DE102013219329B4 - Turbine arrangement for an internal combustion engine and chargeable internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Turbinenanordnung (10) für eine Brennkraftmaschine (12), mit wenigstens einer Fluidleitung (14), einer in der Fluidleitung (14) angeordneten Turbine (16) und einer Umgehungsleitung (18), welche von der Fluidleitung (14) stromauf der Turbine (16) abzweigt und in die Fluidleitung (14) stromab der Turbine (16) mündet, wobei sich eine Einmündungsstelle (40) der Umgehungsleitung (18) nur über einen Azimutalwinkelbereich (42) der Fluidleitung (14) erstreckt und die Fluidleitung (14) in Richtung stromab der Turbine (16) eine unstetige Öffnungsrate im Azimutalwinkelbereich (42) der Einmündungsstelle (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Austrittsdiffusor (44) stromab der Turbine (16) in der Fluidleitung (14) angeordnet ist, wobei der Austrittsdiffusor (44) einen Nabenkörper (46) umfasst und die Einmündungsstelle (40) der Umgehungsleitung (18) im Bereich des Nabenkörpers (46) liegt, und wobei der Nabenkörper (46) zwei profilierte Streben (48) aufweist, welche sich im Wesentlichen im Winkelsektor des Azimutalwinkelbereichs (42) der Fluidleitung (14), in welchem sich die Einmündungsstelle (40) befindet, in Richtung Innenwand der Fluidleitung (14) erstrecken.Turbine arrangement (10) for an internal combustion engine (12), having at least one fluid line (14), a turbine (16) arranged in the fluid line (14) and a bypass line (18) which is connected from the fluid line (14) upstream of the turbine (16 ) branches off and opens into the fluid line (14) downstream of the turbine (16), with a junction point (40) of the bypass line (18) extending only over an azimuthal angular range (42) of the fluid line (14) and the fluid line (14) in the direction downstream of the turbine (16) has a discontinuous opening rate in the azimuthal angle range (42) of the junction (40), characterized in that an outlet diffuser (44) is arranged downstream of the turbine (16) in the fluid line (14), the outlet diffuser (44 ) comprises a hub body (46) and the junction (40) of the bypass line (18) is in the area of the hub body (46), and wherein the hub body (46) has two profiled struts (48) which are essentially in the W Angle sector of the azimuthal angle range (42) of the fluid line (14), in which the junction point (40) is located, towards the inner wall of the fluid line (14).
Description
Die Erfindung betrifft eine Turbinenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft des Weiteren eine aufladbare Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a turbine arrangement for an internal combustion engine having the features according to the preamble of claim 1. It also relates to a chargeable internal combustion engine having the features according to the preamble of claim 7.
Es ist verbreitet, einen Austrittsdiffusor stromab einer Turbine, insbesondere einer Turboladerturbine, für eine Brennkraftmaschine, anzuordnen, um die kinetische Energie der Abströmung von der Turbine möglichst maximal in statische Druckenergie umzuwandeln. Die damit erreichte Absenkung des statischen Druckniveaus am Austritt der Turbine hat eine entsprechende Steigerung der Gasexpansion in der Turbinenstufe und damit eine Verbesserung des Wirkungsgrades zur Folge. Eine Umwandlung der kinetischen Energie wird allerdings aufgrund verschiedener Umstände erschwert: Das Strömungsfeld der Abströmung von der Turbine ist häufig inhomogen. Auch weisen Turbinen, insbesondere Turboladerturbinen, verbreitet einen hochdynamischen Arbeitsbereich auf, in welchem stark variierende Bedingungen der Zuströmung und Abströmung an die Turbine herrschen. Insbesondere wirken serienmäßige Turboladerturbinengehäuse wie Stoßdiffusoren, so dass der Wirkungsgrad leidet.It is common practice to arrange an outlet diffuser downstream of a turbine, in particular a turbocharger turbine, for an internal combustion engine in order to convert the kinetic energy of the outflow from the turbine into static pressure energy as much as possible. The resulting reduction in the static pressure level at the outlet of the turbine results in a corresponding increase in gas expansion in the turbine stage and thus an improvement in efficiency. However, conversion of the kinetic energy is made more difficult due to various circumstances: The flow field of the outflow from the turbine is often inhomogeneous. Turbines, in particular turbocharger turbines, also have a highly dynamic working range in which widely varying conditions of inflow and outflow to the turbine prevail. In particular, standard turbocharger turbine housings act like shock diffusers, so efficiency suffers.
Eine Klasse von Turbinen wird darüber hinaus mit einer Umgehungsleitung, häufig als Wastegate-Leitung bezeichnet, betrieben, welche stromab der Turbine mündet. Der an der Turbine, beispielsweise aufgrund der Wastegate-Ladedruckregelung bei einer Turboladerturbine, vorbeigeführte Abgasmassenstrom muss mit dem expandierten Gas der Abströmung hinter der Turbine zusammengeführt werden. Diese Zusammenführung verursacht bei den geläufig zum Einsatz gelangenden Austrittsgehäusen einen nicht unerheblichen Störeinfluss auf die Abströmung von der Turbine.One class of turbines is also operated with a bypass line, often referred to as a wastegate line, which opens downstream of the turbine. The exhaust gas mass flow that bypasses the turbine, for example due to the wastegate boost pressure control in a turbocharger turbine, must be combined with the expanded gas of the outflow behind the turbine. With the outlet housings that are commonly used, this combination causes a not inconsiderable disruptive influence on the outflow from the turbine.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Störeinflüsse auf die Abströmung von einer Turbine zu verringern.The object of the present invention is to reduce disruptive influences on the outflow from a turbine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Turbinenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.According to the invention, this object is achieved by a turbine arrangement for an internal combustion engine with the features according to claim 1 . Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Turbinenanordnung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine aufladbare Brennkraftmaschine, weist wenigstens eine Fluidleitung, eine in der Fluidleitung angeordneten Turbine und eine Umgehungsleitung, welche von der Fluidleitung stromauf der Turbine abzweigt und in die Fluidleitung stromab der Turbine mündet, auf. Eine Einmündungsstelle der Umgehungsleitung erstreckt sich nur über einen Azimutalwinkelbereich der Fluidleitung. Die Fluidleitung weist in Richtung stromab der Turbine eine unstetige Öffnungsrate im Azimutalwinkelbereich der Einmündungsstelle auf.A turbine arrangement according to the invention for an internal combustion engine, in particular a chargeable internal combustion engine, has at least one fluid line, a turbine arranged in the fluid line, and a bypass line which branches off from the fluid line upstream of the turbine and opens into the fluid line downstream of the turbine. A junction point of the bypass line only extends over an azimuthal angular range of the fluid line. In the direction downstream of the turbine, the fluid line has a discontinuous opening rate in the azimuthal angle range of the junction point.
Mit der erfindungsgemäßen Ausführung wird eine strömungsgünstige Zusammenführung der Turbinenabströmung und der Umgehungsleitungsströmung weiter stromabwärts des Turbinenaustritts durch eine Unterteilung der Strömungskanals realisiert. Die Unterteilung lässt sich durch den (in Bezug auf die Rotationssymmetrie der Turbine unsymmetrisch ausgeführten Turbinenkanal mit einer unstetigen Öffnungsrate charakterisieren. Anders gesagt, die Fluidleitung öffnet sich sprungartig an oder durch die Einmündungsstelle der Umgehungsleitung in die Fluidleitung. Durch die Unterteilung der Fluidleitung und der Umgehungsleitung werden Störungen der Turbinenabströmung verringert oder verhindert. Durch den reduzierten Strömungswiderstand steigt der Wirkungsgrad, der Druckrückgewinn wird erhöht.With the embodiment according to the invention, a streamlined combination of the turbine outflow and the bypass flow further downstream of the turbine outlet is realized by subdividing the flow channel. The subdivision can be characterized by the turbine channel (which is asymmetrical in relation to the rotational symmetry of the turbine) with a discontinuous opening rate. In other words, the fluid line opens abruptly at or through the junction of the bypass line with the fluid line. By subdividing the fluid line and the bypass line Disturbances of the turbine outflow are reduced or prevented.The reduced flow resistance increases the efficiency and the pressure recovery is increased.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung wird die negative Wirkung eines Stoßdiffusors vermieden. Der Wirkungsgrad der Turbine wird weniger in Mitleidenschaft gezogen. Anders gesagt, erfindungsgemäß ist eine Leistungssteigerung eines Austrittsdiffusors ermöglicht. Diese ist besonders im Hinblick auf die bauraumbedingten Anforderungen unter relativ niedriger axialer Baulänge, gerade für Turboladerturbinen von Brennkraftmaschinen, vorteilhaft.Due to the design according to the invention, the negative effect of a shock diffuser is avoided. The efficiency of the turbine is less affected. In other words, according to the invention, an increase in the performance of an outlet diffuser is made possible. This is particularly advantageous with regard to the space-related requirements with a relatively short axial overall length, especially for turbocharger turbines of internal combustion engines.
In besonders vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Turbinenanordnung weist die Umgehungsleitung an der Einmündungsstelle eine Öffnung mit nichtrotationssymmetrischer Kontur auf. Des Weiteren oder alternativ dazu mündet die Umgehungsleitung in die Fluidleitung in einem spitzen Winkel in Richtung stromab der Turbine. Der Anordnung wird mit einer oder mehrerer dieser Maßnahmen eine dem Strömungsproblem angepasste optimierte Form beziehungsweise Lage gegeben.In particularly advantageous embodiments of the turbine arrangement according to the invention, the bypass line has an opening with a non-rotationally symmetrical contour at the junction point. Furthermore or alternatively, the bypass line opens into the fluid line at an acute angle in the direction downstream of the turbine. With one or more of these measures, the arrangement is given an optimized shape or position adapted to the flow problem.
Auch kann die Fluidleitung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Turbinenanordnung wenigstens im Bereich der Einmündungsstelle einen sich in Richtung stromab der Turbine monoton vergrößernden Innenquerschnitt aufweisen. Das zusätzlich für das Fluid zur Verfügung gestellte Volumen erleichtert die gewünschte Umwandlung der kinetischen Energie in statische Druckenergie.The fluid line of embodiments of the turbine arrangement according to the invention can also have an internal cross section that monotonically increases in the direction downstream of the turbine, at least in the region of the junction point. The additional volume made available for the fluid facilitates the desired conversion of kinetic energy into static pressure energy.
Erfindungsgemäß umfasst die Turbinenanordnung für eine Brennkraftmaschine ein Austrittsdiffusor, welcher auch als Austrittsdiffusionsvorrichtung bezeichnet wird: Der Austrittsdiffusor der erfindungsgemäßen Turbinenanordnung ist stromab der Turbine in der Fluidleitung angeordnet. Dabei umfasst der Austrittsdiffusor einen Nabenkörper und die Einmündungsstelle der Umgehungsleitung liegt im Bereich des Nabenkörpers, insbesondere in der Nähe des Nabenkörpers, in der Wand der Fluidleitung. Ein konkretes Verhältnis des Nabenquerschnitts zum damit gekoppelten Flächenverhältnis ist mit Hilfe von numerischen Berechnungen hinsichtlich einer möglichst großen erzielbaren Druckerhöhung unter stabilem Betriebsverhalten auszulegen.According to the invention, the turbine arrangement for an internal combustion engine includes an outlet diffuser, which is also referred to as an outlet diffusion device: The outlet diffuser of the turbine arrangement according to the invention is arranged downstream of the turbine in the fluid line. The outlet diffuser comprises a hub body and the junction point of the bypass line is in the area of the hub body, in particular in the vicinity of the hub body, in the wall of the fluid line. A specific ratio of the hub cross-section to the area ratio coupled with it is to be designed with the aid of numerical calculations with regard to the greatest possible pressure increase that can be achieved with stable operating behavior.
Erfindungsgemäß weist der Nabenkörper zwei profilierte Streben auf, welche sich in Wesentlichen im Winkelsektor des Azimutalwinkelbereichs, genauer jeweils eine an den Grenzen des Winkelsektors, der Fluidleitung, in welchem sich die Einmündungsstelle befindet, in Richtung Innenwand der Fluidleitung erstrecken.According to the invention, the hub body has two profiled struts which extend essentially in the angle sector of the azimuthal angle range, more precisely one at the limits of the angle sector of the fluid line in which the junction point is located, in the direction of the inner wall of the fluid line.
Des Weiteren kann der Nabenkörper wenigstens im Bereich der Einmündungsstelle einen sich in Richtung stromab der Turbine monoton erweiternden Außenquerschnitt aufweisen. Die Erweiterung kann insbesondere korreliert zum sich in Richtung stromab der Turbine monoton vergrößernden Innenquerschnitt der Fluidleitung erfolgen.Furthermore, the hub body can have an outer cross section that monotonically widens in the direction downstream of the turbine, at least in the area of the confluence point. The widening can in particular be correlated to the internal cross section of the fluid line monotonically increasing in the direction downstream of the turbine.
Aufgrund des erfindungsgemäß unsymmetrischen Turbinenkanals ist der Querschnitt des Nabenkörpers senkrecht zur Hauptströmungsrichtung (oder Orientierung) der Fluidleitung für die Einhaltung der numerisch ermittelten Geometrie variabel gestaltet.Due to the asymmetrical turbine channel according to the invention, the cross section of the hub body is designed to be variable perpendicular to the main flow direction (or orientation) of the fluid line in order to maintain the numerically determined geometry.
Es ist darüber hinaus oder alternativ dazu vorteilhaft, wenn der Nabenkörper an seiner der Turbine abgewandten Seite eine Abrisskante hat. Auf diese Weise wird die Nachlaufströmung eingegrenzt. Dieses ist besonders vorteilhaft bei Ausführungsformen mit geringer axialer Baulänge.In addition or as an alternative to this, it is advantageous if the hub body has a tear-off edge on its side facing away from the turbine. In this way, the wake flow is limited. This is particularly advantageous in embodiments with a small overall axial length.
Zum Einsatz kann eine erfindungsgemäße Turbinenanordnung mit großem Vorteil bei einer Brennkraftmaschine, konkreter bei einer aufladbaren Brennkraftmaschine, gelangen. Mit anderen Worten, bei einer erfindungsgemäßen Turbinenanordnung für eine Brennkraftmaschine kann die Turbine Teil eines Abgasturboladers sein. Der Abgasturbolader kann insbesondere ein Wastegate-Turbolader sein. Die erfindungsgemäß erreichte Leistungssteigerung kann somit für eine Turbine mit einem hochdynamischen Arbeitsbereich genutzt werden.A turbine arrangement according to the invention can be used with great advantage in an internal combustion engine, more specifically in a chargeable internal combustion engine. In other words, in a turbine arrangement according to the invention for an internal combustion engine, the turbine can be part of an exhaust gas turbocharger. The exhaust gas turbocharger can in particular be a wastegate turbocharger. The increase in output achieved according to the invention can thus be used for a turbine with a highly dynamic working range.
Besonders im Hinblick auf eine möglichst platzsparende Integration ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Turbinenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einem Gehäuseteil aufgenommen ist. Anders gesagt, die Turbinenanordnung kann integriert, insbesondere einteilig ausgeführt sein.Particularly with regard to integration that saves as much space as possible, it is advantageous if the turbine arrangement according to the invention for an internal combustion engine is accommodated in a housing part. In other words, the turbine arrangement can be integrated, in particular designed in one piece.
Die Turbine in der erfindungsgemäßen Turbinenanordnung ist bevorzugt eine Gasturbine.The turbine in the turbine arrangement according to the invention is preferably a gas turbine.
Im Zusammenhang des erfinderischen Gedankens steht auch eine aufladbare Brennkraftmaschine. Eine erfindungsgemäße aufladbare Brennkraftmaschine weist wenigstens eine Turbinenanordnung mit Merkmalen oder Merkmalskombinationen gemäß dieser Darstellung auf. Besonders bevorzugt sind die Ausführungsformen, in welchen die Fluidleitung Teil des Abgasstrangs der aufladbaren Brennkraftmaschine ist.A chargeable internal combustion engine is also related to the inventive idea. A chargeable internal combustion engine according to the invention has at least one turbine arrangement with features or combinations of features according to this illustration. The embodiments in which the fluid line is part of the exhaust line of the chargeable internal combustion engine are particularly preferred.
Die Brennkraftmaschine kann Teil eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines schienenlosen Landkraftfahrzeugs, zum Beispiel eines Personenkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs, sein.The internal combustion engine can be part of a drive assembly of a motor vehicle, in particular a trackless land motor vehicle, for example a passenger car or a commercial vehicle.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Es zeigt im Einzelnen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbinenanordnung in einer Brennkraftmaschine, -
2 eine dreidimensionale Ansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines Gehäuseteils der erfindungsgemäßen Turbinenanordnung mit der Einmündungsstelle der Umgehungsleitung, -
3 eine Ansicht der vorteilhaften Ausführungsform der2 mit Details der Umgehungsleitung, -
4 eine Ansicht der vorteilhaften Ausführungsform der2 aus Richtung stromab der Turbine, und -
5 ein Schnittbild entlang der Linie A-A der in der4 gezeigten Ansicht.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a turbine arrangement according to the invention in an internal combustion engine, -
2 a three-dimensional view of an advantageous embodiment of a housing part of the turbine arrangement according to the invention with the confluence point of the bypass line, -
3 a view of the advantageous embodiment of FIG2 with details of the bypass line, -
4 a view of the advantageous embodiment of FIG2 from downstream of the turbine, and -
5 a sectional view along the line AA in the4 shown view.
In der
Der Verdichter 24 befindet sich in einem Frischgasstrang 26. Der Verdichter 24 kann in bestimmten Ausführungsformen ebenfalls eine Umgehungsleitung aufweisen. Gegebenenfalls verdichtetes Frischgas wird über ein Saugrohr 28 des Frischgasstrangs 26 dem Motor 30, hier beispielhaft eine Hubkolbenmaschine mit vier Zylindern (durch die Kreise symbolisiert), zugeführt. Der Motor 30 kann aufgeladen betrieben werden. Abgas wird vom Motor 30 der Brennkraftmaschine 12 über einen Abgasstrang 34, konkret zunächst über einen Abgaskrümmer 32 und dann über die Fluidleitung 14 abgeführt. Das Abgas treibt die Turbine 16 der erfindungsgemäßen Turbinenanordnung 10.The
Die aufladbare Brennkraftmaschine 12 ist in der in der
Die
Die
In
Die
Die Erweiterung des Außenquerschnitts des Nabenkörpers 46 erfolgt im Wesentlichen über dieselbe Längsstrecke der Fluidleitung 14, über welche sich deren Innenquerschnitt erweitert. Darüber hinaus erweitert sich der Außenquerschnitt in dem Maße, wie sich der Innenquerschnitt erweitert. Anders gesagt, der Abstand zwischen der Außenfläche des Nabenkörpers 46 und der Innenfläche des Gehäuseteil 38 bleibt im Wesentlichen konstant über die Längsstrecke der Erweiterung.The widening of the outer cross section of the
Einzige erfindungsgemäße Ausnahme dazu bildet die Einmündungsstelle 40 der Umgehungsleitung 18: Hier weist die Fluidleitung 14 in Richtung stromab der Turbine eine unstetige Öffnungsrate im Azimutalwinkelbereich der Einmündungsstelle 40 auf. Diese Unstetigkeit ist von der sprunghaften Erweiterung an der Sprungstrecke 62 bewirkt. Die Umgehungsleitung 18 mündet in die Fluidleitung 14 in einem spitzen Winkel in Richtung, bevorzugt im Wesentlich parallel zur Richtung der Erstreckung der Fluidleitung 14.The only exception to this according to the invention is the
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Turbinenanordnungturbine arrangement
- 1212
- Brennkraftmaschineinternal combustion engine
- 1414
- Fluidleitungfluid line
- 1616
- Turbineturbine
- 1818
- Umgehungsleitungbypass line
- 2020
- Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
- 2222
- GehäuseHousing
- 2424
- Verdichtercompressor
- 2626
- Frischgasstrangfresh gas line
- 2828
- Saugrohrintake manifold
- 3030
- Motorengine
- 3232
- Abgaskrümmerexhaust manifold
- 3434
- Abgasstrangexhaust line
- 3636
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 3838
- Gehäuseteilhousing part
- 4040
- Einmündungsstellejunction point
- 4242
- Azimutalwinkelbereichazimuthal angle range
- 4444
- Austrittsdiffusorexit diffuser
- 4646
- Nabenkörperhub body
- 4848
- Strebestrut
- 5050
- Zuführwinkelfeeding angle
- 5252
- erster Innenquerschnittfirst internal cross-section
- 5454
- zweiter Innenquerschnittsecond internal cross-section
- 5656
- erster Außenquerschnittfirst external cross section
- 5858
- zweiter Außenquerschnittsecond external cross section
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- Abrisskantetear-off edge
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- Sprungstreckejump distance
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DE3606944A1 (en) | 1986-03-04 | 1987-09-10 | Audi Ag | Exhaust turbocharger |
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