CN111255558A - 具有入口子组件的涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了具有入口子组件的涡轮增压器，涉及具有压缩机(4)的涡轮增压器(2)，其中入口子组件(10)在介质的流动方向(S)上布置在压缩机(4)的前面，其中入口子组件(10)具有多个区段(12a，12b，12c，12d)，这些区段可以通过致动器(20)从第一位置(I)转换到第二位置(II)，其中多个区段(12a，12b，12c，12d)在第一位置(I)暴露出比第二位置(II)更大的入口面积(E)，并且其中在第一位置(I)中的多个区段(12a，12b，12c，12d)至少部分地容纳在周向凹槽(12)中。

Description

具有入口子组件的涡轮增压器
技术领域
本发明涉及一种具有入口子组件的涡轮增压器。
背景技术
涡轮增压器包括在共同的轴上的涡轮和压缩机。它们被设计为径向流体流动机器，即，排气从外部向涡轮内流动，并且升压空气从压缩机内部向外流动。排气流将旋转赋予涡轮的涡轮叶轮。涡轮的转矩和速度通过共同的轴传递到例如内燃发动机(如火花点火或柴油发动机)的进气道中的压缩机的压缩机叶轮。
压缩机的工作范围可以在较低的质量流量方向上增加。因此，可以通过减小在压缩机叶轮之前的用于升压空气的压缩机入口面积来提高其输送速率。
已知的压缩机被分配有可切换的外围流分离器或可切换的隔膜子组件，以使得能够减小压缩机的入口面积。例如，从US 9822698，US 9708925，GB 957884 A，WO 2018/106620 A1，CN 102840159 B，US 9845723或US 9777737获知这种设备。但是，这些设计非常复杂，并且具有许多组成部件。
因此，需要指出一种能够以特别简单的方式实现压缩机的入口面积的可变设计的方式。
发明内容
本发明的目的通过一种具有压缩机的涡轮增压器来实现，在所述压缩机中，在介质的流动方向上，在压缩机的前方布置有入口子组件，其中入口子组件具有多个区段，这些区段可以借助于致动器从第一位置转变为第二位置，其中多个区段在第一位置暴露比第二位置更大的入口面积，并且其中在第一位置时多个区段至少部分地容纳在周向凹槽中。以这种方式，如果这些区段被容纳在周向凹槽中，则它们不会减小入口面积的尺寸，并且也不会受到例如流动介质(如升压空气)的作用，或不阻碍介质的流动。因此，可以以特别简单的方式使压缩机的入口面积可变。
根据一个实施例，所述区段呈圆环区段的形式，并且在第二位置形成圆环。因此，当所述区段处于第二位置时，可获得相对小的圆形横截面积。因此，横截面形状没有从例如圆形改变为矩形，因此确保了特别均匀的流动。
根据另一实施例，所述区段通过弹簧被弹簧加载在第二位置。因此，在一个方向上作用的致动器就足够了。例如，不需要既可以提供拉力又可以提供压缩力的致动器。
根据另一实施例，至少一个致动器是电磁体。因此，可以使用可靠且同时快速响应的致动器。
根据另一实施例，在每对区段之间布置各自的导轨，每个导轨在周向方向上彼此均匀地间隔开。因此，每个导轨具有双重功能，因为它实现了两个相邻区段的定位。
根据另一个实施例，导轨具有径向向外增加的横截面。因此，每个导轨具有这样的效果，即，区段可以在径向方向上在第一位置和第二位置之间无问题地转换。
根据另一个实施例，导轨具有三角形的横截面。因此，导轨可以具有特别简单的结构。
根据另一实施例，在每个区段上分配有各自的引导凹槽，每个引导凹槽在周向方向上彼此均匀地间隔开。在这种布置中，与导轨一起接合在引导凹槽中的滑块具有这样的效果，即，区段可以在径向方向上在第一位置和第二位置之间无问题地转换。
本发明还包括用于这种涡轮增压器的压缩机和用于这种压缩机的入口子组件。
附图说明
现在借助于附图说明本发明。在附图中：
图1以示意图示出了涡轮增压器的压缩机的入口子组件的平面图，其中该入口子组件的区段处于第一位置。
图2以示意图示出了图1所示的入口子组件的平面图，其中入口子组件的区段处于第二位置。
图3以示意图示出了沿着图2中的线A-B的截面。
具体实施方式
参考图1至图3。
图示了用于对内燃发动机(如，火花点火或柴油发动机)进行涡轮增压的涡轮增压器2的压缩机4。内燃发动机可以是机动车辆的传动系(例如客车的发动机)的牵引马达。
除了压缩机4以外，涡轮增压器2还具有涡轮(未图示)。排气流将旋转赋予涡轮的涡轮叶轮。涡轮的扭矩和转速通过共同的轴传递到压缩机4的壳体8中的压缩机4的压缩机叶轮6，该压缩机叶轮布置在内燃发动机的进气道中。换句话说，在所考虑的说明性实施例中，涡轮增压器2是排气涡轮增压器。
入口子组件10被布置在介质(在这种情况下，介质为升压空气，其随后被输送给内燃发动机)的流动方向S上的压缩机4或压缩机叶轮6的前面。
当需要时，入口子组件10可用于减小用于压缩机4的升压空气的入口面积E。
为此目的，入口子组件10具有多个区段，在所考虑的说明性实施例中，四个区段12a，12b，12c，12d可在第一位置I(见图1)和第二位置II(请参见图2)之间转换。作为与所考虑的说明性实施例的背离，区段12a，12b，12c，12d的数量也可以不同，例如，可以是三、五或六。
每个区段12a，12b，12c，12d呈圆环区段的形式，并且在所考虑的说明性实施例中，形成90°的弧。因此，四个区段12a，12b，12c，12d在装配在一起时形成圆环，当需要时，该圆环减小了用于压缩机4的升压空气的入口面积E。
壳体8在内部具有周向凹槽12，该周向凹槽被设计成容纳区段12a，12b，12c，12d。当区段12a，12b，12c，12d在周向凹槽12中的第一位置I中时，它们暴露出比它们在第二位置II更大的入口面积E，在第二位置II，区段12a，12b，12c，12d形成圆环。
在第一位置I和第二位置II中，入口面积E均具有圆形横截面，即在第一位置I中具有半径R1，而在第二位置II中具有半径R2，其中第一半径R1大于第二半径R2。
区段12a，12b，12c，12d分别被弹簧22a，22b，22c，22d沿径向向内的方向被压入第二位置II。换句话说，区段12a，12b，12c，12d是弹簧加载的。为了将区段12a，12b，12c，12d从第二位置II转换到第一位置I，提供了致动器20，在所考虑的说明性实施例中，所述致动器被设计为电磁体。换句话说，致动器20产生径向向外的拉力，该拉力将区段12a，12b，12c，12d沿径向向外的方向拉入周向凹槽14中。如果致动器20被停用，则弹簧22a，22b，22c，22d确保区段12a，12b，12c，12d再次返回到第二位置II。
为了在第一位置I和第二位置II之间引导区段12a，12b，12c，12d，在所考虑的示例性实施例中的入口子组件10具有导轨16a，16b，16c，16d和引导凹槽18a，18b，18c，18d。
在所考虑的示例性实施例中，提供了四个导轨16a，16b，16c，16d，它们在周向方向上彼此均匀地间隔开，每个导轨均布置在两个相邻的区段12a，12b，12c，12d之间。由于在所考虑的说明性实施例中横截面为三角形，因此导轨16a，16b，16c，16d具有径向向外增加的横截面。因此，当区段12a，12b，12c，12d从第二位置II转换至第一位置I时，导轨16a，16b，16c，16d确保紧邻的区段12a，12b，12c，12d彼此分离。
此外，在所考虑的说明性实施例中，相应的引导凹槽18a，18b，18c，18d被分配给每个区段12a，12b，12c，12d，每个引导槽在周向方向上彼此均匀地间隔开。相应的滑块(未示出)接合在相应的引导凹槽18a，18b，18c，18d中。
因此，导轨16a，16b，16c，16d和具有相应的接合滑块的引导凹槽18a，18b，18c，18d一起在第一位置I和第二位置II之间为区段12a，12b，12c，12d提供引导。
因此，可以借助于布置在涡轮增压器2的压缩机10前面的入口子组件10以特别简单的方式改变入口面积E。
附图标记列表
2 涡轮增压器
4 压缩机
6 压缩机叶轮
8 壳体
10 入口子组件
12a 区段
12b 区段
12c 区段
12d 区段
14 周向凹槽
16a 导轨
16b 导轨
16c 导轨
16d 导轨
18a 引导凹槽
18b 引导凹槽
18c 引导凹槽
18d 引导凹槽
20 致动器
22a 弹簧
22b 弹簧
22c 弹簧
22d 弹簧
Ⅰ 第一位置
Ⅱ 第二位置
E 入口面积
R1 半径
R2 半径
S 流动方向

Claims (10)

1.一种具有压缩机(4)的涡轮增压器(2)，其中入口子组件(10)被布置在介质的流动方向(S)上的所述压缩机(4)的前面，其中所述入口子组件(10)具有多个区段(12a，12b，12c，12d)，所述多个区段能够通过致动器(20)从第一位置(I)转换到第二位置(II)，其中所述多个区段(12a，12b，12c，12d)在所述第一位置(I)暴露出比在所述第二位置(II)更大的入口面积(E)，并且其中在所述第一位置(I)，所述多个区段(12a，12b，12c，12d)至少部分地容纳在周向凹槽(12)中。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器(2)，其中所述区段(12a，12b，12c，12d)呈圆环区段的形式，并且在所述第二位置处形成圆环。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器(2)，其中所述区段(12a，12b，12c，12d)借助于弹簧(22a，22b，22c，22d)被弹簧加载在所述第二位置(II)。
4.根据权利要求1、2或3所述的涡轮增压器(2)，其中所述至少一个致动器(20)是电磁体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮增压器(2)，其中在每对区段(12a，12b，12c，12d))之间布置有相应的导轨(16a，16b，16c，16d)，每个所述导轨在周向方向上彼此均匀地间隔开。
6.根据权利要求5所述的涡轮增压器(2)，其中所述导轨(16a，16b，16c，16d)具有径向向外增加的横截面。
7.根据权利要求6所述的涡轮增压器(2)，其中所述导轨(16a，16b，16c，16d)具有三角形的横截面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的涡轮增压器(2)，其中相应的引导凹槽(18a，18b，18c，18d)被分配给每个所述区段(12a，12b，12c，12d)，每个所述引导凹槽在所述周向方向上彼此均匀地间隔开。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于涡轮增压器(2)的压缩机(4)。
10.根据权利要求9所述的用于压缩机(4)的入口子组件(10)。
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