CN108026781B - 用于废气涡轮增压器的涡轮机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于废气涡轮增压器的涡轮机，该废气涡轮增压器具有涡轮机壳体，在涡轮机壳体中设置有第一流动管道和第二流动管道，每个流动管道具有入口区域和出口区域，其中，自调节旋转滑阀设置在流动管道的入口区域中，该自调节旋转滑阀具有可调的流动管道封闭元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于废气涡轮增压器的涡轮机，该涡轮机具有涡轮机壳体，在该涡轮机壳体中设置有第一流动管道和第二流动管道，每个流动管道具有入口区域和出口区域。
背景技术
从DE 10 2010 008 411 A1中已知一种用于废气涡轮增压器的涡轮机。该涡轮机具有包含涡轮机叶轮的涡轮机壳体，该涡轮机叶轮能够通过来自内燃机的废气作用并且具有至少两个通道，该至少两个通道至少在某些区域中彼此流体分离并且废气能够流过该通道。至少一个可调节阀也被提供。该阀具有关闭旁路管道的关闭位置和至少部分地打开旁路管道的打开位置。该阀允许废气的至少一部分绕过涡轮机叶轮。在该背景下，在阀的至少一个位置中，至少两个通道通过分离区域中的阀至少部分地彼此流体分离。另外，该阀具有至少一个中间位置，在该中间位置中旁通管道关闭，并且至少两个通道在分离区域中彼此流体连接。该阀是轴向滑阀或旋转滑阀，其必须利用致动器抵抗废气施加的压力而被致动。另外，在该方法中，阀的可调性受到限制。
发明内容
本发明的目标是具体说明一种不存在上述缺点的用于废气涡轮增压器的涡轮机。
该目标由具有权利要求1所述的特征的涡轮机实现。在从属权利要求中具体说明了有利的实施例和改进例。
本发明提供了一种用于废气涡轮增压器的涡轮机，该涡轮机具有涡轮机壳体，在涡轮机壳体中设置有第一流动管道和第二流动管道，每个流动管道具有入口区域和出口区域，其中，自调节旋转滑阀设置在流动管道的入口区域中，该自调节旋转滑阀具有可调的流动管道封闭元件。
本发明的优点主要在于，当在废气涡轮增压器操作期间在两个流动管道之间产生压力差时，流动管道封闭元件由于该压力差的原因自动地调整。这种自动调整发生以使得两个流动管道之间的连接区域被打开，从而使得来自具有较高压力的流动管道的废气被导向至具有较低压力的流动管道中。两个流动管道之间的打开的程度取决于当前的压力差。如果该压力差大于限定的压力差阈值，则两个流动管道之间的过渡区域被完全打开。根据流动管道之间存在的压力差，旋转滑阀的流动管道封闭元件的这种自调节打开实现了设置在涡轮机壳体中的两个流动管道之间的简单、成本有效、节省空间且有利于流动的连接的可能性。
附图说明
从参考附图给出的本发明的示例性描述中得出本发明的另外的有利特性。在附图中：
图1是图示废气涡轮增压器的基本构造的框图；
图2是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第一透视图；
图3是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第二透视图；
图4是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第三透视图；
图5是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第四透视图；
图6是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第二示例性实施例的第一透视图；
图7是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第二示例性实施例的第二透视图；以及
图8是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第二示例性实施例的第三透视图。
具体实施方式
图1是图示废气涡轮增压器1的基本构造的框图。
该废气涡轮增压器1具有涡轮机2，涡轮机2包含设置在涡轮机壳体3中的涡轮机叶轮4。废气涡轮增压器1还具有压缩机5，该压缩机5包含设置在压缩机壳体6中的压缩机叶轮7。废气涡轮增压器1还具有轴承装置9，该轴承装置9包含连接到压缩机壳体6和涡轮机壳体3的轴承壳体10。轴8安装在轴承壳体10中，在轴8的一个端部区域处具有涡轮机叶轮4，并且在另一个端部区域处具有压缩机叶轮7。在该背景下，涡轮机叶轮4和压缩机叶轮7能够固定到轴8或者作为轴8的整体组成部分。
在废气涡轮增压器的操作期间，被供应到废气涡轮增压器的机动车辆的废气流驱动涡轮机叶轮4，由此使固定地连接到涡轮机叶轮4的轴8转动。该旋转运动被传递到压缩机叶轮7，该压缩机叶轮7也固定地连接到轴8。被供应到压缩机5的新鲜空气借助于压缩机叶轮7被压缩;该空气与必要的燃料一起被供应到机动车辆的发动机的燃烧室以便增加发动机动力。
涡轮机壳体3具有两个相互平行的流动管道，例如在所谓的双涡旋废气涡轮增压器中使用的。当使用内燃机的双通道废气歧管时，这允许将废气单独输送到涡轮机叶轮。这种措施的优点是避免了在增压交换期间对各个气缸的相互的负面影响。在该背景下，在废气歧管中，例如在四缸发动机的情况下来自两个气缸的废气管道被合并成一个废气流，相应地经由流动管道中的一个被输送并且在即将到达涡轮机叶轮时重新组合。这种方法的结果是，废气背压降低并且内燃机的气体交换得到改善，这进而导致内燃机的消耗降低，动力增加并且响应行为得到改善。
在这种内燃机中，存在两个流动管道必须以不同程度流体连接到彼此的操作状态。
在本发明中，两个流动管道在它们的入口区域中利用具有流动管道封闭元件的自调节旋转滑阀而联接到彼此。取决于该流动管道封闭元件的位置，两个流动管道能够彼此完全分离，完全连接到彼此或部分地连接到彼此。流动管道封闭元件的基本设定使得两个流动管道彼此完全分离。该基本设定是通过使用（除了其他的以外）具有两个预加载的弹簧元件的设定装置而实现的。在废气涡轮增压器的操作期间，存在与上述基本设定相反的操作状态，有利的是两个流动管道以更大或更小的程度联接。当两个流动管道中的压力不同时，存在这种操作状态。为了使两个流动管道之间的这种压力差均衡，旋转滑阀被设计为在下述意义上是自调节的：旋转滑阀的流动管道封闭元件取决于当时的压力差自动地移动以便将两个流动管道之间的连接区域打开至更大或更小的程度。该打开允许来自较高压力的流动管道的废气流入另一个较低压力的流动管道。
下面参考图2至图8更详细地描述用于这种类型的旋转滑阀的构造的两个示例性实施例。
图2是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第一透视图。该图示出了该涡轮机2的涡轮机壳体3的入口区域，其中，来自内燃机的废气被引入到涡轮机壳体3中。两个流体管道11,12的入口区域13,14也位于涡轮机壳体3的该入口区域中。图2没有示出的是这些流动管道11,12的出口区域被引回在一起，以便将输送的热废气供应到涡轮机叶轮从而驱动涡轮机叶轮。
具有可调的流动管道封闭元件16的自调节旋转滑阀15设置在流动管道11,12的入口区域中。另外，旋转滑阀15具有致动臂17，致动臂17连接到流动管道封闭元件16或与流动管道封闭元件16一体式制成。该致动臂17是设定装置18的组成部分，设定装置18还包括保持板19，设定弹簧20和21，弹簧保持器元件22，23和24以及连接元件25。
如图2所示，在其基本设定中，流动管道封闭元件16关闭两个流动管道11和12之间的连接区域，使得这些流动管道11和12彼此流体分离。另外，在图2所示的基本设定中，流动管道11和12对于从废气歧管供应到该流动管道中并且在轴向方向上进入相应的流动管道的废气是开放的，以使得该废气能够无阻碍地流入流动管道中。
图2中所示的流动管道封闭元件16的基本设定由两个设定弹簧20和21形成并维持，每个设定弹簧设置有一定的预载荷，该预载荷被选择为实现流动管道封闭元件的所述基本设定。
如图2所示，设定弹簧20的一个端部区域固定至弹簧保持器元件22，并且设定弹簧20的另一个端部区域固定至弹簧保持器元件23。而且，设定弹簧21的一个端部区域固定至弹簧保持器元件24，并且设定弹簧21的另一个端部区域也固定至弹簧保持器元件23。弹簧保持器元件22和24固定至保持板19。弹簧保持器元件23借助于连接元件25连接至致动臂17的上端区域。
在流动管道封闭元件16旋转的情况下，该旋转通过致动臂17传递到连接元件25，并且由此传递到因此也旋转的弹簧保持器元件23。
图3是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第二透视图。该图3示出的是，保持板19的内部区域是中空的，并且径向内部区域具有阶梯形凹部，致动臂17的横向臂17a可旋转地安装在该凹部中。如图2所示，在图3中设置在致动臂17后面并且因此在该图3中不可见的流动管道封闭元件16处于其基本设定，并且封闭两个流动管道11和12之间的连接区域，以使得这些流动管道11和12彼此流体分离。
图4是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第三透视图。该图在从上方观察的斜视图中示出了旋转滑阀的部件，而没有示出涡轮机壳体。
图5是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第一示例性实施例的第四透视图。该图在从下方观察的斜视图中示出了旋转滑阀的部件，而没有示出涡轮机壳体。该图特别地示出了弹簧保持器元件22和24在保持板19上的附接以及致动臂17与流动管道封闭元件16的一体式设计。
图6是图示具有自调节旋转滑阀的涡轮机的第二示例性实施例的第一透视图。该第二示例性实施例与图2至图5中所示的第一示例性实施例的区别主要在于，在图6所示的第二示例性实施例中，设定装置18的顶部被覆盖件26覆盖，以使得特别地预加载的设定弹簧20和21不是开放地设置在涡轮机壳体的上侧上，而是被保护在覆盖件26的内部中。图6中所示的第二示例性实施例与图2至图5中所示的第一示例性实施例的不同之处还在于，设定弹簧20和21的第一端部区域没有固定至附接到保持板的特定的弹簧保持器元件22和24，而是固定至覆盖件26的内部，或者固定至该覆盖件自身或固定至涡轮机壳体的接收部分。
从图示具有自动调节旋转滑阀的涡轮机的第二示例性实施例的第二和第三透视图的图7和图8中可以更清楚地观察。
Claims (7)
1.一种用于废气涡轮增压器的涡轮机，所述涡轮机具有涡轮机壳体，在所述涡轮机壳体中设置有第一流动管道和第二流动管道，每个流动管道具有入口区域和出口区域，自调节旋转滑阀（15）设置在所述流动管道（11,12）的所述入口区域（13,14）中，所述自调节旋转滑阀（15）具有可调的流动管道封闭元件（16），其特征在于，所述流动管道封闭元件（16）能够通过所述流动管道（11,12）中的压力差而旋转，以使得所述流动管道（11,12）流体连接至彼此。
2.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述旋转滑阀（15）具有致动臂（17），所述致动臂（17）连接至所述流动管道封闭元件（16）或与所述流动管道封闭元件（16）一体式制成。
3.根据权利要求2所述的涡轮机，其特征在于，所述致动臂（17）连接至设定装置（18），所述设定装置的部件用于所述流动管道封闭元件（16）的基本设定，所述设定装置（18）具有两个预加载的设定弹簧（19,20），所述两个预加载的设定弹簧（19,20）的弹簧力相应地向所述设定装置（18）施加力矩，所述流动管道封闭元件（16）的基本设定由所述预加载的设定弹簧（19,20）的弹簧力预定。
4.根据权利要求3所述的涡轮机，其特征在于，在所述流动管道封闭元件（16）的基本设定中，两个流动管道（11,12）允许被供应至所述两个流动管道的废气经过。
5.根据权利要求3或4所述的涡轮机，其特征在于，在所述流动管道封闭元件（16）的基本设定中，两个流动管道（11,12）在所述两个流动管道的入口区域（13,14）处彼此流体分离。
6.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，在所述流动管道（11,12）中存在预定的高压力差能够导致所述流动管道封闭元件（16）旋转，以使得其中存在较低压力的所述流动管道（11,12）的所述入口区域（13,14）对于施加到所述流动管道的入口区域（13,14）的废气完全关闭。
7.根据权利要求1或6所述的涡轮机，其特征在于，在所述流动管道（11,12）中存在预定的高压力差能够导致所述流动管道封闭元件（16）旋转，以使得在两个流动管道（11,12）之间的过渡区域被完全打开。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230421 Address after: Regensburg, Germany Patentee after: WeiPai Technology Co.,Ltd. Address before: Hannover Patentee before: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GmbH |
|
| TR01 | Transfer of patent right |