CN103038481A - 排气涡轮增压器部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排气涡轮增压器部件（10），该部件具有至少一个引导流动的部件表面（11）并且具有形成在该部件表面（11）上的一种不连续结构（12），其中该不连续结构（12）具有多个点状凹陷（13），这些凹陷彼此分开地被安排在该部件表面（11）的至少一个部分上。

Description

排气涡轮增压器部件

说明书

本发明涉及根据权利要求1前序部分的一种排气涡轮增压器部件。

从DE102008024115A1已知所述类型的一种部件。作为这样的一个部件的实例，所述文件描述了配备有一种鲨鱼皮状（sharkskin-like）微观结构的压缩机叶轮。所述微观结构的特征为多个凹槽，这些凹槽具有在30微米至50微米范围之内的槽宽以及在15微米至25微米范围之内的多个槽高。所述多个凹槽形成了多个长形管道，这些管道彼此相邻定位并且具有所述的宽度和高度范围，并且在这些管道之间安排了多个逐渐缩减至一点的部分，并且这些管道形成了该鲨鱼皮状的微观结构。

通过所述微观结构，按照推测可能的是至少减少与排气涡轮增压器的多个引导流动的部件分离的流动，按照推测这导致该压缩机的或该排气涡轮增压器的一个相当广泛的工作特征图。

所述设计存在的一个问题首先是微米级的、难以制造的微观结构。此外，在该发明的背景内进行的多项试验，特别是在多个弯曲的引导流动的部件表面的情况下，已经产生了令人希望的优于已知微观表面的进一步的改进。

因此本发明的一个目的是提供一种如权利要求1的前序部分指明类型的排气涡轮增压器部件，该部件容易制造并且相对于该现有技术该部件具有改善的引导流动的能力。

所述目的是通过权利要求1的这些特征来实现的。

由于提供了一种具有多个点状凹陷的不连续结构，即使在小的区域中也有可能形成多个间断，以便获得一个局部湍流。通过这种方式，进而减少了在该对应部件的热力学边界层处的空气/流动阻力，这进而具有的结果是被引导通过一个涡轮增压器的最大比例的该空气/排气质量流量可以形成几乎理想的层流，并且以此方式能够获得改善的效率。

在此，这种不连续结构的这些间断或凹陷可以被提供用于排气涡轮增压器的所有引导流动的部件。这样的多个实例是该涡轮机壳体与该压缩机壳体或者其引导流动的内部表面、连接元件（例如在R2S应用中的多根管）、多个阀（特别是阀封闭体的表面）、阀瓣零件以及这些涡轮机叶轮和压缩机叶轮。

原则上，在汽车领域中的更多应用是同样可想象的，例如像进气侧和/或压力侧管线、和/或用于乘用机动车与多功能车应用的以及还用于排气歧管和/或用于该排气道的发动机舱内的多个连接元件。

多项从属权利要求涉及本发明的多个有利改进。

这种不连续结构的多个凹陷可以被提供在整个部件表面上或者仅以一种定向方式提供在该部件表面的多个部分上，以便产生所述部件表面的几何形状修改。

所述凹陷可以根据该部件来改变数量、安排、形状和深度。同样有可能将不同形状和深度的凹陷提供在同一个部件表面上。

首要是圆形、椭圆形以及多边形的切口是特别优选用于该凹陷的形状的。

此外，该部件表面中的这些凹陷或间断可以特别有利的是通过铸造（通过型芯成型，借助模制工具的外部几何形状，或者还通过快速成型工艺）制造的。在铸造工艺之后是可接近的多个部件的情况下，原则上还有可能进行机械再加工。对于根据本发明的不连续结构同样有利的是十分之一毫米范围之内的、容易制造的一种宏观结构。

从以下基于附图的多个示例性实施方案的说明中将显现出本发明的进一步的细节、优点和特征，在附图中：

图1示出了根据本发明的一种排气涡轮增压器的剖开的透视图，在该排气涡轮增压器中可以使用根据本发明的一种排气涡轮增压器部件，

图2示出了一个压缩机壳体的示意性高度简化的图示，该压缩机壳体作为根据本发明的一种排气涡轮增压器部件的一个实例，

图3示出了根据图2的压缩机壳体的部件表面的平面图，该部件表面配备有一种不连续结构，

图4示出了在根据本发明的排气涡轮增压器部件的引导流动的部件表面中的一个凹陷的放大的、示意性高度简化的图示，

图5、图6示出了根据本发明的一种排气涡轮增压器的带有一个封闭体的一个自调节阀的透视图，该封闭体作为根据本发明的一种排气涡轮增压器部件的另一个实例；并且

图7、图8示出了用于说明根据本发明的工作模式的图解展示。

图1示出了排气涡轮增压器1的一个实例，该排气涡轮增压器具有在一个压缩机壳体7中的带有压缩机叶轮4的一个压缩机2，并且该涡轮增压器具有在一个涡轮机壳体8中的带有涡轮机叶轮5的一个涡轮机3。在该涡轮机壳体8中还安排了一个废气门瓣9，借助一个常规调节装置可以致动该废气门瓣。

所述排气涡轮增压器1是一种涡轮增压器的一个实例，该涡轮增压器可以配备有一个有待在以下描述的排气涡轮增压器部件。

图2示出了该压缩机壳体7的示意性高度简化的图示，该压缩机壳体作为根据本发明的排气涡轮增压器10的一个实例。所述部件10具有一个引导流动的部件表面11，在这种情况下，该部件表面对有待由压缩机2吸入的新鲜空气进行引导。部件表面11配备有由多个点状凹陷13形成的一种不连续结构12。所述凹陷13彼此分开地被安排在该部件表面11的至少一个部分上。所述凹陷13的数量、形状、安排以及尺寸确定是可以根据该应用或部件类型来适配的。

图3示出了部件表面11的一个平面图，其中一个凹陷由参考号13来指代，代表了在这种情况下所提供的全部凹陷。

图4展示了本发明的工作原理。由于在该部件表面11中提供了凹陷13，一个流动（例如像一个空气流S）流过该部件表面，在该凹陷13内就产生了多个涡流W，这就导致了一个局部受限的涡流。这进而减小了该热力学边界层处的空气/流动阻力，这样使得最大比例的空气质量流量（在该压缩机的情况下）或最大比例的排气质量流量（在该涡轮机的情况下）可以形成一个至少近乎理想的层流。

图5和图6示出了根据本发明的一种排气涡轮增压器10的另一个实例的透视图，该排气涡轮增压器在这种情况下是由用于排气涡轮增压器1的一个自调节阀的一个封闭体形成的。图5和图6的图示进而示出了由上文描述的多个凹陷13形成的不连续结构12，这些凹陷彼此分开地形成在该部件表面11上。

本发明的工作原理将基于所述图7和图8在下文再次说明。在此，图7表示了现有技术，在现有技术中在图7中示意性展示的一个部件BT具有一个光滑表面BO。这导致一个能够引起大的流量损失的相对厚的边界层GS。

相比之下，图8表示了根据本发明的带有上文说明的不连续结构12的一个部件10，该不连续结构带有多个凹陷13。相对于现有技术，这导致了一个相当多的减少的边界层厚度GS，这导致了上文说明的有利效果。

除以上本发明的书面披露外，特此明确地参考在图1至图6以及图8中对本发明的图解展示。

参考符号清单

1         排气涡轮增压器

2         压缩机

3         涡轮机

4         压缩机叶轮

5         涡轮机叶轮

6         轴承壳体

7         压缩机壳体

8         涡轮机壳体

9         废气门瓣

10        排气涡轮增压器部件

11        部件表面

12        不连续结构

13        凹陷

S         气流（空气或排气流）

W         涡流

BT        部件

BO        部件表面

GS        边界层

P_U        负压力

Claims (11)

1.一种排气涡轮增压器部件（10）

-具有至少一个引导流动的部件表面（11），并且

-具有一个不连续结构（12），该不连续结构（12）是形成在该部件表面（11）上，

其中

-该不连续结构（12）具有多个点状凹陷（13），这些凹陷彼此分开地被安排在该部件表面（11）的至少一个部分上。

2.如权利要求1所述的排气涡轮增压器部件，其中这些凹陷（13）是通过与该对应的部件表面（11）相适配的方式按照不同的数量来提供的。

3.如权利要求1或2所述的排气涡轮增压器部件，其中这些凹陷（13）是通过与该对应的部件表面（11）相适配的方式按照不同的安排来提供的。

4.如权利要求1至3之一所述的排气涡轮增压器部件，其中这些凹陷（13）具有不同的形状。

5.如权利要求4所述的排气涡轮增压器部件，其中这些凹陷（13）是圆形、椭圆形或多边形的。

6.如权利要求1至5之一所述的排气涡轮增压器部件，其中这些凹陷（13）通过与该对应的部件表面（11）相适配的方式而具有不同的深度。

7.如权利要求1至6之一所述的排气涡轮增压器部件，其中这些凹陷（13）是可以安排在一个排气涡轮增压器（1）的所有引导流动的部件（10）上的。

8.如权利要求1至7之一所述的排气涡轮增压器部件，其中这些凹陷是可以通过铸造来制造的。

9.根据权利要求1至8之一所述的排气涡轮增压器部件，其中该不连续结构（12）被形成为一种在十分之一毫米范围之内的宏观结构。

10.一种排气涡轮增压器（1）

-具有至少一个排气涡轮增压器部件（10），该部件

配备有至少一个引导流动的部件表面（11），并且

该部件具有形成在该部件表面（11）上的一种不连续结构（12），

其中

-该不连续结构（12）具有多个点状凹陷（13），这些凹陷彼此分开地被安排在该部件表面（11）的至少一个部分上。

11.如权利要求10所述的排气涡轮增压器，其特征为权利要求2至9之一。

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