用于排气涡轮增压器的涡轮机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃机（10）排气涡轮增压器（22）的涡轮机，包括至少一个外壳件（56），该外壳件包括至少两个螺旋通道（58），所述至少两个螺旋通道能被内燃机（10）的排气穿流过并且具有各自的螺旋入口截面（AS），其特征在于，所述外壳件（56）容纳在一容纳室（74）中，所述容纳室是所述各螺旋通道（58）共用的并且通过所述涡轮机（54）的至少一个另外的外壳件（72）形成，内燃机（10）的排气能从该容纳室在各自的螺旋入口截面（AS）上流动到螺旋通道（58）中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种权利要求1前序部分所述类型的排气涡轮增压器的涡轮机。
技术介绍
DE 102008039085A1公开了一种汽车用内燃机，具有排气涡轮增压器，其包括内燃机进气系统中的压缩机和内燃机排气系统中的涡轮机，其中，涡轮机具有涡轮机壳体，该涡轮机壳体包围一与排气系统的排气管道连接的螺旋通道和一涡轮，该涡轮设置在涡轮机壳体的容纳室内并为驱动压缩机的压缩机轮而能被加载通过螺旋通道引导的内燃机排气，该压缩机轮通过一轴与涡轮以不能相对转动的方式连接的。涡轮机包括调节装置，借助该调节装置可以一起调整螺旋通道的螺旋入口截面以及螺旋通道的通向容纳室的喷口截面。因为这种排气涡轮增压器在批量生产内燃机的背景下是一种件数持续上升的大批量产品，所以值得追求的是提供一种排气涡轮增压器，其可以使相关的内燃机高效，也就是低能耗和低排放运行以及在极高的温度和压力变化下具有高度的运行可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的因此在于，提供一种排气涡轮增压器的涡轮机，其具有高度的运行可靠性以及可以使配设该排气涡轮增压器的内燃机高效运行。该目的通过具有权利要求1所述特征的、用于排气涡轮增压器的涡轮机得以实现。本专利技术具有优点的实施方式连同依据目的和非显而易见的改进方案在从属权利要求中全A屮5 口 QQ o依据本专利技术的、用于内燃机排气涡轮增压器的涡轮机包括至少一个外壳件，该外壳件包括至少两个螺旋通道，所述至少两个螺旋通道能被内燃机的排气穿流过并且具有各自的螺旋入口截面，其特征在于，所述外壳件容纳在一容纳室中，所述容纳室是所述各螺旋通道共用的并且通过所述涡轮机的至少一个另外的外壳件形成，内燃机的排气能从该容纳室通过各自的螺旋入口截面流动到螺旋通道中。由于特别是氮氧化物和碳烟排放的排放标准日益严格，一方面对用于内燃机增压的排气涡轮增压器产生重大影响。由于在内燃机的中等负荷范围直至满负荷范围内所要实现的高AGR率(AGR-排气再循环)，由此在排气涡轮增压器的增压压力提供方面产生高要求。这便要求提供在尺寸或规格方面几何结构小的、用于排气涡轮增压器的涡轮机，其中，所要求的高涡轮机功率通过在与内燃机的共同作用下提高涡轮机的动压头能力(Aiifstaufahigkeit)或降低吸收能力实现。此外，需要时通过沿排气流动方向设置在涡轮机下游的排气净化装置——特别是碳烟过滤器一的反压力提高涡轮机的入口压力水平，这需要在涡轮机尺寸或规格方面进一步缩小涡轮机。这一点带来的问题是，涡轮机的这种缩小一般同时造成涡轮机的效率变差。但为了满足排气涡轮增压器压缩机侧的功率需求，需要提供所希望的空气排气供给并因此提供内燃机的所希望的转矩或所希望的功率以及低排放。依据本专利技术的涡轮机可以实现，该涡轮机在其尺寸或规格方面是很小的，从而由此提供所希望的动压头性能。这一点实现了高排气再循环率。换句话说，可以将特别大量的排气从内燃机的排气侧再循环到内燃机的空气侧并输送到由内燃机吸进的空气中，由此可以降低内燃机的排放，特别是氮氧化物和碳烟排放。此外，在排气涡轮增压器压缩机侧上的所述的高功率需求可以通过该涡轮机得到满足，这是因为该涡轮机使配备该涡轮机的内燃机能够恒压增压运行。在此方面，通过另外的外壳件形成的容纳室起集气室的功能，在该集气室中首先收集内燃机的排气并使之蓄能，然后排气通过螺旋通道流动并驱动涡轮，涡轮又能通过一轴驱动排气涡轮增压器的压缩机侧上的压缩机轮，该轴与涡轮以不能相对转动的方式连接。此外，涡轮机具有很低的部件数量，这样带来涡轮机的低成本以及高的运行可靠性。在本专利技术的一种具有优点的实施方式中，螺旋通道各自具有至少一个喷口截面，通过该喷口截面能对涡轮机的容纳在第一外壳件中的涡轮施加排气，其中，各喷口截面沿涡轮的转动轴线并列设置和/或绕转动轴线分布设置在涡轮的周部上。因此涡轮机可以匹配于不同要求以满足在提供所希望的内燃机空气或空气排气供给以及低排放方面的要求。如果涡轮机包括调节装置，借助该调节装置能调节螺旋通道的各自的螺旋入口截面和/或各自的喷口截面，其中，例如所述螺旋通道中的一个螺旋通道的螺旋入口截面和喷口截面能借助该调节装置共同地调节和/或其中另外的螺旋通道的螺旋入口截面和喷口截面能借助该调节装置共同地调节，那么至少几乎是在内燃机的整个特性曲线族中、也就是说既包括在低和中等负荷范围也包括在满负荷范围内都能匹配于不同的运行点。调节装置特别是还可以调整涡轮机的动压头性能，由此可以影响空气和排气再循环需求，以便可以在特别宽的范围内满足能耗和排放要求。这一点在商用车上使用的框架内具有优点。但涡轮机特别是在乘用车上使用的框架内也具有优点，其中，内燃机具有不稳定的性能。通过涡轮机的可变动压头能力，尽管在乘用车行驶期间内燃机的性能不稳定，仍可以获取可接受的驾驶性能，而且在依据缩减方案具有很低工作容积和很高单位功率的内燃机上亦是如此。调节装置在此方面例如针对每一个螺旋通道包括至少一个堵挡体，借助该堵挡体可以调整螺旋入口截面和/或喷口截面，其中，堵挡体是舌形的。涡轮机因此是所谓的舌形滑阀分段式润轮机(Zungenschieber-Mehrsegment-Turbine),其具有很少的部件数量以及具有成本低廉和坚固的涡轮机壳设计与在流动上重要的螺旋通道的组合。为提供高通过扩展能力，第一外壳具有比所述的两个更多的螺旋通道并因此具有多于两个的螺旋段。也称为多段螺旋的螺旋通道在涡轮机上通过第一外壳件一并因此与第二外壳件分开地——例如通过精密加工方法制造，并与第二外壳件连接，该第二外壳件起收集外壳的作用并且包括多段螺旋并且相对于环境气密密封。第二外壳件的容纳室例如是螺旋形的，第二外壳件除了相对于环境气密地将内燃机排气引导到螺旋通道的螺旋入口截面外，还承担涡轮机的支承功能、或者说整个排气涡轮增压器连同在涡轮转子破坏防护方面的防护装置的支承功能，其包括排气涡轮增压器的涡轮、轴、压缩机的压缩机轮以及必要的其他部件。形成螺旋通道的第一外壳件和/或调节装置的堵挡体例如通过铸造法，特别是精密铸造法制成和/或制成有利地具有非常光滑的流动表面的板件，这样可以非常精确地调节螺旋通道以及必要的堵挡体。包围第一外壳件的第二外壳件必要时具有相当简单的几何结构，从而成本低廉地通过相当粗糙的标准的砂型铸造法制造。这一点使依据本专利技术的涡轮机的成本保持得很低。两个外壳件的连接例如借助成本低廉的安装、连接和/或密封技术进行，其中，同样可以是，第一外壳件是铸入到另外的外壳件内的。通过本专利技术涡轮机实现的、具有容纳室的第二外壳件与具有螺旋通道的第一外壳件的组合引起，利用一个第二外壳件和多个彼此不同的第二外壳件作为插入件，该插入件与相匹配的调节装置的相关地具有例如两个、三个、四个、五个、六个、七个或更多个螺旋通道，实现了一种有利的、用于产生多样性的涡轮机性能的组合部件。该组合部件用于在内燃机的较宽应用范围内提供涡轮机的匹配的热力性能，其可以利用涡轮机的高效组合和结构系列简化来实现。换句话说，可以超出涡轮机的不同结构方案，其中，这些结构方案具有彼此不同数量的螺旋通道，第二外壳件作为相同的部件使用，因此使组合部件的成本保持很低。附图说明本专利技术的其他优点、特征和细节来自多个优选实施方式以及借助附图的下列说明。前面说明书内所称的特征和特征组合以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.28 DE 102010021928.21.一种用于内燃机(10)排气涡轮增压器(22)的涡轮机，包括至少一个外壳件(56)，该外壳件包括至少两个螺旋通道(58)，所述至少两个螺旋通道能被内燃机(10)的排气穿流过并且具有各自的螺旋入口截面(As )，其特征在于，所述外壳件(56)容纳在一容纳室(74)中，所述容纳室是所述各螺旋通道(58)共用的并且通过所述涡轮机(54)的至少一个另外的外壳件(72)形成，使内燃机(10)排气能通过相应的螺旋入口截面(As)从该容纳室流入所述螺旋通道(58)中。2.按权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述螺旋通道(58)各自具有至少一个喷口截面(AK)，通过该喷口截面能对涡轮机(54)的容纳在第一外壳件(56)中的涡轮(60)施加排气，其中，各喷口截面(Ak)沿涡轮(60)的转动轴线(62)并列设置和/或绕转动轴线(62)分布设置在涡轮(60)的周部上。3.按权利要求1或2所述的涡轮机，其特征在于，涡轮机(54)包括调节装置(64)，借助该调节装置能调节螺旋通道(58)的各自的螺旋入口截面(4)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·萨姆瑟，T·希尔特，
申请(专利权)人：戴姆勒股份公司，
类型：
国别省市：