EP0143182A1 - Abgasturbolader für zweistufige Aufladung eines Verbrennungsmotors mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten - Google Patents

Abgasturbolader für zweistufige Aufladung eines Verbrennungsmotors mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten Download PDF

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EP0143182A1
EP0143182A1 EP84109544A EP84109544A EP0143182A1 EP 0143182 A1 EP0143182 A1 EP 0143182A1 EP 84109544 A EP84109544 A EP 84109544A EP 84109544 A EP84109544 A EP 84109544A EP 0143182 A1 EP0143182 A1 EP 0143182A1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
pressure
line
lubricating oil
bearing housing
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Ceased
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EP84109544A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hansulrich Dr. Hörler
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/14—Lubrication of pumps; Safety measures therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/183—Sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas turbocharger for two-stage supercharging of an internal combustion engine with a device for avoiding lubricant losses according to the preamble of patent claim 1.
  • the bearing of the high-pressure stage shaft is often arranged in a bearing housing between the turbine wheel and the compressor wheel, this housing serving as a collecting container for the oil escaping from the bearings, from which it enters the engine oil sump or into an oil tank separated from this flows back or is pumped there. Since it is not possible to seal the above-mentioned housing against the compressor housing and the turbine housing in such a way that oil does not enter them, the pressure in the bearing housing must always be lower than the pressures in the compressor or turbine housing. The pressure difference However, it must not be so large that the efficiency of the compressor and turbine are reduced. The pressure in the bearing housing should therefore only be as close as possible to the lower of the pressures in the compressor or turbine housing.
  • unsupported sealing rings can be used, which have a better sealing effect than supported sealing rings and are also cheaper.
  • sealing air is often branched off from the charge air line to cool the turbine-side shaft stub and to prevent the entry of exhaust gases into the bearing housing and into the compressor.
  • the labyrinth seal between the compressor housing and the compressor wheel is designed with a radius such that it is on the compressor wheel and essentially cancel the axial thrust acting on the turbine wheel.
  • the air behind the labyrinth is also discharged into the environment.
  • turbochargers strive to be able to use such turbocharger types, originally designed as single-stage turbochargers, with as few modifications as possible as the high-pressure stage of two-stage turbochargers.
  • the most important changes and adaptations to the higher pressures upstream of the compressor and behind the turbine are measures that increase the pressure in the sealing air ducts and in the bearing housing to such an extent that the small pressure difference mentioned at the outset is achieved.
  • this device is intended for gasoline engines that have a throttle valve in the intake line upstream of the compressor.
  • Single or two-stage turbochargers of diesel engines do not have a throttle valve in the intake line and are therefore not suitable for the system described.
  • the object of the invention is to be solved, since the prevention of lubricant losses in single-stage exhaust gas turbochargers of diesel engines is not a problem because of the pressure ratios mentioned in the introduction in the compressor, turbine and bearing housing two-stage supercharged diesel engines, where this problem arises in the high pressure stage.
  • the one-stage turbocharger shown in FIG. 1 has a compressor 1 which sucks atmospheric air through an intake line 2, compresses it and conveys it through a charge air line 3 into the working cylinders of a diesel engine, not shown.
  • the compressor 1 is driven by an exhaust gas turbine 4 which is acted upon by the exhaust gases coming from the engine via an exhaust gas line 5.
  • the exhaust gas relaxing in the turbine 4 exits through an exhaust pipe 6.
  • Compressor 1 and turbine 5 sit on a common shaft 7, which is mounted in a bearing housing 8 in bearings 9 and 10.
  • the lubricating oil is supplied to the bearings 9 and 10 from a lubricating oil tank 11, from which a lubricating oil pump 12 presses the oil into the bearings 9 and 10 via an oil suction line 13 and an oil pressure line 14 through an oil filter 15, an oil cooler 16 and a lubricating oil supply line 17 .
  • the oil dripping from the bearings collects in the bearing housing 8, from which it flows back into the lubricating oil tank 11 through an oil return line 18.
  • This lubricating oil circuit applies to larger engines with their own lubricating oil tank outside the engine crankcase.
  • the engine lubricating oil in the crankcase is usually used to lubricate the exhaust gas turbocharger.
  • the pump 12 conveys one of the Oil supply line 17 branching, dashed oil line 19 draws part of the oil to the lubrication points of the engine, from which, as symbolized by an oil return line 20, it flows back into the crankcase of the engine symbolized by the oil tank 11.
  • the modification in box 23 compared to the training in box 22 is that the vent pipe 21 is conductively connected to the low-pressure charge air line 26 by a compensating line 25, the latter being materially identical to the intake line 2, but now between the low-pressure charger (not shown) and the one above shown high-pressure charger receives the pre-compressed charge air.
  • a compensating line 25 the latter being materially identical to the intake line 2, but now between the low-pressure charger (not shown) and the one above shown high-pressure charger receives the pre-compressed charge air.
  • the pressure difference between the bearing housing 8 and the compressor 1, which now provides the high-pressure charging is so small that the aforementioned Invention task, prevention of lubricant loss and the lowest possible air loss from the high pressure compressor is fulfilled.
  • the pressure difference that the oil pump 12 has to be overcome is the same as when using the charger for single-stage charging.
  • Box 24 shows a device in the event that the supercharger lubricating oil circuit is branched from that of the engine, and it is not desirable that the associated oil tank or crankcase be pressurized.
  • This device shown larger in FIG. 4, sits on the bottom of a specially provided air separator vessel and consists of a level control float 27 in conjunction with an oil drain pipe 28, the upper end of which is closed by an end plate 29 and two slots 30 extending over a large part of the circumference having.
  • the float 27 consists of a float vessel 31 and a bell 32 fastened to the underside thereof with slots 33 in the manner of the above-mentioned slots 30 in the oil drain pipe 28. The mode of operation can be seen from FIG. 4.
  • the lower edge of the bell 32 frees the slots 30 in the drain pipe 28 and oil flows into the crankcase of the engine until the lubricating oil level has dropped again to the lowest level.
  • the oil content separates the crankcase, in which there is essentially ambient pressure, from the space above the lubricating oil level, which is connected to the low-pressure charge air line 26 by a compensating line 28 and in which, like in the bearing housing 8, the pressure prevails after the first charging stage.
  • a vent pipe 35 is provided for venting the crankcase.
  • the high-pressure exhaust gas turbocharger for two-stage supercharging shown in FIG. 5 can be obtained by modifications according to the invention from a low-pressure exhaust gas supercharger with sealing air channels for one-stage supercharging.
  • the broken line VI shown in FIG. 6 shows the design of the charger for single-stage charging before the modification.
  • the sealing air symbolized by the small white arrows 36 flows from the high-pressure charge air line 37 into a sealing air channel 38 which is connected to a sealing air ring channel 40 surrounding the bearing housing 39.
  • This sealing air ring duct 40 is delimited by an inner casing forming the bearing housing 39 and an outer housing 41.
  • Transverse walls 42 and 43 delimit chambers separated from this sealing air ring channel 40, which are located between these transverse walls 42, 43 and the compressor 44 or the exhaust gas turbine 45, but these chambers are in conductive communication with the sealing air ring channel.
  • the sealing air ring channel When used for single-stage charging, the sealing air ring channel, as can be seen in FIG. 6, is in conductive connection with the surroundings via ventilation ports 46 and 47, which are covered by caps 48 and 49.
  • these ventilation connections 46 and 47 are conductively connected to the low-pressure charge air duct 53 by lines 50 and 51, which open into a common equalization line 52, as a result of which such a pressure difference between the compressor 44 in the sense of the task of the invention and the interior of the bearing housing 39 sets that lubricant is prevented from escaping from the bearing housing into the compressor and / or the turbine housing.
  • the interior of the lubricating oil tank 54 can also be connected to the low-pressure charge air line 53 by a compensating line 55, which also solves the problem of tank ventilation.
  • the tanks By venting the lubricating oil tanks 11 and 54 into the low-pressure charge air line 26 and 55 in question instead of the environment, the tanks are under the same pressure as the low-pressure charge air lines, so that the pressure difference to be overcome by the oil pump is the same as when using the exhaust gas turbocharger for one single-stage charging.

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Abstract

Um Schmiermittelverluste im Lagergehäuse (39) der Hochdruckstufe (44, 45) eines Abgasturboladers für zweistufige Aufladung zu vermeiden, ist der Innenraum des Lagergehäuses (39) über einen Sperrluftringkanal (40), an diesen angeschlossenen Leitungen (50, 51) und eine Ausgleichsleitung (52) mit der Niederdruckladeluftleitung (53) vor dem Hochdruckverdichter (44) leitend verbunden. Eine weitere leitende Verbindung zwischen dem Lagergehäuse (39) und der Niederdruckladeluftleitung (53) besteht über eine Ölrücklaufleitung zu einem Schmieröltank (54) und eine Ausgleichsleitung (54) zwischen dem Schmieröltank (54) und der Niederdruckladeluftleitung (53).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für zweistufige Aufladung eines Verbrennungsmotors mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei zweistufiger Aufladung von Verbrennungsmotoren durch Abgasturbolader ist die Lagerung der Welle der Hochdruckstufe oft in einem Lagergehäuse zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad angeordnet, wobei dieses Gehäuse als Auffangbehälter für das aus den Lagern austretende Oel dient, aus dem es in den Oelsumpf des Motors oder in einen von diesem getrennten Oeltank zurückfliesst oder durch eine Pumpe dahin gefördert wird. Da es nicht möglich ist, das obgenannte Gehäuse gegen das Verdichtergehäuse und das Turbinengehäuse so abzudichten, dass das Eintreten von Oel in diese vermieden wird, muss der Druck im Lagergehäuse immer niedriger sein als die Drücke im Verdichter- bzw. Turbinengehäuse. Die Druckdifferenz darf aber nicht so gross sein, dass daraus Wirkungsgradeinbussen von Verdichter und Turbine resultieren. Der Druck im Lagergehäuse soll also nur möglichst knapp unter dem jeweils niedrigeren der Drücke im Verdichter- bzw. Turbinengehäuse liegen.
  • Das aus den Lagern in das Lagergehäuse abfliessende Oel gelangt von dort, wie erwähnt, entweder in den Oelsumpf des Motors oder in einen von diesem getrennten Oeltank, wobei in beiden Fällen für eine Entlüftung gesorgt werden muss. Die obenerwähnte Forderung einer möglichst geringen Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Lagergehäuses, in dem der Umgebungsdruck herrscht, und dem Verdichter- bzw. dem Turbinengehäuse folgt auch daraus, dass bei zu grosser Druckdifferenz zuviel Luft in den betreffenden Oelsammelbehälter gelangt und damit unzulässig grosse Oelnebelmengen entstehen, die durch die Oeltank- bzw. Kurbelgehäuseentlüftung ins Freie entweichen und zur Umweltverschmutzung beitragen.
  • Dazu kommt, dass bei kleinen Druckdifferenzen für die Dichtung zwischen dem Lagergehäuse und dem Verdichtersowie Turbinengehäuse nichtabgestützte Dichtungsringe verwendet werden können, die eine bessere Dichtwirkung als abgestützte Dichtringe haben und auch billiger sind.
  • Bei einstufigen Turboladern wird oft zur Kühlung des turbinenseitigen Wellenstummels und zur Verhinderung des Eintretens von Abgasen in das Lagergehäuse und in den Verdichter aus der Ladeluftleitung Sperrluft abgezweigt, die durch Sperrluftkanäle an den Uebergangsbereich zum turbinenseitigen Wellenende zum Turbinenrad geleitet wird und in die Umgebung austritt. Bei dieser Konzeption ist die Labyrinthdichtung zwischen dem Verdichtergehäuse und dem Verdichterrad mit einem solchen Radius ausgeführt, dass sich die auf das Verdichterrad und das Turbinenrad wirkenden Axialschübe im wesentlichen aufheben. Die Luft hinter dem Labyrinth wird ebenfalls in die Umgebung abgeführt.
  • Hersteller von Turboladern sind bestrebt, solche ursprünglich als einstufig entworfene Turboladertypen mit möglichst geringen Modifikationen als Hochdruckstufe von zweistufigen Turboladern verwenden zu können. Die dafür wichtigsten Aenderungen und Anpassungen an die höheren Drücke vor dem Verdichter und hinter der Turbine bestehen in Massnahmen, die den Druck in den Sperrluftkanälen und im Lagergehäuse so weit erhöhen, dass die eingangs erwähnte kleine Druckdifferenz erreicht wird.
  • Aus dem deutschen Gebrauchsmuster GM 80 26 375 der Firma Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG ist eine Vorrichtung bekannt, mit der bei einstufigen Turboladern für Ottomotoren Schmiermittelverluste infolge der eingangs beschriebenen Ursachen vermieden werden sollen. Dazu ist der Luftraum eines Oeltanks, in dem das aus dem Lagergehäuse abfliessende Oel gesammelt wird und der als Luftabscheider dient, mit einem zwischen einer Drosselklappe und dem Verdichter liegenden Stelle der Ansaugleitung verbunden. Je nach Stellung der Drosselklappe, die als Leistungsregelorgan dient, herrscht in der Ansaugleitung vor dem Verdichter ein mehr oder weniger grosser Unterdruck, der sich in den Oeltank und in das Lagergehäuse überträgt, so dass das Austreten von Oel aus letzterem in das Verdichtergehäuse verhindert wird und gleichzeitig der im Oeltank gebildete Oelnebel über die Ansaugleitung und den Verdichter in die Verbrennungsräume des Motors zurückgelangt. Da das Oel wegen des erwähnten Unterdrucks nicht von selbst in das Kurbelgehäuse des Motors zurückfliesst, muss eine Pumpe vorgesehen sein, die das Oel in das Kurbelgehäuse zurückfördert.
  • Diese Einrichtung ist, wie gesagt, für Ottomotoren gedacht, die in der Ansaugleitung vor dem Verdichter eine Drosselklappe aufweisen. Ein- oder zweistufige Turbolader von Dieselmotoren weisen in der Ansaugleitung keine Drosselklappe auf, sind also für das beschriebene System nicht geeignet.
  • Mit der vorliegenden, im Patentanspruch 1 definierten Erfindung soll die eingangs gestellte Erfindungsaufgabe gelöst werden, und zwar, da die Verhütung von Schmiermittelverlusten bei einstufigen Abgasturboladern von Dieselmotoren wegen der in der Einleitung erwähnten Druckverhältnisse im Verdichter-, Turbinen- und Lagergehäuse kein Problem darstellt, für zweistufig aufgeladene Dieselmotoren, wo sich dieses Problem in der Hochdruckstufe stellt.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von drei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
  • In den Zeichnungen stellen dar:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen konventionellen Abgasturbolader, der durch erfindungsgemässe Massnahmen als Hochdruckstufe eines zweistufigen Abgasturboladers verwendbar gemacht werden soll,
    • Fig..2 erste Mittel zur Modifikation des in Fig. 1 gezeigten Abgasturboladers,
    • Fig. 3 weitere Mittel zur Modifikation des Abgasturboladers nach Fig. l,
    • Fig. 4 ein Detail zu Fig. 3,
    • Fig. 5 die Hochdruckstufe eines erfindungsgemässen zweistufigen Abgasturboladers mit Sperrluftkanälen, und die
    • Fig. 6 zeigt, wie der in Fig. 5 mit VI bezeichnete Ausschnitt bei einem nichtmodifizierten Turbolader gestaltet ist.
  • Der in Fig. 1 dargestellte einstufige Turbolader weist einen Verdichter 1 auf, der durch eine Ansaugleitung 2 atmosphärische Luft ansaugt, diese verdichtet und durch eine Ladeluftleitung 3 in die Arbeitszylinder eines nicht dargestellten Dieselmotors fördert. Der Verdichter 1 wird von einer Abgasturbine 4 angetrieben, die über eine Abgasleitung 5 von den aus dem Motor kommenden Abgasen beaufschlagt wird. Das in der Turbine 4 sich entspannende Abgas tritt durch eine Auspuffleitung 6 ins Freie.
  • Verdichter 1 und Turbine 5 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 7, die in einem Lagergehäuse 8 in Lagern 9 und 10 gelagert ist. Die Schmierölzufuhr zu den Lagern 9 und 10 erfolgt aus einem Schmieröltank 11, aus dem eine Schmier- ölpumpe 12 das Oel über eine Oelsaugleitung 13 und eine Oeldruckleitung 14 durch einen Oelfilter 15, einen Oelkühler 16 und eine Schmierölzuleitung 17 in die Lager 9 und 10 drückt. Das aus den Lagern abtropfende Oel sammelt sich im Lagergehäuse 8, aus dem es durch eine Oelrückleitung 18 in den Schmieröltank 11 zurückfliesst.
  • Dieser Schmierölkreislauf gilt für grössere Motoren mit einem eigenen, ausserhalb des Motorkurbelgehäuses vorgesehenen Schmieröltank. Bei kleineren Motoren wird zur Schmierung des Abgasturboladers gewöhnlich das im Kurbelgehäuse befindliche Motorschmieröl benutzt. In diesem Fall fördert die Pumpe 12 durch eine von der Oelzuleitung 17 abzweigende, strichliert gezeichnete Oelzuleitung 19 einen Teil des Oeles zu den Schmierstellen des Motors, von denen es, wie durch eine Oelrückleitung 20 symbolisiert, in das vom Oeltank 11 symbolisierte Kurbelgehäuse des Motors zurückfliesst.
  • Was bisher beschrieben wurde, ist ein Abgasturbolader für einstufige Aufladung eines Verbrennungsmotors, vorzugsweise eines Dieselmotors. Dabei erfolgt die Entlüftung des Schmieröltanks 11 über einen Entlüftungsstutzen 21 in die Umgebung. Ein strichliert gezeichneter Kasten 22 zeigt demnach die Verhältnisse im Bereich des Schmier- ölrückflusses und der Schmieröltankentlüftung bei einstufiger Aufladung eines Motors.
  • Zwei Massnahmen, die einen solchen Abgasturbolader als Hochdruckstufe bei zweistufiger Aufladung geeignet machen, sind in den Kästen 23 und 24 gemäss den Fig. 2 und 3 gezeigt.
  • Die Modifikation im Kasten 23 gegenüber der Ausbildung im Kasten 22 besteht darin, dass der Entlüftungsstutzen 21 durch eine Ausgleichsleitung 25 mit der Niederdruckladeluftleitung 26 leitend verbunden ist, wobei letztere materiell identisch mit der Ansaugleitung 2 ist, jetzt aber zwischen dem nicht dargestellten Niederdrucklader und dem oben dargestellten Hochdrucklader die vorverdichtete Ladeluft aufnimmt. Damit herrscht auch im Oeltank 11, in der Oelrückleitung 18 und im Lagergehäuse 8 der gegenüber der Atmosphäre höhere Druck der Niederdruckladeluftleitung 26, womit die Druckdifferenz zwischen Lagergehäuse 8 und dem Verdichter 1, der jetzt die Hochdruckaufladung besorgt, so klein wird, dass die eingangs erwähnte Erfindungsaufgabe,Verhütung von Schmiermittelverlusten und geringstmögliche Luftverluste aus dem Hochdruckverdichter, erfüllt ist. Die Druckdifferenz, die die Oelpumpe 12 zu überwinden hat, ist dabei die gleiche wie bei Verwendung des Laders für einstufige Aufladung.
  • Der Kasten 24 zeigt eine Einrichtung für den Fall, dass der Schmierölkreislauf des Laders von jenem des Motors abgezweigt wird, wobei es nicht erwünscht ist, dass der zugehörige Oeltank oder das Kurbelgehäuse unter Druck gesetzt wird. Diese in Fig. 4 grösser dargestellte Einrichtung sitzt am Boden eines eigens dafür vorgesehenen Luftabscheidergefässes und besteht aus einem Niveauregelschwimmer 27 in Verbindung mit einem Oelablaufrohr 28, dessen oberes Ende durch eine Abschlussplatte 29 verschlossen ist und zwei über einen grossen Teil des Umfangs sich erstreckende Schlitze 30 aufweist. Der Schwimmer 27 besteht aus einem Schwimmergefäss 31 und einer an dessen Unterseite befestigten Glocke 32 mit Schlitzen 33 in der Art der obenerwähnten Schlitze 30 im Oelablaufrohr 28. Die Wirkungsweise erkennt man aus Fig. 4. Steigt der Schmierölspiegel im Tank 11 über ein gewisses Niveau, so gibt die Unterkante der Glocke 32 die Schlitze 30 im Ablaufrohr 28 frei und es fliesst Oel in das Kurbelgehäuse des Motors ab, bis der Schmierölspiegel wieder auf das niedrigste Niveau abgesunken ist. Der Oelinhalt trennt das Kurbelgehäuse, in dem im wesentlichen Umgebungsdruck herrscht, von dem Raum oberhalb des Schmierölspiegels, der durch eine Ausgleichsleitung 28 mit der Niederdruckladeluftleitung 26 verbunden ist und in dem also ebenso wie im Lagergehäuse 8 der Druck nach der ersten Aufladestufe herrscht. Für die Entlüftung des Kurbelgehäuses ist ein Entlüftungsstutzen 35 vorgesehen.
  • Der in Fig. 5 dargestellte Hochdruckabgasturbolader für zweistufige Aufladung kann durch erfindungsgemässe Modifikationen aus einem Niederdruckabgaslader mit Sperrluftkanälen für einstufige Aufladung erhalten werden.
  • Der in Fig. 6 dargestellte, strichliert begrenzte Ausschnitt VI zeigt die Gestaltung des Laders für die einstufige Aufladung vor der Modifikation. Die durch die kleinen weissen Pfeile 36 symbolisierte Sperrluft strömt aus der Hochdruckladeluftleitung 37 in einen Sperrluftkanal 38, der mit einem das Lagergehäuse 39 umgebenden Sperrluftringkanal 40 in Verbindung steht. Dieser Sperrluftringkanal 40 ist von einem inneren, das Lagergehäuse 39 bildenden Mantel und einem Aussengehäuse 41 begrenzt. Querwände 42 und 43 grenzen von diesem Sperrluftringkanal 40 separierte Kammern ab, die zwischen diesen Querwänden 42, 43 und dem Verdichter 44 bzw. der Abgasturbine 45 liegen, wobei diese Kammern aber mit dem Sperrluftringkanal in leitender Verbindung stehen.
  • Bei Verwendung für einstufige Aufladung steht der Sperrluftringkanal, wie aus Fig. 6 hervorgeht, über Entlüftungsstutzen 46 und 47, die durch Kappen 48 und 49 abgedeckt sind, mit der Umgebung in leitender Verbindung.
  • Bei der für Hochdruckaufladung modifizierten Ausführung nach Fig. 5 sind diese Entlüftungsstutzen 46 und 47 durch Leitungen 50 und 51, die in eine gemeinsame Ausgleichsleitung 52 münden, mit dem Niederdruckladeluftkanal 53 leitend verbunden, wodurch sich im Sinne der Erfindungsaufgabe eine solche Druckdifferenz zwischen dem Verdichter 44 und dem Inneren des Lagergehäuses 39 einstellt, dass ein Austreten von Schmiermittel aus dem Lagergehäuse in das Verdichter- und/oder in das Turbinengehäuse vermieden wird.
  • Zusätzlich kann auch das Innere des Schmieröltanks 54 wie bei den Varianten nach den Fig. 2 und 3 durch eine Ausgleichsleitung 55 mit der Niederdruckladeluftleitung 53 verbunden werden, wodurch auch das Problem der Tankentlüftung gelöst ist.
  • Aristatt die Lagergehäuse 8 und 39 bei den Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 bzw. nach Fig. 5 mit den betreffenden Niederdruckladeluftleitungen 26 bzw. 53 zu verbinden, können sie auch mit der Abgasleitung zwischen der Abgasturbine der Hochdruckstufe und jener der Niederdruckstufe verbunden werden. Da die Drücke in der vorerwähnten Abgasleitung und in der Niederdruckladeluftleitung zwar von ähnlicher Grösse sind, je nach Betriebszustand und Anwendungsfall sich aber erheblich unterscheiden können, sollen alle Ausgleichsleitungen nur an die eine oder andere der beiden Leitungen angeschlossen werden, und zwar vorzugsweise an die Niederdruckladeluftleitung, damit bei allen Betriebszuständen ein Oelverlust auf der Verdichterseite oder im Leerlauf eine Verschmutzung des Verdichterrades durch Abgase aus der Turbine verhindert wird.
  • Durch die Entlüftung der Schmieröltanks 11 und 54 in die betreffende Niederdruckladeluftleitung 26 bzw. 55 anstatt in die Umgebung stehen die Tanks unter dem gleichen Druck wie die Niederdruckladeluftleitungen, so dass die von der Oelpumpe zu überwindende Druckdifferenz die gleiche ist wie bei Verwendung des Abgasturboladers für eine einstufige Aufladung.

Claims (6)

1. Abgasturbolader für zweistufige Aufladung eines Verbrennungsmotors mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten, mit einem Niederdruckabgasturbolader und einem Hochdruckabgasturbolader, wobei die Lager (9, 10) des Hochdruckabgasturboladers in einem zwischen dem Verdichter (1; 44) und der Abgasturbine (4; 45) angeordneten Lagergehäuse (8; 39) und für die Schmierung der Lager ein eigener oder ein an das Schmiersystem des Motors angeschlossener Schmierölkreislauf vorgesehen sind, ferner das Lagergehäuse (8; 39) durch eine Oelrückleitung (18) mit einem Schmieröltank (11; 54) oder dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors verbunden ist und eine Entlüftungseinrichtung für das aus dem Lagergehäuse in den Schmieröltank oder in das Kurbelgehäuse zurückfliessende Schmieröl vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Lagergehäuses (8; 39) der Hochdruckstufe durch Ausgleichsleitungen (25; 34; 52, 54) mit der Niederdruckladeluftleitung (26; 53) zwischen dem Verdichter der Niederdruckstufe und dem Verdichter (1; 44) der Hochdruckstufe oder mit der Niederdruckabgasleitung zwischen der Abgasturbine (4; 45) der Hochdruckstufe und der Abgasturbine der Niederdruckstufe leitend verbunden ist.
2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (8) durch eine Oelrückleitung (18) mit einem Schmieröltank (11) und der Schmieröltank (11) durch eine Ausgleichsleitung (25; 34) mit der Niederdruckladeluftleitung (26) verbunden ist.
3. Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schmieröltank (11) in der Oelrückleitung (18) ein Luftabscheidergefäss mit einem Niveauregelschwimmer (27) und einem in den Schmieröltank mündenden Oelablaufrohr (28) vorhanden sind.
4. Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors ein Schmieröltank (11) mit einem Niveauregelschwimmer (27) und einem in das Kurbelgehäuse mündenden Oelablaufrohr (28) vorhanden sind.
5. Abgasturbolader nach Anspruch 1, mit einem Sperrluftringkanal (40) zwischen dem Lagergehäuse (39) und einem Aussengehäuse (41) mit Entlüftungsstutzen für das Lagergehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsstutzen über je eine Leitung (50, 51) und eine diese Leitungen aufnehmende Ausgleichsleitung (52) mit der Niederdruckladeluftleitung (53) vor dem Hochdruckverdichter (44) oder mit der Niederdruckabgasleitung nach der Hochdruckabgasturbine (45) in leitender Verbindung steht.
6. Abgasturbolader nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (39) über eine Oelrückleitung mit einem Schmieröltank (54) und dieser über eine Ausgleichsleitung (55) mit der Niederdruckladeluftleitung (53) vor dem Hochdruckverdichter (44) in leitender Verbindung steht.
EP84109544A 1983-09-01 1984-08-10 Abgasturbolader für zweistufige Aufladung eines Verbrennungsmotors mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlusten Ceased EP0143182A1 (de)

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