DE10005246C1 - Abgasturbolader - Google Patents

Abstract

Ein Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine weist eine in einem Gehäuse aufgenommene Lagerungseinrichtung zur Abstützung einer Welle des Verdichters auf. DOLLAR A Um einen Abgasturbolader mit hohem Wirkungsgrad zu schaffen ist die Lagereinrichtung als Magnetlagerung mit einem bestrombaren Elektromagneten ausgebildet, der die Welle des Abgasturboladers mit einer magnetischen Stützkraft beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader nach dem Oberbeg­ riff des Anspruches 1.

Abgasturbolader in Brennkraftmaschinen umfassen eine von den Abgasen der Brennkraftmaschine angetriebene Abgasturbine sowie einen Verdichter, der von der Turbine angetrieben wird und der angesaugte Verbrennungsluft auf einen erhöhten Ladedruck ver­ dichtet. Die Rotoren der Abgasturbolader können hohe Drehzahlen erreichen, was zum einen eine sorgfältige Lagerung und zum an­ deren den Anschluss an ein Schmiersystem für die Schmierung der Lager erfordert. Das Schmiersystem des Abgasturboladers ist im allgemeinen an den Ölkreislauf des Motors angeschlossen, wobei grundsätzlich die Gefahr besteht, dass Öl des Ölkreislaufs auf der Turbinenseite oder auf der Verdichterseite in den Abgasbe­ reich bzw. den Luftbereich des Motors gelangt. Der Eintrag von Öl in die Motorluft kann dadurch noch verstärkt werden, dass beim Schließen einer stromauf des Verdichters im Ansaugtrakt angeordneten Drosselklappe ein vergleichsweise starker Unter­ druck im Verdichter wirksam wird, über den zusätzliches Öl in die Motorluft angesaugt wird.

Die Verunreinigung der Luft oder aber auch des Abgases mit Mo­ toröl führt zur Verschmutzung diverser Aggregate der Brenn­ kraftmaschine, insbesondere zu einer Verschmutzung von Rußfil­ tern, Ladeluft- oder Abgasrückführungskühler. Ein weiterer Nachteil liegt neben dem Verlust des Motoröls auch in der ge­ ringeren Lebensdauer des Motoröls, da die hohen Temperaturen auf der Turbinenseite sich nachteilig auf die Haltbarkeit aus­ wirken können. Schließlich wird auch das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine nachteilig beeinflusst.

Ein weiterer Nachteil ist in den reibungsbedingten Lagerverlus­ ten im Bereich der Lagerung der Welle des Abgasturboladers zu sehen. Der Lagerverlustanteil wirkt sich insbesondere im nied­ rigen Motor-Drehzahlbereich aus, bei dem lediglich ein ver­ gleichsweise geringer Abgasgegendruck für den Antrieb des La­ ders zur Verfügung steht, andererseits aber für einen schnellen Momentenaufbau ein erhöhter Ladedruck gewünscht wird. Die rei­ bungsbedingten Lagerverluste wirken sich im niederen Drehzahl­ bereich verhältnismäßig stark aus und stehen einem raschen Auf­ bau an Motormoment entgegen.

Ein weiteres Problem liegt darin, dass insbesondere im Bereich hoher Laderdrehzahlen bereits geringe Störungen des Wellenlaufs zu hohen Unwuchten führen können, die von den Lagern aufgenom­ men werden müssen. Derartige Unwuchten können zu einem vorzei­ tigen Verschleiß und eingeschränkter Leistungsfähigkeit des Ab­ gasturboladers führen.

Aus der Druckschrift EP 0 392 677 B1 ist ein Turbolader mit ei­ ner Lagereinrichtung zur Aufnahme einer im Hochgeschwindig­ keitsbereich betriebenen Welle bekannt, wobei die Lagerungsein­ richtung ein einstellbares Funktionslager umfasst, welches in Abhängigkeit der Drehzahl der Welle zu betätigen ist. Das ein­ stellbare Funktionslager ist koaxial zur Welle angeordnet und besteht aus einem axial verschieblichen, ringähnlichen Lager­ teil, dessen radiale Innenseite auf einem konisch zulaufenden Flächenabschnitt der Welle aufsitzt. Das Lagerteil ist über ei­ ne Hydraulikvorrichtung zwischen einer Außereingriffstellung, in welcher das Lagerteil mit Abstand zum konischen Flächenab­ schnitt der Welle angeordnet ist, und einer Eingriffsstellung, in welcher die korrespondierenden Seiten flächig aneinander liegen, axial verstellbar. Oberhalb einer Schwellendrehzahl wird das Lagerteil in seine Eingriffsposition verstellt, wo­ durch radiale Auslenkbewegungen der Welle, welche insbesondere auf dynamische Unwuchten zurückzuführen sind, unterbunden wer­ den.

Mit einem in dieser Weise ausgebildeten Turbolader ist es zwar möglich, dynamische Unwuchten, welche aus einer unsymmetrischen Gewichtsverteilung der Welle resultieren, und die darauf zu­ rückzuführenden radialen Auslenkungen der Welle zu unterdrü­ cken. Eine Verminderung von Lagerreibung ist mit diesem Abgas­ turbolader jedoch nicht zu erreichen. Es besteht vielmehr das Problem, dass in Eingriffstellung des hydraulisch betätigbaren Funktionslagers durch die Flächenpressung zwischen dem Lager­ teil und der konischen Außenfläche an der Welle die Lagerrei­ bung erhöht wird, was zur Folge hat, dass der verwertbare Leis­ tungsanteil reduziert wird und im übrigen ein Schmiersystem für das Funktionslager benötigt wird.

Zur Reduzierung der Lagerreibung ist in der Druckschrift DE 41 05 258 A1 ein Magnetlager vorgesehen, über das die Welle von Turbomaschinen und Verdichtern gehalten ist. Auf Grund der be­ rührungslosen Lagerung entsteht keine Reibung bei der Rotation der Welle. Diese Druckschrift enthält jedoch keine Angabe über eine variable Einstellung des Ladedruckes und des Abgasge­ gendruckes bei einem Einsatz eines derartigen Magnetlagers in Abgasturboladern.

Eine derartige veränderliche Einstellung, insbesondere in Ab­ hängigkeit von Zustands- und Betriebsgrößen der Brennkraftma­ schine, kann beispielsweise über die Einstellung einer variab­ len Turbinengeometrie der Abgasturbine erreicht werden. Hierbei wird die Turbinengeometrie verändert, wodurch der wirksame Strömungsquerschnitt in der Abgasturbine und demzufolge auch der Abgasgegendruck veränderlich einstellbar ist, was Auswir­ kungen auf die Wellendrehzahl und damit auch auf die Verdich­ terleistung und den einzustellenden Ladedruck hat.

Ein derartiger Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie ist in der DE 197 52 534 C1 beschrieben worden. Die variable Turbinengeometrie ist als Leitgitter ausgeführt, welches in ei­ nem radialen Strömungseintrittsquerschnitt in der Turbine ange­ ordnet ist, wobei durch Verstellung von Leitschaufeln im Leit­ gitter eine veränderliche Einstellung des Strömungsquerschnit­ tes erreicht wird. Die Einstellung der variablen Turbinengeo­ metrie erfolgt üblicherweise durch Messung des Ladedruckes und des Abgasgegendruckes.

Auch bei derartigen Abgasturboladern ist darauf zu achten, dass die Lagerreibung in den die Laderwelle aufnehmenden Lagern ge­ ring gehalten wird, um Leistungsverluste zu reduzieren und ei­ nen guten Wirkungsgrad zu erzielen.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen Abgasturbola­ der anzugeben, der sich bei einem hohen Wirkungsgrad und einem verschleißarmen Betrieb durch eine gute Regelbarkeit auszeich­ net.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst.

Über die Magnetlagerung wird die Welle des Verdichters in einer statischen Gleichgewichtslage gehalten, in welcher die Welle reibungsfrei umlaufen kann. Durch den Wegfall jeglicher Rei­ bungskräfte im Bereich des Magnetlagers kann der reibungsbe­ dingte Verlustanteil gegebenenfalls bis auf Null gesenkt wer­ den. Die reibungsfreie Lagerung bietet darüber hinaus den Vorteil, dass auf ein Schmiersystem verzichtet werden kann, wo­ durch sich zum einen die konstruktive Ausführung des Verdich­ ters vereinfacht und zum anderen das Problem der Ölverschmut­ zung der Ansaugluft bzw. des Abgases und der mit der Ansaugluft bzw. dem Abgas in Kontakt tretenden Aggregate vermieden wird.

Die Reduzierung der Lagerverluste bewirkt außerdem, dass be­ reits bei geringen Drehzahlen eine höhere Laderleistung zur Verfügung steht und ein Ladedruck aufgebaut werden kann, was insbesondere im transienten Bereich zu einem schnellen Anstieg der Ladedruckkurve und dementsprechend einem schnellen Motormo­ mentenanstieg führt.

Die Magnetlagerung ist in konstruktiv einfacher Weise mit einem bestrombaren Elektromagneten ausgeführt, der die Welle des Ver­ dichters mit einer magnetischen Stützkraft beaufschlagt. In dieser Ausführung bildet zweckmäßig der bestrombare Elektromag­ net einen Stator, die Welle des Verdichters dagegen den Rotor. Die Größe der magnetischen Stützkraft ist in einfacher Weise ü­ ber die Bestromung des Stators steuerbar.

Der Verdichter ist Bestandteil eines Abgasturboladers in einer Brennkraftmaschine, wobei der Abgasturbolader vom Druck der Ab­ gase angetrieben wird und diese Bewegung über die Welle auf den Verdichter übertragen wird. Zusätzlich zur Abgasturbine kann als Antrieb auch ein Elektromotor vorgesehen sein, der in be­ stimmten Betriebsbereichen, insbesondere bei niedrigen Drehzah­ len, für einen zusätzlichen oder den alleinigen Antrieb der Welle sorgt und vorteilhaft in höheren Drehzahlbereichen als Generator eingesetzt wird.

Zusätzlich zur reibungsfreien Stabilisierung der Welle des Ver­ dichters bietet die Magnetlagerung weitere Vorteile. In Abhän­ gigkeit einer der die Magnetlagerung bestimmenden Größen kann eine variabel einstellbare Turbinengeometrie der Abgasturbine eingestellt, insbesondere geregelt werden. Hierzu werden die auf die Welle wirkenden Axialkräfte gemessen, wobei diese Axi­ alkräfte als Maßstab für die Druckdifferenz zwischen dem Lade­ druck auf der Ansaugseite und dem Abgasgegendruck auf der Ab­ gasseite herangezogen werden.

Es können auch weitere Aggregate der Brennkraftmaschine, bei­ spielsweise ein die Durchflussmenge beeinflussendes Stellglied in einer Abgasrückführungseinrichtung, in Abhängigkeit einer der die Magnetlagerung bestimmenden Größen eingestellt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der Magnetlagerung ei­ ne Lageregelung unterlegt, bei der die Lage der Welle des Ver­ dichters über einen Sensor festgestellt wird und in einer Re­ gel- und Steuereinheit durch einen Soll-Ist-Vergleich ein Stellsignal erzeugt wird, über das die Bestromung des Elektro­ magneten in der Weise einstellbar ist, dass der Lage-Istwert an einen Sollwert angeglichen wird. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine hohe Dynamik aus, da auf mechanisch träge Stellglie­ der zur Positionierung der Welle verzichtet werden kann und statische Lageänderungen der Welle innerhalb kürzester Reakti­ onszeiten durch eine Änderung in der Bestromung ausgeführt wer­ den können. Darüber hinaus ist eine besonders präzise Einstel­ lung der Lage der Welle möglich.

Alternativ oder ergänzend zu einer Lageregelung kann auch eine Regelung eines anderen Typs, insbesondere eine Kraftregelung, durchgeführt werden.

Die Welle wird vorteilhaft über zwei axial beabstandete radiale Magnetlager bzw. in einer weiteren zweckmäßigen Ausführung über ein axiales Magnetlager am Gehäuse des Verdichters abgestützt, wobei die Radiallager bevorzugt aus vier die Welle in gleichmäßigen Winkelabständen radial umgreifenden Einzelmagneten beste­ hen. In dieser Ausführung können fünf Freiheitsgrade der Welle abgestützt werden, ohne den sechsten Freiheitsgrad - die Wel­ lenrotation - zu beeinflussen.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu ent­ nehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschi­ ne mit Abgasturbolader mit Magnetlagerung,

Fig. 2 einen Abgasturbolader mit Magnetlagerung im Schnitt.

Die Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1 weist eine Mehrzahl von Ag­ gregaten auf, die die Funktion der Brennkraftmaschine beein­ flussen, insbesondere einen Abgasturbolader 2, eine Abgasrück­ führungseinrichtung 10, welche eine einstellbare Verbindung zwischen dem Abgasstrang 4 und dem Ansaugtrakt 6 der Brenn­ kraftmaschine schafft, sowie eine Regel- und Steuereinheit 11, welche die Aggregate der Brennkraftmaschine 1 steuert bzw. re­ gelt. Der Abgasturbolader 2 umfasst in einem Gehäuse 8 eine Ab­ gasturbine 3 im Abgasstrang 4 der Brennkraftmaschine sowie ei­ nen mit der Abgasturbine 3 über eine Welle 7 verbundenen Ver­ dichter 5 im Ansaugtrakt 6 der Brennkraftmaschine. Die Abgas­ turbine 3 ist vorteilhaft mit einer variabel einstellbaren Tur­ binengeometrie 9 ausgestattet, über die der wirksame Turbinen­ eintrittsquerschnitt in Abhängigkeit des Zustandes der Brenn­ kraftmaschine einstellbar ist.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Abgasturbine 3 von den unter dem Abgasgegendruck p₃ stehenden Abgasen im Abgasstrang 4 stromauf der Abgasturbine angetrieben, wobei die Bewegung der Turbine 3 über die Welle 7 auf den Verdichter 5 übertragen wird, welcher mit Umgebungsdruck p_U angesaugte und in einem Luftfilter 12 gereinigte Verbrennungsluft auf einen erhöhten Druck p₂ verdichtet. Nach der Kühlung in einem stromab des Verdichters 5 angeordneten Ladeluftkühlers 13 tritt die Verbrennungsluft mit dem Ladedruck P_2S in den Einlass der Brennkraftmaschine 1 ein.

Die Abgasrückführungseinrichtung 10 umfasst ein einstellbares Rückführungsventil 15 sowie einen Abgasrückführungskühler 14. Der in den Ansaugtrakt zurückgeleitete Abgasmassenstrom wird durch eine entsprechende Einstellung des Abgasrückführungsven­ tils 15 in Abhängigkeit des Zustands der Brennkraftmaschine be­ stimmt.

Auf der Abgasseite der Brennkraftmaschine wird das Abgas nach dem Durchströmen der Abgasturbine 3 sowie eines Schalldämpfers bzw. Katalysators 16 auf den Umgebungsdruck p_U entspannt und in die Atmosphäre abgeleitet.

Die variable Turbinengeometrie 9 kann als axial in den Turbi­ neneintrittsquerschnitt zu verschiebendes Turbinenleitgitter ausgebildet sein oder aber auch als Leitgitter mit drehbaren Leitschaufeln ausgeführt sein. Als variable Turbinengeometrie im weiteren Sinne kommen auch Varioturbinentypen in Frage, ins­ besondere Klappenturbinen.

Die Aggregate der Brennkraftmaschine 1 sind in Abhängigkeit des Zustandes der Brennkraftmaschine über die Regel- und Steuerein­ heit 11 einzustellen. Es werden insbesondere Gaswechselventile 17 in der Brennkraftmaschine, der Abgasturbolader 2 und die Ab­ gasrückführungseinrichtung 10 über die Regel- und Steuereinheit 11 eingestellt.

Wie Fig. 1 weiterhin zu entnehmen, zweigt stromauf einer Dros­ selstelle 18, die im Ansaugtrakt 6 vor dem Verdichter 5 ange­ ordnet ist, eine Verzweigungsleitung 19 ab, über die ein Teil der angesaugten Frischluft in das Gehäuse 8 des Abgasturbola­ ders 2 zur Kühlung des Lagers eingeleitet wird. Über eine Rück­ führleitung 20 wird der abgezweigte Teilstrom der Kühlluft nach dem Austritt aus dem Gehäuse 8 des Abgasturboladers 2 wieder in den Ansaugtrakt 6 zurückgeführt und mündet zweckmäßig stromab der Drosselstelle 18 und stromauf des Verdichters 5 in den An­ saugtrakt.

Der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, dass das Turbinenrad 21 der Turbine 3 des Abgasturboladers 2 über die Welle 7 mit dem Verdichterrad 22 des Verdichters 5 verbunden ist. Die im Gehäuse 8 geführte Welle 7 ist über eine Magnetla­ gerung 23 gegenüber dem Gehäuse 8 abgestützt. Die Magnetlage­ rung 23 sorgt für eine nahezu reibungsfreie, statische Abstüt­ zung der rotierenden Welle 7 im Gehäuse 8 des Abgasturboladers 2. Die Abstützung erfolgt vorteilhaft in der Weise, dass abge­ sehen von der Rotation der Welle 7 um ihre Längsachse sämtliche Wellenfreiheitsgrade durch die Magnetlagerung 23 gebunden und beeinflussbar sind. Die Magnetlagerung 23 umfasst vorteilhaft ein axiales Magnetlager 24, über das die axiale Bewegung der Welle 7 in Richtung ihrer Längsachse abgefangen ist, sowie zweckmäßig zwei radiale Magnetlager 25, 26, welche axial zuein­ ander beabstandet sind und die Welle 7 radial abstützen.

Jedes Magnetlager der Magnetlagerung 23 besteht aus einem oder mehreren bestrombaren, gehäusefest angeordneten Elektromagne­ ten, der axial bzw. radial eine Magnetkraft auf die Welle 7 ausübt. Die gehäusefesten Elektromagnete übernehmen die Funkti­ on eines Stators, die Welle 7 die Funktion eines Rotors. Über die Stärke der Bestromung der Elektromagnete kann die auf die Welle 7 wirkende Magnetkraft beeinflusst werden. Zweckmäßig sind insbesondere die radialen Magnetlager 25, 26 jeweils win­ kelsymmetrisch zur Längsachse der Welle 7 verteilt angeordnet um die Welle 7 radial vollständig einzuschließen. Durch eine gezielte Bestromung der über den Umfang gleichmäßig verteilten Einzelmagnete eines Magnetlagers 25, 26 kann die radiale Posi­ tion der Welle 7 beeinflusst werden, indem durch eine unter­ schiedlich hohe Bestromung eine unterschiedlich hohe Magnet­ kraft in den Einzelmagneten erzeugt wird.

Sowohl die radialen Magnetlager 25, 26 als auch das axiale Ma­ gnetlager 24 halten die Welle 7 in einer statischen Gleichge­ wichtslage, in welcher die Welle 7 berührungsfrei zwischen den Einzelmagneten der Magnetlager gehalten ist.

Das axiale, gehäusefest angeordnete Magnetlager 24, über das die axiale Position der Welle 7 zu beeinflussen ist, besteht aus axial beabstandeten Einzelmagneten, die axial auf unter­ schiedlichen Seiten einer kraftübertragenden, fest mit der Wel­ len 7 verbundenen Scheibe 27 angeordnet sind. Je nach Bestrom­ ung der auf unterschiedlichen Seiten der Scheibe 27 angeordne­ ten Einzelmagnete des Magnetlagers 24 wird eine auf die Scheibe wirkende resultierende Magnetkraft erzeugt, die in Achsrichtung der Welle 7 gerichtet ist und eine axiale Verstellung der Welle 7 in die eine oder die andere Achsrichtung bewirkt.

Zwischen den Einzelmagneten der axial beabstandeten Magnetlager 25, 26 ist ein Isolator 28 angeordnet, der ein gegenseitiges Durchdringen der Magnetfelder der Magnetlager 25 und 26 verhin­ dern soll um sicher zu stellen, dass die einzelnen Magnetlager 25 und 26 unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Zur Bestimmung der Position der Welle 7 im Gehäuse 8 sind Ab­ standssensoren 29 vorgesehen, über die die radiale zweckmäßig aber auch die axiale Position der Welle 7 relativ zum Gehäuse 8 festgestellt werden kann. Bei einer Abweichung der tatsächli­ chen radialen und/oder axialen Lage der Welle 7 von entspre­ chenden Sollwerten werden die Einzelmagnete der Magnetlager in der Weise bestromt, dass die Lage der Welle korrigiert wird und eine Angleichung an die Sollwerte erreicht wird. Dadurch ist es möglich die Störungen, welche im laufenden Betrieb des Abga­ sturboladers auftreten könne, auszugleichen. Auf Grund der ver­ gleichsweise geringen Eigendynamik der Magnetlager kann die La­ gekompensation mit sehr geringer zeitlicher Verzögerung durch­ geführt werden.

Im Bereich eines Eintrittsstutzens 30, über den die angesaugte Verbrennungsluft dem Verdichter 5 zuzuführen ist, kann ein Ver­ stärker bzw. eine Leistungselektronik und/oder ein Regler 31 für den Soll-Ist-Abgleich der Position der Welle 7 sowie die Erzeugung und Verstärkung eines Stromsignals für die Magnetla­ ger vorgesehen sein. Die Anordnung im Eintrittsbereich des Ver­ dichters 5 sorgt für eine ausreichende Kühlung von Verstärker bzw. Regler 31, welcher zweckmäßig in der Wandung des Ein­ trittsstutzens 30 angeordnet ist.

Um die wärmeentwickelnden Einzelmagnete der Magnetlager zu küh­ len wird ein Teilstrom der angesaugten Verbrennungsluft strom­ auf des Eintritts in den Verdichter 5 des Abgasturboladers 2 abgezweigt und über eine Lufteintrittsöffnung 32 im Gehäuse 8 des Laders in Pfeilrichtung 33 radial einem inneren Lagergehäu­ se 36 zu geführt, in welchem die Magnetlager zur Stützung der Welle 7 aufgenommen sind. Die zugeführte Verbrennungsluft kühlt das innere Lagergehäuse 36 und die darin aufgenommenen Magnet­ lager und verlässt radial das Gehäuse 8 über eine Luf­ taustrittsöffnung 34 in Pfeilrichtung 35. Nach dem Austritt aus dem Gehäuse 8 wird die Verbrennungsluft zweckmäßig wieder in den Ansaugtrakt stromauf des Verdichters eingeleitet und dem Verdichter zugeführt.

Alternativ zu einer Luftkühlung kann auch eine Wasserkühlung zur Kühlung des Verstärkers bzw. Reglers 31 und/oder der Ma­ gnetlager vorgesehen sein.

Zur thermischen Isolation des Turbinenrades 21 gegenüber der Magnetlagerung 23 kann axial zwischen dem Turbinenrad 21 und dem Magnetlager 23 ein Hitzeschild 37 angeordnet sein.

Um eine unzulässig hohe Abweichung der Position der Welle 7 vom Sollzustand zu vermeiden, können Fanglager 38, 39 angeordnet sein, die die Position der Welle 7 radial, zweckmäßig aber auch axial abfangen. Sofern die statische Position der Welle 7 in­ nerhalb eines gegebenen Toleranzspektrums liegt, kommt die Wel­ le 7 mit den Fanglagern 38, 39 nicht in Berührung. Falls das Toleranzspektrum überschritten wird, wird die weitere radiale bzw. axiale Auslenkung der Welle 7 durch die Fanglager aus Si­ cherheitsgründen begrenzt.

Es kann vorteilhaft sein, an Stelle oder zusätzlich zur Lagere­ gelung der Welle eine Kraftregelung vorzusehen. Die Informatio­ nen über den Istzustand der Welle, welche über entsprechende Sensoren ermittelt werden, können der Regelung von Zustandsgrö­ ßen weiterer, der Brennkraftmaschine zugeordneter Aggregate verwendet werden. Es kann beispielsweise zweckmäßig sein, in Abhängigkeit der Axialkräfte, welche von der Welle 7 auf das Gehäuse ausgeübt werden, auf die Druckdifferenz zwischen Lade­ druck und Abgasgegendruck zu schließen und diese Druckdifferenz der Regelung insbesondere der Abgasrückführmenge und/oder des über die variable Turbinengeometrie einstellbaren Turbinenein­ trittsquerschnitts zu Grunde zu legen.

Claims (8)

1. Abgasturbolader, mit einer in einem Gehäuse (8) aufgenomme­ nen Lagerungseinrichtung zur Abstützung einer Welle (7) eines Verdichters (5), wobei die Lagereinrichtung als Magnetlagerung (23) mit einem bestrombaren Elektromagneten ausgebildet ist, der die Welle (7) des Verdichters (5) mit einer magnetischen Stützkraft beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine des Abgasturboladers eine variabel ein­ stellbare Turbinengeometrie aufweist, dass eine Kraft- Messeinrichtung zur Messung der auf die Welle (7) wirkenden A­ xialkräfte vorgesehen ist und dass das in der Kraft- Messeinrichtung erzeugte Messsignal einer Regel- und Steuerein­ heit (11) zuführbar ist, in der ein die variable Turbinengeo­ metrie (9) beaufschlagendes Stellsignal in Abhängigkeit des Messsignals erzeugbar ist.

2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Welle (7) über einen Sensor feststellbar ist und in einer Regel- und Steuereinheit (11) ein die Bestromung des Elektromagneten einstellendes Stellsignal zur Angleichung der Lage der Welle (7) an einen Sollwert erzeugbar ist.

3. Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (7) radial mittels zumindest eines radialen Mag­ netlagers (25, 26) abgestützt ist.

4. Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei axial beabstandete radiale Magnetlager (25, 26) vor­ gesehen sind.

5. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (7) axial mittels zumindest eines axialen Mag­ netlagers (24) abgestützt ist.

6. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor für den Antrieb der Welle (7) vorgesehen ist.

7. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom der Ansaugluft zur Kühlung des Elektromagne­ ten in das Gehäuse (8) geleitet wird.

8. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Lufteintritt (32) des Verdichters (5) ein Stromverstär­ ker und/oder ein Regler (31) angeordnet ist.