[发明专利]隔热罩与具有隔热罩的涡轮增压器

说明书

本发明涉及一种尤其是涡轮增压器的隔热罩和具有这种隔热罩的涡轮增压器，用于防止热介质或高温介质如高温废气将热量带入，以保护涡轮增压器的轴承。

涡轮增压器通常具有壳体，壳体中安装有涡轮叶轮和可利用向心轴承在一根轴上旋转的压缩机叶轮，所述轴的转速可以达到例如300,000转/分钟。为了能够吸收所出现的轴向力，也可以配置例如至少一个推力轴承。利用相应的润滑油对这些轴承进行润滑。

由于涡轮增压器中的废气温度很高，会将大量热量带入到轴承之中，这将使得用于润滑轴承的润滑油发生碳化，在最差情况下会导致轴承完全失效。通过涡轮与轴承直接的隔热罩可以减少热量渗透，避免发生润滑油碳化。

按照现有技术的已知做法，要么以串联方式，要么以并联方式将隔热罩安装在轴承壳体与涡轮壳体之间。若采用串联安装隔热罩的方式，那么厚度公差将会影响涡轮叶轮与涡轮壳体之间的轴向轮廓间隙，这将对涡轮的效率造成不利影响。如采用并联安装方式，则必须将隔热罩设计成能够补偿零部件公差和热膨胀的弹簧形式。要么将所述弹簧设计成三个或更多沿径向向外布置的弹性臂，或者将其设计成周向凸缘环形式。但是正如以下例如参照附图3和5所详细描述的一样，这种弹簧也有缺点：弹性臂很容易撕断，或者周向凸缘环具有很高的弹力且弹簧行程较小。

因此本发明的任务在于，提供一种经过改进的隔热罩或者配有改进隔热罩的涡轮增压器，其中可以减小渗透到涡轮增压器轴承之中的热量。

采用具有权利要求1所述特征的一种隔热罩即可解决这一任务。

按照本发明所述，提供一种特别是用于涡轮增压器的隔热罩，所述隔热罩呈圆盘形状，或者呈单级或多级阶梯的锅形状，其中

-所述圆盘或锅形状具有外边缘，所述外边缘具有至少一个挖空段，

-所述挖空段与外边缘形成连接段，该连接段向外(优选沿着轴向，也就是朝向涡轮壳体方向或者朝向轴承壳体方向)弯曲形成弹性臂，所述连接段要么闭合，要么在某一点敞开。

此外还可以使外边缘上的凸缘环在周向呈断续状。

这种隔热罩的优点在于：使连接段向外弯曲成为弹性臂，可以实现比较长的弹性臂，而在已知形式的隔热罩中其弹性臂比较短。较长的弹性臂还能实现平缓的弹簧特性曲线，也就是弹力在弹簧的工作范围内能保持不变。由于特性曲线平缓，可以选择比较大的轴向弹簧行程，从而可以补偿公差和热膨胀，且弹力不会下降。这样就能保证隔热罩及其弹性臂不会松动。

关于本发明的有益实施形式以及改进实施形式，可参阅从属权利要求以及参照附图所作的描述。

按照本发明的一种实施方式，连接段例如具有长形、圆形以及/或椭圆形状。连接段原则上可以具有任意形状。关键在于连接段应可以充分向外弯曲，以便形成具有适当弹力并且具有适当弹簧行程的弹性臂。例如挖空段越长，则连接段也会相应地变得越长，从而可以将连接段向外弯曲得更远一些。例如可以适当选择连接段的形状或长度，使得连接段一方面可以充分向外弯曲，另一方面可以实现充分的弹力。

在本发明所述的另一种实施方式中，连接段具有连续相同的厚度，或者至少有一部分或者多个部分具有不同的厚度。换句话说，连接段的厚度可以保持相同或者有所变化。

在本发明所述的另一种实施方式中，隔热罩具有一个或者多个连接段，所有这些连接段均在同一个轨迹中布置在外边缘上。这些连接段也可以在同一个轨迹之内沿径向错开，就此而言，并非仅有一个轨迹可以配置至少一个连接段或多个连接段，而是可以有至少两个轨迹或者多个轨迹。同一个轨迹的连接段可以相同或者不同。对于多个轨迹的连接段而言同样如此，视功能与用途而定，可以将两个或多个轨迹的连接段设计成相同或不同形式。例如这些轨迹的连接段可以相互错开布置，或者基本上对齐。以这种方式可以实现若干具有弹性臂的隔热罩，例如可以针对结构条件或者不同的功能与用途对弹性臂进行调整。

在本发明所述的另一种实施方式中，可以将一个或多个连接段敞开地置于连接片的某一侧上，例如在中间或者另一个位置。将连接段的相应部分相应地向外弯曲。例如将相应的连接段或者连接段的一部分以预先确定的尺度向外弯曲，以便预先确定弹性臂的弹簧行程。与那些只能轻微弯曲其弹性臂的已知隔热罩相比，由于可以将连接段沿切向向外弯曲，因此能够实现更大的弹簧行程。

在另一种实施方式中，视功能和用途或结构条件而定，某一轨迹或多个轨迹的连接段或连接段的一部分例如以相同的尺度向外弯曲或者以不同的程度向外弯曲。