DE3008180A1

DE3008180A1 - Ladeeinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3008180A1
Application number: DE19803008180
Authority: DE
Inventors: Günter 7130 Mühlacker Kampichler; Klaus Dr. 7143 Vaihingen Zimmermann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1981-09-24
Also published as: JPS56135718A

Description

κ. 6128

29.2.1980 Bö/Ba

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1 Ladeeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung gemäß der
Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche bekannte Einrichtung weist eine zweigeteilte Turbinenkammer auf, von denen eine
zu- und abschaltbar ist. Der von der Brennkraftmaschine
kommende Abgasstrom wird je nach Drehzahl der Brennkraftmaschine entweder auf eine einzige Turbinenkammer geführt oder auf
beide Turbinenkammern gleichmäßig verteilt. An die Turbinenkammern schließt sich dann ein übliches Turbinenrad an, wie es z. B. in der US-PS 3 270 495 beschrieben ist. Mit dieser Einrichtung soll bei niedriger Drehzahl der zugehörigen
Brennkraftmaschine bzw. bei niedrigem Abgasausstoßvolumen
das Abgas über eine der Turbinenkammern gebündelt dem Turbinenrad zugeführt werden. Durch die geringere Austrittsfläche aus der Turbinenkammer erhält der Gasstrom eine höhere kinetische Energie, mit der der Wirkungsgrad der Turbine erhöht werden soll. Sobald die Abgasmenge pro Zeiteinheit groß genug ist, um eine genügend große Verdichterleistung zu erzielen, wird der Abgasstrom in beide Turbinenkammern geführt.

Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß in dem Fall, in dem nur eine der Turbinenkammern mit Abgas beaufschlagt ist,

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sich das Abgas nach dem Eintritt in die Turbine schnell auf die gesamte Schaufelbreite der Turbinenbeschaufelung verteilt. Das hat zur Folge, daß die Wirkung der anfänglichen erhöhten Gasgeschwindigkeit sehr schnell nachläßt und der gewünschte Erfolg nur im geringen Maße eintritt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs weist demgegenüber den Vorteil auf, daß durch die fortgeführte Trennung in der Beschaufelung des Turbinenrads der Gasstrom gebündelt bleibt und die erhöhte kinetische Energie des Abgases auf dem wesentlichsten Teil der Durchströmlänge bzw. auf der gesamten Durchströmlänge der Beschaufelung des Turbinenrades wirksam wird. Es wird damit der Turbinenwirkungsgrad im Teillast- bzw. unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine wesentlich erhöht, so daß bereits in diesem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine eine hohe Verdichterleistung erzielbar ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Abgasturbine mit einem umsteuerbaren Anschlußstück, das an zwei Abgassammelleitungsteile angeschlossen ist, wobei das Anschlußstück zeichnerisch um 90 zur Turbinenebene gedreht ist und Fig. 2 einen Schnitt durch die Abgasturbine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und einem gestrichelt eingetragenen zweiten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung

Fig. 1 zeigt eine Abgasturbine 1 in der Draufsicht auf die Abgasauslaßseite. Die Turbine ist dabei so aufgebaut, daß das an einem Eintrittsstutzen 3 eintretende Abgas in zwei im Gehäuse 4 der Abgasturbine gebildeten, schneckenförmig

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um das Turbinenrad 6 herum verlaufenden Turbinenkammern geführt wird und von dort in die Beschaufelung 8 des Turbinenrads 6 eintritt und dieses an einer axialen Austrittsöffnung 9 wieder verläßt. Dies ist insbesondere auch der Fig. 2 zu entnehmen. In Fig. 1 ist die die beiden Turbinenkammern 14 und 15 bildende Trennwand 16 zum Teil wiedergegeben, wobei dieser Schnitt zeichnerisch um 90° aus der radialen Ebene der Turbine geschwenkt ist. An den Eintrittsstutzen schließt sich ein Anschlußstück 11 an, in dem eine Klappe 17 angeordnet ist j die unmittelbar anschließend an die Trennwand 16 um eine Achse 18 schwenkbar ist. Diese ist durch das Anschlußstück nach außen geführt und dort mit einem Hebel 19 verbunden, an den eine Betätigungseinrichtung 20 angreift. Das Anschlußstück 11 ist als Hosenstück ausgebildet, an dessen Ende jeweils eine zweier Teilabgassammelleitungen 21 bzw. 22 angeschlossen sind. Diese führen das von der nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine abgegebene Abgas der Abgasturbine 1 zu.

Die Klappe 17 ist dabei so in dem Anschlußstück angeordnet, daß es in der Mittelstellung die beiden Teilabgassammelleitungen jeweils mit den beiden Turbinenkammern 14 bzw. 15 verbindet. In einer zweiten Stellung, die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist, verschließt die Klappe 17 den Eintrittsquerschnitt einer der Turbinenkammern I5, so daß das von beiden Teilabgassammelleitungen 21 und 22 zugeführte Abgas in die Turbinenkammer strömt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Abgasturbine 1 gemäß Fig. 1 in der Ebene I - I. Man sieht dort wiederum die durch die Trennwand l6 gebildeten Turbinenkammern 14 und 15, deren Austrittsquerschnitt 23 und 24 axial bezogen auf die Welle 25 des Turbinenrads 6 nebeneinander liegen und radial am Umfang des Turbinenrads 6 in dessen Beschaufelung münden. Die Welle 26 ist mit einem nicht weiter dargestellten Verdichter für die Ansaugluft der Brennkraftmaschine verbunden. Die Beschaufelung des Turbinenrads 6 ist so ausgeführt, daß Kanäle gebildet werden, die zunächst radial verlaufend bogenförmig

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in axiale Richtung übergehen und an der AustrittsÖffnung der Abgasturbine 1 münden.

Bei einem, ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird 'die Trennwand 16 als Zwischenwand 27 in der Beschaufelung des Turbinenrads fortgesetzt. Dabei hat die Zwischenwand eine ringförmige Gestalt und verläuft im wesentlichen parallel zu der bogenförmigen Begrenzungswand 28 der Beschaufelung auf dem Turbinenrad. Dabei werden erste Kanäle 30 und zweite Kanäle 31 zwischen Schaufeln 8 des Turbinenrads gebildet.

Die Zwischenwand 27 kann sich dabei entweder über die gesamte Länge der Beschaufelung erstrecken oder sich lediglich auf den für die kinetische Umsetzung wesentlichen Teil der Beschaufelung beschränken. Die Alternativlösung ist durch Strichelung in der Zeichnung eingetragen.

Mit der beschriebenen Lösung ist es, wie bereits eingangs gesagt, möglich, bei niedrigem Abgasvolumen pro Zeiteinheit d. h. bei Teillast oder kleiner Drehzahl der Brennkraftmaschine den Abgasstrom über kleinere Querschnitte durch die Turbine zu führen, wodurch der Wirkungsgrad der Turbine erheblich gesteigert werden kann.

Die Umschaltung der Klappe 17 erfolgt dabei in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine mittels einer Steuereinrichtung.

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Claims

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29.2.1980 Bö/Ba

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OuO STUTTGART 1

Ansprüche

fly Ladeeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem
Verdichter und einer diesen antreibenden Turbine, in deren Gehäuse eine mit der Abgassammelleitung der Brennkraftmaschine verbindbare Turbinenkammer vorgesehen ist und die ein um
eine Gehäuselängsachse drehbares Turbinenrad auf
wobei die zur Einlaßseite des Turbinenrads führende Turbinenkammer zweigeteilt ist und jede dieser Teilkammern getrennt über eine durch ein Versschlußorgan steuerbare Verbindung
mit dem Abgassammeisystem der Brennkraftmaschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaufelung (8) des Turbinenrads (6) wenigstens zum Teil und ausgehend von der Eintrittsseite des Turbinenrads durch eine ringförmig sich an die Trennwand (16) der Turbinenkammern (14, 15) anschließenden Zwischenwand (27) geteilt ist, wobei die Zwischenwand
etwa parallel zur Begrenzungswand (28) der Beschaufelung (8)

verläuft. 130039/0033

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2* Ladeeinrichtung nach Anspruch I₃ dadurah gekennzeichnet, daß sich die Zwischenwand (27) über die gesamte Länge der Beschaufelung des Turbinenrads erstreckt.

3- Ladeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (17) in
Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

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