弯管、具有这样的弯管的流体机器、具有这样的流体机器的废气涡轮增压器和具有这样的弯管的内燃机的制作方法

本发明涉及弯管、具有这样的弯管的流体机器、具有这样的流体机器的废气涡轮增压器和具有这样的弯管的内燃机。

背景技术：

1、在从流入侧到流出侧由介质流经的弯管中，始终出现经过弯管的压力损失的问题。如果这样的弯管被应用在内燃机的废气线路中，那么待完成的推出工作增多，所述推出工作必须通过内燃机来施加。由此，内燃机的效率恶化。在此特别关键的是在涡轮、例如废气涡轮增压器的下游出现的压力损失。即，这对于推出工作具有杠杆化的效果，因为其与涡轮的压缩比相乘。

技术实现思路

1、因此，本发明以如下任务为基础，即提供一种弯管、具有这样的弯管的流体机器、具有这样的流体机器的废气涡轮增压器和具有这样的弯管的内燃机，其中，所提及的缺点至少被减少，优选地不出现。

2、所述任务通过如下方式来解决，即提供当前的技术教导，尤其提供独立权利要求以及在从属权利要求和说明书中所公开的实施方式的教导。

3、根据第一方面，所述任务尤其通过如下方式来解决，即提供一种用于对从弯管的流入侧到弯管的流出侧流经弯管的介质进行流动换向的弯管，其中，弯管具有限制弯管的流动容积的壁部和在流动容积中在流入侧布置在中央的扩散器区段。扩散器区段与壁部一件式地构造。借助于在流入侧布置在中央的扩散器区段，能够明显降低经过弯管的压力损失。当弯管与涡轮一同应用时，尤其在毗邻于扩散器区段的涡轮毂处的再循环被最小化。扩散器区段与壁部一件式地构造，这以特别的方式实现了优化的流动引导，其中，尤其能够至少在很大程度上避免、优选能够防止流动分离。由此，还能够提高所述弯管与其一同进行应用的内燃机的效率。此外，在流入侧布置在中央的扩散器区段具有如下优点，即在爆裂的情况下涡轮转子的轴向推出变得困难，从而在此所提出的弯管结合与其一同进行应用的涡轮具有改善的容积特征(containmenteigenschaften)。

4、扩散器区段在流入侧布置在中央，这尤其意味着，扩散器区段在弯管的流入侧处在中间、尤其在流入到扩散器中的介质的沿着本地的(lokalen)主要流动方向指向的、在流入侧的主要流动轴线上进行布置。

5、扩散器区段尤其与壁部材料统一地进行构造。

6、根据本发明的改进方案设置成，扩散器区段在流入侧在弯管的运行中被环流地布置在流动容积中。这尤其意味着，扩散器区段在弯管的运行中由流经弯管的介质环流。这被证明为对于在弯管中的流动引导是特别有效的，其中，以特别有利的方式将经过弯管的压力损失最小化。扩散器区段尤其是在流入侧在中间在中央布置在流动容积中的、实心的(massives)或在所有侧上相对于所流经的介质被封闭的元件，其本身没有由介质流经；相反，流经弯管的介质包围扩散器区段。

7、根据本发明的改进方案设置成，扩散器区段构造成用于流体机器的毂扩散器。以这种方式可行的是，介质的流出特性被流体机器的毂、尤其用于将流动能量转换成尤其涡轮转子的转动能量(或必要时根据流体机器的设计方案还相反地进行转换)的转换器机构的毂特别有效地影响。构造为毂扩散器的扩散器区段尤其设立成直接地、优选在没有径向错位的情况下、尤其沿着其绕主要流动轴线的整个周缘在没有径向错位的情况下联接到流体机器的毂处。

8、根据本发明的改进方案设置成，扩散器区段由壁部成型。这呈现出弯管的不仅特别流动有效的而且结构上特别简单的设计方案，其中，扩散器区段在一定程度上由壁部形成。扩散器区段尤其由壁部的外壁区段成型。

9、根据本发明的改进方案设置成，壁部具有带有较小的第一弯曲半径的(沿弯管的弯曲方向)弯曲的内壁区段和带有较大的第二弯曲半径的(沿弯管的弯曲方向)弯曲的外壁区段，其中，外壁区段造型进入到流动容积中，以便形成扩散器区段。这呈现出弯管的不仅特别流动有效的而且结构上特别简单的设计方案，其中，扩散器区段在一定程度上由外壁区段形成。外壁区段尤其向里卷入到流动容积中，以便形成扩散器区段。由于其弯曲的几何形状，弯管(沿弯曲方向或换向方向)具有带有较小的弯曲半径的区域和带有较大的弯曲半径的区域。“在内部”这一概念在该语境下涉及带有较小的弯曲半径的区域，也就是说，内壁区段是壁部的如下区段，其布置在较小的弯曲半径的区域中(在这种意义上“在内部”，在一定程度上在曲线内部中)；相应地，“在外部”这一概念在该语境下涉及带有较大的弯曲半径的区域，也就是说，外壁区段是壁部的如下区段，其布置在较大的弯曲半径的区域中(在这种意义上“在外部”，在一定程度上在外部的曲线边缘处)。

10、优选地，内壁区段具有造型区段，其造型进入到流动容积中并且沿流动方向、也就是说沿介质的理论流动方向穿入。

11、优选地，造型区段具有朝向流出侧取向的顶部。

12、优选地，内壁区段在弯管的纵向剖切视图中在造型区段的区域中具有至少一个拐点。

13、根据第二方面，所述任务通过如下方式来解决，即提供一种用于对从弯管的流入侧到弯管的流出侧流经弯管的介质进行流动换向的弯管，其中，弯管具有限制弯管的流动容积的壁部，其中，壁部具有带有较小的第一弯曲半径的(沿弯管的弯曲方向)弯曲的内壁区段和带有较大的第二弯曲半径的(沿弯管的弯曲方向)弯曲的外壁区段。内壁区段具有造型区段，其成型进入到流动容积中并且沿流动方向、也就是说沿介质的理论流动方向穿入。有利地，以这种方式尤其能够降低经过弯管的卡诺压力损失，其中，基本的现象还被称为卡诺碰撞。尤其能够至少在很大程度上避免、优选能够防止在内壁区段的区域中的流动分离。如果弯管结合内燃机进行应用、尤其应用在内燃机的废气路径中、尤其应用为废气涡轮增压器的涡轮的流走弯管，那么能够以这种方式有利地提高内燃机的效率。造型区段沿流动方向穿入，这尤其意味着，造型区段朝向流出侧穿入，尤其朝向流出侧(根据视线方向)向里卷或向外卷。

14、由于其弯曲的几何形状，弯管(沿弯曲方向或换向方向)具有带有较小的弯曲半径的区域和带有较大的弯曲半径的区域。“在内部”这一概念在该语境下涉及带有较小的弯曲半径的区域，也就是说，内壁区段是壁部的如下区段，其布置在较小的弯曲半径的区域中(在这种意义上“在内部”，在一定程度上在曲线内部中)；相应地，“在外部”这一概念在该语境下涉及具有较大的弯曲半径的区域，也就是说，外壁区段是壁部的如下区段，其布置在较大的弯曲半径的区域中(在这种意义上“在外部”，在一定程度上在外部的曲线边缘处)。

15、根据本发明的改进方案设置成，造型区段具有朝向流出侧取向的顶部。这呈现出造型区段的特别流动有效的设计方案。造型区段的顶部尤其形成为罩或峰或角。

16、根据本发明的改进方案设置成，内壁区段在弯管的纵向剖切视图中在造型区段的区域中具有至少一个拐点。所述设计方案已经被证明为是完全特别流动有效的，尤其在降低经过弯管的压力损失方面。纵向剖切视图尤其是在如下剖切平面中的视图，弯管的至少一个主要流动轴线、优选地不仅流入侧的主要流动轴线而且流出侧的主要流动轴线处于所述剖切平面中。优选地，内壁区段的轮廓线在纵向剖切视图中具有至少一个拐点。优选地，内壁区段、尤其内壁区段的轮廓线在弯管的纵向剖切视图中具有刚好一个(并且仅仅一个)拐点。

17、优选地，根据第二方面的弯管具有在流动容积中在流入侧布置在中央的扩散器区段。扩散器区段与壁部一件式地构造。

18、优选地，扩散器区段在流入侧在弯管的运行中被环流地布置在流动容积中。

19、优选地，扩散器区段构造为用于流体机器的毂扩散器。

20、优选地，扩散器区段由壁部、尤其由外壁区段成型。

21、优选地，外壁区段造型进入到流动容积中，以便形成扩散器区段。

22、根据第一方面的弯管和根据第二方面的弯管尤其是能够与彼此组合的。优选地，根据第二方面的弯管具有结合根据第一方面的弯管所描述的至少一个特征。相反，根据第一方面的弯管优选地具有结合根据第二方面的弯管所描述的至少一个特征。

23、弯管在此处根据(从第一方面和第二方面中选出的)至少一个方面的当前的技术教导的语境下尤其被理解为管区段，其具有换向部用于流经管区段的介质。

24、在本发明的根据(从第一方面和第二方面中选出的)至少一个方面的实施方式中，弯管是90°弯管，也就是说，弯管具有90°的换向部用于流经其的介质。

25、优选地，根据(从第一方面和第二方面中选出的)至少一个方面的弯管具有流入侧的第一法兰和流出侧的第二法兰，其中，所述法兰分别设立成用于尤其以流动技术的方式和/或以机械的方式将弯管与联接到弯管处的、起流动引导作用的结构部件、尤其管区段进行连接。

26、在本发明的根据(从第一方面和第二方面中选出的)至少一个方面的实施方式中，弯管构造为流走弯管，也就是说，设立成用于在流走侧布置在流动机构处并且容纳和引走从流动机构流走的介质。弯管尤其构造为用于流体机器的流走弯管。

27、在此所提出的根据(从第一方面和第二方面中选出的)至少一个方面的弯管优选地能够借助于衍生式(generativen)制造方法或借助于增材式制造方法制造，优选地借助于增材式制造方法或衍生式制造方法制造。借助这样的方法还能够毫无问题地有效率地且成本适宜地制造复杂的几何形状。备选地，还考虑通过浇铸、也就是说以浇铸方法的制造。在此，能够尤其应用插入件和/或滑动件(schieber)以用于制造弯管的几何形状。

28、根据本发明的根据(从第一方面和第二方面中选出的)至少一个方面的改进方案设置成，外壁区段在与弯管的横截面和纵向剖切平面垂直的剖切平面中具有两个在扩散器区段的侧向进行布置的、造型到流动容积中的凹处。所述设计方案已经被证明为特别流动有效的，尤其在考虑到经过弯管的压力损失的情况下。横截面是如下剖切平面，弯管的至少一个主要流动轴线、尤其流入侧的主要流动轴线和/或流出侧的主要流动轴线与所述剖切平面垂直。在此所观察的剖切平面(在其中，外壁区段具有所述两个凹处)优选地垂直于第一横截面，弯管的流入侧的主要流动轴线与所述第一横截面垂直，并且其附加地垂直于纵向剖切平面。与此相对，在此所观察的剖切平面优选地平行于第二横截面进行取向，流出侧的主要流动轴线垂直于所述第二横截面；这尤其适用于如下情况，即弯管构造为90°弯管，也就是说构造为具有90°换向部的弯管，其中，在这种情况下，流入侧的主要流动轴线和流出侧的主要流动轴线垂直于彼此。

29、凹处尤其分别在扩散器区段的侧向上(每个凹处在各自的侧上)进行布置。优选地，所述两个凹处尤其对称地、尤其关于垂直于剖切平面的镜像平面镜像对称地在扩散器区段的两侧进行布置，所述镜像平面沿着扩散器区段进行取向。

30、所述任务还通过如下方式来解决，即提供一种具有流入侧的入口区域和流走侧的出口区域的流体机器，其中，流体机器在流走侧的出口区域中具有根据本发明的弯管或根据之前所描述的实施方式中的至少一个实施方式的弯管。结合流体机器尤其得出已经结合弯管所阐释的优点。

31、优选地，弯管以其流入侧联接到流体机器的转换器区段的流动出口处。在转换器区段中尤其布置有流体机器的转换器机构。转换器机构尤其是优选地构造为涡轮或废气涡轮增压器的流体机器的涡轮转子。

32、根据本发明的改进方案设置成，扩散器区段作为毂扩散器直接联接到流体机器的毂处。有利地，以这种方式，以特别的程度降低经过弯管的压力损失，此外，有利地以特别的方式改善对于流体机器的容积特征，尤其通过如下方式，即通过扩散器区段防止毂和尤其转换器机构沿轴向方向的推出。扩散器区段尤其构造为毂扩散器。

33、流体机器的毂尤其是转换器机构的毂、尤其是涡轮转子的毂。

34、优选地，构造为毂扩散器的扩散器区段在没有径向错位的情况下直接联接到流体机器的毂处。优选地，扩散器区段尤其在全周缘上、也就是说尤其沿着封闭的周缘线、在没有径向错位的情况下联接到流体机器的毂处。

35、根据本发明的改进方案设置成，流体机器构造为涡轮。在所述设计方案中，以特别的方式得出已经提到的优点。转换器机构在这种情况下尤其是涡轮转子。

36、流体机器尤其构造为废气涡轮增压器的涡轮。

37、所述任务还通过如下方式来解决，即提出一种废气涡轮增压器，其具有构造为压缩机的第一流体机器和与第一流体机器驱动有效连接的、构造为涡轮的第二流体机器。第二流体机器构造为根据本发明的流体机器或构造为根据之前所描述的实施方式中的至少一个实施方式的流体机器。结合废气涡轮增压器尤其得出已经结合弯管以及流体机器所阐释的优点。

38、最后，所述任务还通过如下方式来解决，即提出一种内燃机，其具有根据本发明的弯管或根据之前所描述的实施方式中的至少一个实施方式的弯管，或其具有根据本发明的废气涡轮增压器或根据之前所描述的实施方式中的至少一个实施方式的废气涡轮增压器。结合内燃机尤其得出已经结合弯管以及废气涡轮增压器所阐释的优点。尤其借助在此所提出的弯管有利地提高内燃机的效率，尤其通过降低待由内燃机来执行的推出工作。