DE102010046596A1 - Exhaust turbocharger for internal combustion engine of passenger car, has bearing part formed from material that exhibits higher expansion coefficient than material of bearing element, where element is formed in region that surrounds part - Google Patents

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Abstract

The turbocharger (10) has a bearing part (20) connected with a shaft (12) and a bearing element i.e. bearing sleeve (18) in a torque-proof manner. The bearing part is formed from material that exhibits higher thermal expansion coefficient in radial direction (22) of the shaft than material of the bearing element. The bearing element is formed in a region that surrounds the bearing part, where the part is made of steel. The bearing element is made of ceramics i.e. silicon carbide, where the bearing part and the bearing element are lubricated by lubricant i.e. water, of a lubrication device.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Serienbau von Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, zum Steigern der Effizienz der Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Abgasturbolader einzusetzen, welcher eine drehbar an einem Gehäuse gelagerte Welle umfasst. Es hat sich gezeigt, dass es beim Betrieb des Abgasturboladers und beim Einsatz entsprechender Lagerungseinrichtungen zum Lagern der Welle zu unerwünscht hohen Verlusten kommen kann, welche die Effizienz des Abgasturboladers und damit der Verbrennungskraftmaschine negativ beeinflussen.From the mass production of internal combustion engines, it is known to use at least one exhaust gas turbocharger to increase the efficiency of the internal combustion engine, which comprises a rotatably mounted on a housing shaft. It has been found that undesirably high losses can occur during operation of the exhaust gas turbocharger and when using corresponding bearing devices for supporting the shaft, which negatively influence the efficiency of the exhaust gas turbocharger and thus of the internal combustion engine.

Die US 4927 336 offenbart ein Antriebssystem mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem dieser zugeordneten Abgasturbolader, welcher eine Welle umfasst. Die Welle ist über Lagerhülsen an einem Gehäuse des Abgasturbolader gelagert, wobei die Lagerhülsen aus einem keramischen Material wie Siliziumkarbid oder Siliziumnitrit ausgebildet sind. Auch dieses Antriebssystem weist weiteres Potenzial auf, um insbesondere den Betrieb des Abgasturboladers und damit der Verbrennungskraftmaschine effizienter zu gestalten.The US 4927 336 discloses a drive system with an internal combustion engine and an associated exhaust gas turbocharger, which comprises a shaft. The shaft is mounted on bearing sleeves on a housing of the exhaust gas turbocharger, wherein the bearing sleeves are formed of a ceramic material such as silicon carbide or silicon nitride. Also, this drive system has further potential, in particular to make the operation of the exhaust gas turbocharger and thus the internal combustion engine more efficient.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welcher einen effizienteren Betrieb aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, which has a more efficient operation.

Diese Aufgabe wird durch einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ein solcher Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, umfasst eine Welle mit einem mit der Welle drehfest verbundenen Lagerteil sowie zumindest ein Lagerelement, insbesondere eine Lagerhülse, wobei das Lagerelement das Lagerteil außenumfangsseitig zumindest bereichsweise umgibt, und wobei die Welle über das Lagerelement, insbesondere an einem Gehäuse des Abgasturboladers, drehbar gelagert ist.Such an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a passenger car, comprising a shaft with a rotatably connected to the shaft bearing part and at least one bearing element, in particular a bearing sleeve, wherein the bearing element surrounds the bearing part outer peripheral side at least partially, and wherein the shaft via the bearing element , in particular on a housing of the exhaust gas turbocharger, is rotatably mounted.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Lagerteil aus einem Werkstoff ausgebildet ist, welcher einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten in radialer Richtung der Welle aufweist als ein Werkstoff, aus dem das Lagerelement zumindest in dem das Lagerteil umgebenden Bereich ausgebildet ist. Dadurch dehnt sich das mit der Welle drehfest verbundene Lagerteil, welches in radialer Richtung der Welle zumindest bereichsweise innerhalb des Lagerelements angeordnet ist, stärker zumindest in radialer Richtung der Welle aus, als sich das das Lagerteil zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung des Lagerteils umgebende Lagerelement in radialer Richtung der Welle ausdehnt, wenn das Lagerteil und das Lagerelement während des Betriebs des Abgasturboladers erwärmt werden.According to the invention it is provided that the bearing part is formed of a material which has a higher coefficient of thermal expansion in the radial direction of the shaft than a material from which the bearing element is formed at least in the area surrounding the bearing part. As a result, the bearing part rotatably connected to the shaft, which is arranged at least partially within the bearing element in the radial direction, expands more strongly at least in the radial direction of the shaft than the bearing element surrounding the bearing part at least partially in the circumferential direction of the bearing part in the radial direction the shaft expands when the bearing member and the bearing member are heated during operation of the exhaust gas turbocharger.

Dies bewirkt, dass beispielsweise bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine und damit des Abgasturboladers, bei welchem auch ein Schmiermittel zum Schmieren des Lagerteils und des Lagerelements besonders kalt ist und dann eine hohe Viskosität aufweist, besonders groß ist. Aus dem relativ großen Lagerspalt resultiert eine besonders geringe Reibleistung des Abgasturboladers, was die Verluste des Abgasturboladers insbesondere bei einem Betrieb bei kalten Temperaturen, wie es bei einem Kaltstart der Fall ist, gering hält. Dies geht einher mit einem besonders effizienten Betrieb des Abgasturboladers und damit der Verbrennungskraftmaschine. Gleichzeitig ist eine ausreichende Tragfähigkeit des Leiterteils und des Lagerelements aufgrund der hohen Viskosität des Schmiermittels bei diesen relativ geringen Temperaturen gegeben, so dass die Welle sicher und definiert gelagert ist. Der erfindungsgemäß Abgasturbolader weist somit eine sehr vorteilhafte Dynamik sowie einen hohen Wirkungsgrad auf, was dem effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zugute kommt. Steigt die Temperatur des Abgasturboladers und damit des Lagerteils und des Lagerelements, so reduziert sich der Lagerspalt in radialer Richtung der Welle gegenüber dazu geringeren Temperaturen, wobei bei Erwärmen des Abgasturboladers auch die Viskosität des Schmiermittels sinkt. Somit sind auch bei hohen Temperaturen des Abgasturboladers die Reibverluste aufgrund der geringeren Viskosität sehr gering, bei gleichzeitiger Realisierung einer ausreichenden Tragfähigkeit des Lagerteils und des Lagerelements in Folge des gegenüber niedrigeren Temperaturen verringerten Lagerspalts.This causes, for example, at a cold start of the internal combustion engine and thus the exhaust gas turbocharger, in which a lubricant for lubricating the bearing part and the bearing element is particularly cold and then has a high viscosity is particularly large. From the relatively large bearing gap results in a particularly low friction power of the exhaust gas turbocharger, which keeps the losses of the exhaust gas turbocharger especially when operating at cold temperatures, as is the case with a cold start, low. This is accompanied by a particularly efficient operation of the exhaust gas turbocharger and thus the internal combustion engine. At the same time a sufficient carrying capacity of the conductor part and the bearing element is given due to the high viscosity of the lubricant at these relatively low temperatures, so that the shaft is stored safely and defined. The exhaust gas turbocharger according to the invention thus has a very advantageous dynamics and high efficiency, which benefits the efficient operation of the internal combustion engine. If the temperature of the exhaust gas turbocharger and thus of the bearing part and the bearing element increases, the bearing gap in the radial direction of the shaft is reduced compared to lower temperatures, and the viscosity of the lubricant also drops when the exhaust gas turbocharger is heated. Thus, even at high temperatures of the exhaust gas turbocharger, the frictional losses due to the lower viscosity are very low, while realizing a sufficient load capacity of the bearing part and the bearing element as a result of reduced compared to lower bearing gap.

Die so realisierte, sehr geringe Reibleistung des erfindungsgemäßen Turboladers sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen wirkt sich positiv auf die Agilität sowie die Lebensdauer des Abgasturbolader aus.The thus realized, very low friction of the turbocharger according to the invention both at low and at high temperatures has a positive effect on the agility and the life of the exhaust gas turbocharger.

Bei den Schmiermitteln soll es sich insbesondere um Wasser handeln, um das Lagerteil und das Lagerelement zu schmieren.The lubricants should in particular be water to lubricate the bearing part and the bearing element.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Lagerteil durch einen Teilbereich der Welle gebildet. Mit anderen Worten sind das Lagerteil und die Welle einstückig miteinander ausgebildet. Ein zur Welle separates, mit der Welle drehfest verbundenes Lagerteil, wie beispielsweise eine entsprechende Lagerhülse, welche mit dem Lagerelement zur Lagerung der Welle zusammenwirkt, ist nicht vorgesehen und nicht vonnöten. Die hält die Teilanzahl, das Gewicht und die Kosten das Abgasturboladers gering.In an advantageous embodiment of the invention, the bearing part is formed by a portion of the shaft. In other words, the bearing part and the shaft are formed integrally with each other. A separate from the shaft, rotatably connected to the shaft bearing part, such as a corresponding bearing sleeve, which cooperates with the bearing element for supporting the shaft is not provided and not required. This keeps the number of parts, the weight and the cost of the turbocharger low.

Zur Darstellung der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten ist das Lagerteil, und falls das Lagerteil und die Welle einstückig miteinander ausgebildet sind, die Welle zumindest in dem Bereich, in welchem das Lagerteil außenumfangsseitig vom Lagerelement umgeben ist, aus Stahl ausgebildet, während das Lagerelement aus einer Keramik, insbesondere aus Siliziumkarbid (SiC) ausgebildet ist. Das Lagerelement zur radialen Lagerung und Positionierung der Welle wird dabei für die Betriebstemperatur des Schmiermittels des Abgasturboladers ausgelegt, sodass eine minimale Reibleistung bei ausreichender Tragfähigkeit herrscht. Aufgrund der im Vergleich zu Stahl geringeren Wärmeausdehnung der Keramik, insbesondere des Siliziumkarbids, ergibt sich bei geringen Temperaturen ein größerer Lagerspalt zwischen dem Lagerteil und dem Lagerelement, als bei den gegenüber höheren Temperaturen. Aus diesen sich bei verändernden Temperaturen des Abgasturboladers veränderndem Lagerspalt resultiert eine besonders geringe Reibung zwischen dem Lagerteil und dem Lagerelement, was mit einem sehr geringen Verschleiß des Abgasturboladers einhergeht. Dies kommt einer hohen Lebensdauer des Abgasturboladers zugute. Zum einen führt die geringe Reibung zu geringen Reibverlusten und damit zu einem sehr hohen Wirkungsgrad des Abgasturboladers, was einem geringem Kraftstoffverbrauch sowie CO2-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine zugute kommt.To illustrate the different expansion coefficients, the bearing part, and if the bearing part and the shaft are integrally formed with each other, the shaft formed at least in the region in which the bearing part is surrounded on the outer peripheral side of the bearing element made of steel, while the bearing element of a ceramic, in particular made of silicon carbide (SiC) is formed. The bearing element for the radial bearing and positioning of the shaft is designed for the operating temperature of the lubricant of the exhaust gas turbocharger, so that there is a minimum friction with sufficient capacity. Due to the lower compared to steel thermal expansion of the ceramic, in particular of the silicon carbide, resulting at low temperatures, a larger bearing gap between the bearing part and the bearing element, as compared to higher temperatures. For these changing at varying temperatures of the exhaust gas turbocharger bearing gap results in a particularly low friction between the bearing part and the bearing element, which is associated with a very low wear of the exhaust gas turbocharger. This benefits a long service life of the exhaust gas turbocharger. First, the low friction leads to low friction losses and thus to a very high efficiency of the exhaust gas turbocharger, resulting in low fuel consumption and CO 2 emissions of the internal combustion engine benefits.

Ist das Lagerteil als zur Welle separates Element ausgebildet und drehfest mit der Welle verbunden, so ist es von Vorteil, wenn das Lagerteil und zumindest ein Verbindungsbereich der Welle, in welchem diese mit dem Lagerteil verbunden ist, insbesondere die gesamte Welle, aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet sind und/oder einen zumindest im Wesentlichen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass dann bei Erwärmung des Lagerteils und der Welle bzw. des Verbindungsbereichs der Welle es zu einer gleichen Wärmeausdehnung sowohl der Welle bzw. des Verbindungsbereichs der Welle und des Lagerteils kommt. Dies vermeidet Wärmespannungen und gegebenenfalls der Welle und/oder des Lagerteils und gewährleistet eine sichere, dauerhafte und drehfeste Verbindung zwischen dem Lagerteil und der Welle.If the bearing part designed as a separate element to the shaft and rotatably connected to the shaft, it is advantageous if the bearing part and at least one connecting portion of the shaft, in which it is connected to the bearing part, in particular the entire shaft, made of the same material are formed and / or have an at least substantially equal thermal expansion coefficient. This has the advantage that when the bearing part and the shaft or the connecting region of the shaft are heated, an equal thermal expansion of both the shaft or the connecting region of the shaft and the bearing part occurs. This avoids thermal stresses and possibly the shaft and / or the bearing part and ensures a secure, durable and rotationally fixed connection between the bearing part and the shaft.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1a ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer Welle eines Abgasturboladers, welche über eine die Welle in Umfangsrichtung außenumfangsseitig umgebende Lagerhülse an einem Gehäuse des Abgasturboladers drehbar gelagert ist, wobei zwischen der Welle und der Lagerhülse ein Lagerspalt vorgesehen ist, der sich einstellt, wenn die Temperatur der Welle und der Lagerhülse eine relativ geringe Temperatur aufweisen; und 1a a schematic cross-sectional view of a shaft of an exhaust gas turbocharger, which is rotatably mounted on a circumferential circumferential outer circumferential bearing sleeve on a housing of the exhaust gas turbocharger, wherein between the shaft and the bearing sleeve, a bearing gap is provided, which adjusts when the temperature of the shaft and the bearing sleeve have a relatively low temperature; and

1b ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht des Abgasturboladers gemäß 1a, wobei die Welle und die Lagerhülse eine gegenüber der 1a relativ höhere Temperatur aufweisen, wodurch der Lagerspalt verringert wird. 1b a schematic cross-sectional view of the exhaust gas turbocharger according to FIG 1a , wherein the shaft and the bearing sleeve one opposite the 1a relatively higher temperature, whereby the bearing gap is reduced.

Die 1a zeigt einen Abgasturbolader 10 für eine Verbrennungskraftmaschine, welche einen Rotor aufweist. Der Rotor umfasst eine Welle 12, mit welcher ein Turbinenrad eine Turbine des Abgasturboladers 10 sowie ein Verdichterrad eines Verdichters des Abgasturboladers 10 drehfest verbunden sind. Über eine entsprechende Abgasversorgung ist Abgas der Verbrennungskraftmaschine zu der Turbine führbar. Das Abgas strömt das Turbinenrad an, wodurch das Turbinenrad und damit das Verdichterrad angetrieben werden. Dem Verdichter wird durch eine Ansaugvorrichtung von der Verbrennungskraftmaschine angesaugte Luft zugeführt, die in Folge des Antreibens des Verdichterrads mittels des Verdichterrads verdichtet und der Verbrennungskraftmaschine 10 zugeführt wird. So wird im Abgas der Verbrennungskraftmaschine enthaltene Energie genutzt, um die der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft zu verdichten. Dies führt zu einem besonders effizienten und kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mit geringen CO2-Emissionen.The 1a shows an exhaust gas turbocharger 10 for an internal combustion engine having a rotor. The rotor comprises a shaft 12 with which a turbine wheel is a turbine of the exhaust gas turbocharger 10 and a compressor wheel of a compressor of the exhaust gas turbocharger 10 are rotatably connected. Exhaust gas of the internal combustion engine can be guided to the turbine via a corresponding exhaust gas supply. The exhaust gas flows to the turbine wheel, whereby the turbine wheel and thus the compressor wheel are driven. The compressor is supplied with air drawn in by an intake device of the internal combustion engine, which compressed by means of the compressor wheel and the internal combustion engine as a result of the driving of the compressor wheel 10 is supplied. Thus, energy contained in the exhaust gas of the internal combustion engine is used to compress the air to be supplied to the internal combustion engine. This leads to a particularly efficient and fuel-efficient operation of the internal combustion engine with low CO 2 emissions.

Zur drehbaren Lagerung des Rotors ist die Welle außenumfangsseitig im Umfangsrichtung gemäß Einrichtungspfeil 14 über einen Längenbereich in axialer Richtung gemäß einem Richtungspfeil 16 der Welle 12 hinweg von einer Lagerhülse 18 umgeben, welche drehfest oder drehbar mit einer axialen Fixierung an einem Lagergehäuse des Abgasturboladers 10 gehalten ist.For rotatably supporting the rotor, the shaft is on the outer peripheral side in the circumferential direction according to the device arrow 14 over a length range in the axial direction according to a directional arrow 16 the wave 12 away from a bearing sleeve 18 surrounded, which rotatably or rotatably with an axial fixation on a bearing housing of the exhaust gas turbocharger 10 is held.

Mit der Lagerhülse 18 wirkt ein Lagerteil 20 der Welle 12 zusammen, welches durch einen Teilbereich der Welle 12 gebildet und einstückig mit der Welle 12 ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist zur Lagerung der Welle 12 kein zu dieser separat ausgebildetes und zusätzliches Lagerteil, wie beispielsweise eine mit der Welle 12 drehfest verbundenen Lagerhülse, vorgesehen, sondern die Welle 12 fungiert vielmehr in entsprechenden Teilbereichen als Lagerteil selbst.With the bearing sleeve 18 acts a bearing part 20 the wave 12 together, which through a section of the shaft 12 formed and integral with the wave 12 is trained. In other words, to support the shaft 12 no separately trained and additional bearing part, such as one with the shaft 12 rotatably connected bearing sleeve, provided, but the shaft 12 Acts rather in corresponding subareas as a bearing part itself.

Wie der 1a zu entnehmen ist, ist in radialer Richtung der Welle 12 gemäß einem Richtungspfeil 22 zwischen der Welle 12 bzw. dem Lagerteil 20 und der Lagerhülse 18 ein Lagerspalt s vorgesehen, welcher eine Erstreckung in radialer Richtung der Welle 12 gemäß dem Richtungspfeil 22 aufweist.Again 1a can be seen, is in the radial direction of the shaft 12 according to a directional arrow 22 between the wave 12 or the bearing part 20 and the bearing sleeve 18 a bearing gap s is provided, which is an extension in the radial direction of the shaft 12 according to the directional arrow 22 having.

Erhöhen sich nun die Temperaturen der Welle 12 und der Lagerhülse 18 während des Betriebs des Abgasturboladers 10, so dehnen sich die Welle 12 und die Lagerhülse 18 in Folge dieser Erwärmung in radialer Richtung der Welle 12 gemäß dem Richtungspfeil 22 aus. Dazu kommt es beispielsweise, wenn die Verbrennungskraftmaschine und damit der Abgasturbolader 10 nach einer längeren Standzeit gestartet werden, wobei es sich um ein Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine und damit des Abgasturboladers 10 handelt. Wie in Zusammenschau mit der 1b ersichtlich ist, verringert sich bei steigender Temperatur der Welle 12 und der Lagerhülse 18 die Erstreckung des Lagerspalts s. Dazu kommt es, da die Welle 12 und damit das Lagerteil 20 aus einem Werkstoff ausgebildet ist, welcher einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als ein Werkstoff, aus welchem die Lagerhülse 18 ausgebildet ist. Dabei ist die Welle 12 bzw. das Lagerteil beispielsweise aus einem Stahl ausgebildet, während die Lagerbuche 18 z. B. aus einer Keramik, insbesondere aus Siliziumkarbid (SiC) ausgebildet ist.Now increase the temperatures of the wave 12 and the bearing sleeve 18 during operation of the exhaust gas turbocharger 10 So the wave is stretching 12 and the bearing sleeve 18 as a result of this heating in the radial direction of the shaft 12 according to the directional arrow 22 out. This occurs, for example, when the internal combustion engine and thus the exhaust gas turbocharger 10 be started after a longer life, which is a cold start of the internal combustion engine and thus the exhaust gas turbocharger 10 is. As in synopsis with the 1b can be seen decreases with increasing temperature of the shaft 12 and the bearing sleeve 18 the extension of the storage gap s. That's where the wave comes from 12 and thus the bearing part 20 is formed of a material which has a higher coefficient of thermal expansion than a material from which the bearing sleeve 18 is trained. Here is the wave 12 or the bearing part formed for example of a steel, while the bearing bush 18 z. B. of a ceramic, in particular silicon carbide (SiC) is formed.

Die Erstreckung des Lagerspalts s, die bei kalten Temperaturen größer ist als bei demgegenüber höheren Temperaturen, führt dazu, das insbesondere bei einem Kaltstart und während einer Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine und des Abgasturboladers 10 Reibverlust und damit eine Reibleitung des Abgasturboladers 10 besonders gering sind. Gleichzeitig ist eine ausreichende Tragfähigkeit zwischen der Lagerhülse 18 und der Welle 12 bzw. dem Lagerteil 20 gegeben, da ein Schmiermittel zur Schmierung der Welle 12 bzw. des Lagerteils 20 und der Lagerhülse 18, welche den Lagerspalt s zumindest bereichsweise durchströmt relativ hoch (höher als bei demgegenüber höheren Temperaturen).The extension of the bearing gap s, which is greater at cold temperatures than at the same time higher temperatures, this leads, in particular during a cold start and during a warm-up phase of the internal combustion engine and the exhaust gas turbocharger 10 Loss of friction and thus a repleitation of the exhaust gas turbocharger 10 are particularly low. At the same time a sufficient load capacity between the bearing sleeve 18 and the wave 12 or the bearing part 20 given as a lubricant for lubrication of the shaft 12 or the storage part 20 and the bearing sleeve 18 , which at least partially flows through the bearing gap s relatively high (higher than in contrast higher temperatures).

Steigt die Temperatur, so sinkt die Viskosität des Schmiermittels und die Erstreckung des Lagerspalts s verringert sich, sodass auch bei höheren Temperaturen und hohen Drehzahlen der Welle 12 Reibverluste und damit die Reibleistung des Abgasturboladers 10 gering die Tragfähigkeit zwischen der Lagerhülse 18 und der Welle 12 bzw. dem Lagerteil 20 jedoch ausreichend sind, um die Welle 12 sicher am Gehäuse drehbar zu lagern.When the temperature rises, the viscosity of the lubricant decreases and the extension of the bearing gap s decreases, so that even at higher temperatures and high rotational speeds of the shaft 12 Frictional losses and thus the friction loss of the exhaust gas turbocharger 10 low the load capacity between the bearing sleeve 18 and the wave 12 or the bearing part 20 however, are sufficient to the shaft 12 safe to store rotatably on the housing.

Der Abgasturbolader 10 weist damit einen besonders effizienten Betrieb und sehr einen hohen Wirkungsgrad auf, was auch einem effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zugute kommt. Dadurch können der Kraftstoffverbrauch sowie die CO2-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden.The turbocharger 10 Thus, it has a particularly efficient operation and very high efficiency, which also benefits an efficient operation of the internal combustion engine. As a result, the fuel consumption and the CO 2 emissions of the internal combustion engine can be kept low.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4927336 [0003] US 4927336 [0003]

Claims (7)

Abgasturbolader (10) für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, welcher eine Welle (12) mit einem mit der Welle (12) drehfest verbundenen Lagerteil (20) und zumindest ein Lagerelement (18), insbesondere eine Lagerhülse (18), umfasst, welches das Lagerteil (20) außenumfangsseitig zumindest bereichsweise umgibt und über welches die Welle (12) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (20) aus einem Werkstoff ausgebildet ist, welcher einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten in radialer Richtung (22) der Welle (12) aufweist als ein Werkstoff, aus dem das Lagerelement (18) zumindest in dem das Lagerteil (20) umgebenden Bereich ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger ( 10 ) for an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a passenger car, which a shaft ( 12 ) with one with the shaft ( 12 ) rotatably connected bearing part ( 20 ) and at least one bearing element ( 18 ), in particular a bearing sleeve ( 18 ), which comprises the bearing part ( 20 ) surrounds the outer peripheral side at least partially and over which the shaft ( 12 ) is rotatably mounted, characterized in that the bearing part ( 20 ) is formed of a material which has a higher thermal expansion coefficient in the radial direction ( 22 ) the wave ( 12 ) as a material from which the bearing element ( 18 ) at least in which the bearing part ( 20 ) is formed surrounding area. Abgasturbolader (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (20) durch einen Teilbereich der Welle (12) gebildet ist.Exhaust gas turbocharger ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the bearing part ( 20 ) through a portion of the shaft ( 12 ) is formed. Abgasturbolader (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (20) und zumindest ein Verbindungsbereich der Welle (12), in welchem diese mit dem Lagerteil (20) verbunden ist, insbesondere die gesamte Welle (12), aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet sind.Exhaust gas turbocharger ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bearing part ( 20 ) and at least one connection region of the shaft ( 12 ), in which this with the bearing part ( 20 ), in particular the entire shaft ( 12 ), are formed of the same material. Abgasturbolader (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (18) aus einer Keramik, insbesondere aus Siliziumcarbid, ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing element ( 18 ) is formed of a ceramic, in particular of silicon carbide. Abgasturbolader (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (20) aus einem Stahl ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing part ( 20 ) is formed of a steel. Abgasturbolader (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasturbolader (10) eine Schmiereinrichtung umfasst, mittels welcher das Lagerteil (20) und das Lagerelement (18) durch ein Schmiermittel, insbesondere Wasser, schmierbar sind.Exhaust gas turbocharger ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas turbocharger ( 10 ) comprises a lubricating device, by means of which the bearing part ( 20 ) and the bearing element ( 18 ) are lubricated by a lubricant, in particular water. Abgasturbolader (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerteil (20) und dem Lagerelement (18) ein Lagerspalt (s) vorgesehen ist.Exhaust gas turbocharger ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the bearing part ( 20 ) and the bearing element ( 18 ) A bearing gap (s) is provided.
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