用于尤其是机动车的废气涡轮增压器的涡轮机及内燃机的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于尤其是机动车的废气涡轮增压器的涡轮机。本发明还涉及一种用于机动车的内燃机。

背景技术：

1、同类型的用于尤其机动车的废气涡轮增压器的涡轮机例如已由de102013002894b4公开。涡轮机具有涡轮机壳体，其具有至少两个至少局部相互流体隔断且可被内燃机废气流过的涌流道。另外，de102016208163a1公开了一种用于废气涡轮增压器的涡轮机。此外，de 11 2015 005 540b4公开一种废气涡轮增压器。de 10 2016 208 160a1还公开一种用于废气涡轮增压器的涡轮机。

技术实现思路

1、本发明的任务是提供一种用于废气涡轮增压器的涡轮机以及一种具有至少一个这种涡轮机的内燃机，从而可以实现特别有利的涌流道连通。

2、该任务通过一种具有权利要求1的特征的涡轮机以及通过一种具有权利要求6的特征的内燃机来完成。在其余权利要求中给出了具有合适的发明改进方案的有利设计。

3、本发明的第一方面涉及一种用于尤其是机动车的废气涡轮增压器的涡轮机。这意味着，优选设计成汽车尤其是轿车的、也简称为车辆的机动车在其制造完成状态下具有包括涡轮机的废气涡轮增压器。尤其是，机动车在其制造完成状态下具有例如设计成活塞式发动机的也称为发动机或内燃发动机的内燃机，借此能驱动机动车。在内燃机点火运行期间，在内燃机中进行燃烧过程。在相应的燃烧过程中，相应也简称为混合物的燃料-空气混合物燃烧，由此产生内燃机废气。如以下还将详细解释地，涡轮机借助废气可被驱动。混合物在此至少具有空气和尤其是流体态的燃料。尤其是，燃料是汽油，因此是汽油机燃料。因此，内燃机优选设计成汽油发动机。涡轮机具有涡轮机壳体，其具有至少或正好两个至少局部相互流体隔断的涌流道(fluten)。相应的涌流道可被废气流过。涡轮机还具有涡轮机叶轮，它尤其可转动地容置于涡轮机壳体内。涡轮机叶轮可被废气驱动且因此例如可绕转动轴线相对于涡轮机壳体转动。尤其是，相应的涌流道可以设计成相应的螺旋通道，其例如沿涡轮机叶轮周向在其周侧上至少基本上呈螺旋线形延伸。尤其是涡轮机叶轮容置在涡轮机壳体的也称为接纳区的容纳空间中。在此，例如相应的涌流道通入接纳区，使得流过相应的涌流道的废气从相应的涌流道可被引导入接纳区和进而通向涡轮机叶轮。因此，流过相应涌流道的废气可以从相应涌流道流出并且流入接纳区，随后迎流向涡轮机叶轮并由此驱动涡轮机叶轮。

4、涡轮机、尤其是涡轮机壳体具有至少或正好一个旁流通道/旁通通道，涡轮机叶轮经此旁流通道至少被一部分废气绕过。尤其是，旁流通道至少部分在涡轮机壳体内延伸和/或旁流通道至少部分直接由涡轮机壳体界定。“至少一部分废气能通过旁流通道绕过涡轮机”的特征是指，流过旁流通道的废气绕过涡轮机叶轮，故没有驱动涡轮机叶轮。旁流通道也被称为废气门、废气门道、旁路或旁路通道。

5、涡轮机且尤其是涡轮机壳体还具有至少或正好一个流通口，涌流道经此流通口可相互连通。尤其是，流通口可以尤其是直接通过涡轮机壳体被界定。尤其是，流通口是一个不同于旁流通道的且与旁流通道分开或除了旁流通道以外附加设置的流通口，涌流道经此流通口可相互流体连通。旁流通道通常被用于调节、尤其控制可由废气涡轮增压器提供的增压压力。

6、此外，涡轮机具有至少一个阀件，其在关闭位置和至少一个打开位置之间可以尤其是相对于涡轮机壳体被调节，即，可运动。在关闭位置，借助也称为阀体的阀件尤其总是完全关闭所述旁流通道和流通口，即，将其流体阻断。故优选在关闭位置不会有废气流过旁流通道，并且优选在关闭位置不会有废气流过流通口，从而例如在关闭位置禁止、即关闭涌流道之间的通过流通口造成的流体连通。更尤其规定，涌流道在关闭位置尤其完全被相互流体隔断。在打开位置，阀件分别至少局部打开旁流通道以及流通口，尤其同时打开，从而在打开位置，该废气流入旁流通道并且能流过旁流通道。另外，废气可以在打开位置流过流通口且因此例如从其中一个涌流道经由流通口流入、因此溢流到相应另一涌流道。

7、如果涌流道按下述方式相互流体隔断，即，流通口在关闭位置借助阀件被流体关闭、即流体阻断，则可以执行所谓的脉冲增压来给内燃机增压，即，给内燃机供应压缩空气。通过打开流通口，即，通过流通口将涌流道相互连通，可以实现所谓的定压增压来给内燃机增压。

8、优选地，阀件设计成一件式，即是一体式阀体。换言之优选规定，阀件并非由多个彼此单独构成的且相互连接的构件组成，而是阀件优选是整体的、因此一件式的且因此作为整体或一体式制造的阀体，其被设计成整体块。更优选地规定，阀件在其从关闭位置移动到打开位置时同时分别至少局部打开旁流通道以及流通口两者。

9、现在，为了特别有利地将涡轮机的涌流道流体连通且进而能实现特别有利的涌流道连通，本发明规定，阀件具有至少或正好一个尤其完全穿过阀件的且因此尤其在阀件内延伸的且可被废气流过的流道，其因此例如沿其周向完全环绕地尤其在其整个在流过流道的废气的流动方向上延伸的范围内由阀件(阀体)完全界定。流道例如可被用于除了仅部分打开流通口外还例如在打开位置流体连通涌流道，即，尤其当例如在打开位置阀件本身开放流通口的第一局部区域且还突入流通口的尤其紧接第一局部区域的第二局部区域中且因此布置在第二局部区域中时，将涌流道相互流体连通。于是，例如流道可以位于第二局部区域的一部分中，或废气可以流过所打开的第一局部区域和流道且进而流过第二局部区域的一部分，使得例如大的废气体积流和/或质量流从一个涌流道能溢流到相应另一涌流道中。

10、例如，流道通过至少或正好一个孔构成，使得可以成本特别有利地形成流道。例如，涡轮机是至少或正好双道式分段涡轮机，由此可以实现特别有利的或高效的运行。在此，本发明基于已经从现有技术中知道的涌流道连通，它尤其是如此可变化，即，流通口通过使阀件运动到关闭位置而被尤其完全流体阻断，因此可被关闭，其中，流通口通过使阀件运动到打开位置而至少局部可被打开。尤其可以想到的是，阀件可被调节到、即运动到关闭位置和所述的至少一个打开位置以及至少一个或多个其它打开位置，其中，在相应其它打开位置，流通口总是至少局部被打开。尤其是，在相应打开位置，相应废气体积流和/或质量流可以流过流通口，其中，所述体积流和/或质量流在这些打开位置彼此不同。由此可以实现尤其按需的且因此可变的也称为涌流道连通的涌流道连接。阀件在此应有双重功能。其一，阀件被用作涌流道连通阀，用于选择性地关闭或打开流通口。其二，阀件被用作废气门或旁路阀，用于选择性地打开或关闭旁流通道。阀件在此尤其在相应打开位置同时限定涡轮机叶轮旁通的第一有效面积和涌流道连通的第二有效面积。废气可以流过第一有效面积并经此流入旁流通道，以及废气可以流过第二有效面积并由此从一个涌流道溢流到另一涌流道。涡轮机叶轮旁通是指，至少一部分废气绕过涡轮机叶轮。换言之，例如尤其在打开位置，第一有效面积和第二有效面积分别至少部分直接由阀件、尤其是阀件的外周侧周面界定，其中，流过第一有效面积的废气绕过涡轮机叶轮，而其中，流过第二有效面积的废气从其中一个涌流道溢流到另一涌流道中。由此一来，一方面可以例如在负荷激增且对内燃机瞬态特性有高要求时实现脉冲增压。另一方面，也可以在额定功率下以较高效率运行涡轮机。阀件的一个特征可以是其面积比，或者是某一面积比(即第一有效面积与第二有效面积之比，或反之)。在此，阀件的尤其外周侧的轮廓可以依据相应打开位置和进而尤其是阀件打开角度限定所述面积和进而面积比和由此产生的废气质量流比。质量流比是指废气第一质量流与废气第二质量流之比，其中，例如第一质量流流过第一面积或绕过涡轮机叶轮，第二质量流流过流通口或从其中一个涌流道溢流到另一涌流道。

11、但现有的方案无法在几何形状上产生任何一个从发动机角度看值得期待的涌流道连通特性。相比于传统解决方案，本发明现在允许以改善的且尤其是按需的方式调整或调节质量流比，尤其在相应打开位置。尤其是本发明扩展关于调整质量流比的可能性，尤其在相应打开位置，其中，不再仅改变几何形状的间隙面积，而是改变有效的流动面积。对此，本发明的也称为流通道的流道形成在阀件中。例如即使在阀件的小打开角度情况下，即，当阀件例如按照前述第一局部区域被打开而阀件本身例如仍布置在第二局部区域的方式仅很微小地打开，且在此虽然尤其同时打开旁流通道和流通口、但流通口仅很微小地打开时，流道也允许现在例如废气不仅能流过所打开的第一局部区域，也能够流过流道。由此，尽管打开角度小或阀件仅略微打开，也能展现出显著或大规模的涌流道连通。换言之，尤其尽管打开角度小或即便在阀件的小打开角度情况下，也可实现大的体积流和/或质量流，其可从其中一个涌流道溢流到相应另一涌流道中。故可以因为阀件运动机制而在小的打开角度下也得到相对小的涌流道连通质量流，其在较大打开角度下明显提升。相应涌流道连通质量流是指从其中一个涌流道溢流到相应另一涌流道的废气的相应质量流。

12、通过流道的设计，可以将例如流过第一局部区域的废气主连通流用于启用附加的流过流道的废气连通质量流。故本发明允许能获得值得期待的或所要求的涌流道连通特性，其中，例如同时能实现或维持有利的、尤其是有利的小的阀件尺寸。由此可以获得效率提升，而不必在例如设置用于阀体运动或调节的运动机构中产生附加力。设置用于使阀件尤其在打开位置与关闭位置之间移位或运动的运动机构例如包括电执行部件，其也称为电动调节件。电执行部件是电动式执行机构，借此可以例如使阀件在利用电能情况下从关闭位置运动到打开位置和/或从打开位置运动到关闭位置。

13、为了能尤其按需且有利地引导废气流过流道而规定，流道尤其在至少或正好一个假想平面内具有至少一个呈拱形延伸的长度区。

14、替代地或附加地规定，流道具有至少两个尤其在至少或正好一个假想平面内相互倾斜或垂直延伸的长度区，由此废气特别有利地可以被引导穿过流道且经此流过阀件。

15、替代地或附加地规定，流道至少在一局部区域中尤其在至少或正好一个假想平面内呈s形或z形走向延伸。由此可以特别有利地布置废气流入流道和流出流道的相应部位，从而可以实现特别有利的废气引导。

16、因此被表明特别有利的是，涌流道在阀件的打开位置通过流道相互流体连通。换言之优选规定，流道按下述方式或出于下述目的而被设计，即，在打开位置，所述涌流道通过流道相互流体连通。又换言之，废气可以在打开位置从其中一个涌流道流入该流道，进而流过流道并通过流道流入另一涌流道，使得流道尤其是设计成在打开位置将废气从其中一个涌流道引导入相应另一涌流道。由此可以实现特别有利的运行，因为涌流道也能够在小的打开角度下、即在阀件略微打开的情况下有利地显著相互流体连通。

17、还被证明特别有利的是，在关闭位置，涌流道之间的由流道造成的连通被阻止。换言之，优选规定，在关闭位置，流通口借助阀件尤其完全被关闭，并且在关闭位置，涌流道也未通过流道相互流体连通。因此可以在关闭位置实现涌流道的严格隔断，使得能够尤其按需地在涌流道的流体连通与涌流道的流体隔断之间进行切换。

18、另一个实施方式的特点是流道在关闭位置通过涡轮机壳体壁部区域被流体阻断。由此能通过很简单的方式确保在关闭位置没有废气能够从其中一个涌流道溢流到相应另一涌流道，从而涌流道能尤其按需且选择性地相互流体隔断或流体连通。

19、在本发明的一个特别有利的实施方式中规定，在关闭位置，该流通口借助阀件被完全关闭。由此可以很精确且按规定地在涌流道连通(即涌流道相互流体连通)与涌流道隔断(这是指涌流道尤其完全被相互流体隔断的状态)之间切换。由此可以实现很有利的运行。

20、本发明的第二方面涉及一种简称为内燃发动机或发动机的且例如设计成活塞式发动机的机动车用内燃机。内燃机具有至少一个废气涡轮增压器，其具有根据本发明第一方面的涡轮机。本发明第一方面的优点和有利设计应被视为本发明第二方面的优点和有利设计，反之亦然。