DE102008059615A1 - Device for varying geometry of guide vanes of turbine of exhaust gas turbocharger of internal-combustion engine in motor vehicle, has passage geometry that runs from external side of vane body into external side of respective stud - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Variieren einer Geometrie von Leitschaufeln einer Turbine eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.The The present invention relates to a device for varying a Geometry of vanes of a turbine of an exhaust gas turbocharger an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle.
Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung lassen sich die Strömungsverhältnisse an einem Eintritt einer Turbine eines Abgasturboladers an unterschiedliche Betriebszustände einer mit dem Abgasturbolader ausgestatteten Brennkraftmaschine anpassen. Hierzu besitzt die jeweilige Vorrichtung mehrere Leitschaufeln, die jeweils einen Schaufelkörper mit einem Strömungsprofil und wenigstens einen zylindrischen Lagerzapfen aufweisen, dessen Längsmittelachse eine Schwenkachse für die jeweilige Leitschaufel definiert. Hierzu weist die Vorrichtung zumindest eine ringförmige Lagerplatte auf, die für jede Leitschaufel eine Zapfenaufnahme aufweist, in welcher der jeweilige Lagerzapfen um seine Längsmittelachse schwenkbar gelagert ist. Bei einer üblichen Bauweise geht dabei der zylindrische Querschnitt des Lagerzapfens unmittelbar in das Strömungsprofil des Schaufelkörpers über. Bei kleinen Massenströmen werden die Leitschaufeln so eingestellt, dass sich eine starke Beschleunigung der Abgasströmung ergibt. Die hierbei an den Leitschaufeln angreifenden Kräfte können sich nachteilig auf die Lebensdauer der Leitschaufeln bzw. der Vorrichtung und somit des Abgasturboladers auswirken.With Help such a device, the flow conditions at an inlet of a turbine of an exhaust gas turbocharger to different operating conditions an engine equipped with the exhaust gas turbocharger to adjust. For this purpose, the respective device has a plurality of guide vanes, each one blade body with a flow profile and at least one cylindrical bearing journal, whose Longitudinal central axis a pivot axis for defines the respective vane. For this purpose, the device at least one annular Bearing plate on, for Each vane has a pin receptacle in which the respective Bearing about its longitudinal central axis is pivotally mounted. In a conventional construction goes the cylindrical cross section of the journal directly into the Flow profile of the Blade body over. at small mass flows the vanes are adjusted so that there is a strong acceleration the exhaust gas flow results. The case acting on the vanes forces can be detrimental to the Life of the vanes or the device and thus the exhaust gas turbocharger impact.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bzw. für einen damit ausgestatteten Abgasturbolader eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sich ein verbesserter Wirkungsgrad ergibt, und zwar bevorzugt bei kleinen Abgasmassenströmen.The present invention employs dealing with the problem, for a device of the type mentioned or for a equipped exhaust gas turbocharger to provide an improved embodiment, characterized in particular by the fact that an improved Efficiency results, and preferably at low exhaust gas mass flows.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively things the independent one claims solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei den Leitschaufeln am Übergang zwischen Lagerzapfen und Schaufelkörper an der angeströmten Seite eine Übergangsgeometrie zu schaffen, die einen reduzierten Strömungswiderstand aufweist. In der Folge wird in diesen Übergangsbereich die Höhe des sich einstellenden Staudrucks reduziert. In der Folge können die kinetischen Verluste reduziert werden, was zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten und somit zu einem verbesserten Wirkungsgrad der Vorrichtung bzw. des Abgasturboladers führt. Die Übergangsgeometrie, die den Staudruck senkt bzw. weniger Strömungswiderstand erzeugt, ist insbesondere bei niedrigen Abgasmassenströmen von Vorteil, bei denen die Leitschaufeln so eingestellt sind, dass sie eine maximale Beschleunigung der ankommenden Abgasströmung erzeugen. Hierbei werden zwischen benachbarten Leitschaufeln vergleichsweise enge Strömungskanäle gebildet, die bezüglich einer Rotationsachse des jeweiligen Turbinenrads im Wesentlichen tangential durchströmt werden. Die vorgestellte Übergangsgeometrie wirkt sich hierbei besonders effektiv aus, so dass eine spürbare Leistungssteigerung bei kleinen Massenströmen realisierbar ist.The The invention is based on the general idea of the vanes at the transition between bearing pin and blade body on the streamed side a transition geometry to create, which has a reduced flow resistance. In the consequence is in this transitional area the Height of Reduced dynamic pressure reduces. As a result, the kinetic losses are reduced, resulting in higher flow velocities and Thus, to an improved efficiency of the device or the Exhaust gas turbocharger leads. The transition geometry, which reduces the dynamic pressure or generates less flow resistance is especially at low exhaust gas mass flows of advantage in which The vanes are set to give maximum acceleration the incoming exhaust gas flow produce. Here are comparatively between adjacent vanes formed narrow flow channels, the re a rotational axis of the respective turbine wheel substantially flows through tangentially become. The presented transition geometry works This is particularly effective, so that a noticeable increase in performance at small mass flows is feasible.
Die Übergangsgeometrie charakterisiert sich dadurch, dass sie an der angeströmten Seite von einer Außenseite des Schaufelkörpers in eine Außenseite des jeweiligen Lagerzapfens übergeht.The transition geometry Characterized by the fact that they are on the streamed side from an outside of the blade body in an outside of the respective journal.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die jeweilige Übergangsgeometrie anströmseitig konkav gewölbt ist. Dabei kann sie insbesondere von der Schaufelkörperaußenseite stufenlos in die jeweilige Lagerzapfenaußenseite übergehen. Die einzelnen Übergänge können dabei tangential ausgestaltet sein. Die vorgestellte Geometrie für den Übergang zeichnet sich durch einen besonders niedrigen Strömungswiderstand aus, was zu einem entsprechend niedrigen Staudruck führt. In der Folge nehmen auch die an den Leitschaufeln bzw. an der Vorrichtung angreifenden Kräfte ab, was die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht.Especially an embodiment is advantageous in which the respective transition geometry on the inflow side concave arched is. In this case, it can in particular from the blade body outside steplessly pass into the respective journal outer side. The individual transitions can be be designed tangentially. The presented geometry for the transition is characterized by a particularly low flow resistance resulting in a correspondingly low dynamic pressure. In the consequence also take on the vanes or on the device attacking forces which increases the life of the device.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explains where like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components relate.
Es zeigen, jeweils schematischIt show, each schematically
Entsprechend
Jede
Leitschaufel
Wichtig
ist nun, dass zumindest eine der Leitschaufeln
Sofern
wie in
Entsprechend
der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige Übergangsgeometrie
Wie
insbesondere aus
Die
tangentialen Übergänge zwischen
dem Strömungsprofil
Claims (11)
Priority Applications (1)
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DE200810059615 DE102008059615A1 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Device for varying geometry of guide vanes of turbine of exhaust gas turbocharger of internal-combustion engine in motor vehicle, has passage geometry that runs from external side of vane body into external side of respective stud |
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DE200810059615 DE102008059615A1 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Device for varying geometry of guide vanes of turbine of exhaust gas turbocharger of internal-combustion engine in motor vehicle, has passage geometry that runs from external side of vane body into external side of respective stud |
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DE102008059615A1 true DE102008059615A1 (en) | 2010-06-02 |
Family
ID=42134056
Family Applications (1)
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DE200810059615 Withdrawn DE102008059615A1 (en) | 2008-11-28 | 2008-11-28 | Device for varying geometry of guide vanes of turbine of exhaust gas turbocharger of internal-combustion engine in motor vehicle, has passage geometry that runs from external side of vane body into external side of respective stud |
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Country | Link |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS63159673A (en) * | 1986-12-22 | 1988-07-02 | Hitachi Ltd | Guide vane |
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WO2006032827A1 (en) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Honeywell International, Inc. | Pressure balanced vanes for variable nozzle turbine |
-
2008
- 2008-11-28 DE DE200810059615 patent/DE102008059615A1/en not_active Withdrawn
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