DE102009053638A1 - Lagerung für Abgasturblader (ATL) mit integrietern Elektromotor / Generator - Google Patents

Abstract

Ein alternatives Lagerkonzept für Abgasturbolader wird als kombiniertes Luft-/Magnetlagersystem in der Art ausgeführt, dass die Radiallagerung mit z. B. strukturierten Luftlagern ausgeführt wird und das Axiallager als magnetisches Lager. Diese Lager übernimmt neben der Funktion die axiale Belastung zu tragen, auch die Aufgabe ein zusätzlichen Moment aus dem Rotor abzuleiten bzw. zur Beschleunigung einzubringen.

Description

• Abgasturboladersysteme sind heute auf einem hohen Entwicklungsstand was den aerodynamischen Bereich betrifft. Die Lagerkonzepte haben sich besonders auf Grund der kostengünstigen Gleitlagertechnologie bisher nicht deutlich weiterentwickelt. Die heute notwendige ressourcenschonende Energieausnutzung und Energierückgewinnung, soweit möglich, Ziel neuer Innovationen. Diese sind sowohl im stationären als auch im mobilen Bereich Schwerpunkt aktueller Entwicklungen, einen Beitrag zur CO2-Reduzierung zu leisten.
• Status in Automobilwelt
• Heutige Fahrzeugantriebe haben in der Regel alle einen Turbolader/bzw. eine Aufladung. Die benötige Energie zum Vortrieb, in der Regel fossile Brennstoffe, aber auch synthetische Energieträger werden aufgrund der Ressourcen immer interessanter. Vereinzelt werden auch schon batterieelektrische Systeme (E–Fzg./Hybrid-Fzg.) angeboten. Bei diesen Systemen kann auch die Bremsenergie wieder in die Fzg.-Batterie oder kinetischem Speicher (AKTZ des Patentamts: 10 2009 050 2319, 22.10.2009) eingespeist werden.
• Konzeptvorschlag
• Das grundlegende Konzept ist in 1 dargestellt. Der heute bekannte Turbolader wird mit einer Lagerung wie folgt ausgestattet:
• • Die Radiallager werden als reine Luftlager ausgeführt. Diese bauen bei Drehzahl ein Luftlager auf was allgemein aus diversen Veröffentlichungen und der Praxis bekannt ist. Dies hat zudem den Vorteil das der Turbolader kein Öl für die Schmierung und Kühlung mehr benötigt, dies über nimmt die Luft, die aus dem Entlüftungsbereich hinter dem Verdichter den Lagern zugeführt wird.
• • Das Axiallager ist ein kombiniertes aktives oder passives Magnetlager, welches jedoch alternativ auch als Luftlager ausgeführt werden kann.
• • Außerdem ist das Axiallager als E-Motor, z. B. als Scheibenläufermotor ausgeführt. Dadurch besteht in einfacher weise den Turbolader zu beschleunigen bzw. ihn abzubremsen, d. h. Energie aus der Kreisprozess zu entnehmen und dies in einem Speicher einzulagern. Damit kann bei Hybrid-Fzg. Entsprechend der Betriebsstrategie der ATL als Mittel dienen um einen optimalen Energiefluss darzustellen.
• • Positive Effekte werden beim Verbrauch, den Abgasemissionen und in den Kosten gesehen,
• • Evtl. ist eine Wasserkühlung angebracht, insbesondere bei Ottomotoren
• • Einfluss ist ebenfalls auf das Beschleunigungsverhalten des Fzg.'s zunehmen dabei benötigt der ATL keine Verstellgeometrie.

Claims (7)

1. Die Radiallager werden als reine z. B. strukturierte Luftlager ausgeführt.
2. Die Luft für die Lager wird aus dem Entlüftungsbereich hinter dem Verdichter, den Lagern zugeführt.
3. Das Axiallager ist ein kombiniertes aktives und/oder passives Magnetlager.
4. Das Axiallager ist alternativ auch als Luftlager ausgeführt.
5. Außerdem ist das Axiallager als E-Motorkonzept (motorisch als auch generatorisch), z. B. als Scheibenläufermotor ausgeführt.
6. Ausführung einer Wasserkühlung ist in sensiblen Bereichen angebracht
7. Beschleunigungsunterstützung insbesondere durch schnelles Hochlaufen des Turbolader und dadurch schnelle Luftbereitstellung für den Verbrennungsmotor.

Images