[发明专利]压缩机轮

说明书

根据本发明的压缩机轮包括铝和轻金属的基体，和叶片上的抗腐蚀性涂覆过的表面，其中特别通过与局部不同的负载相适应的局部不同的涂层。

技术领域

本发明涉及一种压缩机轮，特别用于具有内部燃烧的发动机上的废气涡轮增压器的转子，所述压缩机轮具有叶片，所述叶片在所述轮的圆周方向彼此隔开，在压缩机运行期间，所述压缩机轮经历压缩流体的输入，特别经历低压下发动机侧流入的燃烧过程的废气。

本发明还涉及这种压缩机轮的制造。

背景技术

为了减少氮氧化物的排放，公知的是利用内部燃烧，特别是在柴油机中，以提供废气再循环，使得各种情况下均将较大量或较少量的废气供应至发动机的燃烧过程。在该联系中，一方面高压废气再循环是公知的，另一方面低压废气再循环也是公知的。

借助高压废气再循环，将直至400℃的热的废气再循环至内燃机的入口侧。这产生了进料至内部燃烧过程的空气被大幅加热，并由此只能使非常少的氧气为内部燃烧过程可用，使得能达到的内燃机功率保持相对较低的缺点。

借助于低压废气再循环，待被循环的废气在相应地显著降低的温度下从距离发动机较大距离处的排气管排出，并经历与已冷却的燃烧空气内部混合，再被导向发动机的入口侧。如果发动机的效率现将通过废气涡轮增压器得到提高，这是同样必须要在流经加压空气冷却器之前，通常之后，压缩来自压缩机阶段中涡轮增压器的压缩机轮的冷废气-空气混合物，该混合物流入到发动机的燃烧室中。通过该方式，氮氧化物排放很少的高性能内燃机是可能的，但是压缩机轮经受了超出正常的负载，因为研磨地起作用的颗粒和腐蚀地起作用的组件一起承载在再循环的废气中。这些物质具体为油和含水冷凝物，这些油和含水冷凝物由于露点下降在废气中行进，并可导致气穴现象。因为该原因，通常已尽力在涡轮增压器的压缩器阶段前的再循环的废气中避免蒸汽冷凝。为此目的，至今已提供分离与再循环的废气一起夹带的蒸汽的详细措施。

这是本发明的切入点，并将其目的是为使颗粒和蒸汽与过量的再循环的废气分离提供详细的措施。

根据本发明，该目的通过压缩机轮在压缩机运行期间适应于局部不同负载的具有局部不同的材料的表面来解决。

发明内容

本发明基于以下总体思想：替代“均一材料”的表面层，在压缩机轮上局部提供不同的表面材料，这些表面材料在压缩机运行期间最佳地适应于压缩机轮的各个局部负载。因此能实现用于超增压的内燃机上废气再循环的新理念，其中可省略具有气穴现象趋势的研磨颗粒或介质与再循环的废气的精细分离，因为压缩机轮的叶片在经受研磨或气穴负载并且充分耐腐蚀的区域中具有充分耐久且耐磨损的叶片表面或边缘。

为此，本发明利用以下实现：叶片通过研磨颗粒和气穴过程等在其流入侧的边缘主要经受高机械负载，而叶片表面基本仅暴露在再循环的废气的化学侵蚀中，特别是仅暴露在容纳于其中的磷酸和硫酸中。

因此，优选提供仅以抗腐蚀的方式设计流入侧的边缘外的叶片表面，并将叶片边缘仅提供在具有“铠装层(armour)”的流入侧。

如果合适，如果提供用于铠装层的材料相对于再循环废气的腐蚀组件不具有充分的长期稳定性，上述铠装层还可经抗腐蚀地涂布。

本发明的特定的优点在于，至少在其实施方式中的作为径向压缩机轮的此类压缩机轮(规则地提供在常规涡轮增压器中)可以用相对较少的制造力制造。此外，有利的是，借助于局部不同的表面材料，可考虑压缩机轮的基材的任何强度限值。因此，薄的且由此轻质的表面层可被提供在此类区域中，在高旋转速度下，这些区域通过表面材料和伴随此出现的离心力经受特别高的负载。

在此联系中，必须首先强调，根据本发明的压缩机轮可由铝或相对轻的金属构成。有利地，由此，较轻的质量和相应的低惯性力矩可实现。由于根据本发明的局部不同的表面材料，尽管铝材料的仅仅有限的耐受性，不得不接受寿命方面没有降低。