专利名称：压缩机罩壳附加件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于增压式内燃机(Brermkraftmaschine)的废气涡轮增压器的领域。本发明涉及一种用于布置在废气涡轮增压器的压缩机罩壳和消声器之间的压缩机罩壳附加件_(Verdichtergehausezusatz)，利用该压缩机罩壳附加件可将气态的介质扫
入(einblasen)废气涡轮增压器的压缩机的流入通道(Anstriimkanal)中。本发明还涉及一种带有这种压缩机罩壳附加件的消声器装置、以及一种带有具有这种压缩机罩壳附加件的消声器装置的废气涡轮增压器。
背景技术：
当前，标准地应用带有将用于燃烧过程的空气输送到内燃机的燃烧室的压缩机以及在内燃机的排气管中的废气涡轮的废气涡轮增压器以用于提升内燃机(内燃发动机)的功率。利用内燃机的增压提高在燃烧室(气缸)中的空气和燃料量，并且由此获得用于内燃机的明显的功率增加。标准地，为此所使用的废气涡轮增压器由转子(其包括压缩机叶轮(Verdichterrad)和涡轮叶轮(Turbinenrad)以及轴承)、引导流动的罩壳部件(压缩机罩壳、涡轮罩壳)以及轴承壳体组装而成。根据发动机类型或应用可出现，附加地，将气态的介质(例如已压缩的空气(所谓的压缩机-旁路-空气)或空气-燃料-混合物或气态的燃料或例如由燃气发动机 (Gasmotor)的曲轴箱排出的气体)输送到待压缩的空气中。为了不通过局部地变化的流动速度或扰流(其可引起压缩机叶轮的动叶片 (Laufschaufel)的不期望的激励)或通过在流动中的热层(thermische Schichtung)干扰压缩机运行，通过环形的扫入孔(Einblas0ffnung).且尽可能以相对于压缩机叶轮进口远的间距进行气态的介质的这种输送。为了使待喷入(eindilsen)的空气或气体量在流入通道的周缘上均勻地分布到压缩机上，有利地，在环形的扫入孔之后布置有带有环形的空腔的环腔以用于收集和分布空气或气体。图1示意性地显示了废气涡轮增压器的压缩机，其带有布置在附加的罩壳中的扫入装置以用于将气态的介质输入(aileitimg)到待压缩的空气的流动通道中。为了维持扫入孔相对于压缩机叶轮入口的需要的间距，在罩壳附加件和压缩机罩壳之间布置有补偿元件和/或间隔垫片(Abstandshalter)，罩壳附加件通过该补偿元件和/或间隔垫片固定在压缩机罩壳处。通过进气接管或未示出地通过直接地与罩壳附加件相连接的消声器进行待压缩的空气的输入。从型号为TPS 44-61的ABB涡轮增压器中已知气态的介质的这种类型的供给。例如，从文件DE 19514990中已知用于废气涡轮增压器的消声器。阻尼元件以彼此成间距的方式布置在消声器中，从而可以在阻尼元件之间穿过的方式抽吸待压缩的空气。例如，阻尼元件由阻尼板(Dampfungsblech)组成，该阻尼板为吸收元件提供形状和/ 或支撑(geben Form und/oder Halt)。在消声器的周缘处布置有环形的孔板，该孔板用作粗滤器。这种类型的消声器可直接固定在废气涡轮增压器的压缩机罩壳处，从而空气在从消声器离开之后直接被引导到压缩机的抽吸区域中。在此，对于单元(废气涡轮增压器和消声器)的振动性能来说重要的是，消声器尽可能紧凑地贴靠在压缩机罩壳处，并且在轴向的方向上尽可能少地伸出超过压缩机罩壳。如果在消声器直接安放(aufsetzen)在废气涡轮增压器处的情况下应附加地在压缩机之前扫入气态的介质，则来自单元(废气涡轮增压器和消声器)的振动性能以及压缩机的流动特性的要求相反地彼此冲突。
发明内容
因此本发明的目的在于，实现这样的压缩机罩壳附加件，即，其可布置在废气涡轮增压器的压缩机罩壳和消声器之间，并且，尽管结构紧凑，该压缩机罩壳附加件使将附加的气态的介质输送到在压缩机之前的流动通道中成为可能，而在此不损害压缩机的流动特性。根据本发明通过以下方式实现该目的，即，如此构造设置在布置在压缩机的抽吸区域中的消声器和压缩机罩壳之间的罩壳附加件，即，该罩壳附加件使在抽吸区域中的流从径向的方向转向到轴向的方向上之前到流动通道中的扫入成为可能。在此，在圆柱形的消声器的压缩机侧的端侧的区域中进行扫入，其中，将扫入孔引入到消声器的端侧的壳体壁中，该扫入孔使在罩壳附加件的内部中的环形的空腔与在消声器的内部中的流动通道相连接。通过在从消声器的中央孔离开时在流的转向之前将气态的介质扫入到待压缩的空气中，在恰好该(ebendies)转向时进行气态的介质与空气的混合并且消除在抽吸流 (Ansaugstromung)中通过扫入产生的涡流。除了相对于废气涡流增压器的轴同轴地布置的环形的空腔，罩壳附加件包括至少一个输入管路(aileitimg)以用于将气态的介质输送到空腔中。空腔在面对消声器的侧边上具有导出孔(Ableitungs0ffnung)，气态的介质可通过该导出孔被引导到在消声器的壳体壁中的扫入孔上，并且引导到在消声器中的流动通道中。可选地，在空腔中布置有隔板，其将空腔分割成两个分空腔，该分空腔通过流通孔相互连接。该分割用于气态的介质沿着空腔的周缘的改进的分布，以使得可以均勻分布的方式通过扫入孔将气态的介质输送到在消声器中的流。可选地，隔板为盘形，并且如此确定隔板的尺寸，即，在轴向的方向上可通过导出孔将隔板插入空腔中。从从属权利要求中得到其它优点。
下面根据图纸描述根据本发明的扫入装置的实施形式，该扫入装置用于将气态的介质扫入废气涡轮增压器的压缩机的流入通道中。其中图1显示了根据背景技术的废气涡轮增压器，其带有用于将气态的介质扫入在压缩机的抽吸区域上游的流动通道中的装置，其中，该装置借助于补偿元件布置成与压缩机罩壳成间距，图2显示了消声器壳体和压缩机罩壳以及布置在其之间的根据本发明的压缩机罩壳附加件，
图3显示了在未装配的状态中的根据图2的压缩机罩壳附加件，以及图4显示了根据图2的装置的等轴的图示，其中，部分地剖切消声器和压缩机罩壳附加件，以使得内部的观察成为可能。参考标号列表
10压缩机
11压缩机叶轮
12压缩机罩壳
13空气出口
20废气涡轮
21涡轮叶轮
22涡轮罩壳
30轴承壳体
31轴
40(压缩机)罩壳附加件
41导出孔
42中央孔
43环形的空腔(分割成43'和43")
44用于气态的介质的外部的输入管路
45隔板
46流通孔
47壳体凸缘
50消声器
51壳体壁
52阻尼元件
53滤清器
54中央空气输出孔
55扫入孔
56槽
60补偿件，间隔垫片
具体实施例方式
图1显示了带有径流式压缩机和径流式涡轮的根据现有技术的废气涡轮增压器。 涡轮叶轮21固定在轴31上或与轴31 —起实施成单件。涡轮罩壳22包围涡轮叶轮并限制流动通道，该流动通道将内燃机的热的废气通过涡轮叶轮引导到排气装置。压缩机叶轮11 同样固定在轴31上。压缩机罩壳12包围压缩机叶轮并限制流动通道，该流动通道将用于内燃机的空气通过压缩机叶轮引导到燃烧室。通过消声器和/或空气进气接管将待压缩的空气输送到压缩机，其中，消声器通常直接安放在压缩机罩壳上并且与压缩机罩壳固定地拧紧。在所示出的实施形式中，在压缩机的抽吸区域的上游布置有罩壳附加件40，借助于该罩壳附加件40可将附加的气态的介质(在图中通过填充的黑色的箭头示出)输送到待压缩的空气(在图中借助于白色的箭头示出)的主流中。为此，罩壳附加件40包括环形的空腔43，其环绕在中央孔中的流动通道。构造成喷嘴形的导出孔41从空腔43中引导到流动通道中。通过外部的输入管路44将气态的介质引导到空腔中。在空腔43的内部中布置有隔板45，隔板45将空腔分割成两个环形的部分43'和43"，其中，将至少一个流通孔46 引入到隔板中，该流通孔46使气态的介质从一个分空腔流过到另一分空腔中成为可能。罩壳附加件40通过补偿元件(间隔垫片)与压缩机罩壳12相连接。如开头描述的那样，为了保证喷入的气态的介质与主流的待抽吸的空气完全地混合直至撞到 (Auftreffen)压缩机叶轮的动叶片上，间隔垫片是必须的。由此，在流中应很大程度上避免局部地变化的流动速度或扰流(其可引起压缩机叶轮的动叶片的不期望的激励)以及热层。图2显示了消声器50以及压缩机罩壳12，带有布置在其之间的压缩机罩壳附加件40。消声器具有圆柱形的形状，并且端侧地分别包括环形的壳体壁，其中，在压缩机侧的壳体壁51中引入中央的空气排出孔M，待压缩的空气通过该空气排出孔M被导引到引导到压缩机叶轮的流动通道中。根据消声器的结构形式，空气入口布置在圆柱周面 (Zylindermantelflache)的区域中或布置在端面中的一个的径向地外部的区域中。在所示出的实施形式中，在圆柱周面中的抽吸区域由滤清器53围绕，该滤清器53应以可渗透空气的网织物或孔板的形式防止抽吸较大的异物和污物颗粒。抽吸的空气在径向上从外向内伸延的通道中顺延地自阻尼元件52起朝向中央空气排出孔讨流动，其中，在根据图2的截面图中可看出在阻尼元件52之间的非严格径向地伸延的通道。阻尼元件通常由至少一个吸收元件以及板件组成，该板件为吸收元件提供形状和/或支撑。阻尼元件52被引导到槽56 中，槽56引入端侧的壳体壁51中。在消声器的装配中，可径向地从外将阻尼元件推入该槽中。备选地，也可通过端侧地引入壳体壁中的切口插入阻尼元件，其中，在该情况中，阻尼元件在平行于轴线伸延的支架(Halterimg)上被引导。压缩机罩壳附加件40布置在消声器50和压缩机装置12之间。压缩机罩壳附加件 40同样具有圆柱形的形状，并且包括中央孔42，该孔42作为流动通道将在消声器处的空气排出孔M与在压缩机罩壳12处的空气进入孔相连接。在压缩机罩壳附加件中设置有环形的空腔43，空腔43围绕在中央孔42中的流动通道。空腔43具有外部的输入管路44，可通过该输入管路44供应气态的介质。在所示出的实施形式中，压缩机罩壳附加件40在面对消声器的端侧上具有环绕的导出孔，通过消声器的端侧的壳体壁51遮盖该导出孔。由此， 在导出孔的区域中，消声器的壳体壁51限制空腔43。根据本发明扫入孔55引入壳体壁51 中，扫入孔55将在压缩机罩壳附加件中的空腔43与在消声器中的流动通道相连接，并且使将气态的介质扫入到在消声器中的恰好该流动通道中成为可能。典型地，以沿着周缘分布的方式布置扫入孔阳，并且可选地，扫入孔55具有喷嘴形式。为了在空腔43之内在通过沿着周缘分布的扫入孔55离开之前得到气态的介质的优化的分布，借助于圆环盘形的隔板45将空腔分割成分空腔43'和43"。在分空腔之间在隔板45的区域中设置有流通孔46(或者以在隔板中的多个单个的沿着周缘分布的孔口的形式，或者以由隔板和压缩机罩壳附加件的壳体限制的环形的或环段形 (ringsegmentfbrmig)的间隙的形式)。可选地，隔板可构造成孔板或栅网。在运行中，气态的介质通过该一个外部的输入管路44或可选地多个外部的输入管路被引导到空腔的第一部分43'中，并且由于通过隔板引起的流动阻力在空腔之内分布在整个周缘上。紧接着，气态的介质通过流通孔46流入空腔的第二部分43"中，在该第二部分43〃中气态的介质扩散(ausbreiten)。最终，气态的介质通过扫入孔55流入消声器的流动通道中，在该处气态的介质由待压缩的空气的主流俘获并且与其相混合。借助于压缩机罩壳附加件的根据本发明的实施方案以及在待压缩的空气的主流从径向的方向转向到轴向的方向之前输送气态的介质，在现在富含(anreicheren)有气态的介质的待压缩的空气的主流的恰好该转向时形成力求的均勻的混合。由此，该流具有用于压缩机的可靠的运行所必须的流动动力方面和热方面的均勻性。图3显示了在未装配的状态中的压缩机罩壳附加件以用于更好地说明导出孔41， 其中，与根据图2的实施方案相比，在连接到消声器的区域中安装有轴向地突出的外部的壳体凸缘47，通过导出孔41，气态的介质从空腔的第二部分43"中被引导到消声器的流动通道中。对于这样的情况(即，不必通过导出孔41将隔板45引入到空腔中或者完全取消隔板)，可朝向消声器侧通过压缩机罩壳附加件的壳体壁限制空腔，将导出孔引入到该壳体壁中，导出孔可直接承担在消声器的流动通道中的扫入孔的功能。图4以已描述的装置的部分地剖切的等轴的视图附加地使以下可见，S卩，在消声器的端侧的壳体壁51中的扫入孔55如何布置在引入到恰好该壳体壁51中的槽56之间。 如以上描述的那样，槽56用于容纳阻尼元件，在该图示中无阻尼元件。通过扫入孔55布置在阻尼元件之间的窄的通道中，在将气态的介质扫入到待压缩的空气中时出现强的涡流以及相应地良好的混合，与在横向流动中的射流(Strahl)相似。流动截面的减小导致流在从径向的方向到轴向的方向上的转向时加速，由此涡流继续减弱并且直至压缩机入口时实际上已消退(abklingen)。根据图4的压缩机罩壳附加件的实施形式具有两个外部的输入管路44'和44"， 可选地，通过输入管路44'和44"可将两种不同的气态的介质引导到空腔中。可选地，空腔的第一部分可附加地分割成两个独立的完全地环绕的环形的部分，其分别独立地具有专用的外部的输送管路并且其分别独立地具有专门的通到共同的空腔的第二部分的流通孔， 以用于实现可能的以不同的压力引入到第一空腔的相应环形的部分中的介质的均勻的分布。可选地，在两个或多个外部的输入管路的情况中也可通过分离的扫入孔进行到消声器中的流动通道中的扫入。备选地，另一方面，当以沿着压缩机罩壳附加件的周缘分布的方式布置多个外部的输入管路44'和44"时，空腔43或至少空腔的第一部分43可可选地沿着周缘分割成两个或多个区段。
权利要求
1.一种压缩机罩壳附加件(40)，其设置成用于布置在废气涡轮增压器的压缩机罩壳和消声器之间，所述压缩机罩壳附加件GO)包括中央孔0 以用于所述废气涡轮增压器的压缩机的流入通道穿过；包围所述中央孔的环形的空腔^幻；至少一个通入所述空腔中的外部的输入管路G4)以用于将气态的介质输入到所述空腔G3)中；以及至少一个导出孔Gl)以用于将所述气态的介质从所述空腔G3)中导出，其特征在于，至少一个导出孔 (41)轴向地指向并且布置在所述压缩机罩壳附加件GO)的设置成用于固定在所述消声器处的侧边上。
2.根据权利要求1所述的压缩机罩壳附加件，其特征在于，所述压缩机罩壳附加件 (40)包括多个沿着所述环形的空腔的周缘分布的通入所述环形的空腔中的外部的输入管路G4)以用于将不同的气态的介质输入到所述环形的空腔G3)中。
3.根据权利要求1所述的压缩机罩壳附加件，其特征在于，在所述至少一个外部的输入管路G4)和所述至少一个导出孔Gl)之间在所述环形的空腔中布置有隔板(45)， 所述隔板G5)将所述环形的空腔03)分割成两个环形的分空腔，43")，其中，所述两个环形的分空腔，43")借助于至少一个流通孔G6)相连接。
4.根据权利要求3所述的压缩机罩壳附加件，其特征在于，所述隔板05)构造成环盘形。
5.根据权利要求4所述的压缩机罩壳附加件，其特征在于，如此确定所述环盘形的隔板0 的尺寸，即，在装配时在轴向的方向上可通过排放孔Gl)将所述隔板0 插入所述空腔(43)中。
6.根据权利要求3所述的压缩机罩壳附加件，其特征在于，通过所述隔板05)限制至少一个流通孔(46)，并且所述流通孔06)构造成环形或部分环形。
7.根据权利要求3所述的压缩机罩壳附加件，其特征在于，多个流通孔06)引入所述隔板中并且以沿着周缘分布的方式布置在所述两个环形的分空腔，43")之间。
8.一种消声器装置，所述消声器装置设置成用于固定在废气涡轮增压器的压缩机罩壳处，所述消声器装置包括圆柱形的消声器(50)，所述消声器(50)包括中央的轴向地指向的用于联接到废气涡轮增压器的压缩机的流入通道处的空气排出孔(54)以及至少一个引导到中央空气排出孔的且在此执行至少一个从径向的方向到轴向的方向上的转向的流动通道；以及根据权利要求1至7中任一项所述的压缩机罩壳附加件(40)，其中，在端侧的壳体壁(51)的区域中设置有至少一个扫入孔(55)，所述扫入孔(55)将环形的空腔03)与所述消声器的流动通道相连接，并且设置成用于将气态的介质从所述空腔G3)中扫入到所述消声器的流动通道中。
9.根据权利要求8所述的消声器装置，其特征在于，将多个槽(56)引入所述消声器的端侧的壳体壁(51)中以用于容纳阻尼元件(52)，并且其中，用于将气态的介质从所述空腔 (43)中扫入到所述消声器的流动通道中的扫入孔(5 相应在两个槽(56)之间引入所述消声器的端侧的壳体壁(51)中。
10.一种废气涡轮增压器，包括带有压缩机罩壳(1 的压缩机(10)以及涡轮(20)、 以及根据权利要求8所述的消声器装置，所述消声器装置固定在所述压缩机的压缩机罩壳 (12)处。
全文摘要
本发明涉及一种压缩机罩壳附加件，具体而言，圆柱形的消声器(50)包括用于联接到废气涡轮增压器的压缩机的流入通道处的空气排出孔(54)以及引导到空气排出孔的且在此执行至少一个从径向的方向到轴向的方向上的转向的流动通道。压缩机罩壳附加件(40)具有环形的空腔(43)和通入空腔中的用于将气态的介质的输入管路(44)。在消声器的端侧的壳体壁(51)的区域中设置有扫入孔(55)，扫入孔(55)轴向地指向并且将环形的空腔(43)与所述消声器的流动通道连接。通过在从消声器的中央孔离开时在流的转向之前将气态的介质扫入到待压缩的空气中，在恰好该转向时进行气态的介质与空气的混合以及消除在抽吸流中通过扫入产生的涡流。
文档编号F04D29/66GK102242735SQ201110134019
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月13日 优先权日2010年5月14日
发明者A·瓦卡, A·赖希尔, D·拉施, G·芒丁格, J·韦伯, M·施莱尔 申请人:Abb涡轮系统有限公司