流动改变装置、压缩机和增压设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种流动改变装置、一种压缩机和一种增压设备。该压缩机包括流动改变装置，增压设备包括压缩机。该流动改变装置用于增压设备的压缩机并且包括柱状壳体段，该柱状壳体段限定内周表面并且包括在轴向方向上的下游末端区域以及上游末端区域。另外，该流动改变装置包括多个空穴，这些空穴在周向方向上间隔开地布置在该内周表面处。在此，每个空穴由纵向投影线以及深度投影线来限定。在由纵向投影线和深度投影线形成的定向平面中布置有空穴相对于内周表面的下游进入角α和空穴相对于内周表面的上游进入角β。下游进入角α限定了该空穴的下游开口区域并且上游进入角β限定了该空穴的上游开口区域。在此该空穴形成为使得：β<90°<α。

Flow changing device, compressor and supercharging equipment

【技术实现步骤摘要】
流动改变装置、压缩机和增压设备
本技术涉及一种流动改变装置，其用于增压设备的压缩机。本技术还涉及一种用于增压设备的压缩机和一种具有此压缩机的增压设备。
技术介绍
越来越多较新世代的车辆配备有增压设备，以便实现需求目标和法律要求。在开发增压设备时，不仅单独的部件而且整个系统都要在其可靠性和效率方面进行优化。已知的增压设备大多具有至少一个带有压缩机叶轮的压塑机，该压缩机叶轮与驱动单元通过一个共用的轴相连。压缩机压缩为了内燃发动机或为了燃料电池所吸入的新鲜空气。由此提高发动机可用于燃烧或者燃料电池可用于反应的空气或氧气量。这进而产生了内燃发动机或燃料电池的功率提升。增压设备可以配备有不同的驱动单元。在现有技术中已知尤其电增压器(E-Lader)，其中压缩机通过电机来驱动，以及排气涡轮增压器，其中压缩机通过排气涡轮机来驱动。在现有技术中还描述了这两种系统的组合。每个压缩机具有针对压缩机的压缩机特征图，其中压缩机的运行被限制在喘振极限与阻塞极限之间的压缩机特征图区域内。在压缩机特征图中，将横坐标上的通过的体积流量与纵坐标上的在压缩机入口与压缩机出口之间的压力比相对展示。另外，记录了在喘振极限与阻塞极限之间直至最大可允许转速的不同转速的曲线。依据压缩机的大小和设计，在较小的体积流量下的运行可能由于压缩机而是低效率的或可能不再是可靠运行的，因为达到了喘振极限。也就是说，喘振极限向左侧限制了压缩机特征图，而阻塞极限向右侧限制了压缩机特征图。在现有技术中已知不同的措施以优化压缩机特征图。该措施尤其是调整机构，这些调整机构在压缩机的入口区域中在流动方向上布置在压缩机叶轮之前，以及在压缩机入口壁中的壳体加工，以便改变流动。通过调整机构可以改变压缩机入口中的流动横截面，由此例如可以设定流入速度和向压缩机叶轮的体积流量。压缩机入口壁中的加工尤其包括所谓的“带气门罩盖(portedshrouds)”(例如循环通道)。这两种流动改变装置作为扩展特征图或使特征图稳定的措施起作用，由此进而可以在发动机相关的工作点中减少或避免压缩机的喘振。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于稳定特征图的改进的流动改变装置或者一种具有改进的压缩机特征图的压缩机。本技术涉及一种用于增压设备的压缩机的流动改变装置，包括：柱状壳体段，该柱状壳体段限定内周表面并且包括在轴向方向上的下游末端区域以及上游末端区域；以及多个空穴，这些空穴在周向方向上间隔开地布置在该内周表面处；-其中每个空穴由纵向投影线以及深度投影线来限定，-其中在由该纵向投影线和该深度投影线形成的定向平面中，空穴相对于该内周表面的下游进入角限定了该空穴的下游开口区域，并且空穴相对于该内周表面的上游进入角限定了该空穴的上游开口区域，并且-其中该空穴形成为使得：(β)<90°<(α)。本技术还涉及一种用于增压设备的压缩机，包括：压缩机壳体，该压缩机壳体限定了具有入口横截面的压缩机入口和压缩机出口；压缩机叶轮，该压缩机叶轮在该压缩机入口与该压缩机出口之间可旋转地布置在该压缩机壳体中；以及根据本技术所述的流动改变装置。此外，本技术还涉及一种增压设备，包括：驱动单元和根据本技术所述的压缩机，其中该增压设备包括轴，通过该轴，该压缩机和该驱动单元不可相对转动地彼此耦联。用于增压设备的压缩机的流动改变装置包括柱状壳体段和多个空穴。柱状壳体段限定了内周表面。另外，柱状壳体段包括在轴向方向上的下游末端区域以及在轴向方向上的上游末端区域。上游末端区域在此与下游末端区域在轴向方向上相反布置。这些空穴在周向方向上间隔开地布置在该内周表面处。在此，每个空穴由纵向投影线以及深度投影线来限定。在由纵向投影线和深度投影线形成的定向平面中，空穴的下游开口区域由空穴相对于内周表面的下游进入角α来限定。同样，在由纵向投影线和深度投影线形成的定向平面中，空穴的上游开口区域由空穴相对于内周表面的上游进入角β来限定。在此这些空穴形成为使得：β<90°<α。通过空穴的这种特殊的设计可以使流体简化地穿过流出开口区域朝向空穴中流到上游开口区域，在上游开口区域中可以通过上游进入角β再次将流体向下游末端区域的方向上引导。这样的流动改变装置设计，当其用在压缩机中时，可以实现特征图稳定性的明显改进。尤其可以稳定特征图的下部区域和上部区域。与现有技术中已知的“带气门罩盖”相比，在较低的压力比之下就已经可以看到其效果。当流动改变装置用在用于内燃发动机的压缩机中时，流动改变装置的带有空穴的特殊设计能够实现将喘振极限附近的工作点明显朝向更小的通过量偏移(或者在相同的通过量下更高的压力)。由此可以在内燃发动机处提供更早且更高的转矩。另外，例如与“带气门罩盖”相比产生了在制造工艺方面的优点，在“带气门罩盖”中需要额外的零件(例如用于再循环空腔的芯)而本技术的流动改变装置中可以省略。在流动改变装置的设计中，空穴可以如下形成，使得β<180°-α。通过这种设计，可以在下游末端区域的方向上提供从空穴的更急的回流。在替代实施方式中，空穴还可以如下形成，使得β＝180°-α或β>180°-α。尤其后一种设计可以产生制造工艺上的简化。在流动改变装置的可与上述设计相组合的设计中，空穴可以形成为，使得10°<β<30°，优选15°<β<20°且特别优选17°≤β≤19°。在流动改变装置的可与上述设计中任一项相组合的设计中，空穴可以形成为，使得120°<β<165°，优选130°<β<150°且特别优选135°≤β≤145°。在流动改变装置的可与上述设计中任一项相组合的设计中，深度投影线相对于轴向方向倾斜了接近角γ。另外，空穴可以形成为，使得0°<γ<60°，优选15°<γ<50°且特别优选35°≤γ≤45°。在此接近角γ尤其可以在压缩机叶轮的旋转方向上从径向方向偏开。这个有利的设计产生了改进的进入空穴的流体流入。由此可以进而使更大的体积流量穿过空穴循环回到下游末端区域的方向上。因此，当在压缩机中使用流动改变装置时，可以将更大的体积流量引导回压缩机叶轮，由此可以再次提高效率。在流动改变装置的可与上述设计中任一项相组合的设计中，与该定向平面正交的该空穴的宽度为1mmxFD至6mmxFD，优选2mmxFD至5mmxFD，且特别优选3mmxFD至4mmxFD。在此FD＝D/DRef，其中DRef优选为60mm并且D对应于该流动改变装置被设计用于的压缩机的压缩机叶轮的出口直径。换言之，这意味着，空穴的尺寸、尤其空穴的宽度取决于流动改变装置被设计用于其运行或与其一起使用的压缩机叶轮的尺寸来进行配置。在流动改变装置的可与上述设计中任一项相组合的设计中，沿着该纵向投影线的该空穴的长度为5mmxFD至30mmxFD，优选10mmxFD至25mmxFD，且特别优选15mmxFD至20mmxFD。在此FD＝D/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流动改变装置(10)，该流动改变装置用于增压设备(400)的压缩机(300)并且包括：/n柱状壳体段(150)，该柱状壳体段限定内周表面(152)并且包括在轴向方向(22)上的下游末端区域(154)以及上游末端区域(156)；以及/n多个空穴(200)，这些空穴在周向方向(26)上间隔开地布置在该内周表面(152)处；/n-其中每个空穴(200)由纵向投影线(202)以及深度投影线(204)来限定，/n-其中在由该纵向投影线(202)和该深度投影线(204)形成的定向平面(203)中，空穴(200)相对于该内周表面(152)的下游进入角(α)限定了该空穴(200)的下游开口区域(214)，并且空穴(200)相对于该内周表面(152)的上游进入角(β)限定了该空穴(200)的上游开口区域(216)，并且/n-其中该空穴(200)形成为使得：(β)<90°<(α)。/n

【技术特征摘要】
20190430 EP 19171814.71.一种流动改变装置(10)，该流动改变装置用于增压设备(400)的压缩机(300)并且包括：
柱状壳体段(150)，该柱状壳体段限定内周表面(152)并且包括在轴向方向(22)上的下游末端区域(154)以及上游末端区域(156)；以及
多个空穴(200)，这些空穴在周向方向(26)上间隔开地布置在该内周表面(152)处；
-其中每个空穴(200)由纵向投影线(202)以及深度投影线(204)来限定，
-其中在由该纵向投影线(202)和该深度投影线(204)形成的定向平面(203)中，空穴(200)相对于该内周表面(152)的下游进入角(α)限定了该空穴(200)的下游开口区域(214)，并且空穴(200)相对于该内周表面(152)的上游进入角(β)限定了该空穴(200)的上游开口区域(216)，并且
-其中该空穴(200)形成为使得：(β)<90°<(α)。


2.根据权利要求1所述的流动改变装置(10)，其特征在于，10°<(β)<30°。


3.根据权利要求2所述的流动改变装置(10)，其特征在于，15°<(β)<20°。


4.根据权利要求3所述的流动改变装置(10)，其特征在于，17°≤(β)≤19°。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的流动改变装置(10)，其特征在于，120°<(α)<165°。


6.根据权利要求5所述的流动改变装置(10)，其特征在于，130°<(α)<150°。


7.根据权利要求6所述的流动改变装置(10)，其特征在于，135°≤(α)≤145°。


8.根据权利要求1至4中任一项所述的流动改变装置(10)，其特征在于，该深度投影线(204)相对于径向方向(24)倾斜了接近角(γ)，并且0°<(γ)<60°。


9.根据权利要求8所述的流动改变装置(10)，其特征在于，15°<(γ)<50°。


10.根据权利要求9所述的流动改变装置(10)，其特征在于，35°≤(γ)≤45°。


11.根据权利要求1至4中任一项所述的流动改变装置(10)，其特征在于，该空穴(200)包括具有开口面(211)的开口(210)。


12.根据权利要求1所述的流动改变装置(10)，其特征在于，该空穴(200)具有长度(208)、具有开口长度(212)的开口(210)以及深度(209)，并且该空穴(200)的轮廓(220)通过存在下游进入角(α)的进入点(222)、通过存在上游进入角(β)的退出点(228)以及通过介于该进入点(222)与该退出点(228)之间的拐点(224)来确定。


13.根据权利要求12所述的流动改变装置(10)，其特征在于，该轮廓(220)位于该定向平面(203)中。


14.根据权利要求12所述的流动改变装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·霍伊尔，S·卡尔施泰特，T·利斯切尔，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：新型
国别省市：美国;US