DE102007034235A1 - Flow housing of a turbocharger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Strömungsgehäuse für einen Turbolader, mit: wenigstens einem ersten und einem zweiten Strömungskanal, wobei die beiden Strömungskanäle ein Laufrad des Turboladers mit jeweils einem vorbestimmten Umschlingungswinkel umschlingen und eine gemeinsame Abblaseinrichtung aufweisen, die über einen Aktuator betätigt wird.The invention relates to a flow housing for a turbocharger, comprising: at least a first and a second flow channel, wherein the two flow channels loop around an impeller of the turbocharger, each with a predetermined wrap and have a common blower, which is actuated via an actuator.
Description
Die Erfindung betrifft ein Strömungsgehäuse eines Turboladers, in welchem ein Turbinenrad auf einer Turbowelle angeordnet ist.The The invention relates to a flow housing of a Turbocharger in which a turbine wheel is arranged on a turbo shaft is.
Turbolader weisen normalerweise eine Abgasturbine und einen Verdichter auf. Die Abgasturbine ist hierbei in einem Abgasstrom angeordnet und mit dem Verdichter über eine Turbowelle im Ansaugtrakt verbunden. Dabei sind ein Turbinenrad und ein Verdichterrad auf der Welle drehbar gelagert. Das Gehäuse des Turboladers weist hierbei ein entsprechendes Turbinen- und Verdichtergehäuse, sowie ein Lagergehäuse für die Welle auf. Im Betrieb treibt der Abgasstrom, der durch das Turbinengehäuse geleitet wird, das Turbinenrad an, wobei das Turbinenrad wiederum das Verdichterrad antreibt. Dadurch wir der Druck im Ansaugtrakt des Motors erhöht, so dass während des Ansaugtaktes eine größere Menge Luft in den Zylinder gelangt. Dies bewirkt, eine Erhöhung der Leistungsabgabe des Motors, da mehr Sauerstoff zur Verfügung steht und eine entsprechend größere Kraftstoffmenge verbrannt werden kann.turbocharger usually have an exhaust gas turbine and a compressor. The exhaust gas turbine is in this case arranged in an exhaust gas flow and with connected to the compressor via a turbo shaft in the intake. In this case, a turbine wheel and a compressor wheel are rotatable on the shaft stored. The housing of the turbocharger has this case corresponding turbine and compressor housing, and a bearing housing up for the wave. In operation, the exhaust gas flow, the is passed through the turbine housing, the turbine wheel on, wherein the turbine wheel in turn drives the compressor wheel. Thereby so the pressure in the intake tract of the engine increases, so while the intake stroke a larger amount of air in the Cylinder passes. This causes an increase in power output of the engine, as more oxygen is available and burned a correspondingly larger amount of fuel can be.
Aus dem Stand der Technik sind als Strömungsgehäuse für das Turbinenrad beispielsweise Zwillingsstromgehäuse mit zwei Turbinenzuströmungskanälen bekannt. Die Turbinenströmungskanäle in Form von zwei Fluten führen zu einem gemeinsamen Turbinenrad, welches auf einer Welle angeordnet ist. Die Welle ist wiederum mit einem in einem Luftzufuhrkanal angeordneten Verdichterrad verbunden. Das Zwillingsstromgehäuse ist dabei mit einem sog. Wastegate für beide Fluten versehen. Solche Zwillingsstromgehäuse haben jedoch den Nachteil einer unterlegenen Abgaspulskonvertierung. Des Weiteren ist eine hochkomplexe Bypasskanalgestaltung notwendig. Außerdem kommt es zu einer extremen Wärmespannungsbelastung der Trennwand zwischen den beiden Fluten.Out The prior art are as a flow housing for example, twin turbine housing for the turbine wheel with two turbine inflow channels known. The Turbine flow channels in the form of two floods lead to a common turbine wheel, which on one Wave is arranged. The wave is in turn with one in one Air supply channel arranged compressor wheel connected. The twin flow housing is provided with a so-called wastegate for both floods. Such However, twin-flow housings have the disadvantage of being inferior Exhaust gas pulse conversion. Furthermore, a highly complex bypass channel design necessary. In addition, it comes to an extreme thermal stress load the partition between the two floods.
Des
Weiteren ist aus dem Stand der Technik, wie er in der
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Strömungsgehäuse für einen Turbolader bereitzustellen, das einen einfacheren Aufbau aufweist und bei welchem die Abgaspulsationsausnutzung verbessert ist.Therefore It is the object of the present invention, an improved Flow housing for a turbocharger to provide, which has a simpler structure and in which the Abgaspulsationsausnutzung is improved.
Diese Aufgabe wird durch ein Strömungsgehäuse für einen Turbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is through a flow housing for a turbocharger having the features of claim 1.
Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Strömungsgehäuse für einen Turbolader bereitgestellt, mit:
- – wenigstens einem ersten und einem zweiten Strömungskanal,
- – wobei die beiden Strömungskanäle ein Laufrad des Turboladers mit jeweils einem vorbestimmten Umschlingungswinkel umschlingen und
- – eine gemeinsame Abblaseeinrichtung aufweisen, die über einen Aktuator betätigt wird.
- At least a first and a second flow channel,
- - Wherein the two flow channels wrap around an impeller of the turbocharger, each with a predetermined angle of wrap and
- - Have a common Abblaseeinrichtung which is actuated via an actuator.
Das Strömungsgehäuse hat dabei den Vorteil, dass die Abgaspulsationsausnutzung verbessert werden kann. Damit kann ein steilerer Drehmomentanstieg des Motors ermöglicht werden, bei gleichzeitiger Regelungsmöglichkeit der Turbinenleistung mit einem einzelnen Aktuator über eine zentrale Abgasabblaseinrichtung.The Flow housing has the advantage that the Abgaspulsationsausnutzung can be improved. This can be a steeper torque increase of the engine are made possible with simultaneous control of the turbine power with a single actuator via a central Abgasabblaseinrichtung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims and the description with reference on the drawings.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Aktuator beispielsweise eine Ladedruckregelklappe auf. Die Ladedruck regelklappe hat dabei den Vorteil, dass die beiden Strömungskanäle sehr einfach betätigt, d. h. beispielsweise geöffnet oder geschlossen werden können.According to one Embodiment of the invention, the actuator, for example, a Wastegate on. The charge pressure control flap has the Advantage that the two flow channels very simple pressed, d. H. for example, opened or closed can be.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform umschlingen die Strömungskanäle ein Turbinenrad mit einem Umschlingungswinkel von bis zu 180°. Die Strömungskanäle weisen dabei beispielsweise den gleichen Umschlingungswinkel auf, wobei der Umschlingungswinkel aller Strömungskanäle dabei insgesamt beispielsweise 360° beträgt. Neben wenigstens zwei Strömungskanälen können auch drei, vier und mehr Strömungskanäle vorgesehen sind. Bei drei Strömungskanälen beträgt der jeweilige Umschlingungswinkel beispielsweise 120° und bei vier Strömungskanälen beispielsweise 90°. Mehrere Strömungskanäle haben den Vorteil, dass durch den kleineren Rohrquerschnitt einer pulsierenden Beaufschlagung der Turbine erhalten bleibt.According to one another embodiment of the invention The flow channels wrap around a turbine wheel with a wrap angle of up to 180 °. The flow channels have, for example, the same wrap angle, wherein the wrap angle of all flow channels in total, for example, 360 °. Next at least two flow channels can also provided three, four and more flow channels are. With three flow channels is the respective wrap angle, for example, 120 ° and at four flow channels, for example, 90 °. Several Flow channels have the advantage of being through the smaller pipe cross section of a pulsating impingement the turbine is maintained.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen die Strömungskanäle einen gemeinsamen Eintrittsflansch auf. Dies hat den Vorteil, dass die Strömungskanäle sehr einfach erst kurz vor dem Turbineneintritt zusammengeführt werden können und hierbei das Abgas direkt dem Turbinenrad zugeführt werden kann. Dies wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf eine pulsierende Beaufschlagung der Turbine aus.In another embodiment of the invention the flow channels have a common inlet flange on. This has the advantage that the flow channels very simply merged just before the turbine entrance can be and in this case the exhaust gas fed directly to the turbine wheel can be. This also has an advantageous effect on a pulsating Supplying the turbine.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind wenigstens einer, mehrere oder alle Strömungskanäle mit einem Bypasskanal versehen. Diese Bypasskanäle werden über wenigstens einen Aktuator, beispielsweise eine Ladedruckregelklappe, geschaltet.In a further inventive Aus Guidance form at least one, several or all flow channels are provided with a bypass channel. These bypass channels are connected via at least one actuator, for example a wastegate.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the schematic figures the drawings specified embodiments closer explained. Show it:
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures are the same or functionally identical elements and devices - if nothing else is indicated - with the same reference numerals been provided.
In
Des
Weiteren ist in
Der
Doppelabgasstrom mit der Kanalführung, die aus den zwei
Fluten
Gemäß der
Erfindung erfolgt eine serielle Aufteilung des Abgasmassenstroms
in zwei, drei, vier oder mehr Abgasmassenströme, wobei
die zugehörenden Fluten
Wie
oben bereits genannt, kann bei der Erfindung eine gemeinsame Abgasabblaseinrichtung
Durch
die Kombination eines, im Vergleich zum Zwillingsstromgehäuses
deutlich robusteren, Mehrfachpulsations-Turbinengehäuses
mit einer Regelungsmöglichkeit der Turbinenleistung durch
einen einzelnen Aktuator
Hierbei
werden beispielsweise bei einem 4-Zylindermotor, bestehend aus den
Zylindern 1 bis 4, zwei Zylinder 1 und 3 (nicht dargestellt) über
den Turbolader zusammengeschaltet, wobei der Zylinder 1 beispielsweise
im Auspufftakt eine Druckwelle erzeugt, während sich der
Zylinder 3 in einer Kompressionsphase (UT) befindet und eine Saugwelle
erzeugt. Erfindungsgemäß wird jedem der beiden
Zylinder 1 und 3 eine der Fluten
Im
Stand der Technik werden dagegen bei einem einflutigen Turbinengehäuse
Ein
weiterer erheblicher Vorteil der Erfindung ist es, dass die einzelnen
Fluten
Die
Anordnung der Fluten
In
Die
Ladedruckregelklappe
Durch
die gemeinsame Abblaseinrichtung
Eine Zwillingsstromturbine weist, wie zuvor beschrieben, normalerweise zwei getrennte 360° Spiralen auf, die axial hintereinander angeordnet sind. Solche Zwillingsstromturbinen sind thermodynamisch und thermomechanisch jedoch schlechter als die Doppelstromturbine gemäß der Erfindung, die beispielsweise zwei getrennte 180° Spiralen aufweist.A Twin flow turbine, as previously described, normally two separate 360 ° spirals arranged axially one behind the other are arranged. Such twin flow turbines are thermodynamic and thermo-mechanically, however, worse than the twin-flow turbine according to the invention, for example, two separate 180 ° spirals.
Durch die axiale Anordnung entsteht bei der Zwillingsstromturbine vor dem Radeintritt ein Bereich in welchem beide Fluten zusammenkommen. Hierbei kann sich die Druckpulsation im Abgas, die es eigentlich zu Nutzen gilt, gegenseitig teilweise aufheben. Dadurch wird bei der Zwillingsstromturbine die thermodynamische Effizienz herabgesetzt und im gleichen Maße die Belastung auf das Turbinenrad geringer. Die geringere Radbelastung ist wiederum jedoch der Grund, warum diese Variante bisher in PKW-Serien Anwendung findet, welche auf die bestehenden Radgeometrien zurückgreifen muss.The axial arrangement creates an area in the twin-flow turbine before the wheel entry in which both floods come together. In this case, the pressure pulsation in the exhaust gas, which is actually useful, can partially cancel each other out. This reduces the thermodynamic efficiency of the twin-flow turbine and, to the same extent, reduces the load on the turbine wheel. The lower wheel load, in turn, is the reason why this variant is currently used in passenger car series, which must rely on the existing wheel geometries.
In
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Even though the present invention with reference to preferred embodiments described herein, it is not limited thereto but modifiable in many ways.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20120127 |