DE102016114253A1 - Axial turbine of a turbocharger and turbocharger - Google Patents

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Abstract

Axialturbine (2) eines Turboladers zur Entspannung eines Mediums, mit einem Laufschaufeln (7) aufweisenden Turbinenrotor (5); mit einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts der Laufschaufeln (7) positionierten, verstellbare Leitschaufeln (11) aufweisen Leitapparat (6), wobei jede Leitschaufel (11) ein Leitschaufelblatt (12), einen Leitschaufeldrehteller (14) und einen in einem Leitring (15) gelagerten Leitschaufelzapfen (13) aufweisen; mit einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts des Leitapparats (6) positionierten Zuströmgehäuse (3), über welches das zu entspannende Medium den Leitschaufeln (11) des Leitapparats (6) zuführbar ist. In das Zuströmghäuse (3) ist mindestens eine Sperrluftbohrung (18) eingebracht. In den Leitring (15) ist eine umlaufende Sperrluftnut (19) eingebracht. Die oder jede in das Zuströmgehäuse (3) eingebrachte Sperrluftbohrung (18) erstreckt sich durch das Zuströmgehäuse (3) hindurch und mündet in die in den Leitring (15) eingebrachte Sperrluftnut (19), wobei ein Sperrluftdruck im Bereich einer von der Sperrluftnut (19) aus mit Sperrluft beaufschlagbaren Trennfuge (17) zwischen dem Leitschaufeldrehteller (14) der jeweiligen Leitschaufel (11) und dem Leitring (15) größer als ein Abgasdruck im Bereich dieser Trennfuge (17) ist.Axial turbine (2) of a turbocharger for the expansion of a medium, with a rotor blades (7) having turbine blades (5); variable displacement vanes (11) positioned upstream of the blades (7) in the direction of flow of the media to be purged comprise nozzle (6), each vane (11) including a vane blade (12), a vane turntable (14) and a pilot ring (15) mounted guide vane pin (13); with an upstream in the flow direction of the medium to be relaxed seen upstream of the nozzle (6) positioned Zuströmgehäuse (3), via which the medium to be relaxed the guide vanes (11) of the distributor (6) can be fed. In the Zuströmghäuse (3) at least one sealing air bore (18) is introduced. In the guide ring (15) has a circumferential Sperrluftnut (19) is introduced. The or each in the Zuströmgehäuse (3) introduced Sperrluftbohrung (18) extends through the Zuströmgehäuse (3) and opens into the in the guide ring (15) introduced Sperrluftnut (19), wherein a sealing air pressure in the region of the Sperrluftnut (19 ) is acted upon with sealing air separating line (17) between the guide vane turntable (14) of the respective guide vane (11) and the guide ring (15) is greater than an exhaust gas pressure in the region of this parting line (17).

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialturbine eines Turboladers und einen Turbolader. The invention relates to an axial turbine of a turbocharger and a turbocharger.

Aus der DE 44 26 522 A1 ist eine Strömungsmaschine, nämlich ein Abgasturbolader, mit einer Turbine und einem Verdichter bekannt. Die Turbine des Abgasturbolader, die der Entspannung von Abgas dient, verfügt über ein Turbinenzuströmgehäuse, über welches Abgas einem Turbinenrotor der Turbine zugeführt wird, wobei der Turbinenrotor mehrere Laufschaufeln aufweist. Stromabwärts der Laufschaufeln der Turbine schließt sich ein Turbinenabströmgehäuse mit einem Diffusor an. Bei der Entspannung des Abgases im Bereich der Turbine des Abgasturbolader gewonnene Energie wird im Bereich des Verdichters des Abgasturbolader genutzt, um Ladeluft zu verdichten. From the DE 44 26 522 A1 is a turbomachine, namely an exhaust gas turbocharger, with a turbine and a compressor known. The turbine of the exhaust gas turbocharger, which serves for the expansion of exhaust gas, has a Turbinenzuströmgehäuse, via which exhaust gas is supplied to a turbine rotor of the turbine, the turbine rotor having a plurality of blades. Downstream of the blades of the turbine is a turbine downcomer housing with a diffuser. In the relaxation of the exhaust gas in the region of the turbine of the exhaust gas turbocharger energy is used in the region of the compressor of the exhaust gas turbocharger to compress charge air.

Die DE 100 16 745 B4 offenbart eine Axialturbine eines Turboladers, bei welcher in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromaufwärts der Laufschaufeln des Turbinenrotors ein Leitapparat mit verstellbaren Leitschaufeln angeordnet ist. Die Leitschaufeln des Leitapparats verfügen über ein Leitschaufelblatt, einen Leitschaufeldrehteller und einen Leitschaufelzapfen. Die Leitschaufeln sind über eine Verstelleinrichtung verstellbar und in einem Leitring, der auch als Leitschaufelträger bezeichnet wird, verstellbar gelagert. Lagerstellen für die Leitschaufeln sind zwischen dem Leitschaufelzapfen der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring ausgebildet. Über eine Trennfuge zwischen dem Leitschaufeldrehteller der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring kann eine Abgasleckage in den Bereich der Lagerstellen der Leitschaufeln strömen, die zu unerwünschten Ablagerungen im Bereich der Lagerstellen der Leitschaufeln führen und so einen Ausfall der Verstellvorrichtung des Leitapparats verursachen kann. The DE 100 16 745 B4 discloses an axial turbine of a turbocharger in which, viewed in the flow direction of the exhaust gas upstream of the blades of the turbine rotor, a nozzle is arranged with adjustable guide vanes. The nozzles of the nozzle have a vane blade, a vane turntable, and a nozzle stem. The guide vanes are adjustable via an adjusting device and adjustably mounted in a guide ring, which is also referred to as a guide blade carrier. Bearing locations for the vanes are formed between the guide vane pin of the respective vane and the guide ring. Via a parting line between the guide vane turntable of the respective vane and the guide ring can exhaust leakage into the region of the bearing points of the vanes, which can lead to undesirable deposits in the bearing of the vanes and thus can cause a failure of the adjustment of the nozzle.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Axialturbine eines Turboladers zu schaffen, bei der eine Leckage des Abgases von Lagerstellen der verstellbaren Leitschaufeln des Leitapparats ferngehalten werden kann. Proceeding from this, the present invention has the object to provide a novel axial turbine of a turbocharger, in which a leakage of the exhaust gas can be kept away from bearings of the adjustable guide vanes of the distributor.

Diese Aufgabe wird durch eine Axialturbine eines Turboladers nach Anspruch 1 gelöst. In das Zuströmghäuse der Turbine ist mindestens eine Sperrluftbohrung eingebracht. In den Leitring ist eine umlaufende Sperrluftnut eingebracht. Die oder jede in das Zuströmgehäuse eingebrachte Sperrluftbohrung erstreckt sich durch das Zuströmgehäuse hindurch und mündet in die in den Leitring eingebrachte Sperrluftnut, wobei ein Sperrluftdruck im Bereich einer von der Sperrluftnut aus mit Sperrluft beaufschlagbaren Trennfuge zwischen dem Leitschaufeldrehteller der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring größer als ein Abgasdruck im Bereich dieser Trennfuge ist. Über die Sperrluft, die über die oder jede Sperrluftbohrung in den Bereich der Sperrluftnut des Leitrings eingebracht werden kann, kann eine Abgasleckage über die Trennfuge zwischen dem Leitschaufeldrehteller der jeweiligen Leitschaufel und dem Leitring unterbunden werden, sodass eine Abgasleckage von den Lagerstellen der Leitschaufeln ferngehalten werden kann. So kann verhindert werden, dass sich im Bereich der Lagerstellen der Leitschaufeln unerwünschte Ablagerungen ausbilden. Die Gefahr eines Ausfalls der Verstellvorrichtung des Leitapparats wird hierdurch reduziert. This object is achieved by an axial turbine of a turbocharger according to claim 1. At least one sealing air bore is introduced into the inflow housing of the turbine. In the guide ring a circumferential Sperrluftnut is introduced. The or each introduced into the Zuströmgehäuse barrier air hole extends through the Zuströmgehäuse through and opens into the introduced into the guide ring Sperrluftnut, wherein a sealing air pressure in the range from the Sperrluftnut acted upon by sealing air parting line between the Leitscherteldeller the respective vane and the guide ring larger than a Exhaust gas pressure in the region of this parting line is. About the sealing air, which can be introduced via the or each sealing air hole in the region of the blocking air groove of the guide ring, an exhaust leakage through the parting line between the Leitscheltdredreheller the respective vane and the guide ring can be prevented, so that an exhaust gas leakage can be kept away from the bearings of the vanes , Thus, it can be prevented that form undesirable deposits in the area of the bearing points of the guide vanes. The risk of failure of the adjusting device of the distributor is thereby reduced.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine zwischen dem Leitring und dem Leitschaufelzapfen einer jeden Leitschaufel ausgebildete Lagerfläche der jeweiligen Leitschaufel von der Sperrluftnut aus mit Sperrluft beaufschlagbar. Das Beaufschlagen der Lagerstellen mit Sperrluft ist ebenfalls von Vorteil, insbesondere zur Kühlung der Lagerstellen der Leitschaufeln. Die Sperrluftnut beaufschlagt vorzugsweise über Durchbrüche im Leitring die Trennfugen und die Lagerstellen mit Sperrluft. According to an advantageous embodiment of the invention, a formed between the guide ring and the Leitschaufelzapfen each vane bearing surface of the respective vane from the Sperrluftnut from with air can be acted upon. The loading of the bearings with sealing air is also advantageous, in particular for cooling the bearing points of the guide vanes. The Sperrluftnut acts preferably through openings in the guide ring, the joints and the bearing points with sealing air.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zwischen dem Leitring und dem Zuströmgehäuse Dichtungselemente zur Abdichtung der Sperrluftnut angeordnet. Hiermit kann ein ausreichend hoher Sperrluftdruck im Bereich der Sperrluftnut aufrechterhalten werden. According to an advantageous embodiment of the invention sealing elements for sealing the Sperrluftnut are arranged between the guide ring and the Zuströmgehäuse. Hereby, a sufficiently high sealing air pressure can be maintained in the area of Sperrluftnut.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Sperrluftbohrungen gegenüber der Axialrichtung der Axialturbine und gegenüber der Radialrichtung der Axialturbine schräggestellt. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausführung des Turbinenzuströmgehäuses. According to an advantageous embodiment of the invention, the sealing air holes are inclined relative to the axial direction of the axial turbine and with respect to the radial direction of the axial turbine. This allows a particularly advantageous structural design of Turbinenzuströmgehäuses.

Der erfindungsgemäße Turbolader ist in Anspruch 8 definiert. The turbocharger according to the invention is defined in claim 8.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1: einen Ausschnitt aus einem Turbolader im Bereich einer Axialturbine desselben; 1 a section of a turbocharger in the region of an axial turbine thereof;

2 das Detail II der 1; 2 the detail II of the 1 ;

3 einen Ausschnitt aus dem Detail der 2; 3 a detail from the detail of 2 ;

4 den Ausschnitt der 3 in einer anderen perspektivischen Ansicht; 4 the clipping of the 3 in another perspective view;

5 den Ausschnitt der 3, 4 in einer weiteren perspektivischen Ansicht; und 5 the clipping of the 3 . 4 in a further perspective view; and

6 das Detail VI der 5, 6 the detail VI of the 5 .

Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Axialturbine eines Turboladers und einen Turbolader. The present invention relates to an axial turbine of a turbocharger and a turbocharger.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Turbolader 1 im Bereich einer Axialturbine 2 des Turboladers. Von der Axialturbine 2 sind ein Turbinenzuströmgehäuse 3, ein Turbinenabströmgehäuse 4 mit einem Diffusor 22, ein Turbinenrotor 5 sowie ein Leitapparat 6 gezeigt. Abgas, welches in der Axialturbine 2 des Turboladers 1 entspannt werden soll, wird über das Turbinenzuströmgehäuse 3 der Axialturbine 2, nämlich dem Turbinenrotor 5, zugeführt, wobei in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, stromaufwärts des Turbinenrotors 5 sowie stromabwärts des Zuströmgehäuses 3 der Leitapparat 6 angeordnet ist. 1 shows a detail of a turbocharger 1 in the range of an axial turbine 2 of the turbocharger. From the axial turbine 2 are a turbine inlet housing 3 , a Turbinenabströmgehäuse 4 with a diffuser 22 , a turbine rotor 5 as well as a diffuser 6 shown. Exhaust gas, which is in the axial turbine 2 of the turbocharger 1 is to be relaxed, is about the Turbinenzuströmgehäuse 3 the axial turbine 2 namely the turbine rotor 5 , supplied, viewed in the flow direction of the exhaust gas, upstream of the turbine rotor 5 and downstream of the inflow housing 3 the distributor 6 is arranged.

Der Turbinenrotor 5 umfasst mehrere Laufschaufeln 7, die zusammen mit dem Turbinenrotor 5 rotieren. Abgas, welches über die Axialturbine 2, nämlich den Turbinenrotor 5, strömt, wird im Bereich des Turbinenrotors 5 entspannt, wobei hierbei gewonnene Energie genutzt wird, um einen nicht gezeigten Verdichterrotor eines nicht gezeigten Verdichters des Abgasturboladers 1 anzutreiben, der über eine Welle 8 mit dem Turbinenrotor 5 gekoppelt ist. An die Laufschaufeln 7 des Turbinenrotors 5 schließt sich radial außen ein Deckring 9 an, der mit dem Turbinenabströmgehäuse 4 über Befestigungselemente 10 verbunden ist. The turbine rotor 5 includes several blades 7 that together with the turbine rotor 5 rotate. Exhaust gas, which via the axial turbine 2 namely the turbine rotor 5 , flows, is in the area of the turbine rotor 5 relaxed, in which case recovered energy is used to a compressor rotor, not shown, of a compressor, not shown, of the exhaust gas turbocharger 1 to drive over a wave 8th with the turbine rotor 5 is coupled. To the blades 7 of the turbine rotor 5 closes radially outside a cover ring 9 on, with the Turbinenabströmgehäuse 4 about fasteners 10 connected is.

Wie bereits ausgeführt, ist stromaufwärts des Turbinenrotors 5 und damit stromaufwärts der Laufschaufeln 7 des Turbinenrotors 5 der Leitapparat 6 positioniert, sodass Abgas, welches über das Turbinenzuströmgehäuse 3 in Richtung auf den Turbinenrotor 5 geführt wird, zunächst über den Leitapparat 6 strömt, bevor dasselbe anschließend über die Laufschaufeln 7 des Turbinenrotors 5 geführt wird. Der Leitapparat 6 verfügt über Leitschaufeln 11, wobei jede Leitschaufel 11 ein Leitschaufelblatt 12, einen Leitschaufelzapfen 13 sowie einen Leitschaufeldrehteller 14 umfasst. As already stated, upstream of the turbine rotor 5 and thus upstream of the blades 7 of the turbine rotor 5 the distributor 6 positioned so that exhaust gas, which over the Turbinenzuströmgehäuse 3 towards the turbine rotor 5 is guided, first via the diffuser 6 flows before then the same over the blades 7 of the turbine rotor 5 to be led. The diffuser 6 has vanes 11 where each vane 11 a vane blade 12 , a guide-peg 13 and a vane turntable 14 includes.

Die Leitschaufeln 11 sind über ihre Leitschaufelzapfen 13 in einem Leitring 15, der als Leitschaufelträger bezeichnet wird, drehbar gelagert, um über die Drehung der Leitschaufeln 11 den Leitapparat 6 zu verstellen. The vanes 11 are over their vanes 13 in a guide ring 15 , which is referred to as a vane carrier, rotatably supported to control the rotation of the vanes 11 the distributor 6 to adjust.

Über eine im Detail nicht gezeigte Verstelleinrichtung für den Leitapparat 6, der typischerweise über eine Verstellmechanik und einen Verstellantrieb verfügt, können die Leitschaufeln 11 des Leitapparats 6 im Leitring 15 verdreht werden. About an adjustment, not shown in detail for the diffuser 6 , which typically has an adjustment mechanism and an adjustment drive, the guide vanes 11 of the distributor 6 in the guide ring 15 to be twisted.

Zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 sind demnach Lagerstellen 16 für die Leitschaufeln 11 des verstellbaren Leitapparats 6 ausgebildet. Between the guide pegs 13 the vanes 11 and the guide ring 15 are therefore storage locations 16 for the vanes 11 of the adjustable distributor 6 educated.

Zwischen dem Leitschaufeldrehteller 14 der Leitschaufeln 11 des Leitapparats 6 und dem Leitring 15 sind Trennfugen 17 ausgebildet. Über diese Trennfugen 17 kann nach dem Stand der Technik eine Abgasleckage strömen. Diese Abgasleckage kann bei bekannten Axialturbinen in den Bereich der Lagerstellen 16 der Leitschaufeln 11, die zwischen dem Leitring 15 und den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 ausgebildet sind, gelangen und so Ablagerungen im Bereich der Lagerstellen 16 verursachen. Dies ist von Nachteil. Between the vane turntable 14 the vanes 11 of the distributor 6 and the guide ring 15 are parting lines 17 educated. About these joints 17 For example, according to the state of the art, exhaust gas leakage can flow. This exhaust leakage can in known Axialturbinen in the field of bearings 16 the vanes 11 that is between the guide ring 15 and the guide peg 13 the vanes 11 are formed, and so get deposits in the field of bearings 16 cause. This is a disadvantage.

Um derartige Ablagerungen im Bereich der Lagerstellen 16 der Leitschaufeln 11 zu vermeiden, ist in das Zuströmgehäuse 3 mindestens eine Sperrluftbohrung 18 eingebracht. Vorzugsweise sind über den Umfang mehrere derartige Sperrluftbohrungen 18 in das Turbinenzuströmgehäuse 3 eingebracht. In den Leitring 15 ist eine umlaufende Sperrluftnut 19 eingebracht. Die oder jede in das Zuströmgehäuse 3 eingebrachte Sperrluftbohrung 18 erstreckt sich durch das Zuströmgehäuse 3 hindurch und mündet in die in den Leitring 15 eingebrachte Sperrluftnut 19. Dabei kommuniziert die Sperrluftnut 19 über Durchbrüche 21 im Leitring 15 mit der Trennfuge 17 zwischen dem Leitring 15 und dem Leitschaufeldrehteller 14 der jeweiligen Leitschaufel 11, sodass über den in der Sperrluftnut 19 herrschenden Sperrluftdruck die Trennfuge 17 zwischen dem Leitschaufeldrehteller 14 der jeweiligen Leitschaufel 11 und dem Leitring 15 mit Sperrluft beaufschlagt werden kann, wobei der Sperrluftdruck in der Sperrluftnut 19 und im Bereich der jeweiligen Trennfuge 17 größer ist als ein Abgasdruck im Bereich der Trennfugen 17. To such deposits in the field of bearings 16 the vanes 11 to avoid is in the Zuströmgehäuse 3 at least one sealing air hole 18 brought in. Preferably, a plurality of such sealing air holes are over the circumference 18 into the turbine inlet housing 3 brought in. In the guide ring 15 is a circumferential Sperrluftnut 19 brought in. The or each in the Zuströmgehäuse 3 introduced sealing air hole 18 extends through the Zuströmgehäuse 3 through and flows into the in the guide ring 15 introduced Sperrluftnut 19 , The Sperrluftnut communicates 19 about breakthroughs 21 in the guide ring 15 with the parting line 17 between the guide ring 15 and the vane turntable 14 the respective vane 11 so that over the in the Sperrluftnut 19 prevailing sealing air pressure the parting line 17 between the guide vane turntable 14 the respective vane 11 and the guide ring 15 can be acted upon with blocking air, wherein the sealing air pressure in the Sperrluftnut 19 and in the region of the respective parting line 17 greater than an exhaust gas pressure in the area of the joints 17 ,

Eine Abgasleckage, die nach dem Stand der Technik demnach über die Trennfugen 17 zwischen den Leitschaufeldrehtellern 14 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 strömen kann, wird durch Beaufschlagung der Trennfugen 17 mit Sperrluft unterbunden. Demnach kann kein Abgas in den Bereich der Lagerstellen 16 zwischen dem Leitring 15 und den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 gelangen. An exhaust leak, according to the prior art therefore on the joints 17 between the vane turntables 14 the vanes 11 and the guide ring 15 can flow, is by applying the joints 17 prevented with sealing air. Accordingly, no exhaust gas in the area of the bearings 16 between the guide ring 15 and the guide peg 13 the vanes 11 reach.

Ausgehend von der Sperrluftnut 19 können auch die Lagerstellen 16 zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 mit Sperrluft beaufschlagt werden, wodurch dieselben gekühlt werden können. Starting from the Sperrluftnut 19 can also be the bearings 16 between the vanes 13 the vanes 11 and the guide ring 15 are subjected to blocking air, whereby the same can be cooled.

Es liegt demnach im Sinne der Erfindung, dass in das Turbinenzuströmgehäuse 3 mindestens eine Sperrluftbohrung 18, vorzugsweise mehrere Sperrluftbohrungen 18, eingebracht sind. Die oder jede Sperrluftbohrung 18 kommuniziert mit einer umlaufenden, in den Leitring 15 eingebrachten Sperrluftnut 19, von der aus einerseits die Trennfugen 17 zwischen den Leitschaufeldrehtellern 14 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 17 sowie andererseits die Lagerstellen 16 zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 mit Sperrluft beaufschlagt werden können. It is therefore within the meaning of the invention that in the Turbinenzuströmgehäuse 3 at least one sealing air hole 18 , preferably a plurality of sealing air holes 18 , are introduced. The or each barrier air hole 18 communicates with one encircling, in the guide ring 15 introduced Sperrluftnut 19 , from the one hand, the joints 17 between the vane turntables 14 the vanes 11 and the guide ring 17 and on the other hand, the bearings 16 between the vanes 13 the vanes 11 and the guide ring 15 can be acted upon with sealing air.

Dies erfolgt über die Durchbrüche 21 im Leitring 15, welche die Sperrluftnut 19 druckseitig an die Trennfugen 17 zwischen den Leitschaufeldrehtellern 14 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 sowie an die Lagerstellen 16 zwischen den Leitschaufelzapfen 13 der Leitschaufeln 11 und dem Leitring 15 koppeln. Hierdurch kann einerseits verhindert werden, dass Abgasleckage in den Bereich der Lagerstellen 16 gelangt, andererseits können die Lagerstellen 16 gekühlt werden. Einem Versagen der Lagerung der verstellbaren Leitschaufeln 11 im Leitring 15 kann so entgegengewirkt werden. This is done via the breakthroughs 21 in the guide ring 15 which the Sperrluftnut 19 on the pressure side to the joints 17 between the vane turntables 14 the vanes 11 and the guide ring 15 as well as to the bearings 16 between the vanes 13 the vanes 11 and the guide ring 15 couple. In this way, on the one hand, it can be prevented that exhaust gas leakage into the region of the bearing points 16 On the other hand, the bearings can 16 be cooled. A failure of the storage of adjustable vanes 11 in the guide ring 15 can be counteracted this way.

Wie am besten 6 entnommen werden kann, sind in den Leitring 15 benachbart zur Sperrluftnut 19 an eine dem Turbinenzuströmgehäuse 3 zugewandten Seite Aufnahmenuten 20 für nicht gezeigte Dichtungselemente eingebracht. Über diese Dichtungselemente, die in die Aufnahmenuten 20 positioniert sind, kann die Sperrluftnut 19 abgedichtet werden, um eine Sperrluftleckage über einen Trennfuge zwischen dem Zuströmgehäuse 3 und dem Leitring 15 zu unterbinden. How best 6 can be taken are in the guide ring 15 adjacent to Sperrluftnut 19 to a turbine inlet housing 3 facing side grooves 20 introduced for sealing elements, not shown. About these sealing elements in the grooves 20 are positioned, the Sperrluftnut 19 be sealed to prevent a leakage air leakage via a parting line between the Zuströmgehäuse 3 and the guide ring 15 to prevent.

Die oder jede Sperrluftbohrung 18 ist vorzugsweise sowohl gegenüber der Axialrichtung der Axialturbine 2 als auch gegenüber der Radialrichtung der Axialturbine 2 schräggestellt. Vorzugsweise schließt die jeweilige Sperrluftbohrung 18 mit der Axialrichtung der Axialturbine 2 einen Winkel zwischen 15° und 75°, bevorzugt einen Winkel zwischen 30° und 60° ein. Hiermit können die Sperrluftbohrungen 18 besonders bevorzugt im Zuströmgehäuse 3 bis in den Bereich der Sperrluftnut 19 des Leitrings 15 geführt werden. The or each barrier air hole 18 is preferably both with respect to the axial direction of the axial turbine 2 as well as with respect to the radial direction of the axial turbine 2 sloping. Preferably, the respective sealing air hole closes 18 with the axial direction of the axial turbine 2 an angle between 15 ° and 75 °, preferably an angle between 30 ° and 60 °. Hereby, the sealing air holes 18 particularly preferably in Zuströmgehäuse 3 into the area of the blocking air groove 19 of the guide ring 15 be guided.

Bei der Sperrluft kann es sich um Ladeluft eine ohnehin vorhandenen Ladeluftsystems oder um Druckluft eines separaten Druckluftsystems handeln. The blocking air may be charge air, an already existing charge air system or compressed air of a separate compressed air system.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Turbolader turbocharger
2 2
Axialturbine axial turbine
3 3
Zuströmgehäuse inflow housing
4 4
Abströmgehäuse outflow housing
5 5
Turbinenrotor turbine rotor
6 6
Leitapparat diffuser
7 7
Laufschaufel blade
8 8th
Welle wave
9 9
Deckring cover ring
10 10
Befestigungselement fastener
11 11
Leitschaufel vane
12 12
Leitschaufelblatt airfoil
13 13
Leitschaufelzapfen guidevane
14 14
Leitschaufeldrehteller Leitschaufeldrehteller
15 15
Leitring Leitring
16 16
Lagerstelle depository
17 17
Trennfüge Add release
18 18
Sperrluftbohrung Sealing air bore
19 19
Sperrluftnut Sperrluftnut
20 20
Aufnahmenut receiving groove
21 21
Durchbruch breakthrough
22 22
Diffusor diffuser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4426522 A1 [0002] DE 4426522 A1 [0002]
  • DE 10016745 B4 [0003] DE 10016745 B4 [0003]

Claims (8)

Axialturbine (2) eines Turboladers zur Entspannung eines Mediums, mit einem Laufschaufeln (7) aufweisenden Turbinenrotor (5); einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts der Laufschaufeln (7) positionierten, verstellbare Leitschaufeln (11) aufweisen Leitapparat (6), wobei jede Leitschaufel (11) ein Leitschaufelblatt (12), einen Leitschaufeldrehteller (14) und einen in einem Leitring (15) gelagerten Leitschaufelzapfen (13) aufweisen; einem in Strömungsrichtung des zu entspannenden Mediums gesehen stromaufwärts des Leitapparats (6) positionierten Zuströmgehäuse (3), über welches das zu entspannende Medium den Leitschaufeln (11) des Leitapparats (6) zuführbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass in das Zuströmghäuse (3) mindestens eine Sperrluftbohrung (18) eingebracht ist; in den Leitring (15) eine umlaufende Sperrluftnut (19) eingebracht ist; die oder jede in das Zuströmgehäuse (3) eingebrachte Sperrluftbohrung (18) sich durch das Zuströmgehäuse (3) hindurch erstreckt und in die in den Leitring (15) eingebrachte Sperrluftnut (19) mündet, wobei ein Sperrluftdruck im Bereich einer von der Sperrluftnut (19) aus mit Sperrluft beaufschlagbaren Trennfuge (17) zwischen dem Leitschaufeldrehteller (14) der jeweiligen Leitschaufel (11) und dem Leitring (15) größer als ein Abgasdruck im Bereich dieser Trennfuge (17) ist. Axial turbine ( 2 ) of a turbocharger for the expansion of a medium, with a rotor blades ( 7 ) having turbine rotor ( 5 ); seen in the flow direction of the medium to be relaxed upstream of the blades ( 7 ), adjustable vanes ( 11 ) have a distributor ( 6 ), each vane ( 11 ) a vane blade ( 12 ), a vane turntable ( 14 ) and one in a guide ring ( 15 ) mounted Leitschaufelzapfen ( 13 ) exhibit; a seen in the flow direction of the medium to be relaxed upstream of the distributor ( 6 ) positioned Zuströmgehäuse ( 3 ), over which the medium to be relaxed the guide vanes ( 11 ) of the distributor ( 6 ) can be supplied; characterized in that in the Zuströmghäuse ( 3 ) at least one sealing air bore ( 18 ) is introduced; into the guide ring ( 15 ) a circumferential Sperrluftnut ( 19 ) is introduced; the or each into the inlet housing ( 3 ) introduced sealing air bore ( 18 ) through the inlet housing ( 3 ) and into which in the guide ring ( 15 ) introduced Sperrluftnut ( 19 ), wherein a sealing air pressure in the region of one of the Sperrluftnut ( 19 ) can be acted upon with sealing air parting line ( 17 ) between the guide vane turntable ( 14 ) of the respective vane ( 11 ) and the guide ring ( 15 ) greater than an exhaust gas pressure in the region of this parting line ( 17 ). Axialturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitring (15) und dem Leitschaufelzapfen (13) der jeweiligen Leitschaufel (11) eine jeweilige Lagerstelle (16) ausgebildet ist, die von der Sperrluftnut (19) aus mit Sperrluft beaufschlagbar ist. Axial turbine according to claim 1, characterized in that between the guide ring ( 15 ) and the Leitschaufelzapfen ( 13 ) of the respective vane ( 11 ) a respective storage location ( 16 ) is formed by the Sperrluftnut ( 19 ) is acted upon by blocking air. Axialturbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrluftnut (19) über Durchbrüche (21) im Leitring (15) mit der Trennfuge (17) und den Lagerstellen(16) kommuniziert und dieselben mit Sperrluft beaufschlagt. Axial turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the Sperrluftnut ( 19 ) about breakthroughs ( 21 ) in the guide ring ( 15 ) with the parting line ( 17 ) and the depositories ( 16 ) communicates and pressurizes the same with blocking air. Axialturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitring (15) und dem Zuströmgehäuse (3) Dichtungselemente zur Abdichtung der Sperrluftnut (19) angeordnet sind. Axial turbine according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the guide ring ( 15 ) and the inlet housing ( 3 ) Sealing elements for sealing the Sperrluftnut ( 19 ) are arranged. Axialturbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitring (15) benachbart zur Sperrluftnut (19) Aufnahmenuten (20) für die Dichtungselemente ausfweist. Axial turbine according to claim 4, characterized in that the guide ring ( 15 ) adjacent to the blocking air groove ( 19 ) Receiving grooves ( 20 ) for the sealing elements ausfweist. Axialturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrluftbohrungen (18) gegenüber der Axialrichtung der Axialturbine und gegenüber der Radialrichtung der Axialturbine schräggestellt sind. Axial turbine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing air holes ( 18 ) are inclined relative to the axial direction of the axial turbine and with respect to the radial direction of the axial turbine. Axialturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrluftbohrungen (18) mit der Axialrichtung der Axialturbine einen Winkel zwischen 15° und 75°, insbesondere zwischen 30° und 60°, einschließen. Axial turbine according to claim 6, characterized in that the sealing air holes ( 18 ) with the axial direction of the axial turbine an angle between 15 ° and 75 °, in particular between 30 ° and 60 °. Turbolader (1), mit einer Axialturbine (2) zur Entspannung von Abgas und zur Gewinnung von Energie bei der Entspannung von Abgas, und mit einem Verdichter zur Verdichtung von Ladeluft unter Nutzung der in der Axialturbine (2) gewonnenen Energie, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialturbine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. Turbocharger ( 1 ), with an axial turbine ( 2 ) for the expansion of exhaust gas and for the recovery of energy during the expansion of exhaust gas, and with a compressor for the compression of charge air using the in the axial turbine ( 2 ) Energy generated, characterized in that the axial turbine ( 2 ) is designed according to one of claims 1 to 7.
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