[发明专利]具有嵌入板的涡轮增压器

说明书

本发明涉及一种具有在压缩机壳体上的嵌入板的涡轮增压器。

涡轮增压器通常具有废气涡轮机，废气涡轮机设置在废气流中，且通过轴与压缩机在进气冲程（Ansaugtrakt）中的连接。在运行中，废气流导入涡轮机中并驱动其涡轮。涡轮又驱动压缩机轮，压缩机由此提高发动机进气冲程中的压力。因此在进气冲程期间有大量空气进入到气缸中。这导致有很多氧气可供使用，相应有大量燃油能够燃烧。这样就提高了发动机的输出功率。

对于具有离心压缩机的涡轮增压器而言，空气首先被压缩机叶轮加速，并使得气体产生动能。在接下来的径向扩压器中，切向的和径向的速度分量减速，由此产生必需的静压。这种径向扩压器的独特的外直径通常为径向出口直径的1.5~1.7倍。在扩压器上连接有所谓的螺旋部分（Spirale），该螺旋部分吸取经压缩的气体并输送给发动机。离心压缩机的压力比近似地取决于其转速。对于不同的发动机物质流和压缩机圆周速度，流体在压缩机轮出口的角度在30°~80°的范围内。根据螺旋部分的设计情况，即相对于半径比的面积，在出口角度为45°~80°时，螺旋部分的总压力损耗最小。

在构造螺旋部分时，通常必须在发动机室中可用的安装空间与流体技术上最佳的几何形状之间找到折衷方案。这种折衷方案通常是所谓的悬垂的螺旋部分。悬垂的螺旋部分的特点是横截面积的面积重心半径类似于扩压器出口半径。

悬垂的螺旋部分只能采用铸造方法利用型芯制造。压铸方法由于模具（Werkzeug）的原因在此不予考虑。为了得到用于挽回压力（Druckrückgewinn）的所需要的扩压器出口半径，因此需要给压铸螺旋部分设置较大的安装空间，否则就得忍受挽回的压力较小的事实。另外，压铸螺旋部分的特点是效率低。而另一方面，压铸螺旋部分例如相比于金属型铸造方法具有明显的成本优势。

因此，本发明的目的在于，提供一种具有压缩机壳体的涡轮增压器，该压缩机壳体例如也允许采用成本低廉的压铸方法制造。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的涡轮增压器得以实现。

据此，根据本发明，提供一种具有叶轮壳体的涡轮增压器：

－ 其中叶轮壳体（14）具有嵌入部件（24）；

－ 其中嵌入部件（24）经过构造，使得它与叶轮壳体（14）形成悬垂的螺旋部分。

这种涡轮增压器的优点是，由此例如不必采用砂型铸造方法制造带有悬垂的螺旋部分的压缩机壳体。替代地，压缩机壳体也可以采用压铸方法制造，尽管如此，却可利用嵌入部件来实现悬垂的螺旋部分。

本发明的有利设计和改进可由从属权利要求以及对照附图进行的说明得到。

根据本发明的一种设计，叶轮壳体就是压缩机壳体。该压缩机壳体具有至少一个螺旋部分，其中嵌入部件使得空气物质流从压缩机轮转向或换向至压缩机壳体的螺旋部分。其优点是，能在流动角度不利的情况下抑制流动损耗，且能实现高效率。

在本发明的另一种实施方式中，嵌入部件可利用其开口套到或安置到压缩机壳体的凸台或凸起上。嵌入部件的开口可以有选择地附加地具有凹槽，该凹槽插到压缩机壳体的凸台的相应的凸起上，以便在径向上附加地固定嵌入部件。嵌入部件具有易于固定的优点。

根据本发明的另一种实施方式，嵌入部件的一个、多个或所有叶片部件与对面的壁（例如扩压器后壁）间隔开，也就是说，并不支撑在所述壁上。在例如没有叶片部件支撑在叶轮壳体上的情况下，可以设置至少一个支撑区段。该支撑区段可以由具有任一种轮廓的凸起构成，这种凸起如同叶片那样例如简单地向前弯曲，以便例如支撑在扩压器后壁上。但这里的支撑区段无需形成叶片形状，而是任意地构造，只要它允许嵌入部件支撑在叶轮壳体上，例如支撑在压缩机壳体的扩压器后壁上。替代地，也可以适当地构造嵌入部件的一个、多个或所有的叶片部件，使得它们附加地支撑在对面的壁上，例如支撑在扩压器后壁上。其优点是，能省去额外地固定嵌入部件。但在其它情况下，原则上也可以附加地通过焊接、钎焊、螺栓连接和/或榫眼连接等固定嵌入部件。

在本发明的另一种实施方式中，嵌入部件例如是板材部件。该板材部件例如针对相应的要成型的叶片部件而具有榫销区段。带有开口的嵌入部件例如可以采用冲制方法和/或精密切削方法制造，其中叶片部件例如可通过成型或弯曲来制得。板材部件作为嵌入部件具有制造简便且成本非常低廉的优点。