[发明专利]用于涡轮机的废气引导部段和用于调节涡轮机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中给出的类型的用于涡轮机的废气引导部段以及一种根据在权利要求13的前序部分中给出的类型的用于调节涡轮机的方法。

背景技术

为了用废气涡轮增压机对内燃机增压，在过去通常保留柴油燃力机。具有汽油发动机的燃烧装置的燃力机仅受限地设有增压设备。原因在此为，柴油发动机的燃烧在燃烧消耗方面能够通过增压受到明显影响，而在汽油发动机的燃烧中由于位于狭窄空间中的必需的燃烧空气比例而没有实现这一点。

然而，当今目标为减小内燃机的发动机排量，以便特别实现未来的CO₂目标值。为了在发动机排量较小的情况下也能够实现相应的功率，现今同样对具有汽油发动机燃烧装置的燃力机进行增压。由于在发动机排量小的情况下需要的高的单位发动机功率，对现今的增压系统、尤其是废气涡轮增压机的要求持续增长。因此，由于越来越多地减小发动机排量，适用于所谓的发动机尺寸缩小的是，在非稳态性能好的同时保证废气涡轮增压机的高的增压率。

一种实现满足高的功率要求的增压率进而涡轮机效率的方案是在内燃机的高的转速和/或高的负荷的情况下绕过涡轮机叶轮。对此提出，在涡轮机的能转动地容纳涡轮机叶轮的废气引导部段中安置旁路通道。

已知废气引导部段，所述废气引导部段具有旁路通道以用于绕开能转动地容纳在废气引导部段的叶轮腔中的涡轮机叶轮。用于涡轮机的废气引导部段是完全可穿流的并且具有用于穿流废气引导部段的穿流通道。穿流通道构成为具有叶轮腔，在所述叶轮腔中能转动地容纳具有涡轮机出口直径、具有叶轮流入部和叶轮流出部的涡轮机叶轮。在叶轮腔的下游穿流通道具有流出部段并且在叶轮腔的上游具有流入部段。在叶轮腔的上游构成旁路通道以用于绕过叶轮腔，并且所述旁路通道在叶轮腔的下游构成为通到流出部段中，使得进口具有有效的流动横截面。

因此，例如从专利文献DE 196 51 498 C1中得到一种废气引导部段，所述废气引导部段具有轴向滑阀以用于将有效的流动横截面调节到安置在叶轮腔中的涡轮机叶轮上，其中借助于轴向滑阀能够打开或关闭旁路通道的有效的流动横截面。

关闭或打开旁路通道的另一个方案例如从专利文献EP 6075231中得出。旁路通道的有效的流动横截面能够借助于可枢转的阀门调节。在此，通常为所谓的废气门涡轮机，其中所谓的排气量能够经由简单的瓣阀来调节，所述排气量是借助于旁路通道绕开涡轮机叶轮的量。所述方案也在并且尤其在汽油发动机的燃烧装置的废气温度非常高的情况下证明是有效的并且可相对成本有利地制造。

通常尤其在废气门涡轮机中不利的是，根据排气量减小的涡轮机效率负面地影响有利的换气，这尤其在排气量高的情况下、在具有汽油发动机的燃烧装置的燃力机较小的情况下没有例外地是直至50％的排气量。由此，得出使用具有所谓的可变的涡轮机几何形状的系统的基本动机，如其已经在现有技术的具有柴油发动机的燃烧装置的内燃机中那样。当然，所述已知的系统由于在汽油发动机的燃烧装置中出现的明显更高的废气温度和与之关联的在功能和成本方面的要求是受限的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于涡轮机的废气引导部段，借助于所述废气引导部段，能够经由大的流量范围在保证涡轮机的功能的同时实现高的涡轮机效率。此外，本发明的目的是提出一种用于涡轮机的方法，借助于所述方法能够引起高的涡轮机效率。

所述目的借助于具有权利要求1的特征的涡轮机的废气引导部段以及借助于具有权利要求10的特征的用于涡轮机的方法来实现。适当地并且有意义地改进本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

提出一种用于涡轮机的废气引导部段，所述废气引导部段具有用于废气引导部段的穿流的穿流通道，其中穿流通道构成有叶轮腔，在所述叶轮腔中能转动地容纳具有涡轮机叶轮流出部直径、具有叶轮流入部和叶轮流出部的涡轮机叶轮，其中在叶轮腔的下游穿流通道构成为具有流出部段，并且在叶轮腔的上游穿流通道构成为具有流入部段，其中在废气引导部段中构成有旁路通道，以用于绕过叶轮腔，并且所述旁路通道在叶轮腔的下游配设有通到穿流通道中的进口，并且其中进口具有流动横截面，根据本发明，进口构成为安置在叶轮流出部的区域中。