DE2230718A1 - EXHAUST TURBOCHARGER WITH DOUBLE-CURRENT TURBINE HOUSING - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Abgasturbolader mit Doppelstrom-Turbinengehäuse Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit Doppelstrom-Turbinengehäuse bei zentripetaler Beaufschlagung der Turbine.DESCRIPTION Exhaust gas turbocharger with double-flow turbine housing The invention relates to an exhaust gas turbocharger with a double-flow turbine housing for centripetal Loading of the turbine.

Bei den Abgasturbinen der Turbolader mit zentripetaler Anströmung des Turbinenlaufrades werden heute je nach Anwendungsfall verschiedene Gehäusearten eingesetzt. Um die Vorteile der Stoßaufladung zu nutzen, müssen z.B. bei Sechszylinder-Motoren drei Zylinder in je eine Einlaßöffnung eines zweiflutigen Turbinengehäuses geführt werden. Damit wird ein Mindestzündabstand von 2400 Kurbelwinkel erreicht. Bei den Ladern der Fahrzeugmotoren haben sich aus Kostengründen sog. leitringlose Turbinengehäuse weitgehend durchgesetzt. Bei diesen kommen heute zwei verschiedene Turbinengehäusearten mit zweiflutiger Anordnung zur Anwendung, nämlich das sog. Doppelstromgehäuse und das Zwillingsstromgehäuse. Bei dem Doppelstromgehäuse besteht die zweiflutige Anordnung darin, daß zwei Spiralen mit jeweils 1800 Umfangswinkel das Turbinenlaufrad hintereinander beaufschlagen. Bei dem Zwillingsstromgehäuse sind zwei getrennte Spiralkanäle vorhanden, die nebeneinander die Turbinenschaufeln auf jeweils 3600, d.h. im vollen Umfang beaufschlagen.In the exhaust gas turbines, the turbocharger with centripetal flow of the turbine impeller are nowadays different housing types depending on the application used. In order to use the advantages of impulse charging, e.g. with six-cylinder engines three cylinders each led into an inlet port of a double-flow turbine housing will. This achieves a minimum ignition interval of 2400 crank angles. Both Vehicle engine superchargers have so-called guide ring-less turbine housings for reasons of cost largely enforced. Today there are two different types of turbine housings for these with a double-flow arrangement for use, namely the so-called double-flow housing and the twin current housing. In the case of the double-flow housing, there is a double-flow arrangement in that two spirals, each with 1800 circumferential angles, the turbine wheel one behind the other apply. The twin-flow housing has two separate spiral channels, the side by side the turbine blades to 3600 each, i.e. to the full extent apply.

Das Doppelstromgehäuse gibt in vielen Fällen die besten Turbinenwirkungsgrade, insbesondere im unteren Drehzahlbereich des Motors.The double-flow housing gives the best turbine efficiencies in many cases, especially in the lower speed range of the engine.

Dies wirkt sich in einem höheren Luftdurchsatz und damit auch in dem höheren Ladedruck aus.This results in a higher air throughput and thus also in that higher boost pressure.

Hochtourige Abgasturbolader werden heute vorwiegend mit schwimmenden Büchsen für die Lagerung der Welle ausgerüstet, die einen deutlichen Dämpfungseffekt auf die im Betriebsbereich liegenden kritischen Drehzahlen haben. Bei diesen Ladern können jedoch -bedingt durch äußere Kräfte und durch selbsterregte Ölfilmschwingungen - instabile Wellenbewegungen entstehen. Im ungünstigsten Fall kann der Rotor sogar zu direkter Berührung mit der Lagerbüchse und dem Gehäuse kommen. Insbesondere die Doppelstromgehäuse besitzen hierbei gegenüber einflutigen Turbinengehäusen den Nachteil, daß sie den Turbinenrotor infolge der wechselnden Beaufschlagung zu großen Amplituden anregen.Today, high-speed exhaust gas turbochargers are mainly used with floating ones Bushings equipped for the storage of the shaft, which have a significant damping effect have to the critical speeds lying in the operating range. With these loaders can, however, due to external forces and self-excited oil film vibrations - unstable wave movements arise. In the worst case, the rotor can even come into direct contact with the bearing bush and the housing. especially the Compared to single-flow turbine housings, double-flow casings have the disadvantage that that they cause the turbine rotor to have large amplitudes as a result of the alternating loading stimulate.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Beibehaltung der Vorteile des Doppelstromgehäuses hinsichtlich der Motorcharakteristik eine Dämpfung der Wellenschwingung zu erreichen.The invention has set itself the task of maintaining the Advantages of the dual-current housing with regard to the motor characteristics damping to achieve the shaft vibration.

Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß die Trennwand des Doppelstrom-Turbinengehäuses im Bereich zwischen Turbineneintrittsflansch und Halsquerschnitt an der Zunge der 2. Spirale mit einer Öffnung versehen ist.It solves this problem in that the partition wall of the double-flow turbine housing in the area between the turbine inlet flange and the neck cross-section on the tongue of the 2. Spiral is provided with an opening.

Versuche ergaben, daß die Öffnung in der Trennwand im Querschnitt 5 bis 8 96 des Gesamtquerschnittes der beiden Kanäle betragen muß.Tests have shown that the opening in the partition wall in cross section 5 to 8 96 of the total cross-section of the two channels must be.

Hierdurch werden einerseits die Amplituden der Wellenbewegung deutlich gedämpft, andererseits werden die motorischen Kennwerte, wie Ladedruck, Rauchwert und Brennstoffverbrauch noch nicht wesentlich verschlechtert.On the one hand, this makes the amplitudes of the wave movement clear attenuated, on the other hand, the motor characteristics, like boost pressure, Smoke value and fuel consumption have not yet deteriorated significantly.

In der Zeichnung Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das in den konstruktiven Einzelheiten natürlich Abwandlungen erfahren kann.In the drawing Figs. 1 to 3 is an embodiment of the invention shown, which of course experienced modifications in the structural details can.

Dabei stellt Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch das Turbinengehäuse entsprechend der abgestuften Linie B-B (in Fig. 2) dar.1 shows a vertical section through the turbine housing corresponding to the stepped line B-B (in Fig. 2).

Die Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt und eine Teilansicht auf das Turbinengehäuse entsprechend der abgestuften Schnittlinie A-A (in Fig. 1).2 shows a partial section and a partial view of the turbine housing corresponding to the stepped section line A-A (in Fig. 1).

Fig. 3 zeigt die Ansicht des Eintrittsstutzens.Fig. 3 shows the view of the inlet connection.

Das Turbinenlaufrad 3 sitzt zusammen mit dem Verdichterlaufrad 2 fliegend auf der Laderwelle 1. Die Welle ist gelagert in der schwimmenden Büchse 17. Das Laufrad ist von sog. radialer Bauart mit zentripetaler Beaufschlagung, d.h. Beaufschlagung am Außenumfang. Das Turbinengehäuse 4 beaufschlagt das Laufrad durch die zwei Spiralen 10 u. 9; die erstere auf dem Umfangsteil von der Zunge 14 bis zu der Zunge 15, die zweite von der Zunge 15 bis zur Zunge 14, wenn man der Anströmung in der Drehrichtung des eingezeichneten Pfeiles 16 folgt.The turbine runner 3 sits cantilevered together with the compressor runner 2 on the loader shaft 1. The shaft is mounted in the floating bush 17. The The impeller is of the so-called radial design with centripetal loading, i.e. loading on the outer circumference. The turbine housing 4 acts on the impeller through the two spirals 10 and 9; the former on the peripheral part from the tongue 14 to the tongue 15, the second from the tongue 15 to the tongue 14, if you look at the flow in the direction of rotation the arrow 16 shown follows.

Das Abgas tritt durch den Flansch 12 in die beiden zunächst parallelgehenden Kanäle 5 u. 6 ein, zwischen denen die Trennwand 7 angeordnet ist. Die beiden Eintrittskanäle sind etwa bis zu dem Halsquerschnitt 13a bzw. 13b an der Zunge 14 mit gleichem Querschnitt parallel zueinander geführt. In diesem Bereich liegt in der Trennwand 7 die Öffnung 8, die hier als kreisrundes Loch dargestellt ist. Sie braucht natürlich nicht kreisrund zu sein; sie kann auch eine andere Querschnittsform besitzen. Es kommt aber auf die Größe des Querschnitts an, die nach Versuchen im Rahmen der Erfindung 5 bis 8 % des Gesamtquerschnittes der beiden Eintrittskanäle 5'+ 6 beträgt, und zwar bezogen auf die durch 13a und 13b in Fig. 2 bezeichnete Stelle.The exhaust gas passes through the flange 12 into the two initially parallel ones Channels 5 and 6, between which the partition 7 is arranged. The two entry channels are approximately up to the neck cross-section 13a or 13b on the tongue 14 with the same cross-section guided parallel to each other. In this area lies in the partition 7 the opening 8, which is shown here as a circular hole. Of course you need not to be circular; it can also have a different cross-sectional shape. It but depends on the size of the cross-section, which after tests within the scope of the invention 5 to 8% of the total cross-section of the two inlet channels 5 '+ 6, and in relation to the point indicated by 13a and 13b in FIG.

Durch die Erfindung wird der Einfluß der wechselnden Beaufschlagung auf den Läufer soweit gedämpft, daß eine Erregung gefährlicher Schwingungen durch diese nicht mehr erfolgen kann. Dies wird durch eine einfache Öffnung ohne zusätzlichen Teile, d.h. ohne einen wesentlichen Aufwand erreicht, was äußerste Wirtschaftlichkeit bedeutet.The invention reduces the influence of the alternating application Damped on the runner to the extent that dangerous vibrations are excited this can no longer be done. This is done by a simple opening with no additional Parts, i.e. achieved without a significant effort, which is extremely economical means.

Claims (2)

ANSPRtrCHE Abgasturbolader mit Doppelstrom-Turbinengehäuse (1.)Abgasturbolader mit Doppelstrom-Turbinengehäuse und zentripetaler Beaufschlagung des Turbinenlaufrades, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (7) des Doppelstromgehäuses (4) im Bereich zwischen Turbineneintrittsflansch (12) und Halsquerschnitt (13a, 13b) an der Zunge (14) der zweiten Spirale mit einer Öffnung (8) versehen ist. Exhaust gas turbocharger with double-flow turbine housing (1.) Exhaust gas turbocharger with double-flow turbine housing and centripetal loading of the turbine impeller, characterized in that the partition (7) of the double current housing (4) in the area between the turbine inlet flange (12) and the neck cross-section (13a, 13b) on the tongue (14) of the second spiral is provided with an opening (8). 2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (8) zwischen 5 bis 8 % des Gesamtquerschnittes (13a + 13b) der beiden Eintrittskanäle (5 u. 6) beträgt. 2. exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the Opening (8) between 5 to 8% of the total cross-section (13a + 13b) of the two inlet channels (5 and 6). LeerseiteBlank page