CH697316B1

CH697316B1 - Distributor for a radial turbine.

Info

Publication number: CH697316B1
Application number: CH00145/04A
Authority: CH
Inventors: Sven Kneip; Gerhard T Schiessl; Dr Klaus Bartholomae
Original assignee: Man B & W Diesel Ag
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2008-08-15
Also published as: DE10311205B3; KR100993560B1; CN1530518A; JP4443961B2; JP2004278532A; KR20040081075A; CN100346060C

Abstract

Bei einem Leitapparat für eine Radialturbine eines Abgasturboladers einer mit Schweröl betriebenen Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbaren Schaufeln werden Funktionsstörungen bei der Einstellung der Schaufeln weitgehend dadurch vermieden, dass die Schäfte 4 der Schaufeln 5 in dem dem Verdichter des Turboladers zuzuwendenden Gehäuseteil 1 des Leitapparates gelagert sind und vor den Enden der Schäfte Federelemente vorgesehen sind, die die Schäfte 4 zur Anlage der Oberseite 13 der Schaufeln 5 an einer Anlagefläche 14 des gegenüberliegenden Gehäuseteiles 2 drücken.In a diffuser for a radial turbine of an exhaust gas turbocharger operated with heavy oil reciprocating internal combustion engine with adjustable blades malfunction in the adjustment of the blades are largely avoided by the shafts 4 of the blades 5 are mounted in the compressor of the turbocharger facing housing part 1 of the diffuser and before the Ends of the shafts spring elements are provided which press the shafts 4 for abutment of the upper side 13 of the blades 5 on a contact surface 14 of the opposite housing part 2.

Description

       

  [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitapparat für eine Radialturbine eines Abgasturboladers einer mit Schweröl betriebenen Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, welches einen Gehäuseteil aufweist, der zur Zuwendung zum Verdichter des Turboladers hin bestimmt ist und mit in dem Gehäuse angeordneten< >zur Durchflussmengenregelung mittels einer Stellvorrichtung einstellbaren Schaufeln.

[0002] Bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen, die mit Schweröl betrieben werden, enthält das Abgas Feststoffpartikel, die sich im Leitapparat festsetzen können und dadurch die einwandfreie Funktion der einstellbaren Schaufeln stören.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemässen Leitapparat so auszubilden, dass Funktionsstörungen bei der Einstellung der Schaufeln weitgehend vermieden werden.

[0004] Erfindungsgemäss wird dieses Problem dadurch gelöst,

   dass die Schäfte der Schaufeln in dem zur Zuwendung zum Verdichter des Turboladers hin bestimmten Gehäuseteil des Leitapparates gelagert sind und vor den Enden der Schäfte Federelemente vorgesehen sind, die die Schäfte zur Anlage der Oberseiten der Schaufeln an eine Anlagefläche des gegenüberliegenden Gehäuseteiles drücken.

[0005] Durch die dauernde Anlage der Schaufeln mit ihrer Oberseite an der Anlagefläche und die Stellbewegung der Schaufeln werden die Feststoffpartikel, die sich an dieser Fläche festsetzen wollen, abgeschabt. Ausserdem können thermische Ausdehnungen der Schaufeln und deren Lagerungen aufgefangen werden.

   Darüber hinaus sind die thermischen Belastungen insbesondere des Federelementes durch die Anordnung der mit den Schäften zusammenwirkenden Teile in einem Gehäuseteil, das dem Verdichter benachbart ist, minimiert, was die Lebensdauer der Federelemente erhöht.

[0006] Vorzugsweise ist je ein Stellhebel der Stellvorrichtung zwischen dem Federelement und der Schaufel mit dem Schaft gekoppelt; also ebenfalls in einem möglichst niedrig thermisch belasteten Bereich angeordnet.

[0007] Vorteilhaft ist zwischen dem Federelement und dem diesem zugewandten Ende des Schaftes ein Druckstück eingesetzt, das eine weitere thermische Entkoppelung des Federelementes vom Schaft bewirkt.

   Diese Massnahme kann noch dadurch verstärkt werden, dass das Druckstück eine axiale Bohrung aufweist, deren Durchmesser kleiner als die Endfläche des Schaftes bemessen ist.

[0008] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren abhängigen Ansprüchen und einer Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Diese zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäss wesentlichen Teile des Leitapparates.

[0009] Auf der Zeichnung sind der dem nicht mehr dargestellten Verdichter des Turboladers zugewandte Gehäuseteil mit 1 und der gegenüberliegende Gehäuseteil mit 2 bezeichnet. Die Gehäuseteile 1 und 2 begrenzen den Durchtrittsquerschnitt eines Strömungskanals der vom Abgas in der mit 8 bezeichneten Strömungsrichtung durchströmt wird.

   Im Gehäuseteil 1 ist ein Einsatzstück 3 fest angeordnet, das die Lagerung für einen Schaft 4 einer Schaufel 5 bildet. Vorteilhaft sind das Einsatzstück 3 und der Schaft 4 aus dem gleichen Material hergestellt. Dies verhindert störende unterschiedliche thermische Ausdehnungen dieser Teile im Betrieb.

[0010] Vor dem freien Ende des Schaftes 4 ist ein Druckstück 6 im Gehäuse 1 angeordnet. An der dem Schaft 4 abgewandten Seite des Druckstücks 6 greift ein Federelement 7 an. Das Federelement 7 besteht zweckmässig aus einem Tellerfederpaket.

   Das Druckstück 6 kann mit einer in Längsrichtung der Achse des Schaftes 4 verlaufenden Bohrung versehen sein, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Endes des Schaftes 4 bemessen ist, um den Wärmefluss vom Schaft 4 zum Federelement 7 möglichst gering zu halten und damit störenden thermischen Einflüssen auf dieses Element entgegenzuwirken. Der Schaft 4 weist zum Durchtrittsquerschnitt des Abgases einen ringförmigen Kragen 9 auf, der in einer Eindrehung im Einsatzstück 3 angeordnet ist und dessen dem Durchtrittsquerschnitt des Abgases zugewandte Fläche mit den entsprechenden Flächen des Einsatzstückes 3 und des Gehäuseteils 1 fluchtet.

   In einer Nut im Aussenumfang des Kragens 9 ist ein Kolbenring zur Abdichtung eingelegt.

[0011] An dem aus dem Einsatzstück 3 herausragenden freien Ende des Schaftes 4 greift ferner ein Stellhebel 10 an, der mittels eines Stellringes 11 der Stellvorrichtung die Stellbewegung auf die Schaufel 5 überträgt. Der Stellhebel 10 ist mittels einer Mutter 12 mit untergelegtem Sicherungsblech gegen axiale Verschiebung auf dem Schaft 4 gesichert.

[0012] Das Federelement 6 drückt über den Schaft 4 die Schaufel 5 mit ihrer geraden Oberseite 13 federnd gegen eine ebene starre Anlagefläche 14 eines fest mit dem Gehäuseteil 2 verbundenen Aufsatzstückes 15.

   Durch die federnde Anlage der Oberseite 13 an der festen Anlagefläche 14 werden bei Verstellung der Schaufeln 5 Festkörperpartikel, die sich an der Anlagefläche 14 festsetzen, abgeschabt, und zwar unabhängig von der thermischen Ausdehnung der Schaufeln 5.



  The invention relates to a distributor for a radial turbine of an exhaust gas turbocharger operated with heavy oil reciprocating internal combustion engine with a housing having a housing part, which is intended for turning to the compressor of the turbocharger and with arranged in the housing <> to Flow rate control by means of an adjusting adjustable blades.

In reciprocating internal combustion engines, which are operated with heavy oil, the exhaust gas contains solid particles that can accumulate in the diffuser and thereby disturb the proper functioning of the adjustable blades.

The invention has the object of providing a generic diffuser in such a way that malfunction in the adjustment of the blades are largely avoided.

According to the invention, this problem is solved by

   in that the shafts of the blades are mounted in the housing part of the distributor intended for turning to the compressor of the turbocharger and spring elements are provided in front of the ends of the shafts, which press the shafts for contacting the upper sides of the blades against a contact surface of the opposite housing part.

Due to the continuous investment of the blades with their top on the contact surface and the adjusting movement of the blades, the solid particles that want to settle on this surface, scraped. In addition, thermal expansion of the blades and their bearings can be collected.

   In addition, the thermal stresses, in particular of the spring element by the arrangement of the parts cooperating with the shanks in a housing part which is adjacent to the compressor, minimized, which increases the life of the spring elements.

Preferably, a respective adjusting lever of the adjusting device between the spring element and the blade is coupled to the shaft; So also arranged in a low as possible thermally loaded area.

Advantageously, a pressure piece is used between the spring element and the end facing the shaft, which causes a further thermal decoupling of the spring element from the shaft.

   This measure can be further enhanced by the fact that the pressure piece has an axial bore whose diameter is smaller than the end face of the shank.

Further features of the invention will become apparent from the further dependent claims and a description of an embodiment with reference to the drawing. This shows a section through the invention essential parts of the diffuser.

In the drawing, the compressor of the turbocharger facing housing part are denoted by 1 and the opposite housing part with 2. The housing parts 1 and 2 limit the passage cross-section of a flow channel which is flowed through by the exhaust gas in the direction of flow 8 designated.

   In the housing part 1, an insert 3 is fixed, which forms the storage for a shaft 4 of a blade 5. Advantageously, the insert 3 and the shaft 4 are made of the same material. This prevents disturbing different thermal expansions of these parts during operation.

Before the free end of the shaft 4, a pressure piece 6 is arranged in the housing 1. At the side facing away from the shaft 4 of the pressure piece 6 engages a spring element 7. The spring element 7 is suitably made of a plate spring package.

   The pressure piece 6 may be provided with a bore extending in the longitudinal direction of the axis of the shaft 4 whose diameter is smaller than the diameter of the end of the shaft 4, to keep the heat flow from the shaft 4 to the spring element 7 as low as possible and thus disturbing thermal influences to counteract this element. The shaft 4 has to the passage cross-section of the exhaust gas to an annular collar 9 which is arranged in a recess in the insert 3 and whose the passage cross-section of the exhaust gas facing surface is aligned with the corresponding surfaces of the insert piece 3 and the housing part 1.

   In a groove in the outer circumference of the collar 9, a piston ring is inserted for sealing.

At the protruding from the insert 3 free end of the shaft 4 also engages an adjusting lever 10, which transmits the adjusting movement to the blade 5 by means of a collar 11 of the adjusting device. The adjusting lever 10 is secured by means of a nut 12 with underlayed locking plate against axial displacement on the shaft 4.

The spring element 6 presses on the shaft 4, the blade 5 with its straight top 13 resiliently against a flat rigid contact surface 14 of a fixed part connected to the housing part 2 attachment piece 15th

   As a result of the resilient engagement of the upper side 13 on the fixed contact surface 14, when the blades 5 are adjusted, solid particles which settle on the contact surface 14 are scraped off, independently of the thermal expansion of the blades 5.

Claims

1. distributor for a radial turbine of an exhaust gas turbocharger operated with heavy oil reciprocating internal combustion engine with a housing having a housing part (1), which is intended for turning to the compressor of the turbocharger, and arranged in the housing, for flow control by means of an adjusting device adjustable blades, characterized in that the shafts (4) of the blades (5) are mounted in the dedicated to the compressor of the turbocharger toward housing part (1) of the distributor and before the ends of the shafts (4) spring elements (7) are provided , which press the shafts (4) for abutment of the upper sides (13) of the blades (5) against a contact surface (14) of an opposite housing part (2).

2. Diffuser according to claim 1, characterized in that each one adjusting lever (10) of the adjusting device between the respective spring element (7) and the respective blade (5) with the shaft (4) of the blade (5) is coupled.

3. diffuser according to claim 1 or 2, characterized in that between the respective spring element (7) and the end facing the shank (4), a pressure piece (6) is inserted.

4. diffuser according to claim 3, characterized in that the respective pressure piece (6) has an axial bore whose diameter is smaller than the end face of the respective shaft (4) is dimensioned.

5. Guide device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing surface (14) for the upper sides (13) of the blades (5) by a fixed to the opposite housing part (2) connected to the attachment piece (15) is formed.

6. Guide device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective spring element (7) is formed of a plate spring package.

7. Guide device according to one of the preceding claims, characterized in that for the storage of the shafts (4) inserts (3) in the housing part (1) are provided.

A nozzle according to claim 7, characterized in that the inserts (3) are made of the same material as the shafts (4).