DE102011116658A1 - Supercharger for internal combustion engine of vehicle, has heat exchanger arranged in exhaust gas housing and formed as helically rotating lubricant channel, where lubricant flow through heat exchanger - Google Patents

Supercharger for internal combustion engine of vehicle, has heat exchanger arranged in exhaust gas housing and formed as helically rotating lubricant channel, where lubricant flow through heat exchanger Download PDF

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Tilmann Haug
Dipl.-Ing. Sommerfeld Tobias
Thomas Stengel
Michael Steskal
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Abstract

The supercharger (1) has a heat exchanger arranged in an exhaust gas housing (3) of the supercharger, where a lubricant e.g. engine oil, flows through the heat exchanger. The heat exchanger is formed as a helically rotating lubricant channel (2) and integrated into the exhaust gas housing. The lubricant channel and a shaft bearing (9) comprise common or separate supply and delivery lines (16, 27). The supply line of the lubricant channel is branched downstream the lubricant flow and toward the lubricant channel and the shaft bearing. An independent claim is also included for a method for operating a supercharger for an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating an exhaust gas turbocharger according to the preamble of patent claim 10.

Die DE 101 07 018 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit durch Einflussnahme auf die Ölviskosität reduzierten Reibungsverlusten, bei der die Brennkraftmaschine mit einem Wärmetauscher zur Erwärmung des Motoröls durch die Temperatur der Verbrennungsgase ausgebildet ist.The DE 101 07 018 A1 describes an internal combustion engine with friction losses reduced by influencing the oil viscosity, in which the internal combustion engine is formed with a heat exchanger for heating the engine oil by the temperature of the combustion gases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten, insbesondere effektiveren Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines solchen Abgasturboladers anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved, in particular more effective exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine and an improved method for operating such an exhaust gas turbocharger.

Hinsichtlich des Abgasturboladers für eine Verbrennungskraftmaschine wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, the object is achieved by the features specified in claim 1.

Hinsichtlich des Verfahrens zum Betrieb eines Abgasturboladers wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the method for operating an exhaust gas turbocharger, the object is achieved by the features specified in claim 10.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Beim Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Getriebe, wobei Abgasturbolader und Verbrennungskraftmaschine in einem Schmiermittelkreislauf angeordnet sind, ist erfindungsgemäß ein Wärmetauscher in einem Abgasgehäuse des Abgasturboladers angeordnet und von einem Schmiermittel durchströmbar. Somit kann eine solche Anordnung mit geringem Aufwand in einem bestehenden System integriert werden.In the exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with a transmission, wherein exhaust gas turbocharger and internal combustion engine are arranged in a lubricant circuit, a heat exchanger according to the invention is arranged in an exhaust gas housing of the exhaust gas turbocharger and can be flowed through by a lubricant. Thus, such an arrangement can be integrated with little effort in an existing system.

Mittels der Nutzung eines bereits vorhandenen Ölpfads der Verbrennungskraftmaschine zur Schmiermittelversorgung des Abgasturboladers kann eine Erwärmung des Schmiermittels schnell und direkt erfolgen. Bedingt durch die geringe räumliche Entfernung zwischen Abgasturbolader und Verbrennungskraftmaschine und/oder Getriebe kann die Erwärmung des Schmiermittels mit einem besonders geringen Aufwand erfolgen.By using an existing oil path of the internal combustion engine to supply lubricant to the exhaust gas turbocharger heating of the lubricant can be done quickly and directly. Due to the small spatial distance between exhaust gas turbocharger and internal combustion engine and / or gearbox, the heating of the lubricant can be done with a very low cost.

Besonders vorteilhafterweise ist eine effiziente Schmiermittelversorgung der Verbrennungskraftmaschine mit niedrigviskosem erwärmten und somit leichter fließendem Schmiermittel ermöglicht, wodurch ein mechanischer Verschleiß der Verbrennungskraftmaschine verringert ist.Particularly advantageously, an efficient supply of lubricant to the internal combustion engine with low viscosity heated and thus easier flowing lubricant is possible, whereby a mechanical wear of the internal combustion engine is reduced.

Beim Verfahren zum Betrieb eines Abgasturboladers für eine Verbrennungskraftmaschine wird erfindungsgemäß ein Schmiermittel durch einen Schmiermittelkanal im Abgasturbolader geleitet. Dabei wird insbesondere ein unterhalb eines vorgebbaren Temperaturwertes temperiertes Schmiermittel durch den Schmiermittelkanal geleitet, wobei eine Schmiermittelzufuhr in den Schmiermittelkanal oberhalb einer vorgebbaren Temperatur des Abgasgehäuse des Abgasturboladers mittels eines Absperrventils unterbrochen und der Schmiermittelkanal mittels eines Belüftungsventils entleert wird. Dadurch ist besonders vorteilhafterweise eine Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine verkürzt und ein daraus resultierender Schadstoffausstoß ist signifikant verringert. Weiterhin kann der Schmiermittelkanal entleert werden, so dass das Schmiermittel sicher vor lokaler Überhitzung im Abgasturbolader geschützt ist.In the method for operating an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, a lubricant is passed through a lubricant channel in the exhaust gas turbocharger according to the invention. In this case, in particular, a tempered below a predetermined temperature value lubricant is passed through the lubricant passage, wherein a lubricant supply is interrupted in the lubricant passage above a predetermined temperature of the exhaust gas housing of the exhaust gas turbocharger by means of a shut-off valve and the lubricant passage is emptied by means of a ventilation valve. As a result, a warm-up phase of the internal combustion engine is particularly advantageously shortened and resulting pollutant emissions are significantly reduced. Furthermore, the lubricant channel can be emptied, so that the lubricant is safely protected against local overheating in the exhaust gas turbocharger.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 schematisch eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsvariante eines Abgasturboladers mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal, 1 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of an exhaust gas turbocharger with an additional lubricant channel;

2 schematisch einen Schmiermittelkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine mit Abgasturbolader, 2 1 schematically shows a lubricant circuit of an internal combustion engine with exhaust gas turbocharger,

3 schematisch eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsvariante eines Abgasturboladers mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal, 3 1 is a schematic sectional view of a second embodiment of an exhaust gas turbocharger with an additional lubricant channel;

4 schematisch eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsvariante eines Abgasturboladers mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal und 4 schematically a sectional view of a third embodiment of an exhaust gas turbocharger with an additional lubricant channel and

5 schematisch eine Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsvariante eines Abgasturboladers mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal. 5 schematically a sectional view of a fourth embodiment of an exhaust gas turbocharger with an additional lubricant channel.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal 2. Beim Abgasturbolader 1 handelt es sich im Wesentlichen um einen herkömmlichen Abgasturbolader, dessen Abgasgehäuse 3 um einen Wärmetauscher erweitert ist. Der Abgasturbolader 1 umfasst eine Frischluftgehäuse 4, eine Rumpfgruppe 5 und das Abgasgehäuse 3. 1 schematically shows a sectional view of a first embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention 1 with an additional lubricant channel 2 , At the exhaust gas turbocharger 1 It is essentially a conventional exhaust gas turbocharger, the exhaust housing 3 is extended by a heat exchanger. Of the turbocharger 1 includes a fresh air housing 4 , a trunk group 5 and the exhaust case 3 ,

Die Rumpfgruppe 5 ist in herkömmlicher Weise zwischen dem Frischluftgehäuse 4 und dem Abgasgehäuse 3 angeordnet. In der Rumpfgruppe 5 ist eine nicht dargestellte Welle drehbar angeordnet, an deren einem Ende ein Turbinenrad und am anderen ein Verdichterrad angeordnet sind.The trunk group 5 is in a conventional manner between the fresh air housing 4 and the exhaust housing 3 arranged. In the trunk group 5 a shaft, not shown, is rotatably arranged, at one end of which a turbine wheel and at the other a compressor wheel are arranged.

Der Abgasturbolader 1 ist mit einer in 2 dargestellten Verbrennungskraftmaschine 6 gekoppelt, wobei das Abgasgehäuse 3 mit einem Auslasstrakt der Verbrennungskraftmaschine 6 verbunden und somit mit einem heißen Abgasstrom beaufschlagt ist. Das Frischluftgehäuse 4 ist mit einem Einlasstrakt der Verbrennungskraftmaschine 6 verbunden.The turbocharger 1 is with an in 2 shown internal combustion engine 6 coupled, the exhaust housing 3 with an exhaust tract of the internal combustion engine 6 connected and thus acted upon by a hot exhaust gas stream. The fresh air housing 4 is with an intake tract of the internal combustion engine 6 connected.

In montiertem Zustand des Abgasturboladers 1 ist das Turbinenrad im Abgasgehäuse 3, auch als Turbinengehäuse bezeichnet, angeordnet und wird dort mit heißem Abgas aus der Verbrennungskraftmaschine 6 beaufschlagt und in Rotation versetzt. Diese Drehbewegung wird mittels der Welle an das Verdichterrad übertragen.In the assembled state of the turbocharger 1 is the turbine wheel in the exhaust housing 3 , Also called turbine housing, arranged and is there with hot exhaust gas from the internal combustion engine 6 charged and set in rotation. This rotational movement is transmitted by means of the shaft to the compressor wheel.

Das Verdichterrad ist im Frischluftgehäuse 4, auch als Verdichtergehäuse bezeichnet, angeordnet und saugt Umgebungsluft an, komprimiert diese und leitet die komprimierte Luft der Verbrennungskraftmaschine 6 zu.The compressor wheel is in the fresh air housing 4 , Also referred to as the compressor housing, arranged and sucks in ambient air, compresses and directs the compressed air of the internal combustion engine 6 to.

Der Abgasturbolader 1 kann in einer Ausführungsvariante von einem Kühlmittel der Verbrennungskraftmaschine 6 zumindest abschnittsweise durchströmt und derart gekühlt werden.The turbocharger 1 can in a variant of a coolant of the internal combustion engine 6 flows through at least in sections and are cooled in such a way.

In einer alternativen Ausführungsvariante kann der Abgasturbolader 1 mittels des Schmiermittels gekühlt werden.In an alternative embodiment, the exhaust gas turbocharger 1 be cooled by means of the lubricant.

Die Rumpfgruppe 5 weist einen Schmiermittelzufluss 7 und einen Schmiermittelabfluss 8 auf. In diesen ist ein Schmiermittel der Verbrennungskraftmaschine 6 geführt, welches einer Wellenlagerung 9 des Abgasturboladers 1 zugeleitet wird.The trunk group 5 has a lubricant flow 7 and a lubricant drain 8th on. In these is a lubricant of the internal combustion engine 6 led, which is a shaft bearing 9 the exhaust gas turbocharger 1 is forwarded.

2 zeigt schematisch einen Schmiermittelkreislauf 10 der Verbrennungskraftmaschine 6 mit einem Abgasturbolader 1. In einem solchen Schmiermittelkreislauf 10 zirkuliert ein Schmiermittel, welches mittels einer Pumpe 11 aus einer Ölwanne 12 oder einem Ölsumpf der Verbrennungskraftmaschine 6 über ein Kühler- und Ölfiltermodul 13 in die Verbrennungskraftmaschine 6 gefördert wird. Dort fließt es durch Leitungen zu den zu schmierenden und kühlenden Stellen und zum Abgasturbolader 1, um dort die Wellenlagerung 9 zu schmieren und/oder zu kühlen. Anschließend fließt das Schmiermittel in die Ölwanne 12 zurück. 2 schematically shows a lubricant circuit 10 the internal combustion engine 6 with an exhaust gas turbocharger 1 , In such a lubricant circuit 10 circulates a lubricant, which by means of a pump 11 from an oil pan 12 or an oil sump of the internal combustion engine 6 via a radiator and oil filter module 13 in the internal combustion engine 6 is encouraged. There it flows through pipes to the areas to be lubricated and cooled and to the turbocharger 1 to there the shaft bearing 9 to lubricate and / or to cool. Then the lubricant flows into the oil sump 12 back.

Um eine signifikante Schmiermittelerwärmung mittels des Abgasturboladers 1 insbesondere bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine 6 zu erreichen, ist eine Durchflussmenge des Schmiermittelzuflusses 7 zu gering.To a significant lubricant heating by means of the exhaust gas turbocharger 1 especially during a cold start of the internal combustion engine 6 to reach, is a flow rate of the lubricant flow 7 too low.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein Wärmetauscher im Abgasgehäuse 3 des Abgasturboladers 1 angeordnet und vom Schmiermittel durchströmt. Dabei ist der Wärmetauscher bevorzugt als Schmiermittelkanal 2 ausgebildet und in das Abgasgehäuse 3 integriert.Therefore, according to the invention, a heat exchanger in the exhaust housing 3 the exhaust gas turbocharger 1 arranged and flows through the lubricant. In this case, the heat exchanger is preferably used as a lubricant channel 2 trained and in the exhaust housing 3 integrated.

In einer ersten Ausführungsvariante kann der Schmiermittelkanal 2 das Abgasgehäuse 3 einfach umlaufend ausgebildet sein.In a first embodiment, the lubricant channel 2 the exhaust housing 3 be designed simply circumferential.

In einer zweiten Ausführungsvariante kann der Schmiermittelkanal 2 das Abgasgehäuse 3 mehrfach spiralförmig umlaufend ausgebildet sein.In a second embodiment, the lubricant channel 2 the exhaust housing 3 be formed repeatedly spirally surrounding.

Der Schmiermittelkanal 2 weist einen Zufluss 14 und einen Abfluss 15 auf, wobei diese einen im Vergleich zu Schmiermittelzufluss 7 und Schmiermittelabfluss 8 der Wellenlagerung 9 vergrößerten Querschnitt und somit eine vergrößerte Durchflussmenge aufweisen.The lubricant channel 2 has an inflow 14 and a drain 15 on, this one compared to lubricant inflow 7 and lubricant drainage 8th the shaft bearing 9 enlarged cross section and thus have an increased flow rate.

Im Betrieb des Abgasturboladers 1 werden Schmiermittelkanal 2 und Wellenlagerung 9 mit Schmiermittel beaufschlagt, wobei das Schmiermittel im Schmiermittelkanal 2 mittels einer im Abgas enthaltenen thermischen Energie erwärmt wird. Um Schmiermittelkanal 2 und Wellenlagerung 9 auf einfache Weise mit Schmiermittel zu beaufschlagen, ist eine Zuleitung 16 des Schmiermittels stromabwärts des Schmiermittelflusses in Richtung Schmiermittelkanal 2 und Wellenlagerung 9 verzweigt, wobei eine Volumenstromregelung statisch mittels zumindest einer Querschnittsverengung am Abzweig 17 erfolgt. D. h. der erste Zuleitungsabschnitt 18 vom Abzweig 17 zum Zufluss 14 des Schmiermittelkanals 2 weist einen größeren Querschnitt auf als der zweite Zuleitungsabschnitt 19 vom Abzweig 17 zum Schmiermittelzufluss 7 der Wellenlagerung 9.During operation of the exhaust gas turbocharger 1 be lubricant channel 2 and shaft bearing 9 lubricated, wherein the lubricant in the lubricant channel 2 is heated by means of a thermal energy contained in the exhaust gas. To lubricant channel 2 and shaft bearing 9 To apply lubricant in a simple way is a supply line 16 the lubricant downstream of the lubricant flow towards the lubricant channel 2 and shaft bearing 9 branched, wherein a flow control statically by means of at least one cross-sectional constriction at the branch 17 he follows. Ie. the first supply section 18 from the branch 17 to the inflow 14 of the lubricant channel 2 has a larger cross-section than the second supply section 19 from the branch 17 for lubricant flow 7 the shaft bearing 9 ,

Der Abfluss 15 des Schmiermittelkanals 2 ist mittels eines ersten Ableitungsabschnitts 24 mit einer Koppelstelle 26 verbunden. Der Schmiermittelabfluss 8 der Wellenlagerung 9 ist mittels eines zweiten Ableitungsabschnitts 25 mit der Koppelstelle 26 verbunden, so dass erster und zweiter Ableitungsabschnitt 24 und 25 an der Koppelstelle zur Ableitung 27 verbunden sind, welche das Schmiermittel in die Ölwanne 12 leitet.The drain 15 of the lubricant channel 2 is by means of a first derivation section 24 with a coupling point 26 connected. The lubricant drain 8th the shaft bearing 9 is by means of a second derivation section 25 with the coupling point 26 connected, so that first and second discharge section 24 and 25 at the coupling point for the derivation 27 are connected, which the lubricant in the oil pan 12 passes.

3 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal 2. Diese Ausführungsvariante entspricht im Wesentlichen der Ausführungsvariante nach 1 mit dem Unterschied, dass im ersten Zuleitungsabschnitt 18 vom Abzweig 17 zum Schmiermittelkanal 2 ein Absperrventil 20 und ein Belüftungsventil 21 angeordnet sind. 3 schematically shows a sectional view of a second embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention 1 with an additional lubricant channel 2 , This embodiment corresponds essentially to the embodiment according to 1 with the difference that in the first feeder section 18 from the branch 17 to the lubricant channel 2 a shut-off valve 20 and a vent valve 21 are arranged.

Mittels des Absperrventils 20 ist ein Schmiermittelzufluss im ersten Zuleitungsabschnitt 18 und somit zum Schmiermittelkanal 2 einstell- und/oder regulierbar.By means of the shut-off valve 20 is a lubricant flow in the first supply section 18 and thus to the lubricant channel 2 adjustable and / or adjustable.

Das Absperrventil 20 kann als herkömmliches Absperrventil ausgebildet sein und den ersten Zuleitungsabschnitt 18 teilweise oder vollständig verschließen.The shut-off valve 20 can be designed as a conventional shut-off valve and the first supply line section 18 partially or completely close.

Alternativ kann das Absperrventil 20 auch als herkömmliches Dreiwegeventil, welches eine Funktionalität der Abzweigung 17 realisiert, ausgebildet sein, wobei jedoch der Schmiermittelfluss zur Wellenlagerung 9 nicht völlig verschlossen wird.Alternatively, the shut-off valve 20 also as a conventional three-way valve, which has a functionality of the diversion 17 realized, be formed, but the lubricant flow to the shaft bearing 9 not completely closed.

Das Belüftungsventil 21 ist als herkömmliches Belüftungsventil ausgebildet und verbindet den ersten Zuleitungsabschnitt 18 mit einer Umgebung und belüftet ihn derart. Dazu ist das Belüftungsventil 21 in Flussrichtung des Schmiermittels im ersten Zuleitungsabschnitt 18 stromabwärts nach dem Absperrventils 20 angeordnet.The ventilation valve 21 is designed as a conventional vent valve and connects the first supply line section 18 with an environment and ventilated him like this. This is the vent valve 21 in the flow direction of the lubricant in the first supply line section 18 downstream after the shut-off valve 20 arranged.

Durch das Belüftungsventil 21 kann bei einem Verschließen des Zuleitungsabschnitts 18 mittels des Absperrventils 20 das im Zuleitungsabschnitt 18 befindliche Schmiermittel durch Öffnen des Belüftungsventils 21 in die Ölwanne 12 abfließen. Dadurch ist das Schmiermittel bei einem heißen Abgasturbolader 1 vor Schädigung und/oder Überhitzung geschützt. Auf Grund der im Vergleich zur Ölwanne 12 er- oder überhöhten Anordnung des Abgasturboladers 1 kann das Schmiermittel bei Belüftung des Zuleitungsabschnitts 18 durch seine Schwerkraft bedingt selbsttätig abfließen.Through the ventilation valve 21 can when closing the supply section 18 by means of the shut-off valve 20 in the feeder section 18 located lubricant by opening the vent valve 21 in the oil pan 12 flow away. This is the lubricant in a hot exhaust gas turbocharger 1 protected against damage and / or overheating. Due to the compared to the oil sump 12 heightened or inflated arrangement of the exhaust gas turbocharger 1 The lubricant can be used when the supply section is ventilated 18 due to its gravity flow off automatically.

In einer nicht in 3 dargestellten Ausführungsvariante können die Funktionalitäten von Absperrventil 20 und Belüftungsventil 21 in einem einzigen Ventil vereinigt sein, welches beispielsweise als herkömmliches Mehrwegeventil ausgebildet ist. Dieses kann zugleich den ersten Zuleitungsabschnitt 18 vom Schmiermittelfluss trennen und zur Belüftung des ersten Zuleitungsabschnitts 18 selbigen zu einer Belüftungsleitung oder nach außen in eine Umgebung hin öffnen oder am Abzweig 17 die Volumenströme regeln und/oder steuern.In a not in 3 illustrated embodiment, the functionalities of shut-off valve 20 and ventilation valve 21 be combined in a single valve, which is designed for example as a conventional multi-way valve. This can also be the first supply section 18 separate from the lubricant flow and for ventilation of the first supply line section 18 open the same to a ventilation line or out to an environment or at the branch 17 regulate and / or control the volume flows.

Eine Steuerung und/oder Regelung kann hierbei mechanisch und/oder elektrisch erfolgen oder automatisch durch einen integrierten Wärmesensor, beispielsweise in Form eines einfachen Bi-Metallstreifens, erfolgen.A control and / or regulation can be effected mechanically and / or electrically or automatically by an integrated heat sensor, for example in the form of a simple bi-metal strip.

4 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal 2. Diese Ausführungsvariante entspricht im Wesentlichen der Ausführungsvariante nach 3 mit dem Unterschied, dass Absperrventil 20 und das Belüftungsventil 21 als integriertes Absperr- und Belüftungsventil 22 ausgebildet sind, wobei das Absperr- und Belüftungsventil 22 am oder im Abgasturbolader angeordnet oder integriert ist. Darüber hinaus ist mittels des Absperr- und Belüftungsventils 22 eine Verzweigung des Schmiermittelflusses in Richtung Schmiermittelkanal 2 und Wellenlagerung 9 sowie eine Regelung und/oder Steuerung eines veränderbaren Volumenstroms ermöglicht. 4 schematically shows a sectional view of a third embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention 1 with an additional lubricant channel 2 , This embodiment corresponds essentially to the embodiment according to 3 with the difference that shut-off valve 20 and the ventilation valve 21 as integrated shut-off and ventilation valve 22 are formed, wherein the shut-off and ventilation valve 22 is arranged or integrated on or in the exhaust gas turbocharger. In addition, by means of the shut-off and ventilation valve 22 a branch of the lubricant flow in the direction of the lubricant channel 2 and shaft bearing 9 as well as a regulation and / or control of a variable volume flow allows.

Zur Verbindung des Absperr- und Belüftungsventils 22 mit dem Schmiermittelkanal 2 ist ein erster integrierter Zuleitungsabschnitt 23 im Abgasgehäuse 3 des Abgasturboladers 1 eingebracht, angeordnet oder integriert. Zur Verbindung des Absperr- und Belüftungsventils 22 mit der Wellenlagerung 9 ist ein zweiter integrierter Zuleitungsabschnitt 28 in der Rumpfgruppe 5 des Abgasturboladers 1 eingebracht, angeordnet oder integriert.For connecting the shut-off and ventilation valve 22 with the lubricant channel 2 is a first integrated feeder section 23 in the exhaust housing 3 the exhaust gas turbocharger 1 introduced, arranged or integrated. For connecting the shut-off and ventilation valve 22 with the shaft bearing 9 is a second integrated supply section 28 in the trunk group 5 the exhaust gas turbocharger 1 introduced, arranged or integrated.

Zum Abfluss des Schmiermittels aus dem Schmiermittelkanal 2 ist selbiger mittels eines ersten integrierten Ableitungsabschnitts 29 mit einer Koppelstelle 30 verbunden und die Wellenlagerung 9 ist mittels eines zweiten integrierten Ableitungsabschnitts 31 mit der Koppelstelle 30 verbunden. Dabei sind erster integrierter Ableitungsabschnitt 29, zweiter integrierter Ableitungsabschnitt 31 und Koppelstelle 30 im Abgasgehäuse 3 und/oder in der Rumpfgruppe 5 des Abgasturboladers 1 eingebracht, angeordnet oder integriert.To drain the lubricant from the lubricant channel 2 it is the same by means of a first integrated derivation section 29 with a coupling point 30 connected and the shaft bearing 9 is by means of a second integrated derivation section 31 with the coupling point 30 connected. Here are the first integrated derivative section 29 second integrated derivative section 31 and coupling point 30 in the exhaust housing 3 and / or in the trunk group 5 the exhaust gas turbocharger 1 introduced, arranged or integrated.

Dadurch ist eine besonders kompakte Baueinheit aus Abgasturbolader 1 und Absperr- und Belüftungsventil 22 gebildet.This is a particularly compact unit of exhaust gas turbocharger 1 and shut-off and ventilation valve 22 educated.

5 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 mit einem zusätzlichen Schmiermittelkanal 2, Diese Ausführungsvariante entspricht im Wesentlichen der Ausführungsvariante nach 3 mit dem Unterschied, dass Schmiermittelzufluss 7 und Schmiermittelabfluss 8 der Wellenlagerung 9 in der Rumpfgruppe 5 sowie Zufluss 14 und Abfluss 15 des Schmiermittelkanals 2 im Abgasgehäuse 3 jeweils mittels einer separaten Anschlussleitung 32.1 bis 32.4 mit dem Schmiermittelkreislauf 10 der Verbrennungskraftmaschine 6 gekoppelt sind. 5 schematically shows a sectional view of a fourth embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention 1 with an additional lubricant channel 2 , This embodiment corresponds essentially to the embodiment according to 3 with the difference that lubricant inflow 7 and lubricant drainage 8th the shaft bearing 9 in the trunk group 5 as well as inflow 14 and drain 15 of the lubricant channel 2 in the exhaust housing 3 each by means of a separate connecting cable 32.1 to 32.4 with the Lubricant circuit 10 the internal combustion engine 6 are coupled.

Die separaten Anschlussleitung 32.1 bis 32.4 ermöglichen einen getrennt regelbaren und/oder steuerbaren Schmiermittelfluss durch das Wellenlager 9 und den Schmiermittelkanal 2. Durch die Anschlussleitung 32.2 ist ein Schmiermittel dauerhaft der Wellenlagerung 9 zuführbar und durch die Anschlussleitung 32.4 wieder zurück in die Ölwanne 12 leitbar. Unabhängig vom Schmiermittelfluss durch die Anschlussleitungen 32.2 und 32.4 und die Wellenlagerung 9 kann durch die Anschlussleitungen 32.1 und 32.3 ein Schmiermittelfluss durch den Schmiermittelkanal 2 eingestellt werden. Die Anschlussleitungen 32.1 und 32.3 können an irgendeiner Stelle mit dem Schmiermittelkreislauf kontaktiert sein und dort durch einen regelbaren und/oder steuerbaren Schmiermittelzufluss beflutet werden. Auch eine Entlüftung der Anschlussleitungen 32.1, 32.3 und des Schmiermittelkanals 2 kann an der Verbindungsstelle erfolgen. Durch die getrennten Anschlussleitungen 32.1 bis 32.4 ist eine beliebige Verschaltung des Abgasturboladers 1 mit einem Schmiermittelkreislauf 10 ermöglicht und durch die großen Freiheitsgrade der Verschaltung einen auf den Verbrennungsmotor 6 optimierten Schmiermittelfluss ermöglicht.The separate connection cable 32.1 to 32.4 allow a separately controllable and / or controllable lubricant flow through the shaft bearing 9 and the lubricant channel 2 , Through the connection cable 32.2 is a lubricant permanently the shaft bearing 9 can be fed in and through the connecting cable 32.4 back to the oil pan 12 be conducted. Regardless of the lubricant flow through the connection lines 32.2 and 32.4 and the shaft bearing 9 can through the connecting cables 32.1 and 32.3 a lubricant flow through the lubricant channel 2 be set. The connecting cables 32.1 and 32.3 can be contacted at any point with the lubricant circuit and be flooded there by a controllable and / or controllable lubricant flow. Also a venting of the connecting cables 32.1 . 32.3 and the lubricant channel 2 can be done at the connection point. Through the separate connecting cables 32.1 to 32.4 is any connection of the exhaust gas turbocharger 1 with a lubricant circuit 10 allows and by the great degrees of freedom of interconnection on the internal combustion engine 6 optimized lubricant flow allows.

Bei einem Betrieb des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 wird unterhalb eines vorgebbaren Temperaturwertes temperiertes Schmiermittel, beispielsweise bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine 6 durch den Schmiermittelkanal 2 geleitet und dort mittels der thermischen Energie des Abgases erwärmt. Dabei erfolgt eine Steuerung und/oder Regelung des Schmiermittelflusses und der Schmiermittelzufuhr in den Schmiermittelkanal 2 mittels des Absperrventils 20 oder mittels des Absperr- und Belüftungsventils 22.During operation of the exhaust gas turbocharger according to the invention 1 is below a predetermined temperature value tempered lubricant, for example, during a cold start of the internal combustion engine 6 through the lubricant channel 2 passed and heated there by means of the thermal energy of the exhaust gas. In this case, a control and / or regulation of the lubricant flow and the lubricant supply takes place in the lubricant channel 2 by means of the shut-off valve 20 or by means of the shut-off and ventilation valve 22 ,

Oberhalb einer vorgebbaren Temperatur des Abgasgehäuse 3 des Abgasturboladers 1 oder des im Schmiermittelkanal 2 geführten Schmiermittels wird eine Schmiermittelzufuhr in den Schmiermittelkanal 2 mittels des Absperrventils 20 oder mittels des Absperr- und Belüftungsventils 22 unterbrochen, so dass eine Überhitzung und eine daraus resultierende Schädigung des Schmiermittels sicher vermieden ist.Above a predeterminable temperature of the exhaust housing 3 the exhaust gas turbocharger 1 or in the lubricant channel 2 guided lubricant is a lubricant supply in the lubricant channel 2 by means of the shut-off valve 20 or by means of the shut-off and ventilation valve 22 interrupted, so that overheating and consequent damage to the lubricant is safely avoided.

Damit Schmiermittel, welches sich nach der Unterbrechung des Schmiermittelzuflusses im Schmiermittelkanal 2 befindet, nicht überhitzt, wird der Schmiermittelkanal 2 mittels des Belüftungsventils 21 oder mittels des Absperr- und Belüftungsventils 22 belüftet, d. h. mit einer Umgebung verbunden, und derart entleert. Dabei kann eine Betätigung des Belüftungsventils 21 oder des Absperr- und Belüftungsventils 22 unmittelbar nach der Unterbrechung des Schmiermittelzuflusses erfolgen oder nach einer vorgebbaren Zeitspanne.So that lubricant, which after the interruption of the lubricant flow in the lubricant channel 2 is not overheated, becomes the lubricant channel 2 by means of the ventilation valve 21 or by means of the shut-off and ventilation valve 22 ventilated, ie connected to an environment, and thus emptied. In this case, an actuation of the ventilation valve 21 or the shut-off and ventilation valve 22 take place immediately after the interruption of the lubricant flow or after a predefinable period of time.

Der Schmiermittelkanal 2 im Abgasturbolader 1 kann mit allen in einem Fahrzeug geführten Schmiermittels beaufschlagt werden, wobei ein Motoröl oder ein Getriebeöl bevorzugt verwendet werden. Dies ist durch die Anordnung in räumlicher Nähe besonders vorteilhaft, da nur kurze Leitungswege erforderlich sind.The lubricant channel 2 in the exhaust gas turbocharger 1 can be applied to all run in a vehicle lubricant, with an engine oil or a transmission oil are preferably used. This is particularly advantageous by the arrangement in spatial proximity, since only short cable routes are required.

Je nach Ausführung des Schmiermittelkreislauf 10 kann die Erwärmung des Schmiermittels an unterschiedlichen Positionen im Schmiermittelkreislauf 10 erfolgen. Beispielsweise kann bei separaten Anschlussleitungen 32.1 bis 32.4 Schmiermittel direkt vor Eintritt in die Verbrennungskraftmaschine 6 im oder am Abgasturbolader 1 erwärmt werden und sonst über eine Bypassleitung am Abgasturbolader 1 vorbeigeleitet werden.Depending on the design of the lubricant circuit 10 may be the heating of the lubricant at different positions in the lubricant circuit 10 respectively. For example, with separate connection cables 32.1 to 32.4 Lubricant directly before entering the internal combustion engine 6 in or on the turbocharger 1 be heated and otherwise via a bypass line on the turbocharger 1 be led past.

In einer alternativen Ausführungsvariante kann das Schmiermittel in der in 2 dargestellten Weise nach dem Durchfließen der Verbrennungskraftmaschine 6 in den Abgasturbolader 1 geleitet und erwärmt werden und anschließend in die Ölwanne 12 zurückfließen.In an alternative embodiment, the lubricant in the in 2 shown way after flowing through the internal combustion engine 6 in the exhaust gas turbocharger 1 be routed and heated and then in the oil pan 12 flow back.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Abgasturboladerturbocharger
22
Schmiermittelkanallubricant channel
33
Abgasgehäuseexhaust housing
44
FrischluftgehäuseFresh air housing
55
Rumpfgruppetruncated group
66
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
77
Schmiermittelzuflusslubricant flow
88th
Schmiermittelabflusslubricant drain
99
Wellenlagerungshaft bearing
1010
SchmiermittelkreislaufLubricant circuit
1111
Pumpepump
1212
Ölwanneoil pan
1313
Kühler- und ÖlfiltermodulRadiator and oil filter module
1414
Zuflussinflow
1515
Abflussoutflow
1616
Zuleitungsupply
1717
Abzweigjunction
1818
erster Zuleitungsabschnittfirst supply section
1919
zweiter Zuleitungsabschnittsecond supply section
2020
Absperrventilshut-off valve
2121
Belüftungsventilvent valve
2222
Absperr- und BelüftungsventilShut-off and ventilation valve
2323
erster integrierter Zuleitungsabschnittfirst integrated supply line section
2424
erster Ableitungsabschnittfirst derivation section
2525
zweiter Ableitungsabschnittsecond derivative section
2626
Koppelstellecoupling point
2727
Ableitungderivation
2828
zweiter integrierter Zuleitungsabschnittsecond integrated supply section
2929
erster integrierter Ableitungsabschnittfirst integrated derivation section
30 30
Koppelstellecoupling point
3131
zweiter integrierter Ableitungsabschnittsecond integrated discharge section
32.1 bis 32.432.1 to 32.4
Anschlussleitungconnecting cable

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10107018 A1 [0002] DE 10107018 A1 [0002]

Claims (10)

Abgasturbolader (1) für eine Verbrennungskraftmaschine (6) mit einem Getriebe, wobei Abgasturbolader (1) und Verbrennungskraftmaschine (6) in einem Schmiermittelkreislauf (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher in einem Abgasgehäuse (3) des Abgasturboladers (1) angeordnet und von einem Schmiermittel durchströmbar ist.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) for an internal combustion engine ( 6 ) with a transmission, wherein exhaust gas turbocharger ( 1 ) and internal combustion engine ( 6 ) in a lubricant circuit ( 10 ) are arranged, characterized in that a heat exchanger in an exhaust housing ( 3 ) of the exhaust gas turbocharger ( 1 ) arranged and can be flowed through by a lubricant. Abgasturbolader (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher als Schmiermittelkanal (2) ausgebildet und in das Abgasgehäuse (3) integriert ist.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the heat exchanger as a lubricant channel ( 2 ) and into the exhaust housing ( 3 ) is integrated. Abgasturbolader (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (2) das Abgasgehäuse (3) einfach umlaufend ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the lubricant channel ( 2 ) the exhaust housing ( 3 ) is formed simply circumferential. Abgasturbolader (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (2) das Abgasgehäuse (3) mehrfach spiralförmig umlaufend ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the lubricant channel ( 2 ) the exhaust housing ( 3 ) is formed repeatedly spirally surrounding. Abgasturbolader (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (2) und eine Wellenlagerung (9) jeweils eine gemeinsame Zu- und/oder Ableitung (16, 27) aufweisen.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the lubricant channel ( 2 ) and a shaft bearing ( 9 ) a common supply and / or discharge ( 16 . 27 ) exhibit. Abgasturbolader (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (2) und eine Wellenlagerung (9) separate Zu- und/oder Ableitungen aufweisen.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lubricant channel ( 2 ) and a shaft bearing ( 9 ) have separate inlets and / or outlets. Abgasturbolader (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (16) des Schmiermittels stromabwärts des Schmiermittelflusses in Richtung Schmiermittelkanal (2) und Wellenlagerung (9) verzweigt ist, wobei eine Volumenstromregelung des Schmiermitteldurchflusses statisch mittels zumindest einer Querschnittsverengung am Abzweig (17) erfolgt.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the supply line ( 16 ) of the lubricant downstream of the lubricant flow in the direction of lubricant channel ( 2 ) and shaft bearing ( 9 ) is branched, wherein a volume flow control of the lubricant flow statically by means of at least one cross-sectional constriction at the branch ( 17 ) he follows. Abgasturbolader (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (16) des Schmiermittels stromabwärts des Schmiermittelflusses in Richtung Schmiermittelkanal (2) und Wellenlagerung (9) unter Zwischenschaltung eines Ventils verzweigt ist, so dass eine Volumenstromregelung des Schmiermitteldurchflusses veränderbar erfolgt.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the supply line ( 16 ) of the lubricant downstream of the lubricant flow in the direction of lubricant channel ( 2 ) and shaft bearing ( 9 ) is branched with the interposition of a valve, so that a flow control of the lubricant flow is variable. Abgasturbolader (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (16) oder einem Zuleitungsabschnitt (18) des Schmiermittelkanals (2) ein Absperrventil (20) und/oder ein Belüftungsventil (21) angeordnet sind.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the supply line ( 16 ) or a feeder section ( 18 ) of the lubricant channel ( 2 ) a shut-off valve ( 20 ) and / or a ventilation valve ( 21 ) are arranged. Verfahren zum Betrieb eines Abgasturboladers (1) für eine Verbrennungskraftmaschine (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittel durch einen Schmiermittelkanal (2) geleitet und derart erwärmt wird.Method for operating an exhaust gas turbocharger ( 1 ) for an internal combustion engine ( 6 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a lubricant through a lubricant channel ( 2 ) is passed and heated.
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