CN206608219U - 径向涡轮机壳体、径向涡轮机、废气涡轮增压器、机动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于径向涡轮机、尤其用于废气涡轮增压器、尤其用于机动车的壳体(10)，所述壳体(10)具有气体通道，所述气体通道具有入口部段(11)和接在所述入口部段(11)上的螺旋部段(12)，在所述入口部段(11)和所述螺旋部段(12)之间布置有壳体凸舌(13)，其中，所述螺旋部段(12)具有径向内部的涡轮机进气口(14.1、14.2)，其在壳体凸舌的区域中的轴向宽度(W)在圆周部段(16)中、沿指向壳体凸舌(13)的端侧(15)的圆周方向减小，和/或所述壳体凸舌(13)的端侧(15)在轴向部段中相对径向涡轮机的转动轴线(R)倾斜。

Description

径向涡轮机壳体、径向涡轮机、废气涡轮增压器、机动车

技术领域

本实用新型涉及一种用于径向涡轮机的壳体、具有该壳体的径向涡轮机、具有该径向涡轮机的废气涡轮增压器和具有该废气涡轮增压器的机动车。

背景技术

由内部的实践中已知具有径向涡轮机的机动车废气涡轮增压器，其具有壳体和布置在壳体中的叶片式的转子，其中，该壳体具有带有入口部段和与入口部段相连的螺旋部段的气体通道，在其间布置有壳体凸舌。

若转子的转动的叶片经过壳体凸舌的端侧时，会导致不期望的噪音，该噪音频率尤其在相应于转子转速乘以叶片数的频率范围内。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，改进、尤其在声学方面改进径向涡轮机。

所述技术问题通过按照本实用新型的技术方案解决，即：

-一种用于径向涡轮机、尤其用于废气涡轮增压器、尤其用于机动车的壳体，所述壳体具有气体通道，所述气体通道具有入口部段和与所述入口部段相连的螺旋部段，在所述入口部段和所述螺旋部段之间布置有壳体凸舌，其中，所述螺旋部段具有径向内部的涡轮机进气口，所述涡轮机进气口在壳体凸舌的区域中的轴向宽度在圆周部段中沿圆周方向朝向壳体凸舌的端侧减小。

-一种用于径向涡轮机、尤其用于废气涡轮增压器、尤其用于机动车的壳体，所述壳体具有气体通道，所述气体通道具有入口部段和接在所述入口部段上的螺旋部段，在所述入口部段和所述螺旋部段之间布置有壳体凸舌，其中，所述壳体凸舌的端侧在轴向部段中相对径向涡轮机的转动轴线倾斜。

-一种尤其用于机动车的、尤其用于废气涡轮增压器的径向涡轮机，其具有所述的壳体和在所述壳体中布置的叶片式的转子。

-一种尤其用于机动车的废气涡轮增压器，其具有所述的径向涡轮机。

-一种机动车、尤其是轿车，其具有所述的废气涡轮增压器。

在本实用新型的一种实施形式中，壳体用于径向涡轮机、尤其用于废气涡轮增压器、尤其用于机动车，尤其具有布置在壳体中的装有叶片的转子的径向涡轮机的壳体、尤其用于废气涡轮增压器、尤其用于机动车，尤其废气涡轮增压器的径向涡轮机、尤其用于机动车，尤其机动车、尤其客车的废气涡轮增压器，该壳体具有带入口部段和与入口部段连接的螺旋部段的气体通道，该气体通道尤其是废气通道，其中，壳体凸舌尤其在径向上布置在入口部段和螺旋部段之间。

在一种实施形式中，入口部段具有用于导入气体、尤其内燃机的、尤其汽油发动机或者柴油发动机的废气的入口。在一种实施方式中，螺旋部段设计为螺旋式或者蜗式的或者具有沿通流方向减小的半径。在一种实施方式中，螺旋部段的沿圆周方向可通流的或者通流的流动横截面、在一种改进设计中尤其螺旋部段的径向宽度和/或最大轴向高度，沿圆周方向看沿通流方向减小。以此可以在一种实施方式中实现气体有利地向转子导入。在一种实施方式中，转子与废气涡轮增压器的压缩机(的转子)转动式耦连。

在一种实施方式中，螺旋部段具有径向内部的涡轮机进气口，其轴向宽度或者高度在壳体凸舌的区域中、在圆周部段中沿圆周方向朝着或者朝向壳体凸舌的端侧减小。

以此可以在一种实施方式中减小在壳体凸舌的端侧区域中流过涡轮机进气口的气流和由此减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成，在一种改进的设计方案中至少基本消除噪音生成。

在一种实施方式中，径向内部的涡轮机进气口构造为环形或者环式的。在一种实施方式中其具有两个相互轴向地对置的壁和/或径向内部的边。在一种实施方式中，径向内部的涡轮机进气口尤其可以是通过两个壁构成的或者确定的径向内部的涡轮机进气通道、通过两个或者一对径向内部的相互轴向地对置的边构成的或者确定的径向内部的开口和/或通过两个壁构成的或者确定的、尤其沿径向方向可流通的或者流通的(径向内部的涡轮机进气口通道的)最小(流动)横截面。在一种实施方式中，通过两个径向内部的边构成的或者确定的开口同时构成通过两个壁构成的或者确定的、尤其沿径向可流通的或者流通的最小(流动)横截面。同样地，若所述壁从在径向上的最小(流动) 横截面沿轴向朝所述边发散，则该尤其沿径向可流通的或者流通的最小(流动)横截面也可以在所述边的径向外部布置在通道中。在一种实施方式中，涡轮机进气口位于在径向外部的叶片顶部的对面。

在一种实施方式中，壳体凸舌的端侧是壳体凸舌沿圆周方向的顶部或者边或者端部。

在一种实施方式中，在径向内部的涡轮机进气口的轴向宽度或者高度、尤其是在径向内部的涡轮机进气口通道的两个相互轴向地对置的壁的最小的轴向距离、其两个(在径向内部或者转子侧的)边的轴向的距离和/或其尤其沿径向可流通或者流通的最小(流动)横截面的轴向的宽度或者高度，在圆周部段中沿圆周方向(朝)向壳体凸舌的端侧减小，在一种改进设计中单调地减小、尤其严格地单调减小。在一种实施方式中，在径向内部的涡轮机进气口的轴向宽度或者高度是在径向内部的涡轮机进气口通道的两个相互轴向地对置的壁的最小的轴向距离、其两个(在径向内部或者转子侧的)边的轴向的距离和/或其尤其沿径向可流通或者流通的最小(流动)横截面的轴向的宽度或者高度。在一种实施方式中，以此可以减小在壳体凸舌的端侧区域中的气流和由此减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成，在一种改进的设计方案中至少基本消除噪音生成。

在一种实施方式中，在圆周部段中的轴向宽度沿圆周方向朝向壳体凸舌的端侧持续地或者不间断地、尤其线性地，或者沿向壳体凸舌的端侧的圆周方向尤其单调加剧地或者沿圆周方向朝向壳体凸舌的端侧尤其单调衰减地减小。在一种实施方式中，在圆周部段中的轴向宽度沿向壳体凸舌的端侧的圆周方向跳跃式地或者以一个或者多个阶梯地减小。在一种实施方式中，以此可以减小在壳体凸舌的端侧区域中的气流和由此减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成，在一种改进的设计方案中至少基本消除噪音生成。

在一种实施方式中，圆周部段具有端侧或者从端侧出发与所述圆周方向相反地或者从端侧远离地延伸。在一种实施方式中，以此同样可以减小在壳体凸舌的端侧区域中的气流和由此进一步减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

额外地或者备选地，在一种实施方式中，所述圆周部段沿圆周方向在至少10°、尤其至少20°、尤其至少30°，和/或整个壳体凸舌(的长度)上延伸。在一种实施方式中，以此可以更大幅度地减小在壳体凸舌的端侧区域中的气流和由此减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

在一种实施方式中，轴向的宽度可以额外地在壳体凸舌之外或者沿圆周方向在壳体凸舌之前减小，在一种改进方案中尤其沿圆周方向至少基本在整个涡轮机进气口上减小。

在一种实施方式中，涡轮机进气口的一个或者两个(相互轴向地对置的) 壁、尤其(在径向内部的或者转子侧)的边在圆周部段中是平的或者直的。在一种实施方式中，涡轮机进气口的一个或者两个(相互轴向地对置的)壁、尤其(在径向内部的或者转子侧)的边在圆周部段中是尤其凸形或者凹形地弯曲的。在一种实施方式中，涡轮机进气口的两个(相互轴向地对置的)壁、尤其(在径向内部的或者转子侧)的边的其中一个在圆周部段中是平的或者直的，另外一个与之相对的是尤其凸形或者凹形地弯曲的。在一种实施方式中，以此可以更大幅度地减小在壳体凸舌的端侧区域中的气流和由此减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

在一种实施方式中，涡轮机进气口的一个、尤其出口侧的或者沿轴向通流方向处于下游的壁、尤其是所述边在圆周部段中与径向涡轮机的转动轴线形成至少80°和/或最大100°的角，在一种改进设计中，其至少基本上垂直于转动轴线。在一种实施方式中，以此可以更大幅度地减小在壳体凸舌的端侧区域中的气流和由此减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

在与此处所述的、具有在径向内部的涡轮机入口的、该入口的轴向宽度在壳体凸舌的区域中、在圆周部段中沿圆周方向朝向壳体凸舌的端侧减小的实施方式结合的或者也可以与之无关地实施的实施方式中，壳体凸舌的端侧在轴向部段中相对径向涡轮机的转动轴线倾斜。

在一种实施方式中由此可以使流动脉冲在壳体凸舌的端侧区域中在时间上延长和以此被减弱，并且由此减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。在一种改进的设计方案中至少基本消除噪音生成。

在一种实施方式中，轴向部段在端侧的高度的至少25％、尤其至少50％、尤其至少75％、尤其至少90％上延伸，在改进设计方案中在整个端侧(的轴向高度)延伸。轴向部段尤其也可以是整个端侧。在一种实施方式中由此可以使流动脉冲在壳体凸舌的端侧区域中被更大程度地减弱和以此另外减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

在一种实施方式中，在轴向部段中的端侧是直的。在一种另外的实施方式中，端侧在轴向部段中弯曲、尤其凸形地或者凹形地弯曲。在一种实施方式中由此可以使流动脉冲在壳体凸舌的端侧区域中被更大程度地减弱和以此另外减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

在一种实施方式中，端侧的沿轴向通流方向处于上游的端部沿圆周方向朝向壳体凸舌的端侧观察、布置在端侧的沿轴向通流方向位于下游的端部之前。在一种另外的实施方式中，端侧的沿轴向通流方向在上游的端部沿朝向壳体凸舌的端侧的圆周方向看布置在端侧的沿轴向通流方向在下游的端部后方。在一种实施方式中由此可以使流动脉冲在壳体凸舌的端侧区域中被更大程度地减弱和以此另外减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

在一种实施方式中，在轴向部段中在端侧与压力侧或者抽吸侧的每个交点中，壳体凸舌的端侧与径向涡轮机的转子的在径向外部的叶片顶部的压力侧和/或抽吸侧围成至少10°、尤其至少30°、尤其至少60°、尤其至少75°的角度。若在一种实施方式中以本领域常用的方式把端侧到压力侧或者抽吸侧的两侧的两个角中较小的角定义为由其围成的角，则其最大为90°。反之若定义为较大的角，则在一种实施方式中该角最大为170°、尤其最大150°、尤其最大120°、尤其最大105°。在一种实施方式中，端侧和压力侧或者抽吸侧的交点是指在该点处端侧的径向投影与压力侧或者抽吸侧相交，或者端侧与压力侧或者抽吸侧具有到彼此的最短距离。在一种实施方式中由此可以使流动脉冲在壳体凸舌的端侧区域中被更大程度地减弱和以此另外减少经过壳体凸舌的端侧的叶片的噪音生成。

若在此所述的角是弯曲的壁、边、端侧、压力侧或者抽吸侧，则此时在以本领域常见方式的实施方式中的角应理解为是在所述弯曲的壁、边、端侧、压力侧或者抽吸侧上的切平面或者切线。

在一种实施方式中，可以有利地减小转子的在径向外部的叶片顶部与径向内部的涡轮机进气口之间，或者其两个边之间的缝隙，并且以此改进效率，因为通过减小轴向宽度和/或使端侧倾斜可以无须增大缝隙而减少经过端侧的叶片顶部的噪音生成。

附图说明

本实用新型的另外有利的改进设计由本实用新型的其他内容和下文优选的实施方式的说明中得出。在附图中部分示意性地示出：

图1示出机动车的废气涡轮增压器的径向涡轮机的按照本实用新型的一种实施方式的壳体的局部的轴向剖切面；

图2示出沿图1中的直线Ⅱ-Ⅱ的剖切面；

图3示出机动车的废气涡轮增压器的径向涡轮机的按照本实用新型的另外的实施方式的壳体的局部的轴向剖切面；

图4示出机动车的废气涡轮增压器的径向涡轮机的按照本实用新型的另外的实施方式的壳体的局部的轴向剖切面。

具体实施方式

图1和图2以相互垂直的剖切面示出机动车的废气涡轮增压器的径向涡轮机的按照本实用新型的一种实施方式的壳体10的局部，其中，图1的剖切面包含以点划线表示的转动轴线R，在图2中可见的、布置在壳体10中的叶片式的转子100在图1中被隐没。

壳体10具有带入口部段11和接在入口部段11上的螺旋部段12的废气管道，在其间布置有壳体凸舌13。

螺旋部段12具有径向内部的环形的涡轮机进气口，其沿圆周方向具有两个相互轴向地对置的壁或者边14.1、14.2，涡轮机进气口的轴向宽度或者两个壁或者边14.1、14.2的(最小)轴向距离W在在壳体凸舌13的区域中沿圆周方向、朝向圆周部段16中的壳体凸舌的端侧15减小，在本实施例中连续并且严格单调地减小。

圆周部段16具有端侧15，或者圆周部段16从端侧15出发与圆周方向相反地或者从端侧离开地延伸超过10°。

在本实施例中，涡轮机进气口的两个壁或者边14.1、14.2在圆周部段16 中是平的或者直的。在未示出的变型设计中，一个或者两个壁或者边14.1、 14.2也可以是弯曲的。

在本实施例中，涡轮机进气口的出口侧的或者沿轴向的通流方向处于下游的壁或者边14.1在圆周部段16中基本垂直于径向涡轮机的转动轴线R。

图3以相应于图1的视图示出机动车的废气涡轮增压器的径向涡轮机的、按照本实用新型的另外的实施方式的壳体10的局部的轴向剖切面。相应的特征通过相同的附图标记标示，以便参考前文并且在下文中仅讨论不同之处。

在图3的实施方式中，壳体凸舌13的端侧15在轴向部段中相对径向涡轮机的转动轴线倾斜，在本实施例中在整个端侧(的轴向高度)上延伸或者是 (整个)端侧。

在图3的实施方式中，端侧15是直的。

此外在图3的实施方式中，沿向壳体凸舌13的端侧15的圆周方向(即向图3中的右侧)看，端侧15的沿轴向的通流方向(图3中从上向下)处于上游的端部(图3中的上部)布置在端侧15的沿轴向的通流方向处于下游的端部 (图3中的下部)之后。换句话说，在图3中端侧15向右倾斜。在未示出的变型设计中，端侧15可以相反地向左倾斜，或者沿向壳体凸舌13的端侧15 的圆周方向(即向图3中的右侧)看，其上游的端部(图3中的上部)布置在端侧15的沿轴向的通流方向处于下游的端部(图3中的下部)前。

在图3的实施方式中，壳体凸舌13的端侧15与径向涡轮机的转子100 的径向外部叶片顶部的压力侧和/或抽吸侧在端侧与压力侧或者抽吸侧的每个交点中在轴向部段内围成至少10°的角度，其中，以本领域常用的方式把端侧15到压力侧或者抽吸侧的两侧的两个角中较小的角定义为由其围成的角。为了清楚说明，在图3中示出转子100的径向外部的叶片顶部的压力侧或者抽吸侧110，并且能看到在当前交点中与端侧15的近似垂直的角。

图4以相应于图1、图3的视图示出机动车的废气涡轮增压器的径向涡轮机的、按照本实用新型的另外的实施方式的壳体10的局部的轴向剖切面。相应的特征通过相同的附图标记标示，以便参考前文的说明并且在下文中仅讨论不同之处。

在图4的实施形式中，在轴向部段中的端侧15在本实施例中在整个端侧(的轴向高度)上延伸或者是(整个)端侧并且凸形地弯曲。在未示出的变型方案中其也可以相反地、亦即凹形地弯曲。

虽然在前述说明中阐述了示例性的实施方式，但是清楚的是可以有多种变型方案。

因此轴向宽度W(见图1)的减小和端侧15倾斜(见图3、图4)两方面尤其是分开示出的，在未示出的变型方案中它们也可以组合。

此外要清楚的是，示例性的实施方式仅是举例，而不应视为对保护范围、应用和结构的任何限制。确切地说，本领域专业人员从上述说明得到实施至少一个示例性设计的教导，其中，只要不脱离如权利要求书和其等效的特征组合所给出的保护范围，可以进行不同的变型、尤其是在所述组成部分的功能和布置方面。

附图标记列表

10 壳体

11 入口部段

12 螺旋部段

13 壳体凸舌

14.1、14.2 壁/边

15 端侧

16 圆周部段

100 转子

110 叶片顶部的压力侧/抽吸侧

R 转动轴线

W 轴向宽度。

Claims (14)

1.一种用于径向涡轮机的壳体，尤其用于废气涡轮增压器、尤其用于机动车的壳体(10)，所述壳体(10)具有气体通道，所述气体通道具有入口部段(11)和与所述入口部段(11)相连的螺旋部段(12)，在所述入口部段(11)和所述螺旋部段(12)之间布置有壳体凸舌(13)，其中，所述螺旋部段(12)具有径向内部的涡轮机进气口(14.1、14.2)，所述涡轮机进气口在壳体凸舌(13)的区域中的轴向宽度(W)在圆周部段(16)中、沿圆周方向朝向壳体凸舌(13)的端侧(15)减小。

2.按照权利要求1所述的壳体(10)，其中，所述轴向宽度(W)在圆周部段(16)中连续地和/或单调地、尤其严格单调地减小。

3.按照权利要求1或2所述的壳体(10)，其中，所述圆周部段(16)具有端侧(15)。

4.按照权利要求1或2所述的壳体(10)，其中，所述圆周部段(16)延伸超过至少10°。

5.按照权利要求1或2所述的壳体(10)，其中，所述涡轮机进气口(14.1、14.2)的一个或者两个壁、尤其是边在圆周部段(16)中是平的或直的、或者弯曲的。

6.按照权利要求1或2所述的壳体(10)，其中，所述涡轮机进气口(14.1)的一个、尤其出口侧的壁、尤其出口侧的边在圆周部段(16)中与径向涡轮机的转动轴线(R)围成至少80°和/或最大100°的角。

7.一种用于径向涡轮机的壳体(10)、尤其用于废气涡轮增压器、尤其用于机动车的和/或按照前述权利要求之一所述的壳体(10)，所述壳体(10)具有气体通道，所述气体通道具有入口部段(11)和与所述入口部段(11)相连的螺旋部段(12)，在所述入口部段(11)和所述螺旋部段(12)之间布置有壳体凸舌(13)，其中，所述壳体凸舌(13)的端侧(15)在轴向部段中相对径向涡轮机的转动轴线(R)倾斜。

8.按照权利要求7所述的壳体(10)，其中，所述轴向部段在所述端侧(15)的高度的至少25％上延伸。

9.按照权利要求7或8所述的壳体(10)，其中，所述端侧(15)在所述轴向部段中是直的或者尤其凸形地或者凹形地弯曲的。

10.按照权利要求7或8所述的壳体(10)，其中，所述端侧(15)的沿轴向通流方向位于上游的端部沿指向壳体凸舌(13)的端侧(15)的圆周方向看、布置在所述端侧(15)的沿轴向通流方向位于下游的端部之前或者之后。

11.一种尤其用于机动车的、尤其用于废气涡轮增压器的径向涡轮机，其具有按照前述权利要求之一所述的壳体(10)和在所述壳体(10)中布置的叶片式的转子(100)。

12.按照权利要求11所述的径向涡轮机，其中，所述壳体凸舌(13)的端侧(15)与转子(100)的叶片顶部的压力侧和/或抽吸侧(110)在轴向部段内的每个交点中围成至少10°和/或最大170°的角度。

13.一种尤其用于机动车的废气涡轮增压器，其具有按照权利要求11或12所述的径向涡轮机。

14.一种机动车、尤其客车，其具有按照权利要求13所述的废气涡轮增压器。