本发明涉及一种涡轮增压器。
背景技术
涡轮增压器的基本构造从de102013002605a1已知。涡轮增压器包括涡轮机，第一介质在涡轮机中被膨胀。此外，涡轮增压器还包括压缩机，第二介质在压缩机中被压缩，即利用在第一介质膨胀期间在涡轮机中被提取的能量压缩第二介质。涡轮增压器的涡轮机包括涡轮机壳体和涡轮机转子。涡轮增压器的压缩机包括压缩机壳体和压缩机转子。轴承壳体位于涡轮机的涡轮机壳体和压缩机的压缩机壳体之间，其中该轴承壳体在一侧连接到涡轮机壳体并在另一侧连接到压缩机壳体。轴安装在轴承壳体中，涡轮机转子经由轴联接到压缩机转子。
按照惯例已知，涡轮机的涡轮机壳体包括涡轮机入流壳体和涡轮机出流壳体，其中涡轮机入流壳体沿涡轮机转子的方向引导热废气。为此，涡轮机入流壳体限定废气流管，经过该废气流管热废气可被引导到涡轮机转子。按照惯例已经知道，即借助于引入涡轮机入流壳体中的冷却水通道来冷却涡轮机入流壳体。此外已知，即经由引入轴承壳体中的冷却水通道来冷却轴承壳体。
在涡轮机入流壳体的区域和轴承壳体的区域中涡轮增压器的有效冷却、同时确保在轴承壳体和涡轮机入流壳体之间的气密连接，并同时保证涡轮机区域中的安全壳安全性，如今证明是困难的。
技术实现要素：
由此出发，本发明的目的基于创造一种新型涡轮增压器。
该目的通过根据本发明如下所述的涡轮增压器解决。一种涡轮增压器具有：用于膨胀第一介质的涡轮机，其中第一涡轮机包括具有涡轮机入流壳体的涡轮机壳体和涡轮机转子；用于利用在第一介质膨胀期间在涡轮机中提取的能量压缩第二介质的压缩机，其中所述压缩机包括压缩机壳体和压缩机转子，所述压缩机转子通过轴联接到涡轮机转子；布置在涡轮机壳体和压缩机壳体之间的轴承壳体，其中不仅涡轮机壳体而且压缩机壳体都连接到轴承壳体。涡轮机入流壳体包括径向内壁、径向外壁和径向中间壁，其中径向内壁在背离径向中间壁的一侧上限定废气流管的边界，并且其中在外壁和径向中间壁之间形成涡轮机入流壳体的冷却水通道。沿轴向方向看，轴承壳体延伸直至涡轮机入流壳体的径向内壁的区域中，其中由轴承壳体提供的冷却水通道在轴向区域围绕涡轮机入流壳体的径向内壁并因此围绕废气流管，由此轴承壳体在径向外侧延伸直至涡轮机入流壳体的径向内壁的区域中。
根据本发明，涡轮机入流壳体包括径向内壁、径向外壁和径向中间壁，其中径向内壁在背离径向中间壁的一侧限定废气流管的边界，并且其中在外壁和径向中间壁之间形成涡轮机入流壳体的冷却水通道。沿轴向方向看，轴承壳体延伸直至涡轮机入流壳体的径向内壁的区域中，其中由轴承壳体提供的冷却水通道在轴向区域中围绕涡轮机入流壳体的径向内壁，并因此围绕涡轮机入流壳体的废气流管，由此轴承壳体在径向外侧延伸直至涡轮机壳体的径向内壁的区域中。
通过以上独特的特征，一方面，涡轮机入流壳体和轴承壳体的有效冷却是可能的，同时在另一方面，涡轮机入流壳体和轴承壳体以气密方式彼此连接，同时此外特别地提供在涡轮机区域中的安全壳安全性。
优选地，沿轴向方向看，轴承壳体延伸直至废气流管的轴向中部进入涡轮机入流壳体的区域中，并且，沿轴向方向看，在废气流管的轴向中部的区域中轴承壳体连接到涡轮机入流壳体的提供径向外壁和径向中间壁的部分。通过使涡轮机入流壳体和轴承壳体之间的连接或分离点移动到废气流出管（这由涡轮机入流壳体提供）的轴向中部的区域中，轴承壳体和涡轮机入流壳体之间的连接被移动到不易受温度波动影响的区域，从而可以改进该连接的气密性。此外，这还增加了安全壳安全性。
根据本发明的有利的进一步发展，涡轮机入流壳体包括提供径向内壁的部分和提供径向外壁和径向中间壁的部分，其中提供径向内壁的部分和提供径向外壁和径向中间壁的部分在背离轴承壳体的一端被连接。涡轮机入流壳体的这两个部分的连接被移动到对温度波动不敏感的区域。
根据本发明的有利的进一步发展，由轴承壳体提供的冷却水通道包括在径向外侧围绕涡轮机入流壳体的径向内壁的冷却水部分以及面向压缩机壳体的第二冷却水部分，其中第一冷却水部分和第二冷却水部分各自沿圆周方向圆周地环形地形成，并且其中第一冷却水通道部分和第二冷却水通道部分通过轴承壳体的冷却水引导肋连接，冷却水引导肋优选地从第一冷却水通道部分开始沿第二冷却水通道部分的方向会聚。
由此，涡轮机入流壳体的有效冷却以及压缩机壳体的有效冷却可以通过轴承壳体的冷却水通道提供。沿第二冷却水通道部分的方向会聚的多个肋阻碍气泡的形成，因此增加了冷却的有效性。而且，可以要求的放油孔能在任何圆周位置被引入到轴承壳体，使得壳体能以任何周向取向被安装在内燃机的区域。涡轮机入流壳体也能以任何周向取向与轴承壳体一起安装或安置在内燃机上。
根据本发明的有利的进一步发展，涡轮机壳体的安装元件被紧固到限定涡轮机入流壳体的冷却水通道的边界的涡轮机入流壳体的径向外壁，其中优选地用于轴承壳体的安装元件被紧固到限定轴承壳体的冷却水通道的边界的轴承壳体的径向外壁。涡轮机入流壳体的区域和轴承壳体的区域中的安装元件确保或促进轴承壳体和涡轮机入流壳体以任何周向取向组装在内燃机上。涡轮机入流壳体的进口凸缘可通过涡轮机入流壳体和轴承壳体的可自由选择的周向取向自由地转动到任何位置。轴承壳体和涡轮机入流壳体能以基于360°周向延伸度的可自由选择的取向被组装。
要被引入轴承壳体的放油孔取决于轴承壳体的期望取向，其中然而，由于以上所述的轴承壳体的冷却水通道的构造，放油孔可在任何圆周位置上被引入轴承壳体。
附图说明
本发明的优选的进一步发展从从属权利要求和下列描述中获得。本发明的示例实施例通过附图被详细说明，但不限制于此。图中示出：
图1示出通过根据现有技术的涡轮增压器的横截面；
图2示出在轴承壳体的区域和涡轮机入流壳体的区域中通过根据本发明的涡轮增压器的横截面；
图3示出图2的透视图的细节，其带有部分去除的涡轮机入流壳体。
具体实施方式
本发明涉及涡轮增压器。
涡轮增压器1包括用于膨胀第一介质的涡轮机2，尤其是用于膨胀内燃机的废气。而且，涡轮增压器包括用于压缩第二介质、尤其是进气空气的压缩机3，即利用在第一介质膨胀期间在涡轮机2中被提取的能量来压缩第二介质。
涡轮机2包括涡轮机壳体4和涡轮机转子5。压缩机3包括压缩机壳体6和压缩机转子7。压缩机转子7经由安装在轴承壳体9中的轴8联接至涡轮机转子5，其中轴承壳体9位于涡轮机壳体4和压缩机壳体5之间并且连接到涡轮机壳体4和压缩机壳体5两者。
涡轮增压器1的涡轮机2的涡轮机壳体4包括涡轮机入流壳体10和涡轮机出流壳体11。涡轮机入流壳体10限定废气流管12，热废气经由废气流管12可引导到涡轮机转子5。从涡轮机转子5出发，在涡轮机转子5的区域中膨胀的废气然后可经由插入件29和涡轮机出流壳体4从涡轮机2中排出。
图2和3示出了根据本发明的涡轮增压器1在轴承壳体9和涡轮机壳体4的涡轮机入流壳体10的区域中的细节。而且，图2和3示出了经由轴8彼此连接或联接的涡轮机转子5和压缩机转子7。
涡轮机壳体4的涡轮机入流壳体10包括径向内壁13、径向外壁14和径向中间壁15。因此，涡轮机壳体4的涡轮机入流壳体10以至少三层壁的方式被实施。
涡轮机入流壳体10的径向内壁13在背离径向中间壁15的一侧限定废气流管12的边界。在涡轮机入流壳体10的径向外壁14和中间壁15之间形成涡轮机入流壳体10的冷却水通道16，其在径向外侧上、在轴向一侧，即在背离轴承壳体9的一侧上，围绕废气流管12。
沿轴向方向看，轴承壳体9延伸直至涡轮机入流壳体10的径向内壁13的区域中，优选地如图2、3中所示，沿轴向方向看，延伸直至由涡轮机入流壳体10的径向内壁13限定边界的废气流管12的轴向中部。
由轴承壳体9提供的冷却水通道17由轴承壳体9的径向外壁18和径向内壁19限定，冷却水通道17在那个轴向区域包围涡轮机入流壳体10的径向内壁13，由此轴承壳体9延伸直至涡轮机入流壳体10的径向内壁13的区域中，即，沿轴向方向看，在径向外侧延伸直至废气流管12的轴向中部。
在那个区域，沿轴向方向看，轴承壳体9延伸至涡轮机入流壳体10的区域中，即延伸至涡轮机入流壳体10的径向内壁13的区域中，轴承壳体9的径向内壁19位于轴承壳体9的径向外壁8和涡轮机入流壳体10的径向内壁13之间。
如图2所示，即经由紧固装置20，轴承壳体9连接到涡轮机入流壳体10的形成冷却水通道16的那部分，该部分提供径向外壁14和径向中间壁15。
因此涡轮机2的涡轮机壳体4的涡轮机入流壳体10包括至少两个部分，其中第一部分提供径向内壁13，并且其中第二部分包括径向外壁14和径向中间壁15。如图2所示，通过紧固装置21，即在背离轴承壳体9的一侧上或在背离轴承壳体9的一端，涡轮机入流壳体10的包括径向内壁13的部分被连接到涡轮机入流壳体10的提供径向外壁14和径向中间壁15的部分。
经由紧固装置21，提供径向内壁13的涡轮机入流壳体10的部分被连接到提供径向外壁14和径向中间壁15的涡轮机入流壳体10的部分，紧固装置21还用作将插入件29组装在提供径向内壁13的涡轮机入流壳体10的部分上。
如已经说明的，提供径向外壁14和径向中间壁15的涡轮机入流壳体10的那部分的轴向延伸度小于提供径向内壁13的涡轮机入流壳体10的那部分的轴向延伸度，使得因而提供径向外壁14和径向中间壁15的涡轮机入流壳体10的那部分，仅在径向外侧上在轴向区域中，即在背离轴承壳体的区域中，围绕提供径向内壁13的涡轮机入流壳体10的那部分。
接下来在面向轴承壳体9的轴向区域中，轴承壳体9用提供冷却水通道17的壁18和19，在径向外侧包围涡轮机入流壳体10的径向内壁13。
在涡轮机入流壳体10的径向内壁13、涡轮机入流壳体10的径向中间壁15以及邻接涡轮机入流壳体10的径向中间壁15、邻近涡轮机入流壳体10的径向内壁13的轴承壳体9的径向内壁19之间，形成中空空间22，虽然被供给废气，然而该中空空间22不用作沿涡轮机转子的方向引导废气流。
由轴承壳体9提供的冷却水通道17包括在限定的轴向区域内在径向外侧围绕涡轮机入流壳体10的径向内壁13的第一冷却水通道部分23、和面向压缩机3或压缩机壳体6的第二冷却水通道24。轴承壳体9的冷却水通道17的这两个冷却水通道23和24沿圆周方向周向地形成或沿圆周方向环形地、周向地形成，其中轴承壳体9的这两个冷却水通道23和24在多个周向位置通过冷却水引导肋25彼此联接。因此，三、四或五个这样的冷却水引导肋25可以分布在轴承壳体9的整个圆周上，通过这些肋轴承壳体9的两个冷却水通道23和24被联接。然而，这些冷却水引导肋25的数量可以是任意的。
冷却水引导肋25以这样的方式被构造使得，从用于冷却涡轮机入流壳体10的轴承壳体的第一冷却水通道23开始，冷却水引导肋25在用于冷却压缩机壳体6的第二冷却水部分24的方向上会聚。由此，阻碍了在冷却水通道17的区域中的气泡形成，从而在轴承壳体9的帮助下的有效冷却可以发生在压缩机壳体6或压缩机转子7的区域和涡轮机入流壳体10或涡轮机转子5的区域中。
轴承壳体9和涡轮机入流壳体10的上述构造不仅使有效冷却成为可能，而且还使增加涡轮机2的区域内的安全壳安全性成为可能。因为在轴承壳体9和涡轮机入流壳体10之间的连接点被移到径向外侧接近到废气流管12的轴向中部区域中，因此没有涡轮机入流壳体10和轴承壳体9之间的热导致的不想要的相对位移的风险。因此在轴承壳体9和涡轮机入流壳体10之间的连接是气密的。
而且，由于轴承壳体9和涡轮机入流壳体10的上述构造，轴承壳体9和涡轮机入流壳体10可以以任何周向取向，即，以基于轴承壳体9和涡轮机入流壳体10的360°圆周延伸度的任何取向，安装在内燃机的区域中。尤其是由于以上所述的轴承壳体9的冷却水引导肋25的实施例，放油孔26可以在轴承壳体9的任何圆周位置引入轴承壳体9，放油孔26在装配位置中被向下定向以便将油从轴承壳体9中排出。
要被从轴承壳体9中排出的油特别用作轴8的至少一个轴承的润滑和/或冷却。在图3中，示出轴承壳体9的油环室27，其可通过管线30从外部被供给加压的润滑油或冷却油，以便润滑和/或冷却轴8的轴承或各个轴承。已经通过轴8的轴承或各个轴承引导的油，然后可通过放油孔26从轴承壳体9中排出。
为了能够在内燃机上组装轴承壳体9和涡轮机入流壳体10、因此以及涡轮增压器1，安装元件27和28在每种情况下分别作用在涡轮机入流壳体10上和作用在轴承壳体9上，在图2所示的示例实施例中，安装元件27、28形成为截面为l形的安装脚。第一安装元件27紧固到涡轮机入流壳体10，即紧固在涡轮机入流壳体10的限定冷却水通道16的边界的径向外壁14上，而第二安装元件28紧固到轴承壳体9，即紧固在限定冷却水通道17的边界的轴承壳体9的冷却水通道17的径向外壁19上。这里，各自的安装元件27、28能够以这样的方式以轴承壳体9和涡轮机入流壳体10的任何周向取向被组装在轴承壳体9和涡轮机入流壳体10上，使得各自的安装元件向下伸出，以便然后将如图2所示的布置直立地装配在内燃机上。
因此，在根据本发明的涡轮增压器的情况下，轴承壳体9的冷却水通道17被延伸到涡轮机入流壳体10的区域中以及部分地围绕废气流管12和涡轮机入流壳体10的径向内壁13被拉伸。在轴承壳体9和涡轮机入流壳体10之间的分离的结合或连接被移到近似废气流管12的轴向中部的区域或限定废气流管12边界的涡轮机入流壳体10的径向内壁13的区域中。在背离轴承壳体9的一侧上，涡轮机入流壳体10的一部分接着类似地提供冷却水通道16的部分，即涡轮机入流壳体10的冷却水通道16，其中提供内壁13的涡轮机入流壳体10的部分以及提供涡轮机入流壳体10的冷却水通道16的涡轮机入流壳体10的部分在背离轴承壳体9的一侧上彼此连接。轴承壳体9的冷却水通道17的冷却水部分23，其用于在涡轮机入流壳体10的区域中冷却，通过冷却水引导肋25被联接在用于在压缩机区域中冷却的冷却水通道部分24。
附图标记列表
1涡轮增压器
2涡轮机
3压缩机
4涡轮机壳体
5涡轮机转子
6压缩机壳体
7压缩机转子
8轴
9轴承壳体
10涡轮机入流壳体
11涡轮机出流壳体
12废气流管
13径向内壁
14径向外壁
15径向中间壁
16冷却水通道
17冷却水通道
18径向外壁
19径向内壁
20紧固装置
21紧固装置
22中空空间
23冷却水通道部分
24冷却水通道部分
25肋
26放油孔
27安装元件
28安装元件
30管线