DE102014225966A1 - Impeller housing with a bypass valve device for exhaust gas turbocharger and turbocharger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Laufradgehäuse (109, 111) mit einer Bypass-Ventileinrichtung (112, 113) für einen Abgasturbolader (101) sowie einen Abgasturbolader (101) mit zumindest einem solchen Laufradgehäuse. Dabei besteht das Laufradgehäuse(109, 111) aus einem Leichtmetallwerkstoff und weist zumindest einen Lagereinsatz (15, 16) mit gegenüber dem Leichtmetallwerkstoff des Laufradgehäuses (109, 111) erhöhter Verschleißfestigkeit auf. Das Laufradgehäuse (109, 111) kann beispielsweise ein Turbinengehäuse (109) oder ein Verdichtergehäuse (109) sein und zeichnet sich dadurch aus, dass der Lagereinsatz (15, 16) mittels einer in einem Reib-Rühr-Schweißverfahren hergestellten stoffschlüssigen Verbindung (20) mit dem Laufradgehäuse(109, 111) in Verbindung steht.The invention relates to an impeller housing (109, 111) with a bypass valve device (112, 113) for an exhaust gas turbocharger (101) and to an exhaust gas turbocharger (101) with at least one such impeller housing. In this case, the impeller housing (109, 111) consists of a light metal material and has at least one bearing insert (15, 16) with respect to the light metal material of the impeller housing (109, 111) increased wear resistance. The impeller housing (109, 111) can be, for example, a turbine housing (109) or a compressor housing (109) and is characterized in that the bearing insert (15, 16) is produced by means of a cohesive connection (20) produced in a friction-stir welding process. with the impeller housing (109, 111) is in communication.
Description
Die Erfindung betrifft ein Laufradgehäuse für einen Abgasturbolader, wobei das Laufradgehäuse eine Bypass-Ventileinrichtung mit einer Ventilklappe, die mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und mittels Ventil-Lagerkomponenten im Laufradgehäuse gelagert ist, aufweist. The invention relates to an impeller housing for an exhaust gas turbocharger, wherein the impeller housing has a bypass valve device with a valve flap, which cooperates with a valve seat and is mounted by means of valve-bearing components in the impeller housing.
Abgasturbolader werden vermehrt zur Leistungssteigerung bei Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CO2-Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen um den Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Exhaust gas turbochargers are increasingly used to increase performance in automotive internal combustion engines. This happens more often with the aim of reducing the internal combustion engine with the same or even increased performance in size and weight while reducing consumption and thus the CO 2 emissions, in view of increasingly stringent legal requirements in this regard. The operating principle is to use the energy contained in the exhaust gas flow to increase the pressure in the intake tract of the engine and thus to better fill the combustion chamber with air-oxygen and thus to be able to convert more fuel, gasoline or diesel, per combustion process, ie to increase the performance of the internal combustion engine.
Ein Abgasturbolader weist dazu eine im Abgasstrang des Verbrennungsmotors angeordnete Turbine mit einem durch den Abgasstrom angetriebenen Turbinenlaufrad und einen im Ansaugtrakt angeordneten Verdichter mit einem den Druck aufbauenden Verdichterlaufrad auf. Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad sind drehfest an den gegenüberliegenden Enden einer Rotorwelle befestigt, die in einer zwischen Turbine und Verdichter angeordneten Lagereinheit drehgelagert ist. Somit wird mit Hilfe des Abgasmassenstroms das Turbinenrad und über die Rotorwelle wiederum das Verdichterrad angetrieben und die Abgasenergie so zum Druckaufbau im Ansaugtrakt genutzt. An exhaust gas turbocharger has for this purpose a turbine arranged in the exhaust gas line of the internal combustion engine with a turbine runner driven by the exhaust gas flow and a compressor arranged in the intake tract with a compressor runner building up the pressure. Turbine impeller and compressor impeller are rotatably secured to the opposite ends of a rotor shaft, which is rotatably mounted in a bearing assembly disposed between the turbine and compressor. Thus, with the aid of the exhaust gas mass flow, the turbine wheel and, in turn, the compressor wheel are driven via the rotor shaft and the exhaust gas energy is thus used to build up pressure in the intake tract.
Turbinen und Verdichter sind Strömungsmaschinen und haben aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten einen jeweils von Baugröße und Bauart abhängigen optimalen Betriebsbereich der durch den Massendurchsatz, das Druckverhältnis und die Drehzahl des jeweiligen Laufrades gekennzeichnet ist. Turbines and compressors are turbomachines and have due to the physical laws each dependent on size and design optimum operating range is characterized by the mass flow rate, the pressure ratio and the rotational speed of the respective impeller.
Im Gegensatz dazu ist der Betrieb eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug von dynamischen Änderungen der Last und des Betriebsbereiches gekennzeichnet. In contrast, the operation of an internal combustion engine in a motor vehicle is characterized by dynamic changes of the load and the operating range.
Um nun den Betriebsbereich des Abgasturboladers an sich ändernde Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors anpassen zu können und so ein gewünschtes Ansprechverhalten möglichst ohne spürbare Verzögerungen (Turboloch) zu gewährleisten werden Abgasturbolader mit sogenannten variablen Turbinengeometrien und mit über Ventilklappen zu öffnenden Bypass-Kanälen im Turbinengehäuse und Verdichtergehäuse ausgestattet. In order to be able to adapt the operating range of the exhaust gas turbocharger to changing operating ranges of the internal combustion engine and thus to ensure a desired response as far as possible without noticeable delays (turbo lag), exhaust gas turbochargers are equipped with so-called variable turbine geometries and with bypass ducts to be opened in the turbine housing and compressor housing via valve flaps.
Eine entsprechende Bypass-Kanal Einrichtung auf der Turbinenseite wird als Wastegate-Ventil bezeichnet. Das Wastegate-Ventil verbindet den Abgaskanal in Strömungsrichtung vor dem Turbinenlaufrad mit dem Abgaskanal hinter dem Turbinenlaufrad. Das Wastegate-Ventil kann über eine Schließvorrichtung, zum Beispiel eine Ventilklappe geöffnet oder geschlossen werden. Bei niedriger Drehzahl und entsprechend kleinem Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors ist das Wastegate-Ventil geschlossen und der gesamte Abgasmassenstrom wird über das Turbinenlaufrad geführt. Dies gewährleistet eine ausreichende Drehzahl von Turbinen- und Verdichterlaufrad und somit einen ausreichenden Druckaufbau des Verdichters auch bei niedriger Drehzahl des Verbrennungsmotors. Bei hoher Drehzahl und entsprechend großem Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors wird dann das Wastegate-Ventil geöffnet und zumindest ein Teil des Abgasmassenstroms am Turbinenlaufrad vorbei direkt in den Auspuffbereich in Strömungsrichtung hinter dem Turbinenlaufrad geleitet, um die Drehzahl von Turbinen- und Verdichterlaufrad sowie das Druckverhältnis an Turbine und Verdichter innerhalb des gewünschten Arbeitsbereichs des Abgasturboladers zu halten. A corresponding bypass channel device on the turbine side is referred to as a wastegate valve. The wastegate valve connects the exhaust passage in the flow direction in front of the turbine runner with the exhaust passage behind the turbine runner. The wastegate valve can be opened or closed via a closing device, for example a valve flap. At low speed and correspondingly small exhaust gas mass flow of the internal combustion engine, the wastegate valve is closed and the entire exhaust gas mass flow is passed through the turbine runner. This ensures a sufficient speed of the turbine and compressor impeller and thus a sufficient pressure build-up of the compressor even at low speed of the engine. At high speed and correspondingly large exhaust gas mass flow of the internal combustion engine, the wastegate valve is then opened and passed at least part of the exhaust gas mass flow past the turbine impeller directly into the exhaust area in the flow direction behind the turbine wheel to the speed of the turbine and compressor impeller and the pressure ratio of turbine and Keep compressor within the desired working range of the exhaust gas turbocharger.
Eine entsprechende Bypass-Kanal Einrichtung auf der Verdichterseite wird als Schub-Umluft-Ventil bezeichnet. Das Schub-Umluft-Ventil verbindet den Frischluft-Ansaugkanal in Strömungsrichtung vor dem Verdichterlaufrad mit dem Druckluftkanal in Strömungsrichtung nach dem Verdichterlaufrad. In Betriebsbereichen des Verbrennungsmotors in denen der Verbrennungsmotor so viel Druckluft ansaugt und verbraucht, dass der Verdichter keinen zu hohen Überdruckanstieg im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors erzeugt, bleibt das Schub-Umluft-Ventil geschlossen. Steigt jedoch der Überdruck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotor zu stark an, was zum Beispiel der Fall ist, wenn bei hoher Drehzahl abrupt die Drosselklappe geschlossen wird, so besteht die Gefahr das das sogenannte Verdichterpumpen auftritt, was sich durch die damit einhergehenden Schwingungen schädlich auf die Mechanik des Turboladers auswirken kann und deshalb vermieden werden soll. In diesem Fall wird das Schub-Umluft-Ventil geöffnet und der Überdruck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors wird durch Rückströmung von Druckluft aus dem Druckluftkanal in den Frischluft-Ansaugkanal des Abgasturboladers abgebaut. A corresponding bypass channel device on the compressor side is referred to as a thrust-recirculation valve. The thrust recirculation valve connects the fresh air intake duct in the flow direction in front of the compressor impeller with the compressed air duct in the flow direction after the compressor impeller. In operating ranges of the internal combustion engine in which the internal combustion engine draws in and consumes so much compressed air that the compressor does not generate too high an overpressure increase in the intake tract of the internal combustion engine, the thrust recirculation valve remains closed. However, if the overpressure in the intake tract of the internal combustion engine increases too much, which is the case, for example, when the throttle valve is closed abruptly at high rpm, there is a risk that the so-called compressor pumping will occur, which would be detrimental to the mechanics due to the associated vibrations of the turbocharger and therefore should be avoided. In this case, the thrust recirculation valve is opened and the excess pressure in the intake tract of the internal combustion engine is reduced by the return flow of compressed air from the compressed air duct into the fresh air intake duct of the exhaust gas turbocharger.
Ein solcher Abgasturbolader
Die sogenannte Läufereinheit des Abgasturboladers
Als Schließvorrichtung zum Öffnen und Schließen von den genannten Bypass-Ventileinrichtungen, wie dem Wastegate-Ventile
Wie aus
Die an den Kurbelarm
Solche Klappenventile befinden sich im Massenstrom des Abgases bzw. der Ansaugluft des Verbrennungsmotors und sind schwankenden Druck- und Temperaturverhältnissen ausgesetzt. Dies trifft in besonderem Maße auf das Wastegate-Ventil
Solche oder ähnliche Ausführungen von Bypass-Ventilen sind zum Beispiel auch in den Dokumenten
Aufgrund der oben genannten Belastungen und Betriebsbedingungen kann sich erhöhter Verschleiß zwischen Ventilklappe und Ventilsitzfläche sowie im Lager der Kurbelspindel einstellen. Mit erhöhtem Verschleiß ist vor allem dann zu rechnen, wenn aus Gründen der Gewichtsersparnis die jeweiligen Gehäusebereiche des Abgasturboladers aus einem Leichtmetall, zum Beispiel einer Aluminiumlegierung bestehen. Aus diesem Grund wird als Ventilklappensitz zum Beispiel ein separater Ventilsitzring und für die Lagerung der Kurbelspindel eine Lagerbuchse in das jeweilige Gehäuse eingesetzt, die aus einem Material höherer Verschleißfestigkeit bestehen. Dies bedingt jedoch einen erhöhten Bearbeitungs- und Montageaufwand sowie eine erhöhte Teileanzahl. Eine solche Wastegate-Ventileinrichtung mit einem eingesetzten Ventilsitzring ist beispielsweise aus
So werden zum Beispiel in Laufradgehäuse aus Aluminiumlegierungen Ventilsitzringe und Lagerbuchsen aus Stahl eingebaut. Dazu werden diese zum Beispiel im jeweiligen Aufnahmesitz im Gehäuse eingepresst, eingeschrumpft, eingegossen, eingeschraubt oder auch verstemmt. Das Einpressen, Einschrumpfen, Verschrauben wie auch das Verstemmen stellt einen Kompromiss bezüglich Festigkeit der Verbindung dar und kann, insbesondere bei thermischer Wechselbelastung, zu Lockerung oder gar zum Lösen der Verbindung und so zu einem massiven Maschinenschaden führen. Darüber hinaus wird ein erhöhter Aufwand in der bauteilvorbereitenden Fertigung und im Montageprozess erforderlich. Auch das Eingießen führt zu einem komplexen Prozess bei der Herstellung der Gießform und dem Abgießen des Gehäuserohlings. Konventionelle Schweißverfahren wie Elektronenstrahlschweißen, Laserschweißen oder Plasmaschweißen sind entweder nicht dazu geeignet die genannten unterschiedlichen Werkstoffe zu verbinden oder führen durch die Erzeugung von Eigenspannungen und Versprödung des Metallgefüges zu Rissbildung und Korrosion im Betrieb. For example, aluminum alloy impeller housings incorporate valve seat inserts and steel bushings. These are for example pressed in the respective receiving seat in the housing, shrunk, cast, screwed or caulked. The pressing, shrinking, screwing as well as the caulking is a compromise on strength of the connection and can, especially in thermal cycling, to loosening or even to loosen the connection and thus lead to a massive machine damage. In addition, an increased effort in the component preparation manufacturing and assembly process is required. Pouring also leads to a complex process in the production of the mold and the casting of the housing blank. Conventional welding methods such as electron beam welding, laser welding or plasma welding are either not suitable to combine the mentioned different materials or lead by the generation of residual stresses and embrittlement of the metal structure to cracking and corrosion during operation.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Laufradgehäuse mit entsprechendem Bypass-Ventil für einen Abgasturbolader und einen entsprechenden Abgasturbolader anzugeben, die eine erhöhte Verschleißfestigkeit des Bypass-Ventils in Bezug auf die Ventilsitzflächen und die Kurbelspindel-Lagerung durch den Einsatz von Lagerbuchse und Ventilsitzring aufweisen und gleichzeitig die genannten Nachteile der oben genannten konventionellen Fügeverfahren vermeiden. The present invention is therefore an object of the invention to provide an impeller housing with a corresponding bypass valve for an exhaust gas turbocharger and a corresponding exhaust gas turbocharger, which increased wear resistance of the bypass valve with respect to the valve seat surfaces and the crank spindle bearing through the use of bearing bush and valve seat ring and at the same time avoid the mentioned disadvantages of the above-mentioned conventional joining methods.
Diese Aufgabe wird durch ein Laufradgehäuse mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und einen Abgasturbolader gemäß dem nebengeordneten unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, deren Merkmale einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by an impeller housing with the features according to claim 1 and an exhaust gas turbocharger according to the independent independent claim. Advantageous training and further developments, the features of which can be used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Laufradgehäuse weist eine Bypass-Ventileinrichtung auf und ist für einen Abgasturbolader vorgesehen. Dabei besteht das Laufradgehäuse aus einem Leichtmetallwerkstoff und weist zumindest einen Lagereinsatz mit gegenüber dem Leichtmetallwerkstoff des Laufradgehäuses erhöhter Verschleißfestigkeit auf. Das Laufradgehäuse ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Lagereinsatz mittels einer in einem Reib-Rühr-Schweißverfahren hergestellten stoffschlüssigen Verbindung mit dem Laufradgehäuse in Verbindung steht und dadurch in diesem befestigt und in seiner vorgesehenen Position fixiert ist. The impeller housing according to the invention has a bypass valve device and is provided for an exhaust gas turbocharger. In this case, the impeller housing consists of a light metal material and has at least one bearing insert with respect to the light metal material of the impeller housing increased wear resistance. The impeller housing is characterized in particular in that the bearing insert is connected to the impeller housing by means of a cohesive connection produced in a friction-stir welding process and is thus fastened therein and fixed in its intended position.
Der erfindungsgemäße Abgasturbolader ist für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen Hubkolbenmotor, vorgesehen und zeichnet sich dadurch aus, dass er zumindest ein Laufradgehäuse aufweist, das ein Verdichtergehäuse oder ein Turbinengehäuse sein kann und das die oben genannten Merkmale des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses ggf. in Kombination mit den in den Unteransprüchen angegebenen zusätzlichen Merkmalen, aufweist. The exhaust gas turbocharger according to the invention is intended for an internal combustion engine, in particular for a reciprocating engine, and is characterized in that it has at least one impeller housing, which may be a compressor housing or a turbine housing and the above features of the impeller housing, if necessary in combination with the in the subclaims specified additional features.
Das Reib-Rühr-Schweißverfahren ist an sich bereits zum Beispiel aus der
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht vor Allem darin, dass unterschiedliche Materialien quasi in einem Warmumformprozess verbunden werden, wobei keine besondere Nahtvorbereitung erforderlich ist und keinerlei Zusatzmaterialien benötigt werden. Weiterhin erfolgt der Prozess in Temperaturbereichen unterhalb der Schmelztemperatur des zu verbindenden Materials wodurch ungünstige Material-Gefüge-Änderungen und Eigenspannungen im Verbindungsbereich weitgehend vermeidbar sind. The advantage of this method is mainly that different materials are virtually connected in a hot forming process, with no special seam preparation is required and no additional materials are needed. Furthermore, the process is carried out in temperature ranges below the melting temperature of the material to be joined, whereby unfavorable material structure changes and residual stresses in the connection region are largely avoidable.
Das erfindungsgemäße Laufradgehäuse sowie der entsprechende Abgasturbolader haben den Vorteil, dass für das jeweilige Laufradgehäuse, Turbinengehäuse und/oder Verdichtergehäuse, ein leichter Leichtmetallwerkstoff zur Gewichtseinsparung Verwendung finden kann wobei durch entsprechende Lagereinsätze für eine Bypass-Ventileinrichtung eine hohe Verschleißfestigkeit gewährleistet ist. Darüber hinaus ist eine dauerhafte und feste Positionierung und Fixierung der Lagereinsätze im Laufradgehäuse gegeben bei gleichzeitiger Vermeidung von Eigenspannungen und ungünstiger Materialveränderungen in den Verbindungsbereichen. The impeller housing according to the invention and the corresponding exhaust gas turbocharger have the advantage that for the respective impeller housing, turbine housing and / or compressor housing, a lighter weight light metal material can be used to save weight, whereby a high wear resistance is ensured by appropriate bearing inserts for a bypass valve device. In addition, a permanent and firm positioning and fixing of the bearing inserts in the impeller housing given while avoiding residual stresses and unfavorable material changes in the connecting areas.
Eine Ausführung des Laufradgehäuse zeichnet sich dadurch aus, dass der Lagereinsatz in eine korrespondierende Ausnehmung des Laufradgehäuses eingelassen ist, wobei durch eine Stirnfläche des Lagereinsatzes und einen unmittelbar angrenzenden Bereich des Laufradgehäuses eine ebene Auflagefläche ausgebildet ist und durch eine Mantelfläche des Lagereinsatzes mit dem unmittelbar angrenzenden Bereich der Ausnehmung des Laufradgehäuses, zumindest in einem an die ebene Auflagefläche angrenzenden Bereich, ein stumpfer Stoß ausgebildet ist. Dies ermöglicht ein planes aufliegen der Sonden-Stirnfläche der Reib-Schweiß-Sonde, verhindert so das Austreten von Werkstoff aus dem Verbindungsnahtbereich und ergibt eine besonders saubere und gleichmäßige Verbindungsnaht. An embodiment of the impeller housing is characterized in that the bearing insert is embedded in a corresponding recess of the impeller housing, wherein a flat bearing surface is formed by an end face of the bearing insert and an immediately adjacent region of the impeller housing and by a lateral surface of the bearing insert with the immediately adjacent region the recess of the impeller housing, formed at least in a region adjacent to the flat support surface area, a blunt shock is. This allows a plane resting the probe end face of the friction-welding probe, thus preventing the escape of material from the Verbindungsnahtbereich and results in a particularly clean and uniform connection seam.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Reib-Rühr-Schweißverfahren hergestellte stoffschlüssige Verbindung als umlaufende, durchgängige Verbindungsnaht im Bereich und entlang des stumpfen Stoßes ausgebildet ist. Der Verbindungsnahtbereich hat dadurch maximale Länge und kann auch hohe mechanische und thermische Beanspruchungen aushalten. Alternativ kann die Verbindungsnaht auch als einzelne voneinander getrennte Verbindungsnahtabschnitte ausgeführt sein. Bei weniger hohen auszuhaltenden Belastungen, kann so im Herstellprozess der Verbindungsnaht Zeit und Energie gespart werden. A further embodiment of the impeller housing according to the invention is characterized in that the cohesive connection produced in the friction-stir welding process is formed as a circumferential, continuous connecting seam in the region and along the blunt joint. The connecting seam area thus has maximum length and can withstand high mechanical and thermal stresses. Alternatively, the connecting seam can also be embodied as individual mutually separate connecting seam sections. With less high loads to be sustained, time and energy can thus be saved in the production process of the connecting seam.
In Vorteilhafter Ausführung des Laufradgehäuses ist der Leichtmetallwerkstoff des jeweiligen Laufradgehäuses ein Aluminium aufweisender Werkstoff oder eine Aluminium-Legierung. Dies verringert das Gewicht des Laufradgehäuses wesentlich und erleichtert die Bearbeitung des Werkstückes in der Herstelllung. In an advantageous embodiment of the impeller housing, the light metal material of the respective impeller housing is an aluminum-containing material or an aluminum alloy. This significantly reduces the weight of the impeller housing and facilitates machining of the workpiece in the factory.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses weist als Lagereinsatz zumindest einen Ventilsitzring oder eine Lagerbuchse auf. Der Ventilsitzring gewährleistet dabei erhöhte Verschleißfestigkeit und somit auf Dauer ein dichtes Schließen des jeweiligen Ventils und so einen verringerten Leckage-Massenstrom. A further embodiment of the impeller housing according to the invention has as bearing insert at least one valve seat ring or a bearing bush. The valve seat ring ensures increased wear resistance and thus in the long term a tight closing of the respective valve and thus a reduced leakage mass flow.
In einer weiteren Ausführung des Laufradgehäuses ist zumindest ein Lagereinsatz, also ein Ventilsitzring oder eine Lagerbuchse oder auch beide aus einem Stahlwerkstoff hergestellt. Dies erhöht aufgrund der Materialeigenschaften die Verschleißfestigkeit. In a further embodiment of the impeller housing, at least one bearing insert, that is to say a valve seat ring or a bearing bush or both, is produced from a steel material. This increases the wear resistance due to the material properties.
Das erfindungsgemäße Laufradgehäuse kann ein Turbinengehäuse oder ein Verdichtergehäuse eines Abgasturboladers sein. Es kann allerdings auch sowohl das Turbinengehäuse als auch das Verdichtergehäuse eines Abgasturboladers nach Art des erfindungsgemäßen Laufradgehäuses ausgeführt sein. Dadurch wird dem Abgasturbolader eine längere Lebensdauer bzw. ein besserer Wirkungsgrad über die Lebensdauer verliehen. The impeller housing according to the invention may be a turbine housing or a compressor housing of an exhaust gas turbocharger. However, both the turbine housing and the compressor housing of an exhaust-gas turbocharger may also be designed in the manner of the impeller housing according to the invention. As a result, the exhaust gas turbocharger is given a longer service life or better efficiency over the service life.
Sofern das Laufradgehäuse ein Turbinengehäuse ist, so ist die Bypass-Ventileinrichtung eine Wastegate-Ventileinrichtung und im Falle eines Verdichtergehäuses ist die Ventileinrichtung eine Schub-Umluft-Ventileinrichtung. If the impeller housing is a turbine housing, then the bypass valve device is a wastegate valve device and in the case of a compressor housing, the valve device is a thrust recirculation valve device.
Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert. Embodiments and developments of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawings in the drawing.
Es zeigen: Show it:
Funktions- und benennungsgleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Function and naming equal parts are denoted by the same reference numerals in the figures.
Die
Der Ventilsitzring
Durch die Mantelfläche des Ventilsitzringes
In der linken Bildhälfte ist im Bereich des stumpfen Stoßes die im Reib-Rühr-Schweißverfahren hergestellte stoffschlüssige Verbindung
Im Gegensatz zu einem aus Leichtmetall, insbesondere einer Aluminiumlegierung gefertigten Laufradgehäuse
Weiterhin ist in
Dieser Buchsenbund
Durch die zylinderförmige Außenfläche des Buchsenbundes
In der linken Bildhälfte der
Im Gegensatz zu einem aus Leichtmetall, insbesondere einer Aluminiumlegierung gefertigten Laufradgehäuse
In Kürze nochmal zusammengefasst betrifft die Erfindung ein Laufradgehäuse mit einer Bypass-Ventileinrichtung für einen Abgasturbolader sowie einen Abgasturbolader mit zumindest einem solchen Laufradgehäuse. Dabei besteht das Laufradgehäuse aus einem Leichtmetallwerkstoff und weist zumindest einen Lagereinsatz, zum Beispiel einen Ventilsitzring und/oder eine Lagerbuchse, mit gegenüber dem Leichtmetallwerkstoff des Laufradgehäuses erhöhter Verschleißfestigkeit auf. Das Laufradgehäuse kann beispielsweise ein Turbinengehäuse oder ein Verdichtergehäuse eines Abgasturboladers sein und zeichnet sich dadurch aus, dass der jeweilige Lagereinsatz mittels einer in einem Reib-Rühr-Schweißverfahren hergestellten stoffschlüssigen Verbindung mit dem Laufradgehäuse in Verbindung steht. Summarized in brief again, the invention relates to an impeller housing with a bypass valve device for an exhaust gas turbocharger and an exhaust gas turbocharger with at least one such impeller housing. In this case, the impeller housing consists of a light metal material and has at least one bearing insert, for example a valve seat ring and / or a bearing bush, with respect to the light metal material of the impeller housing increased wear resistance. The impeller housing may be, for example, a turbine housing or a compressor housing of an exhaust gas turbocharger and is characterized in that the respective bearing insert is connected to the impeller housing by means of a cohesive connection produced in a friction stir welding process.
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