Abgasturbolader. Die Erfindung betrifft einen Abgasturbo lader, insbesondere zur Spülung und Auf- ladung von Brennkraftmaschinen zwecks Lei stungssteigerung.
Der Abgasturbolader gemäss der Erfin dung zeichnet sich dadurch aus, dass <B>je</B> zu beiden Seiten eines die Lager der Laufrad- welle aufweisenden LagergehKuses das, Tur binengehäuse und das., Gebläsegehäuse ange7 ordnet sind und dass das Turbinenlaufrad und das Gebläselaufrad auf<B>je</B> einem Ende der Laufradwelle fliegend aufgesetzt sind.
Die Erfindung ermöglicht einen sehr ein fachen Aufbau und eine gedrängte Bauweise. Die Demontage und der Wiederzusammenbau bei Revisionen und die Reinigungsmöglich keit können sehr erleichtert werden. Insbe sondere ist es möglich, an die die Abgase und an die die Luft führenden Kanäle und Lauf räder 'heranzukommen, ohne dass dabei die Laufräder und cEe Lager abmontiert zu wer den brauchen, die bekanntlich bei gutem, staubdichtem. Abschluss sehr lange Zeit unge- wartet bleiben können. Das Lagergehäuse kann mit lIohlräumen versehen werden, durch die ein Kühlmittel zur Kühlung der Lager zirkulieren kann.
Auch die Zuführung von Schmiermitteln für die Lager ist leicht möglich.
Die Zeichnung veranschaulicht einige Ans- führungsbeispiele des Erfindungsgegenstau- des, und zwar zeigt: Fig. <B>1</B> eine Ausführungsform im Quer schnitt. Fig. 2 ist eine andere Aus#führungsform, ebenfalls im Querschnitt.
Fig. <B>3</B> zeigt ein weiteres Ausführungs- beispiel mit breiterem Lagergehäuse.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, mit einem zweiflutigen Gebläse, im Querschnitt. Gemäss der in Fig. <B>1</B> gezeigten Ausfüll- rung ist in einem Lagergehäuse<B>1</B> eine Welle 2 mit den aus dem Gehäuse beidseitig her ausragenden Wellenenden 2a und<B>2b</B> ge lagert. Das Gehäuse<B>1</B> läuft nach aussen in eine scheibenförmige, Trennwand aus. Zu 'beiden Seiten sind die Gehäuse für Turbine und Gebläse angeordnet.<B>Auf</B> dereinen Seite befindetsich das, Turbinengehäuse 4 und auf der andern Seite das GebläsegehKuse <B>5.
Auf</B> den beiden Wellenenden 2a und<B>2b</B> wird das Turbinenlaufrad<B>6</B> bezw. das Gebläselauf- rad <B>7</B> aufgesetzt. Die Laufräder<B>6</B> und<B>7</B> sind an den Enden 2a und <B>2b</B> der Welle 2 fliegend angeordnet und mittels Gewindemuttern<B>8</B> und<B>9</B> befestigt. Die Lagerung der Welle er folgt mittels zweier Kugellager<B>10</B> und<B>11,</B> die in einem zylindrischen Hohlraum. im Lagergehäuse<B>1</B> angeordnet sind. Die Welle 2 ist gegen axiale Verschiebung im Gehäuse <B>1</B> mittels eines Bundes 2c durch die Innen ringe der Kugellager gesichert.
Um eine Ver schmutzung der Kugellager und ein Auslau fen von Schmiermittel zu verhindern, sind auf der Welle die Dichtungen 2<B>5</B> und 2<B>6</B> auf gesetzt. Der Gehäusehohlraum ist durch eine Abschlussplatte <B>27</B> abgeschlossen, die mittels nicht gezeichneter Schrauben ans Lagerge häuse angeschraubt ist.
Das Turbinengehluse 4,einerseits und das Gebläsegehäuse <B>5</B> anderseits sind beide mittels der Schraubenbolzenverbindungen 12,<B>13</B> zu sammen an der scheibenförmigen Trennwand <B>3</B> des Gehäuses<B>1</B> befestigt; die Schrauben- bolzenverbindungen 12,<B>13</B> sind rundherum an den Gehäusen 4,<B>5</B> und an der Trennwand <B>3</B> angeordnet.
Zwischen der Trennwand<B>3</B> und dem Ge- bläsegehäuse <B>5</B> ist das Leitrad<B>15</B> für das Geblä,se auswechselbar eingebaut. Das Leü- rad weist verstellbare Leitschaufeln auf. Die Stellung der Leitschaufelnhann durch einen Vakuum- oder Druekluftappa-rat oder über einen von der Motordrehzahl abhängigen Regler reguliert werden. Die Leitschaufel- regulierung kann auch in direkter Abhängig keit der Brennstoffzufuhr betätigt werden. Durch die Leitschaufelregulierung soll z. B.
eine sofort wirkende Erhöhung der Auf- ladung beim Übergang von einer niede ren auf eine höhere Drehzahl oder bei einer plötzlichen Leistungssteigerung der Brenn- kraftmaschine erreicht werden, und zwar so, dass zunächst keine sofortige Drehzahlerhö hung der Laufräder des Turboladers zu er folgen hat, um den erhöhten Luftbedarf praktisch ohne Zeitverlust dem Motor zuzu führen.
Erst der darauf erfolgende, erhöhte Anfall an Aus-puffgasen aus der Brennkraft- maschine bringt den Turbolader auf erhöhte Geschwindigkeit und damit auf die dem neuen Betriebszustand angepasste Auflade- leistung. Die Leitschaufelregulierung tritt also nur vorübergehend, während einer Dreh zahl- oder Leistungsänderung oder beidem, in Tätigkeit.
Die Laufradgebäuse 4 und<B>5</B> lassen sich in einfacher Weise am Lagergeh#Luse <B>1</B> an- und abmontieren, ohne dass, die Laufräder<B>6</B> und<B>7</B> abmontiert werden müssen. Das Ge häuse<B>1</B> bildet mit den beiden Laufrädern<B>6</B> und<B>7</B> zusammen eine bauliche Einheit, was eine einfache Montage und Demontage er möglicht. Durch die beschriebene Anordnung wird eine strömungstechnisch günstige Gas- und Luftführung gewährleistet und eine stabile Bauart unter geringer Raumbeanspruchung und geringem Gewicht erzielt.
Zur Kühlung der gesamten Lagerung ist im Lagergehäuse<B>1</B> ein Hohlraum 14 zum Umlauf eines Kühlmittels angeordnet. Da durch wird zugleich ein sehr erwünschter, den Wärmeübergang hindernder Abstand zwischen Turbine und Gebläse gebildet. Die ser Hohlraum 14 wird zweckmässigerweise an die 01-pum-pe des Motors oder an das Kühl- wassersystem angeschlossen. Durch die Küh lung wird eine gleichmässige und in zuläs sigen Grenzen liegende Temperatur gewähr leistet, so dass die Deformation des Lager gehäuses<B>1</B> und somit der gesamten Lagerung der Welle 2 äusserst gering ist-.
Zudem bietet die beschriebene Anordnung und Ausbildung noch den Vorteil, dass das Motorenöl schneller auf die normale Betriehstemperatur gebracht wird, was von entscheidender Bedeutung ist.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungs beispiel gezeigt. Der Ilohlraum 14 ist hier bis in die scheibenförmige Trennwand<B>3</B> als zusätzlicher, ringförmiger Hohlraum 14a er weitert. Auf diese Weise soll eine intensivere Kühlung des Lagergehäuses erreicht werden.
Bei dem Beispiel nach Fig. 2 weist das Gebläsegehäuse <B>5</B> den Ansaugstutzen 5a auf, der gleichzeitig als Düsenträger ausgebildet ist. Zu diesem Zwecke sind am Umfang schräge, ins Innere des Stutzens führende Gewindelöcher vorgesehen. In diesen Löchern sind, die Einführungs- bezw. Einspritzorgane in Form von Düsien äb eingesetzt.
Der An saugstutzen geht über in den Luftansaug- kanal (nicht gezeichnet), in welchem bine Vorrichtung eingebaut sein kann für die Ein- lassregulierung der angesaugten FrischluTt- menge.
Mittelsi der Düsen im Ansaugstutzen nach Fig. 2 können flüssige oder gar pulverför mige Brennstoffe direkt in, den Ansaugstut zen des, Gebläses eingeführt werden. Dadureb wird eine vollständige Verwirbelung des Brennstoffes mit der Luft erreicht, wodurch die restlose, Verbrennung im Motor begün stigt wird.
Fig. <B>3</B> zeigt ein weiteres Ausführungs beispiel. Das Lagergehäuse weist eine zylin derähnliche Grundform auf, an dessen beiden Stirnseiten<B>je</B> ein Ringflansch<B>16, 17</B> vor handen ist. Die Ringflansche weisen die zylindrisellen Absetzungen 16a, 17a auf.
Durch die zylindrischen Absätze 16a und 17a sind die beiden Laufradgehäuse, das Tur- -binengehäuse 4 und das Gebläsegehäuse <B>5,</B> t' Cenau zentriert auf das Lagergehäuse <B>1</B> auf- setzbar. Die zylindrischen Absätze 16a und 17a sind mit Rücksicht auf die Laufräder<B>6</B> und<B>7</B> im Durchmesser etwas grösser als diese gehalten.
Die Befestigung des Turbinenge häuses 4 und des Gebläsegehäuses <B>5</B> am Lagergehäuse<B>1</B> erfolgt durch Bolzen<B>18, 19</B> und Muttern 20, 21. Auf dem Anschlussstut- zen 5a ist das Luftfilter <B>28</B> aufgeschraubt. Mittels dieses Filters, erfolgt die Reinigung der angesaugten Luft.
Im übrigen entsprechen die Ausführung und die Wirkungsweise sowie die Montage und Demontage der Ausführungsform nach Fig. <B>1.</B>
Zwechs Leistungssteigerung kann auch ein zweiflufiges Gebläse vorhanden sein, wo bei der Raumbedarf des Turboladers nur un bedeutend erhöht wird.
Fig. 4 zeigt ein Gebläselaufrad <B>18</B> mit doppelseitig angeordneten Laufradschaufeln <B>19</B> und 20. Das Laufrad ist auf dem aus dem Lagergehäuse<B>1</B> hervorstehenden Wellenende 2 fliegend aufgesetzt. Das Laufrad ist ferner in dem aus den beiden Gehäuseteilen <B>21</B> und 21a und der Trennwand 22 bestehenden zwei- flutigen. Gehäuse untergebracht.
Das Gehäuse 21. ist am Lagergehäuse<B>1</B> in einer auf der Zeichnung nicht näher dargestellten Weise mittels Schrauben und Muttern und zylin drischen Absetzungen, ähnlich wie bei dem Beispiel nach Fig. <B>3,</B> genau zentriert ange schraubt. Auf dem Anschlussstutzen <B>21b</B> ist das Luftfilter<B>28</B> aufgeschraubt zur Reini gung der angesaugten Luft. Ein weiteres Fil- n n ter <B>29</B> ist auf dem Ansatz 2le am Gehäuse 21 aufgesetzt.
Exhaust gas turbocharger. The invention relates to an exhaust gas turbo charger, in particular for flushing and charging internal combustion engines for the purpose of increasing performance.
The exhaust gas turbocharger according to the invention is characterized in that the turbine housing and the fan housing are arranged on both sides of a bearing housing that has the bearings of the impeller shaft and that the turbine impeller and the Blower impeller are placed overhung on <B> each </B> one end of the impeller shaft.
The invention enables a very simple structure and a compact design. The dismantling and reassembly during revisions and the possibility of cleaning can be made much easier. In particular, it is possible to get to the exhaust gases and the air ducts and impellers without having to dismantle the impellers and CEe bearings, which are known to be good, dust-proof. Can remain unexpected for a very long time. The bearing housing can be provided with cavities through which a coolant can circulate to cool the bearings.
It is also easy to supply lubricants for the bearings.
The drawing illustrates some exemplary embodiments of the subject matter of the invention, specifically showing: FIG. 1 an embodiment in cross section. Fig. 2 is another embodiment, also in cross section.
Fig. 3 shows a further exemplary embodiment with a wider bearing housing.
Fig. 4 shows an embodiment, with a double-flow fan, in cross section. According to the filling shown in FIG. 1, in a bearing housing 1 there is a shaft 2 with the shaft ends 2a and 2b protruding from the housing on both sides > stored. The housing <B> 1 </B> ends on the outside in a disk-shaped partition. The housings for the turbine and blower are arranged on both sides. The turbine housing 4 is on one side and the blower housing 5 is on the other side.
On the two shaft ends 2a and 2b, the turbine runner is mounted on the two shaft ends 2a and 2b respectively. the fan impeller <B> 7 </B> put on. The running wheels <B> 6 </B> and <B> 7 </B> are cantilevered at the ends 2a and <B> 2b </B> of the shaft 2 and by means of threaded nuts <B> 8 </B> and <B> 9 </B> attached. The shaft is supported by means of two ball bearings <B> 10 </B> and <B> 11 </B> in a cylindrical cavity. are arranged in the bearing housing <B> 1 </B>. The shaft 2 is secured against axial displacement in the housing <B> 1 </B> by means of a collar 2c through the inner rings of the ball bearings.
In order to prevent contamination of the ball bearings and leakage of lubricant, seals 2 <B> 5 </B> and 2 <B> 6 </B> are placed on the shaft. The housing cavity is closed off by an end plate 27, which is screwed to the bearing housing by means of screws (not shown).
The turbine casing 4, on the one hand, and the fan housing <B> 5 </B> on the other hand, are both connected to the disk-shaped partition <B> 3 </B> of the housing by means of the screw bolt connections 12, <B> 13 </B> > 1 </B> attached; the screw bolt connections 12, <B> 13 </B> are arranged all around on the housings 4, <B> 5 </B> and on the partition <B> 3 </B>.
Between the partition <B> 3 </B> and the fan housing <B> 5 </B>, the stator <B> 15 </B> for the fan is interchangeably installed. The idler has adjustable guide vanes. The position of the guide vanes can be regulated by a vacuum or air pressure device or by a controller that is dependent on the engine speed. The guide vane regulation can also be operated directly depending on the fuel supply. By the guide vane regulation z. B.
an immediately effective increase in the charge can be achieved when changing from a lower to a higher speed or in the event of a sudden increase in the power of the internal combustion engine, namely in such a way that initially there is no immediate increase in the speed of the turbocharger's impellers the increased air requirement to lead to the engine with practically no loss of time.
Only the increased occurrence of exhaust gases from the internal combustion engine that ensues brings the turbocharger to increased speed and thus to the charging power adapted to the new operating state. The guide vane regulation is only temporarily active during a speed change or a change in output or both.
The impeller housings 4 and <B> 5 </B> can be easily mounted and removed from the bearing housing # Luse <B> 1 </B> without the impellers <B> 6 </B> and <B > 7 </B> must be removed. The housing <B> 1 </B> forms a structural unit with the two impellers <B> 6 </B> and <B> 7 </B>, which enables simple assembly and disassembly. The arrangement described ensures a flow of gas and air that is favorable in terms of flow technology and achieves a stable design with little space requirement and low weight.
To cool the entire bearing, a cavity 14 for circulating a coolant is arranged in the bearing housing <B> 1 </B>. Since a very desirable, heat transfer hindering distance between the turbine and fan is formed at the same time. This cavity 14 is expediently connected to the oil pump of the engine or to the cooling water system. The cooling ensures a uniform temperature that is within permissible limits, so that the deformation of the bearing housing 1 and thus the entire bearing of the shaft 2 is extremely small.
In addition, the arrangement and design described offers the advantage that the engine oil is brought to the normal operating temperature more quickly, which is of crucial importance.
In Fig. 2, another embodiment is shown, for example. The hollow space 14 is here extended into the disk-shaped partition <B> 3 </B> as an additional, annular cavity 14a. In this way, more intensive cooling of the bearing housing is to be achieved.
In the example according to FIG. 2, the fan housing <B> 5 </B> has the intake connector 5a, which is also designed as a nozzle carrier. For this purpose, inclined threaded holes leading into the interior of the connecting piece are provided on the circumference. In these holes are the Einführungs- respectively. Injection elements in the form of nozzles äb used.
The intake port merges into the air intake duct (not shown), in which a device can be installed for regulating the intake of the fresh air intake.
By means of the nozzles in the intake port according to FIG. 2, liquid or even pulverulent fuels can be introduced directly into the intake port of the fan. This results in a complete swirling of the fuel with the air, which favors complete combustion in the engine.
Fig. 3 shows a further embodiment. The bearing housing has a cylindrical-like basic shape, on the two end faces of which an annular flange 16, 17 is present. The ring flanges have the cylindrical offsets 16a, 17a.
Due to the cylindrical shoulders 16a and 17a, the two impeller housings, the turbine housing 4 and the fan housing 5, can be centered on the bearing housing 1. With regard to the running wheels <B> 6 </B> and <B> 7 </B>, the cylindrical shoulders 16a and 17a are kept somewhat larger in diameter than these.
The turbine housing 4 and the fan housing <B> 5 </B> are fastened to the bearing housing <B> 1 </B> using bolts <B> 18, 19 </B> and nuts 20, 21. On the connecting stub The air filter <B> 28 </B> is screwed on zen 5a. This filter is used to clean the sucked in air.
Otherwise, the design and the mode of operation as well as the assembly and disassembly correspond to the embodiment according to FIG. 1
For the purpose of increasing the output, a two-speed fan can also be present, where the space requirement of the turbocharger is only significantly increased.
4 shows a fan impeller <B> 18 </B> with impeller blades <B> 19 </B> and 20 arranged on both sides. The impeller is overhung on the shaft end 2 protruding from the bearing housing <B> 1 </B> . The impeller is also in the double flow consisting of the two housing parts <B> 21 </B> and 21a and the partition 22. Housing housed.
The housing 21. is on the bearing housing <B> 1 </B> in a manner not shown in the drawing by means of screws and nuts and cylindrical deposits, similar to the example according to FIG. 3, </B> screwed on exactly centered. The air filter <B> 28 </B> is screwed onto the connecting piece <B> 21b </B> to clean the sucked in air. Another filter 29 is placed on the extension 2le on the housing 21.