[发明专利]具有涡轮机壳体和内置的废气门调节器的废气涡轮增压器

说明书

本发明涉及一种废气涡轮增压器，其配备有所谓的废气门。

废气涡轮增压器用于提高内燃机的效率，进而增大其功率。废气涡轮增压器为此具有带涡轮机轮的涡轮机和带压缩机轮的压缩机，其中，两个滚轮设置在一个共同的轴上。在此，涡轮机轮通过所连接的内燃机的废气物质流被驱动，该涡轮机轮又驱动压缩机轮。压缩机对吸入的新鲜空气进行压缩，并把新鲜空气输送给内燃机。共同的轴支撑在涡轮增压器的增压器壳体中。此外，涡轮机的涡轮机轮设置在涡轮机壳体中，压缩机的压缩机轮设置在压缩机壳体中。

这种废气涡轮增压器在工作中在内燃机或所连接的发动机上要满足各种不同的要求。这种要求之一是能承受高温，所述高温例如由于热的废气物质流会在涡轮增压器壳体中出现。

废气涡轮增压器的通常的结构在此规定了各个壳体，这些壳体均由与那里产生的温度相适应的材料构成。压缩机壳体通常由铝构成，而轴承壳体由灰铸铁构成，其中，轴承壳体还可以附加地水冷。涡轮机壳体通常由于在该区域中产生的高温而由镍含量高的材料构成。由于各个壳体的相适应的材料各不相同，这些壳体被设计成独立的部件，它们相互连接，在这种情况下还必须相对密封。

发动机转速越高，涡轮机的被废气驱动的涡轮机轮转动得就越快，废气涡轮增压器的轴也随之转动，在该轴上还有压缩机的压缩机轮。通过轴以及压缩机轮的快速旋转，压缩机的空气输送量提高。这导致发动机的废气量增多，进而也导致快速地驱动涡轮机轮。为了不超过发动机的分别给定的机械极限和热极限，需要控制废气涡轮增压器。

对废气涡轮增压器的这种控制可以利用废气门进行，该废气门也称为旁通阀。这种废气门具有与废气涡轮增压器的涡轮机壳体连接的盖罩，盖罩可以在需要时打开，以便根据盖罩的打开位置使得或多或少的热废气经过涡轮机直接导入到车辆的排气系统中。由此阻止涡轮机转速进一步升高。

这种废气门由于其在热的废气流中的位置而遭受高的热负荷和机械负荷。

已知利用气动的执行器来移调废气门盖罩。这种气动的执行器通常称为压力储罐。

在新近的应用中日益力求利用电的执行器来代替所述气动的执行器。这种电的废气门调节器相比于气动的执行器产生了优点。这些优点包括调节速度快、调节精度高、调节力大。基于调节力大，保证废气门盖罩在相关的盖罩座中牢固地封闭。但电的废气门调节器也有缺点。这些缺点包括重量大、占用较大的安装空间和自身发热。实践中，尤其对电的废气门调节器的热学设计存在诸多问题。在汽车的发动机室中产生高达140℃的温度。在废气涡轮增压器的邻近区域还会出现更高的温度。电的废气门调节器在其工作中被流经的电流附加地加热。实践中出现的另一问题是对相应废气门调节器的定位。

废气门通常形成涡轮机壳体的一部分。而废气门调节器或执行器往往固定在压缩机壳体上，或者固定在压缩机壳体上的支架上。在涡轮机壳体与压缩机壳体之间设置有轴承壳体。因此，就已知的废气涡轮增压器而言，废气门调节器和废气门本身通过较长的误差链相互连接。

必须相应地选定电的废气门调节器的设计，从而它即使在其本身很热时也能产生所需要的调节力，还能耐受住所出现的周期性负荷，而不会过热。此外，在最后一个安装步骤中进行组装时，必须利用耦连部件中的补偿装置或者通过对耦连部件的合适的安装过程来补偿累积的误差。这牵涉到巨大的开支，进而也牵涉到高昂的成本。

本发明的目的在于，提出一种废气涡轮增压器，其将避免所述长的误差链。

该目的通过一种具有在权利要求1中给出的特征的废气涡轮增压器得以实现。本发明的有利设计和改进在从属权利要求中给出。

本发明的优点尤其在于，通过把电的废气门调节器内置到废气涡轮增压器的涡轮机壳体中，避免了上述长的误差链。就已知的废气涡轮增压器而言，由于那里产生的高温，把任何执行机构内置到涡轮机壳体中都是不可想象的。通过废气门主轴与废气门调节器的从动轴的热解耦，保护优选具有电动机的废气门调节器免于过热。基于上述措施，可以把电的废气门调节器设置在涡轮机壳体中，而不会使得废气门调节器出现过热。除了这种热解耦外，还以有利的方式给废气门主轴设置有冷却肋条。此外，以有利的方式使得废气门调节器与涡轮机壳体的一个或多个冷却通道热耦连，从而进一步加强对废气门调节器和废气门本身的冷却效果。

本发明的其它有利的特性可由下面参照附图对其所做的示范性说明得到。其中：

图1为废气涡轮增压器的立体草图，其带有水冷的涡轮机壳体和内置的废气门调节器；

图2为作为图1中所示的废气涡轮增压器的构件的涡轮机壳体的草图；