背景技術(shù)：

開文提到類型的渦輪增壓器由現(xiàn)有技術(shù)已知。這樣，專利申請(qǐng)文件EP 1 995 426 Al例如公開了電動(dòng)馬達(dá)，所述電動(dòng)馬達(dá)集成在渦輪增壓器中，其中，電動(dòng)馬達(dá)構(gòu)成了所謂的介質(zhì)縫隙馬達(dá)（Medienspaltmotor），所述介質(zhì)縫隙馬達(dá)在轉(zhuǎn)子和定子之間構(gòu)成了介質(zhì)通口并且如此布置在壓縮器輸入端中，使得待壓縮的介質(zhì)引導(dǎo)通過(guò)在轉(zhuǎn)子和定子之間的介質(zhì)縫隙。由此，渦輪增壓器的尤其緊湊的結(jié)構(gòu)形式是可能的。特別地由此實(shí)現(xiàn)的是，在廢氣渦輪增壓器中，廢氣渦輪增壓器的整體方案相比以下解決方案僅必須不明顯地改變以用于電動(dòng)馬達(dá)的集成，在所述解決方案中電動(dòng)馬達(dá)布置在壓縮器和渦輪機(jī)之間。

在提及的解決方案中的缺點(diǎn)在于，由于在轉(zhuǎn)子和定子之間的大的氣隙，必須在轉(zhuǎn)子處設(shè)置非常強(qiáng)的永磁體，以便能夠提供電機(jī)的必要的扭矩特性。在已知的解決方案中，這導(dǎo)致了高的必要的電流以及因此導(dǎo)致了電機(jī)的低效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

具有權(quán)利要求1的特征的、根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器具有以下優(yōu)點(diǎn)，即在轉(zhuǎn)子和定子之間的有效的氣隙被減小，其中，必要的定子通量也能夠減小或者說(shuō)實(shí)施地更弱，并且電機(jī)的效率明顯得到提高。通過(guò)向內(nèi)指向的或者說(shuō)突出的接片，磁通予以優(yōu)化，其中，在接片之間待壓縮的介質(zhì)進(jìn)一步以僅少量的流動(dòng)損失予以引導(dǎo)。同時(shí)，定子通過(guò)由介質(zhì)流經(jīng)的接片在運(yùn)行中得到非常好的冷卻。根據(jù)本發(fā)明如此設(shè)置，即定子具有多個(gè)經(jīng)過(guò)外周分布布置的并且至少基本上軸向延伸的、向內(nèi)突出的接片，所述接片相互間隔地布置用于形成至少基本上軸向延伸的流動(dòng)通道。因此在接片之間形成了流動(dòng)通道，所述流動(dòng)通道用處在于引導(dǎo)和輸送待壓縮的介質(zhì)。在這種情況下，流動(dòng)通道特別地邊緣開放地向著轉(zhuǎn)子的方向構(gòu)造。接片的數(shù)量和構(gòu)造方案由流動(dòng)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案和磁通優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案得出。在這種情況下特別地如此設(shè)置，即設(shè)置了多個(gè)接片，所述接片徑向地具有相對(duì)于轉(zhuǎn)子的相對(duì)大的間距，所述間距至少對(duì)應(yīng)于所述接片的徑向伸展，或者設(shè)置了少量的接片，然而所述接片接近直到靠近轉(zhuǎn)子處。

按照本發(fā)明的一種有利的改型方案如此設(shè)置，即接片均勻地分布地布置在管區(qū)段的周部上。由此磁通在運(yùn)行中得到進(jìn)一步地優(yōu)化。

另外優(yōu)選地如此設(shè)置，即接片由鐵磁性的材料制造。例如接片能夠由發(fā)電機(jī)鋼片制造。定子磁場(chǎng)由此導(dǎo)通比空氣好約3000倍。由此配設(shè)給轉(zhuǎn)子的永磁體相比已知的解決方案能夠在電動(dòng)馬達(dá)的或者說(shuō)電機(jī)的保持相同的功率的情況下更小地或者不那么強(qiáng)地實(shí)施。

按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的改型方案如此設(shè)置，即定子在接片的區(qū)域內(nèi)無(wú)繞組地構(gòu)造。因此在接片之間成形的空間完全地提供給介質(zhì)用于穿流。由此定子被最佳地冷卻，并且介質(zhì)流僅受到輕微的影響。

進(jìn)一步優(yōu)選地如此設(shè)置，即定子在接片的區(qū)域內(nèi)配有至少一個(gè)繞組，所述繞組僅部分地填充了相應(yīng)的流動(dòng)通道。如果定子也就是在接片的區(qū)域中配設(shè)有繞組，則這個(gè)繞組僅僅部分地填充了相鄰的接片之間的相應(yīng)的流動(dòng)通道，從而始終為待壓縮的介質(zhì)保留了或者說(shuō)提供了足夠的通流橫截面。在這種情況下，位于接片之間的繞組然后也由介質(zhì)流予以冷卻，由此電機(jī)或者說(shuō)渦輪增壓器的效率進(jìn)一步得到改善。

優(yōu)選地，接片具有流動(dòng)優(yōu)化的、特別是液滴形的輪廓。特別地，液滴輪廓構(gòu)造在軸向伸展中，從而接片盡可能輕微地妨礙介質(zhì)流。

按照本發(fā)明的一種有利的改型方案如此設(shè)置，即渦輪增壓器構(gòu)造為廢氣渦輪增壓器并且另外具有帶有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地經(jīng)支承的渦輪機(jī)葉輪的渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)葉輪與壓縮器輪通過(guò)所述軸有效連接。廢氣渦輪增壓器基本上是已知的。通過(guò)這里所說(shuō)明的渦輪增壓器的有利的構(gòu)造方案進(jìn)行了電動(dòng)馬達(dá)的集成，而無(wú)須執(zhí)行在廢氣渦輪增壓器處的大的改變，其中，廢氣渦輪增壓器的、特別是電機(jī)的高的效率通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造方案予以保證。在這種情況下，渦輪機(jī)和壓縮器輪根據(jù)第一實(shí)施方式防止轉(zhuǎn)動(dòng)地相互連接，從而通過(guò)運(yùn)行電機(jī)也驅(qū)動(dòng)所述渦輪機(jī)。相應(yīng)地，所述渦輪機(jī)也能夠例如發(fā)電地驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以便產(chǎn)生電能。

根據(jù)本發(fā)明的一種尤其優(yōu)選的實(shí)施方式如此設(shè)置，即壓縮器輪和渦輪機(jī)葉輪通過(guò)自由輪離合器相互連接，所述自由輪離合器允許壓縮器輪超過(guò)渦輪機(jī)葉輪。從而在這里如此設(shè)置，即渦輪機(jī)葉輪和壓縮器輪在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上并非防止轉(zhuǎn)動(dòng)地相互連接。特別地，通過(guò)自由輪離合器使得壓縮器輪不依賴于渦輪機(jī)葉輪地能夠被電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由此在電的驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的情況中，作用到電機(jī)上的負(fù)載減少。特別地，慣性負(fù)載通過(guò)自由輪離合器減少了約三分之二，因?yàn)閮H還必須加速一般來(lái)說(shuō)明顯更輕的壓縮器輪，而卻不是重的或者說(shuō)遲鈍的渦輪機(jī)葉輪。由此也獲得了廢氣渦輪增壓器的相比已知的解決方案改善的動(dòng)態(tài)的響應(yīng)特性。

接下來(lái)本發(fā)明應(yīng)該依據(jù)附圖具體地予以解釋。圖示：

圖1是廢氣渦輪增壓器的縱截面展示，

圖2是以橫截面展示的廢氣渦輪增壓器的第一實(shí)施例，并且

圖3是以橫截面展示的廢氣渦輪增壓器的第二實(shí)施例。

圖1以簡(jiǎn)化的縱截面展示示出了廢氣渦輪增壓器1，所述廢氣渦輪增壓器具有壓縮器2和渦輪機(jī)3，所述壓縮器和渦輪機(jī)相互有效連接。壓縮器2具有壓縮器輪4，所述壓縮器輪防止轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在軸5上。軸5能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在廢氣渦輪增壓器1的多件式的殼6中。在軸5的配設(shè)給壓縮器輪5的自由的軸端部上布置有轉(zhuǎn)子7，所述轉(zhuǎn)子承載了一個(gè)或者多個(gè)永磁體（在此未單獨(dú)地示出）。所述轉(zhuǎn)子配設(shè)有定子8，所述定子布置在管區(qū)段9處，所述管區(qū)段形成了壓縮器輸入端10。轉(zhuǎn)子7和定子8共同形成了電機(jī)11，所述電機(jī)布置在管區(qū)段9內(nèi)或者說(shuō)閥進(jìn)入端10內(nèi)，并且特別地用于驅(qū)動(dòng)所述軸5并且因此用于驅(qū)動(dòng)所述壓縮器輪4。在這種情況下，電機(jī)11構(gòu)造為介質(zhì)縫隙機(jī)器，所述介質(zhì)縫隙機(jī)器的特征在于，在轉(zhuǎn)子9和定子8之間存在用于待壓縮的介質(zhì)的環(huán)形的穿流縫隙。定子8的內(nèi)直徑因此大于轉(zhuǎn)子7的外直徑。待壓縮的介質(zhì)因此流動(dòng)通過(guò)電機(jī)11至壓縮器輪4，所述介質(zhì)通過(guò)壓縮器輸入端10根據(jù)箭頭12流入。

軸5通過(guò)自由輪離合器13（在此僅簡(jiǎn)化地展示該自由輪離合器）在壓縮器輪4的對(duì)置所述轉(zhuǎn)子7的側(cè)部上與渦輪機(jī)軸14耦合，所述渦輪機(jī)軸承載了渦輪機(jī)3的渦輪機(jī)葉輪15。自由輪離合器13這樣地構(gòu)造，即所述自由輪離合器允許通過(guò)電機(jī)11不依賴于渦輪機(jī)葉輪15驅(qū)動(dòng)壓縮器輪4。因此通過(guò)自由輪離合器13可能的是，壓縮器輪4超過(guò)渦輪機(jī)葉輪15或者說(shuō)以比渦輪機(jī)葉輪15更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。只要壓縮器輪4慣性運(yùn)行或者由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，則其運(yùn)動(dòng)與渦輪機(jī)葉輪15的運(yùn)動(dòng)分離，因此渦輪機(jī)葉輪15的慣性矩同樣地得到脫開并且由此能夠獲得明顯提高的電機(jī)11的角加速度。

電機(jī)11在定子8處具有多個(gè)在定子8的周部上均勻分布地布置的接片16，所述接片軸向地（參照軸5的軸向伸展）在定子內(nèi)側(cè)上或者說(shuō)徑向地向內(nèi)突出地延伸。在相鄰的接片16之間因此形成了多個(gè)自由空間，所述自由空間表現(xiàn)為流動(dòng)通道17，所述流動(dòng)通道相應(yīng)于接片的軸向伸展也軸向地延伸。

圖2就此以轉(zhuǎn)子7和定子8的橫截面展示展示了廢氣渦輪增壓器1的電機(jī)11的第一實(shí)施例，其具有被繪進(jìn)的磁場(chǎng)特征線。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例設(shè)置了多個(gè)接片16，為清楚起見所述接片中當(dāng)前僅僅一些配有附圖標(biāo)記。在每?jī)蓚€(gè)相鄰的接片16之間各自構(gòu)造了已經(jīng)提及的流動(dòng)通道17之一。接片16徑向地與轉(zhuǎn)子7間隔地終止，由此在轉(zhuǎn)子7和定子8之間得到縫隙S，所述縫隙能夠額外于直向著所述轉(zhuǎn)子7邊緣開放的流動(dòng)通道17由待壓縮的介質(zhì)能夠穿流。

圖3同樣地以橫截面展示示出了電機(jī)11的第二實(shí)施例，所述實(shí)施例與前述的實(shí)施例有以下區(qū)別，即接片16的數(shù)量被選擇得少很多，其中，保留的接片16為此具有至轉(zhuǎn)子7的小很多的徑向的間隔或者說(shuō)縫隙。接片16由此徑向地繼續(xù)向內(nèi)向著轉(zhuǎn)子7的方向伸進(jìn)所述管區(qū)段9中。兩個(gè)實(shí)施例有以下共同點(diǎn)，即用于待壓縮的介質(zhì)特別是新鮮空氣的自由的通流橫截面是等同的。

在此所介紹的廢氣渦輪增壓器1具有以下優(yōu)點(diǎn)，即相比已知的解決方案，在始終相同的功率下需要更少的電流消耗用于運(yùn)行電機(jī)11。通過(guò)集成接片16也或者特別由鐵磁性的材料例如發(fā)電機(jī)鋼片制成的定子齒，定子磁場(chǎng)比目前為止傳導(dǎo)得好很多。壓縮器2的吸取空氣（在可能的情況下由于廢氣再循環(huán)而具有廢氣份額）在接片16之間流動(dòng)，由此定子8另外得到非常好地冷卻。為了減少流動(dòng)損失并且在可能的情況下改善壓縮器泵特性，所述接片優(yōu)選地在空氣動(dòng)力方面被構(gòu)造輪廓并且特別地配有液滴形。優(yōu)選地，接片16也在其鐵橫截面方面予以優(yōu)化（鐵橫截面與空氣橫截面的比例）。通過(guò)接片16，降低了在轉(zhuǎn)子7和定子8之間有效的氣隙，由此轉(zhuǎn)子7處的所述一個(gè)或多個(gè)永磁體以及必要的定子通量減小或者說(shuō)降低，就此提高了電機(jī)11的效率。自由輪離合器13減載所述電機(jī)11，因?yàn)檫@個(gè)自由輪離合器僅還須要驅(qū)動(dòng)在比較中更輕的壓縮器輪4，而不必驅(qū)動(dòng)重的和因此更遲鈍的渦輪機(jī)葉輪15。由此利用機(jī)動(dòng)車的特別有限的車載電網(wǎng)能量獲得了能夠電運(yùn)行的廢氣渦輪增壓器1的明顯改善的動(dòng)態(tài)的響應(yīng)特性，所述機(jī)動(dòng)車配有相應(yīng)的廢氣渦輪增壓器。

利用相比于已知的解決方案相同的磁體裝備/磁體功率，磁通通過(guò)所建議的解決方案在氣隙中依賴于幾何特征地提高了約30%至約300%。然后，對(duì)功率相同的電機(jī)11來(lái)說(shuō)，需要以同樣的因數(shù)減少的磁的通量，也就是說(shuō)相應(yīng)于電磁的設(shè)計(jì)方案，必要的繞組數(shù)、馬達(dá)長(zhǎng)度和/或電流強(qiáng)度得到減少。因此也提高了效率和機(jī)器利用系數(shù)（功率比馬達(dá)容積）。

接片16的形狀，特別是在橫截面內(nèi)看，如今能夠以層狀的電工鋼片三維地實(shí)施，特別地能夠在空氣動(dòng)力方面優(yōu)化或者說(shuō)僅在待壓縮的空氣中引發(fā)小的流動(dòng)損失。通過(guò)空氣動(dòng)力方面形成的接片16，壓縮器2的所謂的氣動(dòng)的泵極限在更大的壓力時(shí)直向著更小的空氣流動(dòng)進(jìn)行移動(dòng)，由此壓縮器2變得更高功率，并且也使得在無(wú)占用空間的幾何特征改變的情況下的更高的工作點(diǎn)成為可能。待壓縮的介質(zhì)或者說(shuō)空氣會(huì)流動(dòng)通過(guò)電機(jī)11的縫隙并且在這種情況下既冷卻轉(zhuǎn)子也冷卻定子。徑向向內(nèi)突起的或者說(shuō)突出的接片16或者說(shuō)定子齒還作為用于定子8的冷卻體起作用，從而定子8的損耗熱量還能夠更好地引導(dǎo)至待壓縮的空氣處。

此外也能夠考慮的是將定子繞組設(shè)置在接片16的區(qū)域內(nèi)，所述接片然而僅僅部分地填充所述通流通道17，從而此外也保證了電機(jī)11的穿流具有盡可能大的通流橫截面。由于在接片16的區(qū)域內(nèi)設(shè)置了一個(gè)或者多個(gè)繞組，則也對(duì)所述接片進(jìn)行冷卻，并且電機(jī)11的特性得到進(jìn)一步優(yōu)化。此外，磁的分散降低，因?yàn)殡姷暮陀谰眉?lì)的通量在空間上更緊密地排列，并且在這種情況下，通量的更小的份額不與轉(zhuǎn)子7和定子8耦合。

總體來(lái)說(shuō)，廢氣渦輪增壓器1因此能夠與以下的廢氣渦輪增壓器比較，該廢氣渦輪增壓器具有額外的能夠電驅(qū)動(dòng)的附加壓縮器。通過(guò)所說(shuō)明的構(gòu)造方案實(shí)現(xiàn)了壓縮器級(jí)的能夠比較的動(dòng)態(tài)，其中，通過(guò)將電機(jī)11集成到壓縮器2中，能夠一同使用廢氣渦輪增壓器1的既存的構(gòu)件，特別是在支承部、殼、管路和冷卻方面。對(duì)于電機(jī)11必要的電子裝置能夠柔性地或者說(shuō)以簡(jiǎn)單的方式和方法安設(shè)、特別是法蘭連接在廢氣渦輪增壓器1的殼6處，或者對(duì)此就近布置，以便不產(chǎn)生過(guò)大的單個(gè)組件。

廢氣渦輪增壓器1特別適合于用在機(jī)動(dòng)車中，所述機(jī)動(dòng)車具有內(nèi)燃機(jī)作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備。