WO2014044364A1 - Adjustable guidance apparatus for a turbocharger and associated turbocharger - Google Patents

Abstract

The invention relates to an adjustable guidance apparatus, particularly for a turbine of a turbocharger, said guidance apparatus having a plurality of guiding blades (14), comprising a bearing ring (13) and a contour ring (15), wherein the individual guiding blades (14) among the plurality of guiding blades (14) are each mounted rotatably at least on the bearing ring (13) with the aid of guiding blade shafts (16), and wherein the guiding blades (14) among the plurality of guiding blades (14) are mounted so as to be axially movable along a guiding blade axis (17) of the respective guiding blade shaft (16). According to the invention, the guiding blades (14) among the plurality of guiding blades (14) are designed so as to be movable in a self-regulating manner along the respective guiding blade shaft axis (17).

Description

VERSTELLBARER LEITAPPARAT FÜR EINEN ABGASTURBOLADER UND  ADJUSTABLE LADDER FOR A DEVICES BOLVER AND

ZUGEHÖRIGER ABGASTURBOLADER  ASSOCIATED EXHAUST BOLDER

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Leitapparat für eine Turbine eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen The invention relates to an adjustable nozzle for a turbine of an exhaust gas turbocharger according to the preamble of claim 1 and a

Abgasturbolader gemäß Anspruch 10. Exhaust gas turbocharger according to claim 10.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 018 055 A1 geht ein verstellbarer Leitapparat für eine Turbine eines Abgasturboladers hervor. Mit Hilfe des verstellbaren Leitapparates ist eine Anströmung des Turbinenrades von aus einer Brennkraftmaschine austretenden Abgasen konditionierbar. Der Leitapparat weist hierzu eine Mehrzahl verstellbarer bzw. verdrehbarer Leitschaufeln auf, welche in einem Düsenkanal im Abgasführungsabschnitt, stromauf einer Radkammer im Abgasführungsabschnitt, in welcher das Turbinenrad drehbar aufgenommen ist, positioniert sind. Der Leitapparat weist einen Lagerring mit einer Mehrzahl von Leitschaufeln und einen Konturring auf, wobei die Leitschaufeln am Lagerring mit Hilfe von Leitschaufelwellen drehbar gelagert sind. Die Leitschaufeln sind entlang einer Leitschaufelwellenachse der jeweiligen Leitschaufel axial verschiebbar gelagert. Diese mögliche axiale Verschiebbarkeit der Leitschaufeln ist auf eine Wahrung ihrer Verdrehbarkeit bei allen im Abgasführungsabschnitt auftretenden Temperaturen zurückzuführen. The published patent application DE 10 2006 018 055 A1 discloses an adjustable distributor for a turbine of an exhaust-gas turbocharger. With the aid of the adjustable diffuser, a flow of the turbine wheel can be conditioned by exiting from an internal combustion engine exhaust gases. For this purpose, the distributor has a plurality of adjustable or rotatable guide vanes which are positioned in a nozzle channel in the exhaust-gas guide section, upstream of a wheel chamber in the exhaust-gas guide section, in which the turbine wheel is rotatably received. The nozzle has a bearing ring with a plurality of vanes and a contoured ring, wherein the vanes are rotatably mounted on the bearing ring by means of vanes. The vanes are axially displaceable along a vane shaft axis of the respective vane. This possible axial displaceability of the guide vanes is due to a preservation of their rotatability at all occurring in the exhaust gas guide section temperatures.

Die im Betrieb des Abgasturboladers auftretenden Temperaturen unterscheiden sich um mehrere 100°C, welche deutliche Ausdehnungsänderungen von Bauteilen der Turbine mit sich bringen. Um diesen Ausdehnungsänderungen entgegen zu wirken und ein Betrieb des Abgasturboladers sicherzustellen, ist es erforderlich, die Leitschaufeln mit einem bestimmten Spiel behaftet zwischen dem Lagerring und dem Konturring verdrehbar aufzunehmen, so dass eine axiale Verschiebbarkeit aufgrund des Spiels hinzunehmen ist. The temperatures occurring during operation of the exhaust gas turbocharger differ by several 100 ° C, which bring significant changes in expansion of components of the turbine with it. To counteract these expansion changes and to ensure operation of the exhaust gas turbocharger, it is necessary that the vanes with a certain game tainted between the bearing ring and rotatably receive the contour ring, so that an axial displacement due to the game is acceptable.

Abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine liegen in bestimmten Bereichen des Abgasführungsabschnitts unterschiedliche Drücke an, welche eine ungeregelte und somit nicht beeinflussbare, unbeherrschbare axiale Bewegung, aus dem Spiel resultierend, der Leitschaufeln herbeiführen können. Depending on the operating state of the internal combustion engine, different pressures are present in certain regions of the exhaust gas guide section, which can result in an uncontrolled, thus uncontrollable, uncontrollable axial movement, resulting from the play, of the guide vanes.

Aus der DE 10 2006 018 055 A1 geht eine einseitige Lagerung der Leitschaufeln hervor, das heißt die Leitschaufeln sind mit Hilfe jeweiliger Leitschaufelwellen ausschließlich am Trägerring verdrehbar gelagert. Die unbeherrschbare axiale Bewegung der Leitschaufeln wird initiiert aufgrund von unterschiedlichen Drücken an der Leitschaufel und an einem von der Leitschaufel abgewandt positionierten Wellenende der Leitschaufelwelle, welches in einem Positionierraum DE 10 2006 018 055 A1 discloses a one-sided mounting of the guide vanes, that is to say the guide vanes are rotatably supported exclusively by means of respective guide vane shafts on the carrier ring. The uncontrollable axial movement of the vanes is initiated due to different pressures on the vane and on a shaft end of the vane shaft positioned away from the vane and positioned in a positioning space

aufgenommen ist. Dieser Positionierraum ist hier gegenüber einem Düsenkanal, in welchem die Leitschaufel aufgenommen ist, druckdicht ausgebildet. Eine mögliche Lösung ist den Trägerring mit Ausgleichsöffnungen zu versehen, so dass ein Druckausgleich zwischen einem Positionierraum, in welcher das Wellenende der Leitschaufelwelle aufgenommen ist und dem Düsenkanal zu realisieren. Allerdings ist hiermit ausschließlich sichergestellt, dass die Leitschaufel keine Axialbewegung aufgrund unterschiedlicher Drücke am entsprechenden Wellenende und der Leitschaufel selbst ausführen kann. Wie die Leitschaufel positioniert ist, ist nicht sichergestellt. is included. This positioning space is formed here pressure-tight with respect to a nozzle channel, in which the guide vane is received. A possible solution is to provide the carrier ring with equalization openings, so that a pressure equalization between a positioning, in which the shaft end of the vane shaft is received and to realize the nozzle channel. However, this only ensures that the guide vane can not perform any axial movement due to different pressures at the corresponding shaft end and the guide vane itself. How the vane is positioned is not guaranteed.

Ein sehr guter Turboladwirkungsgrad ist hier dann erzielbar, wenn ein aus dem Spiel resultierender Spalt zwischen der Leitschaufel und dem Konturring sichergestellt wird. A very good turbocharger efficiency can be achieved here if a gap resulting from the play between the vane and the contour ring is ensured.

Dies ist mit dem in der DE 10 2006 0018 055 A1 offenbarten verstellbaren This is with the disclosed in DE 10 2006 0018 055 A1 adjustable

Leitapparat und somit mit dem Abgasturbolader nicht gesichert, denn aufgrund schwankender Betriebszustände ist es möglich, dass die Leitschaufel sich derart axial ausrichtet, dass Strömungsverluste und somit Wirkungsgradverluste aufgrund einer ungünstigen axialen Positionierung der Leitschaufel in Erscheinung treten, da ausschließlich der Druckausgleich zwischen dem Düsenkanal und dem Positionierraum, allerdings nicht eine gesicherte Ausrichtung bzw. Positionierung der Leitschaufel des Konturringes vorgesehen ist. Grundsätzlich ist eine axiale Bewegung der Leitschaufel als so genannter„nozzle-shift-effect" bezeichnet. Diaphragm and thus not secured with the exhaust gas turbocharger, because due to fluctuating operating conditions, it is possible that the vane so axially aligned, that flow losses and thus efficiency losses due to an unfavorable axial positioning of the vane in appearance, since only the pressure equalization between the nozzle channel and the positioning, but not a secure alignment or positioning of the guide vane of the contour ring is provided. Basically, an axial movement of the vane is referred to as a so-called "nozzle-shift-effect".

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen verstellbaren Leitapparat bereitzustellen, welcher mit Hilfe einfacher Maßnahmen eine gesicherte The invention is based on the object to provide an adjustable nozzle, which with the help of simple measures a secured

Positionierung der Leitschaufeln zur Erzielung eines größtmöglichen Positioning of the vanes to achieve the greatest possible

Turbinenwirkungsgrades bei unterschiedlichen Betriebszuständen realisiert. Turbine efficiency realized under different operating conditions.

Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung einen Abgasturbolader mit einem deutlich verbesserten Wirkungsgrad auszubilden. Furthermore, it is an object of the invention to form an exhaust gas turbocharger with a significantly improved efficiency.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines verstellbaren Leitapparates für eine Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Abgasturbolader mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by means of an adjustable nozzle for a turbine with the features of claim 1 and with an exhaust gas turbocharger with the features of claim 10. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ein solcher verstellbarer Leitapparat, insbesondere für eine Turbine eines Such an adjustable guide, in particular for a turbine of a

Abgasturboladers, mit einer Mehrzahl von Leitschaufeln, umfasst einen Lagerring und einen Konturring, wobei einzelne Leitschaufeln der Mehrzahl von Exhaust gas turbocharger, with a plurality of vanes, comprises a bearing ring and a contour ring, wherein individual vanes of the plurality of

Leitschaufeln jeweils mit Hilfe von Leitschaufelwellen verdrehbar zumindest am Lagerring gelagert sind. Die Leitschaufeln der Mehrzahl von Leitschaufeln sind entlang einer Leitschaufelwellenachse der jeweiligen Leitschaufelwelle axial verschiebbar gelagert. Guide vanes are rotatably supported in each case by means of guide vane shafts at least on the bearing ring. The vanes of the plurality of vanes are axially slidably supported along a vane shaft axis of the respective vane shaft.

Erfindungsgemäß sind Leitschaufeln der Mehrzahl von Leitschaufeln entlang der Leitschaufelwellenachse selbstregelnd verschiebbar ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass die jeweilige Leitschaufel unabhängig von an According to the invention, guide vanes of the plurality of guide vanes are designed to be self-regulatingly displaceable along the guide shaft axis. In other words, that the respective vane independent of

Leitschaufelwellenende der Leitschaufelwelle anliegenden Drücken und Guide vane shaft end of the vane shaft adjacent pressures and

unabhängig von Temperatureinflüssen und somit einem Materialausdehnungskoeffizenten gemäß, eine axiale Verschiebung ausführbar ausgestaltet ist. Selbstregelnd ist dahingehend auszulegen, dass die Leitschaufel gezielt im Betrieb grundsätzlich in ein bestimmte, mit anderen Worten festgelegte, Richtung axial verschiebbar ausgebildet ist, auch entgegen einer möglichen in eine andere Richtung wirkenden Druckkraft. regardless of temperature influences and thus one Material expansion coefficients according to, an axial displacement is designed executable. Selbstregelnd is to be interpreted as meaning that the guide vane is designed specifically in operation in a specific, in other words fixed direction in principle axially displaceable, even against a possible acting in another direction compressive force.

Der verstellbare Leitapparat ist in einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt die verstellbaren Leitschaufeln verdrehbar aufgenommen, wobei die Leitschaufeln zur Konditionierung des Strömungsmediums, im Üblichen Abgas einer The adjustable nozzle is rotatably received in a flow-through exhaust guide section, the adjustable vanes, wherein the guide vanes for conditioning the flow medium, in the usual exhaust gas of a

Brennkraftmaschine, in einem Düsenkanal des Abgasführungsabschnitts positioniert sind. Stromauf des Düsenkanals ist ein Spiralkanal im Internal combustion engine, are positioned in a nozzle channel of the exhaust gas guide section. Upstream of the nozzle channel is a spiral channel in the

Abgasführungsabschnitt ausgebildet, stromab des Düsenkanals ist in einer Exhaust guide section formed downstream of the nozzle channel is in a

Radkammer des Abgasführungsabschnitts ein Turbinenrad drehbar Wheel chamber of the exhaust gas guide portion rotatable a turbine wheel

aufgenommen. Ein Austrittskanal, über welchen das Abgas entweichen kann, ist stromab dieser Radkammer ausgebildet. added. An outlet channel, via which the exhaust gas can escape, is formed downstream of this wheel chamber.

Zur Initiierung der Verstellung der Leitschaufeln ist ein Verstellmechanismus in einer Positionierkammer weitestgehend aufgenommen, welche nur bedingt druckdicht gegenüber dem Düsenkanal ausgebildet ist. Des Weiteren ist ein Konturring im Abgasführungsabschnitt ausgebildet, welcher üblicherweise zu vereinfachten Montage des verstellbaren Leitapparates, allerdings auch zur Lagerung der Leitwellenschaufeln dienen kann. Dieser Konturring bildet einen Wandabschnitt in einem Übergangsbereich zwischen dem Spiralkanal, dem To initiate the adjustment of the guide vanes, an adjustment mechanism is accommodated as far as possible in a positioning chamber, which is only partially pressure-tight with respect to the nozzle channel. Furthermore, a contoured ring is formed in the exhaust gas guide section, which can usually be used for simplified assembly of the adjustable diffuser, but also for the storage of Leitwellenschaufeln. This contour ring forms a wall section in a transition region between the spiral channel, the

Düsenkanal und der Radkammer. Unabhängig davon jedoch ist, dass zwischen dem Abgasführungsabschnitt und dem Konturring ein Spalt ausgebildet ist, mit dessen Hilfe ein Druckausgleich zwischen dem Austrittskanal und dem Spiralkanal und/oder Düsenkanal herbeiführbar wäre. Da dies nicht anstrebbar ist, wird dieser Spalt üblicherweise auf unterschiedlichen Abdichtungsweisen entweder Nozzle channel and the wheel chamber. Regardless, however, that between the exhaust guide portion and the contour ring a gap is formed, with the aid of which a pressure equalization between the outlet channel and the spiral channel and / or nozzle channel would be brought about. Since this is not anstrebbar, this gap is usually on different sealing methods either

gegenüber dem Austrittskanal abgedichtet, so dass im Spalt der sealed against the outlet channel, so that in the gap of the

Abgasgegendruck herrscht oder gegenüber dem Spiralkanal bzw. Düsenkanal, so dass bei dieser Abdichtungsweise im Spalt der Abgasdruck anliegt. Der Exhaust back pressure prevails or with respect to the spiral channel or nozzle channel, so that abuts the exhaust pressure in this seal in the gap. Of the

entsprechenden Abdichtungsweise entsprechend bedeutet dies, dass entweder an Leitschaufelwellenenden der Leitschaufelwelle der gleiche Druck, nämlich der Abgasgegendruck anliegt oder an einem Leitschaufelwellenende ein höherer Druck anliegt als an dem anderen Leitschaufelwellenende, so dass dies zu einer entsprechenden axialen Verschiebung der Leitschaufel aufgrund unterschiedlicher Drücke an den beiden Leitschaufelwellenenden führt. corresponding sealing method, this means that either on Leitschaufelwellenenden the guide vane shaft of the same pressure, namely the exhaust back pressure is applied or at one Leitschaufelwellenende a higher pressure than at the other Leitschaufelwellenende, so that this leads to a corresponding axial displacement of the vane due to different pressures at the two Leitschaufelwellenenden.

Sofern der Abgasgegendruck größer ist als der Abgasdruck, ist im Falle eines Anliegens des Abgasdruckes an dem Leitschaufelwellenende, welches im If the exhaust backpressure is greater than the exhaust gas pressure, in the case of a concern of the exhaust gas pressure at the Leitschaufelwellenende, which in

Konturring aufgenommen ist, ein für einen hohen Turboladerwirkungsgrad sich günstig auswirkendes Ausrichten der Leitschaufel in Richtung des Konturrings erreicht. Allerdings ist dies nicht in allen Betriebsfällen gesichert. Contour ring is received, achieved for a high turbocharger efficiency is favorably effecting alignment of the guide vane in the direction of the contour ring. However, this is not guaranteed in all operating cases.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Leitapparates ist, dass eine gezielte The advantage of the nozzle according to the invention is that a targeted

Positionierung der Leitschaufel unabhängig von in unterschiedlichen druckdicht abgegrenzten Bereichen des Abgasführungsabschnitts herbeiführbar ist und dass die Positionierung durch eine entsprechende Ausbildung der Leitschaufel steuerbar ist. Das bedeutet, dass unabhängig von einer jeweiligen Positioning of the guide vane can be brought about independently of in different pressure-tight demarcated areas of the exhaust gas guide section and that the positioning can be controlled by a corresponding design of the guide vane. This means that regardless of a particular

Abdichtungsweise des Spaltes mit Hilfe der erfindungsgemäßen Leitschaufel grundsätzlich ein größtmöglicher Turbinenwirkungsgrad erzielbar ist. Sealing principle of the gap with the aid of the guide vane according to the invention in principle a maximum turbine efficiency can be achieved.

Dieses Ziel ist erreicht, durch eine einfache Änderungsmaßnahme, nämlich durch einen Austausch der Leitschaufeln eines bisher üblichen, dem Stand der Technik verstellbaren Leitapparates. Weitere konstruktive Änderungen sind nicht von Nöten. This goal is achieved by a simple change measure, namely by replacing the vanes of a hitherto customary, the prior art adjustable nozzle. Further structural changes are not necessary.

Dies bringt einen weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen verstellbaren This brings a further advantage of the adjustable invention

Leitapparates mit sich, denn ein nicht erfindungsgemäßer Leitapparat ist so mit Hilfe einfacher Maßnahmen, einzig durch einen Austausch der entsprechenden Leitschaufeln ausrüstbar, und damit dem erfindungsgemäßen verstellbaren Leitapparat entsprechend ausgestaltet, welcher einen größtmöglichen Diaphragm with it, because a non-inventive nozzle is so equipped with the help of simple measures, only by replacing the corresponding vanes, and thus designed according to the invention the adjustable guide, which has the largest possible

Turbinenwirkungsgrad erzielen lässt. In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen verstellbaren Leitvorrichtung weisen Leitschaufeln der Mehrzahl von Leitschaufeln ein Regelungselement auf. Mit Hilfe dieses Regelungselementes kann auf einfache Weise eine Turbine efficiency can be achieved. In one embodiment of the adjustable guide device according to the invention, guide vanes of the plurality of guide vanes have a control element. With the help of this control element can easily a

entsprechende selbstregelnde Ausrichtung der Leitschaufel erzielt werden. corresponding self-aligned alignment of the vane can be achieved.

Damit die Ausrichtung der Leitschaufel und somit die anzustrebende Richtung und einzunehmende Position der Leitschaufel im Laufe des Betriebes nicht verändert wird, ist zu empfehlen, das Regelungselement entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leitapparates unbewegbar mit der entsprechenden Leitschaufel zu verbinden. Das Regelungselement ist dadurch fixiert. Auch ist eine einstückige Ausbildung der Leitschaufel und des In order that the orientation of the guide vane and thus the desired direction and position of the vane to be adopted in the course of operation is not changed, it is recommended that the control element according to a further embodiment of the nozzle according to the invention immovably to connect to the corresponding vane. The control element is fixed by it. Also, a one-piece design of the vane and the

Regelungselementes zu empfehlen. Diese einstückige Ausbildung ist auf einfache Weise in einem Herstellungsprozess zu realisieren. Regulatory element recommended. This one-piece design is easy to implement in a manufacturing process.

In einer besonders wirkungsvollen Ausgestaltung ist das Regelungselement finnenartig ausgebildet. Dieses finnenartig ausgebildete Regelungselement wirkt im Prinzip eines Ruders, so dass die Leitschaufel mit Hilfe des Ruders im Betrieb grundsätzlich in die Richtung verschoben wird, welche aufgrund der Ausrichtung des Regelungselementes angestrebt ist. Idealerweise ist das Regelungselement auf einer Druckseite der entsprechenden Leitschaufel angeordnet. In a particularly effective embodiment, the control element is formed fin-like. This fin-like control element acts in principle a rudder, so that the guide vane with the help of the rudder in operation is basically displaced in the direction which is desirable due to the orientation of the control element. Ideally, the control element is arranged on a pressure side of the corresponding vane.

Das Regelungselement ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung des The control element is according to a further embodiment of

erfindungsgemäßen Leitapparates im Bereich der Leitschaufelwellenachse, idealerweise mittig im Bereich einer Leitschaufellängsachse, der jeweiligen Leitschaufel ausgebildet, damit eine gezielte Verschiebung entlang der guide vanes according to the invention in the region of the guide vane shaft axis, ideally in the middle in the region of a longitudinal axis of the vane, the respective vane formed so that a targeted displacement along the

Leitschaufelwellenachse erfolgen kann. Zusätzliche, die Ausrichtung behindernde Momente würden beispielsweise dann generiert werden, wäre das Guide vane shaft axis can be done. For example, additional moments impeding alignment would then be generated

Regelungselement in einem bestimmten Abstand zur Leitschaufelwellenachse an der Druckseite der Leitschaufel beispielsweise im Bereich einer Leitschaufelnase der Leitschaufel oder im Bereich einer Leitschaufelhinterkante der Leitschaufel angebracht. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leitapparates sind die verschiebbaren Leitschaufeln in Richtung einer kleinsten Regulating element at a certain distance to the guide shaft axis at the pressure side of the guide vane for example in the region of a guide vane nose of the vane or in the region of a vane trailing edge of the vane mounted. In a further embodiment of the distributor according to the invention, the displaceable guide vanes are in the direction of a smallest

Turbinenradschaufelhöhe verschiebbar ausgebildet. Strömungsverluste im Turbinenradschaufelhöhe displaced trained. Flow losses in the

Bereich der kleinsten Turbinenradschaufelhöhe haben eine negative Auswirkung auf den Turbinenwirkungsgrad, wohingegen Strömungsverluste im Bereich der größten Turbinenradschaufelhöhe einen positiven Einfluss auf den Lowest turbine blade height area have a negative impact on turbine efficiency, whereas flow losses in the area of largest turbine blade height have a positive impact on turbine headspace

Turbinenwirkungsgrad aufweisen. Somit ist mit dieser Ausgestaltung ein Have turbine efficiency. Thus, with this embodiment a

zusätzlicher positiver Einfluss auf den Turbinenwirkungsgrad erzielbar. additional positive influence on the turbine efficiency can be achieved.

Eine Regelungselementachse des Regelungselementes ist die Richtung der Positionierung der Leitschaufeln bestimmend ausgerichtet. Diese A control element axis of the control element is the direction of the positioning of the guide vanes aligned determinate. These

Regelungselementachse ist zu einer Leitschaufellängsachse der Leitschaufel positioniert. Sind die Regelungselementachse und die Leitschaufelelementachse den Winkel α in einem Wertebereich zwischen 0° < α < 30° ausbildend zueinander angeordnet, ist der größtmögliche Turbinenwirkungsgrad gesichert und über den gesamten Betriebsbereich erzielbar. Control element axis is positioned to a vane longitudinal axis of the vane. If the control element axis and the guide element axis are arranged to form the angle α in a value range between 0 ° <α <30 °, the greatest possible turbine efficiency is ensured and achievable over the entire operating range.

Ein Abgasturbolader weist erfindungsgemäß einen verstellbaren Leitapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist. Der Vorteil des derart An exhaust gas turbocharger according to the invention has an adjustable guide device according to one of claims 1 to 9. The advantage of such

ausgestalteten Abgasturboladers ist darin zu sehen, dass aufgrund eines besonders hohen Turbinenwirkungsgrades ein insgesamt sehr hoher designed exhaust gas turbocharger can be seen in the fact that due to a particularly high turbine efficiency a very high overall

Gesamtwirkungsgrad der mit dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader Overall efficiency of the exhaust gas turbocharger according to the invention

ausgerüsteten Brennkraftmaschine erzielbar ist. Dies wiederum führt zu einem insbesondere in Verbindung mit einer in Fahrzeugen vorgesehenen Equipped internal combustion engine can be achieved. This in turn leads to a particular in connection with a provided in vehicles

Brennkraftmaschine zur Reduzierung von Abgasemissionen, da ein gesichert hoher Turboladerwirkungsgrad des Abgasturboladers realisierbar ist und somit eine optimierte Abstimmung zwischen dem Abgasturbolader und der Internal combustion engine for reducing exhaust emissions, since a secured high turbocharger efficiency of the exhaust gas turbocharger can be realized and thus optimized tuning between the exhaust gas turbocharger and the

Brennkraftmaschine herbeiführbar ist. Internal combustion engine can be brought.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Fig. 1 in einem Schnitt einen Abgasführungsabschnitt mit einem verstellbaren Leitapparat eines Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik, Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it: 1 is a sectional view of an exhaust guide portion with an adjustable nozzle of an exhaust gas turbocharger according to the prior art,

Fig. 2 in einem Schnitt einen Abgasführungsabschnitt mit einem verstellbaren Fig. 2 in a section an exhaust gas guide section with an adjustable

Leitapparat des Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik in einer Variante,  Diaphragm of the exhaust gas turbocharger according to the prior art in a variant,

Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung eine Leitschaufel des 3 is a perspective view of a guide vane of

erfindungsgemäßen Leitapparates ,  inventive diffuser,

Fig. 4 in einer Hinteransicht die Leitschaufel gemäß Fig. 3, 4 is a rear view of the vane of FIG. 3,

Fig. 5 in einer Unteransicht die Leitschaufel gemäß Fig. 3 und Fig. 5 is a bottom view of the vane of FIG. 3 and

Fig. 6 ein Druckverhältnis-Wirkungsgrad-Diagramm und ein Druckverhältnis- Massenstrom-Diagramm. Fig. 6 is a pressure ratio efficiency diagram and a pressure ratio mass flow diagram.

Ein Abgasführungsabschnitt 1 einer Turbine eines Abgasturboladers 2 gemäß dem Stand der Technik ist entsprechend Fig. 1 ausgebildet. Der An exhaust gas guide section 1 of a turbine of an exhaust gas turbocharger 2 according to the prior art is formed according to FIG. 1. Of the

Abgasführungsabschnitt 1 ist in einem nicht näher dargestellten Abgastrakt einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine, bei der es sich um einen Ottomotor oder einen Dieselmotor handelt, vorgesehen. Der Abgasturbolader 2 weist weiterhin einen nicht näher dargestellten durchströmbaren Frischluftführungsabschnitt und einen Lagerabschnitt 3 auf, welcher in einem nicht näher dargestellten Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Exhaust gas guide section 1 is provided in an exhaust tract, not shown, of an internal combustion engine, not shown, in which it is a gasoline engine or a diesel engine is provided. The exhaust gas turbocharger 2 further comprises a non-illustrated throughflow fresh air guide portion and a bearing portion 3, which is arranged in a non-illustrated intake tract of the internal combustion engine.

Der Abgasturbolader 2 weist ein Laufzeug 4 auf, welches ein nicht näher dargestelltes Verdichterrad zum Ansaugen und Verdichten von Verbrennungsluft, ein Turbinenrad 5 zur Expansion von Abgas sowie eine das Verdichterrad mit dem Turbinenrad 5 drehfest verbindende Welle 6 mit einer Drehachse 7 umfasst. Die Welle 6 ist im Lagerabschnitt 3 des Abgasturboladers 2 drehbar gelagert, welcher zwischen dem Luftführungsabschnitt und dem Abgasführungsabschnitt 1 positioniert ist. The exhaust gas turbocharger 2 has a rotor 4, which comprises a not-shown compressor wheel for sucking and compressing combustion air, a turbine wheel 5 for expansion of exhaust gas and a compressor wheel with the turbine 5 rotatably connecting shaft 6 having a rotation axis 7. The shaft 6 is rotatably mounted in the bearing section 3 of the exhaust gas turbocharger 2, which is positioned between the air guide portion and the exhaust guide portion 1.

Zur Einströmung des Abgases in den Abgasführungsabschnitt 1 ist ein nicht näher dargestellter Eintrittskanal im Abgasführungsabschnitt 1 ausgebildet. Der For inflow of the exhaust gas into the exhaust gas guide section 1, a non-illustrated inlet channel in the exhaust gas guide section 1 is formed. Of the

Eintrittskanal dient zur Konditionierung des Abgases, welches im Betrieb der Brennkraftmaschine das Turbinenrad 5 in eine rotierende Bewegung versetzt. Mit Hilfe der Welle 6 wird das Verdichterrad ebenfalls in Rotation versetzt, so dass es Verbrennungsluft ansaugt und verdichtet. Inlet duct is used to condition the exhaust gas, which causes the turbine wheel 5 to rotate during operation of the internal combustion engine. With the help of the shaft 6, the compressor wheel is also rotated, so that it sucks in combustion air and compressed.

Stromab des Eintrittskanals ist im Abgasführungsabschnitt 1 ein Spiralkanal 8 angeordnet, welcher zur Bereitstellung einer rotationssymmetrischen Strömung dient. Des Weiteren ist der Spiralkanal 8 als Verbindungskanal zwischen dem Eintrittskanal und einem Düsenkanal 9, welcher stromab des Spiralkanals 8 Downstream of the inlet channel, a spiral channel 8 is arranged in the exhaust gas guide section 1, which serves to provide a rotationally symmetrical flow. Furthermore, the spiral channel 8 as a connecting channel between the inlet channel and a nozzle channel 9, which downstream of the spiral channel. 8

positioniert ist, ausgebildet. Das Turbinenrad 5 ist drehbar in einer stromab des Düsenkanals 9 im Abgasführungsabschnitt 1 vorgesehenen Radkammer 10 aufgenommen. Zum Entweichen des Abgases aus dem Abgasführungsabschnitt 1 weist der Abgasführungsabschnitt 1 stromab der Radkammer 10 einen Austrittskanal 11 auf. is positioned, formed. The turbine wheel 5 is rotatably received in a wheel chamber 10 provided downstream of the nozzle channel 9 in the exhaust gas guide section 1. For the escape of the exhaust gas from the exhaust gas guide section 1, the exhaust gas guide section 1 downstream of the wheel chamber 10 has an outlet channel 11.

Damit sowohl bei niedrigen Lasten und niedrigen Drehzahlen der So that at low loads and low speeds of the

Brennkraftmaschine als auch bei hohen Lasten und hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine eine Anpassung eines Turbinenwirkungsgrades des Internal combustion engine as well as at high loads and high speeds of the internal combustion engine, an adjustment of a turbine efficiency of

Abgasturboladers 2 an unterschiedliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine erreichbar ist, ist das Abgas mit Hilfe eines verstellbar ausgebildeten Exhaust gas turbocharger 2 can be reached at different operating conditions of the internal combustion engine, the exhaust gas with the aid of an adjustable trained

Leitapparates 12 konditionierbar, welcher im Abgasführungsabschnitt 1 Conduit 12 can be conditioned, which in the exhaust duct section 1

angeordnet ist. is arranged.

Der verstellbare Leitapparat 12 ist das Turbinenrad 5 ringförmig umfassend ausgebildet und weist einen Lagerring 13 zur Aufnahme einer Mehrzahl von Leitschaufeln 14 auf, welche zur Strömungskonditionierung vorgesehen sind. Die Leitschaufeln 14 sind am Lagerring 13 drehbar gelagert. Der Lagerring 13 ist im Abgasführungsabschnitt 1 so positioniert, dass die The adjustable nozzle 12, the turbine wheel 5 is annularly formed and has a bearing ring 13 for receiving a plurality of vanes 14, which are provided for flow conditioning. The guide vanes 14 are rotatably mounted on the bearing ring 13. The bearing ring 13 is positioned in the exhaust guide portion 1 so that the

Leitschaufeln 14 im Düsenkanal 9 angeordnet sind. Dem Lagerring 13 Guide vanes 14 are arranged in the nozzle channel 9. The bearing ring 13th

gegenüberliegend positioniert ist ein hülsenförmiger Konturring 15, welcher zur Strömungskonditionierung und zur vereinfachten Montage des verstellbaren Leitapparates 12 ausgebildet ist. positioned opposite is a sleeve-shaped contour ring 15, which is designed for flow conditioning and simplified assembly of the adjustable nozzle 12.

Zur drehbaren Lagerung der Leitschaufeln 14 am Lagerring 13 ist je Leitschaufel 14 eine Leitschaufelwelle 16 mit einer Leitschaufelwellenachse 17 vorgesehen, welche mit der Leitschaufel 14 drehfest verbunden ist und welche am Lagerring 13 drehbar gelagert aufgenommen ist. For rotatably supporting the guide vanes 14 on the bearing ring 13, a guide vane shaft 16 is provided with a guide vane shaft axis 17 per vane 14, which is rotatably connected to the guide vane 14 and which is rotatably supported on the bearing ring 13.

Zur Verdrehung der Leitschaufelwelle 16 und somit der Leitschaufel 14 weist die Leitschaufelwelle 16 an ihrem dem Lagerabschnitt 3 zugewandt positionierten Ende einen Verstellhebel 18 auf, welcher mit der Leitschaufelwelle 16 ebenfalls drehfest verbunden ist. For rotating the guide vane shaft 16 and thus the guide vane 14, the guide vane shaft 16 at its end facing the bearing portion 3 an adjusting lever 18 which is also rotatably connected to the guide vane shaft 16.

Die Drehbewegung der Leitschaufeln 14 ist mit Hilfe eines Drehrings 19 initiierbar, welcher koaxial mit dem Lagerring 13 im verstellbaren Leitapparat 12 positioniert ist. Hierzu weist der Drehring 19 Ausnehmungen 20 auf, in welche die The rotational movement of the guide vanes 14 can be initiated by means of a rotary ring 19, which is positioned coaxially with the bearing ring 13 in the adjustable guide 12. For this purpose, the rotary ring 19 recesses 20, in which the

Verstellhebel 18 eingreifbar ausgebildet sind, wobei ein zum Eingriff in die entsprechende Ausnehmung 20 idealerweise ein von der Leitschaufelwelle 16 abgewandt ausgebildetes Ende des Verstellhebels 18 vorgesehen ist. Neben dem Drehring 19 und den Verstellhebeln 18 sind weitere, nicht näher dargestellte Mittel einem Verstellmechanismus 21 zugeordnet, welcher in einem nicht gasdicht gegenüber dem Düsenkanal 9 und dem Spiralkanal 8 ausgebildeten Adjusting lever 18 are formed engageable, with an ideal for engaging in the corresponding recess 20 a remote from the guide shaft 16 formed end of the adjusting lever 18 is provided. In addition to the rotary ring 19 and the adjusting levers 18 further, not shown means associated with an adjusting mechanism 21, which in a non-gas-tight with respect to the nozzle channel 9 and the spiral channel 8 formed

Positionierraum 22 angeordnet ist. Dieser Positionierraum 22 ist ein radial und überwiegend in Richtung des Spiralkanals 8 axial mit Hilfe des Positioning space 22 is arranged. This positioning space 22 is a radial and predominantly in the direction of the spiral channel 8 axially with the aid of

Abgasführungsabschnitts 1 begrenzt ausgebildeter Raum. Eine Abgrenzung gegenüber der Umgebung in die vom Abgasführungsabschnitt 1 abgewandt ausgebildete axiale Richtung ist mit Hilfe des Lagerabschnitts 3 hergestellt. Aus Herstellungs- und Montagegründen ist ein ringförmiger Spalt 23 zwischen dem Konturring 15 und dem Abgasführungsabschnitt 1 ausgebildet. Exhaust gas guide section 1 limited space formed. A delimitation from the environment in the axial direction facing away from the exhaust gas guide section 1 is produced with the aid of the bearing section 3. For manufacturing and assembly reasons, an annular gap 23 between the contour ring 15 and the exhaust gas guide portion 1 is formed.

Im Betrieb des Abgasturboladers 2 herrschen im Abgasführungsabschnitt 1 unterschiedliche Drücke, der so genannte Abgasgegendruck p3 stromauf des Turbinenrades 5 und der Abgasdruck p4 stromab des Turbinenrades 5. During operation of the exhaust gas turbocharger 2, different pressures prevail in the exhaust gas guide section 1, the so-called exhaust back pressure p3 upstream of the turbine wheel 5 and the exhaust gas pressure p4 downstream of the turbine wheel 5.

Insbesondere im Volllastbetrieb der mit dem Abgasturbolader 2 verbundenen Brennkraftmaschine ist der Abgasgegendruck p3 deutlich höher als der Particularly in full load operation of the internal combustion engine connected to the exhaust gas turbocharger 2, the exhaust back pressure p3 is significantly higher than that

Abgasdruck p4. Mit Hilfe des verstellbaren Leitapparates 12 und einer Exhaust pressure p4. With the help of the adjustable nozzle 12 and a

entsprechenden Positionierung der Leitschaufeln 14 ist es weitestgehend möglich über den gesamten Betriebsbereich des Abgasturboladers 2 ein positives appropriate positioning of the guide vanes 14, it is largely possible over the entire operating range of the exhaust gas turbocharger 2 a positive

Druckgefälle, d.h. einen positiven Differenzdruck zwischen dem Abgasgegendruck p3 und dem Abgasdruck p4 herzustellen. Pressure gradient, i. to establish a positive differential pressure between the exhaust back pressure p3 and the exhaust pressure p4.

Damit ein Differenzdruck entstehen kann, ist es notwendig den Spalt 23 mit Hilfe eines ersten Dichtelementes 24 quasi zu teilen, derart, dass in einem Bereich des Spaltes 23, dem ersten Bereich des Spaltes 23, welcher dem Spiralkanal 8 zugewandt ausgebildet ist, der Abgasgegendruck p3 vorherrscht und in einem zweiten Bereich des Spaltes 23, welcher dem Austrittskanal 11 zugewandt ausgebildet ist, der Abgasdruck p4 anliegt. In order for a differential pressure to occur, it is necessary to virtually divide the gap 23 with the aid of a first sealing element 24, such that in a region of the gap 23, the first region of the gap 23 which faces the spiral channel 8, the exhaust counterpressure p3 prevails and in a second region of the gap 23, which is formed facing the outlet channel 11, the exhaust pressure p4 is applied.

Eine weitere Abdichtung erfolgt mit Hilfe von ringförmigen zweiten Dichtelementen 25, welche an den Leitschaufeln 14 ausgebildet sind. Die Leitschaufel 14 weist an ihren beiden Seitenflächen 26, eine Seitenfläche 26 ist dem Konturring 15 zugewandt ausgebildet und die andere Seitenfläche 26 ist dem Lagerring 13 zugewandt ausgebildet, im Bereich der Leitschaufelwelle 16 jeweils ein zweites Dichtelement 25 auf, welches tsubaartig ausgeformt ist. Diese Dichtelemente 25 sind zur Abdichtung von Aufnahmeöffnungen 27 vorgesehen, welche sowohl im Konturring 15 als auch im Lagerring 13 zur Aufnahme der Leitschaufelwellen 16 vorgesehen sind. A further sealing takes place with the aid of annular second sealing elements 25, which are formed on the guide vanes 14. The guide vane 14 has at its two side surfaces 26, a side surface 26 is formed facing the contour ring 15 and the other side surface 26 is the bearing ring 13 facing, in the region of the guide vane shaft 16 each have a second sealing element 25, which is formed tsubaartig. These sealing elements 25 are provided for sealing receiving openings 27, which are provided both in the contour ring 15 and in the bearing ring 13 for receiving the guide vane shafts 16.

In Fig. 1 weist der Abgasturbolader 2 gemäß dem Stand der Technik das erste Dichtelement 24 ringförmig ausgebildet auf, welches in einem dem Austrittskanal 11 zugewandt angeordneten Bereich des Konturrings 15 positioniert ist. Im Betrieb wirkt somit in diesem Ausführungsbeispiel des verstellbaren Leitapparates 12 gemäß dem Stand der Technik an einem ersten Wellenende 28 der In Fig. 1, the exhaust gas turbocharger 2 according to the prior art, the first Sealing element 24 has an annular configuration, which is positioned in a region of the contour ring 15 facing the outlet channel 11. During operation, in this exemplary embodiment, the adjustable guide apparatus 12 according to the prior art acts on a first shaft end 28 of FIG

Leitschaufelwelle 16 der gleiche Druck wie an einem zweiten Wellenende 29 der Leitschaufelwelle 16, nämlich der Abgasgegendruck p3. Allerdings liegt aufgrund des so genannten„nozzle-shrift-effects", welcher besagt, dass die Leitschaufel 14 im Betrieb des Abgasturboladers 2 in Richtung des Lagerrings 13 gedrückt wird, ein Minimalspalt 30 zwischen dem zweiten Dichtelement 25 und dem Konturring 15 vor, welcher zur Reduzierung eines ohne diesen Minimalspalt 30 maximal möglichen Turbinenwirkungsgrades führt. Guide vane shaft 16, the same pressure as at a second shaft end 29 of the guide vane shaft 16, namely the exhaust back pressure p3. However, due to the so-called "nozzle-shrift effect", which states that the guide vane 14 is pressed in the direction of the bearing ring 13 during operation of the exhaust gas turbocharger 2, there is a minimum gap 30 between the second sealing element 25 and the contour ring 15, which Reduction of a maximum possible turbine efficiency without this minimum gap 30 leads.

Der Abgasführungsabschnitt 1 mit einem verstellbaren Leitapparat 12 des The exhaust gas guide portion 1 with an adjustable nozzle 12 of the

Abgasturboladers 2 des Standes der Technik in einer Variante ist gemäß Fig. 2 ausgebildet. Das erste Dichtelement 24 ist ringscheibenartig ausgebildet und derart angeordnet, dass der Spalt 23 nahezu vollständig gegenüber dem Exhaust gas turbocharger 2 of the prior art in a variant is formed as shown in FIG. The first sealing element 24 is formed like an annular disk and arranged such that the gap 23 almost completely opposite to the

Spiralkanal 8 abgedichtet ausgebildet ist. Mit diesem Prinzip der Abdichtung ist realisiert, dass das erste Wellenende 28 mit dem Abgasdruck p4 und das zweite Wellenende 29 mit dem Abgasgegendruck p3 beaufschlagbar ausgebildet ist. Spiral channel 8 is formed sealed. With this principle of the seal is realized that the first shaft end 28 is formed with the exhaust gas pressure p4 and the second shaft end 29 with the exhaust gas back pressure p3 acted upon.

Die Leitschaufel 14 des erfindungsgemäßen verstellbaren Leitapparates 12 ist gemäß den Figuren 3 bis 5 ausgebildet, welche die Leitschaufel 14 in The vane 14 of the adjustable nozzle 12 according to the invention is formed according to the figures 3 to 5, which the vane 14 in

unterschiedlichen Ansichten zeigt. Die Leitschaufel 14 ist selbstregelnd entlang der Leitschaufelwellenachse 17 verschiebbar ausgestaltet, das heißt mit anderen Worten, dass die Leitschaufel 14 unabhängig von den Drücken an dem ersten Wellenende 28 und an dem zweiten Wellenende 29 durch ihre Ausbildung auf die axiale Verschiebung Einfluss nehmen kann. shows different views. The vane 14 is designed to be self-regulating along the guide shaft axis 17 displaceable, that is, in other words, that the guide vane 14, regardless of the pressures on the first shaft end 28 and the second shaft end 29 can influence by their training on the axial displacement.

Die Leitschaufel 14 ist üblicherweise tragflächenförmig ausgestaltet und weist, zwischen den beiden Seitenflächen 26 angeordnet, eine Oberfläche 31 und eine Unterfläche 32 auf. Die Oberfläche 31 ist annähernd konkav zu einer Skelettlinie 38 der Leitschaufel 14 ausgebildet, wohingegen die Unterfläche 32, sofern von einer ebenen Ausführung abgewichen wird, eher konvex zur Skelettlinie 38 ausgestaltet ist. Dabei ist die Leitschaufel 14 derart im Düsenkanal 9 positioniert, dass im Betrieb des Abgasturboladers 2 strömungstechnisch die Oberfläche 31 die Funktion einer Unterdruckseite und die Unterfläche 32 die Funktion einer Druckseite erfüllt. The guide vane 14 is usually configured in the form of an airfoil and, arranged between the two side surfaces 26, has a surface 31 and a lower surface 32. The surface 31 is approximately concave to a skeleton line 38 of the vane 14, whereas the lower surface 32, if from deviated from a flat design, rather convex to the skeleton line 38 is configured. In this case, the guide vane 14 is positioned in the nozzle channel 9 such that, during operation of the exhaust gas turbocharger 2, the surface 31 fulfills the function of a negative pressure side and the lower surface 32 fulfills the function of a pressure side.

Zur Einflussnahme auf die axiale Verschiebung weist die Leitschaufel 14 an ihrer Unterfläche 32, der Druckseite, ein Regelungselement 33 auf, welches In order to influence the axial displacement, the guide vane 14 has at its lower surface 32, the pressure side, a control element 33, which

unbewegbar mit der Leitschaufel 14 verbunden ist. Das Regelungselement 33 ist in diesem Ausführungsbeispiel finnenartig ausgebildet. Auch könnten sich andere beispielhafte Formen realisieren lassen, welche den Zweck eines Ruders, und somit ein Ausrichten des zu regelnden Objekts, in diesem Falle der Leitschaufel 14, im Sinne einer Finne erfüllen. immovably connected to the vane 14. The control element 33 is fin-shaped in this embodiment. Also, other exemplary shapes could be realized, which fulfill the purpose of a rudder, and thus an alignment of the object to be controlled, in this case the guide vane 14, in the sense of a fin.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Regelungselement 33 als einfaches rechteckigförmiges und eine geringe Dicke aufweisendes Element ausgebildet. Idealerweise entspricht eine Länge L des Regelungselementes 33 einem In this embodiment, the control element 33 is formed as a simple rectangular-shaped and a small thickness exhibiting element. Ideally, a length L of the control element 33 corresponds to one

Durchmesser D der Leitschaufelwelle 6 im Bereich der Leitschaufel 14 und eine Höhe H des Regelungselementes 33 ist so ausgebildet, dass ein Außenkante des Dichtelementes 25 mit einem Außendurchmesser DA des zweiten Dichtelementes 25 nicht überragt ist. Diameter D of the guide vane shaft 6 in the region of the guide vane 14 and a height H of the control element 33 is formed so that an outer edge of the sealing element 25 with an outer diameter DA of the second sealing element 25 is not surmounted.

Ebenso sind weitere Ausführungen denkbar. Eine von der Unterfläche 32 abgewandt ausgebildeten ersten Kante 34 des Regelungselementes 33 ist beispielsweise in einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel nicht nahezu parallel zu der Unterfläche 32 zugewandt ausgebildeten zweiten Kante 35 ausgestaltet. Das heißt es ist jede Form des Regelungselementes 33 denkbar, welches sich zur Selbstregelung der Leitschaufel 14 eignet. Likewise, further embodiments are conceivable. A remote from the bottom surface 32 first edge 34 of the control element 33 is configured, for example in a further embodiment, not shown, not nearly parallel to the bottom surface 32 facing formed second edge 35. That is, any shape of the control element 33 is conceivable, which is suitable for self-regulation of the guide vane 14.

Das Regelungselement 33 ist im Bereich der Leitschaufelwellenachse 17 ausgebildet. Auch könnte denkbar sein das Regelungselement 33 im Bereich einer Leitschaufelnase 36 oder im Bereich einer Leitschaufelhinterkante 37 auszubilden, wobei dann allerdings darauf zu achten ist, dass die Positionierung des Regelungselements 33 aufgrund möglicher, durch an dem Regelungselement 33 angreifender Kräfte, Drehmomente durch weitere Maßnahmen eliminiert werden. The control element 33 is formed in the region of the guide shaft axis 17. The control element 33 could also be conceivable in the region of a guide blade nose 36 or in the region of a guide blade trailing edge 37 However, it should then be ensured that the positioning of the control element 33 due to possible, by acting on the control element 33 forces, torques are eliminated by further measures.

Das Regelungselement 33 ist mittig im Bereich der Skelettlinie 38, auch The control element 33 is centered in the region of the skeleton line 38, too

Leitschaufellängsachse genannt, positioniert, wobei eine Regelungselementachse 39 schräg zur Leitschaufellängsachse 38, mit anderen Worten einen Winkel mit der Leitschaufellängsachse 38 ausbildend, angeordnet ist. Da die Leitschaufel 14 in diesem Ausführungsbeispiel in Richtung des Konturrings 15 ausrichtbar ist, ist die Regelungselementachse 39 im Bereich der Leitschaufelnase 36 in Richtung des ersten Wellenendes 28, welches im Konturring 15 aufgenommen ist, orientiert positioniert. Called Leitschaufellängsachse, wherein a control element axis 39 obliquely to the Leitschaufellängsachse 38, in other words an angle with the Leitschaufellängsachse 38 forming, is arranged. Since the guide blade 14 can be aligned in the direction of the contour ring 15 in this embodiment, the control element axis 39 is oriented in the region of the guide blade nose 36 in the direction of the first shaft end 28, which is accommodated in the contour ring 15.

In einem weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist die In another embodiment, not shown, the

Leitschaufel 14 nur einseitig gelagert, das heißt, dass die Leitschaufelwelle 16 ausschließlich in der Aufnahmeöffnung 27 des Lagerrings 13 aufgenommen und somit gelagert ist. Das Weiteren wurde in diesem Ausführungsbeispiel auf die tsubaartigen zweiten Dichtelemente 25 verzichtet, das aufgrund des Guide vane 14 mounted only on one side, that is, the guide vane shaft 16 is received exclusively in the receiving opening 27 of the bearing ring 13 and thus stored. Furthermore, the tsuba-like second sealing elements 25 were dispensed with in this embodiment, due to the

Regelungselementes 33 eine Anlage der Leitschaufel 14 am Konturring 15 bzw. an einer eine Funktion des Konturrings 15 wahrnehmenden Wandung erwirkt ist. Der Konturring 15 weist zum einen als Funktion die Lagerung der Control element 33 a conditioning of the vane 14 on the contour ring 15 or on a function of the contour ring 15 perceiving wall is obtained. The contour ring 15 has on the one hand as a function of the storage of

Leitschaufelwelle 16 und zum anderen die Darstellung einer die Leitschaufel 14 in diesem Bereich begrenzende Wandung auf. Sofern die Leitschaufelwelle 16 und somit mittelbar die Leitschaufel 14 nur einseitig gelagert ist, besteht die Guide vane shaft 16 and on the other hand, the representation of the guide vane 14 in this area limiting wall. If the vane shaft 16 and thus indirectly the vane 14 is mounted only on one side, there is the

Möglichkeit auf den Konturring 15 zu verzichten, sodass eine entsprechende Wandung des Abgasführungsabschnitts 1 die Funktion der Begrenzung Possibility to dispense with the contour ring 15, so that a corresponding wall of the exhaust gas guide section 1, the function of limitation

annehmen kann. can accept.

In Fig. 6 sind ein Druckverhältnis-Wirkungsgrad-Diagramm und ein In Fig. 6 are a pressure ratio efficiency diagram and a

Druckverhältnis-Massenstrom-Diagramm gezeigt. Im Druckverhältnis- Wirkungsgrad-Diagramm sind Linien konstanter Drehzahl der Welle 6 aufgetragen, wobei die Abszisse ein Druckverhältnis π und die Ordinate einen Turbinenwirkungsgrad η, auch kurz Wirkungsgrad η, erfasst. Das Druckverhältnis π entspricht dem Verhältnis von Abgasgegendruck p3 zu Abgasdruck p4. Pressure ratio mass flow diagram shown. In the pressure ratio efficiency diagram are lines of constant speed of the shaft 6 plotted, wherein the abscissa a pressure ratio π and the ordinate a turbine efficiency η, also short efficiency η detected. The pressure ratio π corresponds to the ratio of exhaust back pressure p3 to exhaust pressure p4.

Die mit einer Raute versehenen Linien zeigen Druckverhältnis- Wirkungsgradverläufe einer Turbine eines Abgasturboladers 2 aufweisend einen verstellbaren Leitapparat 12 gemäß dem Stand der Technik, wohingegen die mit einem Dreieck versehenen Linien Druckverhältnis-Wirkungsgradverläufe einer Turbine des Abgasturboladers 2 aufweisend einen erfindungsgemäßen verstellbaren Leitapparat 12 wiedergeben. Ein möglicher Nachweis dafür, dass tatsächlich eine Steigerung des Turbinenwirkungsgrades η mit Hilfe des erfinderischen verstellbaren Leitapparates 12 realisiert wurde, ist eine The rhombus lines show pressure ratio efficiency curves of a turbine of an exhaust gas turbocharger 2 comprising an adjustable nozzle 12 according to the prior art, whereas the triangular lines pressure ratio efficiency curves of a turbine of the exhaust gas turbocharger 2 comprising an adjustable nozzle 12 according to the invention. One possible proof that an increase in the turbine efficiency η has actually been realized with the aid of the inventive adjustable distributor 12 is one

Gegenüberstellung der durch den Abgasführungsabschnitt 1 getretenen Comparison of the steps through the exhaust gas guide section 1

Massenströme der beiden miteinander zu vergleichenden Abgasturbolader 2, wie in dem Druckverhältnis-Massenstrom-Diagramm dargestellt. Mass flows of the two to be compared exhaust gas turbocharger 2, as shown in the pressure ratio mass flow diagram.

Claims

Patentansprüche claims

Verstellbarer Leitapparat, insbesondere für eine Turbine eines Adjustable distributor, in particular for a turbine of a

Abgasturboladers, mit einer Mehrzahl von Leitschaufeln (14), umfassend einen Lagerring (13) und einen Konturring (15), wobei einzelne Leitschaufeln (14) der Mehrzahl von Leitschaufeln (14) jeweils mit Hilfe von An exhaust gas turbocharger having a plurality of vanes (14), comprising a bearing ring (13) and a contour ring (15), wherein individual vanes (14) of the plurality of vanes (14) each by means of

Leitschaufelwellen (16) verdrehbar zumindest am Lagerring (13) gelagert sind, wobei Leitschaufeln (14) der Mehrzahl von Leitschaufeln (14) entlang einer Leitschaufelwellenachse (17) der jeweiligen Leitschaufelwelle (16) axial verschiebbar gelagert sind, Guide vane shafts (16) are rotatably mounted at least on the bearing ring (13), wherein guide vanes (14) of the plurality of vanes (14) along a Leitschaufelwellenachse (17) of the respective guide vane shaft (16) are mounted axially displaceable,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

Leitschaufeln (14) der Mehrzahl von Leitschaufeln (14) entlang der jeweiligen Leitschaufelwellenachse (17) selbstregelnd verschiebbar ausgebildet sind.  Guide vanes (14) of the plurality of vanes (14) along the respective guide shaft axis (17) are formed self-regulating displaceable.

Verstellbarer Leitapparat nach Anspruch 1 , Adjustable guide device according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

Leitschaufeln (14) der Mehrzahl von Leitschaufeln (14) jeweils ein  Guide vanes (14) of the plurality of vanes (14) each one

Regelungselement (33) aufweisen. Control element (33) have.

Verstellbarer Leitapparat nach Anspruch 2, Adjustable guide device according to claim 2,

dadurch gekennzeichnet, characterized,

dass das Regelungselement (33) unbewegbar mit der Leitschaufel (14) verbunden ist. the control element (33) is immovably connected to the vane (14).

4. Verstellbarer Leitapparat nach Anspruch 3, 4. Adjustable distributor according to claim 3,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

das Regelungselement (33) finnenartig ausgebildet ist.  the control element (33) is fin-shaped.

5. Verstellbarer Leitapparat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, 5. Adjustable guide apparatus according to one of claims 2 to 4,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

das Regelungselement (33) auf einer Druckseite der entsprechenden  the control element (33) on a pressure side of the corresponding

Leitschaufel (14) angeordnet ist.  Guide vane (14) is arranged.

6. Verstellbarer Leitapparat nach Anspruch 5, 6. Adjustable guide device according to claim 5,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

das Regelungselement (33) im Bereich der Leitschaufelwellenachse (17) der jeweiligen Leitschaufel (14) ausgebildet ist.  the control element (33) in the region of the guide vane shaft axis (17) of the respective vane (14) is formed.

7. Verstellbarer Leitapparat nach Anspruch 6, 7. Adjustable guide device according to claim 6,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

das Regelungselement (33) weitestgehend mittig im Bereich einer  the control element (33) largely centered in the region of

Leitschaufellängsachse (38) der Leitschaufel (14) vorgesehen ist.  Guide vane longitudinal axis (38) of the vane (14) is provided.

8. Verstellbarer Leitapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Adjustable guide apparatus according to one of claims 1 to 7,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

die Leitschaufeln (14) in Richtung einer größten Turbinenradschaufelhohe eines Turbinenrades (5) des Abgasturboladers (2) verschiebbar ausgebildet sind.  the guide vanes (14) are designed to be displaceable in the direction of a largest turbine wheel blade height of a turbine wheel (5) of the exhaust gas turbocharger (2).

9. Verstellbarer Leitapparat nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 9. Adjustable guide device according to one of claims 2 to 8,

dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that

eine Regelungselementachse (39) und eine Leitschaufellängsachse (38) einen Winkel (a) im Bereich zwischen 0°<a<30° ausbilden.  a control element axis (39) and a Leitschaufellängsachse (38) form an angle (a) in the range between 0 ° <a <30 °.

10. Abgasturbolader, umfassend eine Turbine und einen Verdichter, 10. Exhaust gas turbocharger, comprising a turbine and a compressor,

dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine einen verstellbaren Leitapparat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist. characterized in that the turbine comprises an adjustable nozzle according to one of claims 1 to 9.