CN209510457U - 用于具有可变调节机构的压缩机的装置以及增压装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于具有可变调节机构的压缩机的装置(100),该装置包括压缩机壳体(100)、压缩机轮(300)、压缩机后壁(400)和调节机构(200)。压缩机壳体具有进气部(110)和螺旋部(120)。调节机构(200)设计用于可变调节进气部(110)的进气横截面(156)。调节机构(200)和压缩机轮(300)安置在压缩机壳体(100)中。压缩机后壁(400)与螺旋部(120)连接。压缩机壳体(100)设计成使得该调节机构(200)、压缩机轮(300)和压缩机后壁(400)能沿相同的轴向从同一侧安装。此外涉及一种包括该装置的增压装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于具有可变调节机构的压缩机的装置以及具有相应装置的增压装置。
背景技术
越来越多的新生代车辆配备有增压装置以达到需求目的和法律规定。在增压装置的研发中不仅要优化单独部件,也要优化整个系统的可靠性和效率。
已知的废气涡轮增压器具有带有涡轮的涡轮机,涡轮被内燃机的废气流驱动。带有与涡轮机轮安装在同一轴上的压缩机轮的压缩机压缩针对发动机所吸入的新风。由此提高了发动机为了燃烧所提供的空气量或氧气量。这又导致内燃机功率提升。
每个压缩机具有压缩机专用的压缩机特性曲线族,其中,压缩机的运行被限制到在泵极限与堵塞极限之间的压缩机特性曲线族区域。根据压缩机的尺寸和设计,在流过压缩机的体积流小时的运行是无效的或无法再实现的,因为达到了泵极限。
在现有技术中,尤其是已知具有调节机构的压缩机,调节机构在流动方向上在压缩机轮前面安置在压缩机的进气区域内。通过调节机构,压缩机进气口内的流动横截面可以被改变,由此例如可以调节至压缩机轮的迎流速度和体积流。这起到稳定特性曲线族的措施的作用,由此,又可以减弱或避免压缩机的泵送。已知的系统通常导致更高的结构空间需求以及设计限制。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种替代的用于具有调节机构的压缩机的装置,该调节机构具有更紧凑的结构。
根据本实用新型的用于具有可变调节机构的压缩机的装置包括压缩机壳体。该压缩机壳体具有进气部和螺旋部。该装置还包括用于可变调节该进气部的进气横截面的调节机构。该调节机构安置在压缩机壳体内。所述装置还包括压缩机轮,其安置在压缩机壳体里。所述装置还包括压缩机后壁,其与该螺旋部耦合。该压缩机壳体如此设计,所述调节机构、压缩机轮和压缩机后壁可以沿相同的轴向从相同侧来安装。由于所述调节机构、压缩机轮和压缩机后壁可以沿着相同的轴向从相同侧来安装,所以进气部的进气道可以与调节机构的安装要求无关地来设计。尤其在存在窜气进气道的情况下省掉附加的分离点,因为它可以被直接集成到主进气道中。因此,在进气部中的设计自由度可以被提高,并且零件数量被减少。因此,总体上可以提供更紧凑廉价的装置。
在所述装置的实施方式中,所述进气部和螺旋部可以一体制造。由此可以减少零部件数量和零部件接口的数量(在此例如在进气部和螺旋部之间)。通过压缩机壳体的相应设计,尽管进气部和螺旋部是一体结构,所述调节机构、压缩机轮和压缩机后壁也可以沿着相同的轴向从相同侧来安装。
在可以与前述实施方式组合的实施方式中,该进气横截面可以具有比调节机构的外直径小的直径。由此清楚明白了该调节机构没有安装在进口侧,而是安装在螺旋侧。由于该进气部的进气横截面具有比调节机构的外直径小的直径,所以可以提供用于调节机构的在轴向上的边界或接触面。
在可以与任何一项前述实施方式组合的实施方式中,该调节机构可以形成压缩机的或压缩机壳体的轮廓部。该轮廓部可以包括压缩机壳体的至少一个轮廓区,该轮廓区从在流动方向上基本轴向取向的区域延伸至在流动方向上基本径向取向的区域。通过极其有利的实施方式,可以有效减少零部件数量,并且压缩机轮廓的功能即扩散器功能被集成到调节机构中。此外,该功能集成有利于调节机构在螺旋侧安装,因为调节机构本身构成压缩机轮廓区域内的狭窄部位,且调节机构与此相应地在安装时不必穿过该狭窄部位。
在可以与任何一项前述实施方式组合的实施方式中,该调节机构可以被固定在螺旋部中。由此一来,该调节机构的活动部分例如调节环或孔板件可以与进气部脱开。此外,该调节机构可以包括径向朝外凸出的环形凸起,其可以与该螺旋部的凹空部固定接合。这允许简单安装且同时可用作定中辅助机构。
在可以与任何一项前述实施方式组合的实施方式中,该环形凸起可以通过在该环形凸起的径向靠外的面上的外螺纹借助在凹空部的径向靠内的面上的内螺纹与该凹空部接合。或者,所述环形凸起和凹空部可以如此配置,即,所述调节机构和螺旋部通过在环形凸起和凹空部之间的压配合相互固定接合。或者,该调节机构可以通过环形凸起且该螺旋部通过凹空部在轴向和/或径向上借助一个或多个接合件尤其是螺钉相互固定接合。
在调节机构形成压缩机壳体的轮廓区的实施方式中,该轮廓部可以通过该调节机构的环形容纳件构成。
在可以与任何一项前述实施方式组合的实施方式中,该调节机构可以包括环形容纳件。另外,在调节机构包括径向朝外凸出的环形凸起的实施方式中,该环形凸起可以径向朝外凸出于环形容纳件,并且可选地,该环形凸起可以与环形容纳件一体构成。
在可以与任何前述实施方式组合的实施方式中,该进气部可以包括第一进气道和第二进气道。第一进气道和第二进气道可以在流动方向上在调节机构之前通入共同进气道中。
可以与前述实施方式组合的实施方式中,第二进气道可以是窜气道或废气回输道。替代地或附加地,第一进气道和/或第二进气道和/ 或共同进气道可以具有沿径向弯曲的走向。替代地或附加地,第一进气道和/或第二进气道和/或共同进气道可以与进气部一体构成且通过该进气部形成。
本实用新型还包括一种增压装置。该增压装置包括支承壳体和轴,该轴可转动安装在支承壳体内。该增压装置还包括与该轴有效连接的驱动单元。该增压装置还包括根据任一前述实施方式的装置。
在增压装置的实施方式中,该驱动单元可以包括电动机和/或涡轮机。
在可以与前述实施方式组合的增压装置的实施方式中,压缩机轮可以与该轴相连。
在可以与任何一项前述实施方式组合的增压装置的实施方式中,该压缩机后壁沿轴向布置在所述压缩机轮和支承壳体之间。
在可以与任何前述实施方式组合的增压装置的实施方式中,该压缩机后壁可以与支承壳体一体制造。
附图说明
图1示出用于压缩机的本实用新型装置的等轴侧剖视图;
图2示出图1的本实用新型装置的侧剖视图;
图3示出具有图1的装置的本实用新型增压装置的侧剖视图。
具体实施方式
在本申请的上下文中,表述“轴”和“轴向”涉及压缩机的或压缩机轮的轴线。参照图1,用附图标记22表示轴向。在此,径向24 涉及压缩机的或压缩机轮的轴线。周长或周向26也涉及压缩机的或压缩机轮的轴线。术语“在流动方向上”或“与流动方向相反”是指流过增压装置的流体的正常运动方向。在压缩机例子中,流动方向从进气道起经过压缩机轮区域地到达压缩机螺旋部。
图1示出了根据本实用新型的用于具有可变的调节机构的压缩机的装置10。装置10包括压缩机壳体100、压缩机轮300、压缩机后壁 400和调节机构200。压缩机壳体100具有进气部110和螺旋部120。进气部110此时包括进气道150、152、154的区域(见更下面的描述)。在轴向22上与进气部110相接地,螺旋部120包括压缩机螺旋部126 的区域。调节机构200设计用于可变调节进气部110的进气横截面 156。在此,进气横截面156描绘了在流动方向上在压缩机轮300之前的进气道150的直径。在此,图1所示的进气横截面156对应于进气道150的最大直径,即在进入压缩机轮300前的最大流动横截面。通过调节机构200,可以可变地改变进气横截面156或流动横截面,从而例如在进入压缩机轮300之前的进气道150内产生缩小的流动横截面156I(见图1)。调节机构200和压缩机轮300安置在压缩机壳体 100中。压缩机后壁400与螺旋部120连接。压缩机壳体100如此设计,即,调节机构200、压缩机轮300和压缩机后壁400可以沿着相同的轴向22从相同侧来安装。具体说,在图1的例子中,相同的轴向 22是指附图标记22的箭头方向。换言之,调节机构200、压缩机轮 300和压缩机后壁400可以安装在压缩机侧,即从压缩机后壁400(安装状态中)轴向进入。相同侧在此是指装置10在轴向22上的一侧。例如螺旋侧表示在螺旋部120区域内的一轴向侧,其在轴向22上与进口侧即进气部110区域内的一轴向侧对置。具体说,在图1所示的实施例中,螺旋侧就是在螺旋部120区域内的装置10的轴向侧。由于调节机构200、压缩机轮300和压缩机后壁400可以沿着相同的轴向22 从相同侧来安装,故进气部110的进气道150、152、154可以基本与调节机构200的安装要求无关地被设计。尤其是在存在窜气进气道154 情况下省掉了附加分离点,因为它直接被集成在主进气道中或者可以与之一体制造。因此,该装置10的尤其在进气部110中的设计自由度可以被提高并且减少零件数量。因此,总体上可以提供一种更紧凑廉价的装置10。
所示的图1至3示出了如下装置10,在该装置中,压缩机壳体100 的进气部110和压缩机壳体100的螺旋部120是一体制造的。由此可以减少零部件数量和零部件接口的数量(在此例如在进气部110和螺旋部120之间)。通过相应设计该压缩机壳体100,尽管进气部110 和螺旋部120是一体结构,调节机构200、压缩机轮300和压缩机后壁400也能沿着相同的轴向22从相同侧来安装。在替代实施方式中,压缩机壳体100的进气部110和压缩机壳体100的螺旋部120也能设计成不同的部分。
参照图2能看到,进气横截面156所具有的直径小于调节机构200 的外直径256。由此明白了调节机构200可以安装在不是进口侧而是螺旋侧。由于进气部110的进气横截面156具有比调节机构200的外直径256小的直径,故可通过进气部110提供用于调节机构200的在轴向22上的边界或接触面。此外,如此设计调节机构200,调节机构 200的最小内径在调节机构200的最大打开位置上至少与由进气道150 确定的进气横截面156正好一样的尺寸。
尤其如图1所示,调节机构200形成压缩机壳体100的轮廓部220。轮廓部220在此尤其是沿径向24朝外至少部分包围压缩机轮300的部分。尤其是,轮廓部220包括压缩机壳体100的至少一个轮廓区,其从在流动方向上沿轴向取向的区域延伸至在流动方向上沿径向取向的部分。通过所述特别有利的实施方式,可通过高效的方式减少零部件数量并且将压缩机轮廓的功能即扩散器功能集成到调节机构200中。另外,这种功能集成有利于在螺旋侧安装该调节机构200,因为调节机构本身形成压缩机轮廓区域内的狭窄部位。即,调节机构200必须与此相应地在安装时未穿过该狭窄部位。调节机构200包括环形容纳件210。轮廓部220通过环形容纳件210构成。即,轮廓部220通过与压缩机壳体100分开的构件即调节机构200的容纳件210构成。
在此,调节机构200被固定在螺旋部120中。调节机构200为此包括径向24朝外凸出的环形凸起212(见图2)。替代地或附加地,环形凸起212也可以在轴向22上突出于调节机构200。此时,环形凸起212尤其可以径向朝外地和/或轴向朝外地突出于环形容纳件210。如图2所示的实施例具有环形凸起212,其与环形容纳件210一体构成。但在替代实施方式中,环形凸起212也可以设计成与环形容纳件 210独立的构件。后者情况下,环形凸起212可以与环形容纳件210 或调节机构200的另一个区域固定安装在一起。环形凸起212能与螺旋部120的凹空部122固定接合。螺旋部120的凹空部122此时尤其设计成环形。或者,环形凸起212也可以具有中断。后者情况下,尤其也可以相应地形成凹空部122,使得凹空部122和(基本)环形凸起212相互咬合。或者,螺旋部120也可以没有相应的凹空部122。后者情况下,环形凸起212可直接与螺旋部120固定接合。在替代实施方式中,调节机构200也能无需环形凸起212地与螺旋部120固定在一起。通过将调节机构200固定在螺旋部120中,调节机构200的活动部分例如调节环或孔板件与进气部110断联。环形凸起212容许简化安装且能同时作为定中辅助机构被用在压缩机壳体100中。
环形凸起212和凹空部122如此配置,即,调节机构200和螺旋部120通过环形凸起212和凹空部122之间的压配合相互固定接合。具体说,这意味着在非安装状态中该环形凸起212的外直径大于凹空部122的内径。替代地或附加地,在替代实施方式中,调节机构200且尤其是环形容纳件210和压缩机壳体100且尤其是螺旋部120也可以如此配置,即,调节机构200和压缩机壳体100通过环形容纳件210 的外直径与压缩机壳体100的内径且尤其是螺旋部120的内径之间的压配合相互固定接合。替代地或附加地,可以在调节机构200和压缩机壳体100之间的设有其它的固定机构例如螺纹联接、焊接或其它形状、材料或力配合的联接。在替代实施方式中,环形凸起212例如可以通过在环形凸起212的径向靠外的面上的外螺纹借助在凹空部122 的径向靠内的面上的内螺纹与凹空部122接合。在替代实施方式中,环形容纳件210可以通过在环形容纳件210的径向靠外的面上的外螺纹借助在压缩机壳体100的径向靠内的面上的内螺纹、尤其是在螺旋部120的径向靠内的面上的内螺纹与压缩机壳体100且尤其是螺旋部 120接合。替代地或附加地,调节机构200可通过在调节机构200的径向靠外的面上的外螺纹借助在压缩机壳体100的径向靠内的面上的内螺纹与压缩机壳体100接合。替代地或附加地,调节机构200可以通过环形凸起212且螺旋部120,通过凹空部122在轴向和/或径向上借助一个或多个接合件且尤其是螺钉相互固定接合。替代地或附加地,调节机构200可以通过环形凸起212且螺旋部120通过凹空部122在轴向和/或径向上相互焊接。根据进气部110、螺旋部120和调节机构200的设计,调节机构200作为固定在螺旋部120中的替代或附加方式也固定在进气部110中(未示出)。
进气部110包括第一进气道152和第二进气道154。第一进气道 152和第二进气道154在流动方向上在调节机构200前通入共同进气道150。第二进气道154此时是窜气道或废气回输道。进气道150、152、 154与进气部110一体构成且通过进气部110形成。由于调节机构200、压缩机轮300和压缩机后壁400被安装在螺旋侧(见更上面的描述),故进气道150、152、154的几何形状可以与至少调节机构200安装于进口侧的装置相比更自由地且更优化流动地来选择。第二进气道154 例如具有基本沿径向24取向的走向且同时在流动方向上紧接在与第一进气道152汇合之前或者在流动方向上紧接在通入共同进气道150 之前在轴向22上弯曲。在替代实施方式中,附加地或替代地,其它进气道150、152、154也可以具有轴向弯曲的和/或径向弯曲的走向。此外,可以通过进气道150、152、154的一体加工而省掉在进气道150、 152、154的连通区域中的分离点和所需的固定件。这因为不存在该分离点而降低了安装成本且导致了更好的流动条件。此外,可以节约加工成本。
图3示出了本实用新型的增压装置500。增压装置500包括支承壳体520和轴510,轴可转动安装在支承壳体520内。此外,增压装置500包括驱动单元530,驱动单元与轴510有效连接。增压装置500 还包括根据任一前述实施方式的装置10。在图3所示的例子中,驱动单元530包括了涡轮机。替代地或附加地,驱动单元530包括电动机。装置10的压缩机轮300与轴510相连接。具体说,压缩机轮300与轴 510抗转动连接。
压缩机后壁400沿轴向布置在压缩机轮300和支承壳体520之间。在替代实施方式中,压缩机后壁400可以与支承壳体520一体制造。
用于具有可变调节机构200的压缩机的安装方法包括将调节机构 200轴向装入压缩机壳体100。调节机构200设计用于可变调节压缩机进气横截面156。该方法还包括将压缩机轮300轴向装入压缩机壳体100和将压缩机后壁400轴向安置在压缩机壳体100上。调节机构200、压缩机轮300和压缩机后壁400此时沿相同轴向22从相同侧被装入压缩机壳体100或安置在压缩机壳体100上。安装方法还包括提供具有进气部110和螺旋部120的压缩机壳体100的步骤。进气部110和螺旋部120此时以整体加工方式来提供。或者,进气部110和螺旋部120 也能以独立部件的形式提供。
轴向装入调节机构200包括将调节机构200固定在压缩机壳体 100内。调节机构200尤其被固定在螺旋部120上。
调节机构200的固定包括将调节机构200压入螺旋部120中。在该方法的替代实施方式中,调节机构200的固定可以替代地或附加地包括通过螺纹连接固定在调节机构200和螺旋部120之间。在该方法的替代实施方式中,调节机构200的固定可以替代地或附加地通过在调节机构200和螺旋部120之间的材料配合连接、尤其是焊接。在该方法的替代实施方式中,调节机构200的固定可以替代地或附加地包括在调节机构200和进气部110之间的固定。
该安装方法还包括将压缩机轮300固定在增压装置500的轴510 上的步骤。轴510被装入增压装置500的支承壳体520内以便可转动支承。压缩机后壁400沿轴向布置在压缩机轮300与支承壳体520之间。
该安装方法还包括将轴510穿过压缩机后壁400内的相应孔的步骤。穿过轴510的步骤在此在将压缩机轮300固定在轴510上的步骤之前。
安装顺序优选包括至少如下先后步骤的执行,在此,可以在如下步骤之间采取其它中间步骤:
1.提供压缩机壳体100;
2.将调节机构200轴向装入压缩机壳体10中;
3.将压缩机轮300固定在轴510上;
4.将压缩机轮300轴向装入压缩机壳体100中;
5.将压缩机后壁400轴向安置在压缩机壳体100上。
在此,第二和第三步骤可以一前一后、先后相继或同时进行。
虽然之前已经描述了本实用新型,但应该理解本实用新型可以替代地也根据如下实施方式来限定。
优选规定,该进气部和该螺旋部一体制造。此外优选规定,该进气横截面具有比该调节机构的外直径小的直径。此外优选规定,该调节机构构成该压缩机壳体的轮廓部。此外优选规定,该轮廓部包括该压缩机壳体的至少一个轮廓区,该轮廓区从在流动方向上沿轴向取向的区域延伸至在流动方向上沿径向取向的区域。此外优选规定,该调节机构被固定在该螺旋部内。此外优选规定,该调节机构包括径向朝外凸出的环形凸起,该环形凸起能与该螺旋部的凹空部固定接合。此外优选规定,该环形凸起能通过在该环形凸起的径向靠外的面上的外螺纹借助在该凹空部的径向靠内的面上的内螺纹与该凹空部接合。此外优选规定,该环形凸起和该凹空部如此配置,该调节机构和该螺旋部能通过在该环形凸起和该凹空部之间的压配合相互固定接合。此外优选规定,该调节机构通过该环形凸起和该螺旋部通过该凹空部在轴向上借助一个或多个接合件尤其是螺钉相互固定接合。此外优选规定,该轮廓部由该调节机构的环形容纳件构成。
此外优选规定,该调节机构包括环形容纳件。
此外优选规定,该环形凸起径向朝外凸出到该环形容纳件外,并且可选地,该环形凸起与该环形容纳件一体构成。
此外优选规定,该进气部包括第一进气道和第二进气道,它们在流动方向上在该调节机构之前通入共同的进气道。此外优选规定,该第二进气道是窜气道或废气回输道。此外优选规定,该第一进气道和/ 或第二进气道和/或该进气道具有沿径向弯曲的走向。此外优选规定,该第一进气道和/或第二进气道和/或所述进气道与该进气部一体构成且通过该进气部形成。
Claims (17)
1.一种用于具有可变调节机构的压缩机的装置(10),该装置包括:
具有进气部(110)和螺旋部(120)的压缩机壳体(100);
用于可变调节该进气部(110)的进气横截面(156)的调节机构(200),其中该调节机构(200)安置在该压缩机壳体(100)内;
压缩机轮(300),该压缩机轮安装在该压缩机壳体(100)内;和
压缩机后壁(400),其中该压缩机后壁(400)与该螺旋部(120)耦合;
其特征在于,
该压缩机壳体(100)设计成,使得该调节机构(200)、压缩机轮(300)和压缩机后壁(400)能沿相同的轴向从同一侧安装。
2.根据权利要求1所述的装置(10),其特征在于,该进气部(110)和该螺旋部(120)一体制造。
3.根据权利要求1所述的装置(10),其特征在于,该进气横截面(156)具有比该调节机构(200)的外直径(256)小的直径。
4.根据权利要求1所述的装置(10),其特征在于,该调节机构(200)构成该压缩机壳体(100)的轮廓部(220)。
5.根据权利要求4所述的装置(10),其特征在于,该轮廓部(220)包括该压缩机壳体(100)的至少一个轮廓区,该轮廓区从在流动方向上沿轴向取向的区域延伸至在流动方向上沿径向取向的区域。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的装置(10),其特征在于,该调节机构(200)被固定在该螺旋部(120)内。
7.根据权利要求6所述的装置(10),其特征在于,该调节机构(200)包括径向朝外凸出的环形凸起(212),该环形凸起能与该螺旋部(120)的凹空部(122)固定接合。
8.根据权利要求7所述的装置(10),其特征在于,该环形凸起(212)能通过在该环形凸起(212)的径向靠外的面上的外螺纹借助在该凹空部(122)的径向靠内的面上的内螺纹与该凹空部(122)接合;和/或
该调节机构(200)和该螺旋部(120)能通过在该环形凸起(212)和该凹空部(122)之间的压配合相互固定接合;和/或
该调节机构(200)通过该环形凸起(212)和该螺旋部(120)通过该凹空部(122)在轴向上借助一个或多个接合件相互固定接合。
9.根据权利要求8所述的装置(10),其特征在于,接合件是螺钉。
10.根据权利要求4或5所述的装置(10),其特征在于,该轮廓部(220)由该调节机构(200)的环形容纳件(210)构成。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(10),其特征在于,该调节机构(200)包括环形容纳件(210)。
12.根据权利要求7所述的装置(10),其特征在于,该调节机构(200)包括环形容纳件(210),该环形凸起(212)径向朝外凸出到该环形容纳件(210)外。
13.根据权利要求12所述的装置(10),其特征在于,该环形凸起(212)与该环形容纳件(210)一体构成。
14.根据权利要求1所述的装置(10),其特征在于,该进气部(110)包括第一进气道(152)和第二进气道(154),该第一进气道和第二进气道在流动方向上在该调节机构(200)之前通入共同的进气道(150)。
15.根据权利要求14所述的装置(10),其特征在于,该第二进气道(154)是窜气道或废气回输道。
16.根据权利要求14或15所述的装置(10),其特征在于,该第一进气道(152)和/或第二进气道(154)和/或所述进气道(150)与该进气部(110)一体构成且通过该进气部(110)形成。
17.一种增压装置(500),包括:
支承壳体(520);
轴(510),该轴可转动地安装在该支承壳体(520)内;
驱动单元(530),该驱动单元与该轴(510)有效连接;
其特征在于,
该增压装置(500)还包括根据前述权利要求1至16中任一项所述的装置(10)。
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