CN108350751A - 具有用于流路连接的滑块的涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有涡轮机(3)的涡轮增压器(1)，废气能从两个流路通道(5、6)被输送给所述涡轮机，分离壁(7)在所述两个流路通道之间延伸，在该分离壁中构成有可关闭的流路连接开口(4)，其中，该流路连接开口(4)能通过板形的滑块(8)被关闭，该滑块能沿着其板平面(xy)在各所述流路通道(5、6)之间滑动。此外，本发明涉及一种具有这样的涡轮增压器(1)的机动车。

Description

具有用于流路连接的滑块的涡轮增压器
技术领域
本发明涉及一种具有涡轮机的涡轮增压器，废气能从两个流路通道被输送给所述涡轮机，分离壁(所谓的流路分离器)在所述两个流路通道之间延伸，在该分离壁中构成有可关闭的流路连接开口。此外，本发明涉及一种具有这样的涡轮增压器的机动车。
背景技术
已知如下的废气涡轮增压器，在这些废气涡轮增压器中，涡轮机由两个流路通道被供给、即被供给两个彼此分离的废气流。所述两个流路通道能通过流路连接开口、即可关闭的开口可选地互相连接。在四缸内燃发动机中，例如所述流路通道中的一个流路通道将第1和第4气缸中的废气流引导至废气涡轮增压器的涡轮机的入口，而所述流路通道中的另一个流路通道将第2和第3气缸中的废气流引导至废气涡轮增压器的涡轮机的入口。在低负载范围内有利的是，所述流路连接开口闭合，以便一个气缸的波动不会传输到另一个气缸上。此外，闭合的流路连接开口在单个气缸方面导致从该气缸到涡轮机入口的废气流的横截面较窄，这在低负载范围内导致较好的能量利用。在额定功率范围内或大功率范围内，较大的横截面是有利的，因而流路连接开口是打开的并且来自所述气缸之一的废气因此在流路连接开口的下游能够流到两个流路通道中(横截面增大)。这也导致，在额定功率范围内排气背压能够降低。
迄今为止的流路连接要么构造为节流阀、要么构造为片状阀或圆盘阀。这些解决方案具有如下缺点：它们可能影响流动走向，因为它们即使在打开状态下也部分地伸入到流动中或需要较耗费的措施来避免这种情况。另一个缺点是，迄今为止的解决方案要求多的结构空间。
发明内容
因此本发明的任务是，设置一种具有流路通道的连接的涡轮增压器，所述连接具有有利的流动特性。所述任务利用一种根据权利要求1所述的涡轮增压器以及一种根据权利要求12所述的车辆来解决。本发明的有利的进一步扩展方案是从属权利要求的技术方案。
根据本发明的一种实施例提供一种具有涡轮机的涡轮增压器，废气能从两个流路通道被输送给所述涡轮机，分离壁在所述两个流路通道之间延伸，在该分离壁中构成有可关闭的流路连接开口，其中，该流路连接开口能通过板形的滑块被关闭，该滑块能沿着其板平面在各所述流路通道之间滑动。该实施例具有如下优点：所述滑块允许该滑块布置在通道的侧面并且由此能够构造得具有大的直径并且足够长，以便确保良好的操纵和良好的密封，而没有不利地影响流动。在滑块的打开和闭合状态下，在所述两个流路通道中不存在干扰体。在滑块打开时，串扰流动由于流路通道的直接相邻的位置而能够构造得非常有利。整体上能够实现比在现有技术中更有利的流动情况。通过使用滑块以及因此可能的外部位置，引导装置能够设有需要的引导面和间隙并且由此能够防止夹紧。此外，所述引导装置由于其外部位置而被取走较高的温度。此外，气体力大部分垂直于滑块的运动方向，从而在调节系统中产生小的保持力。
根据本发明的另一种实施例，在所述滑块的闭合状态下，滑块的前端部布置在流路连接开口内，并且所述滑块的外表面贴靠在所述流路连接开口的内表面上。
根据本发明的另一种实施例，所述滑块在其板平面中并且横向于滑动方向朝向前端部渐缩。该实施例的优点是：所述滑块由于该形状直接在开始打开运动之后从完全闭合位置与流路连接开口的内表面脱开，由此能够实现容易的打开操纵并且避免在滑块与流路连接开口之间的夹紧。此外，该形状能够实现：滑块在闭合状态下能够利用预紧力贴靠在流路连接开口的整个内表面上。
根据本发明的另一种实施例，流路连接开口的内表面和滑块的外表面之中的一个构成为凹形的，而另一个构成为凸形的。该实施构造的优点是：滑块因此在闭合过程期间被引导并且在闭合过程中滑块的外表面穿入到流路连接开口的内表面中。此外，所述内表面由此能够在滑块的完全闭合状态下接收沿z轴方向的力。
根据本发明的另一种实施例，所述涡轮增压器还具有壳体并且具有可固定在该壳体上的罩盖，所述流路通道构成在所述壳体中，所述滑块在流路连接开口的打开状态下至少一半地被容纳在所述罩盖中。
根据本发明的另一种实施例，所述涡轮增压器具有滑动元件，所述滑块构成在该滑动元件的一个端部上并且该滑动元件具有板形的引导盘，该引导盘的板平面垂直于滑块的板平面，其中，所述滑块元件的引导盘限制滑块的滑动运动。
根据本发明的另一种实施例，在所述罩盖与所述壳体之间布置有引导板，该引导板由罩盖压靠到壳体上并且该引导板具有引导间隙，该引导间隙的沿相对于所述滑块的板平面的法向方向的尺寸基本上等于所述滑块的沿相对于所述滑块的板平面的法向方向的尺寸。作用是使流路通道相对于罩盖密封或至少减少废气的流入。此外，所述引导板15用作用于滑块的扭转止动器。
根据本发明的另一种实施例，所述引导盘由罩盖的内表面来引导。因此，所述罩盖不仅实现引导任务而且实现密封任务。
根据本发明的另一种实施例，所述滑动元件在关于引导盘与滑块相反的一侧上具有引导柱，该引导柱由引导套筒包围，该引导套筒又由罩盖保持。
根据本发明的另一种实施例，用于操纵滑动元件的致动杆借助球窝关节嵌接到所述引导柱中。通过借助球窝关节的连接能够补偿制造公差或安装公差。
根据本发明的另一种实施例，所述引导盘具有贯通孔或具有安置在该引导盘的外周上的槽。因此避免在打开和闭合滑块时的压差。
此外，本发明涉及一种具有根据上述权利要求之一所述的涡轮增压器的机动车。
附图说明
接下来参照附图说明本发明的各优选实施例。以下在所述附图中：
图1示出根据本发明的一种实施例的涡轮增压器；
图2a示出根据本发明的一种实施例的涡轮增压器的涡轮机的双流路入口区域的三维剖视图，其中，闭合的滑块关闭流路连接开口；
图2b示出图2a的技术方案，其中滑块是打开的，以便打开流路连接开口；
图3a根据本发明的第一种实施例示出流路连接开口的内表面以及滑块的外表面，以及
图3b根据本发明的第二种实施例示出流路连接开口的内表面以及滑块的外表面。
具体实施方式
图1示出尤其是用于机动车的具有压缩机2的涡轮增压器1，该压缩机用于压缩内燃发动机的吸入空气。所述压缩机2与涡轮机3布置在同一个轴上，该涡轮机由从内燃发动机的气缸中排出的废气流来驱动并且因此驱动抗转动地与该涡轮机连接的压缩机2。用虚线示出的框架大致标明涡轮机3的以下详细说明的入口区域。
图2a和2b示出根据本发明的一种实施例的涡轮增压器1的涡轮机3的双流路入口区域的三维剖视图。在图2a中流路连接开口4是封闭的，而在图2b中该流路连接开口是打开的。
在涡轮增压器1中，两个流路通道5和6从内燃发动机的未示出的气缸通至涡轮机3的空气入口。在此，所述流路通道5和6是互相分离的构造在同一壳体中的流动通道，涡轮机也由该壳体容纳。在所述流路通道5和6之间存在分离壁7(所谓的流路分离器)，该分离壁将直接相邻的流路通道5和6彼此分离。流路通道5和6的壁与容纳涡轮机的壳体构成为一体的、尤其是构成为整体的。流路通道5和6在涡轮机侧端部与气缸侧端部之间通过流路连接开口4互相连接。除了该流路连接开口4之外，在流路通道5和6的涡轮机侧端部与气缸侧端部之间不存在流体连接。所述流路连接开口4能借助滑块8闭合，从而流路通道5和6在涡轮机侧端部与气缸侧端部之间完全彼此分离。另一方面，在收回滑块8时能够释放流路连接开口4，从而流路连接开口4是打开的。优选地，在运行中仅使用滑块8的完全打开位置和完全闭合位置，但中间位置也是可想到的并且是可能的。对于打开和闭合流路连接开口4的优点和原因已经在说明书引言中提及并且在此不应该再重复。
滑块8在该实施例中构成为滑动元件9的一部分，该滑动元件在前端部上具有滑块8、紧接着该滑块具有引导盘10并且紧接着该引导盘具有引导柱11。所述引导盘10被完全容纳在罩盖12中，该罩盖被直接固定、例如被拧紧在构成流路通道的壳体上。
在图2a和2b中分别标绘一个直角坐标系，所述直角坐标系的x轴对应于滑动元件9和滑块8的纵向方向，滑动元件9/滑块8沿该纵向方向可移动。y轴垂直于x轴并且z轴垂直于x轴和y轴。
滑块8是板形的、优选具有平坦的上侧和平坦的下侧，所述上侧和所述下册彼此平行地延伸。因此，滑块的板形状形成与xy平面平行的平面。滑块8在其垂直于纵轴线、即平行于y轴的板平面中朝向其前端部或者说朝向其引导端部渐缩。滑块8的前端部被倒圆。流路连接开口4在xy平面内基本上是U形的并且具有梯形渐缩部，该梯形渐缩部具有朝向滑块8敞开的一侧。当沿着z轴看时，流路连接开口4的指向滑块8的内表面13的轮廓走向等于滑块8的指向内表面13的外表面14的轮廓走向。在滑块8的闭合状态下，滑块8的外表面14在内表面13的整个长度上贴靠在该内表面上并且流路连接开口4然后理想地是流体闭合的。滑块8在组装好的状态下所延伸通过的开口15设置用于在制造过程中构造流路连接开口4和/或加工内表面13。为了闭合该开口15而设有引导板16。该引导板构成为板形的并且具有圆形外周。居中地设有间隙，该间隙被这样确定尺寸，使得滑块8在闭合状态下精确地配合通过。引导板16由罩盖12压靠到形成流路通道的壳体上并且因此被固定。作用是使流路通道5、6相对于罩盖12密封或至少减少废气的流入。此外，引导板15用作用于滑块8的扭转止动器。
引导盘10是板形的、优选以具有圆形外周的板的形式。引导盘10的沿径向向外指向的面在罩盖12的第一柱形区段的内表面上滑动，由此引导盘10在移动时由罩盖12的该内表面来引导。相邻地在远离流路通道的一侧上，罩盖12设有第二柱形区段，该第二柱形区段的直径小于第一柱形区段的直径。两个柱形区段通过端壁连接。在第二柱形区段中插入引导套筒17，该引导套筒对引导柱11进行引导。
滑动元件9的运动沿推入方向或者说闭合方向可以通过引导盘10贴靠到引导板16上和/或通过外表面14贴靠到内表面13上而被限制。在闭合状态下，滑块的外表面14在预紧力下贴靠在流路连接开口4的内表面13上，从而实现尽可能好的密封。此外，引导盘10在预紧力下也能够贴靠到引导板16上，从而也在这些元件之间实现尽可能好的密封。
滑动元件9的运动沿拉出方向或者说打开方向可以通过引导盘10贴靠到罩盖12的端壁的内侧上而被限制。在完全打开的状态下，引导盘10在预紧力下贴靠在罩盖12的端壁上，从而在其间实现尽可能好的密封。
为了避免在打开和闭合滑块8时的压差，引导盘10设有贯通孔18或在外周上引入的空隙或槽(未示出)。
图3a根据本发明的第一种实施例示出流路连接开口4的内表面13以及滑块8的外表面14。在所示出的状态下，滑块8是完全闭合的，从而内表面13贴靠到外表面14上。如可看出的，不仅内表面13而且外表面14尤其是在其整个长度上呈直线地并且平行于z轴延伸。
图3b根据本发明的第二种实施例示出流路连接开口4的内表面113以及滑块8的外表面114。在所示出的状态下，滑块8是完全闭合的，从而内表面113贴靠到外表面114上。内表面113和外表面114与内表面13和外表面14的区别分别仅在于下面说明的轮廓。在xz平面中的横截面中，内表面113的轮廓是凹形的，而外表面114的轮廓是凸形的。这也可以是反过来的。该实施构造的优点是：滑块8因此在闭合过程期间被引导并且在闭合过程中滑块8的外表面114穿入到流路连接开口4的内表面113中。此外，内表面113由此能够在滑块8的完全闭合状态下接收沿z轴方向的力。
在附图和上述说明中详细地阐述和说明了本发明，但这些阐述和说明应理解为阐述性的或示例性的、而不是限制性的，并且意图不在于将本发明限于所公开的实施例。在不同从属权利要求中提到特定特征的纯粹事实不应意味着也不能有利地使用这些特征的组合。

Claims (12)

1.具有涡轮机(3)的涡轮增压器(1)，废气能从两个流路通道(5、6)被输送给所述涡轮机，分离壁(7)在所述两个流路通道之间延伸，在该分离壁中构成有可关闭的流路连接开口(4)，其中，该流路连接开口(4)能通过板形的滑块(8)被关闭，该滑块能沿着其板平面(xy)在各所述流路通道(5、6)之间滑动。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器(1)，其中，在所述滑块(8)的闭合状态下，滑块(8)的前端部布置在流路连接开口(4)内，并且滑块(8)的外表面(14；114)贴靠在流路连接开口(4)的内表面(13；113)上。
3.根据上述权利要求之一所述的涡轮增压器(1)，其中，所述滑块(8)在其板平面(xy)中并且横向(y)于滑动方向(x)朝向前端部渐缩。
4.根据上述权利要求之一所述的涡轮增压器(1)，其中，流路连接开口(4)的内表面(113)和滑块(8)的外表面(114)之中的一个构成为凹形的，而另一个构成为凸形的。
5.根据上述权利要求之一所述的涡轮增压器(1)，所述涡轮增压器还具有壳体并且具有可固定在该壳体上的罩盖(12)，所述流路通道(5、6)构成在该壳体中，所述滑块(8)在流路连接开口(4)的打开状态下至少一半地被容纳在所述罩盖中。
6.根据上述权利要求之一所述的涡轮增压器(1)，所述涡轮增压器具有滑动元件(9)，所述滑块(8)构成在该滑动元件的一个端部上并且该滑动元件具有板形的引导盘(10)，该引导盘的板平面(yz)垂直于滑块(8)的板平面(xy)，其中，所述滑块元件(9)的引导盘(10)限制滑块(8)的滑动运动。
7.根据权利要求5所述的涡轮增压器(1)，其中，在所述罩盖(12)与所述壳体之间布置有引导板(16)，该引导板由罩盖(12)压靠到壳体上并且该引导板具有引导间隙，该引导间隙的沿相对于所述滑块的板平面的法向方向的尺寸基本上等于所述滑块的沿相对于所述滑块的板平面的法向方向的尺寸。
8.根据引用权利要求5的权利要求6所述的涡轮增压器(1)，其中，所述引导盘(10)由罩盖(12)的内表面来引导。
9.根据权利要求6所述的涡轮增压器(1)，其中，所述滑动元件(9)在关于引导盘(10)与滑块(8)相反的一侧上具有引导柱(11)，该引导柱由引导套筒(17)包围，该引导套筒又由罩盖(12)保持。
10.根据权利要求9所述的涡轮增压器(1)，其中，用于操纵滑动元件(9)的致动杆借助球窝关节嵌接到所述引导柱(11)中。
11.根据权利要求6、8、9或10所述的涡轮增压器(1)，其中，所述引导盘(10)具有贯通孔(18)或具有安置在该引导盘的外周上的槽。
12.机动车，该机动车具有根据上述权利要求之一所述的涡轮增压器(1)。
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