[发明专利]用于内燃发动机的增压装置的压缩机和用于内燃发动机的增压装置

说明书

本发明涉及一种用于内燃发动机的增压装置(1)的压缩机(30)，具有：压缩机轮盘(13)，其旋转地固定到转子轴(14)；空气供应通道(36)，用于将空气质量流量(LM)传送到压缩机轮盘(13)；虹膜式隔板机构(50)，其布置在压缩机轮盘(13)上游并具有多个薄片(52)，且被设计成关闭或打开隔板孔(55)，使得用于相对着压缩机轮盘(13)流动的空气质量流量(LM)的流动横截面能被可变地调节；壳体(60)，其至少部分地界定空气供应通道(36)，并且在壳体(60)中布置和安装有虹膜式隔板机构(50)；和致动器(56)，其通过壳体(60)中的开口(63)机械地联接到虹膜式隔板机构(50)，以致动虹膜式隔板机构(50)，其中，致动器(56)布置在壳体(60)上，使得开口(63)借助于致动器(56)被密封关闭。本发明还涉及一种增压装置(1)。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的增压装置的压缩机和一种用于内燃发动机的增压装置。

背景技术

诸如废气涡轮增压器的增压装置正越来越多地用于增加机动车辆内燃发动机的功率。越来越多的情况下，这样做的目的是为了对于相同功率甚至增加的功率减小内燃发动机的整体尺寸和重量，同时根据这方面越来越严格的法律要求，减少消耗并因此减少CO₂排放。作用原理在于利用包含在废气流中的能量来增加内燃发动机的进气道中的压力，从而使内燃发动机的燃烧室更好地充满大气中的氧气。这样，在每个燃烧过程中可以转化更多的燃料，例如汽油或柴油，即可以增加内燃发动机的功率。

废气涡轮增压器具有布置在内燃发动机的废气道中的废气涡轮、布置在进气道中的新鲜空气压缩机和布置在废气涡轮和新鲜空气压缩机之间的转子轴承。废气涡轮具有涡轮壳体和布置在涡轮壳体中的涡轮叶轮，涡轮叶轮由废气质量流驱动。新鲜空气压缩机具有压缩机壳体和布置在压缩机壳体中的压缩机叶轮，压缩机叶轮累积升压压力。涡轮叶轮和压缩机叶轮布置成在被称为转子轴的公共轴的相对端上共同旋转，从而形成所谓的涡轮增压器转子。转子轴穿过布置在废气涡轮和新鲜空气压缩机之间的转子轴承在涡轮叶轮和压缩机叶轮之间轴向地延伸，并且相对于转子轴轴线在径向方向和轴向方向上可旋转地安装在所述转子轴承中。根据这种构造，由废气质量流驱动的涡轮叶轮经由转子轴驱动压缩机叶轮，从而相对于新鲜空气质量流增加在新鲜空气压缩机后面的内燃发动机的进气道中的压力，并由此确保燃烧室更好地充满大气氧气。

就其操作行为而言，压缩机的特征在于所谓的压缩机特性线图，该特性线图描述了不同压缩机旋转速度或圆周速度下的压力累积与质量通过量的关系。压缩机的稳定且可用的特性线图由所谓的喘振极限朝向低通过量、由所谓的扼流极限朝向相对较高的通过量并且在结构力学方面由最大旋转速度极限来界定。在将诸如废气涡轮增压器的增压装置适配于内燃发动机时，选择压缩机，其具有尽可能适合内燃发动机的压缩机特性线图。这里应满足以下先决条件：

-发动机满负荷曲线应完全在可用的压缩机特性线图内；

-应保持如由车辆制造商要求的关于特性线图极限的最小间隙；

-最大压缩机效率应在内燃发动机的额定负荷和低端顶点扭矩的范围内可用；和

-压缩机轮盘应具有最小惯性矩。

在没有额外措施的情况下，用常规的压缩机只能在有限的程度上同时满足上述所有先决条件。例如，由于相反的趋势，会出现以下相互冲突的目标：

- 压缩机的惯性矩的减小与特性线图宽度和峰值效率的最大化，

- 在低端顶点扭矩的区域中扫气的减少与特定额定功率的最大化，

- 响应的改善与内燃发动机的特定额定功率的增加。

所述的冲突目标可以通过压缩机设计来解决，该压缩机设计具有宽的特性线图，在发动机的满负荷曲线上具有最小的惯性矩和最大的效率。