WO2020120254A1 - Abgasturbine mit variabler geometrie für einen abgasturbolader - Google Patents

Abgasturbine mit variabler geometrie für einen abgasturbolader Download PDF

Info

Publication number
WO2020120254A1
WO2020120254A1 PCT/EP2019/083652 EP2019083652W WO2020120254A1 WO 2020120254 A1 WO2020120254 A1 WO 2020120254A1 EP 2019083652 W EP2019083652 W EP 2019083652W WO 2020120254 A1 WO2020120254 A1 WO 2020120254A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust gas
turbine
impeller
annular channel
ring channel
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/083652
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ivo Sandor
Sebastian WITTWER
Ralf Böning
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of WO2020120254A1 publication Critical patent/WO2020120254A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • 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
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas turbine with an exhaust gas guide device for an exhaust gas turbocharger, in particular for use with an internal combustion engine, for example an internal combustion engine.
  • Corresponding exhaust gas routing devices are often referred to as so-called “variable turbine geometry”.
  • the invention relates to an exhaust gas turbocharger with such an exhaust gas guide device.
  • Exhaust gas turbochargers are increasingly used to increase performance
  • the principle of action is to use the energy contained in the exhaust gas flow to increase the pressure in the intake tract of the internal combustion engine and thus to better fill the combustion chamber with air-oxygen and thus more fuel, for example gasoline, diesel, gas, etc., per To be able to implement the combustion process, i.e. to increase the performance of the internal combustion engine.
  • an exhaust gas turbocharger has an exhaust gas turbine arranged in the exhaust gas line of the internal combustion engine with a turbine impeller driven by the exhaust gas flow and a radial compressor arranged in the intake tract with a compressor impeller building up the pressure.
  • Compressor impellers are non-rotatable at the opposite ends of one
  • turbo rotor Fixed rotor shaft and thus form the so-called turbo rotor, which is rotatably supported with its rotor shaft in a rotor bearing unit arranged between the exhaust gas turbine and the radial compressor.
  • the turbine impeller is driven and, via the rotor shaft, the compressor impeller in turn, and the exhaust gas energy is used to build up pressure in the intake tract.
  • Exhaust gas turbines and radial compressors are turbomachines and, due to the laws of physics, have an optimal operating range depending on the size and type, which is characterized by the mass flow rate, the pressure ratio and the speed of the respective impeller. In contrast, the operation of an internal combustion engine is in one
  • Motor vehicle characterized by dynamic changes in load and operating range.
  • Wastegate device and in the radial compressor area as
  • Thrust recirculation device known.
  • an increasingly more complex exhaust gas guide device with adjustable guide vanes is provided in the flow-conducting ring channel between the exhaust gas spiral channel arranged around the turbine impeller and the turbine impeller.
  • Such an exhaust gas guide device is also used as a variable
  • VTG exhaust gas turbine essentially consists of a turbine housing, in which a turbine impeller, which is rotatable about a turbine axis, is arranged in an impeller space, an exhaust gas spiral duct encompassing the impeller space at a radial distance.
  • the exhaust gas guide device is radial in a transition region between a turbine wheel inlet opening of the
  • the exhaust gas guide device has an annular channel which concentrically rotates around the turbine impeller and connects the exhaust gas spiral duct and the impeller space in the radial direction.
  • the annular channel is formed by an annular channel rear wall on the side of the bearing housing facing
  • Exhaust gas mass flow flows through the ring channel cross section and thus limits the maximum possible mass flow rate.
  • a plurality of exhaust gas guide vanes are arranged in the ring channel, each one
  • the exhaust gas guide vanes being arranged in the annular channel in such a way that the blade leading edge, the blade leading edge and the
  • Blade axis of rotation at least predominantly axially with respect to the turbine axis, extend between the ring channel rear wall and the ring channel front wall.
  • the exhaust guide vanes are rotatably supported about their respective blade axes of rotation, from a closed position, over a radial swivel range, to an open position.
  • an actuating mechanism is arranged to actuate the
  • Exhaust guide vanes is provided. With the help of this actuating mechanism, the rotational position of the exhaust gas guide vanes is changed as required, thus influencing the degree of reaction, the swallowing capacity and the pressure ratio of the exhaust gas turbine.
  • the ring channel width is as well
  • the ring channel width is limited, so the throughput of a VTG exhaust gas turbine that can be achieved by a design is also limited.
  • annular channel cross section through which the exhaust gas mass flow can flow and which decreases with the circumference in the direction of the turbine axis is therefore also referred to as a nozzle and, as explained above, is of crucial importance for the overall throughput.
  • the annular channel width is largely determined by the width of the guide vanes, which is structurally limited, in particular in the case of guide vanes mounted on one side. This also limits the maximum possible turbine throughput.
  • the present invention is therefore based on the object of an exhaust gas turbine with a variable exhaust gas guide device for controlling an exhaust gas mass flow in the exhaust gas turbine of an exhaust gas turbocharger and an exhaust gas turbocharger
  • Ring channel width of the exhaust gas guide device is increased.
  • an exhaust gas turbine of an exhaust gas turbocharger with a turbine housing which has a bearing housing side and an exhaust gas outlet side, is presented, wherein in the turbine housing a turbine impeller, rotatable about a turbine axis, in an impeller space and an exhaust gas spiral duct, which surrounds the impeller space at a radial distance, is arranged.
  • Transitional area radially between a turbine wheel inlet opening of the
  • Impeller space and the exhaust gas spiral duct is an exhaust gas guide device for transferring an exhaust gas mass flow from the exhaust gas spiral duct to the turbine impeller.
  • the exhaust gas guide device has a turbine wheel (12)
  • the ring channel is formed by a
  • the exhaust guide vanes each have a blade leading edge, one
  • Blade exit edge and a blade axis of rotation which, at least predominantly axially with respect to the turbine axis, extend between the ring channel rear wall and the ring channel front wall.
  • the exhaust guide vanes are about their respective blade axes of rotation, from a closed position in which the blade exit edges are in a radially outer position, over a radial pivoting range, to an open position in which the Blade trailing edges are in a radially inner position, at a minimum distance from the turbine impeller, rotatably mounted.
  • Ring channel width at least in a radially inward on the radial
  • the swiveling range of the blade exit edges adjoining radial area increases in the radial direction towards the turbine axis up to the turbine wheel inlet opening of the impeller space on the side of the annular channel front wall.
  • the ring channel front wall has an expansion area in which the ring channel width increases on the exhaust gas outlet side of the turbine housing in the direction of the turbine impeller.
  • Mass throughput of the exhaust gas turbine is increased with a constant guide vane width.
  • a further embodiment of the exhaust gas turbine according to the invention is characterized in that the annular channel width up to the turbine wheel inlet opening of the impeller space increases to a value which is between 1.05 times or 1.2 times up to and including 1.5 times the value the original
  • Ring channel width is.
  • the original annular channel width can be assumed to be the smallest annular channel width that predominates radially in the area or outside the blade rotation axes, in the radial pivoting area of the blade inlet edges of the exhaust gas guide vanes, or that is determined by the axial width of the
  • the exhaust gas turbocharger according to the invention which is provided in particular for use with an internal combustion engine, for example of a motor vehicle, has an exhaust gas turbine and one driven by means of the exhaust gas turbine
  • Exhaust gas guide device is equipped according to one of the embodiments according to the invention described above and below.
  • Such an exhaust gas turbocharger is characterized above all by an increased maximum possible mass throughput and thus by an enlarged area of use.
  • FIG. 1 shows a simplified three-dimensional representation of an embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention with an exhaust gas turbine according to the invention, with a housing cut open in a quarter section along the turbocharger axis;
  • Fig. 2 is an enlarged partial sectional view of a simplified representation of an embodiment of an exhaust gas turbine according to the invention to illustrate the
  • FIG. 3 shows a simplified illustration of an exhaust gas guide device with guide vanes of an exhaust gas turbine according to the invention, in a top view from the bearing housing side;
  • FIG. 4 shows a further enlarged partial sectional view of an embodiment of an exhaust gas turbine according to the invention to show the expansion area of the exhaust gas guide device;
  • FIG. 5 shows a further partial sectional view, analogous to FIG. 4, to show a further embodiment of an exhaust gas turbine according to the invention
  • FIG. 6 shows four schematic representations of different contour profiles of the increase in the ring channel width on the side of the ring channel front wall.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an exhaust gas turbocharger 1 according to the invention consisting of an embodiment of an exhaust gas turbine 20, radial compressor 30 and the rotor bearing unit 40 arranged axially therebetween. To make the exhaust gas guide device 50 visible along the
  • Turbocharger axis which coincides with the turbine axis 11, continuously cut out an upper quarter of the turbine housing 21 of the compressor housing 31 and the bearing housing 41.
  • the sectional view allows an insight into the structure and arrangement of the essential components of the exhaust gas turbocharger.
  • the turbine housing 21 which can be arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine
  • the compressor housing 31 which can be arranged in the intake tract of the internal combustion engine and between the turbine housing 21 and the compressor housing 31 are the bearing housing 41 of the rotor bearing unit 40 on a common one
  • Turbocharger axis arranged one behind the other and connected to each other in terms of assembly technology.
  • turbocharger rotor 10 of the exhaust gas turbocharger 1 consists of the turbine impeller 12, the compressor impeller 13 and the rotor shaft 14.
  • the turbine impeller 12 and the compressor impeller 13 are on the
  • the rotor shaft 14 extends axially through the rotor bearing unit 40 in the direction of the turbocharger axis and is axially and radially supported in it, by means of radial bearings and an axial bearing, about its longitudinal axis, the rotor axis of rotation, the rotor axis of rotation and the turbine axis 11 lying in the turbocharger axis, so coincide with this.
  • the turbocharger rotor 10 rotates around the rotor axis of rotation of the rotor shaft 14 during operation.
  • the rotor axis of rotation, the turbine axis 1 1 and at the same time the turbocharger axis are represented by the center line and characterize the axial orientation of the exhaust gas turbocharger 1.
  • the compressor impeller 13 is arranged centrally in the compressor housing 31, the compressor housing 31 being arranged around the compressor impeller
  • Compressor spiral channel 32 for discharging the compressed air mass flow.
  • the turbine impeller 12 is arranged centrally in the impeller chamber 25, the turbine housing 21 having an exhaust gas spiral duct 22 arranged around the turbine impeller 12 for supplying the
  • Turbine wheel inlet opening (not recognizable here) of the impeller chamber 25 is an inventive ring extending around the turbine impeller 12
  • Exhaust gas guide device 50 also referred to as a variable turbine geometry or VTG for short.
  • This exhaust gas guide device 50 has an annular channel 54, which concentrically rotates around the turbine impeller 12 and connects the exhaust gas spiral channel 22 and the impeller chamber 25, with an annular channel rear wall 55 on the bearing housing side 23 of the Turbine housing 21 and an annular duct front wall 56 on the exhaust gas outlet side 24 of the turbine housing 21, with a distance between the annular duct rear wall 55 and the annular duct front wall 56
  • Ring channel width (57, see Figures 2, 4 and 5) is defined.
  • Exhaust guide vanes 60 are arranged, each having a blade inlet edge 61, a blade outlet edge 62 and a blade rotation axis 63 which, with respect to the turbine axis 11, are at least predominantly axially between the annular channel flinter wall 55 and the annular channel front wall 56, that is to say transversely to the direction of flow of the exhaust gas mass flow, beyond the annular channel width 57, and the exhaust gas guide vanes 60 extend from the blade inlet edge 61 to the blade outlet edge 62 in the flow direction of the exhaust gas mass flow.
  • the exhaust guide vanes 60 are about their respective blade axes of rotation 63, from a closed position in which the blade outlet edges 62 are in a radially outer position, over a radial pivoting range 65 (see FIG. 3) to an open position, in which the
  • Blade exit edges 62 are rotatably mounted in a radially inner position, at a minimal distance from the turbine impeller 12.
  • the exhaust gas turbine 20 and thus the exhaust gas turbocharger 1 are characterized according to the invention in that the annular duct width 57, between
  • Blade exit edges 62 adjoining radial area, in the radial direction towards the turbine axis 11, up to the turbine wheel inlet opening 26 of the
  • Impeller chamber 25 increases on the side of the annular channel front wall 56. Different designs can be seen in the detailed representations of the further FIGS. 2, 4, 5 and 6.
  • Exhaust gas guiding devices are often constructed as so-called cartridge designs as independent assemblies, which are then inserted into the turbine housing. Such a construction is also shown in Figures 1 and 2.
  • Such an exhaust gas guide device 50 is essentially constructed from a
  • Cover washer 52 which forms the annular channel front wall 56, which means Spacer bolts are arranged at a distance from one another and thus form the annular channel 54, through which the exhaust gas from the exhaust gas spiral channel 22 is directed onto the turbine impeller 12.
  • Spacer bolts are arranged at a distance from one another and thus form the annular channel 54, through which the exhaust gas from the exhaust gas spiral channel 22 is directed onto the turbine impeller 12.
  • Exhaust gas guide device 50 the actuating mechanism 59, for actuating the rotatably mounted exhaust gas guide vanes 60, is attached, which is actuated from the outside by a corresponding actuator (not shown).
  • the exhaust gas guide vanes 60 can be arranged on the rear side of the bearing ring disk 51
  • Actuation mechanism 59 which is operatively connected to the exhaust gas guide vanes 60, is rotated about their respective blade rotation axes 63 into a position dependent on the operating point.
  • Figure 2 shows an enlarged partial sectional view of a simplified representation of an embodiment of an exhaust gas turbine according to the invention.
  • the upper half of an axial section can be seen in a lying on the turbine axis 1 1
  • the exhaust gas guide device 50 of the exhaust gas turbine 20 is designed in a cartridge design, with a bearing washer 51 forming the annular channel rear wall 55 and a cover washer 52 forming the annular channel front wall 56.
  • An exhaust gas guide vane 60 can also be seen, here in the open position, in which the blade exit edges 62 are in a radially inner position, at a minimal distance from the turbine impeller 12 or the impeller blade entry edge 12a.
  • This embodiment of the exhaust gas turbine according to the invention is characterized in particular in that the annular duct front wall 56 is at least partially formed by a cover ring disk 52 of the exhaust gas guide device 50 arranged in the turbine housing 21, the total increase in the annular channel width 57 on a turbine housing wall adjoining the cover ring disk 52 radially inward 21 a is formed.
  • This area of the increase in the ring channel width 57 is also referred to as the extension area 58 of the ring channel.
  • the entire expansion area 58 in which the annular channel width 57 extends in the radial direction towards the turbine axis 11, lies up to
  • Annular channel front wall 56 increases, in a radial area adjoining the radial swivel area 65 (see FIG. 3) of the blade exit edges 62 radially inward. In this embodiment, the blade exit edges 62 do not pivot into the extension area 58 of the ring channel front wall.
  • Cover washer 52 in which the entire annular channel front wall 56, including extension area 58, is formed by the turbine housing wall 21 a, within the scope of the invention.
  • FIG. 3 A simplified illustration of an exhaust gas guide device with exhaust gas guide vanes 60, an exhaust gas turbine 20 according to the invention, is shown in FIG. 3, in a top view from the bearing housing side, that is to say in a sectional plane perpendicular to the turbine axis 11. This illustration serves to clarify the position and the radial pivoting range 65 of the exhaust gas guide vanes 60.
  • the arrangement of a plurality of exhaust gas guide vanes 60 can be seen, each of which has a vane inlet edge 61, a vane outlet edge 62 and a vane rotation axis 63 (for the sake of clarity, only identified by one example).
  • the exhaust gas guide vanes 60 are all arranged at the same radial distance from the turbine axis 11 at an equidistant distance from one another and are rotatable about their axes of rotation, for example in one
  • Blade leading edge 61 extend to blade leading edge 62 in the flow direction of the exhaust gas mass flow.
  • an exhaust gas guide vane is additionally shown in FIG.
  • Turbine wheel inlet opening 26 are located.
  • FIG. 3 shows two different radial ones
  • the extension region 58 extends between the circular line K3 and the innermost circular ring, which represents the region of the turbine wheel inlet opening 26.
  • This extension region 58 adjoins the radial pivot region 65 of the radially inward Blade exit edges 62 on and does not overlap with this.
  • the further radial extension areas 58 ′ extend between the circular line K2 and the turbine wheel inlet opening 26, which results in a radial overlap of the radial pivoting area 65 of the blade exit edges 62 with the extension area 58 ′ on the side of the annular channel front wall 56.
  • FIG. 4 shows a further enlarged partial sectional view of an embodiment of an exhaust gas turbine according to the invention, analogous to FIG. 2, for highlighting the expansion area 58 of the exhaust gas guide device 50.
  • the illustrated exhaust gas guide vane 60 is shown in its open position and the annular duct front wall 56 at least partially formed by a cover washer 52.
  • the increase in the ring channel width is 57, that is
  • Extension area 58 completely on a radially inward to the
  • Cover washer 52 adjoining turbine housing wall 21 a.
  • Blade exit edge 62 has the expansion area 58 and it can be seen that the annular channel width 57 increases, at least from a range of the radially inner 15% to 25% of the radial pivoting area 65 of the blade exit edges 62.
  • the overlap of the radial swivel area 65 of the blade exit edges 62 with the expansion area 58 of the annular channel width 57 is identified by X%.
  • the annular channel width 57 at least from a range of the radially inner 5% to 15% or the radially inner 15% to 33% or from a range of the radially inner third to at least a range of the radial inner half of the radial pivoting region 65 of the blade trailing edges 62, on the side of the
  • Ring channel front wall 56 can increase.
  • annular channel width 57 in the respective extension area 58, up to the turbine wheel inlet opening 26 of the impeller chamber 25, increases to a maximum dimension, which is identified by 57max.
  • the value of the ring channel width 57 can increase to a value (RBmax) that is between 1.05 times or
  • Ring channel width (RBu) 57 is, with the original ring channel width 57 as the Ring channel width can be assumed to be in the radial range of
  • Blade rotation axes 63 prevail. Or in other words:
  • RBu is the original ring channel width and RBmax is the maximum
  • Ring channel width is in the region of the turbine wheel inlet opening 26.
  • the range of values marked in this way also includes all values in between as upper limit or lower limit, in particular RBu * 1, 1; RBu * 1, 2; RBu * 1, 3; RBu * 1, 4.
  • Turbine housing wall 21 a or the cover washer 52 is formed within the scope of the invention.
  • FIG. 5 shows a further partial sectional view, analogous to FIG. 4.
  • the embodiment of the exhaust gas turbine 20 shown is characterized in that the annular duct front wall 56, in accordance with the example discussed above, is at least partially formed by a cover washer 52 of the exhaust gas guide device 50 arranged in the turbine housing 21. In this case, at least part up to the entire increase in the ring channel width 57, as shown here, is formed on the cover ring disk 52.
  • the inner contour of the turbine housing 21 can thus be omitted. It can also be seen that here the annular channel width 57, starting from a region at approximately the radially inner half of the radial pivoting region 65 of the blade, increases the leading edges 62.
  • Section a) of FIG. 6 shows schematically an increase in the annular channel width 57 on the side of the annular channel front wall 56 along a linear contour, that is to say a steadily uniform increase along a straight line.
  • Section b) of FIG. 6 shows schematically an increase in the ring channel width 57, within the extension area 58, on the side of the ring channel front wall 56 along a circular contour.
  • Section c) of FIG. 6 schematically shows an increase in the ring channel width 57, within the extension area 58, on the side of the ring channel front wall 56 along a flyperbel contour.
  • section d) of FIG. 6 shows schematically an increase in
  • Ring channel width 57 within the extension area 58, on the side of the ring channel front wall 56 along a parabolic contour.
  • the invention also includes examples not shown here, which advantageously result from an alternative or additive combination of the individual features mentioned, as long as the feature that the annular channel width, at least in a radially inward direction to the radial pivoting range of the
  • Blade outlet edges adjoining radial area, in the radial direction towards the turbine axis, is realized up to the turbine wheel inlet opening of the impeller space, on the side of which the annular channel front wall increases.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasturbine (20) eines Abgasturboladers (1) sowie einen Abgasturbolader mit einer solchen Abgasturbine, wobei die Abgasturbine (20) ein Turbinengehäuse (21), aufweist, in dem eine Abgasleiteinrichtung (50) in einem Übergangsbereich, radial zwischen einer Turbinenrad-Eintrittsöffnung (26) eines Laufradraumes (25) und einem Abgas-Spiralkanal (22), zur Überleitung eines Abgasmassenstromes auf ein im Laufradraum (25) drehbar angeordnetes Turbinenlaufrad (12), angeordnet ist. Die Abgasleiteinrichtung (50) weist einen Ringkanal (54) mit einer Ringkanal-Hinterwand (55), einer Ringkanal-Vorderwand (56) und einer Ringkanalbreite (57) auf, wobei im Ringkanal (54) eine Mehrzahl von Abgas-Leitschaufeln (60) angeordnet ist, die um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen (63), über einen radialen Schwenkbereich (65) hinweg, drehbar gelagert sind, wobei die Ringkanalbreite (57) in radialer Richtung auf die Turbinenachse (11) zu, bis zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung (26)) des Laufradraumes (25), auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand (56) zunimmt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein erhöhter Turbinendurchsatz ermöglicht.

Description

Beschreibung
ABGASTURBINE MIT VARIABLER GEOMETRIE FÜR EINEN ABGASTURBOLADER
Die Erfindung betrifft eine Abgasturbine mit einer Abgasleiteinrichtung für einen Abgasturbolader, insbesondere zum Einsatz mit einer Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Verbrennungsmotors. Entsprechende Abgasleiteinrichtungen werden häufig als sogenannte„Variable Turbinengeometrie“ bezeichnet. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader mit einer solchen Abgasleiteinrichtung.
Abgasturbolader werden vermehrt zur Leistungssteigerung bei
Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel die Brennkraftmaschine bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den C02-Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das
Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen um den Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, zum Beispiel Benzin, Diesel, Gas, etc., pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.
Ein Abgasturbolader weist dazu eine im Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordnete Abgasturbine mit einem durch den Abgasstrom angetriebenen Turbinenlaufrad und einen im Ansaugtrakt angeordneten Radialverdichter mit einem den Druck aufbauenden Verdichterlaufrad auf. Turbinenlaufrad und
Verdichterlaufrad sind drehfest an den gegenüberliegenden Enden einer
Läuferwelle befestigt und bilden so den sogenannten Turboläufer, der mit seiner Läuferwelle in einer zwischen Abgasturbine und Radialverdichter angeordneten Läuferlagereinheit drehgelagert ist. Somit wird mit Hilfe des Abgasmassenstroms das Turbinenlaufrad und über die Läuferwelle wiederum das Verdichterlaufrad angetrieben und die Abgasenergie so zum Druckaufbau im Ansaugtrakt genutzt.
Abgasturbinen und Radialverdichter sind Strömungsmaschinen und haben aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten einen jeweils von Baugröße und Bauart abhängigen optimalen Betriebsbereich der durch den Massedurchsatz, das Druckverhältnis und die Drehzahl des jeweiligen Laufrades gekennzeichnet ist. Im Gegensatz dazu ist der Betrieb eines Verbrennungsmotors in einem
Kraftfahrzeug von dynamischen Änderungen der Last und des Betriebsbereiches gekennzeichnet.
Um nun den Betriebsbereich des Abgasturboladers an sich ändernde
Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors anpassen zu können und so ein gewünschtes Ansprechverhalten möglichst ohne spürbare Verzögerungen
(Turboloch) zu gewährleisten, als auch zur Vermeidung von kritischen
Betriebszuständen, wie zum Beispiel ein Überdrehen oder das Verdichterpumpen, werden Abgasturbolader beispielsweise mit über Ventilklappen öffenbaren
Bypass-Kanälen ausgestattet. Im Abgasturbinenbereich ist dies als
Wastegate-Einrichtung und im Radialverdichterbereich als
Schubumluft-Einrichtung bekannt.
Bei Abgasturbinen mit höheren Anforderungen an die Anpassbarkeit an
unterschiedliche Leistungsbereiche wird statt eine Wastegate-Einrichtung auch immer häufiger eine, im Vergleich aufwändigere Abgasleiteinrichtung mit verstellbaren Leitschaufeln im strömungsführenden Ringkanal zwischen dem um das Turbinenlaufrad angeordneten Abgas-Spiralkanal und dem Turbinenlaufrad vorgesehen. Eine solche Abgasleiteinrichtung wird auch als Variable
Turbinengeometrie (VTG) bezeichnet.
Der übliche Aufbau einer solchen VTG-Abgasturbine besteht im Wesentlichen aus einem Turbinengehäuse, in dem ein Turbinenlaufrad, um eine Turbinenachse drehbar, in einem Laufradraum angeordnet ist, wobei ein Abgas-Spiralkanal den Laufradraum in radialem Abstand umgreift. Die Abgasleiteinrichtung ist in einem Übergangsbereich radial zwischen einer Turbinenrad-Eintrittsöffnung des
Laufradraums und dem Abgas-Spiralkanal, zur Überleitung eines
Abgasmassenstromes aus dem Abgas-Spiralkanal auf das Turbinenlaufrad, angeordnet. Die Abgasleiteinrichtung weist einen um das Turbinenlaufrad konzentrisch umlaufenden, den Abgas-Spiralkanal und den Laufradraum in radialer Richtung verbindenden Ringkanal auf. Der Ringkanal ist gebildet durch eine Ringkanal-Hinterwand auf der dem Lagergehäuse zugewandten Seite des
Turbinengehäuses und einer Ringkanal-Vorderwand auf der Abgas-Austrittsseite des Turbinengehäuses, wobei durch den Abstand zwischen Ringkanal-Hinterwand und Ringkanal-Vorderwand eine Ringkanalbreite definiert ist, die den vom
Abgas-Massenstrom durchströmbaren Ringkanal-Querschnitt vorgibt und so den maximal möglichen Massedurchsatz begrenzt. Im Ringkanal ist zur Steuerung der Betriebscharakterisitik der Abgasturbine, eine Mehrzahl von Abgasleitschaufeln, angeordnet, die jeweils eine
Schaufeleintrittskante, eine Schaufelaustrittskante und eine Schaufeldrehachse aufweisen, wobei die Abgasleitschaufeln so im Ringkanal angeordnet sind, dass sich die Schaufeleintrittskante, die Schaufelaustrittskante und die
Schaufeldrehachse, in Bezug auf die Turbinenachse zumindest überwiegend axial, zwischen der Ringkanal-Hinterwand und der Ringkanal-Vorderwand erstrecken. Die Abgasleitschaufeln sind dabei um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen, von einer Geschlossen-Stellung, über einen radialen Schwenkbereich hinweg, bis in eine Geöffnet-Stellung, drehbar gelagert. Zum Beispiel auf der Lagergehäuseseite des Ringkanals ist eine Stellmechanik angeordnet die zur Betätigung der
Abgasleitschaufeln vorgesehen ist. Mit Hilfe dieser Stellmechanik wird die Drehlage der Abgasleitschaufeln nach Bedarf verändert und so der Reaktionsgrad, das Schluckvermögen und das Druckverhältnis der Abgasturbine beeinflusst.
Bei Auslegungen von VTG-Abgasturbinen sind die Ringkanalbreite sowie
Leitschaufelbreite der Abgasleiteinrichtung entsprechend den
Durchsatzanforderungen zu dimensionieren. Ist die technisch umsetzbare
Ringkanalbreite jedoch begrenzt, so ist der durch eine Auslegung erzielbare Durchsatz einer VTG-Abgasturbine ebenfalls limitiert.
Aktuelle Trends im Zusammenspiel von Abgasturbolader und Brennkraftmaschine erfordern insbesondere bei Otto-Verbrennungsmotoren Abgas-Turbinen mit Variabilität im Durchsatzverhalten, wobei der maximal mögliche Turbinendurchsatz bezogen auf die Turbinenradgröße im Vergleich zu Abgas-Turbinen für
Diesel-Verbrennungsmotoren deutlich gesteigert werden soll.
Der vom Abgas-Massenstrom durchströmbare Ringkanal-Querschnitt, der in Richtung auf die Turbinenachse zu mit dem Umfang abnimmt, wird deshalb auch als Düse bezeichnet und ist, wie oben erläutert, von entscheidender Bedeutung für den Gesamtdurchsatz. Die Ringkanalbreite wird bei variabler Turbinengeometrie mit drehbar gelagerten Leitschaufeln maßgeblich durch die Breite der Leitschaufeln bestimmt, die, insbesondere bei einseitig gelagerten Leitschaufeln, konstruktiv limitiert ist. Dadurch ist auch der maximal mögliche Turbinendurchsatz limitiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgasturbine mit einer variablen Abgasleiteinrichtung zur Steuerung eines Abgasmassenstroms in der Abgasturbine eines Abgasturboladers und einen Abgasturbolader
anzugeben, bei denen der maximale Massendurchsatz trotz begrenzter
Ringkanalbreite der Abgasleiteinrichtung erhöht ist.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Abgasturbine eines Abgasturboladers mit einer Abgasleiteinrichtung zur Steuerung eines Abgasmassenstroms in der Abgasturbine sowie mit einem Abgasturbolader mit einer solchen Abgasturbine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird eine Abgasturbine eines Abgasturboladers mit einem Turbinengehäuse, das eine Lagergehäuseseite und eine Abgas-Austrittsseite aufweist vorgestellt, wobei in dem Turbinengehäuse ein Turbinenlaufrad, um eine Turbinenachse drehbar, in einem Laufradraum und ein Abgas-Spiralkanal, der den Laufradraum in radialem Abstand umgreift, angeordnet ist. In einem
Übergangsbereich, radial zwischen einer Turbinenrad-Eintrittsöffnung des
Laufradraums und dem Abgas-Spiralkanal ist eine Abgasleiteinrichtung, zur Überleitung eines Abgasmassenstromes aus dem Abgas-Spiralkanal auf das Turbinenlaufrad, angeordnet.
Dabei weist die Abgasleiteinrichtung einen um das Turbinenlaufrad (12)
konzentrisch umlaufenden, den Abgas-Spiralkanal (22) und den Laufradraum (25) verbindenden Ringkanal und eine Mehrzahl von im Ringkanal angeordneten Abgasleitschaufeln auf. Der Ringkanal ist gebildet durch eine
Ringkanal-Hinterwand auf der Lagergehäuseseite des Turbinengehäuses und einer Ringkanal-Vorderwand auf der Abgas-Austrittsseite des Turbinengehäuses, wobei durch den Abstand zwischen Ringkanal-Hinterwand und Ringkanal-Vorderwand eine Ringkanalbreite definiert ist.
Die Abgasleitschaufeln weisen jeweils eine Schaufeleintrittskante, eine
Schaufelaustrittskante und eine Schaufeldrehachse auf, die sich, in Bezug auf die Turbinenachse zumindest überwiegend axial, zwischen der Ringkanal-Hinterwand und der Ringkanal-Vorderwand erstrecken. Dabei sind die Abgasleitschaufeln, um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen, von einer Geschlossen-Stellung, in der sich die Schaufelaustrittskannten in einer radial äußeren Position befinden, über einen radialen Schwenkbereich hinweg, bis in eine Geöffnet-Stellung, in der sich die Schaufelaustrittskanten in einer radial inneren Position, in minimalem Abstand zum Turbinenlaufrad, befinden, drehbar gelagert.
Die erfindungsgemäße Abgasturbine ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Ringkanalbreite, zumindest in einem nach radial innen an den radialen
Schwenkbereich der Schaufelaustrittskanten anschließenden radialen Bereich, in radialer Richtung auf die Turbinenachse zu, bis zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung des Laufradraums, auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand zunimmt.
Mit anderen Worten, weist die Ringkanal-Vorderwand im radial inneren Bereich unmittelbar vor der Turbinenrad-Eintrittsöffnung einen Erweiterungsbereich auf, in dem die Ringkanalbreite auf der Abgas-Austrittsseite des Turbinengehäuses in Richtung auf das Turbinenlaufrad zu, zunimmt. Dabei ist die
Turbinenrad-Eintrittsöffnung der in unmittelbarer Nachbarschaft zu den
Laufradschaufel-Eintrittskanten des Turbinenlaufrads liegende Bereich des
Ringkanals.
Dies bewirkt, dass der vom Abgas-Massenstrom durchströmbaren
Ringkanal-Querschnitt, nach radial innen hin, weniger stark bzw. nicht weiter abnimmt, wodurch der maximale Durchsatz gegenüber einer Abgasturbine mit konstanter Ringkanalbreite bis zur Turbinen-Eintrittsöffnung, gesteigert ist. Somit stellt die vorliegende Erfindungsmeldung eine Lösung vor, bei der der
Massendurchsatz der Abgasturbine bei konstanter Leitschaufelbreite gesteigert ist.
Weitere Ausführungen der erfindungsgemäßen Abgasturbine sind dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanalbreite, zumindest ab einem Bereich der radial inneren 5% bis 15% oder zumindest ab einem Bereich der radial inneren 15% bis 33% oder zumindest ab einem Bereich des radial inneren Drittels bis zumindest einem Bereich der radial inneren Hälfte, des radialen Schwenkbereichs der Schaufelaustrittskanten, zunimmt. Dies bedeutet, dass die Schaufelaustrittskanten der Abgasleitschaufeln ab einer bestimmten Öffnungsstellung in den
Erweiterungsbereich der Ringkanal-Vorderwand hineinragen. Dies bewirkt eine Vergrößerung des Leckagespaltes zwischen der Seitenfläche der
Abgasleitschaufel und der Ringkanal-Vorderwand im Erweiterungsbereich, was einen schädlichen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Abgasturbine erwarten lässt. Im vorliegenden Fall tritt die Vergrößerung des Leckagespaltes, je nachdem an welcher radialen Position des Schwenkbereichs die Zunahme der Ringkanalbreite einsetzt, erst bei entsprechend geöffneter Stellung der Abgasleitschaufeln auf, bei denen die Druckdifferenz zwischen Druck- und Saugseite der Abgasleitschaufeln ohnedies auf ein geringes Niveau abgefallen ist und der schädliche Leckagespalt nur marginalen Einfluss auf den Wirkungsgrad hat. So kann der maximal mögliche Massendurchsatz der Abgasturbine auf ein weiter angehobenes Niveau gebracht werden, ohne bedeutende Nachteile in Bezug auf den Wirkungsgrad zu
verursachen.
Eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Abgasturbine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanalbreite bis hin zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung des Laufradraums auf einen Wert zunimmt, der zwischen dem 1 ,05-fachen oder dem 1 ,2-fachen bis einschließlich dem 1 ,5-fachen Wert der ursprünglichen
Ringkanalbreite liegt. Dabei kann die ursprüngliche Ringkanalbreite als die kleinste Ringkanalbreite angenommen werden, die radial im Bereich oder außerhalb der Schaufeldrehachsen, im radialen Schwenkbereich der Schaufeleintrittskanten der Abgasleitschaufeln, vorherrscht bzw. die durch die axiale Breite der
Abgasleitschaufeln vorgegeben ist. Die Dimensionierung der Zunahme der Ringkanalbreite innerhalb des genannten Bereichs, der prinzipiell alle
Zwischenwerte zwischen, jeweils einschließlich, dem 1 ,05-fachen und dem 1 ,5 fachen der ursprünglichen Ringkanalbreite umfasst, ermöglicht eine zielgerichtete Abstimmung des maximal möglichen Massendurchsatzes auf den jeweiligen Anwendungsfall.
Der erfindungsgemäße Abgasturbolader, der insbesondere vorgesehen ist für den Einsatz mit einem Verbrennungsmotor beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, weist eine Abgasturbine und einem mittels der Abgasturbine angetriebenen
Radialverdichter sowie eine dazwischen angeordnete Läuferlagereinheit auf und ist zumindest dadurch gekennzeichnet, dass er eine Abgasturbine mit einer
Abgasleiteinrichtung nach einer der vorausgehend und nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungen ausgestattet ist.
Ein solcher Abgasturbolader zeichnet sich vor allem durch einen erhöhten maximal möglichen Massendurchsatz und somit durch einen vergrößerten Einsatzbereich aus.
Eine Auswahl der vorgenannten sowie von weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie verschiedene Kombinationsmöglichkeiten von Merkmalen verschiedener Ausführungen werden im Folgenden anhand der Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte dreidimensionale Darstellung einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit erfindungsgemäßer Abgasturbine, mit im Viertelschnitt entlang der Turboladerachse aufgeschnittenem Gehäuse;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnitt-Ansicht einer vereinfachten Darstellung einer Ausführung einer erfindungsgemäßen Abgasturbine zur Darstellung der
Abgasleiteinrichtung;
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung einer Abgasleiteinrichtung mit Leitschaufeln einer erfindungsgemäßen Abgasturbine, in Draufsicht von der Lagergehäuseseite her;
Fig. 4 eine weiter vergrößerte Teilschnitt-Ansicht einer Ausführung einer erfindungsgemäßen Abgasturbine zur Darstellung des Erweiterungsbereichs der Abgasleiteinrichtung;
Fig. 5 eine weitere Teilschnitt-Ansicht, analog zu Figur 4, zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform, einer erfindungsgemäßen Abgasturbine;
Fig. 6 vier schematische Darstellungen verschiedener Konturverläufe der Zunahme der Ringkanalbreite auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand.
Funktions- und benennungsgleiche Teile sind in den Figuren durchgehend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Figur 1 ist eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 bestehend aus einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Abgasturbine 20, Radialverdichter 30 und der axial dazwischen angeordneten Läuferlagereinheit 40 gezeigt. Zur Sichtbarmachung der Abgasleiteinrichtung 50 ist entlang der
Turboladerachse, die mit der Turbinenachse 11 übereinstimmt, durchgehend ein oberes Viertel des Turbinengehäuses 21 des Verdichtergehäuses 31 und des Lagergehäuses 41 herausgeschnitten. Die Schnittdarstellung erlaubt dabei einen Einblick in den Aufbau und die Anordnung der wesentlichen Komponenten des Abgasturboladers. Dabei sind das im Abgastrakt des Verbrennungsmotors anordenbare Turbinengehäuse 21 , das im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors anordenbare Verdichtergehäuse 31 und zwischen Turbinengehäuse 21 und Verdichtergehäuse 31 das Lagergehäuse 41 der Läuferlagereinheit 40 auf einer gemeinsamen
Turboladerachse hintereinander angeordnet und montagetechnisch miteinander verbunden.
Der sogenannte Turboladerläufer 10 des Abgasturboladers 1 besteht aus dem Turbinenlaufrad 12, dem Verdichterlaufrad 13 sowie der Läuferwelle 14. Das Turbinenlaufrad 12 und das Verdichterlaufrad 13 sind auf den sich
gegenüberliegenden Enden der gemeinsamen Läuferwelle 14 angeordnet und mit diesen drehfest verbunden. Die Läuferwelle 14 erstreckt sich in Richtung der Turboladerachse axial durch die Läuferlagereinheit 40 und ist in dieser, mittels Radiallagern und einem Axiallager, axial und radial um seine Längsachse, die Läuferdrehachse, drehgelagert, wobei die Läuferdrehachse und die Turbinenachse 1 1 in der Turboladerachse liegen, also mit dieser zusammenfallen. Der
Turboladerläufer 10 rotiert im Betrieb um die Läuferdrehachse der Läuferwelle 14. Die Läuferdrehachse, die Turbinenachse 1 1 und gleichzeitig die Turboladerachse sind durch die eingezeichnete Mittellinie dargestellt und kennzeichnen die axiale Ausrichtung des Abgasturboladers 1 .
Im Verdichtergehäuse 31 ist das Verdichterlaufrad 13 zentrisch angeordnet, wobei das Verdichtergehäuse 31 einen um das Verdichterlaufrad angeordneten
Verdichter-Spiralkanal 32, zur Abführung des verdichteten Luftmassenstroms aufweist. Im Turbinengehäuse 21 ist das Turbinenlaufrad 12 zentrisch in dem Laufradraum 25 angeordnet, wobei das Turbinengehäuse 21 einen um das Turbinenlaufrad 12 angeordneten Abgas-Spiralkanal 22 zur Zuführung des
Abgas-Massenstroms auf das Turbinenlaufrad 12 aufweist.
Im Übergangsbereich, radial zwischen Abgas-Spiralkanal 22 und der
Turbinenrad-Eintrittsöffnung (Hier nicht erkennbar) des Laufradraums 25 ist ringförmig um das Turbinenlaufrad 12 verlaufend eine erfindungsgemäße
Abgasleiteinrichtung 50, auch als Variable Turbinengeometrie oder kurz VTG bezeichnet, angeordnet.
Diese Abgasleiteinrichtung 50 weist einen um das Turbinenlaufrad 12 konzentrisch umlaufenden, den Abgas-Spiralkanal 22 und den Laufradraum 25 verbindenden Ringkanal 54 mit einer Ringkanal-Hinterwand 55 auf der Lagergehäuseseite 23 des Turbinengehäuses 21 und einer Ringkanal-Vorderwand 56 auf der Abgas-Austrittsseite 24 des Turbinengehäuses 21 , auf, wobei durch den Abstand zwischen Ringkanal-Hinterwand 55 und Ringkanal-Vorderwand 56 eine
Ringkanalbreite (57, siehe Figuren 2, 4 und 5) definiert ist.
Im Ringkanal 54 sind, wie auch in Figur 3 gezeigt, eine Mehrzahl von
Abgasleitschaufeln 60 angeordnet, die jeweils eine Schaufeleintrittskante 61 , eine Schaufelaustrittskante 62 und eine Schaufeldrehachse 63 aufweisen, die sich, in Bezug auf die Turbinenachse 1 1 zumindest überwiegend axial, zwischen der Ringkanal-Flinterwand 55 und der Ringkanal-Vorderwand 56, also quer zur Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms, über die Ringkanalbreite 57 hinweg, erstrecken und wobei sich die Abgasleitschaufeln 60 von der Schaufeleintrittskante 61 zur Schaufelaustrittskante 62 in Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms erstrecken.
Dabei sind die Abgasleitschaufeln 60, um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen 63, von einer Geschlossen-Stellung, in der sich die Schaufelaustrittskannten 62 in einer radial äußeren Position befinden, über einen radialen Schwenkbereich 65 (siehe Figur 3) hinweg, bis in eine Geöffnet-Stellung, in der sich die
Schaufelaustrittskanten 62 in einer radial inneren Position, in minimalem Abstand zum Turbinenlaufrad 12, befinden, drehbar gelagert.
Die Abgasturbine 20 und somit der Abgasturbolader 1 sind erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanalbreite 57, zwischen
Ringkanal-Flinterwand 55 und der Ringkanal-Vorderwand 56, zumindest in einem nach radial innen an den radialen Schwenkbereich 65 (siehe Figur 3) der
Schaufelaustrittskanten 62 anschließenden radialen Bereich, in radialer Richtung auf die Turbinenachse 1 1 zu, bis zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung 26 des
Laufradraums 25, auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand 56 zunimmt. Sich davon unterscheidende Ausführungen sind in den Detaildarstellungen der weiteren Figuren 2, 4, 5 und 6 zu erkennen.
Häufig sind Abgasleiteinrichtungen in sogenannter Kartuschen-Bauweise als eigenständige Baugruppen aufgebaut, die dann in das Turbinengehäuse eingesetzt werden. Eine solche Bauweise ist auch in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Im Wesentlichen ist eine solche Abgasleiteinrichtung 50 aufgebaut aus einer
Lagerringscheibe 51 , der die Ringkanal-Hinterwand 55 bildet, einer
Deckringscheibe 52, der die Ringkanal-Vorderwand 56 bildet, die mittels Abstandshaltebolzen in einem Abstand zueinander angeordnet sind und so den Ringkanal 54 bilden, durch den das Abgas aus dem Abgas-Spiralkanal 22 auf das Turbinenlaufrad 12 geleitet wird. Auf der Lagergehäuseseite 23 ist an der
Abgasleiteinrichtung 50 die Betätigungsmechanik 59, zur Betätigung der drehbar gelagerten Abgasleitschaufeln 60, angebracht, die von außen von einem entsprechenden Aktuator (nicht dargestellt) betätigt wird. Zur Beeinflussung der Betriebscharakteristik der Abgasturbine, können so die Abgasleitschaufeln 60, mittels der auf der Rückseite der Lagerringscheibe 51 angeordneten
Betätigungsmechanik 59, die mit den Abgasleitschaufeln 60 in Wirkverbindung steht, um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen 63 in eine betriebspunktabhängige Lage gedreht werden.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Teilschnitt-Ansicht einer vereinfachten Darstellung einer Ausführung einer erfindungsgemäßen Abgasturbine. Zu sehen ist die obere Hälfte eines Axialschnittes in einer auf der Turbinenachse 1 1 liegenden
Schnittebene, um die Abgasleiteinrichtung 50 hervorgehoben darzustellen. Auch hier ist die Abgasleiteinrichtung 50 der Abgasturbine 20 in Kartuschen-Bauweise, mit einer die Ringkanal-Hinterwand 55 bildenden Lagerringscheibe 51 und einer die Ringkanal-Vorderwand 56 bildenden Deckringscheibe 52, ausgebildet. Erkennbar ist auch eine Abgasleitschaufel 60, hier in der Geöffnet-Stellung, in der sich die Schaufelaustrittskanten 62 in einer radial inneren Position, in minimalem Abstand zum Turbinenlaufrad 12, bzw. zur Laufradschaufel-Eintrittskante 12a, befinden. Diese Ausführung der erfindungsgemäßen Abgasturbine ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanal-Vorderwand 56 zumindest teilweise durch eine im Turbinengehäuse 21 angeordnete Deckringscheibe 52 der Abgasleiteinrichtung 50 gebildet ist, wobei die gesamte Zunahme der Ringkanalbreite 57 auf einer nach radial innen an die Deckringscheibe 52 anschließenden Turbinengehäusewand 21 a ausgebildet ist. Dieser Bereich der Zunahme der Ringkanalbreite 57 wird auch als Erweiterungsbereich 58 des Ringkanals bezeichnet.
Gleichzeitig liegt der gesamte Erweiterungsbereich 58, in dem die Ringkanalbreite 57 in radialer Richtung auf die Turbinenachse 1 1 zu, bis zur
Turbinenrad-Eintrittsöffnung 26 des Laufradraums 25, auf der Seite der
Ringkanal-Vorderwand 56 zunimmt, in einem nach radial innen an den radialen Schwenkbereich 65 (siehe Figur 3) der Schaufelaustrittskanten 62 anschließenden radialen Bereich. Bei dieser Ausführung schwenken die Schaufelaustrittskanten 62 also nicht in den Erweiterungsbereich 58 der Ringkanal-Vorderwand. Gekennzeichnet ist hier auch die Turbineneintrittsöffnung 26 des Laufradraums 25, die in unmittelbarer Nachbarschaft zur Laufradschaufel-Eintrittskante 12a liegt.
Selbstverständlich liegt auch eine Ausführung der Abgasturbine ohne
Deckringscheibe 52, bei der die gesamte Ringkanal-Vorderwand 56, inklusive Erweiterungsbereich 58, durch die Turbinengehäusewand 21 a gebildet ist, im Rahmen der Erfindung.
Eine vereinfachte Darstellung einer Abgasleiteinrichtung mit Abgasleitschaufeln 60, einer erfindungsgemäßen Abgasturbine 20, ist in Figur 3, in Draufsicht von der Lagergehäuseseite her, also in einer Schnittebene senkrecht zur Turbinenachse 1 1 , dargestellt. Diese Darstellung dient zur Verdeutlichung der Lage und des radialen Schwenkbereichs 65 der Abgasleitschaufeln 60.
Zu erkennen ist die Anordnung einer Mehrzahl von Abgasleitschaufeln 60, die jeweils eine Schaufeleintrittskante 61 , eine Schaufelaustrittskante 62 und eine Schaufeldrehachse 63 aufweisen (aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur an einem Beispiel gekennzeichnet). Die Abgasleitschaufeln 60 sind alle im gleichen radialen Abstand zur Turbinenachse 1 1 in äquidistantem Abstand zueinander angeordnet und sind um ihre Drehachsen drehbar, beispielsweise in einer
Lagerringscheibe, gelagert, wobei sich die Abgasleitschaufeln 60 von der
Schaufeleintrittskante 61 zur Schaufelaustrittskante 62 in Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms erstrecken. Am Beispiel der in der Zeichnung oben liegenden Abgasleitschaufel 60 sind zusätzlich eine Abgasleitschaufel in
Geschlossen-Stellung 60‘ und in Geöffnet-Stellung 60“ dargestellt. Daraus wird ersichtlich, dass die jeweilige Schaufelaustrittskante 62 innerhalb eines radialen Schwenkbereichs 65 zwischen den eingezeichneten Kreislinien K1 und K3 schwenken kann, wobei die radial Kreislinie K1 die radial äußere Position der Schaufelaustrittskante 62 und die Kreislinie K3 die radial innere Position, in der sich die Schaufelaustrittskanten 62 in minimalem Abstand zur
Laufradschaufel-Eintrittskante 12a des Turbinenlaufrads 12 bzw. der
Turbinenrad-Eintrittsöffnung 26, befinden.
Weiterhin sind in der Darstellung in Figur 3 zwei unterschiedliche radiale
Erweiterungsbereiche 58 und 58‘ dargestellt. Der Erweiterungsbereich 58 erstreckt sich zwischen der Kreislinie K3 und dem innersten Kreisring, der den Bereich der Turbinenrad-Eintrittsöffnung 26 darstellt. Dieser Erweiterungsbereich 58 schließt sich nach radial innen an den radialen Schwenkbereich 65 der Schaufelaustrittskanten 62 an und überlappt nicht mit diesem. Dagegen erstreckt sich der weitere radiale Erweiterungsbereiche 58‘ zwischen der Kreislinie K2 und der Turbinenrad-Eintrittsöffnung 26, was eine radiale Überlappung des radialen Schwenkbereichs 65 der Schaufelaustrittskanten 62 mit dem Erweiterungsbereich 58‘ auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand 56 ergibt.
Figur 4 zeigt eine weiter vergrößerte Teilschnitt-Ansicht einer Ausführung einer erfindungsgemäßen Abgasturbine, analog zu Figur 2, zur hervorgehobenen Darstellung des Erweiterungsbereichs 58 der Abgasleiteinrichtung 50. Auch hier ist die dargestellte Abgasleitschaufel 60 in ihrer Geöffnet-Stellung gezeigt und die Ringkanal-Vorderwand 56 ist zumindest zum Teil durch eine Deckringscheibe 52 gebildet. Dabei ist die Zunahme der Ringkanalbreite 57, also der
Erweiterungsbereich 58 komplett auf einer nach radial innen an die
Deckringscheibe 52 anschließenden Turbinengehäusewand 21 a ausgebildet.
Im Unterschied zu der in Figur 2 gezeigten Ausführung übergreift hier die
Schaufelaustrittskante 62 den Erweiterungsbereich 58 und es ist erkennbar, dass die Ringkanalbreite 57, zumindest ab einem Bereich der radial inneren 15% bis 25% des radialen Schwenkbereichs 65 der Schaufelaustrittskanten 62, zunimmt. Die Überlappung von radialem Schwenkbereich 65 der Schaufelaustrittskanten 62 mit dem Erweiterungsbereich 58 der Ringkanalbreite 57 ist mit X% gekennzeichnet. Dies soll symbolisieren, dass in unterschiedlichen Ausführungen der Abgasturbine 20 die Ringkanalbreite 57 zumindest ab einem Bereich der radial inneren 5% bis 15% oder der radial inneren 15% bis 33% oder ab einem Bereich des radial inneren Drittels bis zumindest ab einem Bereich der radial inneren Hälfte des radialen Schwenkbereichs 65 der Schaufelaustrittskanten 62, auf der Seite der
Ringkanal-Vorderwand 56 zunehmen kann.
Weiterhin ist in diesem Beispiel zu erkennen, dass die Ringkanalbreite 57 im jeweiligen Erweiterungsbereich 58, bis hin zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung 26 des Laufradraums 25, auf ein maximales Maß zunimmt, das mit 57max gekennzeichnet ist.
Je nach Ausführung der Abgasturbine 20 kann der Wert der Ringkanalbreite 57 auf einen Wert (RBmax) zunehmen, der zwischen dem 1 ,05-fachen oder dem
1 ,2-fachen bis einschließlich dem 1 ,5-fachen Wert der ursprünglichen
Ringkanalbreite (RBu) 57 liegt, wobei die ursprüngliche Ringkanalbreite 57 als die Ringkanalbreite angenommen werden kann, die im radialen Bereich der
Schaufeldrehachsen 63 vorherrscht. Oder anders ausgedrückt:
RBu*1 ,05 < RBmax < RBu*1 ,5;
wobei RBu die ursprüngliche Ringkanalbreite ist und RBmax die maximale
Ringkanalbreite im Bereich der Turbinenrad-Eintrittsöffnung 26 ist. Der so gekennzeichnete Wertebereich schließt auch alle dazwischen liegenden Werte als Obergrenze oder Untergrenze mit ein, insbesondere RBu*1 ,1 ; RBu*1 ,2; RBu*1 ,3; RBu*1 ,4.
Selbstverständlich liegen sowohl Ausführungen der Abgasturbine mit als auch ohne Deckringscheibe 52, die die vorgenannten Merkmale aufweisen, wobei die gesamte Ringkanal-Vorderwand 56, inklusive Erweiterungsbereich 58, durch die
Turbinengehäusewand 21 a oder die Deckringscheibe 52 gebildet ist, im Rahmen der Erfindung.
Eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Abgasturbine ist in Figur 5 dargestellt, die eine weitere Teilschnitt-Ansicht, analog zu Figur 4 zeigt. Die gezeigte Ausführung der Abgasturbine 20 ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanal-Vorderwand 56, in Übereinstimmung mit dem zuvor besprochenen Beispiel, zumindest teilweise durch eine im Turbinengehäuse 21 angeordnete Deckringscheibe 52 der Abgasleiteinrichtung 50 gebildet ist. Dabei ist zumindest ein Teil bis hin zu der gesamten Zunahme der Ringkanalbreite 57, wie hier gezeigt, auf der Deckringscheibe 52 ausgebildet.
Dies erleichtert die Gestaltung einer ggf. komplexen Kontur der Zunahme der Ringkanalbreite, die hier durch einfache Bearbeitung der Deckringscheibe im Vorfeld der Montage erfolgen kann. Eine ggf. komplizierte Bearbeitung der
Innenkontur des Turbinengehäuses 21 kann dadurch entfallen. Weiterhin ist erkennbar, dass hier die Ringkanalbreite 57, bereits ab einem Bereich bei ungefähr der radial inneren Hälfte des radialen Schwenkbereichs 65 der Schaufel austrittskanten 62, zunimmt.
Figur 6 zeigt schließlich vier schematische Darstellungen verschiedener
Konturverläufe der Zunahme der Ringkanalbreite auf der Seite der
Ringkanal-Vorderwand.
Abschnitt a) der Figur 6 zeigt schematisch eine Zunahme der Ringkanalbreite 57 auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand 56 entlang einer Linearkontur, also einer stetig gleichmäßigen Zunahme entlang einer geraden Linie. Abschnitt b) der Figur 6 zeigt schematisch eine Zunahme der Ringkanalbreite 57, innerhalb des Erweiterungsbereichs 58, auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand 56 entlang einer Kreiskontur.
Abschnitt c) der Figur 6 zeigt schematisch eine Zunahme der Ringkanalbreite 57, innerhalb des Erweiterungsbereichs 58, auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand 56 entlang einer Flyperbelkontur.
Schließlich zeigt Abschnitt d) der Figur 6 schematisch eine Zunahme der
Ringkanalbreite 57, innerhalb des Erweiterungsbereichs 58, auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand 56 entlang einer Parabelkontur.
Des Weiteren können auch Kombinationen dieser Konturverläufe oder gar Freiformkonturen zur Anwendung kommen.
Die gegebene Möglichkeit der Anwendung der unterschiedlichen Konturen ermöglicht eine konkrete Abstimmung des Betriebsverhaltens auf den jeweils speziellen Anwendungsfall.
Auch Ausführungen der Abgasturbine mit als auch ohne Deckringscheibe 52, die die vorgenannten Merkmale aufweisen, wobei die gesamte Ringkanal-Vorderwand 56, inklusive Erweiterungsbereich 58, durch die Turbinengehäusewand 21 a oder die Deckringscheibe 52 gebildet ist, liegen im Rahmen der Erfindung.
Die Erfindung umfasst auch hier nicht gezeigte Beispiele, die sich in vorteilhafter Weise unter alternativer oder additiver Kombination der einzelnen genannten Merkmale ergeben, solange das Merkmal, dass die Ringkanalbreite, zumindest in einem nach radial innen an den radialen Schwenkbereich der
Schaufelaustrittskanten anschließenden radialen Bereich, in radialer Richtung auf die Turbinenachse zu, bis zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung des Laufradraums, auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand zunimmt, verwirklicht ist.

Claims

Patentansprüche
1. Abgasturbine (20) eines Abgasturboladers (1 ) mit einem Turbinengehäuse (21 ), das eine Lagergehäuseseite (23) und eine Abgas-Austrittsseite (24) aufweist, wobei in dem Turbinengehäuse (21 )
- ein Turbinenlaufrad (12), um eine Turbinenachse (11 ) drehbar, in einem Laufradraum (25) angeordnet ist,
- ein Abgas-Spiralkanal (22), der den Laufradraum (25) in radialem Abstand umgreift, angeordnet ist, sowie
- eine Abgasleiteinrichtung (50), in einem Übergangsbereich radial zwischen einer Turbinenrad-Eintrittsöffnung (26) des Laufradraums (25) und dem Abgas-Spiralkanal (22), zur Überleitung eines Abgasmassenstromes aus dem Abgas-Spiralkanal (22) auf das Turbinenlaufrad (12), angeordnet ist, wobei die Abgasleiteinrichtung (50) aufweist:
- einen um das Turbinenlaufrad (12) konzentrisch umlaufenden, den
Abgas-Spiralkanal (22) und den Laufradraum (25) verbindenden Ringkanal (54) mit einer Ringkanal-Hinterwand (55) auf der Lagergehäuseseite (23) und einer Ringkanal-Vorderwand (56) auf der Abgas-Austrittsseite (24), wobei durch den Abstand zwischen Ringkanal-Hinterwand (55) und
Ringkanal-Vorderwand (56) eine Ringkanalbreite (57) definiert ist;
- eine Mehrzahl von im Ringkanal (54) angeordneten Abgas-Leitschaufeln (60), die jeweils eine Schaufeleintrittskante (61 ), eine Schaufelaustrittskante
(62) und eine Schaufeldrehachse (63) aufweisen, die sich, in Bezug auf die Turbinenachse (11 ) zumindest überwiegend axial, zwischen der
Ringkanal-Hinterwand (55) und der Ringkanal-Vorderwand (56) erstrecken, wobei die Abgasleitschaufeln (60), um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen
(63), von einer Geschlossen-Stellung, in der sich die
Schaufelaustrittskannten (62) in einer radial äußeren Position befinden, über einen radialen Schwenkbereich (65) hinweg, bis in eine Geöffnet-Steil ung, in der sich die Schaufelaustrittskanten (62) in einer radial inneren Position, in minimalem Abstand zum Turbinenlaufrad (12), befinden, drehbar gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ringkanalbreite (57), zumindest in einem nach radial innen an den radialen Schwenkbereich (65) der Schaufelaustrittskanten (62)
anschließenden radialen Bereich, in radialer Richtung auf die Turbinenachse (11 ) zu, bis zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung (26) des Laufradraums (25), auf der Seite der Ringkanal-Vorderwand (56) zunimmt.
2. Abgasturbine (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Ringkanalbreite (57), zumindest ab einem Bereich der radial inneren 5% bis 15% des radialen Schwenkbereichs (65) der Schaufelaustrittskanten (62), zunimmt.
3. Abgasturbine (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Ringkanalbreite (57), zumindest ab einem Bereich der radial inneren 15% bis 33% des radialen Schwenkbereichs (65) der Schaufelaustrittskanten (62), zunimmt.
4. Abgasturbine (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Ringkanalbreite (57), zumindest ab einem Bereich des radial inneren Drittels bis zumindest ab einem Bereich der radial inneren Hälfte des radialen Schwenkbereichs (65) der Schaufelaustrittskanten (62), zunimmt.
5. Abgasturbine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ringkanalbreite (57) bis hin zur
Turbinenrad-Eintrittsöffnung (26) des Laufradraums (25) auf einen Wert zunimmt, der zwischen dem 1 ,05-fachen oder dem 1 ,2-fachen bis
einschließlich dem 1 ,5-fachen Wert der ursprünglichen Ringkanalbreite (57) liegt.
6. Abgasturbine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ringkanalbreite (57) entlang einer Linearkontur oder einer Kreiskontur oder einer Hyperbelkontur oder einer Parabelkontur der Ringkanal-Vorderwand (56), bis zur Turbinenrad-Eintrittsöffnung (26) des Laufradraums (25) hin, zunimmt.
7. Abgasturbine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ringkanal-Vorderwand (56) zumindest teilweise durch eine im Turbinengehäuse (21 ) angeordnete Deckringscheibe (52) der Abgasleiteinrichtung (50) gebildet ist, wobei die gesamte Zunahme der Ringkanalbreite (57) auf einer nach radial innen an die Deckringscheibe (52) anschließenden Turbinengehäusewand (21 a) ausgebildet ist. 8. Abgasturbine (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil bis hin zu der gesamten Zunahme der Ringkanalbreite (57) auf der Deckringscheibe (52) ausgebildet ist. 9. Abgasturbine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ringkanal-Hinterwand (55) durch eine im Turbinengehäuse (21 ) angeordnete Lagerringscheibe (51 ) der
Abgasleiteinrichtung (50) gebildet ist. 10. Abgasturbolader (1 ), insbesondere für eine Brennkraftmaschine, der eine
Abgasturbine (20) und einen mittels der Abgasturbine (20) angetriebenen Radialverdichter (30), sowie eine dazwischen angeordnete
Läuferlagereinheit (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine (20) die Merkmale gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche aufweist.
PCT/EP2019/083652 2018-12-14 2019-12-04 Abgasturbine mit variabler geometrie für einen abgasturbolader WO2020120254A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018221812.9 2018-12-14
DE102018221812.9A DE102018221812B4 (de) 2018-12-14 2018-12-14 Abgasturbine mit einer Abgasleiteinrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020120254A1 true WO2020120254A1 (de) 2020-06-18

Family

ID=68806764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/083652 WO2020120254A1 (de) 2018-12-14 2019-12-04 Abgasturbine mit variabler geometrie für einen abgasturbolader

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018221812B4 (de)
WO (1) WO2020120254A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022263823A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-22 Cummins Ltd Nozzle ring for a variable geometry turbine
EP4187057A1 (de) * 2021-11-25 2023-05-31 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Brennstoffzellen-fluidmaschine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020213026A1 (de) 2020-10-15 2022-04-21 BMTS Technology GmbH & Co. KG Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie
DE102021204366A1 (de) 2021-04-30 2022-11-03 Vitesco Technologies GmbH Abgasturbolader mit einem Integralgehäuse und variabler Turbinengeometrie und Integralgehäuse für einen Abgasturbolader
DE102021213060A1 (de) 2021-11-19 2023-05-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit elektrisch beheizbarer Abgasnachbehandlungsvorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050260067A1 (en) * 2004-04-08 2005-11-24 Parker John F Variable geometry turbine
DE102011108195A1 (de) * 2011-07-20 2013-01-24 Ihi Charging Systems International Gmbh Turbine für einen Abgasturbolader
DE102012001603A1 (de) * 2012-01-26 2013-08-01 Daimler Ag Abgasturbolader
DE112016002591T5 (de) * 2015-06-09 2018-05-24 Ihi Corporation Turbolader mit variabler geometrie

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7150151B2 (en) * 2002-11-19 2006-12-19 Cummins Inc. Method of controlling the exhaust gas temperature for after-treatment systems on a diesel engine using a variable geometry turbine
CN101663472B (zh) * 2007-05-04 2012-06-20 博格华纳公司 可变涡轮几何形状的涡轮增压器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050260067A1 (en) * 2004-04-08 2005-11-24 Parker John F Variable geometry turbine
DE102011108195A1 (de) * 2011-07-20 2013-01-24 Ihi Charging Systems International Gmbh Turbine für einen Abgasturbolader
DE102012001603A1 (de) * 2012-01-26 2013-08-01 Daimler Ag Abgasturbolader
DE112016002591T5 (de) * 2015-06-09 2018-05-24 Ihi Corporation Turbolader mit variabler geometrie

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022263823A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-22 Cummins Ltd Nozzle ring for a variable geometry turbine
GB2624550A (en) * 2021-06-17 2024-05-22 Cummins Ltd Nozzle ring for a variable geometry turbine
EP4187057A1 (de) * 2021-11-25 2023-05-31 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Brennstoffzellen-fluidmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018221812B4 (de) 2021-08-19
DE102018221812A1 (de) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018221812B4 (de) Abgasturbine mit einer Abgasleiteinrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
EP3682118B1 (de) Radialverdichter mit einem irisblendenmechanismus für eine aufladevorrichtung eines verbrennungsmotors, aufladevorrichtung und lamelle für den irisblendenmechanismus
EP3051099B1 (de) Verdichter mit variabler anströmgeometrie
DE102017202137B4 (de) Klappeneinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals in einem Turbinengehäuse eines Turboladers sowie Turbolader
DE112013005624T5 (de) Doppelschnecken-Halbaxial-Turbolader mit Einzelventil
EP0243596B1 (de) Axialdrallregler für einen Abgasturbolader für Verbrennungsmotoren
EP3682115B1 (de) Verdichter für eine aufladevorrichtung einer brennkraftmaschine und aufladevorrichtung für eine brennkraftmaschine
EP2989298B1 (de) Abgasturbolader
DE2626405A1 (de) Gasturbinentriebwerk mit geteiltem geblaese
DE102015209704A1 (de) Verdichter mit variabler Anströmgeometrie
DE3833906C2 (de)
DE102016214843B4 (de) Bypass-Ventil mit Klappenschürze für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader mit einem solchen Bypass-Ventil
DE102014223044A1 (de) Abgasturbolader und Brennkraftmaschine
EP1530671A1 (de) Abgasturbolader für eine brennkraftmaschine
WO2019052730A1 (de) Radialverdichter für eine aufladevorrichtung einer brennkraftmaschine, sowie aufladevorrichtung und lamelle für einen irisblendenmechanismus sowie verfahren zur herstellung einer solchen lamelle
DE102018217856B4 (de) VTG-Lader für Fahrzeug
DE112014005019T5 (de) Drehendes Wastegate-Ventil
DE102017216332A1 (de) Verdichter für eine Aufladevorrichtung einer Brennkraftmaschine und Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102018212756B3 (de) Radialverdichter, Aufladevorrichtung und Brennkraftmaschine mit Abgasrückführeinrichtung
WO2017097665A1 (de) Fluggasturbine mit variabler austrittsdüse eines nebenstromkanals
DE102010054914A1 (de) Leiteinrichtung für eine Fluidenergiemaschine, insbesondere für einen Abgasturbolader
DE102017012253B4 (de) Verdichter für einen Turbolader einer Brennkraftmaschine sowie Turbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102017210168A1 (de) Turbine mit variablem Turbinenradauslass und Verdichter mit variablem Verdichtereinlass
DE102019001798A1 (de) Turbolader und Turbinengehäuse hierfür
DE102016214840B4 (de) Bypass-Ventil mit Ventilsitzschürze für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader mit einem solchen Bypass-Ventil

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19816288

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19816288

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1