DE2400963C2 - Einrichtung zum Verhindern des Ansaugens von Schmiermittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verhindern des Ansaugens von Schmiermittel aus dem verdichterseitigen Lagerbereich des Lagergehäuses eines mit Rotoren versehenen Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine beim Auftreten von Unterdruck auf die Druckseite des Verdichters, mit einer Belüftungsleitung, die an ihrem einen Ende an der Oberseite des Lagergehäij-es im verdichterseitigen Lagerbereich angeschlossen ist

Der Zweck der Vereinigung emes Abgasturboladers mit einer Brennkraftmaschine ist d>e Verbesserung der Leistung bzw. des Wirkungsgrades Jer letzteren.

In konventionellen rotierenden Maschinen wie beispielsweise von Gasturbinen getriebenen Aufladern, ist es üblich, Gleit- oder Wälzlager vorzusehen, die durch Drucköl zwecks Aufrechterhaltung der Rotation der Hauptwelle geschmiert werden. Dieses Schmieröl muß auf den Lagerbereich beschränkt und dann zum 01-sumpf abgeleitet werden. Im Falle von Abgasturboladern muß der Eintritt des Schmieröls in das Verdichtergehäuse verhindert werden, da solch ein Eintritt in die Zylinder der Brennkraftmaschine äußerst unerwünscht ist In langsam laufenden, rotierenden Brennkraftmaschinen sind in direktem Eingriff stehende öldichtungen in allgemeinem Gebrauch. Bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen, wie im Falle von Abgasturboladern sind die zwangsläufig in Eingriff stehenden Dichtung? η unzufriedenstellend im Hinblick auf die hohen Reibungsverluste und die schnelle Abnutzung der Kontaktflächen.

In von einem Abgasturbolader aufgeladenen Diesel-Motoren saugt unter gewissen Arbeitsbedingungen der Motor mehr Luft an als von dem Kompressor des Abgasturboladers geliefert werden kann. Zeitweilig kann ein Vakuumzustand in dem Kompressor auftreten, der die Größenordnung von 76,2 bis 127 mm Quecksilber· säule erreichen kann. Da der im ölableitungsbereich oder im Lagergehäuse vorhandene Druck normalerweise atmosphärisch oder leicht positiv ist, bewirkt das Vorhandensein eines unteratmosphärischen Druckes in dem Kompressorgehäuse das Hereinziehen von 01-tröpfchen aus dem Lagergehäuse durch das Lager in das Kompressorgehäuse.

Aus der US-PS 30 77 296 ist eine Einrichtung der ein

gangs genannten Art bekannt, mit der die vorstabend beschriebene Schwierigkeit bei Diesel- oder Kompressionszündungsmotoren durch Ventilieren des Lagergehäuses zur Atmosphäre gelöst wird, so daß dann, wenn Vakuumzustände in dem Kompressorgehäuse vorhanden sind, die Luft von dem ventilierten Lagergehäuse durch den Lageraufbau eingesaugt wird, anstatt daß durch das Lager schmierendes öl hereingezogen wird. In neueren Versuchen, die Wirkung von Funkenzün dungsmotoren, z. B, im Kraftwagen, zu ändern, ist der Abgasturbolader mit der Brennkraftmaschine so verbunden, daß die von dessen Kompressor gelieferte Luftladung in das Motorlufteinleitungssystem stromabwärts von dem Vergaser und dem damit vereinigten Luftreiniger eingeführt wird. Bei dieser Anordnung kann ein Vakuum in der Größenordnung von 457,2 bis 508,0 mm Quecksilbersäule in dem Kompressorgehäuse des Abgasturboladers auftreten und bei Leerlauf der Brennkraftmaschine und beim Oberdrehen der Brenn kraftmaschine während Geschwindigkeitsverringerung kann sogar ein Vakuum von 610 bis 660 mm entstehen, d. h, ein Zustand, der wenigstens im Verhältnis von 6:1 schwerwiegender ist, als der oben erwähnte ähnliche Zustand bei Diesel-Motoren. Die Beseitigung oder Ver-

ringerung der ölleckströmung unter diesen Bedingungen ist ein schwieriges Problem. Lüften des Lagergehäuses zur Atmosphäre ist eine ungeeignete Lösung, weil es vorhandene oder in Aussicht stehende Kraftwagenverschmutzungskontrollvorschriften unerwünscht ma- chen, einen Rückfluß durch die Lüftung zur Atmosphäre zuzulassen, wie dies eintritt, wann immer das Lagergehäuse bei Normalzustand unter einem leichten positiven Druck steht Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Ausbildung und Anordnung einer Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Einsaugen von Schmieröl aus dem Lager des Aufladegebläses in den Kompressor vermindert bzw. verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgc-näß dadurch gelöst,

daß das andere Ende der Belüftungsleitung an eine

Flüssigkeitssammelkammer der Brennkraftmaschine

oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeschlossen ist

Das Lagergehäuse ist also nicht direkt mit der Atmo-

Sphäre, sondern mit einer Flüssigkeitssammelkammer für die Motorflüssigkeit der von dem Abgasturbolader belieferten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Funkenzündungs-Motors, verbundea Die Flüssigkeitssammelkammer kann ein ölsumpf sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Flüssigkeitssammelkammer die Kurbelwellenkammer der Brennkraftmaschine. In diesem Falle werden die Kurbelwellenkammerdämpfe und Durchblas-Gase durch ein geschlossenes System zu der Luft- ansaugleitung der Brennkraftmaschine zurückgeführt, und diese Gase werden durch das Kompressorlager gezogen, wenn unter Überlauf- oder Leerlaufzuständen ein Vakuum im Kompressorgehäuse auftritt Da diese Gase zur Verfügung stehen, das im Kompressorge häuse auftretende Vakuum auszugleichen, wird die Ten denz, Lagerschmieröl in die Kompressorentladung einzuziehen, verringert

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und soll nachfolgend beschrieben werden; ss zeigen

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Abgasturboladers, wobei ein Teil des Kompressorgehäuses im Schnitt dargestellt ist, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung

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besser sichtbar ist· und lagerelement sind mit einem Lüftungsdurchlafl 48 verse-F i g. 2 eine idiomatische Ansicht der Einrichtung, die hen, der mit dem oberen TeU des den Kompressorlagerin eine mit einem Abgasturbolader versehene Funken- bereich umgebenden Hohlraumes verbunden ist Wie Zündungsmaschine eingebaut ist aus F i g. 2 ersichtlich, ist der Einlaß 16 im Betrieb mit Der in der Zeichnung veranschaulichte gasturbinen- 5 dem Abgasrohr 51 der schematisch dargestellten Brennangetriebene Abgasturbolader umfaßt ein Turbinenge- kraftmaschine 52, insbesondere eines Funkenzündungshäuse 10 mit einem konventionellen, Flügel aufweisen- motors, verbunden. Der Kompressorteil des Abgasturden Turbinenrad 11, das über einer Welle 12 angetrieben beladens ist mit seiner Entladungsleitung 53, die mit der wird. Das Turbinengehäuse tu ist mit einem geflansch- Kompressorsammeikammer 47 kommuniziert, mit der ten Einlaß 16 versehen, der dem Turbinenrad il Mo- io Lufteinlaßleitung54der Brennkraftmaschine 52 verbuntorabgase zuleitet Die Turbine selbst weist eine kon- den. Der Einlaß des Kompressorteils ist mit der Mctorventionelle Konstruktion auf und arbeitet in konventio- luft/Brennstoffverdampfungseinrichtung, in Form des neiler Weise d h. Hochdruckgase, die in die Turbine ein- schematisch bei 56 angedeuteten Vergasers, verbunden, treten, werden durch das Turbinenrad 11 expandiert die durch den Luftreiniger 57 eingeleitete Luft erhält und bewirken eine Drehung der Welle 12, wobei die ver- 15 Die Verdampfungseinrichtung kann anstelle eines Verbrauchten Gase durch den Turbinenauslaß 17 abgelei- gasers eine Brennstoffeinspritzeinrichtung sein. Wie in tet werdea An dem Turbinengehäuse 10 ist ein als Guß- der Zeichnung dargestellt, stellt eine Belüftungsleitung teil ausgebildetes Lagergehäuse 18 angebracht, wobei 58 eine Verbindung zwischen dem Lüjtungsdurchlaß 48 diese beiden Gußteile abgedichtet mit Hilfe des Klemm- (F i g. 1) im Lagergehäuse 22 und der schematisch dargeringes 21 zusammengehalten werden. Das Lagerge- 20 stellten Kurbelwellenkammer 59 der Brennkraftmahäuse 18 ist unsymmetrisch in seiner Gestalt und um- schine 52 her. Der Ausdruck »Kurr-iwellenkammer« faßt einen zentralen Teii 22 und einen nach auswärts ge- ist hier im allgemeinen Sinne verwendet -xr.d soll jegliflanschten Teil 26. Der zentrale Teil 22 ist mit einer öff- chen Olsammelsumpf od. dgl. umfassen, der für die nung zur Aufnahme der Welle 12 versehen, wobei sich Brennkraftmaschine 52 verwendet wird. Wie vorangedie Welle 12 durch ein Lager 31 vom Hülsentyp er- 25 hend erwähnt, ist die Kurbelwellenkammer nur eine streckt Das Lager hat eine Reihe von öffnungen 31a, mögliche Verbindung für die Belüftungsleitung 58, da die für die Schmierölzirkulation um oas Lager herum jede andere Flüssigkeitssammelkammer für die Motorsorgea Hierzu kann der Durchlaß 32 an das Druckölsy- flüssigkeit auch die erforderliche Funktion erfüllen würstem des Motors angeschlossen sein. Der untere Teil de.

des Lagergehäuses 18 ist mit einer Ölableitungsöffnung 30 Wenn sich die Brennkraftmaschine 53 in Betrieb be-34 versehen, an die eine geeignete Leitung zur Zurück- findet, wird dem verhältnismäßig hohen Vakuum, das in leitung des Schmieröls zu dem Motorschmiersystem an- dem Kompressorgehäuse des Abgasturboladers bei geschlossen ist An dem geflanschten Teil 26 des Teils Luftklappenzurückstellung und Motorleerlaufzuständen 22 ist ein Kompressorabdeckgußstück 35 angeschraubt auftreten kann, durch Gase oder Dämpfe ausgeglichen, Die Welle 12 hat einen verlängerten Teil 12a von verrin- 35 die von der Flüssigkeitssammelkammer durch die Begertem Durchmesser, auf der ein Kompressorlaufrad 38 lüftungsleitung 58 in den verdichterseitigen Lagerbedes Zentrifugaltyps mit einer Vielzahl von Flügeln 39 reich fließen. Diese Gase werden somit bei hohen Vakuangebracht ist Der kleinere Teil 12a der Welle trägt umzuständen anstelle von Schmieröl durch das Komeinen Druckring 41, der mit einem feststehenden Druck- pressorlager in das Kompressorgehäuse eingesaugt Iagerglied 42 zusammenwirkt Der Teil 12a der Welle 40 und zu dem Motorlufteinsaugsystem zurückgeführt 12 trägt auch eine Schleuderhülse 43, und ein ölableiter Wenn die Flüssigkeitssammelkammer, an die die Belüf-44 dient dazu, etwaige öltröpfchen, die von dem Lager- tung-Jeitung 58 angeschlossen ist, die Kurbelwellenkamaufbau nach außen geschleudert werden, in den Bereich iner ist, wie in F i g. 2 gezeigt, fließen die Kurbelwellender ölableitungsöffnung 34 zu leiten. Das Kompresso- kammerdämpfe in das Kompressorgehäuse. Die Durchrabdeckgußstück 35 ist geflanscht, um eine Einlaßlei- 45 blas-Gase haben bei dieser Anordnung eine verringerte tung zu bilden, die mit dem Luftansaugsystem des von Tendenz, in die Schmierölleitung einzutreten und den dem Abgasturbolader belieferten tviotors kommuni- Ölfluß zu behindern. Der Durchlaß 32 endet im Inneren ziert Die Drehung des Kompressorlaufrades 38 be- des Lagergehäuses an einer Stelle erheblich oberhalb wirkt ein Anziehen von Luft durch den Einlaßkanal 46 der Ölableitungsöffnung 34, d. h. in einem Bereich, der und eine Abgabe von Luft unter erhöhtem Druck zu 50 verhältnismäßig frei von Ölteilchen ist, so daß die eintredem Sammelbereich 47. tenden Kurbelwellenkammergase keine Öltröpfchen Das Lagergehäuse 22 und das feststehende Druck- mit sich führen.

Hierzu 1 Blatt Zsichp'./i jen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Verhindern des Ansaugens von Schmiermittel »us dem venüchterseitigen Lagerbereich des LagergehSuses eines mit Rotoren versehenen Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine beim Auftreten von Unterdruck auf der Druckseite des Verdichters, mit einer Belüftungsleitung, die an ihrem einen Ende an der Oberseite des Lagergehauses im verdkhterseitigen Lagerbereich angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Belüftungsleitung (58) an eine Flüssigkeitssamnielkanuner der Brennkraftmaschine (52) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeschlossen ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkehssammelkammer die Kurbelwellenkammer (59) der Brennkraftmaschine (52) ist