CN111148903A - 用于内燃发动机的增压装置的具有虹膜式隔板机构的径流式压缩机、增压装置和虹膜式隔板机构的叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃发动机的增压装置(1)的具有虹膜式隔板机构(50)的径流式压缩机(30)。本发明还涉及具有这种径流式压缩机(30)的增压装置(1)和用于虹膜式隔板机构(50)的叶片(52)。这里，径流式压缩机(30)装配有：轴承布置(40)，其中可旋转地安装有转子轴(14)；压缩机轮盘(13)，其布置在压缩机壳体(31)中并且布置在转子轴(14)上共同旋转；和新鲜空气供应通道(36)，用于将新鲜空气质量流(FM)运送到压缩机轮盘(13)。这里，虹膜式隔板机构(50)布置在压缩机轮盘(13)的上游，使得至少在子区域上可以可变的方式调节用于进入压缩机轮盘(13)的新鲜空气质量流(FM)的流动横截面，其中虹膜式隔板机构(50)具有多个叶片(52)，且每个叶片(52)具有第一叶片部分(56)和第二叶片部分(57)，且其中在每个叶片(52)的第一叶片部分(56)和第二叶片部分(57)之间形成偏置部(61)。

Description

用于内燃发动机的增压装置的具有虹膜式隔板机构的径流式 压缩机、增压装置和虹膜式隔板机构的叶片
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的增压装置的具有虹膜式隔板（irisdiaphragm）机构的径流式压缩机。本发明还涉及一种具有这种压缩机的增压装置，以及一种用于径流式压缩机的虹膜式隔板机构的叶片。
背景技术
增压装置越来越多地用于增加内燃发动机的功率，尤其是在机动车辆内燃发动机中。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。
这种增压装置的一个具体示例是废气涡轮增压器，它利用废气流中包含的能量在进气道中产生压力。为此，废气涡轮增压器具有布置在内燃发动机废气道中的废气涡轮、布置在进气道中的径流式压缩机和布置在废气涡轮和径流式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。径流式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径流式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径流式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。
作为替代方案，在这种增压装置中，也可以使用电动马达驱动单元来驱动径流式压缩机，而不是例如废气涡轮。这种增压装置也被称为“E升压器”或“E增压器”。然而，与内燃发动机的机械联接(例如经由中间传动装置)也可以用于驱动径流式压缩机。
径流式压缩机的操作行为由“压缩机特性线图”表征，该特性线图描述了不同压缩机旋转速度或圆周速度下压力累积与质量流量的关系。径流式压缩机的稳定且可用的特性线图由朝向低流量的“喘振极限”、朝向更高流量的“扼流极限”以及结构力学方面的最大旋转速度极限来限定。在将废气涡轮增压器适配于内燃发动机时，选择径流式压缩机，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较低低端扭矩点的范围内可用；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，用常规的径流式压缩机只能在有限的程度上同时满足上述所有先决条件。由于相反的趋势，会出现以下相互冲突的目标，例如：
- 径流式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，
- 在较低低端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。
除了提到的稳态要求之外，还必须确保径流式压缩机在瞬态操作状态下的稳定操作行为，例如，在内燃发动机快速甩负荷的情况下。这意味着，在径流式压缩机的情况下，在输送的压缩机质量流突然减少的情况下，必须避免破坏性的“压缩机喘振”。
虽然限于径流式压缩机的压缩机入口，但上述解决方案迄今为止是通过附加措施实现的，例如可调节的入口导向翼片、用于减小径流式压缩机的入口横截面的措施或固定的再循环通道，也称为带端口的护罩或特性线图稳定措施。在可变解决方案的情况下，通过主动移位特性线图来实现径流式压缩机有用工作范围的扩大。在发动机以低速和低流量操作的情况下，压缩机特性线图因此朝着低质量流量“向左”移位，而在发动机以高速和高流量操作的情况下，压缩机特性线图没有移位或朝着高质量流量“向右”移位。
通过调节翼片角度和在压缩机轮盘的旋转方向上或相反方向上引入预旋，入口导向翼片将整个压缩机特性线图朝向较低或较高的流量移位。然而，所需的调节机构和入口导向翼片本身代表了一种精密、复杂和昂贵的解决方案。
包括通过减小横截面来缩窄压缩机入口的措施使压缩机特性线图向更低的流量移位，因为入口横截面通过关闭在紧邻径流式压缩机前方的结构被减小。在打开状态下，这些措施尽可能地再次暴露整个入口横截面，并以这种方式要么根本不影响或移位特性线图，要么只是轻微地影响或移位。这种可能的解决方案在US 2016/265424 A1或DE 10 2011121 996 A1中有所描述。
固定再循环通道是一种被动解决方案。它扩展了径流式压缩机的有用特性线图范围，而没有从根本上移位其特性线图。与入口导向翼片和所述横截面的可变缩减相比，这代表一种明显更有利但同时效率更低的解决方案。
为了避免在快速甩负荷情况下的压缩机喘振，通常使用“放气阀”，在通过内燃发动机的升压空气质量流量突然减少的情况下，所述阀打开从压缩机出口到压缩机入口的旁路，并以这种方式将径流式压缩机保持在喘振极限右侧的稳定特性线图范围内。诸如可变入口导向翼片和放气阀的主动措施的组合是可以想象的，但不常见。
发明内容
因此，本发明的一个目的是指定一种用于内燃发动机的增压装置的径流式压缩机的概念，该概念有助于增压装置的可靠操作，同时具有扩展的特性线图范围。此外，目的是提供一种可用于径流式压缩机的虹膜式隔板机构的叶片，这使得径流式压缩机的上述概念成为可能。另一个目的是指定一种用于内燃发动机的增压装置，通过该增压装置，根据本发明的径流式压缩机的优点可以在内燃发动机的操作期间实现。
公开了一种用于内燃发动机的增压装置的径流式压缩机。径流式压缩机具有轴承组件，转子轴可旋转地安装在该轴承组件中。涡轮增压器还具有压缩机轮盘，该压缩机轮盘布置在压缩机壳体中，并且布置成在转子轴上共同旋转。径流式压缩机还具有新鲜空气供应通道，其被设计成将新鲜空气质量流运送到压缩机轮盘。布置在压缩机轮盘上游的是虹膜式隔板机构，其被设计成至少部分地关闭或打开隔板孔，从而允许可变地调节新鲜空气质量流的流动横截面，例如新鲜空气供应通道的横截面，以允许至少在部分区域上进入压缩机轮盘。虹膜式隔板机构具有多个叶片，其中每个叶片具有至少一个第一和一个第二叶片部段，并且其中在垂直于叶片的主延伸平面的方向上至少在相应叶片的第一叶片部段和第二叶片部段之间形成偏置部。
在径流式压缩机的一个示例性实施例中，提供了虹膜式隔板机构，该虹膜式隔板机构通常布置在新鲜空气供应通道中紧邻压缩机入口的前方，用于移位特性线图。虹膜式隔板机构也可称为虹膜式隔板或虹膜式限制器，其具有至少在部分区域内调节径流式压缩机的入口质量流的任务。在这种情况下，虹膜式限制器就像用于压缩机入口的外部区域的一种面罩一样。随着限制的增加，即随着横截面的变窄，虹膜式限制器实际上承担了放气阀的功能，因为它可以防止径流式压缩机的压缩机喘振。这使得有可能主动影响径流式压缩机的操作范围，此外，在发动机突然甩负荷的情况下，将径流式压缩机保持在稳定的操作点。
新鲜空气供应通道形成在径流式压缩机上。例如，新鲜空气供应通道至少部分地由压缩机壳体、虹膜式隔板机构、进气短管和/或径流式压缩机的其他部件形成。
在一个示例性实施例中，虹膜式隔板机构具有多个叶片，这些叶片可以通过旋转相对于彼此移动，并且在新鲜空气供应通道的圆周上布置成与新鲜空气供应通道或压缩机入口的中心线同心地彼此部分重叠。每个叶片以这样一种方式安装在固定的支承部分上，即能够围绕相应的枢轴点旋转，该枢轴点优选地布置在叶片的边缘区域中，并且通过可移动地安装的调节环可操作地连接到致动元件，该致动元件优选地布置在与枢轴点相对的叶片边缘区域中。
每个叶片具有基本上板形的平坦叶片主体，其用于遮挡新鲜空气质量流，从而设置隔板孔。这里，叶片主体例如在主延伸平面中以圆环段的形式在圆弧的一部分上延伸，圆环宽度在圆弧上保持相同或变化。根据本发明，每个叶片或相应的叶片主体具有至少一个第一和一个第二叶片部段，其中在新鲜空气供应通道的轴向方向上形成偏置部，并且因此在垂直于叶片的主延伸平面的方向上至少在相应叶片的第一叶片部段和第二叶片部段之间形成偏置部。
支承部分例如是固定在新鲜空气供应通道的区域中的支承环、虹膜式隔板机构的单独壳体、涡轮增压器的压缩机壳体的一部分或者由几个部分形成，例如由压缩机壳体的一部分和单独的附加壳体部分形成。在这种情况下，支承部分是环形设计或具有环形部段。支承部分也可以是固定的壳体元件。
在该示例性实施例中，调节环与支承部分同心地布置，并且可以围绕公共中心线旋转，该公共中心线同时形成新鲜空气供应通道或压缩机入口的中心线。叶片借助于调节环同步并共同移动。叶片围绕其相应枢轴点的旋转也借助于致动元件通过使调节环围绕其中心线旋转来引发。当叶片平行于压缩机轮盘的旋转轴线旋转时，叶片径向向内枢转，从而导致紧邻压缩机轮盘前方的流动横截面的期望变窄。例如，调节环本身借助于致动器来控制和移动。致动器可以是电动或气动操作调节器。
为了旋转地安装在支承部分上，叶片例如具有支承元件，该支承元件例如布置在叶片主体的第一叶片部段的端部区域中的支承部段中。为了叶片的旋转致动，叶片主体具有致动元件，例如在与支承部段相对定位的致动区域中，并且位于第二叶片部段的端部区域中。两个相互偏置的叶片部段优选地具有基本上相同并且在其范围内保持恒定的壁厚。
支承元件和致动元件都被设计成例如销形或栓形主体，其通常基本上垂直于叶片主体的主延伸平面延伸。
由于每个叶片的第一和第二叶片部段相对于彼此偏置，特别是彼此平行偏置，有利地有助于使虹膜式隔板机构的叶片能够在它们重叠的区域中无阻力地滑过彼此。结果，当机构关闭时，即在横截面变窄的过程中，叶片不会变形。这进一步使得叶片变得更厚和更硬，也就是说总体上更稳定，从而使得有可能确保增加叶片的强度。这是必要的，因为流经的介质会向叶片施加相当大的力。这是相对于从光学上已知的虹膜式隔板的决定性区别，相比之下，从光学上已知的虹膜式隔板的叶片可以专门形成为平坦的，具有恒定的、特别小的壁厚，因为在这种情况下，不会出现垂直地作用在叶片的主延伸平面上的力。换句话说，偏置部的形成使得叶片的厚度能够成为可自由选择的设计参数。此外，叶片有助于虹膜式隔板机构的耐用、长寿命和低成本设计，这反过来对涡轮增压器的可靠性有积极的影响。
这里和下面，“偏置部”意味着第一叶片部段和第二叶片部段各自具有平行于彼此偏置布置的主延伸平面。在这种情况下，主延伸平面应理解为相应叶片部段的中心平面，其从相应叶片部段的前表面和后表面延伸相同的距离。换句话说，叶片的前侧和后侧在相同的方向上都有偏置部。以不同的术语表达，第一叶片部段的前侧限定第一参考平面，第一叶片部段的后侧限定第二参考平面，其中第二叶片部段的前侧平行于第一参考平面偏置，并且第二叶片部段的后侧平行于第二参考平面在相同方向上偏置。所描述的概念也有助于解决上述相互冲突的目标。
根据一个实施例，叶片部段在垂直于叶片的主延伸平面的方向上相对于彼此的偏置由一个或多个曲柄型偏置部或由一个或多个台阶型偏置部形成。
曲柄型偏置部是叶片中的成形特征，特别是弯曲部，使得未弯曲的部分(在这种情况下是在成形过程之后的两个叶片部段)以平行偏置延伸，并且在两个叶片部段之间，形成从一个叶片部段倾斜地延伸到另一个叶片部段的过渡区域。曲柄形状使得叶片能够变得特别厚和硬，正如开始提到的那样。在曲柄型偏置部的情况下，叶片的壁厚保持基本上恒定，包括在过渡区域中。此外，有助于使得叶片能够被设计成简单的成形件，从而允许生产成本保持较低。这里，相应的叶片可以具有多个曲柄型偏置部，由此在它们之间形成多个叶片部段，每个叶片部段都具有过渡区域，总体上导致具有多个台阶的叶片表面的台阶形轮廓。
提供一个或多个台阶型偏置部类似地有助于特别硬和坚固的叶片，其中叶片的前侧和后侧同样具有垂直于主延伸平面延伸的台阶。在这种情况下，在叶片的前侧和后侧上的台阶型偏置部优选地以这样的方式相对于彼此偏置布置，即在两个叶片部段之间的过渡区域中获得具有增加的壁厚的区域。例如，具有台阶型偏置部的这种叶片作为注射成型件生产。这有助于特别低成本的生产，其中不需要成形措施就可以生产复杂的几何形状。
设置多个曲柄型偏置部或多个台阶型偏置部使得能够在叶片之间设置更大的重叠区域，其中在每种情况下，多于两个的叶片彼此重叠，并且因此多于两个的叶片可以在轴向方向上同时在彼此上滑动(相对于隔板孔或压缩机入口的中心线)。这对隔板的最小开口宽度或开口直径有积极的影响。例如，可以提供独立于期望的最小开口横截面的多个叶片。
根据具有台阶型偏置部的实施例，第一和第二叶片部段通过叶片的至少一个中心部分连接，其中至少一个中心部分具有比第一或第二叶片部段更大的壁厚。例如，与第一或第二叶片部段相比，至少一个中心部分具有双倍的壁厚。例如，第一和第二叶片部段具有相同的壁厚，并且借助于一个或多个台阶型偏置部相对于彼此平行偏置。这种实施例的特征在于特别高的刚度。
根据一个实施例，叶片以这样的方式布置，即在隔板孔的关闭和打开期间在叶片之间形成基本上恒定的间隙。由于叶片部段之间的叶片偏置，在隔板孔的关闭和打开期间，叶片可能具有并保持相对于彼此的恒定间隙。因此，必要的调节力可以最小化或保持较低，尤其是在叶片中的间隙中严重污染的情况下。以这种方式，可以避免由于叶片在关闭或打开期间的变形而导致的叶片粘连。此外，由于叶片间隙的自由选择，在叶片的平面度和形状方面的高公差要求也是不必要的。这有助于虹膜式隔板机构的坚固、长寿命和低成本设计。
根据一个实施例，用于限定虹膜式隔板机构的隔板孔的最小开口宽度的端部止挡件由每个叶片的偏置部形成。换句话说，每个叶片延伸到叶片的偏置台上，在虹膜式隔板机构以最小开口宽度关闭期间，叶片与偏置台重叠。由于该偏置，虹膜式隔板机构的端部止挡件和因此最小打开位置因此被集成到部件本身中。最小开口宽度可以由叶片的数量和/或偏置台的位置预先确定，该偏置台由曲柄型偏置部或台阶型偏置部形成。这里，偏置台例如形成在叶片的上侧和/或下侧上。例如，可以在隔板机构中设置三个或四个叶片。这也适用于具有多个台阶型偏置部或多个曲柄型偏置部的叶片，其中最小开口宽度受到偏置台的数量和/或选择性定位的限制。
此外，公开了一种用于径流式压缩机的虹膜式隔板机构的叶片，其中该叶片具有至少一个第一和一个第二叶片部段，并且其中至少在第一叶片部段和第二叶片部段之间在垂直于叶片的主延伸平面的方向上形成偏置部。叶片本质上允许上述优点和功能。以上关于径流式压缩机的陈述同样适用，其中叶片可以根据上述实施例进一步开发。
根据本发明的用于内燃发动机的增压装置的特征在于，增压装置具有根据上述实施例之一的根据本发明的径流式压缩机，其中增压装置被设计为废气涡轮增压器或由电动马达操作的增压器或通过与内燃发动机的机械联接操作的增压器。因此，例如，增压装置被设计为废气涡轮增压器，该废气涡轮增压器具有用于驱动压缩机的压缩机叶轮的废气涡轮，或者替代地被设计为由电动马达操作的增压器(也称为E升压器)，该增压器具有用于驱动压缩机的压缩机叶轮的电动马达驱动器。作为上述实施例的替代方案，增压装置还可以被设计为通过与内燃发动机的机械联接来操作的增压器。内燃发动机和径流式压缩机之间的这种联接可以借助于例如中间传动装置来实现，该中间传动装置一方面可操作地连接到内燃发动机的旋转轴，另一方面可操作地连接到径流式压缩机的转子轴。
附图说明
在以下示例性实施例的详细描述中公开了进一步的优点和功能。下面将借助附图描述示例性实施例。在所有附图中，相同的元件或相同动作的元件由相同的附图标记表示。
在附图中：
图1示出了根据本发明的增压装置的一个实施例的示意性简化剖视图，该增压装置具有带有虹膜式隔板机构的径流式压缩机，
图2A至2C示出了根据一个示例性实施例的虹膜式隔板机构在三种不同操作状态下从压缩机轴线的方向的示意性平面图，
图3示出了根据图2A至2C中的示例性实施例的虹膜式隔板机构的叶片，
图4示出了从垂直于转子或压缩机轴线的方向观察的根据本发明的径流式压缩机的虹膜式隔板机构的一个示例性实施例的展开图，具有根据另一个示例性实施例的叶片，以及
图5示出了从垂直于转子或压缩机轴线的方向观察的根据本发明的径流式压缩机的虹膜式隔板机构的一个示例性实施例的另一个展开图的一部分，具有根据另一个示例性实施例的叶片。
具体实施方式
图1以剖视图示意性地示出了根据本发明的增压装置1的实施例。增压装置1具有根据本发明的径流式压缩机30的实施例、轴承组件40和驱动单元20。径流式压缩机30具有布置在压缩机壳体31中的压缩机叶轮13，该压缩机叶轮13布置成在可旋转地安装在轴承组件40中的转子轴14上共同旋转，并因此形成所谓的增压器转子10。在操作期间，增压器转子10围绕转子轴14的转子旋转轴线15旋转。转子旋转轴线15同时形成增压器轴线2或压缩机轴线(也可以简单地统称为增压装置的纵向轴线)，由所描绘的中心线形成，并指示增压装置1的轴向取向。在该示例中，增压器转子10的转子轴14借助于两个径向轴承42和轴向轴承盘43安装在轴承壳体41中，它们一起形成轴承组件40。这里，径向轴承42和轴向轴承盘43都通过油连接件45的供油通道44被供以润滑剂。
根据所示的示例性实施例，图1所示类型的增压装置1具有多部分构造。这里，驱动单元20的壳体、可布置在内燃发动机的进气道中的压缩机壳体31、以及设置在驱动单元20的壳体和压缩机壳体31之间的轴承组件40相对于公共增压器轴线2彼此相邻地布置，并且在组装时连接在一起。在这种情况下，驱动单元和轴承组件的替代布置和配置也是非常可能的。增压装置1的另一结构单元由增压器转子10表示，其至少具有转子轴14和压缩机叶轮13，压缩机叶轮13布置在压缩机壳体31中。
径流式压缩机30还具有空气供给通道36，该空气供给通道36邻近压缩机壳体31并形成压缩机入口36a，用于将空气质量流LM运送到压缩机叶轮13，所述通道具有用于连接到内燃发动机的进气***(未示出)的进气管连接短管37，并在增压器轴线2的方向上朝向压缩机叶轮13的轴向端部延伸。通过该空气供应通道36，空气质量流LM被压缩机叶轮13从进气***吸入，并被运送到压缩机轮盘13。空气供应通道36也可以是进气短管的一部分，因此不是压缩机壳体31的一部分，而是邻近例如形成在压缩机壳体31上的压缩机入口36a。在这种布置中，虹膜式隔板机构50固定在空气供应通道36中和/或形成在紧邻压缩机壳体31的压缩机入口36a前方的空气供应通道36的部分区域。
此外，压缩机壳体31通常具有环形通道，该环形通道以环形方式围绕增压器轴线2和压缩机叶轮13布置，并且远离压缩机叶轮13以螺旋方式变宽，该环形通道被称为螺旋通道32。所述螺旋通道32具有被称为扩散器35的间隙开口，该间隙开口至少在内圆周的一部分上延伸并且具有限定的间隙宽度，该扩散器35在远离压缩机叶轮13的外圆周的径向方向上导向，延伸到螺旋通道32中，并且空气质量流LM通过该扩散器35在高压下远离压缩机叶轮13流入螺旋通道32中。因此，在此，螺旋通道32用于接收和排出从压缩机叶轮13流出并通过扩散器35排出的压缩空气质量流LM。螺旋通道32还具有切向向外导向的空气排放通道33，该空气排放通道33具有歧管连接短管34，用于连接到内燃发动机的空气歧管(未示出)。通过空气排放通道33，空气质量流LM在高压下被运送到内燃发动机的空气歧管中。
在图1中，驱动单元20未详细示出，并且可以实施为废气涡轮或电动马达驱动单元，或者实施为与内燃发动机的机械联接，例如中间传动装置，其可操作地连接到内燃发动机的旋转轴，使得增压装置1在一种情况下成为废气涡轮增压器，并且在另一种情况下成为电动马达操作的增压器，也称为E-升压器或E-压缩机，或者成为机械增压器。在废气涡轮增压器的情况下，例如，涡轮叶轮将设置在压缩机轮盘13的对面，并且所述叶轮将同样布置成在转子轴14上共同旋转，并且由废气质量流驱动。
在空气质量流LM中的压缩机叶轮13的上游，除了放气阀之外或作为放气阀的替代，虹膜式隔板机构50在紧邻压缩机入口36a(也是压缩机进口)的前方布置在空气供应通道36中，和/或在紧邻压缩机壳体31的压缩机入口36a的前方形成空气供应通道36的至少一个部分区域。
虹膜式隔板机构50被设计成至少部分地关闭或打开隔板孔，从而允许至少在流动横截面的部分区域上可变地调节空气质量流LM进入压缩机叶轮13的流动横截面。以这种方式，虹膜式隔板机构50允许径流式压缩机30的特性线图的移位，因为它充当压缩机轮盘13的可变入口限制器。
虹膜式隔板机构50具有例如与压缩机入口36a同心地固定在空气供应通道36中的支承环68、与其同心地布置的调节环53和多个叶片52，调节环53可围绕共同的中心旋转并且具有调节杆53a，叶片52安装成可围绕支承环68中的相应枢轴点旋转。叶片52各自具有：板形叶片主体和销形致动元件58(在此不可见)，该致动元件58被设计用于致动相应的叶片52；以及支承元件59，其用于将相应的叶片52枢转安装在所述支承环68上以作为相应的叶片52的一体部件。
图2A至2C示意性地示出了处于三种不同操作状态的根据本发明的径流式压缩机30的虹膜式隔板机构50的一个实施例。虹膜式隔板机构50具有静止的、固定的(固定位置)支承环68(这里未示出)。如图4所示，支承环68可以由单独的部件形成，该部件固定在周围的壳体中，例如空气供应通道36。作为替代方案，支承环也可以直接形成在周围的壳体中，并与后者成一体。因此，支承环68也可以直接形成在压缩机壳体31的压缩机入口36a上，如图5所示。作为替代方案，也可以为虹膜式隔板机构50提供单独的壳体，因此虹膜式隔板机构50可以作为单独的预组装功能单元安装在压缩机壳体31上或空气供应通道36中。
在该示例中，三个叶片52以可围绕相应支承元件59旋转的方式安装在支承环68上。为此，支承环68具有用于每个叶片52的相关联的旋转支承位置69(参见图4和5)，在该支承位置，相应的叶片52通过其支承元件59可旋转地安装。
每个叶片52具有致动元件(在图2A、2B和2C中不可见)，用于由调节环53致动，其中支承元件59布置在相应叶片52的与致动元件58相对定位的端部区域中。
例如，如图4和5所示，销或栓形元件可以作为支承元件59设置在相应叶片52上，相应叶片52借助于该销或栓形元件安装在支承环68中设置的孔或凹部中，并形成支承位置69。
虹膜式隔板机构50还具有调节环53，该调节环53与支承环68同心布置，并且可以围绕公共中心旋转，所述调节环在很大程度上被图2A中的叶片52隐藏，并且仅通过其调节杆53a可见。在图2A至2C和图4的示例中，调节环53具有三个凹槽54(仅在图2A至2C中示意性地示出)，用于叶片52的引导致动。在这种情况下，为每个叶片52设置相对于调节环53的径向方向倾斜地延伸的凹槽54，相应叶片52的致动元件58在所述凹槽中接合并被引导。以这种方式，叶片52通过调节环53的旋转同步移动。调节环53在其外圆周处安装在例如虹膜式隔板机构50的壳体上或壳体中，或者安装在为此目的在压缩机壳体31或空气供应通道36中形成的壳体部分中。
通过调节环53的致动，即通过围绕与支承环68共用的中心旋转，叶片52的致动元件58被倾斜地延伸的凹槽54径向向内引导，并且以这种方式，叶片52同样围绕相应的支承位置69径向向内枢转，并且因此使虹膜式隔板机构50的隔板孔55变窄。这里，图2A示出了具有最大开口宽度的隔板孔55，图2B示出了具有减小的开口宽度的隔板孔55，图2C示出了具有最小开口宽度的隔板孔55。因此，这些图示示出了该示例性实施例的流动横截面的部分区域，该部分区域可通过虹膜式隔板机构50的部分关闭或打开来可变地调节。虹膜式隔板机构50因此充当可变入口限制器，并且以这种方式，如开始提到的那样，允许径流式压缩机30的特性线图的有利移位。
下面的焦点是根据本发明的叶片52的不同示例性实施例，其可用于所述的虹膜式隔板机构50中。
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的虹膜式隔板机构50的叶片52。图3中的叶片52是单曲柄金属片叶片，其被实施为简单的成形件。叶片52具有第一叶片部段56和第二叶片部段57。在示例性实施例中，两个叶片部段56和57形成弯曲叶片52的相互相对的部分区域。第一叶片部段56在图3中位于下方的叶片52的一侧具有支承元件59，而第二叶片部段57在图3中位于上方的叶片52的一侧具有致动元件58。借助于支承元件59，叶片52可旋转地安装在固定支承环上或周围的壳体部分上，同时叶片52借助于致动元件58接合在调节环53上的导向凹槽中。
在第一叶片部段56和第二叶片部段57之间，图3所示的叶片52具有曲柄型偏置部60，其结果是在第一叶片部段56和第二叶片部段57之间形成偏置部61，它们各自具有相同的壁厚。该偏置部61允许开始提到的优点，其中，作为结果，所示的多个叶片52在虹膜式隔板机构50的组装状态下彼此重叠，但是可以滑过彼此而不会使彼此变形。
图4示出了根据另一个示例性实施例的虹膜式隔板机构50的展开图，从垂直于转子旋转轴线的方向观察，示出了各个叶片52的相互重叠。虹膜式隔板机构50基本上具有固定支承环68、调节环53和三个叶片52。叶片52基本上对应于上述金属片叶片，但是与图3中的实施例相反，每个叶片具有两个曲柄型偏置部60，结果是通过两个台阶在叶片52的第一叶片部段56和第二叶片部段57之间形成偏置部61(通过使用图4中的左侧叶片52的示例示出)。偏置部61例如涉及第一叶片部段56和第二叶片部段57的相应上侧或下侧(根据图4中的图示)。换句话说，或者参照相应的叶片部段56、57的轮廓中心，相应的叶片部段56、57在每种情况下都具有中心主延伸平面62、63，其中，根据偏置部61，两个主延伸平面彼此平行延伸(通过使用图4中的右侧叶片52的示例示出)。在图4所示的示例性实施例中，每个叶片52，特别是两个叶片部段56、57以及位于曲柄型偏置部60之间的(第三)叶片部段，再次具有基本上恒定的壁厚70(在图4中示出一次)。
在该图中很明显，在每种情况下都存在支承元件59，该支承元件59布置在所述叶片的一侧上(这里在下面)并在相应叶片52的第一叶片部段56中，并且该支承元件59可旋转地安装在支承环68的相应支承位置69中。在这里是其顶侧的一侧上，每个叶片52还具有致动元件58，该致动元件58布置在第二叶片部段57中，并且接合在调节环53的相应凹槽54中。
多重曲柄型偏置部允许三个叶片之间的重叠，并因此允许更大的重叠区域，并且多个叶片52有可能同时在彼此之上滑动，如图4所示。因此，可以实现开始提到的优点和功能，尤其是流动横截面的更大的可变可调部分区域。
如图4中使用中心叶片52的示例所示，叶片52的所有或一些曲柄型偏置部60同时限定了相应的端部止挡件64，这限制了布置在其上和/或其下的另一叶片52的枢转范围。端部止挡件64，即相应的曲柄型偏置部60，因此限制了虹膜式隔板机构50的隔板孔55的最小开口宽度。
此外，通过形成偏置部61，可以在各个叶片52之间形成恒定的间隙68，如图4中的示例所示。恒定间隙71形成在两个叶片52之间的所有区域中，这两个叶片52一个布置在另一个之上。这与曲柄型偏置部的数量无关。
在与图4相同的视图中，图5示出了根据另一个示例性实施例的具有叶片52的虹膜式隔板机构50的一部分。再次示出了支承环68以及调节环53，支承环68在这里例如直接形成在固定压缩机壳体31上。此外，这里仅示出了这里提供的多个叶片52中的两个叶片52，并且原则上，它们具有与上述叶片相似的结构，并且再次具有偏置部61，尽管该偏置部不是由曲柄型偏置部，而是由台阶型偏置部66产生的。同样在该图示中，相应地清楚地看到，在每种情况下，在支承环68的相应支承位置69中可旋转地安装有支承元件59，该支承元件59布置在所述叶片的在这里下面的一侧上并且在相应叶片52的第一叶片部段56中。在这里是其顶侧的一侧上，每个叶片52还另外具有致动元件58，该致动元件58布置在第二叶片部段57中，并且接合在调节环53的相应凹槽54中。
在所示的示例中，形成了单个且简单的台阶型偏置部，其中相应叶片52的上侧和下侧都具有基本上直角的台阶。这里，两个叶片部段56和57通过中心部分67连接，与第一叶片部段56和/或第二叶片部段57相比，中心部分67具有两倍的壁厚。这允许特别硬的实施例，如开始所提到的。
类似于图4中的示例性实施例，也可以提供相对于彼此偏置布置的多个台阶型偏置部66。作为一种选择，如上所述，相应的台阶型偏置部66再次形成具有偏置线65的端部止挡件64。上述内容在恒定间隙方面同样适用。

Claims (11)

1.一种用于内燃发动机的增压装置的径流式压缩机(30)，具有
- 轴承组件(40)，其中可旋转地安装有转子轴(14)；
- 压缩机轮盘(13)，其布置在压缩机壳体(31)中并且布置成在所述转子轴(14)上共同旋转；和
- 新鲜空气供应通道(36)，其用于将新鲜空气质量流(FM)运送到所述压缩机轮盘(13)，
其中，
- 布置在所述压缩机轮盘(13)上游的是虹膜式隔板机构(50)，所述虹膜式隔板机构(50)被设计成至少部分地关闭或打开隔板孔(55)，从而允许可变地调节所述新鲜空气质量流(FM)的流动横截面，以允许至少在部分区域上进入所述压缩机轮盘(13)；
- 虹膜式隔板机构(50)具有多个叶片(52)，其中，每个叶片(52)具有至少一个第一叶片部段(56)和一个第二叶片部段(57)，并且其中，在垂直于所述叶片的主延伸平面的方向上至少在所述相应叶片(52)的所述第一叶片部段(56)和所述第二叶片部段(57)之间形成偏置部(61)。
2.根据权利要求1所述的径流式压缩机(30)，其中，所述叶片部段(56, 57)在垂直于所述叶片的主延伸平面的方向上相对于彼此的所述偏置部(61)由一个或多个曲柄型偏置部(60)形成。
3.根据权利要求2所述的径流式压缩机(30)，其中，每个叶片(52)被设计为成形件。
4.根据权利要求1所述的径流式压缩机(30)，其中，所述偏置部(61)由一个或多个台阶型偏置部(66)形成。
5.根据权利要求4所述的径流式压缩机(30)，其中，所述第一叶片部段(56)和所述第二叶片部段(57)经由相应叶片(52)的至少一个中心部分(67)连接，其中所述至少一个中心部分(67)具有比所述第一叶片部段(56)和所述第二叶片部段(57)更大的壁厚。
6.根据权利要求5所述的径流式压缩机(30)，其中，与所述第一叶片部段(56)或所述第二叶片部段(57)相比，所述至少一个中心部分(67)具有双倍的壁厚。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的径流式压缩机(30)，其中每个叶片(52)被生产为注射成型件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的径流式压缩机(30)，其中，所述叶片(52)以这样的方式布置，即在所述隔板孔(55)的关闭和打开期间，在所述叶片(52)之间形成基本上恒定的间隙(68)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的径流式压缩机(30)，其中，用于限定所述虹膜式隔板机构(50)的隔板孔(55)的最小开口宽度的端部止挡件(64)由每个叶片(52)的所述偏置部(61)形成。
10.一种用于根据权利要求1至9中任一项所述的径流式压缩机(30)的虹膜式隔板机构(50)的叶片(52)，其中，所述叶片(52)具有至少一个第一叶片部段(56)和一个第二叶片部段(57)，并且其中，在垂直于所述叶片的主延伸平面的方向上至少在所述叶片(52)的所述第一叶片部段(56)和所述第二叶片部段(57)之间形成偏置部(61)。
11.一种用于内燃发动机的增压装置(1)，其中，所述增压装置(1)具有根据权利要求1至9中任一项所述的径流式压缩机(30)，并且其中，所述增压装置(1)被设计为废气涡轮增压器或由电动马达操作的增压器或通过与所述内燃发动机的机械联接操作的增压器。
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