用于内燃发动机的增压装置的具有虹膜式隔板机构的径流式压缩机、增压装置和虹膜式隔板机构的叶片制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于内燃发动机的增压装置(1)的具有虹膜式隔板机构(50)的径流式压缩机(30)。本发明专利技术还涉及具有这种径流式压缩机(30)的增压装置(1)和用于虹膜式隔板机构(50)的叶片(52)。这里，径流式压缩机(30)装配有：轴承布置(40)，其中可旋转地安装有转子轴(14)；压缩机轮盘(13)，其布置在压缩机壳体(31)中并且布置在转子轴(14)上共同旋转；和新鲜空气供应通道(36)，用于将新鲜空气质量流(FM)运送到压缩机轮盘(13)。这里，虹膜式隔板机构(50)布置在压缩机轮盘(13)的上游，使得至少在子区域上可以可变的方式调节用于进入压缩机轮盘(13)的新鲜空气质量流(FM)的流动横截面，其中虹膜式隔板机构(50)具有多个叶片(52)，且每个叶片(52)具有第一叶片部分(56)和第二叶片部分(57)，且其中在每个叶片(52)的第一叶片部分(56)和第二叶片部分(57)之间形成偏置部(61)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内燃发动机的增压装置的具有虹膜式隔板机构的径流式压缩机、增压装置和虹膜式隔板机构的叶片
本专利技术涉及一种用于内燃发动机的增压装置的具有虹膜式隔板（irisdiaphragm）机构的径流式压缩机。本专利技术还涉及一种具有这种压缩机的增压装置，以及一种用于径流式压缩机的虹膜式隔板机构的叶片。
技术介绍
增压装置越来越多地用于增加内燃发动机的功率，尤其是在机动车辆内燃发动机中。越来越多的情况下，这样做的目的是为了对于相同功率甚至增加的功率减小内燃发动机的整体尺寸和重量，同时根据这方面越来越严格的法律要求，减少消耗并因此减少CO2排放。作用原理在于增加内燃发动机的进气道中的压力，从而使内燃发动机的燃烧室更好地充满大气中的氧气。这样，在每个燃烧过程中可以转化更多的燃料，例如汽油或柴油，即可以增加内燃发动机的功率。这种增压装置的一个具体示例是废气涡轮增压器，它利用废气流中包含的能量在进气道中产生压力。为此，废气涡轮增压器具有布置在内燃发动机废气道中的废气涡轮、布置在进气道中的径流式压缩机和布置在废气涡轮和径流式压缩机之间的转子轴承。废气涡轮具有涡轮壳体和布置在涡轮壳体中的涡轮叶轮，涡轮叶轮由废气质量流驱动。径流式压缩机具有压缩机壳体和布置在压缩机壳体中的压缩机叶轮，压缩机叶轮累积升压压力。涡轮叶轮和压缩机叶轮布置成在被称为转子轴的公共轴的相对端上共同旋转，从而形成所谓的涡轮增压器转子。转子轴穿过布置在废气涡轮和径流式压缩机之间的转子轴承在涡轮叶轮和压缩机叶轮之间轴向地延伸，并且相对于转子轴轴线在径向方向和轴向方向上可旋转地安装在所述转子轴承中。根据这种构造，由废气质量流驱动的涡轮叶轮经由转子轴驱动压缩机叶轮，从而相对于新鲜空气质量流增加在径流式压缩机后面的内燃发动机的进气道中的压力，并由此确保燃烧室更好地充满大气氧气。作为替代方案，在这种增压装置中，也可以使用电动马达驱动单元来驱动径流式压缩机，而不是例如废气涡轮。这种增压装置也被称为“E升压器”或“E增压器”。然而，与内燃发动机的机械联接(例如经由中间传动装置)也可以用于驱动径流式压缩机。径流式压缩机的操作行为由“压缩机特性线图”表征，该特性线图描述了不同压缩机旋转速度或圆周速度下压力累积与质量流量的关系。径流式压缩机的稳定且可用的特性线图由朝向低流量的“喘振极限”、朝向更高流量的“扼流极限”以及结构力学方面的最大旋转速度极限来限定。在将废气涡轮增压器适配于内燃发动机时，选择径流式压缩机，其具有尽可能适合内燃发动机的压缩机特性线图。这里应满足以下先决条件：-发动机满负荷曲线应完全在可用的压缩机特性线图内；-应保持如由车辆制造商要求的关于特性线图极限的最小间隙；-最大压缩机效率应在内燃发动机的额定负荷和较低低端扭矩点的范围内可用；和-压缩机轮盘应具有最小惯性矩。在没有额外措施的情况下，用常规的径流式压缩机只能在有限的程度上同时满足上述所有先决条件。由于相反的趋势，会出现以下相互冲突的目标，例如：-径流式压缩机的惯性矩的减小与特性线图宽度和峰值效率的最大化，-在较低低端扭矩的区域中扫气的减少与特定额定功率的最大化，-响应的改善与内燃发动机的特定额定功率的增加。所述的冲突目标可以通过压缩机设计来解决，该压缩机设计具有宽的特性线图，在发动机的满负荷曲线上具有最小的惯性矩和最大的效率。除了提到的稳态要求之外，还必须确保径流式压缩机在瞬态操作状态下的稳定操作行为，例如，在内燃发动机快速甩负荷的情况下。这意味着，在径流式压缩机的情况下，在输送的压缩机质量流突然减少的情况下，必须避免破坏性的“压缩机喘振”。虽然限于径流式压缩机的压缩机入口，但上述解决方案迄今为止是通过附加措施实现的，例如可调节的入口导向翼片、用于减小径流式压缩机的入口横截面的措施或固定的再循环通道，也称为带端口的护罩或特性线图稳定措施。在可变解决方案的情况下，通过主动移位特性线图来实现径流式压缩机有用工作范围的扩大。在发动机以低速和低流量操作的情况下，压缩机特性线图因此朝着低质量流量“向左”移位，而在发动机以高速和高流量操作的情况下，压缩机特性线图没有移位或朝着高质量流量“向右”移位。通过调节翼片角度和在压缩机轮盘的旋转方向上或相反方向上引入预旋，入口导向翼片将整个压缩机特性线图朝向较低或较高的流量移位。然而，所需的调节机构和入口导向翼片本身代表了一种精密、复杂和昂贵的解决方案。包括通过减小横截面来缩窄压缩机入口的措施使压缩机特性线图向更低的流量移位，因为入口横截面通过关闭在紧邻径流式压缩机前方的结构被减小。在打开状态下，这些措施尽可能地再次暴露整个入口横截面，并以这种方式要么根本不影响或移位特性线图，要么只是轻微地影响或移位。这种可能的解决方案在US2016/265424A1或DE102011121996A1中有所描述。固定再循环通道是一种被动解决方案。它扩展了径流式压缩机的有用特性线图范围，而没有从根本上移位其特性线图。与入口导向翼片和所述横截面的可变缩减相比，这代表一种明显更有利但同时效率更低的解决方案。为了避免在快速甩负荷情况下的压缩机喘振，通常使用“放气阀”，在通过内燃发动机的升压空气质量流量突然减少的情况下，所述阀打开从压缩机出口到压缩机入口的旁路，并以这种方式将径流式压缩机保持在喘振极限右侧的稳定特性线图范围内。诸如可变入口导向翼片和放气阀的主动措施的组合是可以想象的，但不常见。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是指定一种用于内燃发动机的增压装置的径流式压缩机的概念，该概念有助于增压装置的可靠操作，同时具有扩展的特性线图范围。此外，目的是提供一种可用于径流式压缩机的虹膜式隔板机构的叶片，这使得径流式压缩机的上述概念成为可能。另一个目的是指定一种用于内燃发动机的增压装置，通过该增压装置，根据本专利技术的径流式压缩机的优点可以在内燃发动机的操作期间实现。公开了一种用于内燃发动机的增压装置的径流式压缩机。径流式压缩机具有轴承组件，转子轴可旋转地安装在该轴承组件中。涡轮增压器还具有压缩机轮盘，该压缩机轮盘布置在压缩机壳体中，并且布置成在转子轴上共同旋转。径流式压缩机还具有新鲜空气供应通道，其被设计成将新鲜空气质量流运送到压缩机轮盘。布置在压缩机轮盘上游的是虹膜式隔板机构，其被设计成至少部分地关闭或打开隔板孔，从而允许可变地调节新鲜空气质量流的流动横截面，例如新鲜空气供应通道的横截面，以允许至少在部分区域上进入压缩机轮盘。虹膜式隔板机构具有多个叶片，其中每个叶片具有至少一个第一和一个第二叶片部段，并且其中在垂直于叶片的主延伸平面的方向上至少在相应叶片的第一叶片部段和第二叶片部段之间形成偏置部。在径流式压缩机的一个示例性实施例中，提供了虹膜式隔板机构，该虹膜式隔板机构通常布置在新鲜空气供应通道中紧邻压缩机入口的前方，用于移位特性线图。虹膜式隔板机构也可称为虹膜式隔板或虹膜式限制器，其具有至少在部分区域内调节径流式压缩机的入口质量流的任务。在这种情况下，虹膜式限制器就像用于压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃发动机的增压装置的径流式压缩机(30)，具有/n- 轴承组件(40)，其中可旋转地安装有转子轴(14)；/n- 压缩机轮盘(13)，其布置在压缩机壳体(31)中并且布置成在所述转子轴(14)上共同旋转；和/n- 新鲜空气供应通道(36)，其用于将新鲜空气质量流(FM)运送到所述压缩机轮盘(13)，/n其中，/n- 布置在所述压缩机轮盘(13)上游的是虹膜式隔板机构(50)，所述虹膜式隔板机构(50)被设计成至少部分地关闭或打开隔板孔(55)，从而允许可变地调节所述新鲜空气质量流(FM)的流动横截面，以允许至少在部分区域上进入所述压缩机轮盘(13)；/n- 虹膜式隔板机构(50)具有多个叶片(52)，其中，每个叶片(52)具有至少一个第一叶片部段(56)和一个第二叶片部段(57)，并且其中，在垂直于所述叶片的主延伸平面的方向上至少在所述相应叶片(52)的所述第一叶片部段(56)和所述第二叶片部段(57)之间形成偏置部(61)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170914 DE 102017216327.51.一种用于内燃发动机的增压装置的径流式压缩机(30)，具有
-轴承组件(40)，其中可旋转地安装有转子轴(14)；
-压缩机轮盘(13)，其布置在压缩机壳体(31)中并且布置成在所述转子轴(14)上共同旋转；和
-新鲜空气供应通道(36)，其用于将新鲜空气质量流(FM)运送到所述压缩机轮盘(13)，
其中，
-布置在所述压缩机轮盘(13)上游的是虹膜式隔板机构(50)，所述虹膜式隔板机构(50)被设计成至少部分地关闭或打开隔板孔(55)，从而允许可变地调节所述新鲜空气质量流(FM)的流动横截面，以允许至少在部分区域上进入所述压缩机轮盘(13)；
-虹膜式隔板机构(50)具有多个叶片(52)，其中，每个叶片(52)具有至少一个第一叶片部段(56)和一个第二叶片部段(57)，并且其中，在垂直于所述叶片的主延伸平面的方向上至少在所述相应叶片(52)的所述第一叶片部段(56)和所述第二叶片部段(57)之间形成偏置部(61)。


2.根据权利要求1所述的径流式压缩机(30)，其中，所述叶片部段(56,57)在垂直于所述叶片的主延伸平面的方向上相对于彼此的所述偏置部(61)由一个或多个曲柄型偏置部(60)形成。


3.根据权利要求2所述的径流式压缩机(30)，其中，每个叶片(52)被设计为成形件。


4.根据权利要求1所述的径流式压缩机(30)，其中，所述偏置部(61)由一个或多个台阶型偏置部(66)形成。


5.根据权利要求4所述的径流式压缩机(30)，其中，所述第一叶片部段(56)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M博格纳，C舍费尔，S施拉维奇，
申请(专利权)人：维特思科科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE