[发明专利]用于废气涡轮增压器的涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于废气涡轮增压器的涡轮机。

背景技术

DE 10 2008 053 169 A1公开了一种用于废气涡轮增压器的涡轮机，所述涡轮机具有可变的涡轮机几何形状，所述涡轮机具有导向叶片。导向叶片能旋转地安装在导向叶片支座和盖板之间。导向叶片用于导出内燃机的废气，以至于废气能够适于流动地迎流涡轮机的涡轮。

因为导向叶片由废气环流，所以导向叶片被加载了非常高的废气温度。此时为了避免导向叶片卡住，将所谓的功能缝隙设置在导向叶片和导向叶片支座之间以及设置在导向叶片和盖板之间。通过这些功能缝隙，导向叶片由于温度加载而膨胀时就不会导致卡住。这些功能缝隙不仅在柴油发动机中是必要的而且在汽油发动机中也是必要的。在汽油发动机中产生尤其高的废气温度，特别是与柴油发动机相比，以至于特别是在汽油发动机中，功能缝隙需非常大地构成。

对于能旋转的导向叶片可替选地，使用相对于涡轮机的涡轮机壳体不能运动的导向叶片是已知的，所述涡轮机借助于在第一位置中的覆盖元件能至少部分地被覆盖并且在所述覆盖元件的至少一个第二位置中与之相反是能释放的。覆盖元件在此沿着涡轮机的轴向方向相对于涡轮机壳体是能移动的。通过这样的移动元件能够避免一开始描述的功能缝隙，所述功能缝隙会导致所不期望的流动损失。然而覆盖导向叶片的或者沿着径向方向遮盖导向叶片的移动元件具有相对高的复杂性，这导致涡轮机的高成本。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种用于废气涡轮增压器的涡轮机，所述涡轮机能有效地适配于不同的废气质量流量并且仅具有低的成本。

这个目的通过具有权利要求1的特征的用于废气涡轮增压器的涡轮机来实现。具有本发明的符合目的的并且有意义的改进点的优选的设计方案在其他权利要求中提出。

这样的用于废气涡轮增压器的涡轮机包括涡轮机壳体，所述涡轮机壳体具有用于涡轮机的涡轮的容纳腔。涡轮机此外包括至少两个设置在涡轮上游的导向叶片，用于排出由涡轮输送的废气。导向叶片在此相对于涡轮机壳体是不能运动的，也就是说是固定的，并且在涡轮的周向上彼此相继。

除此之外，设置至少一个调整元件，借助于所述调整元件，涡轮机的能够由废气穿流的流动横截面能够可变地来调节。调整元件在至少一个使流动横截面变窄的关闭位置和至少一个与之相反释放流动横截面的开启位置之间相对于涡轮机壳体是能运动的。

根据本发明提出，调整元件至少在关闭位置中设置在导向元件之间的沿着周向由导向元件限界的间隙中。换句话说，流动横截面进而导向元件的如下区域借助于调整元件的运动在导向元件之间的间隙中能可变地来调节，废气经由所述区域被输送给容纳腔或者涡轮。调整元件在此在导向元件的上游或者下游不遮盖导向元件而是在关闭位置中至少部分地流体地阻断导向元件之间的间隙或者与之相反在开启位置中至少部分地释放所述间隙。

由此根据本发明的涡轮机按需求适配于不同的废气质量流量并且即使在不同的废气质量流量时，也就是说在高的废气质量流量和在与之相反低的废气质量流量时能够有效地运行。根据本发明的涡轮机的这种可变的可调节性以相对简单的、成本有利的并且适于空间构造的方式来实现。

根据本发明的涡轮机的低的复杂性对于满足其功能安全性有好处，因为调整元件的故障的风险，例如由于卡住而产生故障的风险是非常低的。这在汽油发动机中是特别有利的，其中存在非常高的废气温度并且其中调整元件以非常高的温度被加载。但应理解的是，根据本发明的涡轮机也能够在柴油发动机、柴汽油混合发动机或者在其它的内燃机特别是往复活塞式内燃机中使用。

由于调整元件的简单进而由于涡轮机的简单，调整元件也能够尤其时间和成本适宜地来制造。另一个优点是，在导向元件和涡轮机的连接到这些导向元件上的壁部区域之间不设置功能缝隙，所述功能缝隙可能导致流动损失。导向元件能够至少基本上在没有二次流损失的情况下排出废气进而至少基本上完全地排出废气并且适于流动地将废气输送给涡轮。这对于根据本发明的涡轮机的有效的运行是有利的。

在本发明的优选的设计方案中，至少在关闭位置中，在调整元件和导向元件的第一个之间的第一间距与在调整元件和第二导向元件之间的第二间距是不同的。因此能够设定用于废气的尤其有利的流动条件。这带来涡轮机的尤其有效的运行。

涡轮机优选是径流式涡轮机，其中废气至少基本上沿着径向方向迎流涡轮。同样其能够是所谓的混流式涡轮机，其中废气倾斜于径向方向并且倾斜于轴向方向迎流涡轮。