[发明专利]具有可变涡轮几何形状的涡轮

说明书

本发明涉及一种用于内燃机的具有可变涡轮几何形状的涡轮。该涡轮包括轴承壳体、涡轮壳体以及机芯，所述机芯具有用于安装多个可调叶片的叶片支承环。所述机芯通过至少三个螺栓固定在所述轴承壳体上。

技术领域

本发明涉及一种具有可变涡轮几何形状的涡轮增压器。

背景技术

越来越多的最新一代车辆装备有充电装置。为了达到目标需求和法律要求，必须促进整个传动系的发展，并在可靠性和效率方面优化单个部件以及整个系统。

例如，排气涡轮增压器是公知的，其中具有涡轮叶轮的涡轮由内燃机的排气流驱动。压缩机叶轮与涡轮一起设置在共同的轴上，压缩为发动机吸入的新鲜空气。通过这种方式，发动机可用于燃烧的空气或氧气量增加，这又带来内燃机的输出增加。

涡轮还可以脱离排气涡轮增压器，或者例如与空气供应装置结合使用以用于燃料电池发动机。

由于涡轮由废气流驱动，所以在涡轮叶轮和涡轮壳体的区域中会出现非常高的温度。在具有可变涡轮几何形状(VTG)的涡轮中，可变涡轮几何形状机芯设置在涡轮内部并且包括具有多个可调安装的叶片的叶片支承环，该机芯也达到非常高的温度。机芯联接到轴承壳体上，轴承壳体用于安装固定有涡轮叶轮的轴，因此机芯的热量也被传递到轴承壳体上。轴承壳体中的温度过高会对效率和磨损敏感性产生负面影响。此外，散热和传热减少了可用于驱动涡轮壳体中的涡轮的能量。

本发明的目的是对应提供一种涡轮，其改进了温度管理，特别是改进了对于可变涡轮几何形状机芯与涡轮壳体之间的接触区域的温度管理。

发明内容

本发明涉及根据权利要求1所述的一种具有可变涡轮几何形状的涡轮，根据权利要求12所述的一种涡轮增压器，以及根据权利要求13所述的一种用于安装具有可变涡轮几何形状的涡轮的方法。

根据本发明的涡轮包括轴承壳体、涡轮壳体以及机芯，所述机芯具有用于安装多个可调叶片的叶片支承环。所述机芯通过至少三个螺栓固定在所述轴承壳体上。因为轴承壳体仅通过三个螺栓连接到机芯，所以从热废气流过的机芯上传递到轴承壳体的热量较少。这意味着来自废气的能量保留在涡轮壳体中并且因此可以用于驱动涡轮，这提高了涡轮的效率。此外，由于传递到轴承壳体的热量较低，轴承壳体中通常用于冷却轴承壳体和轴承的水冷芯例如可以去掉。轴承壳体中的热增长较低使在轴承壳体中循环以润滑轴承的油沸腾的风险降低。因此，也可以防止可能设置在轴承壳体中的活塞环密封件过早磨损和失效，否则可能导致油泄漏，以及在最坏的情况下导致涡轮或涡轮增压器的总体损失。

此外，通过螺栓来固定机芯还减少了传递到压缩机的热量，因此压缩机的效率也可以提高。由于这些效果，还可能降低涡轮的生产成本和安装尺寸。另一个优点是，通过螺栓，轴承壳体和机芯可以容易彼此轴向和/或径向对准。这又简化了涡轮的组装工艺。

在实施方式中，所述轴承壳体可以具有第一孔并且所述叶片支承环可以具有第二孔，所述第一孔和所述第二孔分别与所述螺栓的数量相对应，所述螺栓的第一端各自设置在所述对应的第一孔的其中一个内并且所述螺栓的第二端各自设置在所述对应的第二孔的其中一个内。所述螺栓可以抗旋转地和/或抗轴向位移地设置在所述孔内。所述螺栓的第一端与所述第一孔之间压入配合，和/或所述螺栓的第二端与所述第二孔之间压入配合。

在可以与所有先前描述的实施方式结合的实施方式中，所述第一孔可以分布设置在所述轴承壳体的径向侧表面上并且所述第二孔可以分布设置在所述机芯的叶片支承环的径向侧表面上。

在可以与所有先前描述的实施方式结合的实施方式中，所述第一孔和/或所述第二孔可以构造为盲孔。