DE112019006042T5 - Turbolader mit variabler Kapazität - Google Patents

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Abstract

Ein Turbolader hat eine variable Düseneinheit, ein Lagergehäuse, eine kreisartige Wärmeabschirmplatte, die zwischen einem Turbinenlaufrad und dem Lagergehäuse angeordnet ist, und eine in dem Lagergehäuse ausgebildete Wasserkammer. Die Wärmeabschirmplatte ist fixiert, indem sie gegen die variable Düseneinheit durch eine Scheibenfeder gedrückt wird, und ist radial ausgerichtet, indem sie in das Lagergehäuse durch einen Einpassabschnitt eingepasst ist. Die Wärmeabschirmplatte hat eine Einpassfläche, die in dem Einpassabschnitt ausgebildet ist, und einen Innenumfangswärmeabschirmabschnitt, der von der Einpassfläche radial nach innen vorragt und mit einem axialen Zwischenraum zwischen dem Innenumfangswärmeabschirmabschnitt und dem Lagergehäuse angeordnet ist. Zumindest ein Teil der Wasserkammer ist an einer gleichen radialen Position wie eine radiale Position des Einpassabschnittes ausgebildet.

Description

  • Turbolader mit variabler Kapazität
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Turbolader mit variabler Kapazität.
  • Hintergrund des Standes der Technik
  • Als ein herkömmlicher Turbolader mit variabler Kapazität ist ein Turbolader aus Patentdokument 1 wie nachstehend erläutert bekannt. Dieser Turbolader hat eine kreisartige Wärmeabschirmplatte. Die Wärmeabschirmplatte blockiert die Wärme einer Turbine, um einen Temperaturanstieg eines Lagergehäuses zu verhindern. Ein Befestigungsteil ist an einem Innenumfangsabschnitt des Lagergehäuses vorhanden. Das Befestigungsteil hat eine zylindrische Form und erhebt sich zu der Turbine hin in dem Umfang einer Drehwelle eines Turbinenlaufrades. Ein Mittelloch der Wärmeabschirmplatte ist an das zylindrische Befestigungsteil eingeführt, und die Wärmeabschirmplatte ist in der radialen Richtung ausgerichtet.
  • Dokumente des Standes der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 2005-42588
    • Patentdokument 2: ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 2011 - 252439
    • Patentdokument 3: ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 2012 - 057592
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Jedoch ist gemäß der vorstehend beschriebenen Wärmeabschirmplattenausrichtstruktur das Befestigungsteil nicht durch die Wärmeabschirmplatte bedeckt und zu der Turbinenseite freigelegt. Daher gelangt die Strahlungswärme an der Turbinenseite mit Leichtigkeit in das Lagergehäuse durch das Befestigungsteil. Des Weiteren wird die Wärme der Wärmeabschirmplatte mit Leichtigkeit zu dem Befestigungsteil durch ein Einpassteil geleitet. Als ein Ergebnis kann ein Temperaturanstieg des Lagergehäuses an dem Innenumfangsabschnitt des Lagergehäuses nicht ausreichend unterdrückt werden. Es sind außerdem wichtige Teile in Bezug auf die Drehwelle des Turbinenlaufrades an dem Innenumfangsabschnitt des Lagergehäuses vorhanden. Außerdem ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die Funktion beeinträchtigt werden kann, wenn die Temperatur derartiger wichtiger Teile außerordentlich ansteigt. Die vorliegende Erfindung soll hierbei einen Turbolader mit variabler Kapazität beschreiben, der einen Temperaturanstieg der Teile an dem Innenumfangsabschnitt des Lagergehäuses unterdrückt.
  • Lösung des Problems
  • Ein Turbolader mit variabler Kapazität gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Turbolader mit variabler Kapazität mit einer variablen Düseneinheit, die einen Düsenflügel im Inneren eines Düsenströmungskanals einer Turbine dreht; einem Lagergehäuse, in dem ein Lager einer Drehwelle eines Turbinenlaufrades der Turbine untergebracht ist; einer kreisartigen Wärmeabschirmplatte, die zwischen dem Turbinenlaufrad und dem Lagergehäuse angeordnet ist und die Drehwelle in einer Umfangsrichtung umgibt; und einer Wasserkammer, die in dem Lagergehäuse vorgesehen ist und ein Kühlwasser zirkulieren lässt, wobei die Wärmeabschirmplatte zwischen der variablen Düseneinheit und dem Lagergehäuse zusammen mit einer Scheibenfeder in einer axialen Richtung sandwichartig angeordnet ist, fixiert ist, indem sie gegen die variable Düseneinheit durch die Scheibenfeder in der axialen Richtung gedrückt ist, und in einer radialen Richtung ausgerichtet ist, indem sie in das Lagergehäuse durch einen Einpassabschnitt eingepasst ist, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, wobei die Wärmeabschirmplatte Folgendes aufweist: eine Einpassfläche, die in dem Einpassabschnitt ausgebildet ist und in das Lagergehäuse eingepasst ist; und einen Innenumfangswärmeabschirmabschnitt, der radial von der Einpassfläche nach innen vorragt und mit einem Zwischenraum zwischen dem Lagergehäuse in der axialen Richtung angeordnet ist, und wobei zumindest ein Teil der Wasserkammer an einer gleichen radialen Position wie eine radiale Position des Einpassabschnittes vorhanden ist.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß dem Turbolader mit variabler Kapazität der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Temperaturanstieg von Teilen eines Innenumfangsabschnittes eines Lagergehäuses zu unterdrücken (zu vermeiden).
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Turboladers mit variabler Kapazität dieses Ausführungsbeispiels.
    • 2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der näheren Umgebung einer Wärmeabschirmplatte des Turboladers aus 1.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Ein Turbolader mit variabler Kapazität gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Turbolader mit variabler Kapazität mit einer variablen Düseneinheit, die einen Düsenflügel im Inneren eines Düsenströmungskanals einer Turbine dreht; einem Lagergehäuse, in dem ein Lager einer Drehwelle eines Turbinenlaufrades der Turbine untergebracht ist; einer kreisartigen Wärmeabschirmplatte, die zwischen dem Turbinenlaufrad und dem Lagergehäuse angeordnet ist und die Drehwelle in einer Umfangsrichtung umgibt; und einer Wasserkammer, die in dem Lagergehäuse vorgesehen ist und ein Kühlwasser zirkulieren lässt, wobei die Wärmeabschirmplatte zwischen der variablen Düseneinheit und dem Lagergehäuse zusammen mit einer Scheibenfeder in einer axialen Richtung sandwichartig angeordnet ist, fixiert ist, indem sie gegen die variable Düseneinheit durch die Scheibenfeder in der axialen Richtung gedrückt ist, und in einer radialen Richtung ausgerichtet ist, indem sie in das Lagergehäuse durch einen Einpassabschnitt eingepasst ist, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, wobei die Wärmeabschirmplatte Folgendes aufweist: eine Einpassfläche, die in dem Einpassabschnitt ausgebildet ist und in das Lagergehäuse eingepasst ist; und einen Innenumfangswärmeabschirmabschnitt, der radial von der Einpassfläche nach innen vorragt und mit einem Zwischenraum zwischen dem Lagergehäuse in der axialen Richtung angeordnet ist, und wobei zumindest ein Teil der Wasserkammer an einer gleichen radialen Position wie eine radiale Position des Einpassabschnittes vorhanden ist.
  • Der Einpassabschnitt kann an der Innenseite eines Außenumfangsrandes des Turbinenlaufrades in der radialen Richtung angeordnet seien.
  • Das Lagergehäuse kann eine Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche, die der Einpassfläche der Wärmeabschirmplatte zugewandt ist, und eine Scheibenfedereinbaufläche aufweisen, an der die Scheibenfeder vorgesehen ist, und die Scheibenfedereinbaufläche kann so ausgebildet sein, dass sie mit der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche fluchtet.
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Turboladers 1 mit variabler Kapazität (variables Leistungsvermögen), der eine Drehachse H hat. Der Turbolader 1 wird beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor eines Schiffes oder eines Fahrzeugs angewendet.
  • Wie dies in 1 gezeigt ist, hat der Turbolader 1 eine Turbine 2 und einen Kompressor 3. Die Turbine 2 hat ein Turbinengehäuse 4 und ein Turbinenlaufrad 6, das in dem Turbinengehäuse 4 untergebracht ist. Das Turbinengehäuse 4 hat einen Spiralströmungskanal 16, der sich in der Umfangsrichtung um das Turbinenlaufrad 6 herum erstreckt. Der Kompressor 3 hat ein Kompressorgehäuse 5 und ein Kompressorlaufrad 7, das in dem Kompressorgehäuse 5 untergebracht ist. Das Kompressorgehäuse 5 hat einen Spiralströmungskanal 17, der sich in der Umfangsrichtung um das Kompressorlaufrad 7 herum erstreckt.
  • Das Turbinenlaufrad 6 ist an einem Ende einer Drehwelle 14 vorgesehen, und das Kompressorlaufrad 7 ist an dem anderen Ende der Drehwelle 14 vorgesehen. Ein Lagergehäuse 13 ist zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Kompressorgehäuse 5 vorgesehen. Die Drehwelle 14 wird durch das Lagergehäuse 13 durch ein Lager 15 drehbar gestützt und die Drehwelle 14, das Turbinenlaufrad 6 und das Kompressorlaufrad 7 drehen sich um die Drehachse H als ein einstückiger Drehkörper 12.
  • Das Turbinengehäuse 4 ist mit einem (nicht gezeigten) Abgaseinlass und einem Abgasauslass 10 versehen. Ein von einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor abgegebenes Abgas strömt in das Turbinengehäuse 4 durch den Abgaseinlass, strömt in das Turbinenlaufrad 6 durch den Spiralströmungskanal 16, und dreht das Turbinenlaufrad 6. Dann strömt das Abgas zu der Außenseite des Turbinengehäuses 4 durch den Abgasauslass 10.
  • Das Kompressorgehäuse 5 ist mit einem Sauganschluss (Saugöffnung) 9 und einem (nicht gezeigten) Abgabeanschluss (Abgabeöffnung) versehen. Wenn das Turbinenlaufrad 6 sich wie vorstehend beschrieben dreht, dreht sich das Kompressorlaufrad 7 durch die Drehwelle 14. Das sich drehende Kompressorlaufrad 7 saugt Außenluft durch den Sauganschluss 9 an. Diese Luft tritt durch das Kompressorlaufrad 7 und den Spiralströmungskanal 17, um komprimiert zu werden, und wird von dem Abgabeanschluss abgegeben. Die von dem Abgabeanschluss abgegebene komprimierte Luft wird zu dem vorstehend beschriebenen Verbrennungsmotor geliefert.
  • Die Turbine 2 des Turboladers 1 ist nachstehend weiter beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung bedeuten die „Axialrichtung“, die „radiale Richtung“ und die „Umfangsrichtung“ einfach die Drehachsenrichtung (die Richtung der Drehachse H), die Drehradialrichtung und die Drehumfangsrichtung des Turbinenlaufrades 6.
  • Die Turbine 2 des Turboladers 1 ist mit einem Düsenströmungskanal 19 versehen, der den Spiralströmungskanal 16 mit dem Turbinenlaufrad 6 verbindet. Der Düsenströmungskanal 19 ist mit einer Vielzahl an beweglichen Düsenflügeln 21 versehen. Die Vielzahl an Düsenflügeln 21 sind unter gleichen Intervallen an dem Umfang um die Drehachse H herum angeordnet. Die Düsenflügel 21 drehen sich um eine Achse, die parallel zu der Drehachse H ist, in einer synchronen Weise. Da die in Vielzahl vorgesehenen Düsenflügel 21 wie vorstehend beschrieben drehen, wird der Öffnungsgrad des Düsenströmungskanals 19 eingestellt, wenn ein Zwischenraum zwischen den benachbarten Düsenflügeln 21 erweitert und verkleinert wird.
  • Um den Düsenflügel 21 wie vorstehend beschrieben anzutreiben, hat die Turbine 2 eine variable Düseneinheit 20. Die variable Düseneinheit 20 ist in das Turbinengehäuse 4 eingepasst (sitzt in diesem). Die variable Düseneinheit 20 hat die Vielzahl an Düsenflügeln 21 und zwei Düsenringe 23 und 27. Zwei Düsenringe 23 und 27 ordnen die Düsenflügel 21 in der axialen Richtung sandwichartig an. Jeder der Düsenringe 23 und 27 hat eine Ringform um die Drehachse H herum und ist so angeordnet, dass er das Turbinenlaufrad 6 in der Umfangsrichtung umgibt. Eine Region, die zwischen zwei Düsenringen 23 und 27 in der axialen Richtung sandwichartig angeordnet ist, bildet den vorstehend beschriebenen Düsenströmungskanal 19. Die variable Düseneinheit 20 hat einen Antriebsmechanismus 29 zum Antreiben des Düsenflügels 21. Der Antriebsmechanismus 29 ist in einem Raum zwischen dem Düsenring 23 und dem Lagergehäuse 13 untergebracht und überträgt eine Antriebskraft von einem (nicht gezeigten) externen Aktuator zu dem Düsenflügel 21.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht, wobei die nähere Umgebung des Turbinenlaufrades 6 des Turboladers 1 gezeigt ist. Das Lagergehäuse 13 ist mit einer Ölkammer 49 versehen, die Schmieröl zu dem Lager 15 liefert. Ein Dichtring 51 ist an dem Außenumfang der Drehwelle 14 angebracht. Der Dichtring 51 teilt die Ölkammer 49 und einen Raum (der nachstehend als ein „Abgasraum 50“ bezeichnet ist), in dem das Abgas vorhanden ist, das von dem Düsenströmungskanal 19 zu dem Turbinenlaufrad 6 befördert wird. Die Drehwelle 14 ist mit einer Nut 52 versehen, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Der Dichtring 51 sitzt in der Nut 52 so, dass die Bewegung in der axialen Richtung reguliert wird. Des Weiteren steht die Außenumfangsfläche des Dichtrings 51 mit dem Lagergehäuse 13 an dem gesamten Umfang in Kontakt. Der Dichtring 51 teilt die Ölkammer 49 von dem Abgasraum 50 durch Blockieren eines Zwischenraums zwischen der Drehwelle 14 und dem Lagergehäuse 13 in der radialen Richtung. Dann ist es möglich, die Bewegung des Schmieröls, das in der Ölkammer 49 vorhanden ist, zu dem Abgas 53 aufgrund des Dichtrings 51 zu stören (zu beeinträchtigen). Außerdem sind in dem Beispiel von 2 zwei Dichtringe 51 parallel in der axialen Richtung vorgesehen.
  • Eine Wärmeabschirmplatte 31 ist zwischen dem Turbinenlaufrad 6 und dem Lagergehäuse 13 vorgesehen. Die Wärmeabschirmplatte 31 unterdrückt einen Temperaturanstieg des Lagergehäuses 13 durch Abschirmen der Wärme, die von dem unter hoher Temperatur stehenden Abgasraum 50 abgestrahlt wird. Die Wärmeabschirmplatte 31 ist in einer Ringform ausgebildet, die die Drehwelle 14 in der Umfangsrichtung umgibt. Die Wärmeabschirmplatte 31 sitzt in dem Lagergehäuse 13 (ist in diesem eingepasst). Ein Einpassabschnitt 33 (Einsetzabschnitt) zwischen der Wärmeabschirmplatte 31 und dem Lagergehäuse 13 erstreckt sich in der Umfangsrichtung in der Nähe der Mitte der radialen Breite der Wärmeabschirmplatte 31.
  • Der Einpassabschnitt (Einsetzabschnitt) 33 ist mit einer Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 versehen zum Einsetzen (Einpassen) der Wärmeabschirmplatte 31 in das Lagergehäuse 13. Die Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 bildet eine zylindrische Außenfläche, um die Drehachse H herum. Im Gegensatz dazu ist die Wärmeabschirmplatte 31 mit einer Einpassfläche (Einsetzfläche) 37 versehen, die der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 zugewandt ist. Die Einpassfläche (Einsetzfläche) 37 bildet eine zylindrische Innenfläche um die Drehachse H herum. Der Einpassabschnitt 33 ist an der Innenseite eines Außenumfangsrandes 6a des Turbinenlaufrades 6 in der radialen Richtung angeordnet.
  • Die Wärmeabschirmplatte 31 ist in der radialen Richtung ausgerichtet durch Einpassen (Einsetzen) der Wärmeabschirmplatte 31 in das Lagergehäuse 13, wie dies vorstehend beschrieben ist. Außerdem ist der Einsetzzustand (Einpasszustand) zwischen der Wärmeabschirmplatte 31 und dem Lagergehäuse 13 eine Spielpassung. Die Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 und die Einpassfläche (Einsetzfläche) 37 können in Gleitkontakt miteinander stehen oder ein geringfügiger Zwischenraum kann zwischen der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 und der Einpassfläche (Einsetzfläche) 37 vorhanden sein.
  • Des Weiteren ist eine Scheibenfeder (Tellerfeder, Federscheibe) 39 an einer Position benachbart zu dem Kompressor 3 in der Wärmeabschirmplatte 31 eingebaut. Die Scheibenfeder 39 hat eine Ringform um die Drehachse H herum.
  • Eine Scheibenfedereinbaufläche 36 zum Einbauen der Scheibenfeder 39 ist in dem Lagergehäuse 13 ausgebildet. Die Scheibenfedereinbaufläche 36 bildet eine zylindrische Außenfläche um die Drehachse H herum. Die Scheibenfeder 39 ist in der radialen Richtung so ausgerichtet, dass ihr Mittelloch so eingebaut ist, dass die Scheibenfedereinbaufläche 36 in der Umfangsrichtung umgeben wird. Die Scheibenfedereinbaufläche 36 ist so ausgebildet, dass sie zu der Seite des Kompressors 3 der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 fortlaufend ist. Des Weiteren ist die Scheibenfedereinbaufläche 36 so ausgebildet, dass sie mit der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 fluchtet.
  • Des Weiteren ist die Scheibenfeder 39 zwischen der Wärmeabschirmplatte 31 und dem Lagergehäuse 13 in der axialen Richtung sandwichartig angeordnet. Außerdem wird die Wärmeabschirmplatte 31 zu dem Turbinenlaufrad 6 durch die Drängkraft der Scheibenfeder 39 so gedrückt, dass die Wärmeabschirmplatte 31 gegen ein Endfläche 23a des Düsenrings 23 in der axialen Richtung gedrückt wird. Durch einen derartigen Aufbau wird die Wärmeabschirmplatte 31 zwischen der variablen Düseneinheit 20 und dem Lagergehäuse 13 in der axialen Richtung zusammen mit der Scheibenfeder 39 sandwichartig angeordnet und fixiert.
  • Die Wärmeabschirmplatte 31 hat einen Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41, der von der Einsetzfläche 37 radial nach innen vorragt. Unter Betrachtung von der Seite der Turbine 2 bedeckt der Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41 einen Abschnitt des Lagergehäuses 13, der an einer Innenumfangsseite des Einsetzabschnittes 33 angeordnet ist. Nachstehend ist der Abschnitt des Lagergehäuses 13, der an der Innenumfangsseite des Einsetzabschnittes 33 angeordnet ist, als ein „Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt“ bezeichnet und trägt das Bezugszeichen „43“. Des Weiteren ist, da die Wärmeabschirmplatte 31 zu der Turbine 2 durch die Scheibenfeder 39 wie vorstehend beschrieben gedrückt wird, ein axialer Zwischenraum 45 zwischen dem Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41 und dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 ausgebildet.
  • Das Lagergehäuse 13 ist mit einer Wasserkammer 47 für zirkulierendes Kühlwasser versehen. Das Lagergehäuse 13 wird durch das Kühlwasser gekühlt. Die Wasserkammer 47 ist als ein Hohlraum des Lagergehäuses 13 ausgebildet und erstreckt sich in der Umfangsrichtung. Im Hinblick auf die Positionsbeziehung zwischen der Wasserkammer 47 und dem Einsetzabschnitt 33 ist zumindest ein Teil der Wasserkammer 47 an der gleichen radialen Position wie der Einsetzabschnitt 33 vorhanden. Beispielsweise sind in einem in 2 gezeigten Querschnitt der Einsetzabschnitt 33 und der Innenumfangsabschnitt der Wasserkammer 47 an der gleichen radialen Position vorhanden, wie dies anhand einer Strichpunktlinie mit einem Punkt B gezeigt ist. Zumindest ein derartiger Querschnitt ist in dem Lagergehäuse 13 vorhanden. In der gesamten Umfangsrichtung können die Wasserkammer 47 und ein Teil des Einsetzabschnittes 33 an der gleichen radialen Position vorhanden sein.
  • Der technische Effekt des Turboladers 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist nachstehend beschrieben. Beispielsweise ist es, um eine normale Abdichtfunktionen durch Unterdrücken eines Temperaturanstiegs des Dichtrings 51 sicherzustellen, wichtig, einen Temperaturanstieg des Lagergehäuseinnenumfangsabschnittes 43 zu vermeiden (zu unterdrücken). In dem Turbolader 1 ragt der Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41 der Wärmeabschirmplatte 31 von der Einpassfläche 37 radial nach innen vor.
  • Außerdem ist der Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41 durch den Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 unter Betrachtung von dem Abgasraum 50 bedeckt. Ein derartiger Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41 schirmt die Wärme ab, die von dem Abgasraum 50 zu dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 abgestrahlt wird. Außerdem wird ein Ableiten von Wärme von dem Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41 zu dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 ebenfalls unterdrückt, da der Zwischenraum 45 zwischen dem Innenumfangswärmeabschirmabschnitt 41 und dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 ausgebildet ist.
  • Andererseits kann als abgeleitete Wärme von der Wärmeabschirmplatte 31 zu dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 die abgeleitete Wärme erachtet werden, die über den Einpassabschnitt 33 übertragen wird. Da jedoch der Einpassabschnitt 33 in der Nähe der Mitte der radialen Breite der Wärmeabschirmplatte 31 angeordnet ist, sind der Einpassabschnitt 33 und der Dichtring 51 durch ein gewisses Maß (Abstand) getrennt. Außerdem ist zumindest ein Teil der Wasserkammer 47 an der gleichen radialen Position wie der Einpassabschnitt 33 vorhanden. Aufgrund dieser Positionsbeziehung wird der Einpassabschnitt 33 mit Leichtigkeit durch das Kühlwasser der Wasserkammer 47 gekühlt, und die abgeleitete Wärme, die durch den Einpassabschnitt 33 tritt, wird ebenfalls mit Leichtigkeit entfernt. Somit wird die abgeleitete Wärme, die von der Wärmeabschirmplatte 31 zu dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 über den Einpassabschnitt 33 gelangt, ebenfalls unterdrückt (vermieden).
  • Des Weiteren wird die abgeleitete Wärme, die von der Wärmeabschirmplatte 31 zu dem Lagergehäuse 13 über die Scheibenfeder 39 übertragen wird, ebenfalls mit Leichtigkeit durch das Kühlwasser der Wasserkammer 47 wie vorstehend beschrieben gekühlt und wird nicht ohne Weiteres zu dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 übertragen.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird ein Temperaturanstieg des Lagergehäuseinnenumfangsabschnittes 43 aufgrund der Wärme des Abgasraums 50 unterdrückt. Als ein Ergebnis wird ein Temperaturanstieg des Abdichtrings 51 vermieden, und eine normale Abdichtfunktion des Abdichtrings 51 wird sichergestellt.
  • Darüber hinaus ist der Einpassabschnitt 33 an der Innenseite des Außenumfangsrandes 6a des Turbinenlaufrades 6 in der radialen Richtung angeordnet. Hierbei wird in dem Einpassabschnitt 33 ein Zwischenraum zwischen der Wärmeabschirmplatte 31 und dem Lagergehäuseinnenumfangsabschnitt 43 aufgrund einer Differenz bei der thermischen Ausdehnung zwischen ihnen erzeugt, jedoch wird der Zwischenraum größer, wenn die Position des Einpassabschnittes 33 näher zu der Außenseite in der radialen Richtung gelangt. Dann wird eine Exzentrizität (Fehlausrichtung) der Wärmeabschirmplatte 31 aufgrund des Zwischenraums hoch. Aus diesem Grund muss, um die Beeinträchtigung zwischen einem am weitesten innen befindlichen Umfangsabschnitt 31a der Wärmeabschirmplatte 31 und der Drehwelle 14 aufgrund der Exzentrizität zu vermeiden, ein Zwischenraum zwischen dem am weitesten innen befindlichen Umfangsabschnitt 31a und der Drehwelle 14 auf ein großes Maß gestaltet werden. Dann erreicht das Abgas des Abgasraums 50 mit Leichtigkeit den Dichtring 51 durch den Zwischenraum, um dadurch einen Temperaturanstieg des Dichtrings 51 zu bewirken. Im Hinblick auf diese Erkenntnis wird in dem Turbolader 1 der Einpassabschnitt 33 an der Innenseite des Außenumfangsrandes 6a des Turbinenlaufrades 6 in der radialen Richtung so angeordnet, dass der Einpassabschnitt 33 sich nicht zu weit nach außen in der radialen Richtung bewegt. Demgemäß werden die vorstehend beschriebenen Probleme vermieden.
  • Des Weiteren ist die Scheibenfedereinbaufläche 36 fortlaufend so ausgebildet, dass sie mit der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 35 fluchtet. Durch diesen Aufbau muss ein Teil zum Einbauen und Ausrichten der Scheibenfeder 39 nicht separat von der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche 33 ausgebildet werden. Als ein Ergebnis können das Lagergehäuse 13 und die Wärmeabschirmplatte 31 einfach hergestellt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Turbolader mit variabler Kapazität
    2
    Turbine
    6
    Turbinenlaufrad
    6a
    Außenumfangsrand
    13
    Lagergehäuse
    14
    Drehwelle
    15
    Lager
    19
    Düsenströmungskanal
    20
    variable Düseneinheit
    21
    Düsenflügel
    31
    Wärmeabschirmplatte
    33
    Einpassabschnitt (Einsetzabschnitt)
    35
    Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche
    36
    Scheibenfedereinbaufläche
    37
    Einpassfläche (Einsetzfläche)
    39
    Scheibenfeder
    41
    Innenumfangswärmeabschirmabschnitt
    45
    Zwischenraum
    47
    Wasserkammer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005042588 [0002]
    • JP 2011 [0002]
    • JP 252439 [0002]
    • JP 2012 [0002]
    • JP 057592 [0002]

Claims (3)

  1. Turbolader mit variabler Kapazität mit: einer variablen Düseneinheit, die einen Düsenflügel im Inneren eines Düsenströmungskanals einer Turbine dreht; einem Lagergehäuse, in dem ein Lager einer Drehwelle eines Turbinenlaufrades der Turbine untergebracht ist; einer kreisartigen Wärmeabschirmplatte, die zwischen dem Turbinenlaufrad und dem Lagergehäuse angeordnet ist und die Drehwelle in einer Umfangsrichtung umgibt; und einer Wasserkammer, die in dem Lagergehäuse vorgesehen ist und ein Kühlwasser zirkulieren lässt, wobei die Wärmeabschirmplatte zwischen der variablen Düseneinheit und dem Lagergehäuse zusammen mit einer Scheibenfeder in einer axialen Richtung sandwichartig angeordnet ist, fixiert ist, indem sie gegen die variable Düseneinheit durch die Scheibenfeder in der axialen Richtung gedrückt ist, und in einer radialen Richtung ausgerichtet ist, indem sie in das Lagergehäuse durch einen Einpassabschnitt eingepasst ist, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, wobei die Wärmeabschirmplatte Folgendes aufweist: eine Einpassfläche, die in dem Einpassabschnitt ausgebildet ist und in das Lagergehäuse eingepasst ist; und einen Innenumfangswärmeabschirmabschnitt, der radial von der Einpassfläche nach innen vorragt und mit einem Zwischenraum zwischen dem Lagergehäuse in der axialen Richtung angeordnet ist, und wobei zumindest ein Teil der Wasserkammer an einer gleichen radialen Position wie eine radiale Position des Einpassabschnittes vorhanden ist.
  2. Turbolader mit variabler Kapazität gemäß Anspruch 1, wobei der Einpassabschnitt an der Innenseite eines Außenumfangsrandes des Turbinenlaufrades in der radialen Richtung angeordnet ist.
  3. Turbolader mit variabler Kapazität gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Lagergehäuse Folgendes aufweist: eine Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche, die der Einpassfläche der Wärmeabschirmplatte zugewandt ist; und einer Scheibenfedereinbaufläche, an der die Scheibenfeder vorgesehen ist, und wobei die Scheibenfedereinbaufläche so ausgebildet ist, dass sie mit der Wärmeabschirmplattenaufnahmefläche fluchtet.
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