具有多部件涡轮壳体的涡轮制造技术

技术编号:21373603 阅读:70 留言:0更新日期:2019-06-15 12:11
本发明专利技术涉及一种用于内燃机的具有可变涡轮几何形状的涡轮,其中所述涡轮:轴承壳体;涡轮壳体;以及套筒,其特征为叶片轴承环以支撑多个可调叶片。所述涡轮还包括分离盘和/或遮蔽环,其中所述分离盘和/或所述遮蔽环布置在所述叶片轴承环的径向外侧。

Turbine with Multi-component Turbine Shell

The invention relates to a turbine with variable turbine geometry for an internal combustion engine, in which the turbine is a bearing shell, a turbine shell and a sleeve, characterized by a blade bearing ring to support multiple adjustable blades. The turbine also includes a separating disc and/or a shielding ring, wherein the separating disc and/or the shielding ring are arranged on the radial outer side of the blade bearing ring.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多部件涡轮壳体的涡轮
本专利技术涉及一种具有多部件涡轮壳体的涡轮和一种具有这种涡轮的涡轮增压器。
技术介绍
越来越多的最新一代车辆配备有涡轮增压装置。为了实现设计目标和法律要求,重要的是开发优化整个动力传动系统及其单独部件以及整个系统的可靠性和效率的进步。排气涡轮增压器是已知的,例如,来自内燃机的排气流驱动具有涡轮叶轮的涡轮。与涡轮叶轮一起布置在公共轴上的压缩机叶轮压缩发动机的新鲜进气。这样做会增加发动机可用的空气量,或者更确切地说是氧气量,因此导致内燃机性能的提高。当与排气涡轮增压器分离时或者例如与对燃料电池发动机进行空气供应相结合时,也可以使用这种涡轮。因为涡轮由排气气体流驱动,所以在涡轮叶轮和涡轮壳体的区域中发生非常高的温度。因为涡轮壳体与用于支撑安装在上面的涡轮叶轮的轴的轴承壳体联接,所以这些高温也被传递到轴承壳体。轴承壳体中的温度过高会对效率和耐磨性产生负面影响。因此,本专利技术旨在提供一种特别是在涡轮壳体与相邻的轴承壳体之间的凸缘部分中具有改进的温度管理的涡轮。
技术实现思路
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的具有可变涡轮几何形状的涡轮和一种权利要求15所述的涡轮增压器。根据本专利技术的用于内燃机的具有可变涡轮几何形状的涡轮包括:轴承壳体;涡轮壳体;以及套筒,其特征为叶片轴承环以支撑多个可调叶片。所述涡轮还包括分离盘和/或遮蔽环,其中所述分离盘和/或所述遮蔽环布置在所述叶片轴承环的径向外侧。所述分离盘和/或所述遮蔽环对所述涡轮壳体与所述轴承壳体之间的连接区域或凸缘部分中的温度管理具有有益的影响。具体地,所述轴承壳体上的温度应力降低。在实施例中,所述分离盘和/或所述遮蔽环可以被夹持在所述涡轮壳体与所述轴承壳体之间。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述遮蔽环可以邻接所述轴承壳体并且沿轴向方向布置在所述轴承壳体与所述涡轮壳体之间,或者布置在所述轴承壳体与所述分离盘的径向外部之间,所述部分布置在所述遮蔽环与所述涡轮壳体之间。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述分离盘的径向外部可以邻接所述涡轮壳体并且沿所述轴向方向布置在所述遮蔽环与所述涡轮壳体之间,或者在所述涡轮壳体与所述轴承壳体之间。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述涡轮壳体的内表面上的第一凸台可以固定所述分离盘和/或所述遮蔽环的位置。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,密封件可以在所述遮蔽环的径向外侧布置在所述遮蔽环与所述涡轮壳体之间。所述密封件尤其可以包括V形环密封件。所述密封件可以沿所述轴向方向布置在所述涡轮壳体的所述内表面上的第二凸台与所述轴承壳体的径向侧表面之间。此外,所述密封件可以沿径向方向布置在所述遮蔽环的外表面与所述涡轮壳体的内表面之间。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,可以沿径向方向在所述叶片轴承环与所述分离盘之间形成通道。所述通道尤其可以沿所述叶片轴承环的整个圆周延伸。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述分离盘和/或所述遮蔽环可以被布置为与所述涡轮的旋转轴线同心。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述分离盘的第一侧表面可以被布置为与所述叶片轴承环的面向所述叶片的前侧齐平。在能够与到目前为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述分离盘可以沿轴向方向毗邻所述涡轮壳体中的螺旋部。在能够与到目前为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述遮蔽环可以被设计为空心圆柱体的形状并且沿所述轴向方向延伸。至少所述遮蔽环的主要部分可以布置在距所述涡轮壳体一定距离处,使得在所述遮蔽环与所述涡轮壳体之间在径向方向上沿至少所述遮蔽环的大部分轴向范围存在间隙。这是有利的,因为所述遮蔽环与所述涡轮壳体之间的所述径向间隙以及所述涡轮壳体和所述轴承壳体的凸缘部分保护遮蔽免受高温影响。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,所述分离盘和所述遮蔽环可以被设计为单件式整体部件。在能够与迄今为止所描述的所有实施例结合的实施例中,在所述涡轮壳体的轴向延伸内表面上,所述涡轮壳体的沿径向方向毗邻所述涡轮壳体的螺旋体积的外壁表现为没有底切沿所述轴承壳体的方向从所述螺旋部至所述外壁的轴向端部。使用这种设计可以大大简化所述涡轮壳体的铸造,因为所使用的砂子可以非常安全且易于移除。本专利技术另外包括一种具有根据任何前述实施例所述的涡轮的涡轮增压器。参考附图如下描述本专利技术的其他细节和特征。附图说明图1A是根据本专利技术的涡轮的第一实施例的剖视图;图1B是根据本专利技术的涡轮的第二实施例的剖视图;图2是根据本专利技术的涡轮的第三实施例的剖视图;图2A和2B是根据本专利技术的涡轮的其他实施例的详细视图。具体实施方式下面将参考附图描述根据本专利技术的涡轮的实施例。对于附图中所示的所有实施例,事实是:涡轮特征为涡轮壳体200邻接轴承壳体100。涡轮还包括可变涡轮几何形状套筒300。套筒具有叶片轴承环310以支撑多个可调叶片320。例如,在图1A、图1B和图2中可以看到这些特征。图1A中所示的实施例还具有分离盘400,其布置在叶片轴承环310的径向外侧。因此,分离盘400被夹持在涡轮壳体200与轴承壳体100之间,并且沿轴向方向毗邻涡轮壳体300的螺旋部。在图1B中的替代实施例中,涡轮包括遮蔽环500,其布置在叶片轴承环310的径向外侧并且被夹持在轴承壳体100与涡轮壳体200之间。在图1B中所示的特定实施例中,涡轮壳体200特征为突起210,其沿径向方向向内突起较远距离并且沿轴承壳体100的方向轴向地毗邻螺旋部。在图2、2A和2B中的其他实施例中,遮蔽环500和分离盘400组合设置。因此,遮蔽环500和分离盘400可以被设置为两个单独部件(参见图2和2A)或作为集成部件(参见图2B)。从所有附图中可清楚地看出,分离盘400和遮蔽环500因此总是分离的、单独部件或与轴承壳体和涡轮壳体分离的整体部件。如图1A和图1B中所示,分离盘或遮蔽环(或两者的组合,参见图2至2B)因此在径向外侧由涡轮壳体封闭,并且由位于径向内侧的第一凸台210支撑。另外,分离盘400和/或遮蔽环500被布置为与涡轮的旋转轴线同心。分离盘400和/或遮蔽环500对涡轮壳体200与轴承壳体100之间的连接区域或凸缘部分中的温度管理具有有益的影响。具体地,轴承壳体100上的温度应力降低。如从图1A可见,例如,分离盘400限定螺旋部的侧壁,因此用于(部分地)将其中有气体流动的涡轮的螺旋区域与其中布置有用于可变涡轮几何形状套筒300的调整机构的区域分离。因为分离盘400的某些部分防止涡轮壳体200与轴承壳体100之间直接接触,所以在这些部分中将减少从涡轮壳体200到轴承壳体100的热传递,因此减小轴承壳体100上的热应力。在已知的壳体中,这种分离是通过从涡轮壳体的内壁突起的一种横档实现的。鉴于它们暴露于相对较高的应力,这种横档易于开裂。通过用分离盘400替换横档,可以消除横档对开裂的敏感性。分离盘400例如可以由耐热材料制成,结果进一步降低了高的涡轮温度对相邻部件(例如轴承壳体100)的影响。此外,涡轮壳体200可以凭借分离盘400具有(完全)开放式设计。这为用于制造涡轮壳体200的铸造工艺提供了优势,例如使得能够易于移除砂芯和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的具有可变涡轮几何形状的涡轮,其包括:轴承壳体(100);涡轮壳体(200);以及套筒(300),其特征为叶片轴承环(310)以支撑多个可调叶片(320),其特征在于分离盘(400)和/或遮蔽环(500),其中所述分离盘(400)和/或所述遮蔽环(500)布置在所述叶片轴承环(310)的径向外侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.02 DE 102016120897.31.一种用于内燃机的具有可变涡轮几何形状的涡轮,其包括:轴承壳体(100);涡轮壳体(200);以及套筒(300),其特征为叶片轴承环(310)以支撑多个可调叶片(320),其特征在于分离盘(400)和/或遮蔽环(500),其中所述分离盘(400)和/或所述遮蔽环(500)布置在所述叶片轴承环(310)的径向外侧。2.根据权利要求1所述的涡轮,其特征在于,所述分离盘(400)和/或所述遮蔽环(500)被夹持在所述涡轮壳体(200)与所述轴承壳体(100)之间。3.根据权利要求1或权利要求2所述的涡轮,其特征在于,所述遮蔽环(500)邻接所述轴承壳体(100)并且沿轴向方向布置在所述轴承壳体(100)与所述涡轮壳体(200)之间,或者布置在所述轴承壳体(100)与所述分离盘(400)的径向外部之间,所述部分布置在所述遮蔽环(500)与所述涡轮壳体(200)之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮,其特征在于,所述分离盘(400)的径向外部邻接所述涡轮壳体(200)并且沿轴向方向布置在所述遮蔽环(500)与所述涡轮壳体之间,或者在所述涡轮壳体(200)与所述轴承壳体(100)之间。5.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮,其特征在于,所述涡轮壳体(200)的内表面上的第一凸台(210)固定所述分离盘(400)和/或所述遮蔽环(500)的位置。6.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮,其特征在于,密封件(600)在所述遮蔽环(400)的径向外侧布置在所述遮蔽环(500)与所述涡轮壳体(200)之间,所述密封件(600)尤其包括V形环密封件。7...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·拉姆伯L·赫丁斯弗雷德C·海伯特F·舍雷尔
申请(专利权)人:博格华纳公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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