DE102004023279A1

DE102004023279A1 - Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie

Info

Publication number: DE102004023279A1
Application number: DE200410023279
Authority: DE
Inventors: Dikran-Can Dipl.-Ing. Magzalci; Thomas Dipl.-Ing. Reske; Frank Dipl.-Ing. Wucherpfennig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse (10), einem im Turbinengehäuse (10) angeordneten Turbinenrad (11), einem Strömungskanalbauteil (14), welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in dem Turbinengehäuse (10) ausbildet, und einem Leitschaufelträger (16) mit Leitschaufeln (18), welche in einem zwischen dem Leitschaufelträger (16) und dem Strömungskanalbauteil (14) ausgebildeten Ringkanal (20) um das Turbinenrad (11) herum schwenkbar angeordnet sind, wobei ein erster Wandabschnitt (28) des Turbinengehäuses einen Abgaszuströmkanal (30), welcher mit dem Ringkanal (20) in Verbindung steht, gegen das Strömungskanalbauteil (14) sowie gegen einen Tiefpassraum (32) an einer von dem Ringkanal (20) in axialer Richtung abgewandten Seite des Strömungskanalbauteils (14) abtrennt, wobei ferner das Strömungskanalbauteil (14) in axialer Richtung einen ersten Abschnitt (34) aufweist, welcher den Ringkanal (20) an einer Seite begrenzt, und einen zweiten Abschnitt (36) aufweist, welcher einen axialen Abgasabströmkanal (38) um das Turbinenrad (11) herum ausbildet, wobei der Tiefpassraum (32) an einer dem Ringkanal (20) in axialer Richtung abgewandten Seite des ersten Abschnittes (34) des Strömungskanalbauteiles (14) ausgebildet ist und radial von dem ersten Wandabschnitt (28) des Turbinengehäuses (10) sowie dem zweiten Abschnitt (36) des Strömungskanalbauteils (14) und axial von dem ersten ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse, einem im Turbinengehäuse angeordneten Turbinenrad, einem Strömungskanalbauteil, welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in dem Turbinengehäuse ausbildet, und einem Leitschaufelträger mit Leitschaufeln, welche in einem zwischen dem Leitschaufelträger und dem Strömungskanalbauteil ausgebildeten Ringkanal um das Turbinenrad herum schwenkbar angeordnet sind, wobei ein erster Wandabschnitt des Turbinengehäuses einen Abgaszuströmkanal, welcher mit dem Ringkanal in Verbindung steht, gegen das Strömungskanalbauteil sowie gegen einen Tiefpassraum an einer von dem Ringkanal in axialer Richtung abgewandten Seite des Strömungskanalbauteils abtrennt, wobei ferner das Strömungskanalbauteil in axialer Richtung einen ersten Abschnitt aufweist, welcher den Ringkanal an einer Seite begrenzt, und einen zweiten Abschnitt aufweist, welcher einen axialen Abgasabströmkanal um das Turbinenrad herum ausbildet, wobei der Tiefpassraum an einer dem Ringkanal in axialer Richtung abgewandten Seite des ersten Abschnittes des Strömungskanalbauteiles ausgebildet ist und radial von dem ersten Wandabschnitt des Turbinengehäuse sowie dem zweiten Abschnitt des Strömungskanalbauteils und axial von dem ersten Abschnitt des Strömungskanalbauteils sowie einem zweiten Wandabschnitt des Turbinengehäuses begrenzt ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 100 11 441 C2 ist ein Abgasturbolader bekannt, bei dem ein separates Strömungskanalbauteil, welches auch als Trompete bezeichnet wird, einen Strömungskanal mit ringförmigem Turbinenmantel im Turbinengehäuse ausbildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gussgeometrie des Turbinengehäuses zu vereinfachen, Gewicht zu sparen und den Tiefpassraum zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Abgasturbolader der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Dazu ist es bei einem Abgasturbolader der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Wandabschnitt des Turbinengehäuses derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich der Tiefpassraum in axialer Richtung wenigstens über die gesamte axiale Länge des zweiten Abschnittes des Strömungskanalbauteils erstreckt.

Dies hat den Vorteil, dass ein üblicherweise am ersten Wandabschnitt des Turbinengehäuses angeordneter und in den Tiefpassraum radial hinein ragender Steg des Turbinengehäuses entfällt, so dass der Tiefpassraum vergrößert ist und ein Gussverfahren zum Herstellen des Turbinengehäuses vereinfacht ist, da sich vor allem an einem Abzweigbereich des Steges vom ersten Wandabschnitt des Turbinengehäuses wegen großer Materialdicke die Gefahr der Bildung von Lunkern bestand. Diese Lunkergefahr ist nunmehr durch Entfall des Steges beseitigt. Zusätzlich kann der erste Abschnitt des Strömungskanalbauteiles in axialer Richtung mit größerer Dicke ausgebildet sein, was den besondern Vorteil ergibt, dass sich eine größere Führungslänge für eine Befestigungsschraube, welche das Strömungskanalbauteil an einem Lagergehäuse befestigt, ergibt. Weiterhin ist eine notwendige Bearbeitung des Strömungskanalbauteiles insbesondere im Bereich des zweiten Abschnittes reduziert, da keine Anpassung an den Steg mehr erfolgen muss.

Zweckmäßigerweise weist der zweite Abschnitt des Strömungskanalbauteils einen kleineren Außendurchmesser auf als der erste Abschnitt des Strömungskanalbauteils.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Fig. eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers in perspektivischer, teilweise geschnittener Ansicht.
Die aus der einzigen Fig. ersichtliche bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine umfasst ein Turbinengehäuse 10, ein Turbinenrad 11, ein Lagergehäuse 12, ein Strömungskanalbauteil 14, welches auch als Trompete, Konturhülse oder Kartusche bezeichnet wird, und einen Leitschaufelträger 16, an dem Leitschaufeln 18 verschwenkbar in einem Ringkanal 20, welcher zwischen dem Strömungskanalbauteil 14 und dem Leitschaufelträger 16 ausgebildet ist, angeordnet sind. An dem Leitschaufelträger 16 ist ferner ein Verstellring 22 angeordnet, welcher alle am Leitschaufelträger 16 angeordneten Leitschaufeln 18 kollektiv verschwenkt. Zwischen dem Leitschaufelträger 16 und dem Strömungskanalbauteil 14 ist wenigstens eine Distanzhülse 26 angeordnet, welche eine Breite des Ringkanals 20 bestimmt.
Eine Schraube 24 greift durch das Strömungskanalbauteil 14, jeweils eine Distanzhülse 26 und den Leitschaufelträger 16 hindurch in das Lagergehäuse 12 hinein und befestigt auf diese Weise das Strömungskanalbauteil 14 und den Leitschaufelträger 16 am Lagergehäuse 12. Die als "VTG-Modul" bezeichnete Kombination aus Leitschaufelträger 16 und Verstellring 22 wird beispielsweise mit drei Schrauben am Lagergehäuse 12 verschraubt, wobei dementsprechend drei Distanzhülsen 26 vorgesehen sind.
Ein erster Wandabschnitt 28 des Turbinengehäuses 10 trennt einen Abgaszuströmkanal 30, welcher mit dem Ringkanal 20 in Verbindung steht, gegen das Strömungskanalbauteil 14 sowie gegen einen Tiefpassraum 32 an einer von dem Ringkanal 20 in axialer Richtung abgewandten Seite des Strömungskanalbauteils 14 ab. Das Strömungskanalbauteil 14 weist in axialer Richtung gesehen einen ersten Abschnitt 34 auf, welcher den Ringkanal 20 an einer Seite begrenzt, und einen zweiten Abschnitt 36 auf, welcher einen axialen Abgasabströmkanal 38 um das Turbinenrad 11 herum ausbildet, wobei der Tiefpassraum 32 an einer dem Ringkanal 20 in axialer Richtung abgewandten Seite des ersten Abschnittes 34 des Strömungskanalbauteiles 14 ausgebildet ist und radial von dem ersten Wandabschnitt 28 des Turbinengehäuse 10 sowie dem zweiten Abschnitt 36 des Strömungskanalbauteils 14 und axial von dem ersten Abschnitt 34 des Strömungskanalbauteils 14 sowie einem zweiten Wandabschnitt 40 des Turbinengehäuses 10 begrenzt ist. Der zweite Wandabschnitt 40 des Turbinengehäuses 10 ist dabei axial derart beanstandet von dem Strömungskanalbauteil 14 angeordnet, dass sich der Tiefpassraum 32 wenigstens über die gesamte axiale Länge des zweiten Abschnitts 36 des Strömungskanalbauteils 14 erstreckt.
Ein sonst üblicherweise sich radial einwärts von dem ersten Wandabschnitt 28 in den Tiefpassraum 32 hinein erstreckenden Steg ist somit nicht mehr vorhanden. Hierdurch ist die Geometrie des Turbinengehäuses 10 wesentlich vereinfacht, Gewicht eingespart und der Tiefpassraum 32 vergrößert. Außerdem wird das Strömungskanalbauteil 14 preiswerter, weil weniger Material abgetragen werden muss. Zusätzlich erhalten die Schrauben 24 eine größere Führungslänge innerhalb des Strömungskanalbauteils 14.

Claims

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse (10), einem im Turbinengehäuse (10) angeordneten Turbinenrad (11), einem Strömungskanalbauteil (14), welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in dem Turbinengehäuse (10) ausbildet, und einem Leitschaufelträger (16) mit Leitschaufeln (18), welche in einem zwischen dem Leitschaufelträger (16) und dem Strömungskanalbauteil (14) ausgebildeten Ringkanal (20) um das Turbinenrad (11) herum schwenkbar angeordnet sind, wobei ein erster Wandabschnitt (28) des Turbinengehäuses einen Abgaszuströmkanal (30), welcher mit dem Ringkanal (20) in Verbindung steht, gegen das Strömungskanalbauteil (14) sowie gegen einen Tiefpassraum (32) an einer von dem Ringkanal (20) in axialer Richtung abgewandten Seite des Strömungskanalbauteils (14) abtrennt, wobei ferner das Strömungskanalbauteil (14) in axialer Richtung einen ersten Abschnitt (34) aufweist, welcher den Ringkanal (20) an einer Seite begrenzt, und einen zweiten Abschnitt (36) aufweist, welcher einen axialen Abgasabströmkanal (38) um das Turbinenrad (11) herum ausbildet, wobei der Tiefpassraum (32) an einer dem Ringkanal (20) in axialer Richtung abgewandten Seite des ersten Abschnittes (34) des Strömungskanalbauteiles (14) ausgebildet ist und radial von dem ersten Wandabschnitt (28) des Turbinengehäuse (10) sowie dem zweiten Abschnitt (36) des Strömungskanalbauteils (14) und axial von dem ersten Abschnitt (34) des Strömungskanalbauteils (14) sowie einem zweiten Wandabschnitt (40) des Turbinengehäuses (10) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandabschnitt (40) des Turbinengehäuses (10) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich der Tiefpassraum (32) in-axialer-Richtung-wenigstens über diegesamte axiale Länge des zweiten Abschnittes (36) des Strömungskanalbauteils (14) erstreckt.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (36) des Strömungskanalbauteils (14) einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der erste Abschnitt (34) des Strömungskanalbauteils (14).