用于增壓設(shè)備的組合系統(tǒng)以及增壓設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于多級(jí)的增壓設(shè)備的組合系統(tǒng)(Baukastensystem，有時(shí)稱為模塊化系統(tǒng))。此外本發(fā)明涉及一種增壓設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今用于內(nèi)燃機(jī)的增壓設(shè)備總是為單獨(dú)針對(duì)限定的使用目的和限定的要求而建造的增壓設(shè)備。如果應(yīng)當(dāng)重新開(kāi)發(fā)增壓設(shè)備，則通常增壓設(shè)備的全部的結(jié)構(gòu)組件經(jīng)受重新開(kāi)發(fā)。迄今不可行的和僅僅在極其受限的范圍中可行的是，在重新開(kāi)發(fā)增壓設(shè)備時(shí)取用現(xiàn)有的構(gòu)件并且繼續(xù)使用這些構(gòu)件。這是不利的。
[0003]從文件DE102005056797A1中已知針對(duì)限定的要求而建造的增壓設(shè)備，其具有高壓渦輪機(jī)和低壓渦輪機(jī)作為排氣側(cè)的結(jié)構(gòu)組件并且具有低壓壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)作為增壓空氣側(cè)的結(jié)構(gòu)組件。從現(xiàn)有技術(shù)已知的增壓設(shè)備包括排氣流出殼體作為另外的排氣側(cè)的結(jié)構(gòu)組件。作為另外的增壓空氣側(cè)的結(jié)構(gòu)組件存在有消聲器和增壓空氣冷卻器。高壓渦輪機(jī)的高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)第一軸與高壓壓縮機(jī)的高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)。低壓渦輪機(jī)的低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)第二軸與低壓壓縮機(jī)的低壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)。將低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子與低壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)的第二軸實(shí)施為空心軸，其部分區(qū)段地同心地包圍將高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子與高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)結(jié)的第一軸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]以此為出發(fā)點(diǎn)本發(fā)明的任務(wù)在于創(chuàng)造一種用于以組合結(jié)構(gòu)形式的增壓設(shè)備的組合系統(tǒng)以及以組合結(jié)構(gòu)形式的增壓設(shè)備。該任務(wù)由根據(jù)權(quán)利要求1的組合系統(tǒng)解決。
[0005]組合系統(tǒng)的增壓空氣側(cè)的組合模塊(即至少帶有高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和高壓壓縮機(jī)殼體的高壓壓縮機(jī)、帶有低壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和低壓壓縮機(jī)殼體的低壓壓縮機(jī)，以及連結(jié)到低壓壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)之間的增壓空氣冷卻器)與排氣側(cè)的組合模塊的設(shè)計(jì)方案無(wú)關(guān)。
[0006]作為排氣側(cè)的組合模塊帶有高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和高壓渦輪機(jī)殼體的高壓渦輪機(jī)以及帶有低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子和低壓渦輪機(jī)殼體的低壓渦輪機(jī)取決于高壓渦輪機(jī)實(shí)施為徑流式渦輪機(jī)還是實(shí)施為軸流式渦輪機(jī)并且取決于低壓渦輪機(jī)實(shí)施為徑流式渦輪機(jī)還是實(shí)施為軸流式渦輪機(jī)。此外作為排氣側(cè)的組合模塊高壓渦輪機(jī)殼體和低壓渦輪機(jī)殼體取決于增壓設(shè)備構(gòu)造成在高壓渦輪機(jī)和低壓渦輪機(jī)之間不帶有排氣后處理還是帶有排氣后處理。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的組合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了，在開(kāi)發(fā)一種增壓設(shè)備時(shí)積累的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)移到其它的增壓設(shè)備上。由此對(duì)于不同的增壓設(shè)備而言能夠提供統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)組件構(gòu)思并且能夠減小關(guān)于增壓設(shè)備的不同的設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)組件變型方案。此外能夠簡(jiǎn)化在顧客以及制造商處的備用件倉(cāng)儲(chǔ)。能夠減少用于顧客和服務(wù)人員的培訓(xùn)消耗。
[0008]尤其作為排氣側(cè)的組合模塊高壓渦輪機(jī)殼體和低壓渦輪機(jī)殼體取決于增壓設(shè)備構(gòu)造成在高壓渦輪機(jī)和低壓渦輪機(jī)之間帶有外部的排氣后處理還是帶有內(nèi)部的排氣后處理。高壓渦輪機(jī)殼體和低壓渦輪機(jī)殼體的這種設(shè)計(jì)方案(即取決于外部的排氣后處理還是內(nèi)部的排氣后處理)實(shí)現(xiàn)了提供特別有利的組合系統(tǒng)。
[0009]優(yōu)選地作為另外的增壓空氣側(cè)的組合模塊消聲器與排氣側(cè)的組合模塊的設(shè)計(jì)方案無(wú)關(guān)。此外作為另外的組合模塊從動(dòng)模塊/驅(qū)動(dòng)模塊與排氣側(cè)的組合模塊的設(shè)計(jì)方案無(wú)關(guān)。優(yōu)選地作為排氣側(cè)的組合模塊排氣流出殼體與其余的排氣側(cè)的組合模塊的設(shè)計(jì)方案無(wú)關(guān)。由此能夠進(jìn)一步提高組合系統(tǒng)的一致的組合模塊的數(shù)量。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的增壓設(shè)備在權(quán)利要求10中進(jìn)行限定。
【附圖說(shuō)明】
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求和下面的描述中獲得。根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例，而不受限于這些實(shí)施例。在此:
圖1示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第一增壓設(shè)備；
圖2示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第二增壓設(shè)備；
圖3示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第三增壓設(shè)備；
圖4示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第四增壓設(shè)備；
圖5示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第五增壓設(shè)備；
圖6示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第六增壓設(shè)備；
圖7示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第七增壓設(shè)備；
圖8示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第八增壓設(shè)備；
圖9示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第九增壓設(shè)備；
圖10示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第十增壓設(shè)備；
圖11示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第十一增壓設(shè)備；
圖12示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的第十二增壓設(shè)備；
圖13示出了以組合結(jié)構(gòu)形式的另一增壓設(shè)備；
圖14示出了用于進(jìn)一步說(shuō)明組合系統(tǒng)的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明涉及一種以組合形式的多級(jí)的增壓設(shè)備，在其中能夠以與增壓設(shè)備的具體的實(shí)施方案無(wú)關(guān)的方式在形態(tài)上的(morphologisch)組合系統(tǒng)的意義下不改變地或以最小的匹配(調(diào)整)使用增壓設(shè)備的大量的核心構(gòu)件。此外本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的增壓設(shè)備的組合系統(tǒng)。
[0013]圖1示出了用于內(nèi)燃機(jī)的在使用根據(jù)本發(fā)明的組合系統(tǒng)的情況下形成的、多級(jí)的第一增壓設(shè)備10。
[0014]增壓設(shè)備10具有高壓渦輪機(jī)11、低壓渦輪機(jī)12以及具有排氣流出殼體13作為排氣側(cè)的結(jié)構(gòu)組件。高壓渦輪機(jī)11包括高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子14和高壓渦輪機(jī)殼體15。低壓渦輪機(jī)12包括低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子16和低壓渦輪機(jī)殼體17。
[0015]根據(jù)圖1，離開(kāi)內(nèi)燃機(jī)的排氣18首先到達(dá)到高壓渦輪機(jī)11的區(qū)域中，以便在那里至少部分地卸壓(膨脹)。接著排氣到達(dá)到低壓渦輪機(jī)12的區(qū)域中，以便在那里進(jìn)一步卸壓(膨脹)。隨其后排氣到達(dá)到排氣流出殼體13的區(qū)域中，以便從增壓設(shè)備10中引出。
[0016]圖1的增壓設(shè)備10具有低壓壓縮機(jī)19和高壓壓縮機(jī)20作為增壓空氣側(cè)的結(jié)構(gòu)組件。低壓壓縮機(jī)19具有低壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21，該低壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)低壓側(cè)的軸22與低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子16聯(lián)結(jié)。此外低壓壓縮機(jī)19具有低壓壓縮機(jī)殼體23，該低壓壓縮機(jī)殼體經(jīng)過(guò)消聲器31抽吸待壓縮的增壓空氣。高壓壓縮機(jī)20具有高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子24，該高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)高壓側(cè)的軸25與高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子14聯(lián)結(jié)。根據(jù)圖1，低壓側(cè)的軸22實(shí)施為空心軸，其至少部分區(qū)段地同心地包圍高壓側(cè)的軸25。此外高壓壓縮機(jī)20具有高壓壓縮機(jī)殼體26。圖1的增壓設(shè)備10具有增壓空氣冷卻器27作為另外的增壓空氣側(cè)的結(jié)構(gòu)組件，該增壓空氣冷卻器在增壓空氣的流動(dòng)方向上連結(jié)到低壓壓縮機(jī)19和高壓壓縮機(jī)20之間并且由低壓壓縮機(jī)殼體23容納。
[0017]待壓縮的空氣28經(jīng)過(guò)消聲器31被抽吸并且首先在低壓壓縮機(jī)19中且接著在高壓壓縮機(jī)20中被壓縮，其中增壓空氣28在低壓壓縮機(jī)19和高壓壓縮機(jī)20之間在增壓空氣冷卻器27中冷卻。以高壓壓縮機(jī)20為出發(fā)點(diǎn)可將被壓縮的增壓空氣28輸送給內(nèi)燃機(jī)。
[0018]增壓設(shè)備10具有從動(dòng)模塊/驅(qū)動(dòng)模塊29作為另外的結(jié)構(gòu)組件，通過(guò)該從動(dòng)模塊/驅(qū)動(dòng)模塊能夠或者從增壓設(shè)備10中取出功率或者給增壓設(shè)備10輸送功率。
[0019]圖1的增壓設(shè)備10由根據(jù)本發(fā)明的用于多級(jí)的增壓設(shè)備的組合系統(tǒng)組合而成。在根據(jù)本發(fā)明的組合系統(tǒng)的情況下(如下面在進(jìn)一步參考圖2至14的情況下詳細(xì)地所描述的那樣)使增壓空氣側(cè)的組合模塊(即至少帶有高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子24和高壓壓縮機(jī)殼體26的高壓壓縮機(jī)20、帶有低壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21和低壓壓縮機(jī)殼體23的低壓壓縮機(jī)13，以及連結(jié)到低壓壓縮機(jī)19和高壓壓縮機(jī)20之間的增壓空氣冷卻器27以及此外消聲器31)與組合系統(tǒng)的排氣側(cè)的組合模塊的設(shè)計(jì)方案無(wú)關(guān)，其中此外從動(dòng)模塊/驅(qū)動(dòng)模塊29也與根據(jù)本發(fā)明的組合系統(tǒng)的排氣側(cè)的組合模塊的設(shè)計(jì)方案無(wú)關(guān)。高壓壓縮機(jī)20和低壓壓縮機(jī)19在根據(jù)本發(fā)明的組合系統(tǒng)的情況下優(yōu)選地分別實(shí)施為徑流式壓縮機(jī)。然而與此不同地還可行的是，將這兩個(gè)壓縮機(jī)的一個(gè)或還兩個(gè)壓縮機(jī)實(shí)施為軸流式壓縮機(jī)。然而使用徑流式壓縮機(jī)作為高壓壓縮機(jī)20和低壓壓縮機(jī)19是優(yōu)選的。
[0020]作為排氣側(cè)的組合模塊，帶有高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子14和高壓渦輪機(jī)殼體15的高壓渦輪機(jī)11以及帶有低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子16和低壓殼體17的低壓渦輪機(jī)12取決于高壓渦輪機(jī)11實(shí)施為徑流式渦輪機(jī)還是實(shí)施為軸流式渦輪機(jī)，并且取決于低壓渦輪機(jī)12實(shí)施為徑流式渦輪機(jī)還是實(shí)施為軸流式渦輪機(jī)。在圖1的實(shí)施例中高壓渦輪機(jī)11和低壓渦輪機(jī)12分別實(shí)施為軸流式渦輪機(jī)。
[0021]此外在根據(jù)本發(fā)明的組合系統(tǒng)的