[发明专利]排气涡轮增压器的具有密封废气门阀装置的排气涡轮机以及排气涡轮增压器

说明书

本发明涉及一种具有废气门阀装置(10)的排气涡轮增压器(100)的排气涡轮机(20)以及一种具有这种排气涡轮机(20)的排气涡轮增压器(100)。该排气涡轮机(20)具有涡轮机壳体(21)和穿透其壳体壁（21a）的轴承孔(23)，该排气涡轮机具有轴承衬套（1），该轴承衬套以固定的方式布置在所述孔中并且其中该废气门阀装置(10)的阀主轴(15)从该涡轮机壳体(21)的内部向外穿过该壳体壁(21a)的轴承孔(23)并且被安装成使得可绕其主轴轴线(16)旋转。在这种情况下，轴承衬套(1)在每种情况下至少在其轴向端部中的一个上沿轴向方向以迷宫式密封的方式借助于至少一个轴向延伸的密封幅材(6)和至少一个与密封幅材互补的密封槽(7)与调节杆连接凸缘(181)和/或阀主轴凸肩(151)相互啮合，所述密封幅材和所述密封槽相对于主轴轴线(16)是周向的。

技术领域

本发明涉及一种排气涡轮增压器的具有废气门阀装置的排气涡轮机，特别是用于内燃发动机的排气涡轮增压器的排气涡轮机。此外，本发明涉及一种具有用于内燃发动机的上述排气涡轮机的排气涡轮增压器。

背景技术

排气涡轮增压器越来越多地用于增加机动车辆内燃发动机的功率。越来越频繁地，考虑到在这方面越来越严格的法律要求，这样做的目的是为了减小用于相同功率或甚至增加的功率的内燃发动机的总体尺寸和重量，并且同时减小消耗并因此减小CO₂排放。作用原理在于，利用排气流中包含的能量提高内燃发动机的进气管道中的压力，并且由此实现内燃发动机的燃烧室的更好的大气氧填充。这样，在每个燃烧过程中可以转换更多的燃料，诸如汽油或柴油，也就是说，可以增加内燃发动机的功率。

为此，排气涡轮增压器具有布置在内燃发动机的排气管道中的排气涡轮机、布置在进气管道中的径向压缩机和布置在其间的转子轴承。排气涡轮机具有涡轮机壳体和布置在其中的涡轮机叶轮，涡轮机叶轮由排气质量流驱动。径向压缩机具有压缩机壳体和布置在其中的压缩机叶轮，该压缩机叶轮构建增压压力。涡轮机叶轮和压缩机叶轮共同旋转地布置在称为转子轴的公共轴的相对端部上，并且因此形成称为涡轮增压器转子的转子。转子轴通过布置在排气涡轮机和径向压缩机之间的转子轴承单元在涡轮机叶轮和压缩机叶轮之间轴向延伸，并且相对于转子轴轴线在径向和轴向方向上可旋转地安装在所述转子轴承单元中。根据该结构，由排气质量流驱动的涡轮机叶轮经由转子轴驱动压缩机叶轮，由此相对于新鲜空气质量流提高内燃发动机的进气管道中的在径向压缩机下游的压力，并且由此确保内燃发动机的每个气缸的燃烧室被大气氧更好地填充。

在操作期间，内燃发动机动态地改变其操作状态，这也需要排气涡轮增压器的操作状态的对应的动态适配。在排气涡轮增压器中，排气涡轮机的速度和功率频繁地被调节，因为布置在涡轮机壳体中的用于排气质量流的旁通阀，被称为废气门阀，以调节的方式被打开或关闭，以便在需要时引导一部分排气经由废气门管道经过涡轮机。对应的废气门阀装置通常具有多部件结构，包括：阀主轴，该阀主轴安装在相应的涡轮机壳体中以便可绕其主轴轴线旋转，并且操作性地连接到涡轮机壳体的外侧上的调节致动器以用于废气门阀的致动；在该涡轮机壳体的内部中布置在该阀主轴上的曲柄臂；以及阀瓣，该阀瓣被布置在该曲柄臂上并且在该废气门阀的关闭状态下以密封的方式搁置在相应的阀座上。

为此，阀主轴从涡轮机壳体的内部向外穿过涡轮机壳体的壳体壁，并且通常安装成以便借助于布置在涡轮机壳体的壳体壁中的轴承衬套而可在涡轮机壳体的壳体壁中绕其主轴轴线旋转。

在排气涡轮增压器的操作期间，排气涡轮机的部件元件、特别地也就是说还有涡轮机壳体以及废气门阀的部件由于存在的高的排气温度而经受高的温度和大的温度波动。

由于在操作期间阀主轴比轴承衬套升温得更快，因此主轴可能卡在轴承衬套内，阀主轴的热膨胀必须借助于与阀主轴直径相比更大的轴承衬套内径来补偿。经由在轴承衬套与阀主轴之间所产生的轴承间隙，有可能使排气泄漏质量流从涡轮机壳体的内部向外逸出到大气中，在根据当前现有技术的排气涡轮增压器的情况下，这种泄漏有可能高达每分钟6升。然而，越来越严格的法定规定使得必须将该排气泄漏质量流限制到最小或完全防止该排气泄漏质量流。