排氣渦輪增壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種排氣渦輪增壓器，其具有渦輪、軸承殼體以及隔熱板，渦輪由排氣流驅動，在軸承殼體中安裝排氣渦輪增壓器的軸以便能夠繞著旋轉軸線旋轉，隔熱板布置于渦輪的渦輪后側和軸承殼體之間。
【背景技術】
[0002]公知的是，為了保護部件免于熱輻射或者高溫流，而使用稱為隔熱板的構造，隔熱板后面具有空氣間隙。例如，為了保護軸承殼體免于越過渦輪的熱排氣流，該構造還使用在排氣渦輪增壓器中。如果在排氣渦輪增壓器的情形下渦輪和隔熱板之間的間隙太大，那么大排氣質量流量以較高壓流入渦輪后面的間隙。這具有有害效果，諸如增加流入軸承殼體的漏氣體積、增加引入軸承殼體的熱量、在渦輪側軸密封的區域增加油焦化和/或由于不正確的流動降低渦輪效率。另一方面，渦輪和隔熱板之間的間隙太窄導致在間隙中的向外作用吸力，這能夠導致油從軸承殼體滲漏。
【發明內容】
[0003]本發明基于的目的是，實現用于排氣渦輪增壓器的改進的或者至少不同的實施例，其中，尤其，渦輪后面的間隙中的排氣質量流和間隙內的吸力效應降低。
[0004]利用獨立權利要求實現該目的。有利的改進形成從屬權利要求的主題。
[0005]本發明是基于這樣的總體構思:在隔熱板以及渦輪后側之間配置密封區域，使得能夠形成穩定的密封空氣膜，使得在隔熱板和渦輪后側之間的間隙中的質量流以及在隔熱板和渦輪后側之間的間隙中的吸力效應降低。為此，一方面在渦輪后側和隔熱板之間的提供了環形間隙，另一方面，隔熱板被設計成和/或布置成，使得穩定的密封空氣膜能夠形成在隔熱板和渦輪后側之間的密封區域。例如由橫向空氣流形成的密封空氣膜堵塞流入或者流出密封區域，使得能夠降低流入密封區域的排氣以及在密封區域內的吸力效應。因而能夠增加排氣渦輪增壓器的服務壽命，因為一方面能夠降低熱負荷，另一方面能夠降低排氣渦輪增壓器的油損失。
[0006]對于隔熱板來說方便的是設計成和/或布置成，使得事實上沒有排氣流發生于隔熱板和渦輪后側之間。如果沒有排氣流發生于隔熱板和渦輪后側之間，排氣也不能夠進入軸承殼體，或者油不能被吸入從而離開軸承殼體。
[0007]對于密封區域有利的是以第一直徑和第二直徑之間的環形方式與渦輪共軸運行。其中，第一直徑在渦輪后側的直徑的50%和90%之間，優選在60%和80%之間，特別優選在65%和75%之間，最優選地約為渦輪后側的直徑的70%，其中，第二直徑至少為80%，優選至少為90%，特別優選至少為95%，最優選地約為渦輪后側的直徑的100%。如果密封區域在該范圍內，那么穩定的密封空氣膜能夠非常有利地形在密封區域內。因此，這能夠改善排氣禍輪增壓器的服務壽命。
[0008]提供了一個方便的方案，隔熱板和渦輪后側之間的環形間隙在密封區域具有均勻幅寬。因而能夠在隔熱板和渦輪后側之間形成限定的密封區域，這允許形成穩定的密封空氣膜。
[0009]提供了另一方便的方案，密封區域的環形間隙具有最小間隙幅寬和最大間隙幅寬之間的幅寬，并且其中，最小間隙幅寬對應于0.01倍，優選0.02倍以及特別優選0.03倍于渦輪后側的直徑，最大間隙幅寬對應于0.1倍，優選0.075倍以及特別優選0.05倍于渦輪后側的直徑。如果環形間隙的幅寬在這種范圍內，那么軸向間隙足夠寬以建立足夠穩定的密封空氣膜，使得降低來自軸承殼體的油損失。此外，環形間隙的幅寬足夠小以便不允許太多排氣流入環形間隙，使得軸承殼體上的熱負荷較小。
[0010]提供了一個特別方便的方案，隔熱板具有環形密封段，其軸向定界密封區域并且基本垂直于排氣渦輪增壓器的旋轉軸線運行。這意味著隔熱板的密封段基本平行于渦輪后側運行，使得渦輪后側和隔熱板之間的環形間隙具有的幅寬至少約為恒定幅寬。均勻幅寬使得能夠以目標方式適于形成穩定的密封空氣膜。
[0011]提供了一種有利的可能性，隔熱板具有環形密封段，其軸向定界密封區域并且具有朝向渦輪后側開口的環形珠子。憑借環形珠子，在密封段內渦流能夠形成在隔熱板和渦輪后側之間的密封區域，渦流生成穩定的密封空氣膜。結果，因而能夠降低隔熱板和渦輪后側之間的吸力效應，使得還能夠降低來自軸承殼體的油滲漏。
[0012]提供了另一種有利的可能性，珠子具有圓形截面。因為沒有邊緣擾亂渦流，所以這特別有利于形成渦流。
[0013]提供了一種特別方便的可能性，珠子具有呈圓段的形式的截面。呈圓段的形式，珠子的截面的運行非常類似于渦流，這形成穩定的密封空氣膜，使得該渦流能夠在珠子內非常好地發展。
[0014]提供了一種有利的變型，隔熱板在密封段內具有徑向內段，其相對于軸承殼體從密封段向內徑向運行，其中，內段和軸承殼體之間形成環形間隙，氣體通過環形間隙能夠流入和/或流出隔熱板和軸承殼體之間的空氣間隙。這允許軸承殼體中的隔熱板和渦輪殼體之間的空氣間隙之間特定的氣體交換，使得隔熱板不需要承受源于壓力差的力。因而一方面隔熱板能夠由較薄材料制成因而更輕重量更節約成本，另一方面能夠進一步防止泄漏。
[0015]提供了另一種有利的變型，隔熱板在密封區域的徑向外側具有環形流動引導段，環形流動引導段引導排氣流離開隔熱板和渦輪后側之間的環形間隙。因而能夠降低排氣流的在渦輪后面流動的部分，而不是排氣流的驅動渦輪的部分。因此這降低了在隔熱板和渦輪后側之間流動的排氣流量。這降低軸承殼體上的熱負荷以及流入軸承殼體的排氣。
[0016]提供了一種特別有利的變型，隔熱板由扁平材料形成。隔熱板的形成能夠特別易于由扁平材料產生。這要求去毛刺機加工，導致較少廢棄物。而且，因而能夠節約成本地產生輕重量、薄壁的隔熱板。
[0017]特別方便的是，隔熱板為耐熱材料，尤其金屬。隔熱板的溫度能夠升高以靠近排氣溫度。典型值約為低于排氣溫度50K。耐熱材料允許排氣渦輪增壓器容許更高排氣溫度而不需要向隔熱板提供單獨冷卻。這降低了構造以及產生排氣渦輪增壓器所需要的力，使得能夠節約成本。
[0018]提供了另一種特別方便的可能性，隔熱板為不銹鋼，不銹鋼能夠被深拉并且尤其是高溫度鋼，例如1.4541。因而能夠通過深拉特別方便地產生隔熱板。經證明深拉為形成該類型部件的方便方法。
[0019]本發明的進一步重要的特征及優勢見于從屬權利要求、附圖以及關聯附圖的【附圖說明】。
[0020]應該理解的是，以上提到的以及下文將要解釋的這些特征不僅能夠使用在組合指示的每個情況下，而且能夠以其他組合使用或者單獨使用，這并不超出本發明的范圍。
【附圖說明】
[0021]本發明的優選示范實施例示于附圖中并且在以下說明中更詳細地被解釋，其中，相同附圖標記涉及相同或者類似或者功能等同的部件。
[0022]在附圖中，在每個情況下示意地:
[0023]圖1示出了排氣渦輪增壓器的局部截面圖，示出了轉子和軸承殼體，壓縮機殼體和渦輪殼體未示出或者僅初步示出，
[0024]圖2示出了圖1的區域A的放大視圖，
[0025]圖3示出了根據本發明第二實施例的排氣渦輪增壓器的局部截面圖，示出轉子和軸承殼體，渦輪殼體和壓縮機殼體未示出或者僅部分示出，
[0026]圖4示出了圖3的區域B的放大視圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1不出的排氣禍輪增壓器10，具有殼體12，殼體12被分成壓縮機殼體14、軸承殼體16和渦輪殼體18。渦輪增壓器10的轉子20安裝在軸承殼體16中。轉子20具有旋轉地保持固定在軸26上的壓縮機輪22和渦輪24，軸26本身繞著旋轉軸線28安裝在軸承殼體16中。排氣渦輪增壓器10簡稱為渦輪增壓器，用于對內燃機增壓。這樣做，來自內燃機的排氣氣流的能量被用于壓縮提供至用于燃燒的內燃機的新鮮空氣。為此，通過排氣流驅動渦輪24。因為渦輪24旋轉地連接固定至旋轉軸線28并且壓縮機輪22還連接至旋轉軸線28，所以渦輪24驅動壓縮機輪22，使得來自排氣氣流的能量能夠用于壓縮新鮮空氣。
[0028]因為排氣處于較高溫度，所以提供了運行在渦輪24和軸承殼體16之間的隔熱板30。尤其，隔熱板30運行在渦輪后側32和軸承殼體16之間。軸承殼體16和隔熱板30之間形成空氣間隙34，空氣間隙34主要提供了排氣氣流和軸承殼體16之間的熱絕緣。
[0029]隔熱板30和渦輪后側32之間提供了環形間隙36，排氣通過環形間隙36能夠流入渦輪24和軸承殼體16之間的區域，因而能夠導致引入熱量至軸承殼體16和軸26。為了此原因，環形間隙36不應該太寬，但是太窄的環形間隙36產生的風險是渦輪24的旋轉在渦輪24和軸承殼體16之間的區域產生導致真空的吸力效應，這能夠導致油被抽吸出軸承殼體16。一方面，這會在軸承殼體16中減少軸26的潤滑，另一方面，油脂以及油