CN110088446B - 用于内燃机的涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的涡轮增压器(2)，其包括用于相应管道(7、8、9)的至少三个接头(4、5、6)，其中，所述至少三个接头(4、5、6)设置在涡轮增压器(2)的相同侧面上，并且所述涡轮增压器(2)构造成使得所述管道(7、8、9)能利用一个共同的螺钉(13)装配在所述至少三个接头(4、5、6)上，并且至少所述接头之中的第一接头(4)具有凸起(14)，所述管道之中的第一管道(7)的第一法兰(10)能按照卡口式连接的方式从下面嵌接到该凸起下方。本发明还涉及一种用于将管道(7、8、9)装配在所述涡轮增压器(2)上的方法和一种包括所述涡轮增压器的机动车(1)。

Description

用于内燃机的涡轮增压器

技术领域

本发明涉及一种用于尤其是机动车用内燃机的涡轮增压器。

背景技术

现代的机动车通常具有涡轮增压器，利用该涡轮增压器能在空气被引入机动车的内燃机的燃烧室中之前压缩空气。借此，通过提高燃烧室中的可供使用的氧气量，可以提高内燃机的功率。

在已知的涡轮增压器中通常必需的是，尤其是将涡轮增压器的轴支承在油中。尤其是，已知的涡轮增压器为此通常具有油接头。也有此外用水冷却的涡轮增压器。为此，这样的涡轮增压器具有借以能将水通过冷却管道在涡轮增压器之内引导的接头。

在已知的具有多个油接头或水接头的涡轮增压器中，安装和拆卸涡轮增压器通常是麻烦的。必须将多个管道连接到涡轮增压器上或从涡轮增压器拆卸。这通常由于涡轮增压器以与其它构件紧密相邻的方式设置在机动车的发动机舱中而变得困难。根据用于油和水的接头的设置情况，此外麻烦地引导相应的管道通过发动机舱可能是必需的。这也会使涡轮增压器的安装或拆卸变困难。

发明内容

由此出发，这里的本发明的目的在于，解决或至少减少结合现有技术描述的技术问题。尤其是应提出一种用于内燃机的涡轮增压器，该涡轮增压器能特别简单地装配。

所述目的利用一种如下所述的用于内燃机的涡轮增压器实现。在权利要求书中单独说明的各特征能以任意的技术上有意义的方式相互组合并且可以由说明书中的阐述的事实补充，其中，给出了本发明的进一步的实施方案。

按照本发明提出一种用于内燃机的涡轮增压器。该涡轮增压器包括用于相应管道的至少三个接头，其中，所述至少三个接头设置在涡轮增压器的相同侧面上，并且所述涡轮增压器构造成使得所述管道能利用一个共同的螺钉装配在所述至少三个接头上，并且至少所述接头之中的第一接头具有凸起，所述管道之中的第一管道的第一法兰能按照卡口式连接的方式从下面嵌接到该凸起下方。

内燃机尤其是可以适合于机动车。内燃机优选具有多个气缸作为燃烧室，在这些燃烧室中燃料可以和空气燃烧。优选地，空气可以从内燃机的周围环境经由进气管引入燃烧室中。在此，优选可以经由涡轮增压器压缩空气。涡轮增压器优选经由内燃机的排气驱动(排气涡轮增压器)。为此，涡轮增压器优选具有排气区域，该排气区域集成在内燃机的排气设备中并且在该排气区域之内排气可以实现驱动涡轮增压器。此外，涡轮增压器优选具有压缩区域，该压缩区域集成在内燃机的进气管中并且在该压缩区域中可以压缩空气。涡轮增压器的排气区域优选包括至少一个排气涡轮机，该排气涡轮机可由排气驱动。排气涡轮机的在此产生的旋转运动优选通过驱动轴传递到在涡轮增压器的压缩区域中的压缩装置上。通过压缩装置可在压缩区域内压缩空气。

所述至少三个接头尤其是可以用于冷却和润滑涡轮增压器。经由相应的管道优选可以将冷却剂(例如水)和/或润滑剂(例如油)导入涡轮增压器中和/或从该涡轮增压器导出。在涡轮增压器之内，为此优选设有连接在接头上的冷却管道和/或润滑剂管道。

在装配状态下，管道优选连接在各自相应的接头上。涡轮增压器的特别简单的装配可通过如下方式实现，即，所述至少三个接头设置在涡轮增压器的相同侧面上。尤其是，因此可以放弃围绕涡轮增压器引导管道。在所描述的涡轮增压器中，通过如下方式可以有利于接头这样设置在涡轮增压器的相同侧面上，即，相应的管道通过所述共同的螺钉保持。如果每个管道例如通过一个自己的螺钉保持，则出于可装配性的原因可能必需的是，将各接头彼此较远间隔开地并且尤其是在涡轮增压器的不同侧面上设置。

优选地，所述至少三个接头设置在一个共同的平面中，其中，所述至少三个接头通过在涡轮增压器壳体的一个平面中的开口构成。在这种情况下，设置在涡轮增压器的相同侧面上可理解成所述至少三个接头构成在壳体的相同的平面中。

即使所述至少三个接头不是设置在一个共同的平面中，所述至少三个接头也可以在这里使用的定义的意义上设置在涡轮增压器的相同侧面上。优选的是，所述至少三个接头设置成使得相应的管道在装配状态下彼此平行地延伸。平行延伸的管道在这里可理解成管道至少在所述至少三个接头的紧邻的周围环境中平行地延伸。因此，如果一个管道连接在一个设置在涡轮增压器侧面的接头上并且这个管道从在该管道中的一弯曲部开始平行于一个连接在涡轮增压器上侧上的接头上的管道延伸，则这些管道在接头的紧邻的周围环境中不是彼此平行地延伸。

即使管道不是如所描述的那样平行地延伸，所述至少三个接头也可以在这里使用的定义的意义上设置在涡轮增压器的相同侧面上。为此，涡轮增压器假想地由一个平面分开，该平面包括涡轮增压器的重心或者至少涡轮增压器的组成部分(例如压缩区域和排气区域之间的支承壳体)的重心。如果存在至少一个这样的平面，在该平面中所述至少三个接头设置在平面的相同侧面上，则这些接头被看作是设置在涡轮增压器的相同侧面上。

管道可以利用所述共同的螺钉装配在所述至少三个接头上。在装配状态下，各管道优选利用所述共同的螺钉保持在各自相应的接头上。通过为各管道使用所述共同的螺钉，在安装或拆卸涡轮增压器时拧紧或松脱所述一个共同的螺钉就足够了。不必为每个管道拧紧或松脱一个自己的螺钉。

在涡轮增压器的一种优选的实施方式中，所述至少三个接头设置在涡轮增压器的支承壳体上。

所述支承壳体优选设置在涡轮增压器的排气区域和压缩区域之间并且优选地至少包围涡轮增压器的驱动轴。支承壳体也可以称为支承座。在这些术语的另一定义下，支承壳体包括一个或多个支承座。在这里，所述至少三个接头设置在支承壳体上是指所述至少三个接头在壳体的外侧上设置在涡轮增压器的如下位置处，在该位置处驱动轴在壳体之内延伸。这尤其是意味着，所述至少三个接头优选设置在驱动涡轮机和压缩装置之间。

驱动轴在油中的冷却和/或支承尤其是优选在驱动轴的周围环境中和因而尤其是在支承壳体之内。为此，在该实施方式中，所述至少三个接头设置在涡轮增压器的支承壳体上。

在涡轮增压器的一种进一步优选的实施方式中，各接头之中的至少一个第一接头具有凸起，各管道之中的第一管道的第一法兰能按照卡口式连接的方式从下面嵌接到该凸起下方。

管道的法兰优选可理解成构造成围绕管道的(连接到涡轮增压器上的)端部环绕的板。法兰优选(至少基本上)垂直于管道设置在管道的端部上。

优选地，不是将第一管道以第一管道在装配状态下所处的定向插装到第一接头上。更确切地说，优选的是，第一管道插装到第一接头上并且接着以至少90°、尤其是至少130°的角度绕第一管道的轴线转动。通过转动第一管道，第一法兰的一部分优选从下面嵌接到第一接头的凸起下方。只要第一管道不从该位置重新转回，第一管道就通过第一法兰和凸起固定在第一接头上。优选的是，第一法兰构造成绕第一管道不是旋转对称的，而是具有非对称性。由此，当将第一管道插装到第一接头上时，可以将第一法兰从凸起旁引导经过。只有通过转动第一管道，法兰才从下面嵌接到凸起下方。

在管道和接头之间的卡口式连接可理解成：管道能插装到接头上并且通过转动而固定在接头上。在所描述的涡轮增压器中，卡口式连接优选通过第一法兰实现，该第一法兰能通过转动第一管道而从下面嵌接到凸起下方并且因而能将第一管道固定在第一接头上。

在涡轮增压器的一进一步优选的实施方式中，在各接头之中的第二接头与各接头之中的第三接头之间设有用于所述共同的螺钉的螺纹。

通过所述共同的螺钉，优选将至少第二管道和第三管道保持在各自相应的接头上。因此，在第二接头和第三接头之间设置螺纹是有利的。螺纹优选构成在支承壳体的材料中。

在涡轮增压器的一种进一步优选的实施方式中，第一接头和第三接头构成为用于冷却涡轮增压器的水接头，而第二接头构成为用于润滑涡轮增压器的油接头。

在涡轮增压器运行时，驱动轴以高的转速转动。尤其是因此优选的是，至少驱动轴支承在油中。涡轮增压器中的油也可以用于冷却。经由构造成油接头的第二接头，优选可以将油输入给涡轮增压器。为此，例如可以将油从内燃机的油底壳或从自己的储备容器经由油接头引入涡轮增压器中。涡轮增压器还可以具有油出口，油可以经由该油出口从涡轮增压器重新排出，以便例如重新输入给油底壳或储备容器。替代地优选的是，构造成油接头的第二接头用于将油从涡轮增压器排出。在这种情况下，涡轮增压器优选还具有油进口。构造成油接头的第二接头也可以用于使油进入涡轮增压器中以及(在另外的时刻)用于将油从涡轮增压器中排出。

涡轮增压器的冷却优选至少部分地通过水冷却实现。为此，涡轮增压器优选具有冷却管道，该冷却管道在第一接头和第三接头之间延伸。涡轮增压器优选经由第一接头和第三接头集成到机动车的冷却循环回路中。例如(必要时带有添加剂例如防冻剂的)冷却水可以在该冷却循环回路中循环。所述冷却循环回路优选具有至少一个冷却器，经由该冷却器能冷却冷却剂。

在涡轮增压器的一种进一步优选的实施方式中，各管道之中的第二管道连接在第二接头上并且各管道之中的第三管道连接在第三接头上，其中，第二管道具有第二法兰，而第三管道具有第三法兰，并且第二法兰和第三法兰这样搭接，使得第二管道和第三管道利用所述共同的螺钉保持在涡轮增压器上。

在装配状态下，第二法兰优选至少部分地贴靠在第三法兰上。所述共同的螺钉优选设置在第二法兰和第三法兰通过该彼此贴靠而搭接的区域内。所述共同的螺钉优选穿过第二法兰和第三法兰延伸直至涡轮增压器的支承壳体中的螺纹中。通过所述共同的螺钉得以保持第二和第三管道。借此，这两个管道能通过拧紧或松脱所述共同的螺钉连接到涡轮增压器上或从该涡轮增压器拆卸。

第二接头和第三接头优选这样设置，使得靠近支承壳体设置的法兰的厚度得到补偿。如果例如第二法兰贴靠在支承壳体上，则第三接头优选相对于第二接头错开第二法兰的厚度，使得第三法兰能至少部分地贴靠在第二法兰上。

在涡轮增压器的一种进一步优选的实施方式中，第一管道连接在第一接头上，在此，第一法兰和第二法兰这样成形，使得第一法兰至少被第二法兰不可相对转动地保持，从而只要第二管道连接在第二接头上，第一管道的卡口式连接就不会松脱。

在该实施方式中，优选在所有所述至少三个接头上连接各自相应的管道。优选地第一接头和第二接头这样设置，使得第一法兰和第二法兰在这里存在的装配状态下位于一个平面中。此外优选的是，第一法兰和第二法兰至少部分地这样沿侧向彼此贴靠，使得第一法兰不能转动。在这种情况下，第一管道被不可转动地保持。尤其是优选的是，当第一管道这样定向使得该第一管道经由卡口式连接得以保持(亦即第一法兰从下面嵌接到第一接头的凸起下方)时并当第二管道插装到第二接头上时，第一管道不能转动。借此，第一管道能间接地经由第二法兰促成地通过所述共同的螺钉保持在第一接头上。因此利用所述共同的螺钉能将各自相应的管道固定在所有所述至少三个接头上。

作为另一方面，提出一种用于将管道装配在所描述的涡轮增压器上的方法，所述方法至少包括如下方法步骤：

a)将第一管道插装到第一接头上，

b)使第一管道转动，使得第一管道按照卡口式连接的方式保持在第一接头上，

c)将第二管道插装到第二接头上，使得第一法兰被第二法兰不可相对转动地保持，

d)将第三管道插装到第三接头上，以及

e)拧紧所述共同的螺钉，使得第二管道和第三管道通过所述共同的螺钉得以保持。

更前面地针对涡轮增压器描述的特别优点和实施特征可应用和转移到所描述的方法上，并且反之亦然。

所描述的方法步骤优选按所给出的顺序进行。为了从涡轮增压器再拆除管道，所给出的步骤优选相应地以相反的顺序执行。相应的说明在此例如可理解成，在步骤e)中松脱、而不是拧紧所述共同的螺钉，并且将管道拔出、而不是插装。

本发明尤其是应用在包括至少一个如所描述那样构造的涡轮增压器的机动车中。

更前面地针对涡轮增压器和针对方法描述的特别优点和实施特征可应用和转移到所描述的机动车上。

附图说明

下面依据附图更详细地阐述本发明和技术环境。附图示出特别优选的实施例，但本发明不限于这些实施例。尤其是要指出：附图和尤其是示出的大小比例仅仅是示意性的。图中：

图1示出具有涡轮增压器的机动车的示意图，和

图2示出图1中的涡轮增压器的俯视图。

具体实施方式

图1示出具有用于(未示出的)内燃机的涡轮增压器2的机动车1。在涡轮增压器2的支承壳体3上连接有第一管道7、第二管道8和第三管道9。经由第一管道7和第三管道9可以将冷却水引导通过涡轮增压器2用以冷却。经由第二管道8可以将油输入给涡轮增压器2用以支承(未示出的)驱动轴。

图2示出图1中的涡轮增压器2的一部分的俯视图。尤其是可看到涡轮增压器2的支承壳体3。在支承壳体3的所示出的侧面上设置有第一接头4、第二接头5和第三接头6。第一管道7连接在第一接头4上。在此，第一管道7的第一法兰10按照卡口式连接的方式从下面嵌接到第一接头4的凸起14下方。第二管道8具有第二法兰11。第三管道9具有第三法兰12。第二法兰11和第三法兰12这样搭接，使得第二管道8和第三管道9利用一个共同的螺钉13保持在涡轮增压器2上。用于所述共同的螺钉13的螺纹设置在第二接头5和第三接头6之间。

第一法兰10和第二法兰11这样成形，使得第一法兰10至少被第二法兰11不可相对转动地保持，从而只要第二管道8连接在第二接头5上，第一管道7的卡口式连接就不会松脱。

第一接头4和第三接头6构成为用于冷却涡轮增压器2的水接头15。第二接头5构成为用于润滑涡轮增压器2的油接头16。

附图标记列表

1 机动车

2 涡轮增压器

3 支承壳体

4 第一接头

5 第二接头

6 第三接头

7 第一管道

8 第二管道

9 第三管道

10 第一法兰

11 第二法兰

12 第三法兰

13 共同的螺钉

14 凸起

15 水接头

16 油接头

Claims (8)

1.用于内燃机的涡轮增压器(2)，包括用于相应管道(7、8、9)的至少三个接头(4、5、6)，其中，所述至少三个接头(4、5、6)设置在涡轮增压器(2)的相同侧面上，并且所述涡轮增压器(2)构造成使得所述管道(7、8、9)能利用一个共同的螺钉(13)装配在所述至少三个接头(4、5、6)上，并且至少所述接头之中的第一接头(4)具有凸起(14)，所述管道之中的第一管道(7)的第一法兰(10)能按照卡口式连接的方式从下面嵌接到该凸起下方。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器(2)，其中，所述至少三个接头(4、5、6)设置在所述涡轮增压器(2)的支承壳体(3)上。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器(2)，其中，在各所述接头之中的第二接头(5)和各所述接头之中的第三接头(6)之间设置有用于所述共同的螺钉(13)的螺纹。

4.根据权利要求3所述的涡轮增压器(2)，其中，所述第一接头(4)和所述第三接头(6)构成为用于冷却涡轮增压器(2)的水接头(15)，并且所述第二接头(5)构成为用于润滑涡轮增压器(2)的油接头(16)。

5.根据权利要求3所述的涡轮增压器(2)，其中，各所述管道之中的第二管道(8)连接在第二接头(5)上并且各所述管道之中的第三管道(9)连接在第三接头(6)上，所述第二管道(8)具有第二法兰(11)并且所述第三管道(9)具有第三法兰(12)，并且所述第二法兰(11)和所述第三法兰(12)搭接，使得第二管道(8)和第三管道(9)利用所述共同的螺钉(13)保持在涡轮增压器(2)上。

6.根据权利要求5所述的涡轮增压器(2)，其中，第一管道(7)连接在第一接头(4)上，并且所述第一法兰(10)和所述第二法兰(11)这样成形，使得第一法兰(10)至少被第二法兰(11)不可相对转动地保持，从而只要第二管道(8)连接在第二接头(5)上，第一管道(7)的卡口式连接就不会松脱。

7.用于将管道(7、8、9)装配在根据权利要求6所述的涡轮增压器(2)上的方法，其至少包括如下的方法步骤：

a)将第一管道(7)插装到第一接头(4)上，

b)使第一管道(7)转动，使得第一管道(7)按照卡口式连接的方式保持在第一接头(4)上，

c)将第二管道(8)插装到第二接头(5)上，使得第一法兰(10)被第二法兰(11)不可相对转动地保持，

d)将第三管道(9)插装到第三接头(6)上，以及

e)拧紧所述共同的螺钉(13)，使得第二管道(8)和第三管道(9)通过所述共同的螺钉(13)得以保持。

8.机动车(1)，包括至少一个根据权利要求1至6之一所述的涡轮增压器(2)。

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