DE102013220817A1

DE102013220817A1 - Exhaust gas turbocharger and motor vehicle

Info

Publication number: DE102013220817A1
Application number: DE201310220817
Authority: DE
Inventors: Luis Herrera; Susanne Fischer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Ein Abgasturbolader mit einer ein Turbinengehäuse (20) aufweisenden Turbine (10) und einem ein Verdichtergehäuse (28) aufweisenden Verdichter (26), ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Turbinengehäuse (20) und dem Verdichtergehäuse (28) eine Trennwand (30) angeordnet ist.An exhaust-gas turbocharger with a turbine (10) having a turbine casing (20) and a compressor (26) having a compressor casing (28) is characterized in that a dividing wall (30) is arranged between the turbine casing (20) and the compressor casing (28) is.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader und ein einen solchen Abgasturbolader aufweisendes Kraftfahrzeug. The invention relates to an exhaust gas turbocharger and a motor vehicle having such an exhaust gas turbocharger.

Die Verwendung eines oder mehrerer Abgasturbolader zur Erhöhung der spezifischen Leistung und zur Senkung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs von Brennkraftmaschinen ist bekannt. The use of one or more turbochargers to increase the specific power and to reduce the specific fuel consumption of internal combustion engines is known.

Abgasturbolader weisen eine in einen Abgasstrang der Brennkraftmaschine integrierte Turbine mit einem Turbinenlaufrad, das drehbar innerhalb eines Turbinengehäuses gelagert ist, sowie ein in den Frischgasstrang der Brennkraftmaschine integrierten Verdichter mit einem Verdichterlaufrad, das drehbar innerhalb eines Verdichtergehäuses gelagert ist, auf. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind über eine Welle verbunden, wobei die Welle in einem Wellengehäuse des Abgasturboladers angeordnet sein kann. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird das Turbinenlaufrad von der Abgasströmung angeströmt und dadurch rotierend angetrieben, wobei diese Rotation über die Welle auf das Verdichterlaufrad übertragen wird. Die so bewirkte Rotation des Verdichterlaufrads erzeugt die gewünschte Verdichtung des Frischgases. Die einzelnen Gehäuse eines Abgasturboladers können dabei zumindest teilweise integral ausgebildet sein. Exhaust gas turbochargers have an integrated into an exhaust line of the internal combustion engine turbine with a turbine impeller which is rotatably mounted within a turbine housing, and integrated into the fresh gas line of the internal combustion engine compressor with a compressor impeller which is rotatably mounted within a compressor housing on. The turbine runner and the compressor runner are connected via a shaft, wherein the shaft can be arranged in a shaft housing of the exhaust gas turbocharger. During operation of the internal combustion engine, the turbine impeller is impinged by the exhaust gas flow and thereby driven in rotation, wherein this rotation is transmitted via the shaft to the compressor impeller. The thus caused rotation of the compressor wheel generates the desired compression of the fresh gas. The individual housings of an exhaust gas turbocharger may be at least partially formed integrally.

Das Anströmen mittels des Abgases führt zu einer starken Erwärmung der Turbine. Aus diesem Grund sind wärmeempfindliche Komponenten eines Abgasturboladers, wie beispielsweise eine Steuerungselektronik, regelmäßig nicht auf der Turbinenseite sondern auf der Verdichterseite des Abgasturboladers angeordnet. Ein großer Wärmeübergang von der Turbine auf den Verdichter soll daher vermieden werden. The flow by means of the exhaust gas leads to a strong heating of the turbine. For this reason, heat-sensitive components of an exhaust gas turbocharger, such as a control electronics, regularly arranged not on the turbine side but on the compressor side of the exhaust gas turbocharger. A large heat transfer from the turbine to the compressor should therefore be avoided.

Bei Abgasturboladern mit mehrteiligem Gehäuse ist vielfach vorgesehen, die einzelnen Gehäuseteile thermisch zu entkoppeln, um einen Wärmeübergang zu verringern. In exhaust gas turbochargers with multi-part housing is often provided to thermally decouple the individual housing parts in order to reduce heat transfer.

Beispielsweise ist aus der EP 1 672 181 A1 ein Abgasturbolader mit einem ein Turbinenlaufrad aufnehmenden Turbinengehäuse, einem ein Verdichterlaufrad aufnehmenden Verdichtergehäuse sowie einem eine das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad verbindende Welle aufnehmenden Wellengehäuse bekannt. Das Wellengehäuse selbst ist zweiteilig ausgeführt und umfasst ein den größten Abschnitt der Welle aufnehmendes Gehäusehauptteil sowie ein innerhalb des Turbinengehäuses angeordnetes, deckelartiges Gehäuseteil, das als turbinenseitiger äußerer Hitzeschild dienen soll. Die Funktion als Hitzeschild wird wohl zumindest auch dadurch erreicht, dass dieses Gehäuseteil mit dem Hauptgehäuseteil des Wellengehäuses nur indirekt über eine Spannbandanordnung verbunden ist. Innerhalb des als äußerer Hitzeschild dienenden Gehäuseteils ist zudem noch ein trichterförmiger innerer Hitzeschild angeordnet, der zur Abschirmung des Motoröls von den heißen Teilen des Abgasturboladers und gleichzeitig als Ölablauf dient. For example, is from the EP 1 672 181 A1 an exhaust gas turbocharger having a turbine housing receiving a turbine runner, a compressor housing receiving a compressor housing and a shaft connecting the turbine runner and the compressor wheel shaft receiving housing known. The shaft housing itself is made in two parts and comprises a housing main part which accommodates the largest part of the shaft and a cover-like housing part which is arranged inside the turbine housing and which is intended to serve as a turbine-side outer heat shield. The function as a heat shield is probably at least also achieved in that this housing part is connected to the main housing part of the shaft housing only indirectly via a clamping band assembly. Within the serving as an outer heat shield housing part also a funnel-shaped inner heat shield is also arranged, which serves to shield the engine oil from the hot parts of the exhaust gas turbocharger and at the same time as an oil drain.

Weiterhin ist es bekannt, besonders wärmeempfindliche Bauteile eines Abgasturboladers durch Einzelmaßnahmen vor einem zu großen Wärmeübergang von der Turbine zu schützen. Beispielsweise kann eine Steuerungselektronik mit einem thermisch isolierenden Gehäuse ausgebildet werden. Furthermore, it is known to protect particularly heat-sensitive components of an exhaust gas turbocharger by individual measures against excessive heat transfer from the turbine. For example, a control electronics can be formed with a thermally insulating housing.

In der DE 10 2004 028 593 A1 ist offenbart, einen Motorraum eines Kraftfahrzeugs mittels einer Trennwand vollständig in zwei übereinander liegende Teilbereiche zu unterteilen, wobei die im Betrieb des Kraftfahrzeugs heiß werden Komponenten, insbesondere die motornahen Abschnitte der Abgasanlage und der Turbolader, auf der einen Seite der Trennwand und möglichst alle wärmeempfindlichen Bauteile auf der anderen Seite der Trennwand angeordnet sind. In the DE 10 2004 028 593 A1 is disclosed to divide an engine compartment of a motor vehicle by means of a partition completely into two superimposed subregions, wherein the hot in the operation of the motor vehicle components, in particular the near-engine portions of the exhaust system and the turbocharger, on one side of the partition and as possible all heat-sensitive components are arranged on the other side of the partition wall.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, die wärmeempfindlichen Bauteile eines Abgasturboladers auf möglichst einfache Weise vor einer zu großen Wärmebelastung durch die heißen Teile des Abgasturboladers zu schützen. Based on this prior art, the present invention seeks to provide a way to protect the heat-sensitive components of an exhaust gas turbocharger in the simplest possible way against excessive heat load through the hot parts of the exhaust gas turbocharger.

Diese Aufgabe wird durch einen Abgasturbolader gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers aufweisendes Kraftfahrzeug ist Gegenstand des Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Abgasturboladers und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung. This object is achieved by an exhaust gas turbocharger according to claim 1. Advantageous embodiments of the exhaust gas turbocharger according to the invention and the motor vehicle according to the invention are the subject of the respective dependent claims and will become apparent from the following description of the invention.

Ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader mit einer ein Turbinengehäuse aufweisenden Turbine und einem ein Verdichtergehäuse aufweisenden Verdichter ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse eine Trennwand angeordnet ist. An inventive exhaust gas turbocharger with a turbine housing having a turbine and a compressor housing having a compressor is characterized in that between the turbine housing and the compressor housing, a partition wall is arranged.

Die Trennwand dient dazu, den Verdichter und gegebenenfalls weitere dort angeordnete wärmeempfindliche Elemente vor einem zu großen Wärmeübergang von der Turbine zu schützen. Demnach isoliert (thermisch) die Trennwand die sogenannte „kalte Seite“ des Abgasturboladers von einer Wärmeabstrahlung durch die sogenannte „warme Seite“ des Abgasturboladers. The partition wall serves to protect the compressor and, where appropriate, further heat-sensitive elements arranged there against excessive heat transfer from the turbine. Accordingly isolated (thermally) the partition the so-called "cold side" of the exhaust gas turbocharger from heat radiation through the so-called "warm side" of the exhaust gas turbocharger.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass bei der thermischen Belastung des Verdichters sowohl die Wärmeströmung (Konvektion) als auch die Wärmestrahlung – neben der dritten Art der Wärmeübertragung, der Wärmeleitung (Konduktion) – eine große Rolle spielen. Aufbauend auf dieser Erkenntnis ist ein Grundgedanke der Erfindung, dass diese beiden Arten der Wärmeübertragung auf einfache aber wirkungsvolle Weise mittels einer einfachen Trennwand verringert werden können. The invention is based on the finding that in the thermal load of the compressor, both the heat flow (convection) and the heat radiation - in addition to the third type of heat transfer, the heat conduction (conduction) - play a major role. Based on this finding, a basic idea of the invention is that these two types of heat transfer can be reduced in a simple but effective manner by means of a simple partition wall.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Abgasturboladers mit einer thermischen Trennwand stellt somit insbesondere eine gute Ergänzung zu der bekannten Vorgehensweise, einzelne Gehäusebestandteile nicht oder nur indirekt miteinander zu verbinden und damit die Wärmeleitung über das (Gesamt-)Gehäuse zu verringern, dar. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist daher vorgesehen, dass das Verdichtergehäuse, das Turbinengehäuse und gegebenenfalls ein zwischen diesen angeordnetes Wellengehäuse thermisch isolierend miteinander verbunden sind. Dies kann insbesondere über eine indirekte Verbindung mittels thermisch isolierender Zwischenstücke oder auch Luftspalte realisiert werden. The inventive design of the exhaust gas turbocharger with a thermal partition wall thus represents a good complement to the known procedure, individual housing components not or only indirectly to connect and thus reduce the heat conduction through the (overall) housing, in a preferred embodiment of Therefore, the exhaust gas turbocharger according to the invention is provided that the compressor housing, the turbine housing and optionally a shaft housing arranged between them are thermally insulated with each other. This can be realized in particular via an indirect connection by means of thermally insulating intermediate pieces or even air gaps.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Abgasturboladers wird zudem ermöglicht, die bei vielen bekannten Abgasturboladern vorgesehenen Einzelmaßnahmen, wie beispielsweise thermisch isolierende Einzelgehäuse für die einzelnen Komponenten, durch eine einzige Trennwand zu ersetzen. Der konstruktive Aufwand und damit die Kosten für den Abgasturbolader können dadurch reduziert werden. Dabei ist auch relevant, dass mittels einer erfindungsgemäß angeordneten Trennwand insbesondere die Konvektion wirksam unterbunden werden kann, da Kühlluft, die beispielsweise bei einem Einsatz des Abgasturboladers in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gezielt in einen Motorraum des Kraftfahrzeugs eingeleitet wird (als Fahrtwind oder durch ein Kühlergebläse erzeugt), mittels der Trennwand in zwei Teilströmungen unterteilt werden kann, die sich während der Umströmung von Turbine und Verdichter kaum noch vermischen. Ein Wärmeübergang durch Konvektion infolge einer Vermischung der durch die Turbine einerseits und den Verdichter andererseits unterschiedlich erwärmten Kühlluft kann dadurch möglichst vermieden werden. The inventive design of an exhaust gas turbocharger also makes it possible to replace the measures provided for in many known exhaust gas turbochargers individual measures, such as thermally insulating single housing for the individual components, by a single partition. The design effort and thus the cost of the exhaust gas turbocharger can be reduced. It is also relevant that by means of a partition wall arranged according to the invention, in particular the convection can be effectively prevented, as cooling air, for example, when using the exhaust gas turbocharger in an internal combustion engine of a motor vehicle is selectively introduced into an engine compartment of the motor vehicle (as a wind or generated by a radiator fan ), by means of the partition can be divided into two partial flows, which hardly mix during the flow around the turbine and compressor. A heat transfer by convection due to a mixing of the differently heated by the turbine on the one hand and the compressor on the other hand cooling air can thereby be avoided as possible.

Insbesondere um eine solche Vermischung der zwei Teilströmungen der Kühlluft zu minimieren, sollte die Trennwand ausreichend beziehungsweise unter Berücksichtigung des zur Verfügung stehenden Bauraums möglichst groß ausgebildet werden. Zumindest sollte vorgesehen sein, dass die Trennwand das Turbinengehäuse und/oder das Verdichtergehäuse (insbesondere mit gegebenenfalls darauf aufgesetzten weiteren Komponenten des Abgasturboladers, beispielsweise einer Steuerungselektronik) in zumindest einem Abschnitt, vorzugsweise vollumfänglich umfangsseitig überragt. Sofern, beispielsweise aus Platzgründen, die Größe der Trennwand begrenzt werden muss, kann vorzugsweise vorgesehen sein, nur diejenigen Abschnitte der Trennwand, die entlang der Strömungsrichtung(en) der Kühlluftströmung ausgerichtet sind, mit möglichst großer Ausdehnung und damit Überstand hinsichtlich des Turbinen- und/oder Verdichtergehäuses auszubilden. Somit sollte insbesondere ein Eintritts und/oder Austrittsabschnitt der Trennwand für die Kühlluftströmung die Komponenten des Abgasturboladers möglichst weit überragen. In particular, in order to minimize such a mixing of the two partial flows of the cooling air, the partition should be sufficiently large or formed taking into account the available space as large as possible. At least it should be provided that the partition wall projects beyond the turbine housing and / or the compressor housing (in particular with additional components of the exhaust gas turbocharger, for example an electronic control system mounted thereon) in at least one section, preferably on the entire circumference. If, for example, for reasons of space, the size of the partition must be limited, may be preferably provided only those portions of the partition, which are aligned along the flow direction (s) of the cooling air flow, with the largest possible extent and thus supernatant with respect to the turbine and / or form the compressor housing. Thus, in particular an inlet and / or outlet section of the partition wall for the cooling air flow should project beyond the components of the exhaust gas turbocharger as far as possible.

Um einen Wärmeübergang von der warmen Seite auf die kalte Seite des Abgasturboladers infolge einer Konduktion über die Trennwand zu verringern, kann in einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers vorgesehen sein, dass die Trennwand von dem Turbinengehäuse und/oder dem Verdichtergehäuse zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig über eine Isolationsschicht und insbesondere über einen Luftspalt getrennt ist. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Trennwand an einem Wellengehäuse, das eine ein Turbinenlaufrad der Turbine mit einem Verdichterlaufrad des Verdichters drehfest verbindende Welle aufnimmt, befestigt ist. Dabei kann weiterhin bevorzugt das Wellengehäuse thermisch von dem Turbinen- und/oder dem Verdichtergehäuse isoliert sein. Hierzu kann beispielsweise eine indirekte Verbindung gemäß der EP 1 672 181 A1 vorgesehen sein. In order to reduce heat transfer from the hot side to the cold side of the exhaust gas turbocharger as a result of conduction across the dividing wall, it can be provided in a further preferred embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention that the dividing wall of the turbine housing and / or the compressor housing at least partially, preferably completely is separated via an insulating layer and in particular via an air gap. For this purpose, it can be provided, in particular, that the dividing wall is fastened to a shaft housing, which accommodates a shaft which rotatably connects a turbine impeller of the turbine with a compressor impeller of the compressor. In this case, furthermore, the shaft housing may preferably be thermally insulated from the turbine housing and / or the compressor housing. For this purpose, for example, an indirect connection according to the EP 1 672 181 A1 be provided.

Eine weitere Verringerung eines Wärmeübergangs von der heißen Seite zur kalten Seite des Abgasturboladers kann dadurch erreicht werden, dass die Trennwand thermisch isolierend, d.h. thermisch schlecht leitend, ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise mittels einer Trennwand realisiert werden, die einen Schichtaufbau aufweist, wobei zumindest eine der Schichten aus einem thermisch gut isolierenden Material, beispielsweise auch einer Luftschicht, ausgebildet ist. Further reduction of heat transfer from the hot side to the cold side of the exhaust gas turbocharger can be achieved by thermally isolating the partition wall, i. thermally poorly conductive, is formed. This can be realized for example by means of a partition, which has a layer structure, wherein at least one of the layers of a thermally well insulating material, for example, an air layer is formed.

Sofern zumindest eine zweite Schicht der Trennwand aus Metall und insbesondere Stahl, beispielswiese einem Stahlblech, ausgebildet ist, kann eine thermisch isolierende Trennwand mit relativ geringem Aufwand und entsprechend geringen Herstellungskosten hergestellt werden, die sich zudem durch eine gute mechanische Stabilität auszeichnen kann. Hinzu kommt, dass die metallische Schicht, insbesondere wenn sie als Deckschicht auf der der heißen Seite des Abgasturboladers zugewandten Seite der Trennwand angeordnet ist, infolge ihrer reflektierenden Eigenschaft einen Wärmeübergang durch Wärmestrahlung besonders wirksam reduzieren kann. Diese Eigenschaft kann gegebenenfalls auch noch durch eine Oberflächenbehandlung, beispielsweise ein Polieren oder eine spiegelnde Beschichtung, verbessert werden, wobei derartige Oberflächenbehandlungen auch Deckschichten aus anderen, grundsätzlich beliebigen Materialien hinsichtlich ihrer eine Wärmestrahlung verringernden Eigenschaft verbessern können. If at least one second layer of the partition of metal and in particular steel, for example a steel sheet, is formed, a thermally insulating partition can be produced with relatively little effort and correspondingly low production costs, which can also be characterized by good mechanical stability. In addition, the metallic layer, in particular when it is arranged as a cover layer on the hot side of the exhaust gas turbocharger side facing the partition, due to their reflective property can reduce heat transfer by heat radiation particularly effective. This property can optionally also be improved by a surface treatment, such as a polishing or a reflective coating, wherein such surface treatments can also improve cover layers of other, basically any materials in terms of their heat radiation reducing property.

Da eine thermisch isolierende Ausgestaltung der Trennwand mit höheren Kosten verbunden sein kann, kann in vielen Anwendungsfällen ausreichend sein, eine einfache, thermisch grundsätzlich gut leitende Trennwand einzusetzen, die beispielsweise aus einem einfachen Metallblech bestehen kann. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Integration der Trennwand keinen direkten Kontakt mit zumindest dem Turbinengehäuse und vorzugsweise auch dem Verdichtergehäuse vorsieht. Since a thermally insulating design of the partition may be associated with higher costs, it may be sufficient in many applications to use a simple, thermally basically good conductive partition, which may for example consist of a simple metal sheet. This may be the case in particular if the integration of the partition does not provide direct contact with at least the turbine housing and preferably also the compressor housing.

Wie bereits beschrieben wurde, kann ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Trennwand in der Unterteilung einer Kühlluftströmung in mindestens zwei Teilströmungen liegen, die sich zumindest während der Umströmung der Komponenten des Abgasturboladers nur geringfügig wieder vermischen. In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers kann vorgesehen sein, dass die Trennwand als Strömungsführung ausgebildet ist, wodurch eine definierte Führung einer oder mehrerer Teilströmungen erreicht werden kann. As already described, a significant advantage of the partition wall according to the invention in the subdivision of a cooling air flow may be at least two partial flows, which mix only slightly again, at least during the flow around the components of the exhaust gas turbocharger. In a further preferred embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention can be provided that the partition is designed as a flow guide, whereby a defined leadership of one or more partial flows can be achieved.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Trennwand derart ausgebildet ist, dass eine das Turbinengehäuse umströmende Teilströmung einer Kühlluftströmung in eine andere (Abström-)Richtung als eine das Verdichtergehäuse umströmende Teilströmung der Kühlluftströmung geleitet wird. In particular, it can be provided that the partition wall is designed such that a partial flow of a cooling air flow flowing around the turbine housing is directed in a different (outflow) direction than a partial flow of the cooling air flow flowing around the compressor housing.

Dies ermöglicht beispielsweise bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug mit einer in einem Motorraum einer Karosserie angeordneten Brennkraftmaschine, die einen solchen erfindungsgemäßen Abgasturbolader umfasst, die Trennwand in dem Motorraum derart anzuordnen, dass eine das Turbinengehäuse umströmende und daher stark aufgeheizte Teilströmung der Kühlluftströmung möglichst direkt aus dem Motorraum abgeführt wird. Eine bevorzugte Möglichkeit, diese stark erwärmte Teilströmung aus dem Motorraum abzuführen, kann darin bestehen, diese in Richtung oder bis zu einem Unterbodentunnel der Karosserie zu leiten. Ein solcher sich in Längsrichtung der Karosserie erstreckender Unterbodentunnel ist bei den meisten Kraftfahrzeugen, zumindest bei Personenkraftfahrzeugen, vorgesehen. Dieser erhöht zum einen die Steifigkeit und insbesondere die Torsionssteifigkeit der Karosserie. Zum anderen kann dieser in Abhängigkeit von der Antriebskonfiguration der zumindest teilweisen Aufnahme eines Getriebes, einer Antriebswelle und/oder von Abschnitten des Abgasstrangs des Kraftfahrzeugs dienen. This allows, for example, in a motor vehicle according to the invention with an engine compartment of a body arranged internal combustion engine comprising such an exhaust gas turbocharger according to the invention to arrange the partition in the engine compartment such that a turbine housing flowing around and therefore strongly heated partial flow of the cooling air flow as directly as possible discharged from the engine compartment becomes. A preferred way to dissipate this highly heated partial flow from the engine compartment may be to direct it towards or to a sub-floor tunnel of the body. Such an underbody tunnel extending in the longitudinal direction of the body is provided in most motor vehicles, at least in passenger vehicles. This increases on the one hand, the rigidity and in particular the torsional stiffness of the body. On the other hand, depending on the drive configuration, the latter may serve to at least partially accommodate a transmission, a drive shaft and / or sections of the exhaust gas line of the motor vehicle.

Die das Verdichtergehäuse umströmende Teilströmung, die insbesondere auch wegen der nicht oder nur geringfügig erfolgenden Vermischung mit der anderen Teilströmung lediglich geringfügig erwärmt wird, kann dagegen noch zur Kühlung anderer Komponenten des Kraftfahrzeugs genutzt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass diese Teilströmung der Kühlluftströmung gezielt in Richtung dieses oder dieser anderen Komponenten geleitet wird. By contrast, the partial flow flowing around the compressor housing, which is heated only slightly, in particular because of the non-mixing or only slight mixing with the other partial flow, can still be used for cooling other components of the motor vehicle. It can be provided that this partial flow of the cooling air flow is directed specifically in the direction of this or these other components.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: The present invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. In the drawings shows:

1: einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader mit einem daran anschließenden Abschnitt eines Abgasstrangs einer Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Darstellung und 1 : An exhaust gas turbocharger according to the invention with a subsequent section of an exhaust line of an internal combustion engine in a perspective view and

2: ein den Abgasturbolader der 1 umfassendes Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht. 2 : a the turbocharger of the 1 comprehensive motor vehicle in a side view.

Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader in einer Ausführung als Bi-Turbo. Demnach umfasst dieser zwei parallel geschaltete Turbinen 10, die in einen Abgasstrang 12 einer in der 1 im Übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine 14 für ein Kraftfahrzeug 16 integriert sind. In bekannter Weise werden die Turbinen 10 von dem Abgas, das durch die Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in einem Verbrennungsmotor 18 der Brennkraftmaschine 14 erzeugt wird, durchströmt. Dabei treibt die Abgasströmung jeweils ein Turbinenlaufrad (nicht sichtbar) der Turbinen 10 an, das drehbar in einem Turbinengehäuse 20 der entsprechenden Turbine 10 gelagert ist. The 1 shows an exhaust gas turbocharger according to the invention in an embodiment as bi-turbo. Accordingly, this includes two parallel turbines 10 in an exhaust system 12 one in the 1 Incidentally, not shown internal combustion engine 14 for a motor vehicle 16 are integrated. In a known manner, the turbines 10 from the exhaust gas produced by the combustion of a fuel-air mixture in an internal combustion engine 18 the internal combustion engine 14 is generated, flows through. In each case, the exhaust gas flow drives a turbine wheel (not visible) of the turbines 10 that rotatable in a turbine housing 20 the corresponding turbine 10 is stored.

Nach dem Durchströmen der Turbinen 10 wird die Abgasströmung durch eine direkt an diese anschließende Abgasnachbehandlungseinrichtung geführt. Diese umfasst in von Dieselmotoren bekannter Weise einen Oxidationskatalysator 22 sowie einen diesem nachgeschalteten Partikelfilter 24. After flowing through the turbines 10 the exhaust gas flow is passed through a directly adjoining this exhaust aftertreatment device. This includes in known from diesel engines, an oxidation catalyst 22 and a downstream particulate filter 24 ,

Jedes der Turbinenlaufräder ist über eine Welle (nicht sichtbar) mit einem Verdichterlaufrad (nicht sichtbar) jeweils eines Verdichters 26 verbunden, wobei die Verdichterlaufräder drehbar in dazugehörigen Verdichtergehäusen 28 gelagert sind. Die so bewirkte Rotation der Verdichterlaufräder bewirkt eine Verdichtung von durch die Verdichter 26 geführtem Frischgas, das dann dem Verbrennungsmotor 18 zugeführt wird. Die Turbinengehäuse 20 und Verdichtergehäuse 28 der beiden Turbinen 10 beziehungsweise Verdichter 28 können separat oder integral ausgebildet sein. Each of the turbine runners is over a shaft (not visible) with a compressor impeller (not visible) each of a compressor 26 connected, wherein the compressor impellers rotatably mounted in associated compressor housings 28 are stored. The thus caused rotation of the compressor wheels causes a compression of the compressor 26 guided fresh gas, which then the internal combustion engine 18 is supplied. The turbine housing 20 and compressor housing 28 of the two turbines 10 or compressor 28 may be formed separately or integrally.

Zwischen den Verdichtergehäusen 28 und den Turbinengehäusen 20 ist eine Trennwand 30 angeordnet, die dazu dient, die heiße Seite des Abgasturboladers von der kalten Seite räumlich zu trennen und dadurch thermisch zu isolieren. Die Trennwand 30, die als einfaches Metallblech (z.B. aus Stahl oder Aluminium) ausgebildet sein kann, überragt sowohl die Verdichtergehäuse 28 als auch die Turbinengehäuse 20 im Wesentlichen vollumfänglich und kontaktiert diese nicht, sondern ist an einem zwischen den Turbinen 10 und Verdichtern 26 des Bi-Turbos angeordneten Wellengehäuse befestigt, das die beiden, die jeweiligen Verdichter- und Turbinenlaufräder miteinander verbindenden Wellen aufnimmt. Zwischen den Verdichtergehäusen 28 und den Turbinengehäusen 20 einerseits und der Trennwand 30 andererseits ist jeweils ein Luftspalt vorgesehen. Diese Luftspalte wirken thermisch isolierend und halten dadurch einen Wärmeübergang von der heißen zur kalten Seite des Abgasturboladers infolge einer Konduktion über die Trennwand gering. Between the compressor housings 28 and the turbine housings 20 is a partition 30 arranged, which serves to spatially separate the hot side of the exhaust gas turbocharger from the cold side and thereby thermally isolate. The partition 30 , which may be formed as a simple sheet metal (eg steel or aluminum), surmounting both the compressor housing 28 as well as the turbine housing 20 essentially fully and does not contact them, but is at one between the turbines 10 and compressors 26 attached to the bi-turbo arranged shaft housing which receives the two, the respective compressor and turbine wheels interconnecting waves. Between the compressor housings 28 and the turbine housings 20 on the one hand and the partition wall 30 On the other hand, an air gap is provided in each case. These air gaps have a thermally insulating effect and thus keep a heat transfer from the hot to the cold side of the exhaust gas turbocharger low as a result of conduction across the dividing wall.

Der Abgasturbolader weist eine sogenannte variable Turbinengeometrie (VTG) auf. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads und des Ansprechverhaltens können Leitschaufeln der beiden Turbinen 10 mittels jeweils eines Stellers 32 bzw. Aktors verstellt werden, um die Anströmung der Turbinenlaufräder durch das Abgas zu verändern und an die jeweils herrschende Abgasströmung anzupassen. The exhaust gas turbocharger has a so-called variable turbine geometry (VTG). To improve the efficiency and the response, vanes of the two turbines can 10 by means of one author 32 Actuators are adjusted to change the flow of the turbine wheels through the exhaust gas and adapt to the prevailing exhaust gas flow.

Bei den Stellern 32 handelt es sich um relativ wärmeempfindliche, mechatronische Komponenten, die daher auf der kalten Seite des Abgasturboladers und somit von der heißen Seite mittels der Trennwand 30 thermisch isoliert angeordnet sind. Die Verstellung der Leitschaufeln der Turbinen 10 erfolgt mittels Betätigungsstangen, die durch Öffnungen in der Trennwand 30 geführt sind. At the writers 32 are relatively heat-sensitive, mechatronic components, therefore, on the cold side of the exhaust gas turbocharger and thus from the hot side by means of the partition 30 are arranged thermally insulated. The adjustment of the blades of the turbines 10 takes place by means of actuating rods through openings in the partition 30 are guided.

Weiterhin ist ein elektrisch gesteuertes Ventil 34 für eine Niederdruck-Abgasrückführung auf der kalten Seite und damit von der heißen Seite über die Trennwand 30 thermisch isoliert angeordnet. Furthermore, an electrically controlled valve 34 for a low-pressure exhaust gas recirculation on the cold side and thus from the hot side over the dividing wall 30 thermally insulated arranged.

Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 16 mit einer in einem Motorraum angeordneten Brennkraftmaschine 18. Diese umfasst einen Verbrennungsmotor 18, insbesondere Dieselmotor, sowie die in der 1 dargestellte Einheit 34 aus Abgasturbolader und direkt angeschlossener Abgasnachbehandlungseinrichtung. Von der Abgasnachbehandlungseinrichtung erstreckt sich ein weiterer Abschnitt des Abgasstrangs 12. Über diesen wird das mittels der Abgasnachbehandlungseinrichtung gereinigte Abgas zum Heck des Kraftfahrzeugs 16 geführt und dort in die Umgebung abgeblasen. Dieser Abschnitt des Abgasstrangs 12, der weitere, nicht dargestellte Komponenten zur Abgasnachbehandlung und/oder zur Schallminderung aufweisen kann, ist zu einem Großteil innerhalb eines von einem Unterboden des Kraftfahrzeugs 16 ausgebildeten Unterbodentunnels 36 geführt. Dieser erstreckt sich ca. mittig (über der Breite des Kraftfahrzeugs 16) in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 16 und dient – neben der Aufnahme des Abgasstrangs 12 – einer Versteifung der Karosserie. The 2 shows a motor vehicle according to the invention 16 with an internal combustion engine arranged in an engine compartment 18 , This includes an internal combustion engine 18 , in particular diesel engine, as well as in the 1 represented unit 34 from turbocharger and directly connected exhaust aftertreatment device. From the exhaust gas aftertreatment device, a further section of the exhaust gas line extends 12 , By way of this, the exhaust gas purified by means of the exhaust gas aftertreatment device becomes the rear of the motor vehicle 16 led and blown off into the area. This section of the exhaust system 12 , which may have further, not shown components for exhaust aftertreatment and / or sound reduction, is for the most part within one of an underbody of the motor vehicle 16 trained underbody tunnels 36 guided. This extends approximately centrally (over the width of the motor vehicle 16 ) in the longitudinal direction of the motor vehicle 16 and serves - in addition to the intake of the exhaust system 12 - A stiffening of the body.

In Fahrtrichtung vor der Brennkraftmaschine 18 ist ein Kühler 38 in den Motorraum integriert. Dieser wird von einer Kühlflüssigkeit eines Kühlkreislaufs der Brennkraftmaschine 18 durchströmt. In dem Kühler 38 wird die Kühlflüssigkeit mittels Umgebungsluft gekühlt. Die Strömung dieser Kühlluft ergibt sich entweder aufgrund einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 16 oder wird mittels eines in den Kühler 38 integrierten Gebläses bewirkt. Nach dem Durchströmen des Kühlers 38 umströmt die Kühlluft auch weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs 16, so auch den Abgasturbolader sowie die Abgasnachbehandlungseinrichtung. Die Anordnung der Trennwand 30 ist derart gewählt, dass die den Abgasturbolader anströmende Kühlluftströmung in zwei Teilströmungen unterteilt wird, die sich auch nach dem Abströmen des Abgasturboladers möglichst nicht mehr vermischen. Insbesondere ist die Trennwand 30 derart ausgebildet und angeordnet, dass die die heiße Seite des Abgasturboladers umströmende Teilströmung 40 möglichst gerichtet in Richtung des Unterbodentunnels 36 geleitet wird, wodurch ein möglichst direktes Herausführen dieser vergleichsweise stark erwärmten Teilströmung aus dem Motorraum erreicht werden kann. Die die kalte Seite des Abgasturboladers umströmende, deutlich weniger erwärmte Teilströmung (nicht dargestellt) kann dagegen so geführt werden, dass diese noch weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs 16 anströmt, um diese zu kühlen. In the direction of travel in front of the internal combustion engine 18 is a cooler 38 integrated into the engine compartment. This is from a coolant of a cooling circuit of the internal combustion engine 18 flows through. In the cooler 38 the cooling liquid is cooled by ambient air. The flow of this cooling air results either due to a drive of the motor vehicle 16 or by means of one in the cooler 38 integrated blower causes. After flowing through the radiator 38 The cooling air also flows around other components of the motor vehicle 16 , as well as the exhaust gas turbocharger and the exhaust aftertreatment device. The arrangement of the partition 30 is chosen such that the cooling gas flow flowing to the exhaust gas turbocharger is subdivided into two partial flows which, if possible, no longer mix even after the exhaust gas turbocharger has flowed off. In particular, the partition wall 30 designed and arranged such that the partial flow around the hot side of the exhaust gas turbocharger 40 as directed in the direction of the underfloor tunnel 36 is passed, whereby the most direct possible lead out this comparatively strongly heated partial flow from the engine compartment can be achieved. On the other hand, the much less heated partial flow (not shown) flowing around the cold side of the exhaust-gas turbocharger can be guided such that it also contains further components of the motor vehicle 16 flows to cool it.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Turbine turbine
12 12: Abgasstrang exhaust gas line
14 14: Brennkraftmaschine Internal combustion engine
16 16: Kraftfahrzeug motor vehicle
18 18: Verbrennungsmotor internal combustion engine
20 20: Turbinengehäuse turbine housing
22 22: Oxidationskatalysator oxidation catalyst
24 24: Partikelfilter particulate Filter
26 26: Verdichter compressor
28 28: Verdichtergehäuse compressor housing
30 30: Trennwand partition wall
32 32: Steller Steller
34 34: Einheit aus Abgasturbolader und Abgasnachbehandlungseinrichtung Unit of exhaust gas turbocharger and exhaust aftertreatment device
36 36: Unterbodentunnel Underbody tunnel
38 38: Kühler cooler
40 40: Teilströmung der Kühlluftströmung Partial flow of the cooling air flow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1672181 A1 [0006, 0017]
DE 102004028593 A1 [0008]

Claims

Exhaust gas turbocharger with a turbine housing ( 20 ) having turbine ( 10 ) and a compressor housing ( 28 ) having compressors ( 26 ), characterized in that between the turbine housing ( 20 ) and the compressor housing ( 28 ) a partition wall ( 30 ) is arranged.

Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the partition wall ( 20 ) from the turbine housing ( 20 ) and / or the compressor housing ( 28 ) is at least partially separated via an air gap.

Exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that the partition wall ( 20 ) the turbine housing ( 20 ) and / or the compressor housing ( 28 ) surmounted circumferentially at least in one section.

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the partition ( 30 ) is formed thermally insulating.

Exhaust gas turbocharger according to claim 4, characterized in that the partition wall ( 30 ) has a layer structure.

Exhaust gas turbocharger according to claim 5, characterized in that the partition ( 30 ) comprises a layer of a metallic sheet and a layer of a thermally insulating material.

Exhaust gas turbocharger according to claim 6, characterized in that the partition ( 30 ) is designed as a flow guide.

Exhaust gas turbocharger according to claim 7, characterized in that the partition ( 30 ) is designed such that a turbine housing ( 20 ) flowing partial flow of a cooling air flow in a direction other than the compressor housing ( 28 ) flowing around partial flow of the cooling air flow is passed.

Motor vehicle ( 16 ) with an engine compartment of a body arranged internal combustion engine ( 14 ) comprising an exhaust gas turbocharger according to claim 7 or 8, characterized in that the partition ( 30 ) is arranged and formed such that a turbine housing ( 20 ) flowing around partial flow of a cooling air flow is discharged directly from the engine compartment.

Motor vehicle according to claim 9, characterized in that the turbine housing ( 20 ) flowing around partial flow in the direction of a subsoil tunnel ( 26 ) of the body is passed.