DE102015212808A1 - Abgasturbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasturbolader (1) für einen Verbrennungsmotor (2) mit einem Ansaugkanal (3) für Luft und mit einem Abgaskanal (5) sowie mit einer im Abgaskanal angeordneten Turbine (6) und einem im Ansaugkanal angeordneten Verdichterrad (4), die beide auf einer gemeinsamen Welle (24) angeordnet sind, wobei der Abgaskanal ein Spiralgehäuse (7) aufweist, das die Turbine (6) koaxial umgibt, und wobei zwischen dem Spiralgehäuse und der Turbine ein Ringspalt (8) vorgesehen ist, durch den umfangsseitig der Abgasstrom zur Turbine strömt, und wobei in dem Ringspalt Leitschaufeln (9, 9', 9'', 9''', 10, 11) angeordnet sind, die mittels eines Verstellmechanismus (12, 17) zur Steuerung des Strömungswiderstandes um eine Verstellachse (12) drehbar sind. Um thermische Ausdehnungen und Schrumpfungen der Leitschaufeln bei verschiedenen Betriebsbedingungen ausgleichen zu können, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Verstellmechanismus der Leitschaufeln (9, 9', 9'', 9''', 10, 11) zusätzlich einen Verschiebemechanismus (18, 18a, 18b, 20, 21, 22) zur Verschiebung der Leitschaufeln (9, 9', 9'', 9''', 10, 11) im Ringspalt (8) aufweist. Der Verschiebemechanismus kann mit dem Verstellmechanismus unmittelbar gekoppelt sein.
Description
- Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und ist mit besonderem Vorteil in der Kraftfahrzeugtechnik einsetzbar. Sie bezieht sich insbesondere auf Abgasturbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie.
- Zur Leistungssteigerung und zum ressourcenschonenden sowie umweltfreundlichen Betrieb von Verbrennungsmotoren werden seit langer Zeit Abgasturbolader eingesetzt, die eine Vorverdichtung der vom Verbrennungsmotor angesaugten Luft ermöglichen. Üblicherweise weisen solche Abgasturbolader im Abgasstrom des Verbrennungsmotors eine Turbine auf, die mittels einer Welle mit einem Verdichterrad im Ansaugkanal verbunden ist.
- Ein effizienter Betrieb der Turbine auf der Abgasseite erfordert bei wechselnden Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors verschiedene Einstellungen der Gasführung in der Turbine. Zu diesem Zweck sind beispielsweise Wastegate-Ventile bekannt.
- Bei Dieselmotoren, jedoch in zunehmendem Maße auch bei Ottomotoren, werden zudem oft verstellbare Turbinengeometrien eingesetzt. Diese sehen verstellbare Leitschaufeln vor, die stromaufwärts des Turbinenrades angeordnet sind. Die Leitschaufeln sind beweglich und einstellbar und innerhalb eines Ringspalts um die Turbine herum angeordnet.
- Da sich mit wechselnden Betriebsbedingungen insbesondere die Temperatur des Abgasstroms ändert, sind auch die Leitschaufeln thermischen Veränderungen, insbesondere der thermischen Kontraktion und Expansion bei Temperaturänderungen, ausgesetzt. Hierdurch entstehen besondere Probleme im Zusammenhang damit, dass bei verringerten Abmaßen der Leitschaufeln Spalte zu den Wänden des Ringspalts entstehen, durch die die Effizienz der Turbine insgesamt gesenkt wird.
- Die Schädlichkeit solcher Spalte bzw. einer ungenügend definierten Ringspaltgeometrie ist bereits erkannt worden und ist Gegenstand der US-Patentanmeldung US 2012/0243973 A1. Dort sind Leitschaufeln beschrieben, die auf einem Haltering um eine Schwenkachse drehbar montiert und jeweils mit Betätigungshebeln verbunden sind. Die Betätigungshebel sind schwenkbar und werden durch eine schräge Betätigungsfläche in einer Richtung parallel zur Schwenkachse vorgespannt, um ein eventuell vorhandenes mechanisches Spiel auszugleichen und definierte Positionen der Leitschaufeln zu erreichen.
- Vor dem Hintergrund des Standes der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, einen Abgasturbolader der oben genannten Art zu schaffen, bei dem Ineffizienzen der Abgasstromführung möglichst weit reduziert sind.
- Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 10 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
- Die Erfindung bezieht sich somit auf einen Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor mit einem Ansaugkanal für Luft und mit einem Abgaskanal sowie mit einer im Abgaskanal angeordneten Turbine und einem im Ansaugkanal angeordneten Verdichterrad, die beide auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, wobei der Abgaskanal ein Spiralgehäuse aufweist, das die Turbine koaxial umgibt, wobei zwischen dem Spiralgehäuse und der Turbine ein Ringspalt vorgesehen ist, durch den umfangsseitig der Abgasstrom zur Turbine strömt, und wobei in dem Ringspalt Leitschaufeln angeordnet sind, die mittels eines Verstellmechanismus zur Steuerung des Strömungswiderstandes um eine Verstellachse drehbar sind.
- Zur Lösung der Aufgabe ist zudem vorgesehen, dass der Verstellmechanismus der Leitschaufeln zusätzlich einen Verschiebemechanismus zur Verschiebung der Leitschaufeln im Ringspalt aufweist. Durch den Verschiebemechanismus ist die Position der Leitschaufeln nicht nur in Bezug auf den Verstellwinkel, sondern auch in Bezug auf ihre Position im Ringspalt einstellbar. Durch eine translatorische Bewegung der Leitschaufeln kann ein Leitschaufelspalt zwischen der jeweiligen Leitschaufel und Begrenzungswänden des Ringspalts optimiert werden.
- Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Ringspalt wenigstens abschnittsweise von zwei Wänden begrenzt ist, wobei die Leitschaufeln in einer ersten der Wände um die Verstellachsen drehbar gelagert sind und mit der anderen, zweiten Wand jeweils einen Leitschaufelspalt bilden, der durch Betätigung des Verschiebemechanismus einstellbar ist.
- Zudem kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass jeder Verschiebemechanismus mit dem Verstellmechanismus mechanisch gekoppelt ist.
- Üblicherweise wird der Verstellwinkel der Leitschaufeln und damit der Strömungswiderstand der aus sämtlichen Leitschaufeln bestehenden Abgasströmungslenkeinrichtung, oder mit anderen Worten der Strömungswiderstand im Ringspalt, in Abhängigkeit vom Abgasstrom, also der pro Zeiteinheit durch den Abgaskanal abfließenden Abgasstrommenge, eingestellt. Dieser Abgasstrom ist vom Betrieb der Verbrennungskraftmaschine abhängig und besonders groß, wenn die Leistung der Kraftmaschine hoch und damit auch die Temperatur des Abgases hoch ist.
- Da auf diese Weise eine Kopplung zwischen der Flussrate bzw. Flussgeschwindigkeit des Abgasstroms und seiner Temperatur besteht, ist es sinnvoll, auch die Lenkung des Abgasstroms zur Turbine durch die Leitschaufeln mit einer Maßnahme zu koppeln, die in Abhängigkeit von der Abgastemperatur die Position der Leitschaufeln im Abgasstrom derart steuert, dass der thermischen Expansion bzw. Schrumpfung Rechnung getragen wird. Deshalb kann bei einer Kopplung des Verstellmechanismus der Leitschaufeln mit dem Verschiebemechanismus sowohl die strömungsmechanische Seite durch geeignete Anströmung der Turbine als auch die Reaktion auf die thermischen Veränderungen und die Verformung der Leitschaufeln durch Ausdehnung miteinander verbunden werden. Sinkt die Abgasstromrate, so wird üblicherweise der Strömungskanal zur Turbine weiter geöffnet, das heißt, die Leitschaufeln werden in eine geöffnete Position gebracht. Gleichzeitig sinkt die Temperatur der Leitschaufeln, so dass diese thermisch schrumpfen. Die dadurch bewirkte Vergrößerung des Spaltes zu einer Wand des Ringspalts wird durch den Verschiebemechanismus, das heißt insbesondere die Verschiebung der jeweiligen Leitschaufel auf eine Wand des Ringspalts hin, ausgeglichen. Es kann hierzu der Verstellmechanismus jeder einzelnen Leitschaufel mit einem Verschiebemechanismus derselben Leitschaufel gekoppelt sein.
- Sind der Verstellmechanismus und der Verschiebemechanismus nicht miteinander gekoppelt, so müssen diese einzeln und getrennt voneinander angesteuert werden. Verschiedene Mechanismen zur Betätigung der Verstelleinrichtung sind bereits bekannt, beispielsweise aus der oben genannten
US 2012/0243973 A1 - Sind der Verstellmechanismus und der Verschiebemechanismus miteinander gekoppelt, so kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeder Verschiebemechanismus eine Verschiebung der Leitschaufeln quer, insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung des Abgasstroms im Ringspalt, bewirkt.
- Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeder Verstellmechanismus mit einer Umsetzeinrichtung zur Umsetzung einer Drehbewegung jeder Leitschaufel oder einer mit ihr verbundenen Verstellwelle um die Verstellachse in eine Schubbewegung in Richtung der Verstellachse, das heißt parallel zur Verstellachse, verbunden ist.
- Als Umsetzeinrichtung ist grundsätzlich jede Art eines mechanischen Getriebes denkbar, das die Ableitung eines Antriebs für den Verschiebemechanismus der Leitschaufeln von der Drehbewegung der Leitschaufeln erlaubt.
- Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jede Umsetzeinrichtung zwei Elemente in Form einer schiefen Ebene einerseits und eines im Zuge der Drehbewegung an der schiefen Ebene gleitenden Gegenkörpers andererseits aufweist, wobei eines dieser Elemente an der ersten Wand und das zweite Element an der Verstellwelle oder an der Leitschaufel befestigt ist. Beispielsweise kann an der ersten Wand oder an der Verstellwelle oder der Leitschaufel eine schiefe Ebene in Form eines Keilkörpers vorgesehen sein, und als Gegenelement kann ebenfalls ein Keilkörper mit einer schiefen Ebene vorgesehen sein. Es kann jedoch auch eine Gestaltung gewählt werden, bei der eine einzige Keilfläche mit einer geraden Fläche, das heißt einer Fläche, die senkrecht zur Verstellachse verläuft, oder einfach mit einem Gegenkörper zusammenwirkt. Der Anstellwinkel der schiefen Ebene bzw. der Keilflächen gegenüber der senkrecht zur Verstellachse verlaufenden Ebene kann zwischen wenigen Bruchteilen eines Grades und etwa 5 Grad betragen. Auch größere Winkel sind grundsätzlich denkbar.
- Die Umsetzeinrichtung kann grundsätzlich auch dadurch ausgestaltet sein, dass jede Umsetzeinrichtung ineinandergreifende Gewinde an einer der Wände einerseits und an der Verstellwelle und/oder der Leitschaufel andererseits aufweist.
- Es kann auch vorgesehen sein, dass jede Umsetzeinrichtung eine Kulissenführung mit einer Kulisse an einer der Wände einerseits und einem Kulissenstein an der Verstellwelle und/oder der Leitschaufel andererseits oder umgekehrt eine Kulissenführung mit einer Kulisse an der Verstellwelle und/oder der Leitschaufel einerseits und jeweils einem Kulissenstein an einer der Wände andererseits aufweist.
- Um an einer der Wände des Ringspalts einen besonders geringen Leitschaufelspalt erreichen zu können, kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass im Ringspalt an wenigstens einer der Wände des Ringspalts, insbesondere an der zweiten Wand, wenigstens eine Ausnehmung vorgesehen ist, in die eine oder mehrere Leitschaufeln durch eine Verschiebung wenigstens teilweise eintaucht. Eine solche Ausnehmung kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass sie als umlaufende Ringnut in einer der Wände, insbesondere in der zweiten Wand, vorgesehen ist.
- Es ist auch denkbar, in beiden Wänden jeweils einander gegenüberliegende Ausnehmungen vorzusehen, in die die Leitschaufeln in Richtung der Verstellachsen jeweils in ihren extremen Positionen wenigstens teilweise eintauchen können.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend erläutert. Dabei zeigt
-
1 grundsätzlich den Aufbau eines Abgasturboladers für einen Verbrennungsmotor, -
2 eine Seitenansicht einer Abgasturbine, teilweise im Schnitt, -
3 einen Haltering mit Leitschaufeln in einer Draufsicht, -
4 einen Schnitt durch eine Leitschaufel mit einem Verstellmechanismus gemäß dem Stand der Technik, -
5 einen Schnitt durch eine Leitschaufel mit einem Verstellmechanismus ähnlich wie in4 gemäß dem Stand der Technik in einer geänderten Verstellposition, -
6 eine Leitschaufel mit einem Verstellmechanismus, der mit einem Verschiebemechanismus gekoppelt ist, in einer ersten Verstellposition, -
7 die Anordnung aus6 in einer zweiten Verstellposition, -
8 eine Leitschaufel mit einer Verstelleinrichtung und einem Gewinde als Teil der Verschiebeeinrichtung sowie -
9 eine Leitschaufel mit einer Verstelleinrichtung und einer Kulisseneinrichtung als Teil eines Verschiebemechanismus. -
1 zeigt schematisch eine Darstellung eines Abgasturboladers1 , der in einen Verbrennungsmotor2 integriert ist. Im Ansaugkanal3 des Verbrennungsmotors2 ist ein Verdichterrad4 integriert, das eine Vorverdichtung der angesaugten Luft ermöglicht. Das Verdichterrad4 wird mittels einer Welle24 angetrieben, die ihrerseits mit einer Turbine6 fest verbunden ist. - Wie aus
2 ersichtlich ist, ist die Turbine6 im Abgaskanal5 des Verbrennungsmotors2 angeordnet und wird durch die heißen Verbrennungsgase angetrieben. Dabei werden die Verbrennungsgase zunächst in ein Spiralgehäuse7 und von dort umfangsseitig zu einem Turbinenrad6a geleitet. Dabei passiert der Abgasstrom einen Ringspalt8 , der zwischen dem Spiralgehäuse7 und dem Turbinenrad6a angeordnet ist. Der Ringspalt8 erstreckt sich zwischen den Wänden13 und14 des Turbinengehäuses. Im Bereich des Ringspalts8 sind ortsfeste Leitschaufeln9 angeordnet, die jeweils einzeln in einer Halteplatte6b , die einen Teil des Turbinengehäuses bildet, gelagert sind. - Aus
3 ist eine Draufsicht auf die Halteplatte6b mit auf dieser montierten Leitschaufeln9 ,10 ,11 ersichtlich. Die Halteplatte6b kann abschnittsweise eine Wand13 des Ringspalts8 bilden. Zwischen den Leitschaufeln strömt der Abgasstrom, dargestellt durch die Pfeile25 , umfangsseitig zu dem im Zentrum der Halteplatte6b angeordneten Turbinenrad. - Jede einzelne der Leitschaufeln
9 ,10 ,11 kann um eine senkrecht auf der Zeichenebene und auf der Halteplatte6b stehende Achse (Verstellachse) gedreht bzw. geschwenkt werden, um den Abgasstrom zu lenken und den Strömungswiderstand im Abgaskanal zu steuern. Zu diesem Zweck ist jede der Leitschaufeln9 ,10 ,11 mit einer Verstellwelle verbunden, die jeweils um eine Verstellachse drehbar ist. -
4 zeigt hierzu aus dem Stand der Technik eine bekannte Anordnung, bei der jede Leitschaufel9 mit einer Verstellwelle17 jeweils über eine Montageplatte17a verbunden und um die Verstellachsen12 drehbar ist. Der Raum, in dem die Leitschaufeln9 angeordnet sind, ist zwischen den Wänden13 und14 als Ringspalt8 gebildet. Zwischen der der Welle17 abgewandten Seite der Leitschaufel9 und der zweiten Wand14 ist ein Leitschaufelspalt15 gebildet, der möglichst klein gehalten werden soll. - In
5 ist die Leitschaufel9 aus4 in einer gegenüber der Position aus4 verstellten zweiten Winkelstellung gezeigt. Der Leitschaufelspalt15 ist grundsätzlich unverändert. Üblicherweise sind zwei voneinander verschiedene Positionen der Leitschaufel9 , wie in den4 und5 gezeigt, für unterschiedliche Abgasströme vorgesehen, die auch unterschiedliche Abgastemperaturen mit sich bringen. Daher ist die Leitschaufel9 in den Fällen der4 und5 unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt und damit in Richtung der Verstellachse12 wie auch senkrecht dazu verschieden thermisch ausgedehnt. Der Leitschaufelspalt15 wird also in den beiden dargestellten Fällen eine unterschiedliche Breite aufweisen. Der Erfindung gelingt es, für unterschiedliche Temperaturbedingungen eine Ausgleichsmöglichkeit durch eine Verschiebung der Leitschaufeln zu erreichen. -
6 zeigt zu diesem Zweck eine Umsetzungseinrichtung18a ,18b , die eine schiefe Ebene18a im Bereich der ersten Wand13 vorsieht, auf der ein keilförmiger Körper18b , der mit der Leitschaufel9' verbunden ist, im Zuge der Drehung der Verstellwelle17 gleitet. Dadurch wird eine Verschiebung des Keilkörpers18b und damit auch der Leitschaufel9' in Richtung des Pfeils26 erreicht. - In
7 ist eine Ausgestaltung wie in6 , jedoch gegenüber der Position in6 mit verstellter Leitschaufel9' dargestellt. Beispielsweise entspricht die in7 dargestellte Position einem geringeren Abgasstrom als die in6 dargestellte Position, so dass die Leitschaufel9' in7 in Zusammenwirkung mit den übrigen Leitschaufeln geöffnet ist. Diese Situation entspricht auch einer geringeren Abgastemperatur als die Position aus6 , so dass die Leitschaufeln gegenüber der Situation in6 eine geringere thermische Ausdehnung aufweisen. Gleichzeitig mit der Verstellung durch Drehung der Verstellwelle17 wird in der Position der7 auch eine Verschiebung der Leitschaufel9' in Richtung des Pfeils26 erreicht, um in7 einen gegenüber6 verringerten oder zumindest gleich bleibenden Leitschaufelspalt15 zu erreichen. - In
7 ist eine Ausnehmung23 in der zweiten Wand14 gestrichelt dargestellt, die beispielsweise als umlaufende Nut in einer ringförmigen Halteplatte vorgesehen sein kann, die die Leitschaufeln hält. In diese Ausnehmung23 kann die Leitschaufel9' bei zunehmender Verschiebung eintauchen, um faktisch für die Abgasströmung den Leitschaufelspalt15 verschwinden zu lassen. - In
8 ist ein weiterer Umsetzmechanismus gezeigt, der eine Drehung der Verstellwelle17 einer Leitschaufel9'' in eine Verschiebung gemäß den Richtungen des Pfeils26 umsetzt. Auf der Verstellwelle17 ist ein Außengewinde20 aufgebracht, das in ein Gewinde der ersten Wand13 eingreift. Durch eine Verdrehung der Verstellwelle17 wird somit eine Verschiebung der Leitschaufel9'' in den Richtungen26 erreicht. - Aus
9 ist ein weiterer Umsetzmechanismus ersichtlich, der unmittelbar als Verschiebeeinrichtung wirkt, indem auf der Verstellwelle17 ein Kulissenstein21 befestigt ist, der in einer Kulisse der ersten Wand13 läuft. Die Kulisse22 , die als umlaufende Nut in einer Bohrung in der ersten Wand13 gegenüber der Verstellachse12 schräggestellt ist, bewirkt, dass bei einer Drehung der Verstellwelle17 diese in Axialrichtung26 bewegt wird, wodurch auch die Leitschaufel9''' entsprechend bewegt wird. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- US 2012/0243973 A1 [0015]
Claims (10)
- Abgasturbolader (
1 ) für einen Verbrennungsmotor (2 ) mit einem Ansaugkanal (3 ) für Luft und mit einem Abgaskanal (5 ) sowie mit einer im Abgaskanal angeordneten Turbine (6 ) und einem im Ansaugkanal angeordneten Verdichterrad (4 ), die beide auf einer gemeinsamen Welle (24 ) angeordnet sind, wobei der Abgaskanal ein Spiralgehäuse (7 ) aufweist, das die Turbine (6 ) koaxial umgibt, und wobei zwischen dem Spiralgehäuse und der Turbine ein Ringspalt (8 ) vorgesehen ist, durch den umfangsseitig der Abgasstrom zur Turbine strömt, und wobei in dem Ringspalt Leitschaufeln (9 ,9' ,9'' ,9''' ,10 ,11 ) angeordnet sind, die mittels eines Verstellmechanismus (12 ,17 ) zur Steuerung des Strömungswiderstandes um eine Verstellachse (12 ) drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus der Leitschaufeln (9 ,9' ,9'' ,9''' ,10 ,11 ) zusätzlich einen Verschiebemechanismus (18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) zur Verschiebung der Leitschaufeln (9 ,9' ,9'' ,9''' ,10 ,11 ) im Ringspalt (8 ) aufweist. - Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (
8 ) wenigstens abschnittsweise von zwei Wänden (13 ,14 ) begrenzt ist, wobei die Leitschaufeln in einer ersten der Wände (13 ) um die Verstellachsen (12 ) drehbar gelagert sind und mit der anderen, zweiten Wand (14 ) jeweils einen Leitschaufelspalt (15 ) bilden, der durch Betätigung des Verschiebemechanismus (18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) einstellbar ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verschiebemechanismus (
18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) mit dem Verstellmechanismus (12 ,17 ) mechanisch gekoppelt ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verschiebemechanismus (
18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) eine Verschiebung der Leitschaufeln (9 ,9' ,9'' ,9''' ,10 ,11 ) quer, insbesondere senkrecht zur Strömungsrichtung (16 ) des Abgasstroms im Ringspalt (8 ), bewirkt. - Abgasturbolader nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verstellmechanismus (
12 ,17 ) mit einer Umsetzeinrichtung (18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) zur Umsetzung einer Drehbewegung jeder Leitschaufel (9 ,9' ,9'' ,9''' ,10 ,11 ) oder einer mit ihr verbundenen Verstellwelle (17 ) um die Verstellachse (12 ) in eine Schubbewegung in Richtung der Verstellachse (12 ) verbunden ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umsetzeinrichtung (
18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) zwei Elemente in Form einer schiefen Ebene (18a ) einerseits und eines im Zuge der Drehbewegung an der schiefen Ebene gleitenden Gegenkörpers (18b ) andererseits aufweist, wobei eines dieser Elemente an der ersten Wand (13 ) und das zweite Element an der Verstellwelle (17 ) oder an der Leitschaufel (9' ,10 ,11 ) befestigt ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umsetzeinrichtung (
18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) ineinandergreifende Gewinde (20 ) an einer der Wände (13 ,14 ) einerseits und an der Verstellwelle (17 ) und/oder der Leitschaufel (9'' ,10 ,11 ) andererseits aufweist. - Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umsetzeinrichtung (
18 ,18a ,18b ,20 ,21 ,22 ) eine Kulissenführung (21 ,22 ) mit einer Kulisse (22 ) an einer der Wände (13 ,14 ) einerseits und einem Kulissenstein (21 ) an der Verstellwelle (12 ) und/oder der Leitschaufel (9''' ,10 ,11 ) andererseits oder umgekehrt eine Kulissenführung mit einer Kulisse an den Verstellwellen und/oder den Leitschaufeln einerseits und jeweils Kulissensteinen an einer der Wände andererseits aufweist. - Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringspalt (
8 ) an wenigstens einer der Wände (13 ,14 ) des Ringspalts (8 ), insbesondere an der zweiten Wand (14 ), wenigstens eine Ausnehmung (25 ) vorgesehen ist, in die eine oder mehrere Leitschaufeln (9 ,9' ,9'' ,9''' ,10 ,11 ) durch eine Verschiebung wenigstens teilweise eintaucht. - Abgasturbolader nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (
25 ) als umlaufende Ringnut in einer der Wände (13 ,14 ), insbesondere in der zweiten Wand (14 ), vorgesehen ist.
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---|---|---|---|---|
US9890700B2 (en) * | 2014-11-21 | 2018-02-13 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for a variable geometry turbine nozzle |
CN110374760B (zh) * | 2018-04-13 | 2020-07-10 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 连接结构以及包括该连接结构的航空发动机的排气系统 |
FR3082563B1 (fr) * | 2018-06-14 | 2022-07-29 | Liebherr Aerospace Toulouse Sas | Distributeur d'une turbine radiale de turbomachine, turbomachine comprenant un tel distributeur et systeme de conditionnement d'air comprenant une telle turbomachine |
CN111794809A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-10-20 | 长兴永能动力科技有限公司 | 一种向心涡轮机用可调节涡轮片 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4218229C1 (en) * | 1992-06-03 | 1993-03-04 | Man B & W Diesel Ag, 8900 Augsburg, De | Turbocharger with radial flow through impeller - has blade retaining recesses, into which blades are insertable after axial shift of adjuster |
DE10009099A1 (de) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Strömungsmaschine radialer Bauart |
DE69527582T2 (de) * | 1994-01-12 | 2002-11-21 | Dresser Rand Co | Beschaufelter diffusor |
DE102009004890A1 (de) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
US20120243973A1 (en) | 2009-12-09 | 2012-09-27 | Kierat Jaroslaw | Adjusting device for a charger, in particularly an exhaust gas turbocharger |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2860827A (en) * | 1953-06-08 | 1958-11-18 | Garrett Corp | Turbosupercharger |
US3029067A (en) * | 1956-05-31 | 1962-04-10 | Garrett Corp | Variable area nozzle means for turbines |
US3957392A (en) * | 1974-11-01 | 1976-05-18 | Caterpillar Tractor Co. | Self-aligning vanes for a turbomachine |
CH638867A5 (de) * | 1979-03-16 | 1983-10-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Turbolader mit einer einrichtung zur regelung des schluckvermoegens der turbine. |
JPS5666498A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-04 | Hitachi Ltd | Vaned diffuser |
US4770605A (en) * | 1981-02-16 | 1988-09-13 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Diffuser device in a centrifugal compressor and method for manufacturing the same |
JPH01208501A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-22 | Honda Motor Co Ltd | 可変容量タービン |
JP4292615B2 (ja) * | 1999-03-11 | 2009-07-08 | 株式会社Ihi | 可変容量型過給機 |
JP3659869B2 (ja) * | 2000-05-22 | 2005-06-15 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量タービン |
JP3900986B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2007-04-04 | 株式会社日立製作所 | 既設ポンプをポンプ水車へ転換する方法 |
US6652224B2 (en) * | 2002-04-08 | 2003-11-25 | Holset Engineering Company Ltd. | Variable geometry turbine |
GB0407978D0 (en) * | 2004-04-08 | 2004-05-12 | Holset Engineering Co | Variable geometry turbine |
GB0615495D0 (en) * | 2006-08-04 | 2006-09-13 | Cummins Turbo Tech Ltd | Variable geometry turbine |
US8172517B2 (en) * | 2006-12-19 | 2012-05-08 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | Passive guide vane control |
US8328535B2 (en) * | 2007-02-14 | 2012-12-11 | Borgwarner Inc. | Diffuser restraint system and method |
GB0707501D0 (en) * | 2007-04-18 | 2007-05-30 | Imp Innovations Ltd | Passive control turbocharger |
JP2009144546A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Ihi Corp | ターボチャージャ |
JP5035426B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2012-09-26 | 株式会社Ihi | ターボチャージャ |
EP2787181B1 (de) * | 2011-11-30 | 2019-01-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Radialturbine |
WO2014102962A1 (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-03 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量型排気ターボ過給機 |
US10006341B2 (en) * | 2015-03-09 | 2018-06-26 | Caterpillar Inc. | Compressor assembly having a diffuser ring with tabs |
US10066639B2 (en) * | 2015-03-09 | 2018-09-04 | Caterpillar Inc. | Compressor assembly having a vaneless space |
-
2015
- 2015-07-08 DE DE102015212808.3A patent/DE102015212808A1/de active Pending
-
2016
- 2016-06-15 BR BR112017025775A patent/BR112017025775A8/pt active Search and Examination
- 2016-06-15 CN CN201680039994.5A patent/CN107683364B/zh active Active
- 2016-06-15 WO PCT/EP2016/063752 patent/WO2017005470A1/de active Application Filing
-
2017
- 2017-12-29 US US15/857,684 patent/US10774732B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4218229C1 (en) * | 1992-06-03 | 1993-03-04 | Man B & W Diesel Ag, 8900 Augsburg, De | Turbocharger with radial flow through impeller - has blade retaining recesses, into which blades are insertable after axial shift of adjuster |
DE69527582T2 (de) * | 1994-01-12 | 2002-11-21 | Dresser Rand Co | Beschaufelter diffusor |
DE10009099A1 (de) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Strömungsmaschine radialer Bauart |
DE102009004890A1 (de) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
US20120243973A1 (en) | 2009-12-09 | 2012-09-27 | Kierat Jaroslaw | Adjusting device for a charger, in particularly an exhaust gas turbocharger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017005470A1 (de) | 2017-01-12 |
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US10774732B2 (en) | 2020-09-15 |
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