DE102007056889A1 - Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry - Google Patents

Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry Download PDF

Info

Publication number
DE102007056889A1
DE102007056889A1 DE102007056889A DE102007056889A DE102007056889A1 DE 102007056889 A1 DE102007056889 A1 DE 102007056889A1 DE 102007056889 A DE102007056889 A DE 102007056889A DE 102007056889 A DE102007056889 A DE 102007056889A DE 102007056889 A1 DE102007056889 A1 DE 102007056889A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
impeller
exhaust gas
gas turbocharger
guide vanes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007056889A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Steidten
Jochen Laubender
Martin Rauscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BMTS Technology GmbH and Co KG
Original Assignee
Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG filed Critical Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Priority to DE102007056889A priority Critical patent/DE102007056889A1/en
Priority to US12/275,678 priority patent/US20090136338A1/en
Publication of DE102007056889A1 publication Critical patent/DE102007056889A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer Turbine variabler Turbinengeometrie, die ein Laufrad und an einem Leitschaufelträger angeordnete Leitschaufeln aufweist, die - in zumindest einem Umfangsbereich - um das Laufrad herum beabstandet zueinander angeordnet sind, und mit einer Verstelleinrichtung zur Auswahl der Winkelstellung der Leitschaufeln. Es ist vorgesehen, dass die Leitschaufeln (6) fest an dem Leitschaufelträger (5) angeordnet sind und in unterschiedlichen Sektoren (8, 9, 10) des Umfangsbereichs (7) unterschiedliche Winkelstellungen (alpha1, alpha2, alpha3) gegenüber dem Laufrad (3) aufweisen, wobei die Turbine (2) zur Sektorauswahl eine gegenüber dem Leitschaufelträger (5) verdrehbar angeordnete Abdeckeinrichtung (12) mit mindestens einem Durchbruch (14, 20) in ihrer Mantelfläche (16) aufweist.The invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, having at least one turbine of variable turbine geometry, which has an impeller and vanes arranged on a guide vanes, which are - at least in a peripheral region - spaced around the impeller to each other, and with a Adjustment device for selecting the angular position of the guide vanes. It is provided that the guide vanes (6) are fixedly arranged on the guide blade carrier (5) and in different sectors (8, 9, 10) of the peripheral region (7) different angular positions (alpha1, alpha2, alpha3) relative to the impeller (3). The turbine (2) has, for sector selection, a cover device (12) which is rotatable relative to the guide blade carrier (5) and has at least one opening (14, 20) in its lateral surface (16).

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einer Turbine variabler Turbinengeometrie, die ein Laufrad und an einem Leitschaufelträger angeordnete Leitschaufeln aufweist, die – in zumindest einem Umfangsbereich – um das Laufrad herum beabstandet zueinander angeordnet sind.The The invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with at least one turbine variable turbine geometry, which is an impeller and arranged on a vane carrier Has vanes, the - in at least one peripheral area - um the impeller are spaced around each other.

Stand der TechnikState of the art

Ein Abgasturbolader mit mindestens einer Turbine variabler Turbinengeometrie (VTG-Turbine) ist bekannt. Dazu weist die als Radialturbine ausgebildete Turbine konzentrisch um das Laufrad eine ringförmige Anordnung aus zueinander beabstandet angeordneten Leitschaufeln auf, die an einem Leitschaufelträger angeordnet sind. Diese Leitschaufeln sind für die Strömungsführung auf das Laufrad verantwortlich. Die Leitschaufeln sind um Lagereinrichtungen schwenkbar an dem Leitschaufelträger angeordnet und werden mit einer Verstelleinrichtung zur Auswahl der Winkelstellung der Leitschaufeln verschwenkt. Die Winkelstellung der Leitschaufelträger relativ zu einer Strömungsrichtung eines die Turbine antreibenden Abgasstroms wird durch Drehung einer zum Beispiel als Verstellring ausgebildeten Verstelleinrichtung relativ zum Leitschaufelträger ausgewählt. Durch die Drehung des Verstellrings werden die Leitschaufeln um die Lagereinrichtungen verschwenkt. Dabei kann eine für den jeweiligen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors optimale Winkelstellung eingestellt beziehungsweise eingeregelt werden.One Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry (VTG turbine) is known. For this purpose, designed as a radial turbine turbine concentric around the impeller an annular Arrangement of mutually spaced guide vanes on, attached to a vane carrier are arranged. These vanes are responsible for the flow guidance on the impeller. The vanes are pivotally mounted about bearing means on the vane support and are equipped with an adjustment for selecting the angular position the vanes pivoted. The angular position of the vane carrier relative to a flow direction an exhaust gas flow driving the turbine is turned by turning one to the Example as adjusting ring trained adjusting relative to the vane carrier selected. The rotation of the adjusting ring, the vanes are in order the storage facilities pivoted. It can be one for each Operating point of the internal combustion engine optimum angular position set or be adjusted.

Um eine Verstellbarkeit der Leitschaufeln im gesamten Spektrum der Temperaturen des Abgasstroms zu gewährleisten, müssen hohe Anforderungen an die Passung der Lagereinrichtungen der Leitschaufeln gestellt werden, was wiederum mit hohen Herstellungskosten verbunden ist. Die durch die Schwenkbarkeit prinzipbedingten Spalte zwischen den Leitschaufeln und einem Gehäuse der Turbine sorgen daneben für Sekundärströmungen und somit für Wirkungsgradverluste. Darüber hinaus kann es in den Spalten zu Versottungen kommen, was den Verstellmechanismus blockieren kann.Around an adjustability of the vanes in the entire range of To ensure temperatures of the exhaust stream, must be high Requirements for the fitting of the bearing arrangements of the guide vanes be placed, which in turn is associated with high production costs is. The principle of the pivotal gap between the Vanes and a housing the turbine next to ensure secondary flows and thus for Efficiency losses. About that In addition, it can come to sooting in the columns, which is the adjustment mechanism can block.

Trotz aller Bemühungen sind herkömmliche VTG-Turbinen nur bis etwa 830°C einsetzbar. Der Einsatz bei höherer Temperatur des Abgasstromes – zum Beispiel bei einem als Ottomotor ausgebildeten Verbrennungsmotor – lässt sich nur mit erheblichem Aufwand realisieren. Aus thermodynamischer Sicht birgt der oben beschriebene Schwenk-Verstellmechanismus der bekannten VTG-Turbine den weiteren Nachteil, dass sich die dem Laufrad zugewandten Enden der Leitschaufeln mit zunehmenden Schwenkwinkeln immer weiter vom Laufrad entfernen. Daraus ergeben sich eine Verschlechterung der Anströmung und somit Wirkungsgradeinbußen.In spite of all efforts are conventional VTG turbines only up to about 830 ° C used. The use at higher Temperature of the exhaust gas flow - to Example of a trained as gasoline engine internal combustion engine - can be realize only with considerable effort. From a thermodynamic point of view harbors the above-described pivoting adjustment mechanism the well-known VTG turbine has the further disadvantage that the the Impeller facing ends of the vanes with increasing pivot angles always further away from the impeller. This results in a deterioration the flow and thus loss of efficiency.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Reduktion der Anzahl der zum Variieren der Turbinengeometrie drehbar/schwenkbar gelagerten Teile ist vorgesehen, dass die Leitschaufeln fest an dem Leitschaufelträger angeordnet sind und in unterschiedlichen Sektoren des Umfangsbereichs unterschiedliche Winkelstellungen gegenüber dem Laufrad aufweisen, wobei die Turbine zur Sektorauswahl eine gegenüber dem Leitschaufelträger verdrehbar angeordnete Abdeckeinrichtung mit mindestens einem Durchbruch in ihrer Mantelfläche aufweist. Der Durchbruch erstreckt sich dabei vorzugsweise vom Innenumfang bis zum Außenumfang der Abdeckeinrichtung. Die Auswahl der Winkelstellung der genutzten Leitschaufelträger erfolgt über die Sektorauswahl mittels des Durchbruchs der Abdeckeinrichtung, der den gewählten Sektor mit den zu nutzenden Leitschaufeln frei gibt, wobei die nicht zu nutzenden Leitschaufeln von der restlichen Abdeckeinrichtung abgedeckt werden. Durch die wenigen zur Auswahl der Winkelstellung gegeneinander verdrehbaren angeordneten Teile ist ein Einsatz der Turbine bei hohen Temperaturen des Abgasstromes möglich. Die Turbine ist eine Turbine variabler Turbinengeometrie (VTG-Turbine). Innerhalb eines Sektors sorgen alle Leitschaufeln für eine gleiche Anströmung (einen gleichen Anströmwinkel) des Laufrades. Die (gegenüber dem Leitschaufelträger) feststehenden Leitschaufeln können gegenüber herkömmlichen VGT-Turbinen als einfachere Leitschaufelprofile ausgebildet sein, da diese nicht separat verschwenkt werden müssen. Die VGT-Turbine ist insbesondere eine VGT-Radialturbine.to Reduction of the number of rotatable / pivotable for varying the turbine geometry stored parts is provided that the vanes firmly the vane carrier are arranged and in different sectors of the peripheral area have different angular positions relative to the impeller, wherein the sector selection turbine is rotatable relative to the vane support arranged covering device with at least one breakthrough in their lateral surface having. The breakthrough preferably extends from the inner circumference to the outer circumference the covering device. The selection of the angular position of the used guide vane over the sector selection by means of the breakthrough of the covering device, the one chosen Sector with the blades to be used free, where not to be used vanes of the remaining cover device be covered. By the few to choose the angular position against one another rotatable arranged parts is an insert of Turbine at high temperatures of the exhaust stream possible. The Turbine is a turbine of variable turbine geometry (VTG turbine). Within one sector, all the vanes provide the same Flow (a same angle of attack) of the impeller. The (opposite the vane carrier) fixed vanes can across from conventional VGT turbines be designed as a simpler Leitschaufelprofile, as these are not must be pivoted separately. The VGT turbine is in particular a VGT radial turbine.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leitschaufeln einen das Laufrad umfänglich umgebenden Leitschaufelkranz bilden. Der Leitschaufelkranz ist in die Sektoren mit unterschiedlichen Winkelstellungen der Leitschaufeln aufgeteilt. Um den Leitschaufelkranz ist die gegenüber dem Leitschaufelkranz verdrehbar gelagerte Abdeckeinrichtung mit dem Durchbruch angeordnet. Der Leitschaufelkranz ist in einer bevorzugten Ausführungsform fest (starr) in der Turbine angeordnet.In an advantageous embodiment The invention provides that the guide vanes a the impeller peripherally forming surrounding vane ring. The vane ring is in the sectors with different angular positions of the vanes divided up. To the vane ring is opposite to the Guide vane rotatably mounted covering device with the Breakthrough arranged. The vane ring is in a preferred embodiment fixed (rigid) arranged in the turbine.

Mit Vorteil ist vorgesehen, dass sich die Leitschaufeln von einem Innenumfangsbereich der Abdeckeinrichtung bis zu einem Außenumfangsbereich des Laufrades erstrecken. Durch die festen (starren) Leitschaufeln wird der Abgasstrom bis zu einem Laufradeintritt am Außenumfang des Laufrades durchgehend geführt.With Advantage is provided that the vanes of an inner peripheral region the cover device to an outer peripheral portion of the impeller extend. The solid (rigid) vanes become the exhaust gas flow up to an impeller inlet on the outer circumference of the impeller continuously guided.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Sektoren eine einheitliche Ausdehnung auf. Es ergibt sich ein einheitlicher Drehwinkel zur Änderung der Winkelstellung der Leitschaufeln.In an advantageous embodiment of the invention, the sectors a uniform extension. It results in a uniform Rotation angle to change the angular position of the vanes.

Insbesondere entspricht die umfängliche Ausdehnung des Durchbruchs im Wesentlichen der umfänglichen Ausdehnung der Sektoren. Die Drehwinkel zur Änderung der Winkelstellung der Leitschaufeln sind dadurch besonders kurz.Especially corresponds to the circumferential extent the breakthrough essentially the circumferential extent of the sectors. The rotation angle to change the angular position of the vanes are therefore particularly short.

Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Abdeckeinrichtung von einem Gehäuse der Turbine gebildet oder mitgebildet wird. Bei dieser Ausführungsform wird der Leitschaufelträger zur Sektorauswahl gegenüber dem Gehäuse verdreht.Farther is provided with advantage that the covering of a casing the turbine is formed or mitgebildet. In this embodiment becomes the vane carrier to sector selection the housing twisted.

Alternativ ist die Abdeckeinrichtung vorzugsweise als separate Hülse oder als separater Verstellring ausgebildet. Diese Hülse beziehungsweise dieser Verstellring ist verdrehbar gelagert und gibt mit ihrer beziehungsweise mit seinem Durchbruch (Aussparung) je nach Drehwinkel einen Sektor auf dem Leitkranz frei.alternative the cover is preferably as a separate sleeve or designed as a separate adjusting ring. This sleeve or this Adjusting ring is mounted rotatable and gives with her or with its breakthrough (recess) depending on the angle of rotation a sector free on the Leitkranz.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdeckeinrichtung dass die Abdeckeinrichtung mehrere Durchbrüche und mehrere, insbesondere gleich ausgebildete, einander zugeordnete Sektoren aufweist. Entsprechend der Anordnung der Durchbrüche sind einander zugeordnete Sektoren des Leitschaufelkranzes angeordnet. Diese einander zugeordneten Sektoren unterschiedlicher Umfangsbereiche weisen bevorzugt Leitschaufeln mit gleicher Winkelstellung auf.In an advantageous embodiment of the invention is provided that the covering means that the covering means a plurality of openings and a plurality of, in particular equal, mutually associated Sectors. According to the arrangement of the breakthroughs are arranged associated sectors of the vane ring. These mutually associated sectors of different peripheral areas preferably have guide vanes with the same angular position.

Schließlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass sich zwischen den Enden der Leitschaufeln im Außenumfangsbereich des Laufrades und dem Laufrad ein minimaler Spalt ausbildet. Dieser Spalt zwischen den Enden der Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes im Außenumfangsbereich des Laufrades und dem Außenumfang des Laufrades ist somit – vorgegeben von den Herstellungstoleranzen der Turbinenbauteile – minimal.Finally is provided with advantage that extends between the ends of the vanes in the outer peripheral area of the impeller and the impeller forms a minimal gap. This Gap between the ends of the vanes of the vane ring in the outer peripheral area the impeller and the outer circumference of the impeller is thus - given from the manufacturing tolerances of the turbine components - minimal.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie, deren Abdeckeinrichtung einen Durchbruch aufweist und 1 a turbine with variable turbine geometry, the cover has a breakthrough and

2 eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie, deren Abdeckeinrichtung zwei Durchbrüche aufweist. 2 a turbine with variable turbine geometry, whose covering device has two openings.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) the invention

Die 1 zeigt eine als Radialturbine 1 ausgebildete Turbine 2 mit variabler Turbinengeometrie eines Abgasturboladers eines Verbrennungsmotors. Um ein Laufrad 3 der Turbine 2 ist ein Leitschaufelkranz 4 angeordnet, der von an einem Leitschaufelträger 5 zueinander beabstandet angeordneten Leitschaufeln 6 gebildet wird. Die 1 zeigt nur einen Umfangsbereich 7 des Leitschaufelkranzes 4. Der Leitschaufelkranz 4 ist in mehrere Sektoren 8, 9, 10 aufgeteilt, wovon in dem in der 1 gezeigten Umfangsbereich 7 nur drei Sektoren 8, 9, 10 gezeigt sind. Die Leitschaufeln 6 eines jeden Sektors 8, 9, 10 weisen eine einheitliche Winkelstellung α1, α2, α3 gegenüber der jeweiligen radialen Erstreckung des Laufrades 3 auf. Im ersten Sektor 8 eine erste Winkelstellung α1, im zweiten Sektor 9 eine zweite Winkelstellung α2 und im dritten Sektor 10 eine dritte Winkelstellung α3. Die Anzahl der Leitschaufeln 6 ist für jeden Sektor 8, 9, 10 gleich.The 1 shows one as a radial turbine 1 trained turbine 2 with variable turbine geometry of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine. To an impeller 3 the turbine 2 is a vane ring 4 arranged on a vane carrier 5 spaced guide vanes arranged 6 is formed. The 1 shows only a peripheral area 7 the vane wreath 4 , The vane ring 4 is in several sectors 8th . 9 . 10 of which in the in the 1 shown peripheral area 7 only three sectors 8th . 9 . 10 are shown. The vanes 6 of each sector 8th . 9 . 10 have a uniform angular position α1, α2, α3 relative to the respective radial extent of the impeller 3 on. In the first sector 8th a first angular position α1, in the second sector 9 a second angular position α2 and in the third sector 10 a third angular position α3. The number of vanes 6 is for each sector 8th . 9 . 10 equal.

Um den Leitschaufelkranz 4 ist eine als Hülse 11 ausgebildete Abdeckeinrichtung 12 mit einem als Aussparung 13 ausgebildeten Durchbruch 14 angeordnet. Der Durchbruch 14 erstreckt sich von einem Innenumfang 15 bis zu einem Außenumfang 15' einer Mantelfläche 16 der Abdeckeinrichtung 12. Die Abdeckeinrichtung 12 ist verdrehbar gelagert (Doppelpfeil 17) und gibt je nach einem über einen nicht gezeigten Verstellmechanismus eingestellten (ausgewählten) Drehwinkel mit seinem Durchbruch 14 einen der Sektoren 8, 9, 10 auf dem Leitschaufelkranz 4 frei (in der 1 somit den ersten Sektor 8). Die umfängliche Ausdehnung des Durchbruchs 14 entspricht im Wesentlichen der umfänglich einheitlichen Ausdehnung der Sektoren 8, 9, 10. Jede der Leitschaufeln 6 erstreckt sich vom Innenumfang 15 der Mantelfläche der Abdeckeinrichtung 12 bis zu einem Außenumfangsbereich 18 des Laufrades 3.Around the vane ring 4 is one as a sleeve 11 trained covering device 12 with one as a recess 13 trained breakthrough 14 arranged. The breakthrough 14 extends from an inner circumference 15 up to an outer circumference 15 ' a lateral surface 16 the covering device 12 , The cover 12 is rotatable (double arrow 17 ) and gives depending on a set on a not shown adjustment (selected) rotation angle with its breakthrough 14 one of the sectors 8th . 9 . 10 on the vane ring 4 free (in the 1 thus the first sector 8th ). The extensive extent of the breakthrough 14 This is essentially the same extent of sectoral expansion 8th . 9 . 10 , Each of the vanes 6 extends from the inner circumference 15 the lateral surface of the cover 12 up to an outer peripheral area 18 of the impeller 3 ,

Es ergibt sich folgende Funktion der gezeigten Anordnung zur Veränderung der Turbinengeometrie der Turbine 2: Die Auswahl einer der Winkelstellungen α1, α2, α3 der genutzten Leitschaufelträger 5 erfolgt über die Auswahl eines Sektors 8, 9, 10 (Sektorauswahl) mittels des Durchbruchs 14 der Abdeckeinrichtung 12, der den gewählten Sektor 8, 9, 10 mit den zu nutzenden Leitschaufeln 6 frei gibt, wobei die nicht zu nutzenden Leitschaufeln 6 der anderen Sektoren 8, 9, 10 von der restlichen Abeinrichtung 12 abgedeckt werden. Durch die wenigen zur Auswahl der Winkelstellung gegeneinander verdrehbaren angeordneten Teile 4, 12 ist ein Einsatz der Turbine 2 auch bei hohen Temperaturen eines die Turbine antreibenden Abgasstromes möglich.The result is the following function of the arrangement shown for changing the turbine geometry of the turbine 2 : Selection of one of the angular positions α1, α2, α3 of the guide vanes used 5 is done by selecting a sector 8th . 9 . 10 (Sector selection) by means of breakthrough 14 the covering device 12 who is the chosen sector 8th . 9 . 10 with the guide vanes to be used 6 free, with the unused guide vanes 6 the other sectors 8th . 9 . 10 from the rest of the Abeinrichtung 12 be covered. By the few to choose the angular position against each other rotatable arranged parts 4 . 12 is a use of the turbine 2 even at high temperatures of the turbine driving exhaust gas flow possible.

Die Turbine 2 der 2 entspricht im Wesentlichen der Turbine 2 der 1, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird: Die Turbine 2 mit variabler Turbinengeometrie weist eine als Verstellring 19 ausgebildete Abdeckeinrichtung 12 mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Durchbrüchen 14, 20 auf. Entsprechend der Anordnung der Durchbrüche 14, 20 sind einander zugeordnete ersten Sektoren 8, 21 mit Winkelstellung α1 und einander zugeordnete zweiten Sektoren 9, 22 mit Winkelstellung α2 des Leitschaufelkranzes 4 angeordnet. Diese einander zugeordneten Sektoren 8, 21; 9, 22 unterschiedlicher Umfangsbereiche 7, 23 weisen Leitschaufeln 6 mit gleicher Winkelstellung α1, α2 auf. Die einander zugeordneten ersten Sektoren 8, 21 bewirken eine radiale Anströmung des Laufrades 3 und ermöglichen einen hohen Durchsatz an Abgas. Die einander zugeordneten zweiten Sektoren 9, 22 bewirken ein tangentiales Anströmen des Laufrades 3 und ermöglichen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des Abgases. Es gilt: α1 << α2.The turbine 2 of the 2 corresponds essentially to the turbine 2 of the 1 so that only the differences are discussed here: the turbine 2 with variable turbine geometry has one as adjusting ring 19 trained covering device 12 with two oppositely arranged openings 14 . 20 on. According to the arrangement of the breakthroughs 14 . 20 are first sectors associated with each other 8th . 21 with angular position α1 and second sectors associated with each other 9 . 22 with angular position α2 of the vane ring 4 arranged. These mutually associated sectors 8th . 21 ; 9 . 22 different peripheral areas 7 . 23 have guide vanes 6 with the same angular position α1, α2. The associated first sectors 8th . 21 cause a radial flow of the impeller 3 and allow high throughput of exhaust gas. The associated second sectors 9 . 22 cause a tangential flow against the impeller 3 and allow a high flow rate of the exhaust gas. The following applies: α1 << α2.

Durch mehrere (hier zwei) Durchbrüche 14, 20 wird das Laufrad 3 im Betrieb über seinen gesamten Umfang gleichmäßiger belastet.Through several (here two) breakthroughs 14 . 20 becomes the wheel 3 more evenly loaded during operation over its entire circumference.

Die Anzahl n der Sektoren 8, 9, 10 unterschiedlicher Winkelstellung α1, α2, ..., αn (unterschiedliche Sektoren 8, 9, 10) ist (mit n ≥ 2) frei wählbar. Die Anzahl m der einander zugeordneten Sektoren 8, 21; 9, 22 ist (mit m ≥ 1) ebenfalls frei wählbar. Einander zugeordnete Sektoren 8, 21; 9, 22 weisen vorzugsweise gleiche Winkelstellungen auf und sind insbesondere gleich ausgebildet.The number n of sectors 8th . 9 . 10 different angular position α1, α2, ..., αn (different sectors 8th . 9 . 10 ) is freely selectable (with n ≥ 2). The number m of the sectors assigned to each other 8th . 21 ; 9 . 22 is (with m ≥ 1) also freely selectable. Merged sectors 8th . 21 ; 9 . 22 preferably have the same angular positions and are in particular the same design.

Ein sich ergebender Spalt 24 zwischen den Enden 25 der Leitschaufeln 3 des Leitschaufelkranzes 4 im Außenumfangsbereich 18 des Laufrades 3 und dem Außenumfang des Laufrades 3 ist – vorgegeben von den Herstellungstoleranzen der Turbinenbauteile – minimal.A resulting gap 24 between the ends 25 the vanes 3 the vane wreath 4 in the outer peripheral area 18 of the impeller 3 and the outer periphery of the impeller 3 is - given the manufacturing tolerances of the turbine components - minimal.

Claims (9)

Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit mindestens einer Turbine variabler Turbinengeometrie, die ein Laufrad und an einem Leitschaufelträger angeordnete Leitschaufeln aufweist, die – in zumindest einem Umfangsbereich – um das Laufrad herum beabstandet zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (6) fest an dem Leitschaufelträger (5) angeordneten sind und in unterschiedlichen Sektoren (8, 9, 10) des Umfangsbereichs (7) unterschiedliche Winkelstellungen (α1, α2, α3) gegenüber dem Laufrad (3) aufweisen, wobei die Turbine (2) zur Sektorauswahl eine gegenüber dem Leitschaufelträger (5) verdrehbar angeordnete Abdeckeinrichtung (12) mit mindestens einem Durchbruch (14, 20) in ihrer Mantelfläche (16) aufweist.Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, having at least one turbine of variable turbine geometry, which has an impeller and guide vanes arranged guide vanes, which - are arranged in at least one peripheral area around the impeller around each other, characterized in that the guide vanes ( 6 ) fixed to the vane carrier ( 5 ) and in different sectors ( 8th . 9 . 10 ) of the peripheral area ( 7 ) different angular positions (α1, α2, α3) relative to the impeller ( 3 ), wherein the turbine ( 2 ) for selecting a sector relative to the vane carrier ( 5 ) rotatably arranged covering device ( 12 ) with at least one breakthrough ( 14 . 20 ) in its lateral surface ( 16 ) having. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (6) einen das Laufrad (3) umfänglich umgebenden Leitschaufelkranz (4) bilden.Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the guide vanes ( 6 ) one the impeller ( 3 ) circumferentially surrounding vane ring ( 4 ) form. Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leitschaufeln (6) von einem Innenumfang (15) der Abdeckeinrichtung (12) bis zu einem Außenumfangsbereich (18) des Laufrades (3) erstrecken.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the guide vanes ( 6 ) of an inner circumference ( 15 ) of the covering device ( 12 ) to an outer peripheral area ( 18 ) of the impeller ( 3 ). Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektoren (8, 9, 10, 21, 22) eine einheitliche Ausdehnung aufweisen.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the sectors ( 8th . 9 . 10 . 21 . 22 ) have a uniform extent. Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umfängliche Ausdehnung des Durchbruchs (14, 20) der umfänglichen Ausdehnung der Sektoren (8, 9, 10, 21, 22) entspricht.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the circumferential extent of the breakthrough ( 14 . 20 ) the extent of the sectors ( 8th . 9 . 10 . 21 . 22 ) corresponds. Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (12) von einem Gehäuse der Turbine (2) gebildet oder mitgebildet wird.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the covering device ( 12 ) of a housing of the turbine ( 2 ) is formed or educated. Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Abdeckeinrichtung (12) als separate Hülse (11) oder als separater Verstellring (19) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the covering device ( 12 ) as a separate sleeve ( 11 ) or as a separate adjusting ring ( 19 ) is trained. Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung (12) mehrere Durchbrüche (14,20) und mehrere, insbesondere gleich ausgebildete, einander zugeordnete Sektoren (8, 21; 9, 22) aufweist.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the covering device ( 12 ) several breakthroughs ( 14 . 20 ) and several, in particular identically formed, associated sectors ( 8th . 21 ; 9 . 22 ) having. Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Enden (25) der Leitschaufeln (6) im Außenumfangsbereich (18) des Laufrades (3) und dem Laufrad (3) ein minimal gewählter Spalt (24) ausbildet.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that between the ends ( 25 ) of the guide vanes ( 6 ) in the outer peripheral region ( 18 ) of the impeller ( 3 ) and the impeller ( 3 ) a minimally selected gap ( 24 ) trains.
DE102007056889A 2007-11-26 2007-11-26 Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry Withdrawn DE102007056889A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007056889A DE102007056889A1 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry
US12/275,678 US20090136338A1 (en) 2007-11-26 2008-11-21 Turbocharger with at least one variable turbine geometry turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007056889A DE102007056889A1 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007056889A1 true DE102007056889A1 (en) 2009-05-28

Family

ID=40577084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007056889A Withdrawn DE102007056889A1 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090136338A1 (en)
DE (1) DE102007056889A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020592A1 (en) * 2009-05-09 2010-11-11 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Charging device i.e. exhaust gas turbocharger, for motor vehicle, has flow channel lying between rotatably supported guide vanes, where one guide vane is flow-permeable and forms another flow channel

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140237993A1 (en) * 2011-11-16 2014-08-28 Mack Trucks, Inc. Diesel engine arrangement and method for varnish build-up control
CN102606233A (en) * 2012-03-19 2012-07-25 康跃科技股份有限公司 Variable-section spiral case with blade nozzle ring
US9890649B2 (en) * 2016-01-29 2018-02-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Inlet guide assembly
CN111005771B (en) * 2020-01-03 2021-05-14 清华大学 Rotary variable nozzle portion air inlet axial flow turbine
CN111156052B (en) * 2020-01-03 2021-07-09 清华大学 Rotary variable nozzle part air inlet radial turbine
US11168580B2 (en) * 2020-01-08 2021-11-09 GM Global Technology Operations LLC Engine system including pivoting vane turbocharger having vane(s) that are adjustable to one position while other vane(s) of the turbocharger are adjusted to another position

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US98741A (en) * 1870-01-11 Improvement in scroll-cases for water-wheels
US3124931A (en) * 1964-03-17 Motive fluid control for a re-expansion gas turbine engine
US741A (en) * 1838-05-17 Improved process for gilding copper,, brass
US3066488A (en) * 1959-11-04 1962-12-04 Bendix Corp Power output control for a gas turbine engine
US3209537A (en) * 1960-05-02 1965-10-05 Bendix Corp Motive fluid control for a re-expansion gas turbine engine
US3137477A (en) * 1960-10-25 1964-06-16 Geratebau Eberspacher Ohg Gas turbine having adjustable nozzle flow means
US3612403A (en) * 1970-06-02 1971-10-12 Gen Motors Corp Variable-area duct
US4177005A (en) * 1975-09-06 1979-12-04 Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg Aktiengesellschaft (M.A.N.) Variable-throat spiral duct system for rotary stream-flow machines
EP0508067B1 (en) * 1991-04-08 1995-07-12 Asea Brown Boveri Ag Device for regulating the cross-sectional flow area of a turbomachine
DE10029808C1 (en) * 2000-06-16 2001-11-29 Daimler Chrysler Ag Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
US6994518B2 (en) * 2002-11-13 2006-02-07 Borgwarner Inc. Pre-whirl generator for radial compressor
AU2003206001A1 (en) * 2003-02-19 2004-09-09 Honeywell International Inc. Nozzle device for a turbocharger and associated control method
US7428814B2 (en) * 2006-03-08 2008-09-30 Melvin Hess Pedersen Turbine assemblies and related systems for use with turbochargers
JP2006348947A (en) * 2006-08-18 2006-12-28 Kazuo Oyama Internal combustion engine with exhaust pressure regenerator
US7694518B2 (en) * 2007-08-14 2010-04-13 Deere & Company Internal combustion engine system having a power turbine with a broad efficiency range

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020592A1 (en) * 2009-05-09 2010-11-11 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Charging device i.e. exhaust gas turbocharger, for motor vehicle, has flow channel lying between rotatably supported guide vanes, where one guide vane is flow-permeable and forms another flow channel

Also Published As

Publication number Publication date
US20090136338A1 (en) 2009-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007056889A1 (en) Exhaust gas turbocharger with at least one turbine of variable turbine geometry
EP2989298B1 (en) Exhaust gas turbocharger
DE60015139T2 (en) TURBOCHARGER
EP1734231B1 (en) Turbocharger with variable geometry turbine
DE112014004893T5 (en) Rotary actuator shaft mechanical seal with U-seal
DE102012202907B4 (en) Exhaust gas turbocharger with relatively rotatable Leitgitterringen
DE112009004260T5 (en) Simplified turbocharger with variable geometry and vane rings
DE10297203T5 (en) turbocharger
EP3026238B1 (en) Combustion engine with a turbocharger
DE3833906C2 (en)
DE102007017822A1 (en) turbocharger
DE102018221812B4 (en) Exhaust gas turbine with an exhaust gas guide device for an exhaust gas turbocharger and an exhaust gas turbocharger
EP2734709A1 (en) Turbine for an exhaust-gas turbocharger
WO2015086205A1 (en) Turbocharger
EP1530671B1 (en) Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
DE112014005169T5 (en) Adjusting damper
DE102007058246A1 (en) Turbocharger for an internal combustion motor, using the motor exhaust gas, has a control with moving arc segments to alter the outflow cross section of the spiral channel
DE60305011T2 (en) IMPROVED SHOVEL DESIGN FOR USE IN TURBO CHARGERS WITH VARIABLE GEOMETRY
DE102008000848A1 (en) Exhaust gas turbocharger for internal-combustion engine of motor vehicle, has adjusting pieces fully opening, partially opening or closing cross section depending upon misalignment position, where cross section lies between guide vanes
DE102015220113A1 (en) WING SET FOR TURBOCHARGER WITH VARIABLE TURBINE GEOMETRY
EP1635038B1 (en) Exhaust turbocharger
DE102007060044A1 (en) Variable turbine geometry
DE102004023210A1 (en) Supercharger for internal combustion engine used in motor vehicle, has slide bearings radially arranged inside adjustment ring in blade ring carrier, in which each slide bearing has guide disk with tab inserted to hole of another guide disk
DE102012012000B4 (en) Turbine for an exhaust gas turbocharger
DE102004023282A1 (en) Exhaust-gas turbocharger for motor vehicle, has guide vane carrier with cascaded section having reduced outer diameter, which is smaller than inner diameter of radial inner surface of ring, such that section forms radial plain bearing

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20141127