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齿轮传动式 涡轮 增压 发动机

阅读：758发布：2020-05-14

专利汇可以提供齿轮传动式涡轮增压发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及齿轮传动式涡轮增压发动机，其具有齿轮箱、至少一个驱动和输出组件和供油系统；齿轮箱包含：齿轮箱体、带有齿轮轴的中心齿轮、和带有至少一个小齿轮轴的啮合到所述齿轮的至少一个小齿轮；供油系统具有：储油箱，油存放在该储油箱中；供油管线，借助于该供油管线油可从储油箱中被吸出并沿着将被润滑的齿轮箱的方向引导；油泵，用于将油从储油箱向外输送；和回油管线，从齿轮箱流出的油借助于该回油管线流回到储油箱中；其特征在于：齿轮箱的齿轮箱体安装成借助于齿轮箱体底座而立在储油箱的支撑板上，在各自情况下一个供给管线口和一个返回管线口被引入到齿轮箱体底座中并引入储油箱的支撑板中，以这样的方式使得在各自情况下储油箱的支撑板的供给管线口与齿轮箱体的齿轮箱体底座的供给管线口齐平，以及齿轮箱体的齿轮箱体底座的返回管线口与储油箱的支撑板的返回管线口齐平，使得在各自情况下到齿轮箱的油的入流和离开齿轮箱的油的回流经由齿轮箱体底座进行。，下面是齿轮传动式涡轮增压发动机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种齿轮传动式涡轮增压发动机（10），其具有齿轮箱（11）、至少一个驱动和输出组件（12、13、14、15、16）和供油系统（20）；
所述齿轮箱（11）包含齿轮箱体（19）、带有齿轮轴（18）的中心齿轮（17）、和带有至少一个小齿轮轴（22、24、26）的至少一个小齿轮（21、23、25），所述至少一个小齿轮啮合到所述齿轮（17）中；所述供油系统（20）具有：储油箱（40），油被存放在所述储油箱中；供油管线（41），借助于所述供油管线油能够从所述储油箱（20）中被吸出并沿着将被润滑的齿轮箱（11）的方向引导；油泵（42），用于将油从储油箱（40）输送出；和回油管线（43），从所述齿轮箱（11）流出的油借助于所述回油管线流回到所述储油箱（40）中；
其特征在于：
所述齿轮箱（11）的齿轮箱体（19）安装成借助于齿轮箱体底座（44）而立在所述储油箱（40）的支撑板（45）上，其中在各自情况下一个供给管线口（47）和一个返回管线口（48）被引入所述齿轮箱体底座（44）中并引入所述储油箱（40）的支撑板（45）中，以这样的方式使得在各自情况下所述储油箱（40）的支撑板（45）的供给管线口与所述齿轮箱体（19）的齿轮箱体底座（44）的供给管线口齐平，以及所述齿轮箱体（19）的齿轮箱体底座（44）的返回管线口与所述储油箱（40）的支撑板（45）的返回管线口齐平，使得在各自情况下到所述齿轮箱（11）的油的入流和离开所述齿轮箱（11）的油的回流经由所述齿轮箱体底座（44）进行。
2.根据权利要求1所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：所述齿轮箱体底座（44）和所述储油箱（40）的支撑板（45）借助于密封元件至少在所述供给管线口（47）的区域相对于彼此密封。
3.根据权利要求2所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：槽被引入到所述储油箱（40）的支撑板（45）中，包围所述供给管线口（47），构造为O形环的密封元件被插入到所述槽中。
4.根据权利要求2所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：所述密封元件构造为平的密封件。
5.根据权利要求2所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：所述密封元件由固化密封胶构成。
6.根据权利要求2至5中一项所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：所述齿轮箱体底座（44）和所述储油箱（40）的支撑板（45）此外借助于密封元件在所述返回管线口（48）的区域相对于彼此密封。
7.根据权利要求6所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：槽被引入到所述储油箱（40）的支撑板（45）中，包围所述返回管线口（48），构造为O形环的密封元件被插入到所述槽中。
8.根据权利要求6所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：所述密封元件构造为平的密封件。
9.根据权利要求6所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：所述密封元件由固化密封胶构成。
10.根据权利要求1至9中一项所述的齿轮传动式涡轮增压发动机，其特征在于：供给侧油节流阀被整合到所述齿轮箱体（19）中。

说明书全文

齿轮传动式 涡轮 增压 发动机

技术领域

[0001] 本发明涉及齿轮传动式涡轮增压发动机。

背景技术

[0002] 从DE 10 2012 022 131 A1中已知齿轮传动式涡轮增压发动机的基本结构，其具有齿轮箱、具有驱动组件并具有多个输出组件，其中齿轮传动式涡轮增压发动机的这些部件被整合以形成机械传动系。齿轮箱具有带齿轮轴的中心齿轮，其中一个或多个小齿轮轴与该齿轮啮合。此外，从实践中已知，齿轮传动式涡轮增压发动机具有供油系统，以便给齿轮传动式涡轮增压发动机的尤其是齿轮箱供给润滑油。齿轮传动式涡轮增压发动机的该供油系统具有：储油箱，油被存放在该储油箱中；供油管线，借助于该供油管线油可从储油箱中被吸出并沿着将被润滑的齿轮箱的方向引导；油泵，用于将油从储油箱输送出；和回油管线，借助于该回油管线从齿轮箱流出的油流回到储油箱中。在从实践已知的齿轮传动式涡轮增压发动机中，到齿轮箱的供油管线和起自齿轮箱的回油管线借助于分别的管道实现，所述分别的管道通常在一侧上连接到齿轮箱的齿轮箱体。这种类型的管道只有在齿轮传动式涡轮增压发动机已安装在场地中之后或已连接到油系统之后才能被调整。管道的调整需要组装时间，因此影响了齿轮传动式涡轮增压发动机的总交货时间。

发明内容

[0003] 存在对于齿轮传动式涡轮增压发动机的需求，在所述齿轮传动式涡轮增压发动机中可以省去在齿轮箱的区域中的管道并因此省去在场地中对其的调整。

[0004] 在此基础上，本发明的目的是创造一种新颖的齿轮传动式涡轮增压发动机。该目的通过根据权利要求1的齿轮传动式涡轮增压发动机被实现。齿轮箱的齿轮箱体安装成借助于齿轮箱体底座而立在储油箱的支撑板上，其中，在各自情况下，一个供给管线口和一个返回管线口被引入齿轮箱体底座中并引入储油箱的支撑板中，以这样的方式使得在各自情况下储油箱的支撑板的供给管线口与齿轮箱体的齿轮箱体底座的供给管线口齐平、以及齿轮箱体的齿轮箱体底座的返回管线口与储油箱的支撑板的返回管线口齐平，使得到齿轮箱的油的入流和离开齿轮箱的油的回流在各自情况下经由齿轮箱体底座进行。

[0005] 在根据本发明的齿轮传动式涡轮增压发动机中，齿轮箱的齿轮箱体安装成特别借助于齿轮箱体底座来立在储油箱的支撑板上，所述齿轮箱体底座优选地螺纹连接到储油箱的支撑板。供给管线的供给管线口和回油管线的返回管线口被引入齿轮箱体的齿轮箱体底座中，并引入储油箱的支撑板中。因此，沿着齿轮箱方向的供油借助于储油箱的支撑板的和齿轮箱体底座的供给管线口进行。从齿轮箱流出的沿着储油箱方向的油的回流经由齿轮箱体底座的和支撑板的返回管线口进行。因此，可以省去在齿轮箱的区域的单独的管路系统。所以，在场地中与此有关的调整操作是不必要的。能够减少齿轮传动式涡轮增压发动机的总的交货时间。

[0006] 根据有利的改进方案，齿轮箱体底座和储油箱的支撑板借助于密封元件至少在供给管线口的区域相对于彼此密封，其中，为此目的，优选将槽引入到储油箱的支撑板中、包围供给管线口，构造为O形环或密封绳的密封元件被插入到该槽中。因此，可以以尤其有利的方式密封储油箱的支撑板的和齿轮箱体的齿轮箱体底座的齐平的供给管线口之间的分离间隙。在这种情况下，相对于大气压力的若干巴的过压通常普遍存在于供给区域中，使得插入到储油箱的支撑板的槽中的O形环的使用能够实现尤其有利的密封。

[0007] 根据改进方案，齿轮箱体底座和储油箱的支撑板此外借助于密封元件在返回管线口的区域中相对于彼此密封。在通常没有加压的返回管线的返回管线口的区域中的密封也是优选的。

[0008] 根据改进方案，供给侧油节流阀被整合到齿轮箱体中。供给侧油节流阀整合到齿轮箱体中允许进一步的功能整合，并因此降低了在场地中建造齿轮传动式涡轮增压发动机时根据现有技术所需的调整费用。附图说明

[0009] 本发明的优选改进方案从附属权利要求和下列描述中显现。基于附图更加详细地说明本发明的示例性实施例，但不限于此。在图中：图1示出根据本发明的齿轮传动式涡轮增压发动机的结构图；
图2示出齿轮传动式涡轮增压发动机的齿轮箱和齿轮传动式涡轮增压发动机的储油箱的示意性透视图，其中齿轮箱体打开；以及
图3示出从下方看向齿轮传动式涡轮增压发动机的齿轮箱的齿轮箱体的齿轮箱底座的视图。

具体实施方式

[0010] 图1和图2示出了齿轮传动式涡轮增压发动机10的示例性实施例。齿轮传动式涡轮增压发动机10包含一体的齿轮箱11、驱动组件12、多个输出组件13、14、15和16，其中齿轮箱11、驱动组件12和多个输出组件13、14、15和16被整合以形成机械传动系。此外，齿轮传动式涡轮增压发动机10包含供油系统20，借助于该供油系统能够向尤其齿轮箱11供给润滑油和/或冷却油。

[0011] 齿轮传动式涡轮增压发动机10的齿轮箱11包含齿轮17，所述齿轮定位在齿轮轴18上并借助于齿轮轴18以可旋转的方式安装在齿轮箱11的齿轮箱体19中。多个小齿轮21、23、25在齿轮17的圆周处啮合到齿轮箱11的齿轮17中，所述小齿轮紧固到小齿轮轴22、24、26上，并且类似地借助于小齿轮轴22、24和26以可旋转地方式安装在齿轮箱体19中。在示例性实施例中，安装在小齿轮轴22、24和26上的总计三个这样的小齿轮21、23和25在齿轮11的圆周处啮合到齿轮17。

[0012] 驱动组件12优选构造为蒸汽轮机，在该蒸汽轮机中第一工艺气体被释放以提供机械驱动动力。驱动组件12联接到齿轮箱11的第一小齿轮轴22，也就是在齿轮箱11或齿轮箱体19的第一侧27，其中构造为蒸汽轮机的驱动组件12借助于第一离合器29联接到第一小齿轮轴22。

[0013] 多个输出组件13、14、15和16包括构造为主压缩机的第一输出组件13、和构造为齿轮传动压缩机的多个第二输出组件14、15和16。主压缩机或第一输出组件13以至少两级构造，具有主压缩机级13a、13b，其中，利用由驱动组件12提供的机械驱动动力在主压缩机中压缩第二工艺气体。

[0014] 第一驱动组件13或主压缩机同样地联接到齿轮箱11的第一小齿轮轴22，也就是在齿轮箱11或齿轮箱体19的与第一侧27相对的第二侧28。在这种情况下，构造为主压缩机的第一驱动组件13经由第二离合器30接合在第一小齿轮轴22上，驱动组件12经由第一离合器29也联接到该第一小齿轮轴。然后，如果第一离合器29和第二离合器30两者都是被闭合，则驱动组件12和构造为主压缩机的第一输出组件13彼此直接工作地连接，而无齿轮箱11的转换级的介入，使得驱动组件和第一输出组件以相同的速度旋转。

[0015] 除了驱动组件12和构造为主压缩机的第一输出组件13之外，图1和图2的齿轮传动式涡轮增压发动机10包含三个第二输出组件14、15和16，该三个第二输出组件构造为齿轮传动压缩机。也可存在一个、两个或多于三个的齿轮传动压缩机。利用由驱动组件12提供的机械驱动动力，在构造为齿轮传动压缩机的第二输出组件14、15和16中进一步压缩第二工艺气体，其中第二输出组件14、15和16与齿轮箱11中的另外的小齿轮轴24、26联接。

[0016] 因此，在图1和图2的示例性实施例中，三个另外的第二输出组件14、15和16联接到两个另外的小齿轮轴24和26，即以这样的方式使得两个齿轮传动压缩机14和15在齿轮箱11或齿轮箱体19的相对两侧27和28联接到齿轮箱11的第二小齿轮轴24，而齿轮传动压缩机16联接到齿轮箱11的第三小齿轮轴26，优选在齿轮箱体19的所述侧28的区域，齿轮传动压缩机14和主压缩机13也定位在该侧。

[0017] 主压缩机13也称为MAC压缩机，其第一主压缩机级13a优选是轴向级，其第二主压缩机级13b优选是径向级。然而，也可构想连续的轴向构造。

[0018] 齿轮传动压缩机14、15和16也可称为增压式压缩机或BAC压缩机。齿轮传动压缩机14、15和16优选是径向压缩机。齿轮箱11与径向齿轮传动压缩机14、15和16构成的单元也称为径向-齿轮压缩机或RG压缩机。

[0019] 在图1和图2的示例性实施例中，第一小齿轮轴22与安装在其上的第一小齿轮21一起定位在齿轮17的大约6点钟位置处，并且在该位置处借助于小齿轮21啮合到齿轮17中。第二小齿轮轴24与小齿轮23定位在大约3点钟位置处，第三小齿轮轴26与小齿轮25定位在齿轮17的大约9点钟位置处，其中在这些位置处这些小齿轮23和25啮合到齿轮17中。

[0020] 如图1中所示，可选的发电机31或者要不然替代的电机可联接到齿轮箱11的齿轮18，即借助于离合器32。

[0021] 如已说明过的，构造为主压缩机的第一输出组件13呈多级构造，具有多个压缩机级，其中图1中示出了两个主压缩机级13a、13b。

[0022] 在蒸汽轮机或驱动组件12的区域，使用轴向废气壳体33，使得被释放的第一工艺气体沿轴向方向离开蒸汽轮机12。冷凝器34定位在蒸汽轮机12下游。

[0023] 如从图1中可见的，齿轮传动式涡轮增压发动机10包含多个冷却器35、36、37、38和39。冷却器36是中冷器，其连接在主压缩机13的两个主压缩机级13a、13b之间。冷却器35、37和38同样是中冷器，即：冷却器35是第二主压缩机级13b与第一齿轮传动压缩机14之间的中冷器，冷却器37是第一齿轮传动压缩机14与第二齿轮传动压缩机16之间的中冷器，冷却器
38是第二齿轮传动压缩机16与第三齿轮传动压缩机15之间的中冷器。冷却器39是在第三齿轮传动压缩机15下游的最终冷却器。

[0024] 如以上已说明过的，齿轮传动式涡轮增压发动机10此外具有供油系统20，其尤其给齿轮箱11提供润滑油。

[0025] 供油系统20具有储油箱40，用于润滑和/或冷却齿轮箱11的油存放在储油箱中。此外，供油系统20具有供油管线41，借助该供油管线油可从储油箱40中被吸出并沿齿轮箱11的方向输送，其中，根据图2，配备油泵42给供油管线41，其将油从储油箱10向外输送。

[0026] 此外，通常配备油冷器（未示出）给供油管线41，以便冷却从储油箱40中吸出的油。

[0027] 此外，通常额外配备温度调节阀和压力调节阀给供油管线41，以便一方面调节供油管线41中的油温，另一方面设置经由供油管线41沿齿轮箱11方向输送的油量。

[0028] 齿轮箱11的齿轮箱体19安装成立在储油箱40上，特别地以这样的方式使得齿轮箱体19安装成借助于齿轮箱体底座44而立在储油箱40的支撑板45上，优选借助于延伸通过齿轮箱体底座44和支撑板45的安装孔46的螺纹件。图3示出从下方看向齿轮箱11的齿轮箱体19的齿轮箱体底座44和多个这样的安装孔46的视图，所述安装孔用于在齿轮箱体底座44区域将齿轮箱体19 螺纹连接到储油箱40的支撑板45。

[0029] 如已说明过的，齿轮箱11安装成借助于齿轮箱体19，也就是借助于齿轮箱体底座44而立在储油箱40的支撑板45上。在各种情况下，供给管线口47和返回管线口48被引入到齿轮箱体19的齿轮箱体底座44中并引入储油箱40的支撑板45中。

[0030] 储油箱40的支撑板45的供给管线口47与齿轮箱体19的齿轮箱体底座44的供给管线口47彼此齐平。此外，齿轮箱体19的齿轮箱体底座44的返回管线口48与储油箱10的支撑板45的返回管线口48齐平。到齿轮箱11的油的供给侧入流和离开齿轮箱11的油的返回侧回流在各种情况下经由齿轮箱体底座44进行。因此，可以省去在齿轮箱11的齿轮箱体19区域中的单独的管路系统。当在场地中建造齿轮传动式涡轮增压发动机时与此有关的调节操作变得不必要。

[0031] 作为油系统的一部分的管路系统只在供给管线41的区域中、在储油箱40与储油箱40的支撑板45之间需要，即用于定位油泵42、油冷器（未示出）、以及阀（未示出）。从储油箱
40的支撑板45流出的油进入齿轮箱体19的传送和离开齿轮箱体19进入储油箱40的支撑板
45的油的回流经由齿轮箱体底座44中的和支撑板45中的开口进行，也就是经由以上提及的供给管线口47和返回管线口48。

[0032] 尤其至少在齿轮箱体底座44和支撑板45的供给管线口47的区域中、以及在齿轮箱体底座44和支撑板45的返回管线口48的区域中，齿轮箱体底座44和支撑板45相对于彼此密封。在该情况下，在供给管线口47的区域，密封优选借助于构造为O形环的密封元件进行，所述密封元件被插入到储油箱40的支撑板45中的槽中，其中该槽围绕储油箱40的支撑板45的供给管线口47延伸。然而，相比之下，平的密封件或固化密封胶也可用作密封元件。

[0033] 替代地，齿轮箱底座中的槽也将是可能的，在这种情况下，密封元件届时将不得不根据几何形状被修改并选择。

[0034] 借助于O形环来密封齿轮箱体19的齿轮箱体底座44中的和储油箱40的支撑板45中的齐平或连通的供给管线口47是优选的，因为在供给侧通常存在与大气压力相比若干巴的过压。

[0035] 齿轮箱体19的齿轮箱体底座44和储油箱20的支撑板45的连通或齐平的返回管线口48的密封可以相似于供给管线口47的区域的方式进行，然而由于回流没有被加压，因此对其在气密性上的要求比在供给管线口47的区域中要低。

[0036] 此外，优选地，供给侧油节流阀被整合到齿轮箱体19中。因而，可进一步降低在场地中调适或调整的费用。

[0037] 此外，可提供具有降低的空间要求的、齿轮传动式涡轮增压发动机10的更加紧凑的构造。

[0038] 油泵42及优选地油冷器被整合到其中的供油管线41的供给管线在储油箱40的支撑板45的区域终止，也就是在与齿轮箱体底座44的供给管线口47齐平或连通的储油箱40的支撑板45的供给管线口47的区域终止。

[0039] 在齿轮箱体19内部，沿着将被润滑的齿轮箱11的各独立组件的方向的油分布可借助于在齿轮箱体19的箱体壁内的孔和通道进行。

[0040] 附图标记列表10    齿轮传动式涡轮增压发动机
11    齿轮箱
12    驱动组件/蒸汽轮机
13    第一输出组件/主压缩机
13a   主压缩机级
13b   主压缩机级
14    第二输出组件/齿轮传动压缩机
15    第二输出组件/齿轮传动压缩机
16    第二输出组件/齿轮传动压缩机
17    齿轮
18    齿轮轴
19    齿轮箱体
20    供油系统
21    第一小齿轮
22    第一小齿轮轴
23    第二小齿轮
24    第二小齿轮轴
25    第三小齿轮
26    第三小齿轮轴
27    侧
28    侧
29    离合器
30    离合器
31    发电机
32    离合器
33    废气壳体
34    冷凝器
35    中冷器
36    中冷器
37    中冷器
38    中冷器
39    最终冷却器
40    储油箱
41    供油管线
42    油泵
43    回油管线
44    齿轮箱体底座
45    支撑板
46    安装孔
47    供给管线口
48    返回管线口。

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