本发明专利技术涉及一种用于涡轮机的废气引导部段，具有用于穿流废气引导部段(1)的穿流通道(3)，其中穿流通道(3)构成为具有叶轮腔(6)，在所述叶轮腔中可转动地容纳具有涡轮机叶轮流出部直径(D)、具有叶轮流入部(10)和叶轮流出部(11)的涡轮机叶轮(7)，其中穿流通道(3)在叶轮腔的下游构成为具有流出部段(5)并且穿流通道(3)在叶轮腔(6)的上游构成为具有流入部段(4)，其中旁路通道(15)在废气引导部段(1)中构成以用于绕过叶轮腔(6)，并且所述旁路通道(15)在叶轮腔(6)的下游构成为具有通到穿流通道(3)中的进口(16)，其中进口(16)具有流动横截面(17)。根据本发明专利技术，在叶轮流出部(11)的区域中构成进口(16)。
【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在权利要求1的前序部分中给出的类型的用于涡轮机的废气引导部段以及一种根据在权利要求13的前序部分中给出的类型的用于调节涡轮机的方法。
技术介绍
为了用废气涡轮增压机对内燃机增压，在过去通常保留柴油燃力机。具有汽油发动机的燃烧装置的燃力机仅受限地设有增压设备。原因在此为，柴油发动机的燃烧在燃烧消耗方面能够通过增压受到明显影响，而在汽油发动机的燃烧中由于位于狭窄空间中的必需的燃烧空气比例而没有实现这一点。然而，当今目标为减小内燃机的发动机排量，以便特别实现未来的CO2目标值。为了在发动机排量较小的情况下也能够实现相应的功率，现今同样对具有汽油发动机燃烧装置的燃力机进行增压。由于在发动机排量小的情况下需要的高的单位发动机功率，对现今的增压系统、尤其是废气涡轮增压机的要求持续增长。因此，由于越来越多地减小发动机排量，适用于所谓的发动机尺寸缩小的是，在非稳态性能好的同时保证废气涡轮增压机的高的增压率。一种实现满足高的功率要求的增压率进而涡轮机效率的方案是在内燃机的高的转速和/或高的负荷的情况下绕过涡轮机叶轮。对此提出，在涡轮机的能转动地容纳涡轮机叶轮的废气引导部段中安置旁路通道。已知废气引导部段，所述废气引导部段具有旁路通道以用于绕开能转动地容纳在废气引导部段的叶轮腔中的涡轮机叶轮。用于涡轮机的废气引导部段是完全可穿流的并且具有用于穿流废气引导部段的穿流通道。穿流通道构成为具有叶轮腔，在所述叶轮腔中能转动地容纳具有涡轮机出口直径、具有叶轮流入部和叶轮流出部的涡轮机叶轮。在叶轮腔的下游穿流通道具有流出部段并且在叶轮腔的上游具有流入部段。在叶轮腔的上游构成旁路通道以用于绕过叶轮腔，并且所述旁路通道在叶轮腔的下游构成为通到流出部段中，使得进口具有有效的流动横截面。因此，例如从专利文献DE 196 51 498 Cl中得到一种废气引导部段，所述废气引导部段具有轴向滑阀以用于将有效的流动横截面调节到安置在叶轮腔中的涡轮机叶轮上，其中借助于轴向滑阀能够打开或关闭旁路通道的有效的流动横截面。关闭或打开旁路通道的另一个方案例如从专利文献EP 6075231中得出。旁路通道的有效的流动横截面能够借助于可枢转的阀门调节。在此，通常为所谓的废气门涡轮机，其中所谓的排气量能够经由简单的瓣阀来调节，所述排气量是借助于旁路通道绕开涡轮机叶轮的量。所述方案也在并且尤其在汽油发动机的燃烧装置的废气温度非常高的情况下证明是有效的并且可相对成本有利地制造。通常尤其在废气门涡轮机中不利的是，根据排气量减小的涡轮机效率负面地影响有利的换气，这尤其在排气量高的情况下、在具有汽油发动机的燃烧装置的燃力机较小的情况下没有例外地是直至50%的排气量。由此，得出使用具有所谓的可变的涡轮机几何形状的系统的基本动机，如其已经在现有技术的具有柴油发动机的燃烧装置的内燃机中那样。当然，所述已知的系统由于在汽油发动机的燃烧装置中出现的明显更高的废气温度和与之关联的在功能和成本方面的要求是受限的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于涡轮机的废气引导部段，借助于所述废气引导部段，能够经由大的流量范围在保证涡轮机的功能的同时实现高的涡轮机效率。此外，本专利技术的目的是提出一种用于涡轮机的方法，借助于所述方法能够引起高的涡轮机效率。所述目的借助于具有权利要求1的特征的涡轮机的废气引导部段以及借助于具有权利要求10的特征的用于涡轮机的方法来实现。适当地并且有意义地改进本专利技术的有利的设计方案在从属权利要求中给出。提出一种用于涡轮机的废气引导部段，所述废气引导部段具有用于废气引导部段的穿流的穿流通道，其中穿流通道构成有叶轮腔，在所述叶轮腔中能转动地容纳具有涡轮机叶轮流出部直径、具有叶轮流入部和叶轮流出部的涡轮机叶轮，其中在叶轮腔的下游穿流通道构成为具有流出部段，并且在叶轮腔的上游穿流通道构成为具有流入部段，其中在废气引导部段中构成有旁路通道，以用于绕过叶轮腔，并且所述旁路通道在叶轮腔的下游配设有通到穿流通道中的进口，并且其中进口具有流动横截面，根据本专利技术，进口构成为安置在叶轮流出部的区域中。原则上，废气引导部段构成为，使得穿流废气引导部段的流体的膨胀从流入区域朝向流出区域进行。在流出区域和流入区域之间安置的涡轮机叶轮在此借助于流体激发成转动运动。所述转动运动能够以不同的方式使用。因此，例如通常用于内燃机的废气涡轮增压机除了涡轮机之外配设有压缩机，在所述压缩机中安置压缩机叶轮，所述压缩机叶轮抗扭地与涡轮机叶轮借助于轴连接。如果涡轮机叶轮被激发成旋转运动，那么所述旋转运动传递到压缩机叶轮上，借此能够执行压缩机的功能，抽吸和压缩通常的新鲜空气。为了确定涡轮机的效率，除了相应的质量流量、即穿流废气引导部段的流体的质量流之外，尤其决定性的是叶轮流出部上的压力和叶轮流入部上的压力。因为在涡轮机中应进行流体的膨胀，所以叶轮流入部上的压力大于叶轮流出部上的压力。这通常尤其在涡轮机的中间运行状态至高运行状态时、即在中间质量流量至高质量流量时下是这种情况。压力降是叶轮流入部上的压力和叶轮流出部上的压力的差，所述压力降适合于升高，借此能够实现尽可能高的效率。压力本身在流体的情况下由静态压力和动态压力组成。相对于动态压力采取对静态压力的影响原则上能够更可靠地并且更简单地执行。所述根据本专利技术的废气引导部段的优点是叶轮流出部处的静态压力的有针对性的降低，使得降低叶轮流出部处的由静态压力和动态压力组成的压力，以便借此使涡轮机叶轮上的压力降最大化。这就是说，不像常见的那样将引导穿过旁路通道的废气质量流简单地引导到流出部段中，而是使得有意地使用所述废气质量流，以提高施加在涡轮机叶轮上的压力降。本专利技术的另一个优点是内燃机的废气背压的可能的降低。如果借助于本专利技术降低叶轮流出部上的静态压力，那么也存在降低叶轮流入部处的静态压力的可能性，使得同样降低内燃机的所谓的废气背压。借此，得出引起内燃机的改进的换气的可能性，由此能够实现燃料减少进而实现有害物质排放的减少。当进口在叶轮腔和流出部段之间的边界区域中构成时，能够实现叶轮流出部上的尤其高的压力下降。尤其地，进口的朝向涡轮机叶轮定位的入流棱边在距涡轮机叶轮的转子叶片流出棱边一定间距处构成。理想地，间距与叶轮流出部处的涡轮机叶轮直径相关地确定，其中尽可能好的距离具有在数值范围O至0.15*叶轮流出部处的涡轮机叶轮直径的值。在根据本专利技术的废气引导部段的另一个设计方案中，进口的流动横截面是旁路通道的最小的横截面。借助于旁路通道的位于进口处的最小的流动横截面，尤其能够实现喷射器效果。这就是说，只要流体从旁路通道经由进口到达流出区域，那么能够产生叶轮流出部上的静态压力的下降。当旁路通道在进口处具有相对于涡轮机叶轮的转动轴线的倾斜角时，能够实现叶轮流出部上的压力减小的进一步提高。旁路通道在此构成为，使得旁路通道朝向流出区域的方向倾斜。换言之，这表示，旁路通道的通道轴线以在进口的区域中与涡轮机叶轮的转动轴线形成锐角，其中为了锐角的取向，涡轮机叶轮构成为伸入到角的角开口中。理想地，倾斜角具有下述值，所述值位于20°至40°的数值范围中。在此，在叶轮流出部处能够实现优化的喷射器效果进而实现明显的压力降低。为了构成喷射器效果的大面积的有效区域，有利地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涡轮机的废气引导部段，具有用于穿流所述废气引导部段(1)的穿流通道(3)，其中所述穿流通道(3)构成为具有叶轮腔(6)，在所述叶轮腔中能转动地容纳具有涡轮机叶轮流出部直径(D)、具有叶轮流入部(10)和叶轮流出部(11)的涡轮机叶轮(7)，其中在所述叶轮腔(6)的下游所述穿流通道(3)构成为具有流出部段(5)，并且在所述叶轮腔(6)的上游所述穿流通道(3)构成为具有流入部段(4)，其中在所述废气引导部段(1)中构成有旁路通道(15)，以绕过所述叶轮腔(6)，并且所述旁路通道(15)在所述叶轮腔(6)的下游构成为具有通到所述穿流通道(3)中的进口(16)，其中所述进口(16)具有流动横截面(17)，其特征在于，所述进口(16)构成在所述叶轮流出部(11)的区域中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：扬·埃哈德，迪特马尔·菲尔辛格，曼弗雷德·古特赫勒，彼得·弗莱德斯巴赫尔，
申请(专利权)人：IHI供应系统国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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