DD232524A1 - Waermedaemmeinrichtung fuer ungekuehlte abgasturbolader - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Waermedaemmeinrichtung fuer ungekuehlte Abgasturbolader, vorzugsweise zum Einbau in innengelagerte Abgasturbolader mit Radialturbine. Ziel der Erfindung ist es, ohne Zufuhr zusaetzlichen Schmieroeles oder eines anderen Kuehlmediums das Schmieroel zuverlaessig vor Ueberhitzung zu schuetzen und nach Abschaltung des Abgasturboladers eine Schaedigung der Lagerung durch Strahlungswaerme zu verhindern. Die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die auch nach Abschaltung der Anlage die Lager zuverlaessig vor Strahlungswaerme schuetzt, wird dadurch geloest, dass ein Waermeschild aus zwei auf ihrer gesamten Oberflaeche miteinander verbundenen Teilschilden aus Werkstoffen unterschiedlicher Waermeausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist, der einerseits das Schmieroel von den hochtemperaturbeaufschlagten Wandpartien fernhaelt und andererseits nach Abschaltung der Anlage bei Temperaturbelastung die Waermebruecke selbsttaetig unterbricht. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Wa rraedäminein rieht ung für ungekühlte Abgasturbolader

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Wärmedämmeinrichtung für ungekühlte Abgasturbolader, vorzugsweise zum Einbau in innengelagerte Abgasturbolader mit Radialturbine·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ungekühlte, insbesondere innengelagerte Abgasturbolader mit Radialturbine weisen in der Regel zwischen der Turbine und der Lagerung eine Trennwand auf, die, mit Wellendichtungselementen versehen, das gasführende Turbinengehäuse gegen den Lagerraum abdichtet. Diese Trennwand wird durch die heißen Motorabgase mit hohen Temperaturen beaufschlagt.

Derartige Anordnungen haben den Nachteil, daß einerseits das aus dem turbinenseitigen Lager austretende Schmieröl in direkten Kontakt mit der heißen Trennwand treten kann und dadurch unzulässig überhitzt wird und andererseits nach Abschaltung des Abgasturboladers und damit Wegfall der Kühlwirkung des Schmieröles die von der Trennwand durch Strahlung abgegebene Wärme schädigend auf die Lager einwirkt.

Es sind Anordnungen bekannt geworden, bei denen die Trennwand durch zusätzlich zum Schmierölbedarf der Lager zugeführ-

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tes oder von der verdichterseitigen Lagerung herangeführtes Schmieröl gekühlt wird· (DE-OS 2 735 034, DE-PS 2 945 272)

Der Nachteil dieser Ausführungen besteht in dem zusätzlichen Schmierölbedarf (DE-OS 2 735 034) und dem aufwendigen Aufbau zur Heranführung des Öles von der Verdichterseite (DE-PS 2 945 272) sowie ebenfalls in dem schädigenden Einfluß der Strahlungswärme nach Abschaltung des Abgasturboladers. Außerdem ist bei Taupunktunterschreitung an der gekühlten Trennwand mit Tieftemperaturkorrosion bei Schwerölbetrieb des Dieselmotors zu rechnen!·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die ohne Zufuhr zusätzlichen Schmieröles oder eines anderen Kühlmediums das Schmieröl zuverlässig vor Überhitzung schützt und nach Abschaltung des Abgasturboladers eine Schädigung der Lagerung durch Strahlungswärme verhindert·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu entwickeln, die bei Betrieb des Abgasturboladers den Kontakt des Schmieröles mit der heißen Trennwand verhindert und nach Abschaltung desselben/ ohne sich selbst wesentlich aufzuheizen=, die" Strahlungswärme von der Lagerung fernhält. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein trichterförmiger Wärmeschild, der in seiner dickenmäßigen Zusammensetzung zumindest im freien Endbereich aus mindestens zwei auf ihrer gesamten Oberfläche miteinander verbundenen Teilschilden aas Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, einerseits mit seiner größten öffnung mit, der kühlen Wand des Zentralgehäuses fest.verbunden ist und andererseits mit dem freien Ende unter Bildung einer Berührungslinie an der heißen Trennwand öldicht anliegt-, wobei die Seite mit der höchsten Wärmeausdehnung der heißen Trennwand zugeneigt ist·

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmeschild an seinem freien Ende abgerundet oder zugespitzt.

AusfUhrungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert· Es zeigen:

Fig, 1: einen Teilschnitt durch die Turbinenseite eines Abgasturboladers mit erfindungsgetnäß eingebautem Wärmeschild,

Fig*. 2: ein erfindungsgemäß ausgebildeter Wärmeschild mit angrenzenden Bauteilen,

Fig. 3: weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wärmeschildes.

Die Welle 1 eines innengelagerten Abgasturboladers mit Radialturbine ist drehbar über ein turbinenseitiges Radiallager 2 und ein nicht gezeigtes verdichterseitiges Radiallager in einem Zentralgehäuse 5 abgestützt. Ein in unmittelbarer Nähe des turbinenseitigen Radiallagers 2 angeordnetes Axialdrucklager 3 dient zur Aufnahme des Axialschubes der Welle 1, An beiden Wellenenden sind das nicht gezeigte Verdichterrad und das Turbinenrad 4 fliegend angeordnet. Am Zentralgehäuse 5 ist ein das Turbinenrad 4 umschließendes Turbinengehäuse 6 befestigt. Eine in unmittelbarer Nähe des turbinenseitigen Radiallagers 2 und Axialdrucklagers 3 angeordnete ölschleuderscheibe 11 sorgt in Verbindung mit einer Kolbenringdichtung, bestehend aus einem Kolbenring 12 und einem Gegenstück 13, für die Abdichtung des ölrauraes 14 gegen den gasführenden Rr»um 16 hinter dem Turbinenrad 4.

Mit der, der Turbine zugewandten kühlen Wand 15 des Zentralgehäuses 5 ist ein erfindungsgemäßer Wärmeschild 7, bestehend aus Teilschilden 7.1 und 7.2 aus Werkstoffen unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten, fest verbunden, der andererseits an der heißen Trennwand 8 des Gegenstückes 13 an einem

radial innen liegenden, der Welle unmittelbar benachbarten Bereiche lose, aber ausreichend gegen öl dichtend, anliegt. Durch die im wesentlichen nur linienförmige Berührung ist der Wärraeeintrag in den Wärmeschild 7 nur gering. Dieser Wärmeschild 7 schirmt beim Betrieb des Turboladers die von der heißen Trennwand 8 abgestrahlte Wärme gegenüber der Lagerung ab. Die über die Berührungslinie 9 des Wärmeschildes 7 mit der heißen Trennwand 8 eingeleitete Wärme wird durch das unmittelbar aus dem Radiallager 2 und dem Axialdrucklager 3 austretende und von der olschleuderscheibe 11 auf den Wärmeschild 7 abgespritzte öl abgeführt, wobei dem öl der Zutritt zu der heißen Trennwand 8 verwehrt wird.

Entfällt durch Abschaltung des Abgasturboladers die Benetzung des Wärmeschildes 7 mit öl oder wird der Wärmeeintrag über die Berührungslinie 9 anderweitig zu hoch, wird der Wärmeschild 7 durch die unterschiedliche Wärmedehnung der Teilschilde 7.1 und 7.2 - wie aus Figur 2 ersichtlich - elastisch verforrat und unterbricht unter Bildung eines Spaltes 10 die Wärmebrücke zu der heißen Trennwand 8. Hierbei geht zwar die Dichtfunktion an der Berührungslinie verloren, ist jedoch infolge des fehlenden Schmierölstromes auch nicht mehr nötig. Der Vorteil der Erfindung besteht in der selbsttätigen Unterbrechung der Wärmebrücke des Wärmeschildes zur heißen Trennwand bei Überhitzung desselben, insbesondere bei nicht mehr benötigter Dichtfunktion.

Claims (2)

- 5 Erfindungsansprüche:

1· Wärmedämmeinrichtung für ungekühlte Abgasturbolader, gekennzeichnet dadurch, daß ein trichterförmiger Wärmeschild (7), der in seiner dickenmäßigen Zusammensetzung zumindest im freien Endbereich aus mindestens zwei auf ihrer gesaraten Oberfläche miteinander verbundenen Teilschilden (7.1 und 7,2) aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, einerseits an seiner größten öffnung mit der kühlen Wand (15) des Zentralgehäuses (5) fest verbunden ist und andererseits mit dem freien Ende unter Bildung einer Berührungslinie (9) an der heißen Trennwand (8) öldicht anliegt, wobei die Seite mit der höchsten Wärmeausdehnung der heißen Trennwand (8) zugeneigt ist«

2· Wärmedämmeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch^ daß der Wärmeschild (7) an seinem freien Ende abgerundet oder zugespitzt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen