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Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, welcher ein in einem Turbinengehäuse angeordnetes Turbinenrad mit Turbinenschaufeln, ein in einem Verdichtergehäuse angeordnetes Verdichterrad und eine in einem Lagergehäuse gelagerte Welle aufweist. Das Turbinenrad und das Verdichterrad sind gemeinsam auf der Welle angeordnet, wobei eine Drehachse der Welle eine axiale Richtung definiert.
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Abgasturbolader sind dazu geeignet, den Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors zu verbessern und damit dessen Leistung zu steigern. Ein Abgasturbolader weist hierzu eine Turbine mit einem Turbinenrad und einen Verdichter mit einem Verdichterrad auf, wobei die beiden Laufräder auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Das Turbinenrad wird über einen Abgasstrom eines angeschlossenen Verbrennungsmotors angetrieben und das Turbinenrad treibt wiederum das Verdichterrad über die Welle an. Der Verdichter verdichtet angesaugte Frischluft und führt diese dem Verbrennungsmotor zu. Ferner ist das Turbinenrad der Turbine in einem Turbinengehäuse angeordnet und das Verdichterrad des Verdichters befindet sich in einem Verdichtergehäuse. Die gemeinsame Welle ist typischerweise in einem Lagergehäuse gelagert.
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Je mehr die Drehzahl des Verbrennungsmotors steigt, desto schneller dreht sich durch die erhöhte Abgasmenge das Turbinenrad der Turbine. Folglich findet auch eine schnellere Drehung der der Welle und des Verdichterrades statt. Durch die schnellere Drehung der Welle und damit auch des Verdichterrades erhöht sich die Luftfördermenge auf der Seite des Verdichters. Dies wiederum führt zu einer wachsenden Menge von Abgasen des Verbrennungsmotors und dies hat zur Folge, dass das Turbinenrad noch schneller angetrieben wird.
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Um die gegebenen mechanischen und thermischen Grenzen des Verbrennungsmotors nicht zu überschreiten, kann deshalb eine Leistungssteuerung des Abgasturboladers notwendig sein, wozu sich eine Regelung durch eine Regeleinheit anbietet. Es sind verschiedene Regelungen aus dem Stand der Technik bekannt. Eine Regelung des Abgasturboladers sieht z.B. eine variable Turbinengeometrie im Turbinengehäuse vor. Hierbei besteht die häufigste Form der variablen Turbinengeometrie aus einem Vorleitgitter mit verstellbaren Leitschaufeln, welche vor dem Turbinenrad angeordnet sind. Die Leitschaufeln sind in Abhängigkeit von einem aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellbar. Über die Einstellung der Leitschaufeln und des Leitgitters kann ein Abgasgegendruck sowie auch die Art und Weise der Zuströmung des Abgasstromes auf das Turbinenrad beeinflusst werden. Hierdurch kann die Leistung des Abgasturboladers bedarfsgemäß an den Betriebszustand des Verbrennungsmotors angepasst werden.
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Eine andere Möglichkeit, die Leistung des Abgasturboladers zu steuern, ist ein im Turbinengehäuse vorgesehener Wastegate-Kanal bzw. Bypass-Kanal der mittels einer Wastegate- oder Bypassventil genannten Schließelements verschließbar ist. Das Schließelement, welches üblicherweise als aufschwenkbare Klappe ausgebildet ist, kann bei Bedarf geöffnet werden und in Abhängigkeit dieser Öffnungsstellung einen mehr oder weniger großen Teil des Abgases an dem Turbinenrad vorbei direkt in den Auspuff des Fahrzeugs leiten. Hierdurch wird ein weiteres Ansteigen der Drehzahl des Turbinenrades bzw. des Verdichterrades unterbunden.
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Nachteilig bei der variablen Turbinengeometrie oder auch beim Wastegate ist ein erhöhter Platzbedarf auf der Seite der Turbine. Nachteilig beim Wastegate kann weiterhin eine Beeinflussung der Strömung des Abgasstroms in einem Diffusorbereich der Turbine durch aus dem Wastegatekanal heraustretende Abgase sein. Außerdem weist das Turbinengehäuse sowohl bei der variablen Turbinengeometrie als auch beim Wastegate-Kanal schwenkbare Bauteile wie die verstellbaren Leitschaufeln oder die Wastegate-Klappe auf. Hierdurch werden erhöhte Anforderungen an Fertigung und Montage der verwendeten Bauteile gestellt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbolader zu entwickeln, dessen Leistung variabel gesteuert werden kann und der besonders platzsparend ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche sowie der Ausführungsbeispiele.
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Der vorgeschlagene Abgasturbolader umfasst ein in einem Turbinengehäuse angeordnetes Turbinenrad mit Turbinenschaufeln, ein in einem Verdichtergehäuse angeordnetes Verdichterrad und eine in einem Lagergehäuse gelagerte Welle, auf der das Turbinenrad und das Verdichterrad gemeinsam angeordnet sind. Eine Drehachse der Welle definiert eine axiale Richtung. Zumindest das Turbinenrad ist gegenüber dem Turbinengehäuse axial zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar ausgebildet zur veränderlichen Einstellung einer Anströmung des Turbinenrades durch einen Abgasstrom. Das Turbinenrad ist z.B. in axialer Richtung kontinuierlich zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschiebbar ausgebildet. Das Turbinenrad kann aber auch in axialer Richtung zwischen mindestens zwei vorbestimmten Positionen verschiebbar ausgebildet sein.
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Durch die axiale Verschiebung des Turbinenrades kann die Art und Weise der Zuströmung des Abgasstromes auf das Turbinenrad beeinflusst werden. Hierdurch kann die Leistung des Abgasturboladers bedarfsgemäß an den Betriebszustand eines mit dem Abgasturbolader versehenen Verbrennungsmotors angepasst werden. Das Turbinengehäuse kann einteilig ausgebildet werden, wodurch sich eine Dichtheit des Turbinengehäuses verbessern lässt. Des Weiteren kann das Turbinengehäuse ohne schwenkbare Teile, wie eine Wastegate-Klappe oder verstellbare Leitschaufeln eines Leitgitters, ausgestaltet werden. Hierdurch können Fertigung und Montage der verwendeten Bauteile vereinfacht werden. Der Abgasturboalder kann weiterhin in besonders kompakter Weise gebaut werden.
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Mit dem vorgeschlagenen Abgasturbolader kann somit auf einen Wastegate-Kanal oder eine variable Turbinengeometrie verzichtet werden. In bestimmten Ausführungen können jedoch ein Wastegate-Kanal oder eine variable Turbinengeometrie zusätzlich vorgesehen sein. Hierdurch lässt sich die Leistung des Abgasturboladers noch präziser einstellen.
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Ein Versatz zwischen der ersten Position und der zweiten Position des Turbinenrades kann in axialer Richtung mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 2 mm betragen. Üblicherweise wird dieser Versatz jedoch weniger als 20 mm, bevorzugt weniger als 10 mm betragen. Vorzugsweise hat der genannte Versatz einen Wert zwischen 3 mm und 5 mm.
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In einer Ausgestaltung weist der Abgasturbolader eine pneumatische oder eine elektrische Stelleinheit auf, mittels derer das Turbinenrad in axialer Richtung verschiebbar ist. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, eine Stelleinheit zur Verstellung eines Wastegate-Kanals oder einer variablen Turbinengeometrie vorzusehen. Für die axiale Verschiebung des Turbinenrades kann somit auf bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden. Eine pneumatische Stelleinheit kann z.B. eine mit Druck von Abgasen oder komprimierter Luft beaufschlagbare Membran sein. Die Stelleinheit ist vorzugsweise durch eine Steuervorrichtung steuerbar. Bei Bedarf kann die Steuereinheit somit die Stelleinheit steuern zum Verschieben des Turbinenrades zwischen der ersten und der zweiten Position.
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Des Weiteren kann ein Rückstellelement zum Rückstellen des Turbinenrades z.B. in die erste Position vorgesehen sein, wobei das Turbinenrad durch die Stelleinheit gegen eine Rückstellkraft des Rückstellelements in die zweite Position verschiebbar ist. Das Rückstellelement kann z.B. eine Feder sein.
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Beim Starten des Verbrennungsmotors befindet sich das Turbinenrad üblicherweise in der ersten axialen Position. Beim Starten des Motors ist die Drehzahl der Welle typischerweise noch gering und der Abgasturbolader sollte beim Starten des Motors eine möglichst große Leistung aufweisen. Eine Anströmung des Turbinenrades sollte somit in der ersten Position des Turbinenrades beim Starten des Motors besonders günstig gewählt sein. Falls nun die Abgasmenge steigt und die Menge der komprimierten Luft, die an den Verbrennungsmotor weitergeleitet wird, zu groß wird, kann das Turbinenrad mittels der Stelleinheit gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements in Richtung der zweiten axialen Position verschoben werden. Dies hat typischerweise zur Folge, dass die Leistung des Abgasturboladers herabgesenkt wird. Falls der Bedarf an komprimierter Luft wieder steigt, stellt das Rückstellelement das Turbinenrad vorzugsweise wieder in die erste axiale Position zurück. Hierdurch kann die Leistung des Abgasturboladers wieder erhöht werden.
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Typischerweise trifft der Abgasstrom in einem Eintrittsbereich des Turbinenrades auf das Turbinenrad. Der Eintrittsbereich des Turbinenrades ist hierbei üblicherweise durch Verschieben des Turbinenrades zwischen der ersten Position und der zweiten Position veränderlich. In einer Weiterbildung ist ein in dem Eintrittsbereich des Turbinenrades gemessener mittlerer Durchmesser eines vom Abgasstrom getroffenen Teils des Turbinenrads in der ersten Position größer oder kleiner als in der zweiten Position des Turbinenrades.
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Die Abgase können z.B. im Wesentlichen radial auf das Turbinenrad strömen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Abgase neben einer radialen Strömungskomponente auch eine axiale Strömungskomponente aufweisen (halbaxiale-radiale Zuströmung).
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In einer Ausgestaltung umfasst das Turbinengehäuse einen um das Turbinenrad angeordneten Strömungskanal, welcher durch eine vom Turbinengehäuse gebildete Spiralwand begrenzt ist. Die Spiralwand umfasst in dieser Ausgestaltung eine dem Lagergehäuse zugewandte Wand, die den Strömungskanal in axialer Richtung zum Lagergehäuse hin begrenzt, wobei ein kleinster radialer Abstand dieser Wand zur Drehachse vorzugsweise größer ist als ein größter Radius des Turbinenrades. Die dem Lagergehäuse zugewandte Wand ist typischerweise ringförmig. Wenn der kleinste radiale Abstand dieser Wand zur Drehachse größer ist als der größte Radius des Turbinenrades, dann ist eine mittig in der Wand verbleibende Öffnung groß genug, um das Turbinenrad aufzunehmen, so dass dieses bei einer axialen Verschiebung zumindest teilweise von der Öffnung aufgenommen werden kann.
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Es kann weiter vorgesehen sein, dass das Verdichterrad und die Welle zumindest gegenüber dem Turbinengehäuse axial verschiebbar ausgebildet sind. Das Turbinenrad ist üblicherweise über die Welle starr mit dem Verdichterrad verbunden. Bei einer axialen Verschiebung des Turbinenrades können die Welle und das Verdichterrad somit in gleicher Richtung und mit gleichem axialem Versatz mitbewegt werden.
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In einer Weiterbildung weist das Lagergehäuse ein inneres Lagergehäuse und ein äußeres Lagergehäuse auf. Die Welle ist bevorzugt drehbar in dem inneren Lagergehäuse gelagert. Weiterhin kann das äußere Lagergehäuse eine Führung aufweisen, in der das innere Lagergehäuse axial zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position gegenüber dem äußeren Lagergehäuse verschiebbar angeordnet ist. Typischerweise ist die Führung in dem äußeren Lagergehäuse zumindest durch eine erste Kontaktfläche oder einen ersten Anschlag begrenzt.
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Zudem kann das Verdichtergehäuse ein inneres Verdichtergehäuse und ein äußeres Verdichtergehäuse aufweisen, wobei das Verdichterrad in dem inneren Verdichtergehäuse angeordnet sein kann. Das äußere Verdichtergehäuse kann eine Führung aufweisen, wobei das innere Verdichtergehäuse in der Führung axial zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position gegenüber dem äußeren Verdichtergehäuse verschiebbar ausgebildet ist. Bei einer axialen Verschiebung des Turbinenrades vermögen sich also die Welle und das Verdichterrad üblicherweise in gleicher axialer Richtung und mit gleichem axialem Versatz mitzubewegen. In einer Weiterbildung ist die Führung in dem äußeren Verdichtergehäuse zumindest durch eine zweite Kontaktfläche oder einen zweiten Anschlag begrenzt.
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Dadurch, dass das Verdichterrad typischerweise in einem axial verschiebbaren inneren Verdichtergehäuse angeordnet ist, kann sichergestellt werden, dass bei einer axialen Verschiebung des Verdichterrades eine Anströmung und/oder Ausströmung des Verdichterrades nicht oder nur unwesentlich beeinflusst werden. Durch die axial verschiebbare Ausgestaltung des inneren Lagergehäuses kann die Lagerung der Welle mitbewegt werden. Somit wird das Drehverhalten der Welle bei einer axialen Verschiebung kaum beeinflusst.
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Typischerweise ist das innere Lagergehäuse fest mit dem inneren Verdichtergehäuse verbunden. Weiterhin können das äußere Lagergehäuse, das äußere Verdichtergehäuse und das Turbinengehäuse fest miteinander verbunden sein. Typischerweise werden also bei Verschiebung des Turbinenrades das innere Lagergehäuse, das innere Verdichtergehäuse, die Welle und das Verdichterrad mitverschoben, während das äußere Lagergehäuse das äußere Verdichtergehäuse und das Turbinengehäuse nicht mitbewegt werden. Die erste Position ist bevorzugt durch die erste Kontaktfläche oder den ersten Anschlag in der Führung im Lagergehäuse begrenzt, während die zweite Position durch die zweite Kontaktfläche oder den zweiten Anschlag in der Führung im Verdichtergehäuse begrenzt sein kann.
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Üblicherweise ist eine umlaufende Dichtung zwischen dem inneren Lagergehäuse und dem äußeren Lagergehäuse vorgesehen. Weiterhin kann zwischen dem Turbinenrad und dem Lagergehäuse ein axial verschiebbarer Hitzeschild angeordnet sein. Durch den Hitzeschild bzw. die umlaufende Dichtung können heiße Abgase aus der Turbine nicht in Richtung des Verdichters gelangen und umgekehrt kann verdichtete Luft aus dem Verdichter nicht in das Turbinengehäuse gelangen. Der Hitzeschild kann alternativ auch fest mit dem äußeren Lagergehäuse oder fest mit dem Turbinengehäuse verbunden sein. In diesem Fall ist ein Spalt zwischen dem Turbinenrad und dem Hitzeschild in axialer Richtung variabel einstellbar.
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Der oben beschriebene Abgasturbolader kann insbesondere zur Leistungssteuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Zur Leistungssteuerung des Verbrennungsmotors wird vorzugsweise das Turbinenrad axial zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschoben. Der Verbrennungsmotor kann z.B. ein Dieselmotor oder ein Ottomotor sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand beigefügter Figuren erläutert. In den Figuren zeigen
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1 einen Querschnitt eines Abgasturboladers, wobei ein Turbinenrad des Abgasturboladers in einer ersten axialen Position angeordnet ist,
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2 die Anordnung aus der 1, wobei das Turbinenrad in einer zweiten axialen Position angeordnet ist.
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In den 1 und 2 sind wiederkehrende Merkmale mit identischen Bezugszeichen versehen.
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In der 1 ist ein Querschnitt eines Abgasturboladers 1 gezeigt, welcher eine Turbine 2 und einen Verdichter 3 aufweist und mit einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Die Turbine 2 umfasst ein Turbinengehäuse 4 in dem ein Turbinenrad 5 gelagert ist und der Verdichter 3 umfasst ein Verdichtergehäuse 6, in dem ein Verdichterrad 7 angeordnet ist. Das Turbinenrad 5 und das Verdichterrad 7 sind beide auf einer gemeinsamen Welle 8 drehbar angeordnet. In dem Turbinengehäuse 4 befindet sich ein Strömungskanal 9, welcher durch eine vom Turbinengehäuse gebildete Spiralwand 10 begrenzt ist. Durch den Strömungskanal 9 werden Abgase zu einem Eintrittsbereich 11 des Turbinenrades 5 geleitet, wo die Abgase auf das Turbinenrad 5 treffen. Weiterhin umfasst die Spiralwand 10 eine dem Lagergehäuse zugewandte Wand 27, welche den Strömungskanal 9 in axialer Richtung zum Lagergehäuse 12 hin begrenzt.
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Die Welle 8 ist in einem Lagergehäuse 12 drehbar gelagert. Eine axiale Richtung 13 wird hierbei durch eine Drehachse der Welle 8 definiert. Um auftretende Axialkräfte aufzunehmen ist ein Axiallager vorgesehen (nicht dargestellt), welches mittels eines Schmieröls geschmiert wird. Zwischen dem Turbinenrad 5 und dem Lagergehäuse 12 ist ein Hitzeschild 14 angeordnet, mittels dessen ein Hitzeeintrag von dem Turbinengehäuse 4 in das Lagergehäuse 12 verringert werden kann. Der Hitzeschild 14 ist im Ausführungsbeispiel fest zwischen dem Lagergehäuse 12 und dem Turbinengehäuse 4 eingeklemmt. Alternativ kann der Hitzeschild 14 auch axial verschiebbar ausgebildet sein. Ein Spalt zwischen dem Hitzeschild 14 und dem Turbinenrad 5 kann in diesem Fall in axialer Richtung z.B. einen im Wesentlichen konstanten Wert aufweisen.
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Das Lagergehäuse 12 umfasst ein äußeres Lagergehäuse 15 und ein inneres Lagergehäuse 16. Das äußere Lagergehäuse 15 weist eine Führungsnut 19 auf, in der das innere Lagergehäuse 16 axial verschiebbar angeordnet ist. Die Führungsnut 19 im äußeren Lagergehäuse 15 ist durch eine erste Kontaktfläche 20 begrenzt. In der 1 liegt das innere Lagergehäuse 16 an der ersten Kontaktfläche 20 des äußeren Lagergehäuses 15 an. In der Führungsnut 19 zwischen dem inneren Lagergehäuse 16 und dem äußeren Lagergehäuse 15 befindet sich eine Schmierölschicht. Mittels des Schmieröls kann eine unerwünschte Geräuschbildung verursacht durch das Verschieben des inneren Lagergehäuses 16 in der Führungsnut 19 reduziert werden. Weiterhin sind zwischen dem inneren und dem äußeren Lagergehäuse 15, 16 ein umlaufender Dichtungsring 18 sowie eine Dichtscheibe 18‘ vorgesehen, welche verhindern, dass komprimierte Luft aus dem Verdichtergehäuse 6 in das Lagergehäuse 12 zu strömen vermag.
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Das Verdichtergehäuse 6 weist ebenfalls ein äußeres und ein inneres Verdichtergehäuse 21, 22 auf. Das äußere Verdichtergehäuse 21 weist zudem eine Führungsnut 23 auf, in der das innere Verdichtergehäuse 22 axial verschiebbar gelagert ist. Die Führungsnut 23 im äußeren Verdichtergehäuse 21 ist weiterhin durch eine zweite Kontaktfläch 24 begrenzt.
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Das innere Verdichtergehäuse 22 und das innere Lagergehäuse 16 sind mittels Bolzen 25 fest aneinander befestigt und in axialer Richtung mittels Stiften 26 ausgerichtet. Die Bolzen 25 und die Stifte 26 durchgreifen vorzugsweise Leitschaufeln 31 in einem Diffusorbereich des Verdichters 3. Durch diese Ausbildung wird eine Luftströmung im Diffusorbereich durch die Bolzen 25 und die Stifte 26 nicht beeinträchtigt. Die Welle 8, das innere Lagergehäuse 16 und das innere Verdichtergehäuse 22 sind somit koaxial ausgerichtet. Das Turbinenrad 5, die Welle 8, das Verdichterrad 7, das innere Lagergehäuse 16 und das innere Verdichtergehäuse 22 sind gegenüber dem Turbinengehäuse 4 axial zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar ausgebildet. In der 1 befinden sich das Turbinenrad 5, die Welle 8 und das Verdichterrad 7 in der ersten Position.
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In der 2 befinden sich die axial verschiebbaren Bauteile 5, 7, 8, 16, 22 in der zweiten Position. Weiterhin liegt in der 2 eine Kontaktfläche des inneren Verdichtergehäuses 22 an der zweiten Kontaktfläche 24 des äußeren Verdichtergehäuses 21 an. Ein axialer Versatz zwischen der ersten Position und der zweiten Position beträgt 4 mm. In alternativen Ausführungsformen kann dieser Versatz auch größer oder kleiner sein; er sollte aber möglichst größer als 0,5 mm und kleiner als 20 mm sein. In der 2 ist gut zu erkennen, dass ein im Eintrittsbereich 11 gemessener mittlerer Durchmesser D eines vom Abgasstrom getroffenen Teils des Turbinenrades in der zweiten Position kleiner ist als in der ersten Position. Durch axiale Verschiebung des Turbinenrades 5 in Richtung der zweiten Position wird der Eintrittsbereich 11 des Turbinenrades 5 verändert. Hierdurch wird eine Anströmung des Turbinenrades 5 durch das Abgas aus dem Strömungskanal 9 verändert. Infolgedessen kann die Leistung des Abgasturboladers 1 und somit die Leistung eines angeschlossenen Verbrennungsmotors je nach Bedarf gesteigert oder herabgesenkt werden.
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Um eine axiale Verschiebung des Turbinenrades 5 in Richtung des Verdichtergehäuses 6 zu ermöglichen, ist ein kleinster radialer Abstand r der dem Lagergehäuse 12 zugewandten Wand 27 der Spiralwand 10 größer als ein größter Radius R des Turbinenrades. Das Turbinenrad 5 kann hierdurch bei einer axialen Verschiebung in Richtung des Verdichtergehäuses 6 in ein durch die ringförmige Wand 27 gebildetes Loch geschoben werden.
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Das innere Lagergehäuse 16 und das äußere Lagergehäuse 15 sind mittels einer Druckfeder 17 miteinander gekoppelt. Die Druckfeder 17 wird axial zwischen einem ersten Anschlag des äußeren Lagergehäuses 15 und einem zweiten Anschlag des inneren Lagergehäuses 16 gehalten. In der 1 ist die Druckfeder 17 vorgespannt, während sie in der 2 im Wesentlichen entspannt ist.
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Weiterhin ist im äußeren Verdichtergehäuse 21 eine umlaufende Membran 28 aus Blech angeordnet, wobei die Membran 28 bereichsweise an einem Anschlag 30 des inneren Verdichtergehäuses 22 anliegt. Die Membran 28 dichtet einen im äußeren Verdichtergehäuse 21 ausgebildeten Luftkanal 29 an einer Seite luftdicht ab und ist dazu ausgestaltet, sich bei einer Druckänderung im Luftkanal 29 zu verformen, im Ausführungsbeispiel mittels komprimierter Luft. Hierbei kann die komprimierte Luft z.B. durch den Verdichter 3 bereitgestellt werden. Die Membran 28 kann in anderen Ausführungen z.B. auch mit Druck von Abgasen aus der Turbine 2 oder mit hydraulischem Druck beaufschlagbar sein.
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Durch eine geeignete Steuervorrichtung (nicht dargestellt) kann eine Menge von komprimierter Luft im Luftkanal 29 und somit der Druck im Luftkanal 29 gesteuert werden. Mittels der Steuervorrichtung kann das Turbinenrad 5 je nach Druck im Luftkanal 29 axial zwischen der ersten und der zweiten Position verschoben werden, um somit die Leistung des Abgasturboladers zu steuern.
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Die axiale Verschiebung des Turbinenrades 5 kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Nachfolgend ist beispielhaft beschrieben, wie das Turbinenrad axial zwischen der ersten Position (1) und der zweiten Position (2) verschoben werden kann.
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Beispielsweise befinden sich die axial verschiebbaren Bauteile 5, 7, 8, 16, 22 in der zweiten Position. Wenn komprimierte Luft in den Luftkanal 29 geleitet wird, steigt infolgedessen der Druck im Luftkanal 29. Die Membran 28 verbiegt sich in Richtung des Turbinengehäuses 4, wodurch das innere Verdichtergehäuse 22 axial zum Turbinengehäuse 4 hin verschoben wird. Durch die Bewegung des inneren Verdichtergehäuses 22 wird auch das innere Lagergehäuse 16 in Richtung des Turbinengehäuses 4 gegen eine Rückstellkraft der Druckfeder 17 verschoben und folglich wird die Druckfeder 27 gespannt. Somit wird das Turbinenrad 5 in Richtung der ersten Position geschoben. Eine Anströmung des Turbinenrades 5 durch das Abgas wird verbessert, wodurch die Leistung des Abgasturboladers 1 erhöht wird. Falls die Leistung des Abgasturboladers 1 verringert werden soll, wird der Druck im Luftkanal 29 gesenkt. Bei abnehmendem Druck im Luftkanal 29 drückt die Druckfeder 17 das innere Lagergehäuse 16 und das innere Verdichtergehäuse 22 axial zurück in die zweite Position. Hierdurch ändert sich der Eintrittsbereich 11 des Turbinenrades 5 und die Leistung des Abgasturboladers 1 wird herabgesenkt.
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Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
