[发明专利]用于废气涡轮增压器的喷嘴环

说明书

本发明涉及一种用于径向涡轮的喷嘴环(10)。喷嘴环包括旋转对称的、盘状的基体(11)，其带有用于穿引轴(20)的中央开口(12)。此外，喷嘴环(14)包括导叶(14)，其在周向上布置和构造在基体(11)的在径向上外部的区域中，以便将废气导引到涡轮转子(30)的工作叶片(31)上。喷嘴环的基体(11)构造成在装配状态中在轴承壳体(41)的轴承腔(40)与涡轮腔(50)之间形成热屏蔽。

技术领域

本发明涉及用于增压的内燃机的废气涡轮增压器的领域。本发明尤其涉及一种这样的废气涡轮增压器的喷嘴环。

背景技术

为了内燃机的功率提升，现今标准地使用废气涡轮增压器，带有在内燃机的排气系中的涡轮且带有前置于内燃机的压缩机。内燃机的废气在此在涡轮中泄压。在此获得的功借助于轴被传递到压缩机上，其将输送给内燃机的空气压缩。通过将废气的能量应用于压缩输送给内燃机中的燃烧过程的空气，可优化内燃机的燃烧过程和效率。

废气的动能被用以驱动涡轮增压器的转子。为了能够确保可靠的运行，须将废气束针对性地引导到涡轮轴上。为了该目的以及为了使涡轮增压器能够“匹配”于不同的应用，在径向涡轮级中在流动通道的出口处在涡轮轴前安装喷嘴环。

根据所使用的涡轮且相应于具体的应用条件，工作介质、例如废气可具有较大的温度梯度。因此，废气涡轮增压器的喷嘴环由于变换的运行条件、也就是说工作介质的压力和温度的提高或下降典型地受较高负荷且可经受相对强的温度应变。

喷嘴环的固定常常通过简单夹持在废气涡轮的壳体中而实现。例如，喷嘴环可被保持就位，通过将其轴向夹紧，在通常情况中在涡轮壳体和轴承壳体之间。此外，必要时可安装单独的热屏蔽(Hitzeschild)，倘若通过废气到轴承壳体中的热输入过高或从废气提取过多的能量通过热输入在毗邻的构件中。如果单独还需要使喷嘴环相对于涡轮壳体的位置对准，那么这通过定位构件、如例如滑块(Nutenstein)或销连接来实现。

发明内容

已证实，由要求决定，可将不一样大的涡轮轴/涡轮级应用/安装在转子块(Rotorblock)中，其涡轮头部在尺寸上有很大区别且也具有不同的涡轮后壁-几何结构，需要新的喷嘴环设计。

尤其地，喷嘴环的由现有技术已知的固定和安装方案尤其借助于在涡轮壳体、轴承壳体和热屏蔽之间的轴向夹持如下具有缺点，即喷嘴环叶片的定位以及不同涡轮后壁-几何结构的引入不独立于所应用的夹持接合(Klemmverbund)。

因此，本发明目的在于提供一种改进的喷嘴环，其至少部分地或绝大部分地或者甚至完全地克服由现有技术已知的缺点。

为了实线上述目的，提供一种根据本发明的用于径向涡轮的喷嘴环。本发明的另外的方面、优点和特征可由说明书和附图得出。

根据本发明的一方面，提供一种用于径向涡轮的喷嘴环。喷嘴环包括旋转对称的、盘状的基体，其带有用于穿引轴的中央开口。此外，喷嘴环包括导叶(Leitschaufel)，其在周向上布置和构造在基体的在径向上外部的区域中以便将废气导引到涡轮转子(Turbinenrad)的工作叶片(Laufschaufel)上。喷嘴环的基体构造成在装配的状态中在轴承壳体的轴承腔与涡轮腔之间形成热屏蔽。

由此有利地提供一种喷嘴环，其实现固定和安装方案，利用该方案喷嘴环叶片的定位以及不同涡轮后壁-几何结构的引入独立于所应用的夹持接合和/或存在的热定心/密封。

此外，有利地提供一种带有集成的热屏蔽的喷嘴环，使得接口/接缝的数量减少。此外，实现涡轮轴的后壁几何结构的释放/自由(Freimachung/Freistellung)，因为其集成在喷嘴环中，从而不需要不同的轴承壳体变体。此外，提供一种喷嘴环，其固定可有利地在夹持接合“轴承壳体/涡轮壳体”之外实现，例如通过借助于耐高温的螺栓在轴承壳体处的固定。