本发明专利技术涉及一种用于流体机械的、特别是用于废气涡轮增压器的涡轮（100），其中涡轮（100）具有布置在中心的、带有环绕地布置的叶片（110）的轮毂（108）和压力平衡通道（1100）。轮毂（108）包围空腔（300），其中叶轮（100）的形成的主惯性轴与叶轮（100）的旋转轴线相一致。压力平衡通道（1100）使得空腔（300）与轮毂（108）的至少一个轴向端面（112、114）并且与叶轮（100）的周围环境流体连接。压力平衡通道（1100）的直径小于空腔（300）的直径。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于流体机械的、特别是用于废气涡轮增压器的涡轮（100），其中涡轮（100）具有布置在中心的、带有环绕地布置的叶片（110）的轮毂（108）和压力平衡通道（1100）。轮毂（108）包围空腔（300），其中叶轮（100）的形成的主惯性轴与叶轮（100）的旋转轴线相一致。压力平衡通道（1100）使得空腔（300）与轮毂（108）的至少一个轴向端面（112、114）并且与叶轮（100）的周围环境流体连接。压力平衡通道（1100）的直径小于空腔（300）的直径。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于流体机械的涡轮以及一种用来制造用于流体机械的涡轮的方法。
技术介绍
在用于流体机械的涡轮、例如废气涡轮增压器的转子中，在运行时产生高转速，由此大的径向力在涡轮中起作用。在转速发生变化时，涡轮的惯性矩对变化起反作用并且因此使得对于当前负荷情况的匹配延迟。JP 2007-120409 A描述了一种废气涡轮增压器的涡轮。
技术实现思路
在这种背景下，根据本专利技术提出一种根据独立权利要求所述的、用于流体机械的涡轮以及一种用来制造用于流体机械的涡轮的方法。有利的设计方案从各个从属权利要求和后面的说明中得出。在内燃机中，内燃机的废气量可以直接作为对于燃烧过的动力燃料量的变化的反应而升高或下降。废气量的变化限定了在与内燃机耦合的废气涡轮增压器上的负荷情况的变化。基于废气涡轮增压器的、在废气涡轮增压器运行时旋转的涡轮的惯性矩，废气涡轮增压器可能延迟对变化的反应。在高转速的情况下，涡轮的惯性矩可以强烈地影响废气涡轮增压器的相应性能。有利地，涡轮的惯性矩的降低可以通过在涡轮的至少一部分中的凹部来实现。由此在废气涡轮增压器中可以实现对于负荷变换的更快速的反应。通过涡轮中的小的压力平衡通道、例如小的压力平衡孔可以在温度变化时平衡在凹部中流体的体积变化。因此可以通过凹部减少涡轮的总重量并且节省用于涡轮的材料和费用。本专利技术实现了一种用于流体机械的、特别是用于废气涡轮增压器的涡轮，其中涡轮具有以下特征: 布置在中心的、带有环绕地布置的叶片的轮毂，其中在轮毂内部布置有空腔，并且涡轮的形成的主惯性轴与涡轮的旋转轴线相一致；和 在空腔与轮毂的至少一个轴向端面之间的压力平衡通道，其中压力平衡通道使空腔与涡轮的周围环境流体连接，并且压力平衡通道的直径小于空腔的直径。涡轮可以理解为涡轮机、动力机械或做功机械的工作轮(Laufrad)、例如叶轮。例如，涡轮可以是压缩机的压气机叶轮。流体机械可以是涡轮机，该涡轮机设计用于在流体和机械之间传递能量。废气涡轮增压器可以理解为用于从涡轮机的废气中抽取能量并且对压缩机中的新鲜空气进行压缩的机械，其中，涡轮机和压缩机通过轴直接耦合。轮毂可以是轮体。轮毂可以是旋转对称的。叶片可以被称为叶轮叶片(Schaufelblatt)或翼片(Fliigel)。轮毂可以被称为用于叶片的支架。叶片设计用于，通过流动过程从流体中抽取能量，流体在运行中环流并且将能量传递到轮毂上。叶片与轮毂固定连接。叶片可以与轮毂一体连接。空腔可以是凹部。空腔例如可以具有圆形的、椭圆形的、矩形的、多边形的或环形的形状。特别地，空腔主要可以具有弯曲的或折弯的内壁。空腔可以划分为多个腔。空腔可以具有朝向压力平衡通道的开口横截面，其小于空腔的平均横截面。空腔的所述直径可以是空腔的最大直径或空腔横向于旋转轴线的直径。除了通至压力平衡通道的开口横截面，空腔可以完全被轮毂的材料包围。主惯性轴可以是本体的虚拟轴，其中，惯性矩相关于虚拟轴具有极值。特别地，涡轮的惯性矩相关于主惯性轴最小。压力平衡通道可以是穿孔，该穿孔穿过轮毂的壁到达空腔中。压力平衡通道的直径可以小于压力平衡通道的长度。压力平衡通道的、例如横向于旋转轴线的横截面可以小于空腔的、例如横向于旋转轴线的横截面。在此，例如在轮毂的端面的高度处、在压力平衡通道和空腔之间的过渡部的高度处或者在空腔和端面之间的任意一个位置上的压力平衡通道横截面可以小于空腔的横截面。根据实施方式，压力平衡通道的直径可以在压力平衡通道的整个长度上是恒定的或发生变化、例如呈阶梯状。压力平衡通道可以平行于或倾斜于旋转轴线延伸。轮毂的轴向端面可以基本上垂直于旋转轴线。涡轮可以具有两个彼此对置的端面。在端面之一上可以布置轮背部，在另一个端面上可以布置多齿结构。端面中的至少一个可以具有用于将涡轮与涡轮机轴耦合的接口。空腔可以设计成围绕旋转轴线的圆环。圆环可以是具有任意横截面的旋转体。圆环的横截面例如可以是圆形的、椭圆形的或多边形的。圆环可以是闭合的环形的空腔。在圆环的中间可以存在轮毂材料。圆环可以将空腔——在体积相同、例如盘的情况下——进一步远离旋转轴线，并且因此比盘更多地减小了惯性矩。轮毂可以在其内部具有另一个空腔，其与空腔通过间隔壁分隔开。空腔和另一个空腔可以彼此流体连接。轮毂可以具有两个以上的空腔、例如三个空腔、四个空腔、五个空腔或五个以上的空腔。空腔可以彼此间隔开地布置。在两个空腔之间，轮毂的外壁可以通过间隔壁相互连接。间隔壁能实现在轮毂内部的支承结构，以便在高转速时确保轮毂的稳定性。例如间隔壁可以设计成横向于旋转轴线的盘。该盘可以设计成完整的或具有至少一个穿孔、例如钻孔。间隔壁可以不取决于其实施方式而具有至少一个穿孔，以便使空腔与另一个空腔相互流体连接。间隔壁也可以由多个肋条或轮辐形成，从而在肋条或轮辐之间形成了穿孔。肋条设计或轮辐设计可以有利于节省材料。多个在间隔壁中布置的穿孔例如可以布置在一共同的水平圆上。穿孔例如可以具有圆形的、椭圆形的或多边形的横截面。通过多个穿孔可以节省重量，而不会显著损失稳定性。根据一种实施方式，另一个空腔可以通过另一个压力平衡通道与周围环境流体连接。另一个空腔可以在轮毂的内部与所述空腔流体地分隔开。压力平衡通道和另外的压力平衡通道可以被引导至轮毂的同一个端面或对置的端面。通过另外的压力平衡通道可以减小两个单独的压力平衡通道的安装长度。在端壁上压力平衡通道的直径可以小于空腔横向于主惯性轴的最大直径。在端壁上，轮毂的负荷特别高，所以压力平衡通道可以在端面的区域中恰好大得足以使得，在空腔加热时可以从空腔中排出小体积的流体并且在空腔冷却时可以使得小体积的流体进入空腔中。压力平衡通道可以侧向地与旋转轴线错开地布置在轮毂中。压力平衡通道可以在轮毂中沿旋转轴线延伸。压力平衡通道也能以一角度相对于旋转轴线延伸。压力平衡通道例如可以被用于使涡轮平衡。一种用来制造用于流体机械的、特别是用于废气涡轮增压器的涡轮的方法，包括以下步骤: 形成涡轮的轮毂，其中围绕轮毂环绕的叶片被形成，并且轮毂包围空腔，其中涡轮的形成的主惯性轴与涡轮的旋转轴线相一致；和 在空腔与轮毂的至少一个轴向端面之间内置压力平衡通道，其中压力平衡通道使空腔与涡轮的周围环境流体连接，并且压力平衡通道的直径小于空腔的直径。在形成步骤中可以应用成型方法，用以形成轮毂和叶片。成型方法例如可以理解为铸造法、烧结方法或挤压方法。通过成型方法可以将空腔构造为轮毂内的最终形状。在形成步骤中可以应用接合方法，用以形成轮毂和叶片。接合方法例如可以理解为焊接方法、钎焊方法或机械的连接方法。通过接合方法可以价廉且简单地制成涡轮的单个部件并且随后连本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于流体机械（1301）的、特别是用于废气涡轮增压器的涡轮（100），其中所述涡轮（100）具有以下特征：布置在中心的、带有环绕地布置的叶片（110）的轮毂（108），其中在所述轮毂（108）内部布置有空腔（300、301、400、700、800），并且所述涡轮（100）的形成的主惯性轴与所述涡轮（100）的旋转轴线（704）相一致；和在所述空腔（300、301、400、700、800）与所述轮毂（108）的至少一个轴向端面（112、114）之间的压力平衡通道（1100），其中所述压力平衡通道（1100）使所述空腔（300）与所述涡轮（100）的周围环境流体连接，并且所述压力平衡通道（1100）的直径小于所述空腔（300、301、400、700、800）的直径。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：G德罗梅莱雷，B赖因施，A布格哈特，J拉格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。