特别用于机动车的废气涡轮增压器的制造方法_2

文档序号:8357320阅读:来源:国知局
or r/xp〈0.045。
[0055]在此情况下,辅助圆由它们在中心线上的中心点确定,并与剖面的底面和顶面相切。
[0056]特别可行地,以下关系式适用于,在导向叶片的纵向剖面中,对于第一辅助圆的直径匕分配至第一剖面头部,第一辅助圆中的一个的直gk2分配至第二剖面头部,并且该辅助圆具有最大直径kMX:
[0057]I ( k^/k^ 20,以及
[0058]I ( kmax/k2^ 10。
[0059]在特别有利的实施方式中,该实施方式进一步改善了具有可变涡轮机几何形状的废气涡轮增压器的效率,满足以下关系式:
[0060]0.03 ( r/xp,优选 0.07 ( r/xp,最优选 0.11 < r/xp。
[0061]在特别优选的实施方式中,以下关系式适用于导向叶片的几何形状:r/Xp< 0.4,优选 r/xp< 0.38,最优选 r/x 0.35。
[0062]根据又一特别可行的实施方式,在笛卡尔坐标系中限定以下各点的X坐标和Y坐标:
[0063]xp, yp:导向叶片的旋转中心P的笛卡尔坐标,
[0064]X1, y1:凸出的剖面底面的低点P 1;
[0065]X2, 72:凹入的剖面底面的高度P2,
[0066]X3, 73:凸出的剖面顶面的高度P3,
[0067]x4,y4:中心线的高点P4,
[0068]x5, y5:凸出的剖面底面与剖面弦的第一交点P 5,
[0069]x6, y6:凹入的剖面底面与剖面弦的第二交点P 6。
[0070]此时,以下关系式适用于低点P1和高点P 2,并适用于旋转中心P:
[0071]O ^ yp/y4^ 2,
[0072]O ^ Υρ/Υι^ 5,
[0073]O ( y2/yp^ 0.7,以及
[0074]O Y3Zy1 5 ο
[0075]在优选的实施方式中,为了进一步减小作用于导向叶片上的气动力,剖面弦的长度1^_8满足以下关系式:
[0076]0.3LS_ <xp<0.5L剖面弦,其中,Xp是导向叶片的旋转中心的X坐标。
[0077]特别可行地,对于高点己的Y坐标y 3以及导向叶片的旋转中心的Y坐标y p,以下关系式适用于另一实施方式:
[0078]O ( II,优选 O ( y/y 0.5,最优选 0<y p/y3彡 0.25。
[0079]在另一实施方式中,凸出的剖面底面的低点P1的坐标xjPy 足以下关系式:O 彡 Y1IA1^ 1.5,优选 0.8 彡 y J/x^ 1.4,最优选 1.0 彡 y ! l/x^ 1.3?
[0080]在效率被优化至特定程度的实施方式中,以下各式适用于导向叶片的旋转中心的各个X坐标Xp与凸出的剖面底面的低点P i的各个X坐标X i之间的关系式:
[0081]0.8 ^ (xp - X1VXp,优选 0.9 < (xp - xl)/xp,最优选 0.99 < (xp_xl)/xp。
[0082]在具有类似的优化效率替代于此的实施方式中,对比而言,以下各式适用于导向叶片的旋转中心P的各个X坐标Xp、X1与凸出的剖面底面的低点P i的各个X坐标X i之间的关系式:(Xp-X1VXp彡 0.3,优选(Xp-X1VXp;^ 0.2,最优选(Xp - X1VXp;^ 0.1。
[0083]在特别优选的实施方式中,为了进一步优化导向叶片的流入,导向叶片的纵向剖面的几何形状满足以下关系式:
[0084]-0.7 ^ (xp- X3) /Xpi^ 0.7,
[0085]-1.5 ^ (xp- x5)/xp< 1.5,
[0086]-0.? ( (xp- x4) /Xpi^ 0.7,
[0087]-1.7 < (xp - x2)/xp< 1.7,
[0088]-2.0S (xp- x6)/xp< 1.7,
[0089]-1.5 < (x2- x5) / (x6 -x2) <1.5,以及
[0090]-1.5 < (x6- X2)/ (x2 - x5) < 1.5。
[0091]特别可行地,中心线可被导向叶片的旋转中心P分成具有弦长1^的第一弦以及具有弦长匕的第二弦,其中对于具有特别高效率的实施方式,以下关系式适用:
[0092]0.5 ^ VL2S 1.0,
[0093]优选0.6 彡 IVL2S 1.0,
[0094]最优选0.7 彡 IVL2S I。
[0095]此外,本发明涉及具有内燃机的机动车,以及与具有以上所述的一个或多个特征的内燃机相互作用的废气涡轮增压器。
【附图说明】
[0096]本发明的其它重要特征和优点来自于从属权利要求、附图,以及借助于附图的相关【附图说明】。
[0097]应理解的是上文所述的以及下文将要解释的特征不仅能以所述的相应组合使用,也可以其它组合或独自使用,而不背离本发明的范围。
[0098]本发明的优选示例性实施方式示于附图中,并在以下说明中得到更详细地解释,其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的组件。
[0099]在每种情况下示意性示出了:
[0100]图1a:根据本发明的废气增压器的粗略示意图,部分视图中具有可变的涡轮机几何形状。
[0101]图1b:图1a的可变涡轮机几何形状的详细视图。
[0102]图2:可变的涡轮机几何形状的导向叶片的纵向剖面。
[0103]图3:具有限定导向叶片的相应辅助圆的图2的纵向剖面。
【具体实施方式】
[0104]在图1a中,根据本发明的废气涡轮增压器以粗略示意图的方式以部分视图示出,并以附图标记I标出。废气涡轮增压器I包括具有涡轮机叶轮3的涡轮机壳2,包括第一数目的移动叶片4,在图1中,移动叶片4仅以粗略示意图的方式示出。涡轮机叶轮3可围绕涡轮机叶轮的旋转中心D相对于涡轮机壳2旋转。
[0105]此外,废气涡轮增压器I包括可变的涡轮机几何形状5,该可变的涡轮机几何形状5包括叶片轴环(图1的示意图中未示出),在该叶片轴承环上任何情况下均可围绕导向叶片的旋转中心P旋转地安装有第二数目的导向叶片6。在该情况下,第二数目的导向叶片6不同于第一数目的移动叶片4。在图1a示出的实施例中,涡轮机叶轮3示例性地包括12个移动叶片4,且可变的涡轮机几何形状5包括13个导向叶片6 ;显然,在该情况中另一数目的导向叶片6和移动叶片4分别也是可能的。
[0106]例如,具有11个导向叶片6和10个移动叶片4的可变的涡轮机几何形状5例如以粗略的示意性方式在图1b中示出。导向叶片6在封闭位置和开放位置之间是可调节的,在该封闭位置处导向叶片6之间用于废气流过的流体横截面最小,在该开放位置处该流体横截面最大。
[0107]在图1a的实施例中,涡轮机壳2具有螺旋状的几何图形,以及入口孔7和出口孔8。借助于涡轮机叶轮3,与入口孔7流体连接的高压区域同与出口孔8流体连接的低压区域分隔开。
[0108]为了调节开放位置和封闭位置之间的导向叶片6,可变的涡轮机几何形状5可包括分别安装的调节元件(为清楚性起见,未在图la/b中示出),其中每个导向叶片6通过相应的调节杆参与这种调节元件的安装。显然,用于调节开放位置和封闭位置或中间位置之间的导向叶片6的其它实现方式在各种情况下也是容易想到的。
[0109]图2显示出了纵剖面中可变的几何形状5的导向叶片6。纵向剖面中的导向叶片6包括第一剖面头部9和第二剖面头部10。剖面弦11由两个剖面头部9、10之间的连接线限定。
[0110]由图1b明显的是,第二剖面头部距离导向叶片的开放位置处涡轮机叶轮的旋转中心的距离Rte与根据本发明的涡轮机叶轮的半径R 足以下关系式:
[0111]1.03 彡 RTE/RTK< 1.06。
[0112]可变的涡轮机几何形状5形成这种尺寸使导向叶片4上的激发振动或振动负载降低至可接受的程度,这对废气涡轮增压器I的热动力学效率具有正面效果。同时,用于使这些导向叶片4移动所需的调节力也被最小化。相似地,可变的涡轮机几何形状5的滞后性能也被最小化,由此可实现特别良好的控制性能。
[0113]对于能实现的效率特别有利的是以下实施方式,其中距离Rte和半径Rtk满足以下关系式:
[0114]1.04 ^ RTE/RTK彡 1.06,优选甚至 1.05 彡 R TE/RTK彡 L 06。
[0115]再参见图2的图示,明显的是,在导向叶片6的纵向剖面中,其中心线14被导向叶片的旋转中
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