[发明专利]排气涡轮增压器

说明书

本发明涉及根据权利要求1前序部分的一种排气涡轮增压器。

排气涡轮增压器通常包括一个壳体，该壳体中安装有一个轴。一个涡轮机叶轮和一个压缩机叶轮在旋转意义上被共同地安排在该轴上。该涡轮机叶轮被设定为借助排气来进行旋转。该轴以及该压缩机叶轮同该涡轮机一起旋转。由此该压缩机叶轮的容纳室中的充气被压缩。在排气涡轮增压器中，某些时候确定转速或圆周速度是必要的。

本发明的一个目的是要指明一种排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器在生产并不昂贵且运行维护费用低的同时允许对于圆周速度和/或转速的精确测量。本发明的另一个目的是要指明一种用于测量该排气涡轮增压器中的圆周速度或转速的方法。

该目标是通过独立权利要求的特征来实现的。从属权利要求涉及本发明的多个优选的改进。

根据本发明，在该排气涡轮增压器中使用一个压力传感器。极小的压力波动是通过所述压力传感器测量的。所述压力波动产生是由于压缩机叶轮的叶片或涡轮机叶轮的叶片经过该压力传感器。特别优选的是将该压力传感器安装在压缩机叶轮处，并且因此特别优选的是在该压缩机叶轮处测量压力波动。作为替代方案，还有可能在该涡轮机叶轮处借助该压力传感器来测量压力波动。圆周速度并且因此转速是可以从该压力波动来确定的，该压力脉动取决于叶片的数量。

当压缩机叶轮的叶片或涡轮机叶轮的叶片经过该压力传感器时，它们交替地产生一个压力上升(也称为：压力波峰)以及一个随后的压力下降(也称为：压力波谷)。当压力上升超过一个特定的压力阀值时可以准确地检测到一个叶片。因此，该圆周速度和/或该转速是可以基于叶片的数量来确定的。在此，该轴的、该压缩机叶轮的以及该涡轮机叶轮的圆周速度还以及转速是始终相等的。

本发明的进一步的细节、优点和特征可以参照附图从一个示例性实施例的以下说明中变得清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明的示例性实施例的排气涡轮增压器的简化的示意图，

图2示出了根据本发明的示例性实施例的排气涡轮增压器的细节，并且

图3示出了由图2得来的截面图以及相关联的压力分布图。

根据本发明的排气涡轮增压器1的一个示例性实施例将在以下基于图1至图3予以详细说明。

图1示出了排气涡轮增压器1的多个主要部件的简化的示意图。排气涡轮增压器1包括一个壳体2，该壳体中安装有一个轴3。一个涡轮机叶轮4和一个压缩机叶轮5被安置在轴3的两个末端上。涡轮机叶轮4和压缩机叶轮5在旋转意义上被共同地连接到该轴3上。涡轮机叶轮4以及压缩机叶轮5均具有多个叶片6。这个轴3沿一条轴线7延伸。

图2示出了排气涡轮增压器1的一个细节。该图示示出了该壳体2的带有用于该压缩机叶轮5的一个容纳室9的一部分。

压力传感器8被安排在壳体2中。压力传感器8的压力敏感部分对该压缩机叶轮的容纳室9中的压力进行测量。在此，压力传感器8是垂直于该压缩机叶轮5的多个独立叶片6安排的。

一个A-A截面在图2中被标示出。图3中的上部图示以一种简化的展开图示而示出了所述A-A截面。图3中展示的横轴指示了该压缩机叶轮5的展开。所以，在此展示了压缩机叶轮5从0°到360°的整个圆周。这些单独的叶片6被展示在该横轴的上方。带有整合的压力传感器8的壳体2位于该横轴的下方。

压力分布图或通过压力传感器8测量的压力波动10被绘制在图3的下部部分。压力波动10由一系列的压力上升12和压力下降13形成。超过压力阀值11的所有值都是被定义为一个压力上升12或一个压力波峰。还可能优选的是只有明显高于压力阀值11的值被标识为一个压力上升12。

如从图3可以看出，经过压力传感器8的每个叶片6产生一个压力上升12。因为叶片6的数量不言而喻是已知的，有可能基于压力波动10的轮廓来确定轴3的、涡轮机叶轮4的以及压缩机叶轮5的圆周速度和转速。

如果想象一个假想的观察者在沿着垂直于这些叶片6的等高线的任意一点上，则当叶片6接近时该观察者可看见一个驶向他的压力上升12或者压力波峰。当该叶片6是在该观察者对面时，所述压力上升12达到其最大值。压力传感器8被放置在所述假想的观察者的位置。该压力上升12然后再次降低直到下一个叶片6接近。因此通过非常快速且精确的压力测量来确定该圆周速度是可能的。与常规的涡流传感器相比，该压力传感器始终可以同样有效地工作而无论压缩机叶轮5或涡轮机叶轮4的材料如何。确切地说，这个测量原理是仅基于流动过程。另外，根据本发明的旋转测量对于到叶片6的距离而言与涡流传感器的情况相比是较不敏感的。