DE102008029342A1 - Turbine case for wastegate turbine in internal-combustion engine i.e. otto engine, has insertion element comprising sealing surface that cooperates with bypass flap for sealing/releasing bypass channel at two different positions of flap - Google Patents

Turbine case for wastegate turbine in internal-combustion engine i.e. otto engine, has insertion element comprising sealing surface that cooperates with bypass flap for sealing/releasing bypass channel at two different positions of flap Download PDF

Info

Publication number
DE102008029342A1
DE102008029342A1 DE102008029342A DE102008029342A DE102008029342A1 DE 102008029342 A1 DE102008029342 A1 DE 102008029342A1 DE 102008029342 A DE102008029342 A DE 102008029342A DE 102008029342 A DE102008029342 A DE 102008029342A DE 102008029342 A1 DE102008029342 A1 DE 102008029342A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bypass
exhaust gas
turbine housing
channel
bypass channel
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Withdrawn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
DE102008029342A
Other languages
German (de)
Inventor
Paul Dipl.-Ing. Löffler
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102008029342A priority Critical patent/DE102008029342A1/en
Publication of DE102008029342A1 publication Critical patent/DE102008029342A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-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
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/03—Check valves with guided rigid valve members with a hinged closure member or with a pivoted closure member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

The turbine case (10) has a receiving space (14) arranged downstream a spiral channel (12) for receiving a turbine wheel (18). The receiving space is pressurized with exhaust gas guided by the spiral channel. A bypass system comprises a bypass channel (24) and a bypass flap (26). The bypass channel extends between the spiral channel and an exhaust gas outlet (16). An insertion element (30) is attached to the bypass channel and comprises a sealing surface (28) that cooperates with the bypass flap for sealing/releasing the bypass channel at two different positions of the bypass flap.

Description

Die Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 9 angegebenen Art.The The invention relates to a turbine housing for an exhaust gas turbocharger Internal combustion engine specified in the preamble of claim 1 Art. The invention further relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine specified in the preamble of claim 9 Art.

Ein derartiges Turbinengehäuse bzw. ein derartiger Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine sind dabei bereits aus dem Stand der Technik als bekannt zu entnehmen. Das Turbinengehäuse des Abgasturboladers umfasst zumindest einen mit einer Abgasflut eines Abgastrakts der Brennkraftmaschine koppelbaren Spiralkanal, einen stromab des zumindest einen Spiralkanals angeordneten Aufnahmeraum für ein Turbinenrad sowie ein Bypasssystem. Das Bypasssystem weist seinerseits einen sich zwischen dem Spiralkanal und einem stromab des Aufnahmeraums angeordneten Abgasaustritt erstreckenden Bypasskanal zum Vorbeileiten von Abgas am Turbinenrad sowie eine Bypassklappe auf, die zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie an einer Dichtfläche auf Seiten des Bypasskanals anliegt, und einer den Bypasskanal freigebenden zweiten Stellung bewegbar ist. Das Bypasssystem erlaubt somit eine Ladedruckregelung, so dass bedarfsweise Abgas am Turbinenrad vorbei direkt zum Abgasaustritt geleitet werden kann, wodurch insbesondere in hohen Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine ein unerwünscht hohes Ansteigen der Drehzahl des Turbinenrads unterbunden werden kann.One Such turbine housing or such an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine already to be taken as known from the prior art. The turbine housing of the Exhaust gas turbocharger comprises at least one with an exhaust gas flow of a Exhaust tract of the internal combustion engine coupled spiral channel, a downstream of the at least one spiral channel arranged receiving space for a Turbine wheel and a bypass system. The bypass system points in turn a between the spiral channel and a downstream of the receiving space arranged exhaust passage extending bypass channel to bypass exhaust gas on the turbine wheel and a bypass damper on between a first position in which they on a sealing surface Side of the bypass channel is applied, and one of the bypass channel releasing second position is movable. The bypass system thus allows one Boost pressure control, so that, if necessary, exhaust past the turbine can be passed directly to the exhaust outlet, which in particular in high speed ranges of the internal combustion engine an undesirably high Increasing the speed of the turbine can be prevented.

Als nachteilig an den bekannten Turbinengehäusen bzw. Abgasturboladern ist dabei der Umstand anzusehen, dass es aufgrund von Temperaturschwankungen und Krafteinleitungen am Turbinengehäuse zu einem unzureichenden Anliegen der Bypassklappe an der Dichtfläche kommt. Hierdurch entstehen auch bei in die erste Stellung bewegter Bypassklappe unerwünschte Leckagen, die unabhängig von der Güte der Bearbeitung der Dichtfläche oder der Geometrie des Turbinengehäuses sind. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung des Wirkungsgrads des mit dem Turbinengehäuse versehenen Abgasturboladers, da stets ein Teil der im Abgas vorhandenen Energie ungenutzt am Turbinenrad vorbeigeleitet wird.When disadvantageous to the known turbine housings or exhaust gas turbochargers is the fact that it is due to temperature fluctuations and force inputs to the turbine housing to an insufficient Concern of the bypass flap on the sealing surface comes. This results undesirable leaks even when the bypass flap is moved to the first position, the independent of kindness the machining of the sealing surface or the geometry of the turbine housing are. this leads to to a significant reduction in the efficiency of the with turbine housing provided exhaust gas turbocharger, since always a part of existing in the exhaust gas Energy is passed unused past the turbine wheel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Turbinengehäuse sowie einen Abgasturbolader mit einem derartigen Turbinengehäuse zu schaffen, welche einen erhöhten Wirkungsgrad ermöglichen.task The present invention is therefore a turbine housing as well to provide an exhaust gas turbocharger with such a turbine housing, which one increased Enable efficiency.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Turbinengehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Turbinengehäuses als vorteilhafte Ausgestaltungen des Abgasturboladers und umgekehrt anzusehen sind.The The object is achieved by a turbine housing with the features of claim 1 and by an exhaust gas turbocharger for one Internal combustion engine solved with the features of claim 9. advantageous Embodiments with appropriate and non-trivial developments of the invention are in the respective dependent claims given, wherein advantageous embodiments of the turbine housing as advantageous embodiments of the exhaust gas turbocharger and vice versa are.

Ein Turbinengehäuse, welches einen erhöhten Wirkungsgrad seines zugeordneten Abgasturboladers ermöglicht, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass dem Bypasskanal ein Einsetzelement zugeordnet ist, welches die Dichtfläche umfasst und bei in die erste Stellung bewegter Bypassklappe zum Abdichten des Bypasskanals mit dieser zusammenwirkt. Mit Hilfe eines derartigen Einsetzelements ist es im Gegensatz zum Stand der Technik möglich, eine zuverlässige Abdichtung des Bypasskanals bei in die erste Stellung bewegter Bypassklappe sicherzustellen. Dabei kann das Material des Einsetzelements unabhängig vom Material des Turbinengehäuses gewählt werden, so dass auch bei hoher thermischer Belastung eine zuverlässige Abdichtung des Bypasskanals ermöglicht ist. Das erfindungsgemäße Turbinengehäuse kann beispielsweise als Gehäuse einer sogenannte Wastegate-Turbine ausgebildet sein und eignet sich grundsätzlich für alle Bautypen von Brennkraftmaschinen. Das Turbinengehäuse kann insbesondere auch für als Otto-Motoren ausgebildete Brennkraftmaschinen verwendet werden, bei denen vergleichsweise hohe Abgastemperaturen mit entsprechenden thermischen Belastungen des Turbinengehäuses auftreten können.One Turbine housing which one increased Efficiency of its associated exhaust gas turbocharger allows is according to the invention provided that the bypass channel is assigned an insertion element, which is the sealing surface includes and in the first position moving bypass flap for sealing the bypass channel interacts with this. With the help of such Inserting it is possible in contrast to the prior art, a reliable Sealing of the bypass channel with the bypass flap moved to the first position sure. The material of the insertion can be independent of Material of the turbine housing chosen so that even at high thermal load a reliable seal the bypass channel allows is. The turbine housing according to the invention can for example, as a housing So-called wastegate turbine be designed and is basically suitable for all types of Internal combustion engines. The turbine housing can in particular also for as Otto engines trained internal combustion engines are used where comparatively high exhaust gas temperatures with corresponding thermal loads on the turbine housing may occur.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtfläche des Einsetzelements als zumindest überwiegend verzugsfreie Planfläche ausgebildet ist. Hierdurch ist unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bzw. des zugeordneten Abgasturboladers sichergestellt, dass die Bypassklappe in der ersten Stellung stets bündig an der Dichtfläche anliegen und damit den Bypasskanal gasdicht verschließen kann.In an advantageous embodiment of the invention is provided that the sealing surface of the insertion as at least predominantly distortion-free plane surface formed is. This is under all operating conditions of the internal combustion engine or the associated exhaust gas turbocharger ensures that the bypass flap always flush in the first position at the sealing surface abut and thus close the bypass channel gas-tight.

Weitere Vorteile ergeben sich, indem der Bypasskanal einen vergrößerten Querschnittsbereich umfasst, in welchem das Einsetzelement zumindest abschnittsweise angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Montage des Einsetzelements, welches beispielsweise in den vergrößerten Querschnittsbereich des Bypasskanals eingepresst werden kann.Further Advantages result in that the bypass channel comprises an enlarged cross-sectional area, in which the insertion element arranged at least in sections is. this makes possible a particularly simple and cost-effective installation of the insertion element, which, for example, in the enlarged cross-sectional area of the bypass channel can be pressed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einsetzelement zumindest einen Innenwandbereich des Bypasskanals bildet. Hierdurch werden eine möglichst gleichmäßige Erwärmung des Einsetzelements während des Betriebs des Turbinengehäuses bzw. des Abgasturboladers sowie eine erhöhte mechanische Stabilität erzielt.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the insertion element forms at least one inner wall region of the bypass channel. As a result, as uniform as possible heating of the insert during operation of the turbine housing and the exhaust gas turbocharger and an increased mechanical Stability achieved.

Weitere Vorteile ergeben sich, indem das Einsetzelement mittels eines Dichtelements, insbesondere eines Kolbenrings, gegenüber einem Wandbereich des Bypasssignals abgedichtet ist. Auf diese Weise wird unabhängig vom Betriebszustand des Turbinengehäuses bzw. des Abgasturboladers eine zuverlässige Gasdichtigkeit sichergestellt. Zudem können in Abhängigkeit der geometrischen und werkstoffseitigen Auslegung von Turbinengehäuse und Einsetzelement während des Betriebs des zugeordneten Abgasturboladers auftretende thermische Relativbewegungen konstruktiv einfach und ohne Druckverluste kompensiert werden.Further Advantages result from the insertion element by means of a sealing element, in particular a piston ring, opposite a wall region of the bypass signal is sealed. In this way, regardless of the operating state of the turbine housing or the exhaust gas turbocharger a reliable Gas-tightness ensured. In addition, depending on the geometric and material side design of turbine housing and insert element during the Operating the associated exhaust gas turbocharger occurring thermal Relative movements constructively simple and compensated without pressure losses become.

Eine konstruktiv einfache, kostengünstige und betriebssichere Festlegung des Einsetzelements ist in weiterer Ausgestaltung dadurch ermöglicht, dass das Einsetzelement mittels zumindest eines Sicherungsstifts lagegesichert am Turbinengehäuse gehalten ist.A constructively simple, inexpensive and Reliable fixing of the insert is in a further embodiment thereby allowing that the insert element secured in position by means of at least one locking pin held on the turbine housing is.

Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung als vorteilhaft gezeigt, wenn der zumindest eine Sicherungsstift zwischen dem Dichtelement und der Dichtfläche angeordnet ist. Auf diese Weise kann der zumindest eine Sicherungsstift einerseits selbst als zusätzliches Dichtelement wirken und erlaubt andererseits einen temperatur- und betriebskraftbedingten Längenspielausgleich des Einsetzelements entlang einer Längenerstreckung des Einsetzelements.there it has been shown in a further embodiment to be advantageous if the at least one locking pin between the sealing element and the sealing surface is arranged. In this way, the at least one locking pin on the one hand, as an additional one Sealing element act on the other hand, and allows a temperature and operational force compensation the insertion element along a longitudinal extent of the insertion.

In einer weiteren vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Einsetzelement mittels eines vorzugsweise ringförmigen Halteelements am Turbinengehäuse gehalten ist. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer zuverlässigen und einfach montierbaren Lagesicherung des Einsetzelements. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Halteelement derart an das Einsetzelement angepasst ist, dass es einen Ausgleich eines thermisch bedingten Spiels zwischen dem Einsetzelement und dem Turbinengehäuse erlaubt.In A further advantageous embodiment provides that the insertion element by means of a preferably annular retaining element at the turbine housing is held. this makes possible the provision of a reliable and easily mountable position assurance of the insert. It can be provided that the holding element in such a way to the insertion is adjusted that it is a compensation of a thermic Game between the insert and the turbine housing allowed.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, wobei ein erhöhter Wirkungsgrad erfindungsgemäß dadurch ermöglicht ist, dass ein Turbinengehäuse des Abgasturboladers gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind aus den entsprechenden, vorstehend erläuterten Beschreibungen zu entnehmen.One Another aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, wherein an elevated one Efficiency according to the invention thereby allows is that a turbine casing of the Exhaust gas turbocharger according to a the previous embodiment is trained. The resulting advantages are from the corresponding, explained above Descriptions can be found.

Ein besonders hoher Wirkungsgrad ist dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch geschaffen, dass der Abgasturbolader als Hochdruckstufe eines mehrstufigen Aufladungssystems ausgebildet ist. Insbesondere bei zwei- oder mehrstufigen Aufladungen wird somit ein besonders hoher Wirkungsgrad ermöglicht, da Hochdruckstufen besonders leckagesensitiv sind. Aufgrund der zuverlässigen und betriebssicheren Verschließbarkeit des Bypasskanals ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Abgasturboladers bzw. des Turbinengehäuses eine besonders zuverlässige Ladedruckregelung bei hohem Wirkungsgrad ermöglicht.One particularly high efficiency is in a further embodiment the invention created by the exhaust gas turbocharger as a high-pressure stage a multi-stage charging system is formed. Especially for two- or multi-stage charges Thus, a particularly high efficiency is possible because of high-pressure stages are particularly leak-sensitive. Because of the reliable and reliable sealability the bypass channel is with the aid of the exhaust gas turbocharger or the invention turbine housing a particularly reliable Boost pressure control with high efficiency allows.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of exemplary embodiments and by reference the drawings, in which the same or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:

1 eine schematische seitliche Schnittansicht eines Turbinengehäuses eines Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik; 1 a schematic sectional side view of a turbine housing of a turbocharger according to the prior art;

2 eine schematische seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Turbinengehäuses eines Abgasturboladers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und 2 a schematic sectional side view of a turbine housing according to the invention of an exhaust gas turbocharger according to a first embodiment; and

3 eine schematische seitliche Schnittansicht eines Bypasskanals des erfindungsgemäßen Turbinengehäuses gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 3 a schematic sectional side view of a bypass channel of the turbine housing according to the invention according to a second embodiment.

1 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht eines Turbinengehäuses 10 eines Abgasturboladers (nicht gezeigt) gemäß dem Stand der Technik. Das Turbinengehäuse 10 umfasst einen mit einer Abgasflut eines Abgastrakts einer Brennkraftmaschine koppelbaren Spiralkanal 12, einen stromab des Spiralkanals 12 angeordneten Aufnahmeraum 14 sowie einen stromab des Aufnahmeraums 14 angeordneten Abgasaustritt 16. Innerhalb des Aufnahmeraums 14 ist dabei ein Turbinenrad 18 angeordnet, welches mit dem durch den Spiralkanal 12 führbaren Abgas beaufschlagbar ist und hierdurch über eine Welle 20 in an sich bekannter Weise ein Verdichterrad auf Seiten eines Verdichters des Abgasturboladers antreiben kann. Das Turbinengehäuse 10 umfasst weiterhin ein Bypasssystem 22, welches einen sich zwischen dem Spiralkanal 12 und dem Abgasaustritt 16 erstreckenden Bypasskanal 24 sowie eine Bypassklappe 26 aufweist, die gemäß Doppelpfeil I zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie an einer Dichtfläche 28 auf Seiten des Bypasskanals 24 anliegt, und einer den Bypasskanal 24 freigebenden zweiten Stellung bewegbar ist. Durch ein Bewegen der Bypassklappe 26 in die zweite Stellung kann mit anderen Worten Abgas am Turbinenrad vorbeigeleitet werden, wodurch ein unerwünscht hohes Ansteigen einer Drehzahl des Turbinenrads 18 verhindert werden kann. Das Bypasssystem 22 ist jedoch aufgrund seiner Position im heißen Abgasstrom thermisch hoch belastet, so dass aufgrund des Temperatureinflusses und Krafteinleitungen am Turbinengehäuse 10 Leckagen bei in die erste Stellung bewegter Bypassklappe 26 auftreten. Diese sind weitgehend unabhängig von der Güte der Bearbeitung oder der geometrischen Ausgestaltung des Bypasssystems 22 bzw. des Turbinengehäuses 10. 1 shows a schematic sectional side view of a turbine housing 10 an exhaust gas turbocharger (not shown) according to the prior art. The turbine housing 10 comprises a spiral channel which can be coupled to an exhaust gas flow of an exhaust gas tract of an internal combustion engine 12 , one downstream of the spiral channel 12 arranged recording room 14 and one downstream of the receiving space 14 arranged exhaust outlet 16 , Inside the recording room 14 is a turbine wheel 18 arranged, which with the through the spiral channel 12 feasible exhaust gas is acted upon and thereby via a shaft 20 in a conventional manner a compressor can drive on the side of a compressor of the exhaust gas turbocharger. The turbine housing 10 further includes a bypass system 22 which is located between the spiral channel 12 and the exhaust outlet 16 extending bypass channel 24 as well as a bypass flap 26 has, according to double arrow I between a first position in which they on a sealing surface 28 on the side of the bypass channel 24 is present, and one of the bypass channel 24 releasing second position is movable. By moving the bypass flap 26 In other words, exhaust gas can be conducted past the turbine wheel in the second position, whereby an undesirably high increase in a rotational speed of the turbine wheel 18 can be prevented. The bypass system 22 However, due to its position in the hot exhaust gas stream is thermally highly loaded, so that due to the tempera Influence and force on the turbine housing 10 Leakage when moving in the first position bypass flap 26 occur. These are largely independent of the quality of the machining or the geometric design of the bypass system 22 or of the turbine housing 10 ,

2 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Turbinengehäuses 10 eines Abgasturboladers (nicht gezeigt) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der grundsätzliche Aufbau des Turbinengehäuses 10 ist dabei bereits aus der vorhergehenden Beschreibung bekannt. Im Unterschied zum Stand der Technik ist jedoch dem Bypasskanal 24 ein Einsetzelement 30 zugeordnet, welches die Dichtfläche 28 umfasst und bei in die erste Stellung bewegter Bypassklappe 26 zum Abdichten des Bypasskanals 24 mit dieser zusammenwirkt. Auf diese Weise kann ein zuverlässiges Verschließen des Bypasskanals 24 auch unter extremen Temperaturbedingungen oder Krafteinleitungen in das Turbinengehäuse 10 sichergestellt werden. Hierdurch wird zuverlässig verhindert, dass Abgas unerwünschterweise durch den Bypasskanal 24 am Turbinenrad 18 vorbeigeleitet wird, wodurch der Wirkungsgrad des mit dem erfindungsgemäßen Turbinengehäuse 10 versehenen Abgasturboladers signifikant gesteigert wird. Die Dichtfläche 28 des Einsetzelements 30 ist dabei als verzugsfreie Planfläche ausgebildet, so dass ein zuverlässiges Anliegen der Bypassklappe 26 an der Dichtfläche 28 gewährleistet ist, wenn sie in die erste Stellung bewegt ist. Der Bypasskanal 24 weist einen vergrößerten Querschnittsbereich 32 auf, in welchem das Einsetzelement 30 abschnittsweise angeordnet ist. Der vergrößerte Querschnittsbereich 32 und das Einsetzelement 30 sind dabei derart aneinander angepasst, dass eine Bohrung des Einsetzelements 30 einen Innenwandbereich des Bypasskanals 24 bildet und bündig an dessen kleineren Querschnittsbereich 36 anschließt. Das Einsetzelement 30 (Insert) ist dabei mittels eines als Kolbenring ausgebildeten Dichtelements 38 gegenüber dem angrenzenden Wandbereich des Bypasskanals 24 abgedichtet. Zum betriebssicheren Lagefixieren des Einsetzelements 30 am Turbinengehäuse 10 ist ein ringförmiges Halteelement 40 vorgesehen, mittels welchem das Einsetzelement 30 auf Seiten des Abgasaustritts 16 am Turbinengehäuse 10 festgelegt ist. Hierzu weisen das Halteelement 40 und das Einsetzelement 30 miteinander korrespondierende Anschläge 42 auf, wobei diese spielbehaftet ausgebildet sind und eine insbesondere thermisch induzierte Relativbewegung zwischen dem Einsetzelement 30 und dem Turbinengehäuse 10 erlauben. Hierdurch ist es möglich, dass sich das Einsetzelement 30 bei wechselnden Betriebsbedingungen im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse A des Bypasskanals ausdehnen bzw. zusammenziehen kann, wodurch für das Turbinengehäuse 10 und das Einsetzelement 30 unterschiedliche und optimal an die jeweiligen Anforderungen anpassbare Materialien verwendet werden können. Das gezeigte Turbinengehäuse 10 kann beispielsweise als Gehäuse einer sogenannten Wastegate-Turbine verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der mit dem Turbinengehäuse 10 versehene Abgasturbolader als Stufe eines mehrstufigen Aufladungssystems ausgebildet ist. Aufgrund der hohen Leckagesicherheit des erfindungsgemäßen Turbinengehäuses 10 ist dabei eine Verwendung des Abgasturboladers als Hochdruckstufe besonders vorteilhaft. 2 shows a schematic side sectional view of a turbine housing according to the invention 10 an exhaust gas turbocharger (not shown) according to a first embodiment. The basic structure of the turbine housing 10 is already known from the foregoing description. In contrast to the prior art, however, the bypass channel 24 an insertion element 30 assigned, which is the sealing surface 28 includes and in the first position moving bypass flap 26 for sealing the bypass channel 24 interacts with this. In this way, a reliable closing of the bypass channel 24 even under extreme temperature conditions or force transmission into the turbine housing 10 be ensured. This reliably prevents exhaust gas from undesirably passing through the bypass duct 24 at the turbine wheel 18 is passed, whereby the efficiency of the turbine housing according to the invention 10 provided exhaust gas turbocharger is significantly increased. The sealing surface 28 of the insertion element 30 is designed as distortion-free planar surface, so that a reliable concern of the bypass valve 26 at the sealing surface 28 is ensured when it is moved to the first position. The bypass channel 24 has an enlarged cross-sectional area 32 in which the insertion element 30 is arranged in sections. The enlarged cross-sectional area 32 and the insertion element 30 are adapted to each other so that a bore of the insert 30 an inner wall area of the bypass passage 24 forms and flush with its smaller cross-sectional area 36 followed. The insert element 30 (Insert) is by means of a piston ring designed as a sealing element 38 opposite the adjacent wall area of the bypass channel 24 sealed. For the reliable fixing of the insert element 30 at the turbine housing 10 is an annular retaining element 40 provided, by means of which the insertion element 30 on the side of the exhaust outlet 16 at the turbine housing 10 is fixed. For this purpose, the holding element 40 and the insertion element 30 corresponding stops 42 on, which are formed with play and a particular thermally induced relative movement between the insert 30 and the turbine housing 10 allow. This makes it possible that the insertion 30 can expand or contract substantially perpendicular to an axis A of the bypass channel with changing operating conditions, whereby for the turbine housing 10 and the insertion element 30 different and optimally adaptable to the respective requirements materials can be used. The turbine housing shown 10 can be used for example as a housing of a so-called wastegate turbine. Alternatively or additionally, it may be provided that the with the turbine housing 10 provided exhaust gas turbocharger is designed as a stage of a multi-stage charging system. Due to the high leakage safety of the turbine housing according to the invention 10 is a use of the exhaust gas turbocharger as a high-pressure stage particularly advantageous.

3 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht des Bypasskanals 24 des erfindungsgemäßen Turbinengehäuses 10 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum in 2 gezeigten Einsetzelement 30 sind vorliegend zwei Sicherungsstifte 44 vorgesehen, mittels welchen das Einsetzelement 30 lagegesichert am Bypasskanal 24 bzw. am Turbinengehäuse 10 gehalten ist. Alternativ können auch nur ein oder mehr Sicherungsstifte 44 oder zusätzlich das in 2 gezeigte Halteelement 40 vorgesehen sein. Die Sicherungsstifte 44 sind dabei zwischen dem Dichtelement 38 und der Dichtfläche 28 angeordnet. Das Einsetzelement 30 ist im vergrößerten Querschnittsbereich 32 des Bypasskanals 24 mit einem Spiel 46a gegenüber dem kleineren Querschnittsbereich 36 und im Endbereich des Bypasskanals 24 mit einem Spiel 46b zwischen dem Turbinengehäuse 10 und der Dichtfläche 28 angeordnet, wodurch während des Betriebs auftretende Relativbewegungen und unterschiedliche Ausdehnungen zwischen dem Turbinengehäuse 10 und dem Einsetzelement 30 ausgeglichen und das Auftreten von Verspannungen vermieden werden können. 3 shows a schematic sectional side view of the bypass channel 24 the turbine housing according to the invention 10 according to a second embodiment. Unlike in 2 shown insertion element 30 are present two locking pins 44 provided by means of which the insertion element 30 Position secured on the bypass channel 24 or on the turbine housing 10 is held. Alternatively, only one or more locking pins can be used 44 or additionally the in 2 shown holding element 40 be provided. The locking pins 44 are between the sealing element 38 and the sealing surface 28 arranged. The insert element 30 is in the enlarged cross-sectional area 32 of the bypass channel 24 with a game 46a opposite the smaller cross-sectional area 36 and in the end of the bypass channel 24 with a game 46b between the turbine housing 10 and the sealing surface 28 arranged, whereby during operation occurring relative movements and different expansions between the turbine housing 10 and the insertion element 30 balanced and the occurrence of tension can be avoided.

Claims (10)

Turbinengehäuse (10) für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem mit einer Abgasflut eines Abgastrakts der Brennkraftmaschine koppelbaren Spiralkanal (12), einem stromab des zumindest einen Spiralkanals (12) angeordneten Aufnahmeraum (14) für ein Turbinenrad (18), welches mit dem durch den zumindest einen Spiralkanal (12) führbaren Abgas beaufschlagbar ist, und mit einem Bypasssystem (22), welches einen sich zwischen dem Spiralkanal (12) und einem stromab des Aufnahmeraums (14) angeordneten Abgasaustritt (16) erstreckenden Bypasskanal (24) zum Vorbeileiten von Abgas am Turbinenrad (18) sowie eine Bypassklappe (26) umfasst, die zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie an einer Dichtfläche (28) auf Seiten des Bypasskanals (24) anliegt, und einer den Bypasskanal (24) freigebenden zweiten Stellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bypasskanal (24) ein Einsetzelement (30) zugeordnet ist, welches die Dichtfläche (28) umfasst und bei in die erste Stellung bewegter Bypassklappe (26) zum Abdichten des Bypasskanals (24) mit dieser zusammenwirkt.Turbine housing ( 10 ) for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with at least one spiral channel which can be coupled to an exhaust gas flow of an exhaust gas tract of the internal combustion engine (US Pat. 12 ), one downstream of the at least one spiral channel ( 12 ) receiving space ( 14 ) for a turbine wheel ( 18 ), which by the at least one spiral channel ( 12 ) feasible exhaust gas is acted upon, and with a bypass system ( 22 ), which is located between the spiral channel ( 12 ) and one downstream of the receiving space ( 14 ) arranged exhaust gas outlet ( 16 ) extending bypass channel ( 24 ) for bypassing exhaust gas at the turbine wheel ( 18 ) as well as a bypass flap ( 26 ) between a first position, in which it on a sealing surface ( 28 ) on the side of the bypass channel ( 24 ), and one of the bypass channel ( 24 ) releasable second position, characterized in that the bypass channel ( 24 ) an insert element ( 30 ) associated with the sealing surface ( 28 ) and when the bypass flap is moved to the first position ( 26 ) for sealing the bypass channel ( 24 ) interacts with this. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (28) des Einsetzelements (30) als zumindest überwiegend verzugsfreie Planfläche ausgebildet ist.Turbine housing ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the sealing surface ( 28 ) of the inserting element ( 30 ) is formed as at least predominantly distortion-free planar surface. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (24) einen vergrößerten Querschnittsbereich (32) umfasst, in welchem das Einsetzelement (30) zumindest abschnittsweise angeordnet ist.Turbine housing ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the bypass channel ( 24 ) an enlarged cross-sectional area ( 32 ) in which the insertion element ( 30 ) is arranged at least in sections. Turbinengehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (30) zumindest einen Innenwandbereich des Bypasskanals (24) bildet.Turbine housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inserting element ( 30 ) at least one inner wall region of the bypass channel ( 24 ). Turbinengehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (30) mittels eines Dichtelements (38), insbesondere eines Kolbenrings, gegenüber einem Wandbereich des Bypasskanals (24) abgedichtet ist.Turbine housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inserting element ( 30 ) by means of a sealing element ( 38 ), in particular a piston ring, against a wall region of the bypass channel ( 24 ) is sealed. Turbinengehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (30) mittels zumindest eines Sicherungsstifts (44) lagegesichert am Turbinengehäuse (10) gehalten ist.Turbine housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inserting element ( 30 ) by means of at least one securing pin ( 44 ) secured in position on the turbine housing ( 10 ) is held. Turbinengehäuse (10) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sicherungsstift (44) zwischen dem Dichtelement (38) und der Dichtfläche (28) angeordnet ist.Turbine housing ( 10 ) according to claim 5 and 6, characterized in that the at least one locking pin ( 44 ) between the sealing element ( 38 ) and the sealing surface ( 28 ) is arranged. Turbinengehäuse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsetzelement (30) mittels eines vorzugsweise ringförmigen Halteelements (40) am Turbinengehäuse (10) gehalten ist.Turbine housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insertion element ( 30 ) by means of a preferably annular retaining element ( 40 ) on the turbine housing ( 10 ) is held. Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, umfassend ein Turbinengehäuse (10) mit zumindest einem mit einer Abgasflut eines Abgastrakts der Brennkraftmaschine koppelbaren Spiralkanal (12), einem stromab des zumindest einen Spiralkanals (12) in einem Aufnahmeraum (14) angeordneten Turbinenrad (18), welches mit dem durch den zumindest einen Spiralkanal (12) führbaren Abgas beaufschlagbar ist, und mit einem Bypasssystem (22), welches einen sich zwischen dem Spiralkanal (12) und einem stromab des Aufnahmeraums (14) angeordneten Abgasaustritt (16) erstreckenden Bypasskanal (24) zum Vorbeileiten von Abgas am Turbinenrad (18) sowie eine Bypassklappe (26) umfasst, die zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie an einer Dichtfläche (28) auf Seiten des Bypasskanals (24) anliegt, und einer den Bypasskanal (24) freigebenden zweiten Stellung bewegbar ist dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinengehäuse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, comprising a turbine housing ( 10 ) with at least one coupled to an exhaust gas flow of an exhaust tract of the internal combustion engine spiral channel ( 12 ), one downstream of the at least one spiral channel ( 12 ) in a recording room ( 14 ) arranged turbine wheel ( 18 ), which by the at least one spiral channel ( 12 ) feasible exhaust gas is acted upon, and with a bypass system ( 22 ), which is located between the spiral channel ( 12 ) and one downstream of the receiving space ( 14 ) arranged exhaust gas outlet ( 16 ) extending bypass channel ( 24 ) for bypassing exhaust gas at the turbine wheel ( 18 ) as well as a bypass flap ( 26 ) between a first position, in which it on a sealing surface ( 28 ) on the side of the bypass channel ( 24 ), and one of the bypass channel ( 24 ) releasable second position is characterized in that the turbine housing ( 10 ) according to one of claims 1 to 8 is formed. Abgasturbolader nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Hochdruckstufe eines mehrstufigen Aufladungssystems ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger according to claim 9, characterized in that that this as a high-pressure stage of a multi-stage charging system is trained.
DE102008029342A 2008-06-20 2008-06-20 Turbine case for wastegate turbine in internal-combustion engine i.e. otto engine, has insertion element comprising sealing surface that cooperates with bypass flap for sealing/releasing bypass channel at two different positions of flap Withdrawn DE102008029342A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008029342A DE102008029342A1 (en) 2008-06-20 2008-06-20 Turbine case for wastegate turbine in internal-combustion engine i.e. otto engine, has insertion element comprising sealing surface that cooperates with bypass flap for sealing/releasing bypass channel at two different positions of flap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008029342A DE102008029342A1 (en) 2008-06-20 2008-06-20 Turbine case for wastegate turbine in internal-combustion engine i.e. otto engine, has insertion element comprising sealing surface that cooperates with bypass flap for sealing/releasing bypass channel at two different positions of flap

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008029342A1 true DE102008029342A1 (en) 2009-12-24

Family

ID=41334939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008029342A Withdrawn DE102008029342A1 (en) 2008-06-20 2008-06-20 Turbine case for wastegate turbine in internal-combustion engine i.e. otto engine, has insertion element comprising sealing surface that cooperates with bypass flap for sealing/releasing bypass channel at two different positions of flap

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008029342A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010005747U1 (en) 2010-04-19 2010-07-29 Zollern Gmbh & Co. Kg Valve flap for a blow-off valve of a turbocharger
DE102009050182A1 (en) * 2009-10-21 2011-05-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust gas turbocharger housing comprises closed flow channel and swiveling flap which is provided with closure plate that has one side of sealing surface which lies in closed condition at another sealing surface
WO2015097532A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Turbocharger with improved bypas valve sealing
DE102016216599A1 (en) 2016-09-02 2018-03-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust gas turbocharger for a vehicle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009050182A1 (en) * 2009-10-21 2011-05-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust gas turbocharger housing comprises closed flow channel and swiveling flap which is provided with closure plate that has one side of sealing surface which lies in closed condition at another sealing surface
DE202010005747U1 (en) 2010-04-19 2010-07-29 Zollern Gmbh & Co. Kg Valve flap for a blow-off valve of a turbocharger
WO2015097532A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Turbocharger with improved bypas valve sealing
JP2015124690A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 トヨタ自動車株式会社 Supercharger
US10082071B2 (en) 2013-12-26 2018-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Turbocharger with improved bypass valve sealing having a positioning bolt
DE102016216599A1 (en) 2016-09-02 2018-03-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust gas turbocharger for a vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19618160C2 (en) Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
EP1290314B1 (en) Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine
WO2010003537A2 (en) Turbine housing for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine
DE112012000464T5 (en) Multi-stage turbocharger arrangement
WO2009065763A2 (en) Supercharger device
WO2007121843A1 (en) Turbocharger with adjustable turbine geometry and pressure compensating opening in the blade carrier ring
DE102007017824A1 (en) turbocharger
WO2003076768A1 (en) Guide blade fixture in a flow channel of an aircraft gas turbine
DE102004035044A1 (en) Compressor in an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine and method for operating a compressor
EP0806548A1 (en) Turbine of an exhaust turbocharger
DE102005025885A1 (en) Two stage turbocharger for motor vehicle internal combustion engine, has engine with first part having low pressure area and second part having high pressure area
EP3440319B1 (en) Turbocharger for an internal combustion engine
DE2901041A1 (en) EXHAUST TURBOCHARGER
EP1420152A2 (en) Turbocharger
DE112012000810T5 (en) Aktuatorachsmanschette
EP1975387B1 (en) Valve system for an internal combustion engine with exhaust gas turbo charger
EP1744016A1 (en) Hot gas conducting cover element, shaft protection shroud and gas turbine
EP2859190B1 (en) Turbine housing for a turbocharger
DE102009043085A1 (en) Internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger and an exhaust gas recirculation system
DE102008029342A1 (en) Turbine case for wastegate turbine in internal-combustion engine i.e. otto engine, has insertion element comprising sealing surface that cooperates with bypass flap for sealing/releasing bypass channel at two different positions of flap
EP1988261A1 (en) Casing gasket
DE102008060251B4 (en) Exhaust gas turbocharger with variable turbine geometry
DE102016208158A1 (en) Turbine for an exhaust gas turbocharger with double-flow turbine housing and valve arrangement for flood connection and wastegate control
DE102020202967A1 (en) Exhaust gas turbocharger with integral housing
EP2365196B1 (en) MTC valve

Legal Events

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