[发明专利]尤其用于废气涡轮增压器的、具有倾斜设置的能转动的导向元件的流体能量机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的、尤其用于废气涡轮增压器的流体能量机械。

背景技术

EP 1 394 359 A1公开了一种用于废气涡轮增压器的涡轮机，其中涡轮机构成为所谓的混流式涡轮机、也称为Mixed-Flow-Turbine。所述涡轮机包括具有容纳腔的涡轮机壳体，涡轮和转动轴线能相对于涡轮机壳体转动地容纳在所述容纳腔中。此外，涡轮机壳体具有至少一个流道，所述流道能够由废气流过。废气能够从流道经由与流道流体连接的输送通道被引导到容纳腔中的涡轮。

因此，涡轮机称作混流式涡轮机，因为从流道经由输送通道引导到容纳腔中或引导到涡轮中的废气具有倾斜于涡轮机的轴向方向以及径向方向伸展的流动方向。也就是说，废气沿所述流动方向迎流涡轮。

在输送通道中在涡轮的上游设置有导向元件，借助于所述导向元件能够导出废气。在此，导向元件相对于涡轮机壳体是固定的。

此外，从废气涡轮增压器的成批生产中已知的是，在用于废气涡轮增压器的径向涡轮机中应用可变的涡轮机几何结构。在此，设置在输送通道中的导向元件能够围绕至少基本上沿轴向方向伸展的转动轴线相对于涡轮机壳体转动。

已经示出的是，这样的可变的涡轮机几何结构不能容易地传递到混流式涡轮机上，因为这能够造成导向元件卡住。为了避免这样的卡住而示出特别大的缝隙尺寸可能造成涡轮机的仅低效率的运行，因为废气经过导向元件进而没有方向性地朝向涡轮流入容纳腔中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能特别有效地并且功能可靠地运行的流体能量机械。所述目的通过尤其用于汽车的废气涡轮增压器的、具有权利要求1的特征的流体能量机械来实现。具有本发明的适当的并且不普通的改进方案的有利的设计方案在其余的权利要求中给出。

这样的尤其用于汽车和尤其轿车的废气涡轮增压器的流体能量机械包括具有容纳腔的壳体。容纳腔用于容纳流体能量机械的叶轮，所述叶轮能围绕沿流体能量机械的轴向方向伸展的第一转动轴线相对于壳体转动。

此外，壳体具有至少一个流道，所述流道能够由气体流过。气体能够从流道经由与流道流体连接的输送通道沿倾斜于轴向方向并且倾斜于径向方向伸展的流动方向被引导到容纳腔。

替选地，可行的是，气体经由与流道流体连接的输送通道沿倾斜于轴向方向并且倾斜于径向方向伸展的另一流动方向从容纳腔被引导到流道。换言之，气体能够经由输送通道从流道沿流动方向流到容纳腔或者从容纳腔沿另一流动方向流到流道。

流体能量机械包括至少一个导向元件、尤其导向叶片，所述导向元件至少部分地设置在输送通道中。借助于导向元件能够引导流过输送通道的气体。在此，导向元件能够围绕第二转动轴线相对于壳体转动。在此，导向元件的第二转动轴线倾斜于轴向方向并且倾斜于径向方向进而倾斜于第一转动轴线伸展。

通过第二转动轴线的这种设置或定向，流动能量机械能够设有由至少一个导向元件示出的可变的流动几何形状进而以气体的不同的质量流或体积流匹配于不同的运行点。因此，能够特别有效地驱动根据本发明的流体能量机械。流体能量机械也具有特别高的功能实现可靠性，因为能够避免例如呈夹住导向元件的形式的功能故障或者这样的功能故障的危险是特别小的。

通过将导向元件围绕第二转动轴线转动能够调节输送通道的进而流体能量机械的有效流动横截面进而匹配于气体的不同的质量流或体积流，使得由此能够有效率地且有效地由气体驱动和/或由气体迎流叶轮。

根据本发明的流体能量机械的另一优点是导向元件简单地匹配于叶轮。第二转动轴线相对于第一转动轴线倾斜地构成。换言之，在第一转动轴线和第二转动轴线之间构成交点。通过在第一转动轴线上移动所述交点能够以简单的方式能够变化在第一转动轴线和第二转动轴线之间构成的角的大小，所述角尽可能对应于叶轮的前缘或后缘的倾角。如果例如涡轮具有相对于涡轮的对应于第一转动轴线的转动轴线以相应的角度构成的后缘作为叶轮，那么导向叶片能够通过在第一转动轴线上移动交点根据流体能量机械的要求来调节。因此，不需要其他耗费的构造措施。

根据本发明的流体能量机械例如能够构成为用于废气涡轮增压器的混流式涡轮机。在混流式涡轮机中，废气作为气体从流道经由输送通道流到容纳腔并且驱动设置在容纳腔中并且构成为涡轮的叶轮。在此，废气被导向元件转向，使得气体流动有利地迎流进而能够有效率地驱动涡轮。