排气涡轮增压器制造技术

本发明专利技术涉及一种排气涡轮增压器，其具有：涡轮(24)，其由排气流驱动；轴承壳体(16)，排气涡轮增压器(10)的轴(26)安装在其中以便能够绕着旋转轴线(28)旋转；以及隔热板(30)，其布置于涡轮后侧(32)和轴承壳体(16)之间。对本发明专利技术来说必要的是，一方面在涡轮(24)和隔热板(30)之间提供了环形间隙(36)，另一方面隔热板(30)设计成和/或布置成，使得稳定的密封空气膜(50)形成在隔热板(30)和涡轮后侧(32)之间的密封区域(38)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种排气涡轮增压器，其具有涡轮、轴承壳体以及隔热板，涡轮由排气流驱动，在轴承壳体中安装排气涡轮增压器的轴以便能够绕着旋转轴线旋转，隔热板布置于涡轮的涡轮后侧和轴承壳体之间。
技术介绍
公知的是，为了保护部件免于热辐射或者高温流，而使用称为隔热板的构造，隔热板后面具有空气间隙。例如，为了保护轴承壳体免于越过涡轮的热排气流，该构造还使用在排气涡轮增压器中。如果在排气涡轮增压器的情形下涡轮和隔热板之间的间隙太大，那么大排气质量流量以较高压流入涡轮后面的间隙。这具有有害效果，诸如增加流入轴承壳体的漏气体积、增加引入轴承壳体的热量、在涡轮侧轴密封的区域增加油焦化和/或由于不正确的流动降低涡轮效率。另一方面，涡轮和隔热板之间的间隙太窄导致在间隙中的向外作用吸力，这能够导致油从轴承壳体渗漏。
技术实现思路
本专利技术基于的目的是，实现用于排气涡轮增压器的改进的或者至少不同的实施例，其中，尤其，涡轮后面的间隙中的排气质量流和间隙内的吸力效应降低。利用独立权利要求实现该目的。有利的改进形成从属权利要求的主题。本专利技术是基于这样的总体构思：在隔热板以及涡轮后侧之间配置密封区域，使得能够形成稳定的密封空气膜，使得在隔热板和涡轮后侧之间的间隙中的质量流以及在隔热板和涡轮后侧之间的间隙中的吸力效应降低。为此，一方面在涡轮后侧和隔热板之间的提供了环形间隙，另一方面，隔热板被设计成和/或布置成，使得稳定的密封空气膜能够形成在隔热板和涡轮后侧之间的密封区域。例如由横向空气流形成的密封空气膜堵塞流入或者流出密封区域，使得能够降低流入密封区域的排气以及在密封区域内的吸力效应。因而能够增加排气涡轮增压器的服务寿命，因为一方面能够降低热负荷，另一方面能够降低排气涡轮增压器的油损失。对于隔热板来说方便的是设计成和/或布置成，使得事实上没有排气流发生于隔热板和涡轮后侧之间。如果没有排气流发生于隔热板和涡轮后侧之间，排气也不能够进入轴承壳体，或者油不能被吸入从而离开轴承壳体。对于密封区域有利的是以第一直径和第二直径之间的环形方式与涡轮共轴运行。其中，第一直径在涡轮后侧的直径的50％和90％之间，优选在60％和80％之间，特别优选在65％和75％之间，最优选地约为涡轮后侧的直径的70％，其中，第二直径至少为80％，优选至少为90％，特别优选至少为95％，最优选地约为涡轮后侧的直径的100％。如果密封区域在该范围内，那么稳定的密封空气膜能够非常有利地形在密封区域内。因此，这能够改善排气涡轮增压器的服务寿命。提供了一个方便的方案，隔热板和涡轮后侧之间的环形间隙在密封区域具有均匀幅宽。因而能够在隔热板和涡轮后侧之间形成限定的密封区域，这允许形成稳定的密封空气膜。提供了另一方便的方案，密封区域的环形间隙具有最小间隙幅宽和最大间隙幅宽之间的幅宽，并且其中，最小间隙幅宽对应于0.01倍，优选0.02倍以及特别优选0.03倍于涡轮后侧的直径，最大间隙幅宽对应于0.1倍，优选0.075倍以及特别优选0.05倍于涡轮后侧的直径。如果环形间隙的幅宽在这种范围内，那么轴向间隙足够宽以建立足够稳定的密封空气膜，使得降低来自轴承壳体的油损失。此外，环形间隙的幅宽足够小以便不允许太多排气流入环形间隙，使得轴承壳体上的热负荷较小。提供了一个特别方便的方案，隔热板具有环形密封段，其轴向定界密封区域并且基本垂直于排气涡轮增压器的旋转轴线运行。这意味着隔热板的密封段基本平行于涡轮后侧运行，使得涡轮后侧和隔热板之间的环形间隙具有的幅宽至少约为恒定幅宽。均匀幅宽使得能够以目标方式适于形成稳定的密封空气膜。提供了一种有利的可能性，隔热板具有环形密封段，其轴向定界密封区域并且具有朝向涡轮后侧开口的环形珠子。凭借环形珠子，在密封段内涡流能够形成在隔热板和涡轮后侧之间的密封区域，涡流生成稳定的密封空气膜。结果，因而能够降低隔热板和涡轮后侧之间的吸力效应，使得还能够降低来自轴承壳体的油渗漏。提供了另一种有利的可能性，珠子具有圆形截面。因为没有边缘扰乱涡流，所以这特别有利于形成涡流。提供了一种特别方便的可能性，珠子具有呈圆段的形式的截面。呈圆段的形式，珠子的截面的运行非常类似于涡流，这形成稳定的密封空气膜，使得该涡流能够在珠子内非常好地发展。提供了一种有利的变型，隔热板在密封段内具有径向内段，其相对于轴承壳体从密封段向内径向运行，其中，内段和轴承壳体之间形成环形间隙，气体通过环形间隙能够流入和/或流出隔热板和轴承壳体之间的空气间隙。这允许轴承壳体中的隔热板和涡轮壳体之间的空气间隙之间特定的气体交换，使得隔热板不需要承受源于压力差的力。因而一方面隔热板能够由较薄材料制成因而更轻重量更节约成本，另一方面能够进一步防止泄漏。提供了另一种有利的变型，隔热板在密封区域的径向外侧具有环形流动引导段，环形流动引导段引导排气流离开隔热板和涡轮后侧之间的环形间隙。因而能够降低排气流的在涡轮后面流动的部分，而不是排气流的驱动涡轮的部分。因此这降低了在隔热板和涡轮后侧之间流动的排气流量。这降低轴承壳体上的热负荷以及流入轴承壳体的排气。提供了一种特别有利的变型，隔热板由扁平材料形成。隔热板的形成能够特别易于由扁平材料产生。这要求去毛刺机加工，导致较少废弃物。而且，因而能够节约成本地产生轻重量、薄壁的隔热板。特别方便的是，隔热板为耐热材料，尤其金属。隔热板的温度能够升高以靠近排气温度。典型值约为低于排气温度50K。耐热材料允许排气涡轮增压器容许更高排气温度而不需要向隔热板提供单独冷却。这降低了构造以及产生排气涡轮增压器所需要的力，使得能够节约成本。提供了另一种特别方便的可能性，隔热板为不锈钢，不锈钢能够被深拉并且尤其是高温度钢，例如1.4541。因而能够通过深拉特别方便地产生隔热板。经证明深拉为形成该类型部件的方便方法。本专利技术的进一步重要的特征及优势见于从属权利要求、附图以及关联附图的附图说明。应该理解的是，以上提到的以及下文将要解释的这些特征不仅能够使用在组合指示的每个情况下，而且能够以其他组合使用或者单独使用，这并不超出本专利技术的范围。附图说明本专利技术的优选示范实施例示于附图中并且在以下说明中更详细地被解释，其中，相同附图标记涉及相同或者类似或者功能等同的部件。在附图中，在每个情况下示意地：图1示出了排气涡轮增压器的局部截面图，示出了转子和轴承壳体，压缩机壳体和涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气涡轮增压器(10)，具有‑涡轮(24)，其由排气流驱动，‑轴承壳体(16)，所述排气涡轮增压器(10)的轴(26)安装在其中以便能够绕着旋转轴线(28)旋转，以及‑隔热板(30)，其布置于涡轮后侧(32)和所述轴承壳体(16)之间，其特征在于‑一方面在所述涡轮后侧(32)和所述隔热板(30)之间提供了环形间隙(36)，‑另一方面所述隔热板(30)设计成和/或布置成，使得稳定的密封空气膜(50)形成在所述隔热板(30)和所述涡轮后侧(32)之间的密封区域(38)。

【技术特征摘要】
2014.11.14 DE 102014223306.21.一种排气涡轮增压器(10)，具有
-涡轮(24)，其由排气流驱动，
-轴承壳体(16)，所述排气涡轮增压器(10)的轴(26)安装在其中以便能
够绕着旋转轴线(28)旋转，以及
-隔热板(30)，其布置于涡轮后侧(32)和所述轴承壳体(16)之间，其特
征在于
-一方面在所述涡轮后侧(32)和所述隔热板(30)之间提供了环形间隙(36)，
-另一方面所述隔热板(30)设计成和/或布置成，使得稳定的密封空气膜(50)
形成在所述隔热板(30)和所述涡轮后侧(32)之间的密封区域(38)。
2.根据权利要求1所述的排气涡轮增压器，其特征在于
所述隔热板(30)设计成和/或布置成，使得实质上没有排气流发生于所述
隔热板(30)和所述涡轮后侧(32)之间。
3.根据权利要求1或2所述的排气涡轮增压器，其特征在于
所述密封区域(38)与所述涡轮(24)以环形方式共轴运行在第一直径(40)
和第二直径(42)之间，其中，所述第一直径(40)在所述涡轮后侧(32)的
直径(44)的50％和90％之间，优选在60％和80％之间，特别优选在65％和75％
之间，最优选地为所述涡轮后侧(32)的直径(44)的约70％，其中，所述第
二直径(42)至少为80％，优选至少为90％，特别优选至少为95％，最优选地
为所述涡轮后侧(32)的直径(44)的约100％。
4.根据权利要求1至3中一项所述的排气涡轮增压器，其特征在于
所述隔热板(30)和所述涡轮后侧(32)之间形成环形间隙(36)，所述环
形间隙(36)在密封区域(38)具有均匀幅宽(48)。
5.根据权利要求4所述的排气涡轮增压器，其特征在于
在密封区域(38)中所述环形间隙(36)具有的幅宽(48)在最小间隙幅
宽和最大间隙幅宽之间，并且其中，所述最小间隙幅宽对应于0.01倍，优选0.02
倍以及特别优选0.03...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特芬·施米特，马克·温特，斯特芬·海涅曼，
申请(专利权)人：博世马勒涡轮系统有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE