本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)（10）排氣渦輪增壓器（22）的渦輪機(jī)，包括至少一個(gè)外殼件（56），該外殼件包括至少兩個(gè)螺旋通道（58），所述至少兩個(gè)螺旋通道能被內(nèi)燃機(jī)（10）的排氣穿流過(guò)并且具有各自的螺旋入口截面（AS），其特征在于，所述外殼件（56）容納在一容納室（74）中，所述容納室是所述各螺旋通道（58）共用的并且通過(guò)所述渦輪機(jī)（54）的至少一個(gè)另外的外殼件（72）形成，內(nèi)燃機(jī)（10）的排氣能從該容納室在各自的螺旋入口截面（AS）上流動(dòng)到螺旋通道（58）中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種權(quán)利要求1前序部分所述類型的排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)。
技術(shù)介紹
DE 102008039085A1公開(kāi)了一種汽車用內(nèi)燃機(jī)，具有排氣渦輪增壓器，其包括內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的壓縮機(jī)和內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)中的渦輪機(jī)，其中，渦輪機(jī)具有渦輪機(jī)殼體，該渦輪機(jī)殼體包圍一與排氣系統(tǒng)的排氣管道連接的螺旋通道和一渦輪，該渦輪設(shè)置在渦輪機(jī)殼體的容納室內(nèi)并為驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的壓縮機(jī)輪而能被加載通過(guò)螺旋通道引導(dǎo)的內(nèi)燃機(jī)排氣，該壓縮機(jī)輪通過(guò)一軸與渦輪以不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接的。渦輪機(jī)包括調(diào)節(jié)裝置，借助該調(diào)節(jié)裝置可以一起調(diào)整螺旋通道的螺旋入口截面以及螺旋通道的通向容納室的噴口截面。因?yàn)檫@種排氣渦輪增壓器在批量生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)的背景下是一種件數(shù)持續(xù)上升的大批量產(chǎn)品，所以值得追求的是提供一種排氣渦輪增壓器，其可以使相關(guān)的內(nèi)燃機(jī)高效，也就是低能耗和低排放運(yùn)行以及在極高的溫度和壓力變化下具有高度的運(yùn)行可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的因此在于，提供一種排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)，其具有高度的運(yùn)行可靠性以及可以使配設(shè)該排氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)高效運(yùn)行。該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的、用于排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。本專利技術(shù)具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式連同依據(jù)目的和非顯而易見(jiàn)的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中全A屮5 口 QQ o依據(jù)本專利技術(shù)的、用于內(nèi)燃機(jī)排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)包括至少一個(gè)外殼件，該外殼件包括至少兩個(gè)螺旋通道，所述至少兩個(gè)螺旋通道能被內(nèi)燃機(jī)的排氣穿流過(guò)并且具有各自的螺旋入口截面，其特征在于，所述外殼件容納在一容納室中，所述容納室是所述各螺旋通道共用的并且通過(guò)所述渦輪機(jī)的至少一個(gè)另外的外殼件形成，內(nèi)燃機(jī)的排氣能從該容納室通過(guò)各自的螺旋入口截面流動(dòng)到螺旋通道中。由于特別是氮氧化物和碳煙排放的排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，一方面對(duì)用于內(nèi)燃機(jī)增壓的排氣渦輪增壓器產(chǎn)生重大影響。由于在內(nèi)燃機(jī)的中等負(fù)荷范圍直至滿負(fù)荷范圍內(nèi)所要實(shí)現(xiàn)的高AGR率(AGR-排氣再循環(huán))，由此在排氣渦輪增壓器的增壓壓力提供方面產(chǎn)生高要求。這便要求提供在尺寸或規(guī)格方面幾何結(jié)構(gòu)小的、用于排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)，其中，所要求的高渦輪機(jī)功率通過(guò)在與內(nèi)燃機(jī)的共同作用下提高渦輪機(jī)的動(dòng)壓頭能力(Aiifstaufahigkeit)或降低吸收能力實(shí)現(xiàn)。此外，需要時(shí)通過(guò)沿排氣流動(dòng)方向設(shè)置在渦輪機(jī)下游的排氣凈化裝置——特別是碳煙過(guò)濾器一的反壓力提高渦輪機(jī)的入口壓力水平，這需要在渦輪機(jī)尺寸或規(guī)格方面進(jìn)一步縮小渦輪機(jī)。這一點(diǎn)帶來(lái)的問(wèn)題是，渦輪機(jī)的這種縮小一般同時(shí)造成渦輪機(jī)的效率變差。但為了滿足排氣渦輪增壓器壓縮機(jī)側(cè)的功率需求，需要提供所希望的空氣排氣供給并因此提供內(nèi)燃機(jī)的所希望的轉(zhuǎn)矩或所希望的功率以及低排放。依據(jù)本專利技術(shù)的渦輪機(jī)可以實(shí)現(xiàn)，該渦輪機(jī)在其尺寸或規(guī)格方面是很小的，從而由此提供所希望的動(dòng)壓頭性能。這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了高排氣再循環(huán)率。換句話說(shuō)，可以將特別大量的排氣從內(nèi)燃機(jī)的排氣側(cè)再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)的空氣側(cè)并輸送到由內(nèi)燃機(jī)吸進(jìn)的空氣中，由此可以降低內(nèi)燃機(jī)的排放，特別是氮氧化物和碳煙排放。此外，在排氣渦輪增壓器壓縮機(jī)側(cè)上的所述的高功率需求可以通過(guò)該渦輪機(jī)得到滿足，這是因?yàn)樵摐u輪機(jī)使配備該渦輪機(jī)的內(nèi)燃機(jī)能夠恒壓增壓運(yùn)行。在此方面，通過(guò)另外的外殼件形成的容納室起集氣室的功能，在該集氣室中首先收集內(nèi)燃機(jī)的排氣并使之蓄能，然后排氣通過(guò)螺旋通道流動(dòng)并驅(qū)動(dòng)渦輪，渦輪又能通過(guò)一軸驅(qū)動(dòng)排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)側(cè)上的壓縮機(jī)輪，該軸與渦輪以不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接。此外，渦輪機(jī)具有很低的部件數(shù)量，這樣帶來(lái)渦輪機(jī)的低成本以及高的運(yùn)行可靠性。在本專利技術(shù)的一種具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式中，螺旋通道各自具有至少一個(gè)噴口截面，通過(guò)該噴口截面能對(duì)渦輪機(jī)的容納在第一外殼件中的渦輪施加排氣，其中，各噴口截面沿渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線并列設(shè)置和/或繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線分布設(shè)置在渦輪的周部上。因此渦輪機(jī)可以匹配于不同要求以滿足在提供所希望的內(nèi)燃機(jī)空氣或空氣排氣供給以及低排放方面的要求。如果渦輪機(jī)包括調(diào)節(jié)裝置，借助該調(diào)節(jié)裝置能調(diào)節(jié)螺旋通道的各自的螺旋入口截面和/或各自的噴口截面，其中，例如所述螺旋通道中的一個(gè)螺旋通道的螺旋入口截面和噴口截面能借助該調(diào)節(jié)裝置共同地調(diào)節(jié)和/或其中另外的螺旋通道的螺旋入口截面和噴口截面能借助該調(diào)節(jié)裝置共同地調(diào)節(jié)，那么至少幾乎是在內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)特性曲線族中、也就是說(shuō)既包括在低和中等負(fù)荷范圍也包括在滿負(fù)荷范圍內(nèi)都能匹配于不同的運(yùn)行點(diǎn)。調(diào)節(jié)裝置特別是還可以調(diào)整渦輪機(jī)的動(dòng)壓頭性能，由此可以影響空氣和排氣再循環(huán)需求，以便可以在特別寬的范圍內(nèi)滿足能耗和排放要求。這一點(diǎn)在商用車上使用的框架內(nèi)具有優(yōu)點(diǎn)。但渦輪機(jī)特別是在乘用車上使用的框架內(nèi)也具有優(yōu)點(diǎn)，其中，內(nèi)燃機(jī)具有不穩(wěn)定的性能。通過(guò)渦輪機(jī)的可變動(dòng)壓頭能力，盡管在乘用車行駛期間內(nèi)燃機(jī)的性能不穩(wěn)定，仍可以獲取可接受的駕駛性能，而且在依據(jù)縮減方案具有很低工作容積和很高單位功率的內(nèi)燃機(jī)上亦是如此。調(diào)節(jié)裝置在此方面例如針對(duì)每一個(gè)螺旋通道包括至少一個(gè)堵?lián)躞w，借助該堵?lián)躞w可以調(diào)整螺旋入口截面和/或噴口截面，其中，堵?lián)躞w是舌形的。渦輪機(jī)因此是所謂的舌形滑閥分段式潤(rùn)輪機(jī)(Zungenschieber-Mehrsegment-Turbine),其具有很少的部件數(shù)量以及具有成本低廉和堅(jiān)固的渦輪機(jī)殼設(shè)計(jì)與在流動(dòng)上重要的螺旋通道的組合。為提供高通過(guò)擴(kuò)展能力，第一外殼具有比所述的兩個(gè)更多的螺旋通道并因此具有多于兩個(gè)的螺旋段。也稱為多段螺旋的螺旋通道在渦輪機(jī)上通過(guò)第一外殼件一并因此與第二外殼件分開(kāi)地——例如通過(guò)精密加工方法制造，并與第二外殼件連接，該第二外殼件起收集外殼的作用并且包括多段螺旋并且相對(duì)于環(huán)境氣密密封。第二外殼件的容納室例如是螺旋形的，第二外殼件除了相對(duì)于環(huán)境氣密地將內(nèi)燃機(jī)排氣引導(dǎo)到螺旋通道的螺旋入口截面外，還承擔(dān)渦輪機(jī)的支承功能、或者說(shuō)整個(gè)排氣渦輪增壓器連同在渦輪轉(zhuǎn)子破壞防護(hù)方面的防護(hù)裝置的支承功能，其包括排氣渦輪增壓器的渦輪、軸、壓縮機(jī)的壓縮機(jī)輪以及必要的其他部件。形成螺旋通道的第一外殼件和/或調(diào)節(jié)裝置的堵?lián)躞w例如通過(guò)鑄造法，特別是精密鑄造法制成和/或制成有利地具有非常光滑的流動(dòng)表面的板件，這樣可以非常精確地調(diào)節(jié)螺旋通道以及必要的堵?lián)躞w。包圍第一外殼件的第二外殼件必要時(shí)具有相當(dāng)簡(jiǎn)單的幾何結(jié)構(gòu)，從而成本低廉地通過(guò)相當(dāng)粗糙的標(biāo)準(zhǔn)的砂型鑄造法制造。這一點(diǎn)使依據(jù)本專利技術(shù)的渦輪機(jī)的成本保持得很低。兩個(gè)外殼件的連接例如借助成本低廉的安裝、連接和/或密封技術(shù)進(jìn)行，其中，同樣可以是，第一外殼件是鑄入到另外的外殼件內(nèi)的。通過(guò)本專利技術(shù)渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)的、具有容納室的第二外殼件與具有螺旋通道的第一外殼件的組合引起，利用一個(gè)第二外殼件和多個(gè)彼此不同的第二外殼件作為插入件，該插入件與相匹配的調(diào)節(jié)裝置的相關(guān)地具有例如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)螺旋通道，實(shí)現(xiàn)了一種有利的、用于產(chǎn)生多樣性的渦輪機(jī)性能的組合部件。該組合部件用于在內(nèi)燃機(jī)的較寬應(yīng)用范圍內(nèi)提供渦輪機(jī)的匹配的熱力性能，其可以利用渦輪機(jī)的高效組合和結(jié)構(gòu)系列簡(jiǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。換句話說(shuō)，可以超出渦輪機(jī)的不同結(jié)構(gòu)方案，其中，這些結(jié)構(gòu)方案具有彼此不同數(shù)量的螺旋通道，第二外殼件作為相同的部件使用，因此使組合部件的成本保持很低。附圖說(shuō)明本專利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)來(lái)自多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式以及借助附圖的下列說(shuō)明。前面說(shuō)明書(shū)內(nèi)所稱的特征和特征組合以本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2010.05.28 DE 102010021928.21.一種用于內(nèi)燃機(jī)(10)排氣渦輪增壓器(22)的渦輪機(jī)，包括至少一個(gè)外殼件(56)，該外殼件包括至少兩個(gè)螺旋通道(58)，所述至少兩個(gè)螺旋通道能被內(nèi)燃機(jī)(10)的排氣穿流過(guò)并且具有各自的螺旋入口截面(As )，其特征在于，所述外殼件(56)容納在一容納室(74)中，所述容納室是所述各螺旋通道(58)共用的并且通過(guò)所述渦輪機(jī)(54)的至少一個(gè)另外的外殼件(72)形成，使內(nèi)燃機(jī)(10)排氣能通過(guò)相應(yīng)的螺旋入口截面(As)從該容納室流入所述螺旋通道(58)中。2.按權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述螺旋通道(58)各自具有至少一個(gè)噴口截面(AK)，通過(guò)該噴口截面能對(duì)渦輪機(jī)(54)的容納在第一外殼件(56)中的渦輪(60)施加排氣，其中，各噴口截面(Ak)沿渦輪(60)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(62)并列設(shè)置和/或繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(62)分布設(shè)置在渦輪(60)的周部上。3.按權(quán)利要求1或2所述的渦輪機(jī)，其特征在于，渦輪機(jī)(54)包括調(diào)節(jié)裝置(64)，借助該調(diào)節(jié)裝置能調(diào)節(jié)螺旋通道(58)的各自的螺旋入口截面(4)和...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：S·薩姆瑟，T·希爾特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：戴姆勒股份公司，
類型：
國(guó)別省市：
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