CN111043082A - 压缩机和用于在压缩机中组装致动设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩内燃机的加压空气的压缩机，其具有压缩机外壳，其中形成加压空气可在流动方向上流动通过的压缩机的加压空气通道。压缩机具有致动设备，该致动设备布置在加压空气通道上以用于调整加压空气通道的可供供气流动通过的横截面。致动设备具有流动装置和线性致动器，其中流动装置可通过线性致动器的与流动装置相切定向的移动而被置于至少一个闭合位置中和/或至少一个打开位置中。以此方式可调整加压空气通道的可供空气流动通过的横截面。根据本发明，容纳线性致动器的外壳主体一体地形成在压缩机外壳上。压缩机外壳的闭合盖使外壳主体以相对于外部环境的气密方式闭合以及由此闭合压缩机外壳。本发明还涉及一种在压缩机中组装致动设备的方法。

Description

压缩机和用于在压缩机中组装致动设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于压缩内燃机的增压空气的压缩机以及用于在压缩机中组装致动设备的方法。

背景技术

压缩机的通用设计具有压缩机入口和压缩机出口，用于压缩加压空气的叶轮布置在压缩机入口与压缩机出口之间。压缩机入口和压缩机出口就气流而言借助于加压空气流动路径而彼此连接。为了使压缩机的特性曲线延长超过喘振线，具有可调节流动装置的致动设备以及用于对叶轮的流入和流出区域中的流动装置进行致动的驱动器常常布置在压缩机中。流动装置通常包括多个元件，所述多个元件可借助于驱动器相对于彼此调节且通过此手段可更改加压空气流动路径的流动横截面。通过此手段，致动设备可影响加压空气的流动，其方式为使得限制效果得以减少或避免。一般来说，致动设备中的流动装置由驱动器致动—通常为电子或气动或液压线性致动器。这里，线性致动器通常被安装为压缩机上的外壳中的独立组件。

DE 3 320 699 C2公开用于压缩机的这种线性致动器。线性致动器被集成到外壳中且推抵安装在外壳上的块，以便调节流动装置的致动环或致动冲杆。WO 2008 155 400A1和US 2017 298 943 A1各自公开一种线性致动器，其被凸缘连接到压缩机外壳的外部上。这里，线性致动器通过线性致动器与压缩机外壳之间的凸缘而与压缩机内部密封。DE 3711 224 C2公开一种用于对流动装置的致动环进行致动的致动杆。这里，对致动杆进行致动的电动机位于压缩机外部。US 4 890 977 A公开一种用于对流动装置的致动环进行致动的线性致动器。US 2010 129 205 A1公开一种压缩机外壳，致动器被插入所述压缩机外壳中且由帽覆盖。这里，致动器未连接到压缩机的内部空间。US 8 641 363 B2公开一种集成到压缩机外壳中的致动器。这里，致动器通过孔径连接到压缩机的内部空间且通过此手段被加压空气冷却。

使用布置在压缩机外壳外部的线性致动器的缺点在于线性致动器的轴或致动器杆必须穿过压缩机外壳。轴或制动杆与压缩机外壳之间的连接点必须以复杂方式通过移动密封件进行密封。致动设备的位于压缩机外壳外部的组件暴露于灰尘和腐蚀且必须被额外保护。如果线性致动器布置在单独的外壳中，那么其暴露于辐射热，特别是暴露于位于发动机室中的排气侧，且因此暴露于高温，且必须以复杂方式屏蔽或冷却这些不利因素屏蔽。

因此，本发明的目标是提出一种用于通用类型的压缩机的改进的或至少替代形式的实施例，其中所描述的缺点被至少部分地克服。本发明的另一个目标是提供一种用于在压缩机中组装致动设备的简化方法。

发明内容

根据本发明，所述目标通过独立权利要求的主题解决。有利形式的实施例是从属权利要求的主题。

提供一种用于压缩内燃机的加压空气的压缩机。这里，压缩机具有压缩机外壳，其中形成压缩机的加压空气通道，加压空气可在流动方向上流动通过所述加压空气通道。压缩机还具有致动设备，所述致动设备布置在加压空气通道上以用于调整加压空气通道的可供空气流动通过的横截面。致动设备具有流动装置和线性致动器，其中流动装置可由于与流动装置相切地布置的线性致动器的移动而被置于至少一个闭合位置中和/或至少一个打开位置中。通过此手段，有可能调整加压空气通道的可供空气流动通过的横截面。根据本发明，容纳线性致动器的外壳主体一体地形成在压缩机外壳上。此外，压缩机外壳的闭合盖闭合外壳主体以及由此闭合压缩机外壳，使得其相对于外部环境是气密的。

在本发明中，加压空气通道应被理解为压缩机外壳的区段，加压空气可流动通过所述区段，且所述区段在加压空气的流动方向上具有小的宽度或高度。加压空气通道的宽度或高度实质上由流动装置在流动方向上的宽度或高度限定。除了外壳主体外，压缩机外壳可包括螺旋主体和入口主体以容纳线性致动器。螺旋主体形成压缩机的螺旋，且容纳压缩机的叶轮。压缩机的加压空气入口可形成在入口主体中，加压空气可通过所述加压空气入口流动到叶轮。这里，加压空气区段可布置在压缩机外壳中的叶轮的上游而且还有下游两者。螺旋主体和入口主体可优选地形成容纳腔室以用于容纳流动装置，所述容纳腔室径向布置在加压空气通道外部以及叶轮的上游。

在根据本发明的压缩机中，线性致动器布置在压缩机外壳中，从而使得用于线性致动器的独立外壳不是必要的。外壳主体由闭合盖以相对于外部环境的气密方式而密封以及由此密封压缩机主体，且动态按压的移动密封件在这里不是必要的，原因是线性致动器完全布置在压缩机外壳中。概括地说，与常规方案相比，压缩机的构造可被简化，且线性致动器可被保护免于辐射热、灰尘和腐蚀。形成线性致动器的电力电缆或数据电缆可有利地通过闭合盖中的开口布设且开口可相对于外部环境而密封。流动装置可例如为孔口板布置、导向叶片的上游排、导向叶片的下游排或可变扩散器。

可有利地提出闭合盖有待被按压或旋拧到外壳主体上以及由此被按压或旋拧到压缩机外壳上。出于此目的，外壳主体可具有压缩凸缘以及由此压缩机主体可具有压缩凸缘，闭合盖可以密封方式在所述压缩凸缘上固定就位。盖密封件可布置在闭合盖与外壳主体之间，且因此布置在闭合盖与压缩机外壳之间，所述盖密封件使外壳主体相对于外部环境而密封以及由此密封压缩机外壳。这里，盖密封件不承受任何动应力，从而使得压缩机外壳的耐用和简单密封成为可能。

在本发明的压缩机的有利实例中，提出线性致动器具有冲杆。这里，冲杆结合流动装置的工作表面起作用，且借助于与流动装置相切的移动使流动装置进入至少一个闭合位置中或至少一个打开位置中。冲杆可被设计成在其与工作表面相互作用的纵向末端处是凸出的，且工作表面可被设计成是弯曲的。替代地，冲杆可被设计成在其与工作表面相互作用的纵向末端处是平坦的，正如工作表面同样为平坦的。流动装置可例如为孔口板布置，其具有致动环以及在加压空气通道中固定就位或一体地形成在加压空气通道中的承载环，其中流可穿过的开口通过致动环相对于承载环的旋转而打开或闭合。线性致动器接着按照预期与致动环相互作用且相对于承载环对致动环进行调节。对应地，流可穿过的开口完整地或至少部分地在至少一个打开位置中打开，且完整地或至少部分地在至少一个闭合位置中闭合。线性致动器可具有机电或气动或液压致动器，所述机电或气动或液压致动器与流动装置相切地致动线性致动器的冲杆。

有利地，可提出致动设备设置有复位装置。复位装置接着在与冲杆相反的方向上与流动装置相互作用，且使流动装置进入至少一个打开位置中或至少一个闭合位置中。复位装置优选地具有至少一个弹簧，从而使得致动设备可以特别简化和稳固的方式构造而成。此外，流动装置可借助于弹簧加载的耐用接触件而直接且无间隙地铰接。复位装置和流动装置可有利地形成引入压缩机外壳中的组合件单元。这里，组合件单元在压缩机外壳中固定就位，其方式为使得线性致动器可在组装方向上被引入外壳主体中，且因此被引入压缩机外壳中，且可由此以相互作用方式与复位装置耦合。这里，组装方向平行于线性致动器的相切定向移动。通过此手段，线性致动器可以简化方式安装在压缩机外壳中。替代地，复位装置和线性致动器可形成组合件单元，其中组合件单元可在组装方向上被引入外壳主体中且因此被引入压缩机外壳中。这里，组装方向平行于线性致动器的相切定向移动。替代地，线性致动器的冲杆可以形状配合或材料结合的方式在工作表面上固定就位，使得复位装置不是必要的。

在压缩机的实例中，有利地提出线性致动器有待在组装方向上被引入外壳主体中、且因此被引入压缩机外壳中。这里，组装方向平行于线性致动器的与流动装置相切定向的移动。在组装期间，线性致动器接着可在组装方向上被引入外壳主体中，且闭合盖可使外壳主体闭合以及由此闭合压缩机外壳。通过此手段，线性致动器的组装可被显著简化。

线性致动器的冲杆可有利地在组装方向上导引通过外壳主体的相对于线性致动器的组装方向径向延伸的底部。由于线性致动器的组装方向平行于线性致动器的与流动装置相切定向的移动，因此当线性致动器被插入外壳主体中时线性致动器的冲杆还可与流动装置相互作用。通过此手段，可消除使冲杆与流动装置对准的需要且简化了线性致动器的组装。为了保护线性致动器的致动器组件免于压缩机外壳中占主导的压力，可提出外壳主体的底部由冲杆密封件密封，所述冲杆密封件围绕被导引通过底部的线性致动器的冲杆，由此使外壳主体中的线性致动器的致动器组件对于压缩机的加压空气通道密封。

在压缩机的有利设计中，提出外壳主体的底部在组装方向上形成用于线性致动器的止挡件。替代地，线性致动器可在闭合盖上固定就位。这里，闭合盖优选地通过线性致动器的包覆模制或通过线性致动器上的注塑模制而产生。在两种设计中，线性致动器在被插入外壳主体中时在组装方向上固定就位，使得可省略随后线性致动器与流动装置和特别是线性致动器的冲杆与工作表面的正确间隔的对准。通过此手段，线性致动器的组装可被简化。

概括地说，发明性压缩机的构造被显著简化。线性致动器被布置在压缩机外壳中，因此消除对用于线性致动器的独立外壳以及动态应力移动密封件的需要。线性致动器还被广泛地保护而免于辐射热、灰尘和腐蚀。

本发明还涉及一种用于在上述压缩机中组装致动设备的方法。这里，致动设备的流动装置被布置在压缩机的加压空气通道上。出于此目的，流动装置可例如置于压缩机外壳的容纳腔室中，且可接着通过入口主体和螺旋主体而在容纳腔室中固定就位。致动设备的线性致动器接着在组装方向上被引入一体地形成在压缩机外壳上的外壳主体中，且通过此手段被布置成以便与流动装置相互作用。闭合盖以相对于外部环境的气密方式密封外壳主体以及由此密封压缩机外壳。

由附属权利要求、图、以及参考图的有关描述得出本发明的其它重要特征和优点。

应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，以上所提及的特征和以下有待解释的那些不仅可以所指定的特定组合使用，而且还可以其它组合或孤立地使用。

本发明的实施例的优选实例在图中示出且在以下描述中更详细地解释，其中相同参考符号是指相同或类似或功能上等同的组件。

附图说明

这里，以图解形式，在每个情况下：

图1示出根据本发明的在致动设备的组装期间的压缩机的细节视图；

图2和图3示出根据本发明的具有致动设备的不同设计的压缩机的细节视图；

图4到图6示出根据本发明的具有含复位装置的致动设备的压缩机的细节视图。

具体实施方式

图1示出在组装过程中的发明性压缩机1的细节视图。这里，压缩机1具有压缩机外壳2，其中形成压缩机1的加压空气通道3，加压空气可在流动方向12上流动通过所述加压空气通道3。这里，加压空气通道3由压缩机外壳2的空气可流动通过的区段形成。压缩机1还具有致动设备4以用于调整加压空气通道3的可供空气流动通过的横截面。这里，致动设备4包括流动装置5—这里，孔口板布置5—以及线性致动器6。这里，线性致动器6具有线性移动冲杆7和机电或气动或液压致动器8。外壳主体9一体地形成在压缩机外壳2上，线性致动器6可在与孔口板布置5相切的组装方向10上被引入所述外壳主体9中。冲杆7在组装方向10上对准，使得冲杆7的移动与孔口板布置5相切且平行于组装方向12。

闭合盖11使外壳主体9以相对于外部环境的气密方式而闭合以及由此闭合压缩机外壳2。为了使闭合盖11在外壳主体9上固定就位以及由此在压缩机外壳2上固定就位，外壳主体9具有压缩凸缘17以及由此压缩机外壳2具有压缩凸缘17，在线性致动器6已被插入外壳主体9中之后闭合盖11支撑在所述压缩凸缘17上。闭合盖11可被旋拧到压缩凸缘17上。在实施例的此实例中，闭合盖11在线性致动器6上固定就位，从而使得线性致动器6通过在压缩凸缘17上固定就位的闭合盖11而在组装方向10上固定就位。

在使用方法13在压缩机1中组装致动设备4的过程中，致动设备4的孔口板布置5首先布置在加压空气通道3上。线性致动器6接着在组装方向10上被引入一体地形成在压缩机外壳2上的外壳主体9中，且由此被布置成以便与孔口板布置5相互作用。外壳主体9由闭合盖11以相对于外部环境的气密方式而闭合以及由此闭合压缩机外壳2。

图2和图3示出发明性压缩机1的其它视图。这里，为了简洁起见，压缩机1的入口端口未示出。在实施例的此实例中，孔口板布置5具有致动环14和承载环15。承载环15与加压空气通道3—且因此与压缩机外壳2固定就位或一体地形成—且致动环14布置在承载环15上，使得其可旋转。另外，工作表面16被设计在致动环14上，线性致动器6的冲杆7与所述工作表面16相互作用。与孔口板布置5相切定向的移动使冲杆7压抵工作表面16，从而使致动环14相对于承载环15旋转。通过此手段，线性致动器6使孔口板布置5进入至少一个闭合位置中或进入至少一个打开位置中。在图3中，冲杆7通过形状配合单元18在工作表面16上确定地固定就位，从而使得致动环14也可由冲杆7复位。在图2中，冲杆7并未在工作表面16上固定就位。这里，致动环14可由复位装置—这里未示出而复位。

图4到图6示出发明性压缩机1的其它视图。这里，在每个情况下致动设备4具有复位装置19的不同设计。在图4中，复位装置19具有支柱弹簧20，且在图5中为渐开弹簧21。在与这些的偏差中，图6中的复位装置19具有螺旋张力弹簧22a和螺旋压缩弹簧22b。无论其设计如何，复位装置19在与冲杆7相反的方向上与孔口板布置5一起作用，且使致动环14相对于承载环15预加载。

概括地说，与常规方案相比，发明性压缩机1的构造可被简化，且线性致动器6可被保护免于辐射热、灰尘和腐蚀。

Claims (13)

1.一种用于压缩内燃机的加压空气的压缩机(1)，其中

-所述压缩机(1)具有压缩机外壳(2)，在所述压缩机外壳(2)中形成所述压缩机(1)的加压空气通道(3)，所述加压空气能够在流动方向(12)上流动通过所述加压空气通道(3)，其中

-所述压缩机(1)具有致动设备(4)，所述致动设备(4)布置在所述加压空气通道(3)上以用于调整所述加压空气通道(3)的能够供空气流动通过的横截面，其中

-所述致动设备(4)具有流动装置(5)和线性致动器(6)，所述流动装置(5)用于影响加压空气通过所述加压空气通道(3)进行的流动，其中

-通过所述线性致动器(6)的与所述流动装置(5)相切定向的移动，所述流动装置(5)能够被置于至少一个闭合位置中和/或至少一个打开位置中，以此方式能够调整所述加压空气通道(3)的能够供空气流动通过的横截面，

其特征在于，

-容纳所述线性致动器(6)的外壳主体(9)一体地形成在所述压缩机外壳(2)上，

并且，

-所述压缩机外壳(2)的闭合盖(11)以相对于外部环境的气密方式闭合所述外壳主体(9)以及由此闭合所述压缩机外壳(2)。

2.根据权利要求1所述的压缩机，

其特征在于，

-所述闭合盖(11)被按压或旋拧到所述外壳主体(9)上以及由此被按压或旋拧到所述压缩机外壳(2)上，

和/或

-盖密封件布置在所述闭合盖(11)与所述外壳主体(9)之间，并且因此布置在所述闭合盖(11)与所述压缩机外壳(2)之间，并且相对于所述外部环境密封所述外壳主体(9)和由此密封所述压缩机外壳(2)。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，

其特征在于，

所述线性致动器(6)具有机电或气动或液压致动器(8)。

4.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，

其特征在于，

所述线性致动器(6)具有冲杆(7)，所述冲杆(7)与所述流动装置(5)的工作表面(16)相互作用，且通过与所述流动装置(5)相切地定向的移动使所述流动装置(5)进入所述至少一个闭合位置中或所述至少一个打开位置中。

5.根据权利要求4所述的压缩机，

其特征在于，

-所述冲杆(7)被设计成在其与所述工作表面(16)相互作用的纵向末端处是凸出的，且所述工作表面(16)被设计成是弯曲的，

或者

-所述冲杆(7)被设计成在其与所述工作表面(16)相互作用的纵向末端处是平坦的，所述工作表面(16)同样为平坦的。

6.根据权利要求4或5所述的压缩机，

其特征在于，

所述致动设备(4)具有复位装置(19)，所述复位装置(19)优选地具有至少一个弹簧(20、21、22a、22b)，所述复位装置(19)在与所述冲杆(7)相反的方向上与所述流动装置(5)相互作用，且使所述流动装置进入所述至少一个打开位置中或进入所述至少一个闭合位置中。

7.根据权利要求6所述的压缩机，

其特征在于，

-所述复位装置(19)和所述线性致动器(6)形成组合件单元，其中所述组合件单元能够在所述组装方向(10)上被引入所述外壳主体(9)中并由此被引入所述压缩机外壳(2)中，所述组装方向(10)平行于所述线性致动器(6)的与所述流动装置(5)相切定向的移动，

或者

-所述复位装置(19)和所述流动装置(5)形成被引入所述压缩机外壳(2)中的组合件单元，其中

所述线性致动器(6)能够在所述组装方向(10)上被引入所述外壳主体(9)并由此被引入所述压缩机外壳(2)中，由此能够以相互作用的方式与所述复位装置(19)耦合。

8.根据权利要求4或5所述的压缩机，

其特征在于，

所述线性致动器(6)的所述冲杆(7)以形状配合或材料结合方式在所述工作表面(16)上固定就位。

9.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，

其特征在于，

-所述线性致动器(6)能够在所述组装方向(10)上被引入所述外壳主体(9)中并由此被引入所述压缩机外壳(2)中，所述组装方向(10)平行于所述线性致动器(6)的与所述流动装置(5)相切定向的移动。

10.根据权利要求9所述的压缩机，

其特征在于，

所述线性致动器(6)的所述冲杆(7)在所述组装方向(10)上被导引通过所述外壳主体(9)的相对于所述线性致动器(6)的所述组装方向(10)径向延伸的底部。

11.根据权利要求10所述的压缩机，

其特征在于，

所述外壳主体(9)的所述底部被冲杆密封件密封，所述冲杆密封件围绕被导引通过所述底部的所述线性致动器(6)的所述冲杆(7)，由此使得所述外壳主体(9)中的所述线性致动器(6)对于所述压缩机(1)的所述加压空气通道(3)密封。

12.根据权利要求10或11中的一项所述的压缩机，

其特征在于，

-所述外壳主体(9)的所述底部在所述组装方向(10)上形成用于所述线性致动器(6)的止挡件，

或者

-所述线性致动器(6)优选地通过所述线性致动器(6)的包覆模制而在所述组装方向(10)上在所述闭合盖(11)上固定就位。

13.一种用于在压缩机(1)中组装致动设备(4)的方法(13)，所述压缩机根据前述权利要求中的一项设计，其中

-所述致动设备(4)的流动装置(5)被布置在所述压缩机(1)的加压空气通道(3)中，其中

-所述致动设备(4)的线性致动器(6)在所述组装方向(10)上被引入一体地形成在所述压缩机外壳(2)上的外壳主体(9)中，且因此被布置成以便与所述流动装置(5)相互作用，且其中

-闭合盖(11)以相对于外部环境的气密方式闭合所述外壳主体(9)和由此闭合所述压缩机外壳(2)。

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