DE2945272C2

DE2945272C2 - Abgasturbolader

Info

Publication number: DE2945272C2
Application number: DE2945272A
Authority: DE
Inventors: Masami Chiba Shimizu
Original assignee: Ishikawajima-Harima Jukogyo Kk Tokyo Jp
Current assignee: Ishikawajima-Harima Jukogyo Kk Tokyo Jp
Priority date: 1978-11-13
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1982-06-09
Also published as: GB2039632B; DE2945272A1; IT1124955B; GB2039632A; FR2441747B1; IT7927231A0; FR2441747A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Abgasturbolader dieser Art ist beispielsweise aus der DE-OS 27 35 034 bekannt. Bei dem bekannten Abgasturbolader wird das Öl genauso wie zur Schmierung des turbinenseitigen und des verdichterseitigen Lagers ohne Umweg direkt in die Kühlkammer zum Kühlen der zwischen dem Turbinenrad und dem turbinenseitigen Lager angeordneten Trennwand eingeleitet. Es besteht daher nicht nur zum Schmieren des verdichterseitigen und des turbinenseitigen Lagers ein Bedarf an frischem Öl, sondern auch zur Versorgung der Kühlkammer. Aufgrund des zusätzlichen Bedarfs an frischem öl für die Versorgung der Kühlkammer ist der Ölverbrauch insgesamt sehr groß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbolader der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er insgesamt einen geringeren Ölbedarf als der bekannte Abgasturbolader hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Da nach der Erfindung das Öl nicht direkt der Kühlkammer zugeführt wird, sondern das aus dem verdichterseitigen Lager austretende öl zur Versorgung der Kühlkammer herangezogen wird, hat die Kühlkammer keinen zusätzlichen Bedarf an frischem öl zur Folge. Das zur Schmierung des verdichterseitigen Lagers verwendete öl wird also zum Teil in der Kühlkammer weiterverwendet.

Zum verdichlerseitigen Lager fließt ein größerer ölstrom als zum turbinenseitigen Lager. Daher steht zur Versorgung der Kühlkammer immer genügend Öl zur Verfügung. Das gilt insbesondere bei einem zusätzlichen Axiallager auf der Verdichterseite.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben. Bei dieser Ausführungsform wird weitgehend sichergestellt, daß am verdichterseitigen Lager kein öl in die Ablaufkammer gelangen kann, ohne zuvor zwangsweise in die Kühlkammer geführt worden zu sein.

Die Erfindung wird nun an Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung stellt dar

F ■ g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile auf der Linie VHl-VIH der F i g. 1,

F i g. 3 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile auf der Linie IX-IX der F ig. 1,

ίο F i g. 4 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile auf der Linie X-X der F i g. 1 und

Fig.5 einen Teil eines Längsschnittes durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Für die Bezeichnung gleicher bzw. ähnlicher Teile is sind in allen Figuren die gleichen Bezugszeichen gewählt

Erste Ausführungsform, F i g. 1 — 4

Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers weist im allgemeinen ein Lagergehäuse 1, ein Turbinengehäuse 2 und ein Verdichtergehäuse 3 auf, die zu einem einheitlichen Ganzen miteinander verbunden sind. Genauer gesagt ist eine Trennwand 4 des Lagergehäuses 1 mit dem Turbinengehäuse 2 verbunden, und eine Wärmeabschirmplatte 5 ist zwischen dem Turbinengehäuse 2 und der Trennwand 4 des Lagergehäuses 1 angeordnet. Das Verdichtergehäuse 3 ist mit einer Verschlußplatte 6 am Lagergehäuse ! befestigt.

Eine für das Turbinenrad 15 und das Verdichterrad 16 gemeinsame abgestufte Welle 9, die sich durch Öffnungen in der Trennwand 4 und der Verschlußplatte 6 erstreckt, ist mit Hilfe eines turbinenseitigen Lagers 7 und eines verdichterseitigen Lagers 8 drehbar gelagert, die in der Wellenbohrung des Lagergehäuses 1 angeordnet und voneinander in axialer Richtung auf geeignetem Abstand gehalten sind. Die Lager 7 und 8 können aus Fließmetall oder dergleichen bestehen. Das Turbinenrad 15 und das Verdichterrad 16 sind an den Enden der gemeinsamen Welle 9 angeordnet. Die Öffnung in der Trennwand 4 für die Welle ist mit einem Dichtungsring 10 abgedichtet, der fest auf der gemeinsamen Welle 9 aufsitzt. Die Wellenöffnung in der Verschlußplatte 6 ist mit einem Dichtungsring 11 abgedichtet, der seinerseits auf einem auf der Welle 9 sitzenden Druckring 14 aufsitzt.

Eine Druckbuchse 12 ist auf der Welle 9 zwischen dem Druckring 14 und einer dem verdichtungsseitigen Lager 8 benachbarten Schulter bzw. Abstufung angeordnet, und eine ringförmige Nut 12a ist auf dem Umfang der Druckbuchse ausgebildet.

Eine Druckbuchse 13, die fest am Lagergehäuse 1 befestigt ist, ist in die ringförmige Nut 12a eingesetzt, wodurch ein ringförmiger Ölraum 22 zwischen dem verdichterseitigen Lager 8, der Druckbuchse 12 und der Druckscheibe 13 gebildet wird, wie es am besten aus den F i g. 1 und 4 hervorgeht. Die Druckscheibe 13 ist mit einem Ölkanal 21 versehen, der zwischen der ringförmigen Nut 12a, der Druckbuchse 12 und einem axialen ölkanal 18 verläuft, der seinerseits in Verbindung mit einem radialen Öleinlaß 17 steht. Der axiale ölkanal 18 erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Achse der Welle 9 im oberen Abschnitt des Lagergehäuses 1 und steht mit den äußeren Umfangsflächen der Lager 7 und 8 über Ölkanäle 19 und 20 in Verbindung.

Eine Kühlkammer 24 mit einem ringförmigen Querschnitt, wie es am besten aus F i g. 2 hervorgeht, befindet sich innerhalb des Lagergehäuses 1 neben der

Trennwand 4 und dem turbinenseitigen Lager 7 und erstreckt sich in Umfangsrichtung der Welle 9. Die Kühlkammer 24 ist mit einem Einla3 13a der Druckscheibe 13 über einen ölkanal 23 verbunden, der sich durch den oberen Abschnitt des Lagergehäuses 1 in axialer Richtung erstreckt und weder mit dem öleinlaß 17 noch mit dem axialen ölkanal 18 in Verbindung steht Wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt, steht die Kühlkammer 24 auch mit einer Ablaufkammer 26 in Verbindung, die ein ölauslautloch 27 aufweist

Die Wellenbohrung zwischen den Lagern 7 und 8 steht mit der Ablaufkammer 26 über einen radialen ölauslaß 25 in Verbindung.

Die Kühlkamme.' 24 und die Ablaufkammer 26 sind durch eine ringförmige, sich in axialer Richtung erstreckende Trennwand 4a getrennt, die eine Brücke zwischen der Trennwand 4 und dem Vorsprung 28 am Turbinenlager 7 herstellt Die Trennwand 4a mitbestimmt einen ringförmigen ölkanal 29 und begrenzt die Kühlkammer 24, die den ringförmigen ölkanal 29 umgibt, wie es am besten aus F i g. 2 hervorgeht. Die Kühlkammer 24 steht nicht nur mit dem ringförmigen Ölraum 22 über die axialen Ölkanäle 23 in Verbindung, sondern auch mit der Ablaufkammer 26 über eine Ablauföffnung 246. Der ringförmige Ölkanal 29 ist mit der Ablaufkammer 26 über eine Ablauföffnung 29a verbunden, wie es am besten aus F i g. 1 hervorgeht.

Im Betrieb fließt das Schmieröl durch den Einlaß 17 und den axialen ölkanal 17 in die ölkanäle 19 und 20, die zu den Lagern 7 und 8 führen, und in den ölkanal 21, eier sich durch die Druckscheibe 13 erstreckt.

Das öl fließt von der linken, der Turbine zugewandten Seite des Lagers 7 in den ringförmigen ölkanal 29 und dann in die Ablaufkammer 26. Das aus der rechten, dem Verdichter zugewandten Seite des Lagers 8 austretende Öl fließt in den ringförmigen Ölraum 22. Das durch den Ölkanal 21 in der Druckscheibe 13 strömende Öl fließt nach Schmierung der Drucklagerbuchse 12 und der Druckscheibe 13 in der oben beschriebenen Weise ebenfalls in den ringförmigen Ölraum 22. Das Öl im ringförmigen Ölraum 22 fließt über die Ölkanäle 33 in den oberen Abschnitt der Kühlkammer 24 und dann über die Ablauföffnung 24a in die Ablaufkammer 26, wobei es die Trennwände 4 und 4a kühlt.

Das aus der rechten, dem Verdichter zugewandten Seite des Lager; 7 und aus der linken, der Turbine zugewandten Seite des Lagers 8 in die dazwischenliegende Wellenbohrung austretende öl fließt über den Auslaß 25 in die Ablaufkammer 26.

Die aus dem ringförmigen Ölraum 29, der Kühlkammer 24 und der Wellenbohrung zwischen den Lagern 7 und 8 austretenden Ölströme werden in der Ablaufkammer 26 miteinander vereinigt und über den Auslaß 27 nach außen abgegeben.

Zweite Ausführungsform, F i g. 5

In F i g. 5 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt die im wesentlichen mit der oben im einzelnen anhand der F i g. 1 —4 beschriebenen ersten Ausführungsform übereinstimmt Eine verschließende Zwischenplatte 6a ist als Abdeckung zwischen der Verschlußplatte 6 und der Druckscheibe 13 und ein Dichtungsring 11a zwischen der Zwischenplatte 6a und dem Druckring 14 angeordnet, wodurch ein zusätzlicher ringförmiger ölsammelraum 22a gebildet wird. Der ringförmige ölsammelraum

22a steht in Verbindung mit dem ringförmigen Ölraum 22 über ein Verbindungsloch 13a. Es wird darauf hingewiesen, daß die Druckscheibe 13 ebenfalls mit dem ölkanal 21 (s. Fig. 1) versehen ist, obwohl dies nicht in F i g. 5 dargestellt ist.

Im Betrieb fließt das Schmieröl, das in den ringförmigen ölsammelraum 22a sickert, durch das Verbindungsloch 13a in den ringförmigen ölraum 22, der mit der Kühlkammer 24 in Verbindung steht. Da die verschließende Zwischenplatte 6a und der Dichtungsring 11a vorgesehen sind, wird die Leckage in den Verdichter weiterhin verringert.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß das umlaufende Schmieröl nicht nur von der Trennwand zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse, sondern auch von dem turbinenseitigen Lager 7, die ja beide hohe Temperaturen annehmen können, in wirksamer Weise abführt, so daß die Trennwand und das Lager sehr zufriedenstellend gekühlt werden. Folglich werden die beim Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten vermieden, wie zum Beispiel die Abnahme der Spannung des turbinenseitigen Dichtungsringes, die Ansammlung von Kohlenstoff in der Nachbarschaft des Dichtungsringes und Schäden an dem turbinenseitigen Lager infolge der Erwärmung, so daß ein zuverlässiger Betrieb des von den heißen Auspuffgasen eines Benzin- oder Dieselmotors angc triebenen Turboladers sichergestellt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abgasturbolader, bei dem eine für das Turbinenrad und das Verdichterrad gemeinsame Weile durch ein turbinenseitiges und ein verdichterseitiges ölgeschmiertes Lager drehbar abgestutzt ist, wobei eine mit öl versorgte Kühlkammer zum Kühlen der zwischen dem Turbinenrad und dem turbinenseitigen Lager angeordneten Trennwand und eine Ablaufkammer mit einem öiauslaß zum Ablassen des Öls vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem verdichterseitigen Lager (8) austretendes öl der Kühlkammer (24) zuführbar ist

2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verdichterseitige Lager (8, 12, 13, 14) auf seiner dem Verdichterrad (16) zugewandten Seite durch eine die Welle (9) umgebende und mit dem verdichterseitigen Lager einen ölsammelraum (22a^ bildende Abdeckung (6a) abgedichtet ist und daß der ölsammelraum (22a) zur ölzufuhr über einen ölkanal (23) mit der Kühlkammer (24) verbunden ist.