DE10011419C2 - Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brenn­ kraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der Druckschrift DE 36 28 687 A1 wird ein Abgasturbolader beschrieben, der eine Abgasturbine, welche im Abgasstrang ange­ ordnet ist und vom Abgasgegendruck der Brennkraftmaschine ange­ trieben wird, sowie einen Verdichter im Ansaugtrakt, der über eine Welle von der Abgasturbine betrieben wird und der ange­ saugte Frischluft auf einen erhöhten Ladedruck verdichtet, um­ fasst. Die Welle des Abgasturboladers ist über zwei Wälzlager im Verdichtergehäuse abgestützt. Um eine schwingungsgedämpfte Lagerung zu erreichen, ist jeweils mindestens ein Wälzlager un­ ter Einschluss eines spaltförmigen Dämpfungsraumes als hydrau­ lisches Polster und/oder unter Einschluss eines radialwirkenden Federkörpers im Verdichtergehäuse abgestützt. Diese Art der La­ gerung stellt ein Feder-Dämpfer-System dar, über das vermieden werden kann, dass sich die kritische Drehzahl der Welle im Nah­ bereich der Höchstdrehzahl des Abgasturboladers einstellen kann.

Derartige Rotorlagerungen beinhalten grundsätzlich im Hinblick auf die Reibung in der Lagerstelle zwischen der Welle and der Lageraufnahme ein Verbesserungspotenzial in Bezug auf den Tur­ bolader-Wirkungsgrad. Insbesondere im Bereich geringer Lader­ drehzahlen geht ein erheblicher Prozentsatz der Turbinenleis­ tung als Lagerverlustleistung verloren, so dass im Teillastbe­ reich der Brennkraftmaschine ein lediglich reduzierter Ladedruck aufgebaut werden kann, was sich in einem verzögertem An­ sprechverhalten der Brennkraftmaschine während der Beschleuni­ gung bemerkbar macht.

Ein weiteres Problem liegt darin, dass die Lager mit Schmieröl versorgt werden müssen, was eine Ölpumpe und eine Ölzufuhrlei­ tung zu den Lagern voraussetzt, wobei die Ölzufuhr üblicherwei­ se über den Ölkreislauf der Brennkraftmaschine erfolgt. Aus konstruktiven Gründen kann nicht ausgeschlossen werden, dass sowohl auf der Turbinenseite als auch auf der Verdichterseite im Abgasturbolader Leckagen auftreten, über die Schmieröl in die Abgasseite oder in die Luftseite des Motors austritt. Zu­ sätzlich zur Belastung der Luft und des Abgases mit Schmieröl ist auch eine Ölverschmutzung diverser Bauteile der Brennkraft­ maschine zu befürchten, beispielsweise eines Ladeluft- und Ab­ gasrückführkühlers oder eines Rußfilters.

Der unerwünschte Eintrag des Schmieröls in Luft und Abgas be­ ziehungsweise die Verschmutzung diverser Bauteile mit Öl bedeu­ ten auch einen Verlust an Schmieröl, der regelmäßig ausgegli­ chen werden muss. Die hohen Temperaturen auf der Abgasseite im Bereich der Turbine schädigen außerdem das Öl, die Lebensdauer des Öls ist reduziert.

Aus der Druckschrift JP 57154516 A ist ein Abgasturbolader mit einer luftgelagerten Welle zwischen Verdichter und Abgasturbine bekannt. Die Luftlagerung bietet den Vorteil einer nahezu rei­ bungsfreien Bewegung der rotierenden Teile des Abgasturbola­ ders. Zusätzlich zu der Luftlagerung, welche die Welle radial abstützt, ist auch ein magnetisches Axiallager zur axialen Ab­ stützung der Welle vorgesehen.

Damit das Luftlager einwandfrei funktionieren kann, muss sich im Lager zwischen rotierender Welle und der stationären, gehäuseseitigen Lageraufnahme ein Luftpolster ausbilden. Der Aufbau des Luftpolsters benötigt einen gewissen Zeitraum, so dass ins­ besondere bei transienten Anfahrvorgängen des Abgasturboladers die Gefahr besteht, dass sich noch kein ausreichendes Luftpols­ ter ausgebildet hat, welches für eine reibungsfreie Lagerung erforderlich ist. Die Welle wird in diesem Betriebszustand in Kontakt mit der Lageraufnahme kommen, wodurch Reibung entsteht, die zu einem erhöhten Anfahrmoment und zu Verschleiß führt.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, den Wirkungsgrad ei­ nes Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine zu verbessern. Zweckmäßig soll auch die Wartungsfreundlichkeit der Brennkraft­ maschine und die Lebensdauer des Abgasturboladers verbessert werden.

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

Gemäß der Neuerung ist das Lager der Rotorwelle des Abgasturbo­ laders im Gehäuse berührungslos ausgebildet, indem die Welle zumindest im Betrieb des Abgasturboladers auf Abstand - mit ei­ nem Lagerspalt - zur gehäusefesten Lageraufnahme gehalten ist. Dadurch ist eine nahezu reibungsfreie Lagerung der Welle im Ge­ häuse möglich, wodurch der Wirkungsgrad des Laders insbesondere bei niedrigen Drehzahlen wesentlich verbessert ist, da prak­ tisch keine Lagerverluste mehr auftreten. Das Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine ist verbessert, weil bereits im niedri­ gen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine und einem entspre­ chend geringen Abgasgegendruck eine nennenswerte Turbinenleis­ tung erzeugt werden kann, welche über die Welle auf den Ver­ dichter übertragen wird, der somit bereits im unteren Drehzahl­ bereich eine Steigerung des Ladedrucks und damit einhergehend eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine bewirkt.

Die reibungsfreie Lagerung hat außerdem zur Folge, dass auf den Einsatz von Schmieröl verzichtet werden kann, wodurch einer­ seits die Konstruktion des Abgasturboladers wesentlich verein­ facht wird, weil Ölzufuhreinrichtungen zum Lader nicht mehr be­ nötigt werden, und wodurch andererseits die Problematik einer unerwünschten Ölverschmutzung der Ansaugluft, des Abgases oder diverser Aggregate der Brennkraftmaschine vermieden wird. Au­ ßerdem ist keine Beeinträchtigung der Qualität des Motoröls auf Grund einer unerwünscht starken Erwärmung des Öls zu befürch­ ten, zudem treten keine zusätzlichen Ölverluste auf.

Das zusätzliche Kontaktlager ist als Wälzlager ausgebildet, welches in Betriebszuständen, in denen die Tragkraft des berüh­ rungslosen Lagers nicht ausreicht, zum Tragen kommt. Das Kon­ taktlager bietet insbesondere bei Verwendung eines Luftlagers den Vorteil, dass die beim Anfahren eines aerodynamischen Luft­ lagers auftretende Trocken- bzw. Mischreibung, welche zu einem erhöhten Anfahrmoment und zu Verschleiß führt, durch das Kon­ taktlager kompensiert bzw. reduziert werden kann.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist das Lager als Luftlager ausgebildet, bei welchem zwischen der Welle und der gehäusefesten Lageraufnahme ein Luftspalt ausgebildet ist. In den Luftspalt strömt Luft, welche zweckmäßig über eine Luft­ zufuhreinrichtung zuführbar ist, wobei das Luftlager vorteil­ haft als aerodynamisches Lager ausgebildet ist, bei welchem die zugeführte Luft durch den Luftspalt hindurch strömt, wodurch ein tragendes Luftkissen erzeugt wird. Infolge der Kompressibi­ lität der Luft bildet sich bei der Rotation der Welle ein Über­ druck- und ein Unterdruckgebiet aus, wobei die Druckdifferenz für eine Justierung bzw. Zentrierung der Welle in der Lagerauf­ nahme sorgt.

Alternativ zu einem aerodynamischen Lager kann auch ein aerostatisches Lager eingesetzt werden, bei dem Luft von außen in den Lagerspalt gedrückt wird. Unter Belastung des Lagers bildet sich im verengten Lagerspalt ein höherer Druck aus als im er­ weiterten Lagerspalt; diese Druckdifferenz bewirkt die Tragfä­ higkeit. Aerostatische Lager kommen zweckmäßig bei Wellen zum Einsatz, bei denen eine höhere Belastung zu erwarten ist.

Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführung, die sowohl alter­ nativ als auch ergänzend zum Luftlager eingesetzt werden kann, ist das Lager als magnetisches Lager ausgebildet und bildet insbesondere einen Teil eines Elektromotors, bei dem die Welle des Abgasturboladers bzw. ein mit der Welle verbundenes und um­ laufendes Bauteil mit dem Rotor bzw. Läufer des Elektromotors identisch ist. Die Ausführung als Elektromotor bietet den Vor­ teil, dass zusätzlich zur berührungslosen und reibungsfreien Lagerung der Welle ein Zusatzantrieb der Welle gegeben ist, welcher insbesondere in Bereichen niedrigen Abgasgegendruckes zugeschaltet werden kann, um eine Ladedruckerhöhung zu errei­ chen. In Bereichen höheren Abgasgegendrucks kann dagegen der E­ lektromotor als Generator betrieben werden.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnun­ gen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, welche über einen Luftspeicher zur Versorgung der Luftlager des Abgasturboladers verfügt,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Abgasturbolader, dessen Welle berührungslos im Ladergehäuse gehalten ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Abgasturbolader in einer weiteren Ausführung, welcher zusätzlich zum berüh­ rungslos arbeitenden Lager ein Kontaktlager aufweist.

In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine 1 ist ein Abgas­ turbolader 2 zugeordnet, der einen Verdichter 4 im Ansaugtrakt 3 und eine Turbine 5 im Abgasstrang 6 umfasst. Die Abgasturbine 5 wird von den unter Druck stehenden Abgasen der Brennkraftma­ schine angetrieben. Die Rotationsbewegung der Abgasturbine 5 wird über eine Welle 7 auf den Verdichter 4 übertragen, der Verbrennungsluft mit dem Umgebungsdruck p_um ansaugt und auf ei­ nen erhöhten Ladedruck p₂ verdichtet.

Die Turbine 5 ist zweckmäßig mit einer variablen Turbinengeo­ metrie 8 ausgestattet, welche es erlaubt, den wirksamen Turbi­ neneintrittsquerschnitt in Abhängigkeit des Zustands der Brenn­ kraftmaschine variabel einzustellen. Hierdurch kann sowohl in der befeuerten Antriebsbetriebsweise als auch im Motorbremsbetrieb eine Steigerung der Antriebsleistung bzw. Bremsleistung erzielt werden. Die variable Turbinengeometrie kann als axial verschiebliches Leitgitter, als Leitgitter mit Drehschaufeln o­ der auch als Varioturbine ausgeführt sein, welche beispielswei­ se als Klappenturbine mit einer zum Turbinenrad weisenden Flut ausgebildet ist, die über eine Klappe abgesperrt werden kann.

Im Ansaugtrakt 3 der Brennkraftmaschine ist ein Luftfilter 9 vorgesehen, in welchem die mit Umgebungsdruck p_um angesaugte Verbrennungsluft gefiltert wird. Nach der Filtetung wird die gereinigte Verbrennungsluft mit dem Druck p₁ dem Verdichter 4 zugeleitet. Unmittelbar stromab des Verdichters 4 weist die verdichtete Verbrennungsluft den Ladedruck p₂ auf. Die verdich­ tete Verbrennungsluft wird zunächst in einem Ladeluftkühler 10 gekühlt und wird anschließend dem Zylindereinlass des Motors mit dem Ladedruck p_2s zugeführt.

Weiterhin ist ein Abgasrückführungssystem 11 vorgesehen, wel­ ches aus einem einstellbaren Rückführventil 12 in einer Rück­ führleitung 13 zwischen dem Abgasstrang 6 und dem Ansaugtrakt 3 sowie einem Abgasrückführungskühler 14 stromab des Ventils 12 in der Rückführleitung 13 besteht.

Stromab der Turbine 5 ist im Abgasstrang 6 ein Schalldämpfer und ein Katalysator 15 angeordnet. Das Abgas im Abgasstrang 6 tritt mit dem Abgasgegendruck p₃ in die Turbine 5 ein, stromab der Turbine 5 besitzt das Abgas den entspannten Austrittsdruck p₄, mit dem das Abgas dem Schalldämpfer bzw. Katalysator 15 zu­ geführt wird. Nach dem Durchströmen des Schalldämpfers bzw. Ka­ talysators wird das gereinigte Abgas mit dem Umgebungsdruck p_um in die Atmosphäre entlassen.

Der Abgasturbolader 2 weist vorteilhaft eine Luftlagerung auf, über die die Welle 7 des Abgasturboladers 2 berührungslos und reibungsfrei in einer Lageraufnahme des Ladergehäuses gehalten ist. Um die Luftlagerung zu unterstützen und aufrecht zu erhal­ ten, ist eine Luftzufuhreinrichtung 16 vorgesehen, über die dem Luftlager im Abgasturbolader 2 bei Bedarf oder permanent Luft zuführbar ist, gegebenenfalls unter Überdruck stehende Luft. Die Luftzufuhreinrichtung 16 umfasst einen Luftspeicher 17, der über Luftzufuhrleitungen 18a, 18b und 18c mit diversen Luftla­ gern im Abgasturbolader 2 kommuniziert, ein einstellbares Luft­ versorgungsventil 19 in der Zufuhrleitung 18a sowie einen dem Luftversorgungsventil 19 nachgeordneten Luftfilter 20. Weiter­ hin ist eine Pumpe 21 vorgesehen, welche vom Motor betrieben wird und die den Luftspeicher 21 mit Luft versorgt.

Gegebenenfalls kann die Luftzufuhreinrichtung 16 auch unmittel­ bar von der Luftpumpe 21 versorgt werden. In diesem Fall kann auf einen Luftspeicher verzichtet werden.

Der Abgasturbolader 2 weist ein erstes, als Radiallager 22 aus­ gebildetes Luftlager sowie ein zweites, als Radial-/Axiallager 23 ausgebildetes Luftlager auf, wobei das erste Radiallager 22 im Bereich des Verdichters 4 und das zweite Radial-/Axiallager 23 symmetrisch im Lader zwischen Verdichter 4 und Turbine 5 an­ geordnet ist. Die Luftzufuhrleitung 18b mündet axial in das Ra­ diallager 22, die Luftzufuhrleitung 18c mündet radial in das Radial-/Axiallager 23.

Weiterhin ist der Brennkraftmaschine 1 eine Regel- und Steuer­ einheit 24 zugeordnet, über die die diversen Aggregate der Brennkraftmaschine sowie die Brennkraftmaschine selbst zu steu­ ern bzw. zu regeln sind. Die Regel- und Steuereinheit 24 kommu­ niziert mit Stellgliedern von Bremsventilen 25 in der Brenn­ kraftmaschine, mit Einspritzeinrichtungen der Brennkraftmaschi­ ne, mit Luftzufuhreinrichtungen für die Brennkraftmaschine, mit dem Abgasrückführungssystem 11, mit dem Stellorgan der variablen Turbinengeometrie 8 der Abgasturbine 5, mit dem Luftversor­ gungsventil 19 der Luftzufuhreinrichtung 16 sowie mit der Pumpe 21, welche der Luftzufuhreinrichtung 16 zugeordnet ist.

In Fig. 2 ist ein berührungslos und reibungsfrei gelagerter Ab­ gasturbolader 2 im Querschnitt dargestellt. Der Abgasturbolader 2 mit dem Verdichter 4 und der Turbine 5 in einem Ladergehäuse 26 weist die zwei Lager 22 und 23 auf, die im Ausführungsbei­ spiel als Luftlager ausgebildet sind und über die die Welle 7 des Abgasturboladers 2 gegenüber dem Ladergehäuse 26 abgestützt ist. Das Lager 22 ist als Radiallager ausgebildet, es befindet sich auf Verdichterseite 4 im Verdichtergehäuse 28, welches ei­ nen Teil des Ladergehäuses 26 bildet. Das Radiallager 22 er­ streckt sich axial in den Lufteinlasskanal 29 des Verdichters 4. Das Radiallager 22 besteht wellenseitig aus einer inneren Lagerhülse 30, welche mit der Welle 7 des Abgasturboladers 2 verbunden ist, und gehäuseseitig aus einem äußeren, etwa hohl­ zylindrischen, die innere Lagerhülse 30 radial umgreifenden La­ gerungselement 31, welches fest mit dem Verdichtergehäuse 28 verbunden ist, insbesondere mit Tragrippen 32, welches sich ra­ dial zwischen der inneren Kanalwand des Lufteinlasskanals 29 und dem äußeren Lagerungselement 31 erstrecken. Die innere La­ gerhülse 30 ist lösbar mit der Welle 7 verbunden.

Um das Dämpfungsvermögen der Lagerung zu erhöhen, ist die Wand­ stärke der inneren Lagerhülse 30 sehr dünn gehalten, wodurch eine geometrische Verformung ermöglicht wird, die eine Materi­ aldämpfung bewirkt. Eine zusätzliche Dämpfung wird durch die Halterung des äußeren Lagerungselementes 31 an den radial ver­ laufenden Tragrippen 32 erzielt.

Das Radiallager 22 ist vorteilhaft als Luftlager ausgebildet, insbesondere als aerodynamisches Luftlager. Zwischen der Außen­ seite des im Betrieb des Laders rotierenden inneren Lagerhülse und der Innenseite des gehäusefest gehaltenen äußeren Lage­ rungselementes 31 ist ein ringförmiger Luftspalt 33 gebildet, der im Betrieb des Laders von Luft durchströmt wird, wodurch sich ein tragendes Luftkissen zwischen rotierender Lagerhülse 30 und feststehendem Lagerungselement 31 ausbildet.

Der ringförmige Luftspalt 33 wird vorteilhaft axial durch­ strömt. Das äußere Lagerungselement 31 weist auf der dem Ein­ gang des Lufteinlasskanals 29 zugewandten Seite ein kuppelför­ miges Element 34 auf, das mit einer Lufteintrittsöffnung verse­ hen ist, welche mit der Luftzufuhrleitung 18b verbunden ist. Ü­ ber die Luftzufuhrleitung 18b wird Luft, gegebenenfalls unter Überdruck, in den Innenraum des äußeren Lagerungselements 31 eingeblasen. Die eingeblasene Luft strömt in den ringförmigen Luftspalt 33 zwischen Lagerhülse 30 und Lagerungselement 31 und durchströmt diesen Luftspalt 33 in Achsrichtung, wodurch das tragende Luftkissen gebildet wird. Auf der dem Lufteintritt ge­ genüberliegenden Stirnseite befindet sich zwischen innerer La­ gerhülse 30 und äußerem Lagerungselement 31 eine Übertrittsöff­ nung 35, über die die den Luftspalt 33 axial durchströmende Luft wieder in den Lufteinlasskanal 29 des Verdichters 4 ein­ tritt.

Alternativ oder zusätzlich zum axialen Eintritt der einströmen­ den Luft in den Luftspalt 33 kann es auch zweckmäßig sein, die Luft radial in den ringförmigen Luftspalt 33 einzuführen. Die inneren Lagerhülse 30 besteht aus einer inneren Wandung 36 und einer äußeren Wandung 37, wobei zwischen innerer und äußerer Wandung 36 bzw. 37 ein innerer Ringraum 38 gebildet ist. Der innere Ringraum 38 ist an einer axialen Stirnseite offen; durch diese Öffnung kann Luft in den inneren Ringraum 38 einströmen, welche über zweckmäßig in der äußeren Wandung 37 eingebrachte Radialöffnungen in den ringförmigen Luftspalt 33 wieder aus­ strömen kann.

Etwa zentrisch im Abgasturbolader 2 befindet sich ein weiteres Lager 23, welches als Radial-/Axiallager ausgebildet ist und zweckmäßig ebenfalls ein Luftlager ist. Das Lager 23 hat sowohl eine radiale als auch eine axiale abstützende Funktion. Wellen­ seitig besteht das Lager 23 aus einer inneren Lagerhülse 40, welche fest mit der Welle 7 verbunden ist, sowie einer radial auf der inneren Lagerhülse 40 aufsitzenden Lagerscheibe 39, die fest mit der Lagerhülse 40 verbunden ist. Die Lagerscheibe 39 ist in einem Ringraum geführt, welcher zu beiden axialen Seiten und zur radial außenliegenden Seite von einem gehäusefesten Ringelement 41 begrenzt ist. Der Ringraum im Ringelement 41 ist in der Weise dimensioniert, dass zwischen der Lagerscheibe 39 und den Innenwänden des Ringraumes axial und radial ein Luft­ spalt gebildet ist, in welchem sich ein tragendes Luftkissen ausbilden kann. Auf der Umfangseite des Ringelements 41 sind Lufteinströmöffnungen vorgesehen, die mit Zufuhrleitungen 18c verbunden sind, über die dem Ringraum Luft zuführbar ist. Die in den Ringraum radial eingeblasene Luft kann über Dichtspalte 42 und 43 wieder austreten, wobei die Dichtspalte 42 und 43 auf der radial innenliegenden Seite des gehäusefesten Ringelements 41 liegen und sich auf axial gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf die Lagerscheibe 39 erstrecken. Der Dichtspalt 42 liegt auf der dem Verdichter 4 zugewandten Seite, über den Dichtspalt 42 kann Luft aus dem Ringraum in den Luftströmungskanal durch den Verdichter 4 eingeführt werden. Der axial gegenüberliegende Dichtspalt 43 ist der Turbine 5 zugewandt, dementsprechend kann Luft aus dem Ringraum über den Dichtspalt 43 in den Abgasaus­ lass 44 der Turbine 5 geführt werden.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der berührungslos und reibungsfrei arbei­ tenden Lager, insbesondere das Radial-/Axiallager 23, als Mag­ netlager ausgebildet ist und zweckmäßig einen Teil eines Elektromotors bildet. In dieser Ausführung ist die wellenfeste La­ gerscheibe 31 als Läuferscheibe bzw. als Rotor des Elektromo­ tors ausgebildet, entsprechend bildet das gehäusefeste Ringele­ ment 41 den Ständer des Elektromotors. Diese Ausführung bietet neben der berührungsfreien Lagerung den zusätzlichen Vorteil, dass die Welle 7 elektromotorisch angetrieben werden kann, was insbesondere in Motorbetriebsbereichen, in denen nur ein gerin­ ger Abgasgegendruck zum Antrieb der Turbine zur Verfügung steht, zu einer Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine ge­ nutzt werden kann.

Die Schnittdarstellung nach Fig. 3 zeigt ein ähnliches Ausfüh­ rungsbeispiel wie Fig. 2, jedoch mit einer zusätzlichen Wälzla­ gerung, welche in Betriebszuständen, in denen die Tragkraft des Luftlagers nicht ausreicht, zum Tragen kommt. Im Ausführungs­ beispiel nach Fig. 3 ist das Radiallager 22 im Verdichter 4 mit einer Wälzlagerung 45 versehen. Die Wälzlagerung 45 befindet sich zwischen der Welle 7 des Abgasturboladers 2 und der inne­ ren Lagerhülse 30, die radial auf der Welle 7 aufsitzt und im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Relativrotation gegenüber der Welle 7 mit Hilfe der Wälzlagerung 45 ausführen kann. Falls die Tragkraft des Luftlagers beispielsweise beim Anfahren des Abgasturboladers noch nicht ausreicht, um die Welle zentrisch zu stabilisieren, so kann auf Grund einer außerzentrischen Ver­ schiebung der Welle 7 die mit der Welle verbundene Lagerhülse 30 mit der Innenwand des gehäusefesten Lagerungselements 31 in Berührung kommen. Auf Grund der Reibung zwischen Lagerungsele­ ment 31 und Lagerhülse 30 erfährt die Lagerhülse 30 eine Verzö­ gerung in Drehrichtung, die jedoch auf Grund der Wälzlagerung 45 nicht oder nur zum Teil auf die Welle 7 übertragen wird, so dass die Welle 7 trotz einer eventuell exzentrischen Position im Wesentlichen ungehindert und reibungsfrei umlaufen kann.

Sobald sich ein tragfähiges Luftkissen im ringförmigen Luftspalt 33 zwischen Lagerhülse 30 und Lagerungselement 31 ausge­ bildet hat, wird die Welle 7 in ihrer zentrischen Lage stabili­ siert und kann völlig berührungsfrei rotieren.

Eine entsprechende Wälzlagerung oder vergleichbares Kontaktla­ ger kann auch beim Radial-/Axiallager 23 vorgesehen sein.

Die Wälzlagerung oder vergleichbare Kontaktlager kann sowohl mit Luftlagern als auch mit magnetischen Lagern kombiniert wer­ den.

Bei Verwendung von Luftlagern können sowohl aerodynamisch als auch aerostatisch ausgebildete Lager zum Einsatz kommen.

Claims (8)

1. Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, mit einer Ab­ gasturbine (5) im Abgasstrang (6) und mit einem Verdichter (4) im Ansaugtrakt (3), wobei Abgasturbine (5) und Verdichter (4) über eine Welle (7) verbunden sind, welche in einem Gehäuse (26) des Abgasturboladers (2) über mindestens ein Lager (22, 23) abgestützt ist, das berührungslos ausgebildet ist, derart, dass die Welle (7) im Betrieb des Abgasturboladers (2) auf Ab­ stand und nahezu reibungsfrei zu einer gehäusefesten Lagerauf­ nahme gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum berührungslosen Lager (22, 23) ein als Wälzlager (45) ausgebildetes Kontaktlager vorgesehen ist, wel­ ches axial asymmetrisch im Abgasturbolader (2) angeordnet ist.

2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (22) als Luftlager ausgebildet ist, welches ei­ nen Luftspalt (33) zwischen der Welle (7) und einer gehäusefes­ ten Lageraufnahme aufweist.

3. Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftspalt (33) über eine Luftzufuhreinrichtung (16) Luft zuführbar ist.

4. Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftlager (22) als aerodynamisches Lager ausgebildet ist, bei dem die Luft durch den Luftspalt (33) hindurchströmt.

5. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Verdichterseite ein Lager vorgesehen ist, das als Radiallager (22) ausgebildet ist.

6. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abgasturbine und dem Verdichter (4) ein kom­ biniertes Axial-/Radiallager (23) vorgesehen ist.

7. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als magnetisches Lager ausgebildet ist und ins­ besondere einen Teil eines Elektromotors bildet, wobei die Wel­ le (7) des Abgasturboladers (2) der Rotor des Elektromotors ist.

8. Abgasturbolader nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein Luftlager als auch ein elektromagnetisches La­ ger vorgesehen sind.