图。涡轮复合单元1主要包括连接到下游动力涡轮机单元2的上游涡轮增压器3。涡轮增压器3包括由来自内燃机的排气提供动力的涡轮增压器涡轮机4。在涡轮增压器3的排气入口8和排气出口9之间，排气具有第一压降和温度降低，所述压降被涡轮增压器涡轮机轮4转化为驱动涡轮增压器压缩机轮5的动能，该涡轮增压器压缩机轮5将压缩空气送给到发动机。涡轮增压器3是常规的涡轮增压器，其具有涡轮机轮壳体10、压缩机轮壳体11和将涡轮机轮4与压缩机轮5旋转连接的轴12。

从涡轮增压器3的出口9离开的排气被引导到动力涡轮机单元2的轴向流动涡轮机轮6。在动力涡轮机单元2的入口13和出口14之间，排气具有第二压降和温度降低，该压降被涡轮机轮6转化为动能，此动能经由旋转轴16、驱动齿轮15、齿轮系和流体联接件(未示出)供给到发动机曲轴。

动力涡轮机单元2包括：两件式涡轮机壳体17a、17b；排气管道18，该排气管道18用于将排气从入口13输送到环形收集器部分19；涡轮机轮6，该涡轮机轮6具有位于排气管道18内的叶片；轴16，该轴16被刚性地连接到涡轮机轮6且通过滑动轴承20、21以可旋转方式支撑在壳体17b中内。润滑油通道22设置在壳体17b内，以将润滑油提供给滑动轴承20、21，并且，壳体17b的中空内部23连通到内燃机的湿槽润滑系统。

从涡轮增压器3进入动力涡轮机单元2的入口13中的排气首先被拱形嘴24和相应地形成的外环形壁25朝着位于涡轮机轮6上游的静止环形轮叶阵列26引导。该排气然后经过涡轮机轮6的叶片，这些叶片被成形为使得涡轮机轮被致动而旋转。在已越过涡轮机轮6且更接近环形收集器部分19时，排气流的速度降低一定的程度，且排气静压相应地增加。

将排气从涡轮机轮6输送到环形收集器部分19的所述排气管道由具有截头圆锥形弯曲形状或钟口形状的外环形套筒部分和内环形套筒部分30、31形成，使得排气流61可有效地从经过涡轮机轮6时的轴向流动方向改变为进入环形收集器部分19时的更径向的流动方向，所述这些都通过尽可能消除流动损失来实现。内套筒部分31具有许多功能。它用作排气的引导壁。它还用作防止壳体17b、轴承20、21和润滑油由于热排气而被过度加热的热屏蔽件。此外，如下文中将更详细说明的，它还用作缓冲气体管道。

如图2中更详细示出的，该动力涡轮机单元包括油密封系统，该油密封系统具有位于涡轮机轮6附近的密封设备37，用于防止润滑油从涡轮机壳体17b的内部23沿着轴16泄漏到轴向经过涡轮机轮6的排气流中。涡轮机轮6以相当大的速度(例如最高约50000rpm)旋转，从而在涡轮机轮6的径向内侧区域35处生成了与涡轮机轮6的外侧区域36处的排气压力相比降低了的排气压力。这种排气压力差部分地由作用在涡轮机轮6附近的排气上的离心力引起。同时，壳体17b的内部23处的油雾压力随着油泵运行等而变化，并且，在一定的运行条件期间，该油雾压力比涡轮机轮6的内侧区域35处的排气压力高。此压力差可能产生从壳体17b的内部23到排气流中的油泄漏。所泄漏的油然后与排气混合，从而导致增加的排放、增加的润滑油消耗、排气后处理系统的中毒。所述油泄漏也可能导致在第一密封部分39和第二密封部分41处的有害的润滑油积碳。

该油密封系统包括缓冲气体管道40，该缓冲气体管道40布置为将排气从排气管道18供给到密封设备37，以对密封设备37加压。通过经由缓冲气体管道40供给加压的排气来提供对密封设备37的加压。具有比壳体17b的内部23处的油雾压力高的压力的、加压的密封设备有效防止了沿着轴16的任何油泄漏。然而，油泄漏仍可能在特定的运行条件期间发生，例如在低发动机负荷且高涡轮机轮速度期间，因为在此运行条件下，密封设备37内的压力和所述内侧区域35处的压力可能不足，即低于壳体17b内的压力。

内套筒部分31由外缓冲气体管道壁45和内缓冲气体管道壁46形成，该内缓冲气体管道壁46与外缓冲气体管道壁45基本平行地延伸。内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45一起限定了环形缓冲气体管道40。内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45由金属片材或类似的合适的金属合金制成，且通过至少一个紧固件固定到壳体17b。因此，内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45是与壳体17a、17b分开的单独部分。

内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45还包括形成内套筒部分31的第一部分45a、46a以及朝着轴16径向向内延伸的第二部分45b、46b。第二部分45b、46b从套筒部分31的邻近涡轮机轮6的前部分延伸。第二部分45b、46b或多或少地在与轴16的轴线垂直的平面内延伸。因此，由内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45形成的环形缓冲气体管道40从所述第一部分45a、46a中的入口48延伸到所述第二部分45b、46b的位于轴16的外表面附近的区域。

内套筒部分31用作缓冲气体管道，以将高压排气输送到环形腔47，该环形腔47在轴向上由第一和第二密封部分39、41限定且在径向向内方向上由轴16限定。第一和第二密封部分39、41与所供给的高压排气流61相互作用，以在靠近涡轮机轮6的环形腔47内提供所期望的提高的排气压力。环形腔47因此形成了高压区域，该高压区域产生了经过第一密封部分39且进入壳体17b内的排气流，从而有效防止了经由轴6的向外泄漏。此排气可从发动机例如通过现有的曲轴箱通风系统被通风。

在涡轮机轮6的内侧区域35处具有较低排气压力的运行条件(例如会造成高离心力的、低输出功率和高发动机转速情况)期间，一定量的排气将从环形腔47向外逸出，经过第二密封部分41而进入涡轮机轮6的所述内侧区域35中并随后回到排气流61内。一定量的高压排气也将从环形腔47经由第一密封部分39逸出并进入壳体17b的内部23。流过第一和第二密封部分39、41的排气的量分别取决于多个变量和运行条件，且它们的比例可例如大约为50/50。排气入口48、缓冲气体管道40、第一和第二密封部分39、41都被选择且设定尺寸，以便提供经过第一密封部分39并进入壳体17b内的足够的排气流，从而防止或至少减少经过所述密封设备的泄漏，但也要防止将过量的排气供给到壳体17b内。

第一密封部分39可包括两个静止的静态密封构件，所述静态密封构件具有安装在旋转轴16和壳体17b之间的双活塞环设备的形式。活塞环50可布置在轴16的外表面中的凹槽内，用于在环形腔47内的压力和壳体17b的内部23的压力之间存在高的压力差时防止活塞环50轴向移位。活塞环50被设定尺寸以向壳体17b的内壁施加夹紧压力，并且，经过活塞环50的排气流将因此在每个单独的活塞环50与轴16中的相关凹槽的底壁之间流动。

第二密封部分41可包括一个或多个周向延伸的径向突出的突起51，所述突起51在第二密封部分41的区域中设置在轴16上。周向延伸的突起51可具有一个或多个分立的环的形式。突起51可直接形成在轴16的外表面中或形成在安装于该轴上的单独构件上，如图2所示。所述突起可与外缓冲气体管道壁45的第二部分45b的轴向突起58协作，以形成稳健的非接触的迷宫式密封部分。许多其他的密封构造也可用于第一和第二密封部分39、41。例如，第一和/或第二密封部分39、41可以是单活塞环或双活塞环密封型的，或是迷宫密封型的。

根据一个方面，目的是降低被积聚和捕获在上述排气循环通道中的炭黑的水平。特别地，使用柴油燃料的内燃机可能在某些运行模式下产生大量的炭黑微粒，这可能堵塞和阻断通过缓冲气体管道40的排气循环通道。动力涡轮机单元2尝试通过如下的设计来降低被捕获的炭黑的可能性：该设计允许缓冲气体管道40的壁45、46达到并维持非常高的温度。可以相信，缓冲气体管道40的壁的高温减少了炭黑积聚和堵塞，因为减少了炭黑微粒在壁45、46上的附着。通过将内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45提供为与壳体17b分开的单独构件，降低了壳体17b的冷却效应，且内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45可达到更高的连续运行温度。如果缓冲气体管道40替代地由所述壳体自身内的通道形成或如果所述壳体已形成了内缓冲气体管道壁，则这些缓冲气体管道壁将具有更低的运行温度，这是由于向发动机的其他大的静止壳体部分具有良好热传递的壳体17b的冷却效应以及壳体17b内的被冷却的油。

因此，提供了减小内和外缓冲气体管道壁45、46与壳体17b之间的热传递能力的措施。第一措施是内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45的低热传递安装。这是通过以下方式实现的：即，最小化所述壁45、46和壳体17b之间的接触点的数目和面积，以及使用由隔热材料制成的间隔件来实现内缓冲气体管道壁46和壳体17b之间的间隙。缓冲气体管道壁45、46的第一部分45a、46a优选仅与壳体17b具有一个接触区域53。此接触区域优选被最小化且可在周向上是连续的或不连续的。

内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45的第二部分45b、45b设有用于收容轴向延伸的螺纹紧固件49的孔口53、60，所述紧固件49与壳体17b内的螺纹孔接合，从而在内缓冲气体管道壁46b的第二部分和壳体17b之间提供隔热的第一间隔件59以保证它们之间的一定间隙。在内缓冲气体管道壁46b和外缓冲气体管道壁45b之间也可设置一些间隔构件，以在所述螺纹紧固件拧紧时使缓冲气体管道40保持打开。

替代地或另外，部分地由具有低导热性的隔热材料形成的缓冲气体管道壁45、46的热隔离件可布置在内缓冲气体管道壁46和壳体17b之间。

外缓冲气体管道壁45中的排气入口48可具有许多不同的形式。在此，重要的方面是到缓冲气体管道40中的足够的排气供给和到排气流61中的低水平的流动损失。入口48例如可形成为NACA入口，以允许将足够的排气供给到缓冲气体管道40内，同时实现经过内套筒部分31的排气流61上的低扭曲(distortion)。所述入口的尺寸、形状、位置和数目可根据每个具体安装的需求而变化。至少一个入口48在涡轮机轮6的下游布置在所述排气管道中。

优选地，入口48的位置相对靠近内套筒部分31的下游端，在轴向排气流61被重新引导为速度低得多的环形气流的区域内。静态气体压力被构造为在内套筒部分31的下游端内比其更上游的位置处高，主要是因为排气管道的上游区域中的气体速度比下游区域中的气体速度高。排气管道18也被称为扩散器管道。

图3和图4更详细地示出了内套筒部分31的构造和形状以及它与壳体17b的组装。如上文提到的，内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45彼此稍微间隔开地布置，以形成缓冲气体管道40，所述缓冲气体管道40被构造为将排气流输送到环形腔47中。内套筒部分31用于将离开涡轮机轮6的或多或少的轴向排气流动重新引导到环形收集器部分19内的环形气流中。内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45具有截头圆锥环形形状。内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45优选通过螺纹构件49紧固到壳体17b。内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45中的每一个均可形成为单一件，或由多个部件组装而成。在所公开的实施例中，内缓冲气体管道壁46被形成为单一件，而外缓冲气体管道壁45由两个构件45、45b形成，即弯曲的环形壁45和平坦的盘45b。这两个部分通过压配合、焊接、钎焊、机械夹紧、粘合或任何其他类似的方法相互结合。将外缓冲气体管道壁45的第二部分45b形成为单独的平坦盘具有以下优点：实现了更刚性的盘，但仍保持轻薄的外缓冲气体管道壁、简化的制造、和降低的成本。

螺纹构件49被布置为穿过内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45并将它们靠着壳体17b的壁夹紧。第一间隔件59优选布置在内缓冲气体管道壁46和壳体17b之间，以降低由于从壁46到壳体17b的热对流而导致的热损失。外缓冲气体管道壁45必须从内缓冲气体管道壁46偏移，以形成缓冲气体管道40。这种偏移可整体地形成在外缓冲气体管道壁45的第二部分45b中，例如通过具有在材料保持的形状变形过程中的拉制过程来形成。在图3中，围绕每个紧固孔53的圆形区域被拉制而形成外间隔件52，所述外间隔件52能够邻接内缓冲气体管道壁的第二部分46b。

图3和图4中还示出了三个径向导向销54，所述导向销54位于壳体17b中的轴向延伸的孔口55内。导向销54用于确保内缓冲气体管道壁46和外缓冲气体管道壁45的正确径向位置。内缓冲气体管道壁46具有轴向圆形开口56，所述轴向圆形开口56配合在三个导向销54上，并且，位于外缓冲气体管道壁45的第二部分45b的径向内侧部分处的突起58能够被推动到导向销54下方。相对于外缓冲气体管道壁45的第二部分45b的径向位置而言的相对高的精确度对于实现环形相对表面42相对于第二密封部分41的同轴定位是有利的，使得实现了密封设备37的腔47内的正确内部压力。

权利要求中的提到的附图标记不应视为限制被权利要求保护的主旨范围，其唯一的功能是使权利要求更容易理解。

应当理解，本发明可具有多种明显的方面的变型，所有这些变型都不偏离所附权利要求的范围。因此，附图及其描述应视为本质上是示例性而非限制性的。

Claims (23)

1.动力涡轮机单元(2)，包括：

涡轮机壳体(17a、17b)；

排气管道(18)；

涡轮机轮(6)，所述涡轮机轮(6)具有位于所述排气管道(18)内的叶片；

轴(16)，所述轴(16)被刚性地连接到所述涡轮机轮(16)并以可旋转方式支撑在所述壳体(17b)内；以及

油密封系统，所述油密封系统包括位于所述涡轮机轮(6)附近的密封设备(37)，用于防止油从所述涡轮机壳体(17)沿着所述轴(16)泄漏到所述排气管道(18)中，其特征在于，所述油密封系统包括缓冲气体管道(40)，所述缓冲气体管道(40)被布置为将排气从所述排气管道(18)供给到所述密封设备(37)，以对所述密封设备(37)加压。

2.根据权利要求1所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述缓冲气体管道(40)部分地由与所述壳体(17a、17b)分开的外缓冲气体管道壁(45)形成，尤其是，部分地由每个均与所述壳体(17a、17b)分开的外缓冲气体管道壁(45)和内缓冲气体管道壁(46)形成。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述缓冲气体管道(40)至少由通过紧固件(49)紧固到所述壳体(17b)的外缓冲气体管道壁(45)形成。

4.根据权利要求3所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述缓冲气体管道(40)由每个均通过至少一个紧固件(49)紧固到所述壳体(17b)的所述外缓冲气体管道壁(45)和内缓冲气体管道壁(46)形成。

5.根据前述权利要求2至4中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述外缓冲气体管道壁(45)形成所述排气管道(18)的内壁。

6.根据前述权利要求2至5中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述内缓冲气体管道壁(46)和/或外缓冲气体管道壁(45)由金属片材形成。

7.根据前述权利要求2至5中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述内缓冲气体管道壁(46)和/或外缓冲气体管道壁(45)至少部分地由围绕所述轴(16)的环形锥状套筒部分形成。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述缓冲气体管道(40)与所述壳体(17a、17b)热隔离。

9.根据权利要求8所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述热隔离部分地由所述缓冲气体管道(40)和所述壳体(17b)之间的空气间隙形成。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述热隔离至少部分地由布置在所述缓冲气体管道(40)和所述壳体(17)之间的具有低导热性的隔热材料形成。

11.根据前述权利要求8至10中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，通过将所述至少一个紧固件(49)设置在所述缓冲气体管道(40)的至少一个轴向端部区域中来部分地实现所述热隔离，尤其是，通过将所述至少一个紧固件(49)仅设置在所述缓冲气体管道(40)的一个轴向端部区域中来部分地实现所述热隔离。

12.根据前述权利要求8至11中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，通过在所述至少一个紧固件(49)的至少一部分与所述内和/或外缓冲气体管道壁(45、46)之间提供隔热材料来部分地实现所述热隔离。

13.根据前述权利要求3、4、11或12中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述至少一个紧固件(49)被接合在所述壳体(17b)中的孔(55)内。

14.根据前述权利要求3、4或11-13中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述至少一个紧固件(49)被接合在所述内缓冲气体管道壁(46)和/或外缓冲气体管道壁(45)中的孔(53、60)或凹部内。

15.根据前述权利要求2至14中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述外缓冲气体管道壁(45)具有第一部分(45a)和第二部分(45b)，所述第一部分(45a)形成所述排气管道(18)的一部分，所述第二部分(45b)朝着所述轴(16)径向向内延伸。

16.根据前述权利要求2至15中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述密封设备(37)包括第一密封部分(39)和第二密封部分(41)，所述第一密封部分(39)从所述第二密封部分(41)轴向偏移，并且所述缓冲气体管道(40)被布置为将排气供给到由所述第一密封部分(39)和第二密封部分(41)轴向限定的环形腔(47)内。

17.根据前述权利要求2至16中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述第二密封部分(41)部分地由所述外缓冲气体管道壁(45)限定。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述第二密封部分(41)部分地由布置在所述轴(16)上的至少一个径向突起(51)限定。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，在所述排气管道(18)中设有至少一个排气入口(48)，用于将排气从所述排气管道(18)输送到所述缓冲气体管道(40)中。

20.根据权利要求19所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述至少一个排气入口(48)被形成为NACA入口。

21.根据权利要求18至20中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述排气管道(18)是扩散器管道，并且所述至少一个入口(48)布置在所述扩散器管道的下游区域中，在该下游区域中，排气静压被构造为高于所述扩散器管道的上游区域中的排气静压。

22.根据权利要求19至21中的任一项所述的动力涡轮机单元，其特征在于，所述至少一个入口(48)在所述涡轮机轮(6)的下游布置在所述排气管道(18)中。

23.内燃机，所述内燃机包括涡轮增压器(3)和根据前述权利要求1至22中的任一项所述的动力涡轮机单元(2)，其中，所述动力涡轮机单元(2)布置在所述涡轮增压器(3)的下游且通过流体联接件和齿轮系(15)连接到发动机曲轴。