用于增压设备的组合系统以及增压设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于多级的增压设备的组合系统(Baukastensystem，有时称为模块化系统)。此外本发明涉及一种增压设备。
【背景技术】
[0002]迄今用于内燃机的增压设备总是为单独针对限定的使用目的和限定的要求而建造的增压设备。如果应当重新开发增压设备，则通常增压设备的全部的结构组件经受重新开发。迄今不可行的和仅仅在极其受限的范围中可行的是，在重新开发增压设备时取用现有的构件并且继续使用这些构件。这是不利的。
[0003]从文件DE102005056797A1中已知针对限定的要求而建造的增压设备，其具有高压涡轮机和低压涡轮机作为排气侧的结构组件并且具有低压压缩机和高压压缩机作为增压空气侧的结构组件。从现有技术已知的增压设备包括排气流出壳体作为另外的排气侧的结构组件。作为另外的增压空气侧的结构组件存在有消声器和增压空气冷却器。高压涡轮机的高压涡轮机转子通过第一轴与高压压缩机的高压压缩机转子联结。低压涡轮机的低压涡轮机转子通过第二轴与低压压缩机的低压压缩机转子联结。将低压涡轮机转子与低压压缩机转子联结的第二轴实施为空心轴，其部分区段地同心地包围将高压涡轮机转子与高压压缩机转子联结的第一轴。
【发明内容】
[0004]以此为出发点本发明的任务在于创造一种用于以组合结构形式的增压设备的组合系统以及以组合结构形式的增压设备。该任务由根据权利要求1的组合系统解决。
[0005]组合系统的增压空气侧的组合模块(即至少带有高压压缩机转子和高压压缩机壳体的高压压缩机、带有低压压缩机转子和低压压缩机壳体的低压压缩机，以及连结到低压压缩机和高压压缩机之间的增压空气冷却器)与排气侧的组合模块的设计方案无关。
[0006]作为排气侧的组合模块带有高压涡轮机转子和高压涡轮机壳体的高压涡轮机以及带有低压涡轮机转子和低压涡轮机壳体的低压涡轮机取决于高压涡轮机实施为径流式涡轮机还是实施为轴流式涡轮机并且取决于低压涡轮机实施为径流式涡轮机还是实施为轴流式涡轮机。此外作为排气侧的组合模块高压涡轮机壳体和低压涡轮机壳体取决于增压设备构造成在高压涡轮机和低压涡轮机之间不带有排气后处理还是带有排气后处理。
[0007]根据本发明的组合系统实现了，在开发一种增压设备时积累的计算结果和实验结果转移到其它的增压设备上。由此对于不同的增压设备而言能够提供统一的结构组件构思并且能够减小关于增压设备的不同的设计方案的结构组件变型方案。此外能够简化在顾客以及制造商处的备用件仓储。能够减少用于顾客和服务人员的培训消耗。
[0008]尤其作为排气侧的组合模块高压涡轮机壳体和低压涡轮机壳体取决于增压设备构造成在高压涡轮机和低压涡轮机之间带有外部的排气后处理还是带有内部的排气后处理。高压涡轮机壳体和低压涡轮机壳体的这种设计方案(即取决于外部的排气后处理还是内部的排气后处理)实现了提供特别有利的组合系统。
[0009]优选地作为另外的增压空气侧的组合模块消声器与排气侧的组合模块的设计方案无关。此外作为另外的组合模块从动模块/驱动模块与排气侧的组合模块的设计方案无关。优选地作为排气侧的组合模块排气流出壳体与其余的排气侧的组合模块的设计方案无关。由此能够进一步提高组合系统的一致的组合模块的数量。
[0010]根据本发明的增压设备在权利要求10中进行限定。
【附图说明】
[0011]本发明的优选的改进方案由从属权利要求和下面的描述中获得。根据附图进一步阐述本发明的实施例，而不受限于这些实施例。在此:
图1示出了以组合结构形式的第一增压设备；
图2示出了以组合结构形式的第二增压设备；
图3示出了以组合结构形式的第三增压设备；
图4示出了以组合结构形式的第四增压设备；
图5示出了以组合结构形式的第五增压设备；
图6示出了以组合结构形式的第六增压设备；
图7示出了以组合结构形式的第七增压设备；
图8示出了以组合结构形式的第八增压设备；
图9示出了以组合结构形式的第九增压设备；
图10示出了以组合结构形式的第十增压设备；
图11示出了以组合结构形式的第十一增压设备；
图12示出了以组合结构形式的第十二增压设备；
图13示出了以组合结构形式的另一增压设备；
图14示出了用于进一步说明组合系统的图表。
【具体实施方式】
[0012]本发明涉及一种以组合形式的多级的增压设备，在其中能够以与增压设备的具体的实施方案无关的方式在形态上的(morphologisch)组合系统的意义下不改变地或以最小的匹配(调整)使用增压设备的大量的核心构件。此外本发明涉及一种用于内燃机的增压设备的组合系统。
[0013]图1示出了用于内燃机的在使用根据本发明的组合系统的情况下形成的、多级的第一增压设备10。
[0014]增压设备10具有高压涡轮机11、低压涡轮机12以及具有排气流出壳体13作为排气侧的结构组件。高压涡轮机11包括高压涡轮机转子14和高压涡轮机壳体15。低压涡轮机12包括低压涡轮机转子16和低压涡轮机壳体17。
[0015]根据图1，离开内燃机的排气18首先到达到高压涡轮机11的区域中，以便在那里至少部分地卸压(膨胀)。接着排气到达到低压涡轮机12的区域中，以便在那里进一步卸压(膨胀)。随其后排气到达到排气流出壳体13的区域中，以便从增压设备10中引出。
[0016]图1的增压设备10具有低压压缩机19和高压压缩机20作为增压空气侧的结构组件。低压压缩机19具有低压压缩机转子21，该低压压缩机转子通过低压侧的轴22与低压涡轮机转子16联结。此外低压压缩机19具有低压压缩机壳体23，该低压压缩机壳体经过消声器31抽吸待压缩的增压空气。高压压缩机20具有高压压缩机转子24，该高压压缩机转子通过高压侧的轴25与高压涡轮机转子14联结。根据图1，低压侧的轴22实施为空心轴，其至少部分区段地同心地包围高压侧的轴25。此外高压压缩机20具有高压压缩机壳体26。图1的增压设备10具有增压空气冷却器27作为另外的增压空气侧的结构组件，该增压空气冷却器在增压空气的流动方向上连结到低压压缩机19和高压压缩机20之间并且由低压压缩机壳体23容纳。
[0017]待压缩的空气28经过消声器31被抽吸并且首先在低压压缩机19中且接着在高压压缩机20中被压缩，其中增压空气28在低压压缩机19和高压压缩机20之间在增压空气冷却器27中冷却。以高压压缩机20为出发点可将被压缩的增压空气28输送给内燃机。
[0018]增压设备10具有从动模块/驱动模块29作为另外的结构组件，通过该从动模块/驱动模块能够或者从增压设备10中取出功率或者给增压设备10输送功率。
[0019]图1的增压设备10由根据本发明的用于多级的增压设备的组合系统组合而成。在根据本发明的组合系统的情况下(如下面在进一步参考图2至14的情况下详细地所描述的那样)使增压空气侧的组合模块(即至少带有高压压缩机转子24和高压压缩机壳体26的高压压缩机20、带有低压压缩机转子21和低压压缩机壳体23的低压压缩机13，以及连结到低压压缩机19和高压压缩机20之间的增压空气冷却器27以及此外消声器31)与组合系统的排气侧的组合模块的设计方案无关，其中此外从动模块/驱动模块29也与根据本发明的组合系统的排气侧的组合模块的设计方案无关。高压压缩机20和低压压缩机19在根据本发明的组合系统的情况下优选地分别实施为径流式压缩机。然而与此不同地还可行的是，将这两个压缩机的一个或还两个压缩机实施为轴流式压缩机。然而使用径流式压缩机作为高压压缩机20和低压压缩机19是优选的。
[0020]作为排气侧的组合模块，带有高压涡轮机转子14和高压涡轮机壳体15的高压涡轮机11以及带有低压涡轮机转子16和低压壳体17的低压涡轮机12取决于高压涡轮机11实施为径流式涡轮机还是实施为轴流式涡轮机，并且取决于低压涡轮机12实施为径流式涡轮机还是实施为轴流式涡轮机。在图1的实施例中高压涡轮机11和低压涡轮机12分别实施为轴流式涡轮机。
[0021]此外在根据本发明的组合系统的