DE102004028158A1

DE102004028158A1 - Turbolader

Info

Publication number: DE102004028158A1
Application number: DE102004028158A
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Nishiyama; Hiroshi Sugito; Takahisa Iino; Tetsuaki Ogawa
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: US7043913B2; CN100374697C; GB2403277A; JP4242212B2; US20050028523A1; KR101096553B1; DE102004028158B4; FR2857053A1; GB2403277B; CN1573119A; KR20050000319A; JP2005016313A; GB0413882D0

Abstract

Turbolader, aufweisend einen Abgaseinlasskanal (19) mit einem Einführabschnitt (69), der eine Trennwand (79), die einen Bereich von einem Drosseleinlass (81A, 81B) zu einer vorbestimmten Position in einem Abstrom des Drosseleinlasses (81A, 81B) in zwei Abgaseinlasskanäle (19A, 19B) teilt, einen Drosselabschnitt (77A, 77B), dessen Querschnittsfläche von dem Drosseleinlass (81A, 81B) zu einer Position, wo die Trennwand (79) endet, allmählich kleiner wird, einen Verbindungsabschnitt (82), in dem die Abgase (63A, 63B), welche die beiden Abgaseinlasskanäle (19A, 19B) passieren, miteinander verbunden werden, und einen Diffusorabschnitt (78) aufweist, dessen Querschnittsfläche von dem Verbindungsabschnitt (82) zu einem Zungenabschnitt (76) allmählich größer wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Turbolader.
Als ein Mittel zur Erhöhung des Füllungsgrades eines Motors ist ein Turbolader bekannt, der die Luft komprimiert und durch Drehung eines Turbinenrades unter Nutzung der Energie von Abgas und durch Antreiben eines Kompressorrades eines Zentrifugaltyps über eine mit dem Turbinenrad monolithisch ausgebildete Welle an den Motor abführt.

In 7 ist ein Schema eines Rohrleitungssystems eines Motors unter Verwendung eines Turboladers nach dem Stand der Technik gezeigt. Als ein Beispiel wird ein Sechszylinder-Reihenmotor 62 zur Erläuterung verwendet. Der Motor 62 weist sechs linear angeordnete Zylinder auf, die in drei frontseitige Zylinder 64A und drei rückseitige Zylinder 64B eingeteilt sind, die eine frontseitige Zylindergruppe und eine rückseitige Zylindergruppe bilden.

Die frontseitigen Zylinder 64A weisen Auslassöffnungen auf, die in einen frontseitigen Auspuffkrümmer 65A zum Abführen von Abgas 63A aus den frontseitigen Zylindern 64A münden. Die rückseitigen Zylinder 64B weisen Auslassöffnungen auf, die in einen rückseitigen Auspuffkrümmer 65B zum Abführen von Abgas 63B aus den rückseitigen Zylindern 64B münden.

Das aus dem frontseitigen Auspuffkrümmer 65A austretende Abgas 63A strömt über ein Auspuffrohr 75A in einen ersten Abgaseinlasskanal 19A eines Turboladers 11. Das aus dem rückseitigen Auspuffkrümmer 65B austretende Abgas 63B strömt über ein Auspuffrohr 75B in einen zweiten Abgaseinlasskanal 19B des Turboladers 11.

Auf diese Weise ist es durch Vorsehen des frontseitigen und des rückseitigen Auspuffkrümmers 65A, 65B und der zugehörigen Auspuffrohre 75A, 75B für die frontseitigen und die rückseitigen Zylinder 64A, 64B möglich, eine gegenseitige Beeinflussung der Abgase 63A, 63B zu reduzieren. Ein Turbinenrad 14 wird durch die Strömung der durch die Abgaseinlasskanäle 19A, 19B hindurchströmenden Abgase 63A, 63B gedreht, und ein Kompressorrad 16 wird über eine mit dem Turbinenrad 14 verbundene Welle 23 gedreht. Die dadurch komprimierte Luft wird über einen Nachkühler 67 gekühlt und über einen Ladeluftverteiler 71 den jeweiligen Zylindern 64A, 64B zugeführt.

Als nächstes wird der Turbolader 11 ausführlich erläutert. Wie in 8 und 9 gezeigt, weist der Turbolader 11 einen abgasseitigen Abschnitt 12, der Rotationsenergie von den Abgasen 63A, 63B abgibt, und einen ladeluftseitigen Abschnitt 13 auf, der die Luft durch diese Rotationsenergie komprimiert und dem Motor zuführt.

Der abgasseitige Abschnitt 12 weist das Turbinenrad 14 auf, das von einem Turbinengehäuse 15 umgeben ist. Das Turbinengehäuse 15 weist einen Abgaseinlasskanal 19 auf, der an der Innenseite über eine Trennwand 66 in den ersten und den zweiten Abgaseinlasskanal 19A, 19B geteilt ist. Das frontseitige und das rückseitige Auspuffrohr 75A, 75B sind mit dem ersten bzw. dem zweiten Abgaseinlasskanal 19A, 19B verbunden. Der Abgaseinlasskanal 19 weist einen annähernd linearen Einführabschnitt 69, der mit dem frontseitigen und dem rückseitigen Auspuffrohr 75A, 75B verbunden ist, und einen Spiralabschnitt 68 auf, der ringförmig ausgebildet ist, um einen Außenumfangsabschnitt des Turbinenrades 14 zu umgeben.

Das Turbinengehäuse 15 weist einen Abgasaunlasskanal 21 auf, der die Abgase 63A, 63B nach der Energieübertragung an das Turbinenrad 14 aus dem Turbinengehäuse 15 auslässt. Der Abgasauslasskanal 21 ist annähernd zylindrisch ausgebildet, um annähernd koaxial zum Drehmittelpunkt des Turbinenrades 14 zu sein. Ein Öffnungsabschnitt an einer dem Abgasauslasskanal 21 gegenüberliegenden Seite ist durch eine abgasseitige Innenplatte 22 geschlossen.

Das Turbinenrad 14 wird durch die Energie der aus den Abgaseinlasskanälen 19A, 19B einströmenden Abgase 63A, 63B gedreht. Die monolithisch mit dem Turbinenrad 14 ausgebildete Welle 23 dringt durch die abgasseitige Innenplatte 22 hindurch und ist mittels eines Lagers 24 drehbar abgestützt. Das Turbinenrad 14 und die Welle 23 sind im Allgemeinen aus einer Superlegierung auf Nickelbasis und einer Stahllegierung hergestellt.

Das Kompressorrad 16 des Zentrifugaltyps, das die Luft komprimiert, ist an einer dem Turbinenrad 14 gegenüberliegenden Seite der Welle 23 (nachfolgend als Endabschnittsseite der Welle 23 bezeichnet) angebracht. Das Kompressorrad 16 weist eine Mehrzahl von Schaufelabschnitten 18 auf und wird in dessen Mittelabschnitt von einer Befestigungsöffnung 25 durchdrungen. Die Welle 23 ist in die Befestigungsöffnung 25 mit einer leichten Spielpassung oder Schrumpfpassung eingesetzt. Das Kompressorrad 16 ist durch Schrauben einer Befestigungsmutter 26 auf einen an dem Endabschnitt der Welle 23 ausgebildeten Außengewindeabschnitt 40 an der Welle 23 fixiert.

Das Kompressorrad 16 ist in dem Kompressorgehäuse 17 untergebracht. Das Kompressorgehäuse 17 weist einen Ladelufteinlasskanal 27 auf, der die Luft zu dem Kompressorrad 16 ansaugt. Der Ladelufteinlasskanal 27 ist annähernd zylindrisch ausgebildet, um koaxial zum Drehmittelpunkt des Kompressorrades 16 zu sein. Die von dem Kompressorrad 16 komprimierte Luft wird zentrifugal über einen Ladeluftauslasskanal 28 ausgelassen, der ringförmig ausgebildet ist, um einen Außenumfangsabschnitt des Kompressorrades 16 zu umgeben. Wie in 7 gezeigt, wird die komprimierte Ladeluft beim Passieren des Nachkühlers 67 gekühlt und über den Ladeluftverteiler 71 den jeweiligen Zylindern 64A, 64B zugeführt.

Jedoch tritt bei dem herkömmlichen Turbolader das folgende Problem auf. Der Abgaseinlasskanal 19 ist mittels der Trennwand 66 in den ersten und den zweiten Abgaseinlasskanal 19A, 19B nicht nur in dem Einführabschnitt getrennt, sondern auch in dem Spiralabschnitt 68. Aus diesem Grunde sind besonders in dem Turbinengehäuse 15, dessen Durchgangsquerschnittsfläche für eine geringe Flussrate klein ist, die Strömungskanäle für die Abgase 63A, 63B eng, so dass ein hoher Energieverlust eintritt.

Ferner wird in den letzten Jahren als Gegenmaßnahme gefordert, Stickoxide (NOx) zu reduzieren, die in den Abgasen 63A, 63B des Dieselmotors 62 enthalten sind.

Eine wirksame Maßnahme, die dieses Problem löst, ist eine Technik, die als EGR (Abgasrückführung) System bezeichnet wird. Hierbei wird ein Teil der aus dem Motor 62 ausgelassenen Abgase 63A, 63B an ein Ladesystem des Motors 62 abgegeben und zurückgeführt.

Wie in 10 gezeigt, sind ein frontseitiger und ein rückseitiger EGR-Kanal 73A, 73B mit dem frontseitigen bzw. dem rückseitigen Auspuffkrümmer 65A, 65B verbunden, die ihrerseits mit den jeweiligen frontseitigen und rückseitigen Zylindern 64A, 64B verbunden sind. Der frontseitige und der rückseitige EGR-Kanal 73A, 73B sind mit dem Ladeluftverteiler 71 für die Zylinder 64A, 64B verbunden. Somit wird ein Teil der in die Auspuffkrümmer 65A, 65B eintretenden Abgase 63A, 63B (nachfolgend als EGR-Gase 74A, 74B bezeichnet) von den EGR-Kanälen 73A, 73B über den Ladeluftverteiler 71 zu den Zylindern 64A, 64B zurückgeführt.

Jedoch tritt hierbei das Problem auf, dass, wenn die EGR-Kanäle 73A, 73B in dieser Weise mit dem frontseitigen bzw. dem rückseitigen Auspuffkrümmer 65A, 65B verbunden sind, die Vorrichtung große Abmessungen hat, da die beiden EGR-Kanäle 73A, 73B und deren Management erforderlich sind. Darüber hinaus ist es notwendig, verschiedene Bauteile, wie EGR-Kühler 72A, 72B zum Kühlen der EGR-Gase 74A, 74B, zwischen den jeweiligen EGR-Kanälen 73A, 73B anzuschließen. Ferner sind zwei Sätze von Rohren für Kühlwasser zu den EGR-Kühlern 72A, 72B usw. erforderlich, so dass der Aufbau der Vorrichtung komplex ist.

Ferner wurde, wie in 11 gezeigt, ein Aufbau in Betracht gezogen, bei dem der EGR-Kanal 73B nur mit dem einen Auspuffkrümmer 65B verbunden ist und das EGR-Gas 74B zu dem Ladeluftverteiler 71 zurückgeführt wird. Jedoch tritt hierbei eine Differenz zwischen einem Rohrleitungswiderstand des frontseitigen Auspuffkrümmers 65A und dem des rückseitigen Auspuffkrümmers 65B auf. Aus diesem Grunde weicht die Flussrate des von den frontseitigen Zylindern 64A ausgelassenen Abgases 63A von der Flussrate des von den rückseitigen Zylindern 64B ausgelassenen Abgases 63B ab. Infolgedessen tritt das Problem auf, dass die Verbrennung in jedem der Zylinder 64A, 64B nicht gleichmäßig erfolgt und somit ein Ungleichgewicht beim Betrieb auftritt.

Ferner wurde, wie in 12 gezeigt, auch ein Aufbau in Betracht gezogen, bei dem das frontseitige und das rückseitige Auspuffrohr 75A, 75B als gemeinsames Auspuffrohr 75 irgendwo kurz vor dem Abgaseinlasskanal 19 mit diesem verbunden ist, ohne dass eine Trennwand 66 in dem Abgaseinlasskanal 19 vorgesehen ist. Hierbei ist ein EGR-Kanal 73 mit dem Auspuffrohr 75 verbunden, und das EGR-Gas 74 wird über einen EGR-Kühler 72 zu dem Ladeluftverteiler 71 zurückgeführt.

Jedoch tritt hierbei das Problem auf, dass zum Beispiel in einem Zustand, in dem das von den frontseitigen Zylindern 64A ausgelassene Abgas 63A zurückbleibt, das Abgas 63B von den rückseitigen Zylindern 64B in das Auspuffrohr 75 eintritt. Infolgedessen tritt eine gegenseitige Beeinflussung der Abgase ein, indem die Strömung des Abgases 63B von den rückseitigen Zylindern 64B durch die Strömung des Abgases 63A von den frontseitigen Zylindern 64A behindert wird, so dass die Pumpleistung des Motors erhöht wird und somit der Kraftstoffverbrauch verschlechtert wird.

Um eine solche gegenseitige Beeinflussung der Abgase zu vermeiden, ist zum Beispiel in dem japanischen Patentdokument JP-A-8-28286 eine Technik offenbart, bei der die gegenseitige Beeinflussung der Abgase durch Vorsehen von zwei Turbinenrädern vermieden wird, obwohl hierbei kein EGR-System verwendet wird. Jedoch werden durch das Vorsehen von zwei Turbinenrädern das von dem Turbolader eingenommene Volumen und somit die Kosten erhöht.

Ferner ist aus dem japanischen Patentdokument JP-A-57-124028 eine Technik bekannt, bei der die gegenseitige Beeinflussung der Abgase durch Vorsehen einer Spiralkammer innerhalb der Auspuffkrümmer verhindert wird. Jedoch haben bei dieser Technik die Auspuffkrümmer sehr große Abmessungen. Dementsprechend kann diese Technik nur bei großen Motoren, wie einem Schiffsmotor, verwendet werden, und es ist schwierig, diese Technik bei einer Vorrichtung mit einem begrenzten Einbauraum, wie einer Baumaschine, anzuwenden.

Mit der Erfindung wird ein Turbolader mit einem kompakten Aufbau geschaffen, bei dem kaum eine gegenseitige Beeinflussung der Abgase eintritt und der auch bei einem Motor des EGR-Typs anwendbar ist.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch einen Turbolader mit einem Abgaseinlasskanal, der einen Einführabschnitt, der von einem Drosseleinlass, durch den hindurch ein Abgas eingeführt wird, annähernd linear ausgebildet ist, einen Spiralabschnitt, der einen Umfang eines Turbinenrades ringförmig umgibt, und einen Zungenabschnitt aufweist, der in einem hinteren Endabschnitt einer Rolle des Spiralabschnitts, der den Umfang des Turbinenrades ringförmig umgibt, vorgesehen ist und eine Begrenzung gegen den Einführabschnitt bildet, der von dem Drosseleinlass, durch den hindurch das Abgas eingeführt wird, annähernd linear ausgebildet ist. Der Einführabschnitt des Abgaseinlasskanals weist eine Trennwand, die einen Bereich von dem Drosseleinlass zu einer vorbestimmten Position in einem Abstrom des Drosseleinlasses in zwei Abgaseinlasskanäle teilt, einen Drosselabschnitt, dessen Querschnittsfläche von dem Drosseleinlass zu einem Drosselauslass, wo die Trennwand endet, allmählich kleiner wird, einen Verbindungsabschnitt, in dem die Abgase, welche die beiden Abgaseinlasskanäle passieren, miteinander verbunden werden, und einen Diffusorabschnitt auf, dessen Querschnittsfläche von dem Verbindungsabschnitt zu dem Zungenabschnitt allmählich größer wird.

Dadurch, dass ein Pulswandler in dem Abgaseinlasskanal innerhalb des Turboladers geschaffen wird, wird ein kompakter Aufbau erreicht. Ferner kann durch den Pulswandler eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den von den Drosseleinlässen an zwei Stellen eingeführten Abgasen reduziert werden. Außerdem wird, da ein dynamischer Druck wirksam in einen statischen Druck umgewandelt werden kann, der Verlust an Energie zum Drehen des Turbinenrades gering.

Bei dem Turbolader gemäß der Erfindung kann die Summe der Querschnittsflächen der Abgaseinlasskanäle an dem Drosselauslass 50–80% der Querschnittsfläche des Abgaseinlasskanal an dem Zungenabschnitt sein, oder in dem Diffusorabschnitt kann die minimale Querschnittsfläche der Abgaseinlasskanäle 50–80% der maximalen Querschnittsflächen der Abgaseinlasskanäle sein. Dadurch wird der Energieverlust gering, wenn der dynamische Druck als statischer Druck wiedererlangt wird.

Bei dem Turbolader gemäß der Erfindung kann der Abstand zwischen dem Drosseleinlass und dem Drosselauslass 20–40% des Abstandes von dem Drosseleinlass zu einem hinteren Ende des Zungenabschnitts sein. Dadurch ist es möglich, die gegenseitige Beeinflussung der Abgase durch ausreichende Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten der Abgase zu verhindern, und da der Diffusorabschnitt lang ist, kann der dynamische Druck wirksam in den statischen Druck umgewandelt werden.

Bei dem Turbolader gemäß der Erfindung kann ein EGR-Kanal, der einen Teil des durch den Abgaseinlasskanal hindurch strömenden Abgases auslässt und diesen Teil des Abgases zu einer Ladeluftseite eines Motors zurückführt, mit einem Abstrom des Verbindungsabschnitts verbunden sein. Dadurch ist es möglich, den einen Teil des Abgases mittels nur eines EGR-Kanals auszulassen, ohne das Gleichgewicht zwischen den aus der frontseitigen und der rückseitigen Zylindergruppe ausgelassenen Abgasen zu zerstören. Dementsprechend wird die Anzahl der Bauteile des EGR-Kühlers und so weiter gering.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Schema eines Rohrleitungssystems eines Motors unter Verwendung eines Turboladers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 einen Schnitt des Turboladers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in 2;
4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in 3;
5 ein Schema eines Rohrleitungssystems eines Motors unter Verwendung eines Turboladers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 einen Schnitt eines Abgaseinlasskanals des Turboladers gemäß der zweiten Ausführungsform;
7 ein Schema eines Rohrleitungssystems eines Motors unter Verwendung eines Turboladers gemäß dem Stand der Technik;
8 eine perspektivische Ansicht des Turboladers gemäß dem Stand der Technik;
9 einen Schnitt des Turboladers gemäß dem Stand der Technik;
10 ein Schema eines Rohrleitungssystems eines Motors unter Verwendung eines EGR-Systems gemäß dem Stand der Technik;
11 ein Schema eines anderen Rohrleitungssystems eines Motors unter Verwendung eines EGR-Systems gemäß dem Stand der Technik; und
12 ein Schema eines noch anderen Rohrleitungssystems eines Motors unter Verwendung eines EGR-Systems gemäß dem Stand der Technik.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
Zunächst wird eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand eines Beispiels eines Motors ohne EGR-System beschrieben. Wie in 1-4 gezeigt, sind die Auspuffrohre 75A, 75B mit dem frontseitigen bzw. dem rückseitigen Auspuffkrümmer 65A, 65B verbunden. Der Einführabschnitt 69 des Abgaseinlasskanals 19 ist von dessen Drosseleinlässen 81A, 81B bis zu etwa dessen halber Länge mittels einer Trennwand 79 in die zwei Abgaseinlasskanäle 19A, 19B geteilt. Die Auspuffrohre 75A, 75B sind mit den Drosseleinlässen 81A, 81B der jeweiligen Abgaseinlasskanäle 19A, 19B verbunden.
Die aus den Zylindern 64A, 64B ausgelassenen Abgase 63A, 63B strömen über den frontseitigen und den rückseitigen Auspuffkrümmer 65A, 65B und das frontseitige und das rückseitige Auspuffrohr 75A, 75B in die Drosseleinlässe 81A, 81B der beiden Abgaseinlasskanäle 19A, 19B. Die Abgase 63A, 63B werden an einem Verbindungsabschnitt 82 auf halbem Wege des Einführabschnitts 69, wo die Trennwand 79 endet, miteinander verbunden.
Zugleich sind, wie in 4 gezeigt, die beiden Abgaseinlasskanäle 19A, 19B derart aufgebaut, dass deren Querschnittsflächen an den Drosseleinlässen 81A, 81B am größten sind und bis zu Drosselauslässen 80A, 80B, wo die Trennwand 79 endet, allmählich kleiner werden. Das heißt, dass Drosselabschnitte 77A, 77B zwischen den Drosseleinlässen 81A, 81B und den Drosselauslässen 80A, 80B ausgebildet sind. Infolgedessen erhöhen die in die Drosseleinlässe 81A, 81B eingetretenen Abgase 63A, 63B allmählich ihre Strömungsgeschwindigkeit und treffen in dem Verbindungsabschnitt 82 ein.
Im Übrigen sind als Strukturen der Drosselabschnitte 77A, 77B in 4 eine Außenwand und eine Innenwand des Turbinengehäuses 15 gezeigt, die nach innen konkav verlaufen, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die Drosselabschnitte 77A, 77B derart ausgebildet sein, dass die Außenwand flach ist und die Innenwand nach innen vorsteht.
Der Abgaseinlasskanal 19 ist derart aufgebaut, dass in einem Abstrom des Verbindungsabschnitts 82 dessen Querschnittsfläche allmählich größer wird. Dadurch wird ein Diffusorabschnitt 78 gebildet. Im Übrigen ist die Richtung von Zustrom zu Abstrom durch die Strömungsrichtung des Abgases definiert, die mit den Pfeilen 63A, 63B in 3 gezeigt ist.
Durch ein solches Diffusorteil 78 erlangen die aus den Drosselabschnitten 77A, 77B mit hohen Geschwindigkeiten austretenden Abgase 63A, 63B allmählich wieder den statischen Druck. Die Abgase 63A, 63B strömen ohne größeren Energieverlust in den Spiralabschnitt 68, wodurch das Turbinenrad 14 angetrieben wird. Zugleich ist, wie in 3 gezeigt, an einem hinteren Endabschnitt einer Rolle des Spiralabschnitts 68, der den Umfang des Turbinenrades 14 ringförmig umgibt, ein Zungenabschnitt 76 vorgesehen, der eine Begrenzung gegen den Einführabschnitt 69 bildet, der annähernd linear von dem Einlass ausgebildet ist, über den das Abgas eingeführt wird.
Wie oben erläutert, sind gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in dem Abgaseinlasskanal 19 des Turbinengehäuses 15 die Drosselabschnitte 77A, 77B und diesen folgend der Diffusorabschnitt 78 vorgesehen. Dadurch ist es möglich, den Pulswandler kompakt zu bilden und die Energie der Abgase 63A, 63B effizient auf das Turbinenrad 14 zu übertragen.
Das aus dem frontseitigen Auspuffkrümmer 65A austretende Abgas 63A und das aus dem rückseitigen Auspuffkrümmer 65B austretende Abgas 63B werden miteinander verbunden, nachdem deren Strömungsgeschwindigkeit in den jeweiligen Drosselabschnitten 77A, 77B erhöht wurde. Dementsprechend wird das Auftreten einer gegenseitigen Beeinflussung der Abgase erschwert.
Im Übrigen ist es zweckmäßig, dass der Abstand zwischen den Drosseleinlässen 81A, 81B und den Drosselauslässen 80A, 80B 20–40% des Abstandes zwischen den Drosseleinlässen 81A, 81B und dem hinteren Ende des Zungenabschnitts 76 beträgt. Da die gegenseitige Beeinflussung der Abgase durch ausreichende Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases verhindert werden kann und der Diffusorabschnitt 78 mit einer ausreichenden Länge vorgesehen werden kann, ist es möglich, den dynamischen Druck effizient in den statischen Druck umzuwandeln.
Es ist zweckmäßig, dass die Summe der Querschnittsflächen der beiden Abgaseinlasskanäle 19A, 19B an den Drosselauslässen 80A, 80B 50–80% der Querschnittsfläche des Abgaseinlasskanals 19 an dem Zungenabschnitt 76 beträgt oder in dem Diffusorabschnitt 78 die minimale Querschnittsfläche der Abgaseinlasskanäle 19A, 19B 50–80% der maximalen Querschnittsfläche der Abgaseinlasskanäle 19A, 19B beträgt. Wenn die Abgase 63A, 63B den Diffusorabschnitt 78 passieren, ist es möglich, den dynamischen Druck in den statischen Druck umzuwandeln, wobei der Energieverlust reduziert wird.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert. Wie in 5 und 6 gezeigt, ist der EGR-Kanal 73 mit einer Außenseite des Spiralabschnitts 68 des Abgaseinlasskanals 19 verbunden. Ein EGR-Gas 74, das über den EGR-Kanal 73 ausgelassen wird, wird über den Ladeluftverteiler 71 zu jedem der Zylinder 64A, 64B gefördert und zurückgeführt.
Gleichermaßen ist die zweite Ausführungsform derart angepasst, dass die Abgase 63A, 63B, nachdem sie miteinander verbunden wurden, in den EGR-Kanal 73 als EGR-Gas 74 eintreten. Da die aus dem frontseitigen und dem rückseitigen Auspuffkrümmer 65A, 65B austretenden Abgase 63A, 63B gleichmäßig in den EGR-Kanal 73 eintreten, tritt bei der Verbrennung kein Ungleichgewicht zwischen den frontseitigen und den rückseitigen Zylindern 64A, 64B auf. Dementsprechend wird zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform auch mit dem EGR-System ein zuverlässiger Betrieb des Motors 62 ermöglicht.
Nachdem der statische Druck der Abgase 63A, 63B durch den Diffusorabschnitt 78 wiedererlangt wurde, wird ein Teil davon über den EGR-Kanal 73 als EGR-Gas 74 ausgelassen.
Dementsprechend treten zu ein Austrittszeit kaum Druckverluste der Abgase 63A, 63B auf, so dass der Energieverlust gering ist.
Im Übrigen ist in 6 der EGR-Kanal 73 stromabwärts des Zungenabschnitts 76 vorgesehen, jedoch kann der EGR-Kanal 73 auch im Wesentlichen in derselben Position wie der Zungenabschnitt 76 oder etwas stromaufwärts des Zungenabschnitts 76 vorgesehen sein. Das heißt, es genügt, wenn der EGR-Kanal 73 so angepasst ist, dass der Druckverlust so gering wie möglich ist, wenn das EGR-Gas 74 ausgelassen wird.

Claims

Turbolader, aufweisend einen Abgaseinlasskanal (19), der ein Abgas (63A, 63B) zu einem Turbinenrad (14) führt, wobei der Abgaseinlasskanal (19) aufweist: einen Einführabschnitt (69), der von einem Drosseleinlass (81A, 81B), durch den hindurch das Abgas (63A, 63B) eingeführt wird, annähernd linear ausgebildet ist; einen Spiralabschnitt (68), der einen Umfang des Turbinenrades (14) ringförmig umgibt; und einen Zungenabschnitt (76), der in einem hinteren Endabschnitt einer Rolle des Spiralabschnitts (68), der den Umfang des Turbinenrades (14) ringförmig umgibt, vorgesehen ist und eine Begrenzung gegen den Einführabschnitt (69) bildet, der von dem Drosseleinlass (81A, 81B), durch den hindurch das Abgas (63A, 63B) eingeführt wird, annähernd linear ausgebildet ist, und wobei der Einführabschnitt (69) aufweist: eine Trennwand (79), die den Abgaseinlasskanal (19) in einen ersten Abgaseinlasskanal (19A) und einen zweiten Abgaseinlasskanal (19B) innerhalb eines Bereichs von dem Drosseleinlass (81A, 81B) zu einer vorbestimmten Position in einem Abstrom des Drosseleinlasses (81A, 81B) teilt, einen Drosselabschnitt (77A, 77B), dessen Querschnittsfläche von dem Drosseleinlass (81A, 81B) zu einer Position, wo die Trennwand (79) endet, allmählich kleiner wird, einen Verbindungsabschnitt (82), in dem die Abgase (63A, 63B), die den ersten Abgaseinlasskanal (19A) und den zweiten Abgaseinlasskanal (19B) passieren, miteinander verbunden werden, und einen Diffusorabschnitt (78), dessen Querschnittsfläche von dem Verbindungsabschnitt (82) zu dem Zungenabschnitt (76) allmählich größer wird.
Turbolader nach Anspruch 1, wobei die Summe der Querschnittsflächen des ersten Abgaseinlasskanals (19A) und des zweiten Abgaseinlasskanals (19B) in der Position, wo die Trennwand (79) endet, 50–80% der Querschnittsfläche des Abgaseinlasskanals (19) an dem Zungenabschnitt (76) ist.
Turbolader nach Anspruch 1, wobei in dem Diffusorabschnitt (78) die minimale Querschnittsfläche des Abgaseinlasskanals (19) 50–80% der maximalen Querschnittsfläche des Abgaseinlasskanals (19) ist.
Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Länge des Strömungskanals des Drosselabschnitts (77A, 77B) von dem Drosseleinlass (81A, 81B) zu der Position, wo die Trennwand (79) endet, 20–40% der Länge des Strömungskanals des Einführabschnitts (69) von dem Drosseleinlass (81A, 81B) zu einem hinteren Ende des Zungenabschnitts (76) ist.
Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein EGR-Kanal (73), der einen Teil des durch den Abgaseinlasskanal (19) hindurch strömenden Abgases (63A, 63B) auslässt und den Teil des Abgases (63A, 63B) zu einer Ladeluftseite eines Motors (62) zurückführt, mit einem Abstrom des Verbindungsabschnitts (82) verbunden ist.