DE102019101868A1 - turbocharger - Google Patents
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Abstract
Turbolader, mit einer Turbine (2) zur Entspannung eines ersten Mediums, wobei die Turbine (2) ein Turbinengehäuse und einen Turbinenrotor (5) aufweist, mit einem Verdichter zur Verdichtung eines zweiten Mediums unter Nutzung von in der Turbine (2) bei Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie, wobei der Verdichter ein Verdichtergehäuse und einen mit dem Turbinenrotor (5) über eine Welle (8) gekoppelten Verdichterrotor aufweist, mit einem zwischen dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse angeordneten Lagergehäuse (9), in welchem die Welle (8) über ein der Turbine (2) zugewandtes Lager (18) gelagert ist, mit einer Abschlussscheibe (22), die sich an einer der Turbine (2) zugewandten Seite eines Lagerrings oder einer Lagerbuchse (19) des der Turbine (2) zugewandten Lagers (18) an den Lagerring oder die Lagerbuchse (19) anschließt. In die Abschlussscheibe (22) ist an einer dem Lagerring oder der Lagerbuchse (19) des der Turbine (2) zugewandten Lagers (18) zugewandten Axialfläche (23) ein in Richtung auf den Lagerring oder die Lagerbuchse (19) offener Verwirbelungsraum (24) einbracht, der Öl, welches aus einem Schmierspalt (20) des Lagers (18) austritt, auffängt und ableitet.Turbocharger, with a turbine (2) for expanding a first medium, the turbine (2) having a turbine housing and a turbine rotor (5), with a compressor for compressing a second medium using in the turbine (2) when the energy obtained from the first medium, the compressor having a compressor housing and a compressor rotor coupled to the turbine rotor (5) via a shaft (8), with a bearing housing (9) arranged between the turbine housing and the compressor housing and in which the shaft (8) a bearing (18) facing the turbine (2) is mounted, with an end plate (22) which is located on a side of a bearing ring or a bearing bush (19) of the bearing (18) facing the turbine (2) facing the turbine (2) ) to the bearing ring or the bearing bush (19). A swirling space (24) open in the direction of the bearing ring or the bearing bush (19) is located in the end disk (22) on an axial surface (23) facing the bearing ring or the bearing bush (19) of the bearing (18) facing the turbine (2). brings in, the oil, which emerges from a lubrication gap (20) of the bearing (18), collects and drains.
Description
Die Erfindung betrifft einen Turbolader.The invention relates to a turbocharger.
Der grundsätzliche Aufbau eines Turboladers ist dem hier angesprochenen Fachmann bekannt. Ein Turbolader verfügt über eine Turbine, in der ein erstes Medium entspannt wird. Ferner verfügt ein Turbolader über einen Verdichter, in dem ein zweites Medium verdichtet wird, und zwar unter Nutzung der in der Turbine bei der Entspannung des ersten Mediums gewonnenen Energie. Die Turbine des Turboladers verfügt über ein Turbinengehäuse sowie einen Turbinenrotor. Der Verdichter des Turboladers verfügt über ein Verdichtergehäuse sowie einen Verdichterrotor. Zwischen dem Turbinengehäuse der Turbine und dem Verdichtergehäuse des Verdichters ist ein Lagergehäuse positioniert, wobei das Lagergehäuse einerseits mit dem Turbinengehäuse und andererseits mit dem Verdichtergehäuse verbunden ist. Im Lagergehäuse ist eine Welle gelagert, über die der Turbinenrotor mit dem Verdichterrotor gekoppelt ist.The basic structure of a turbocharger is known to those skilled in the art. A turbocharger has a turbine in which a first medium is expanded. Furthermore, a turbocharger has a compressor in which a second medium is compressed, using the energy obtained in the turbine when the first medium is expanded. The turbine of the turbocharger has a turbine housing and a turbine rotor. The turbocharger's compressor has a compressor housing and a compressor rotor. A bearing housing is positioned between the turbine housing of the turbine and the compressor housing of the compressor, the bearing housing being connected on the one hand to the turbine housing and on the other hand to the compressor housing. A shaft is mounted in the bearing housing, via which the turbine rotor is coupled to the compressor rotor.
Aus der
Eine wesentliche Anforderung im Hinblick auf die Betriebssicherheit eines Turboladers besteht in der Öldichtigkeit der Lagerung der Welle, insbesondere zum Turbinenrad der Turbine hin. Speziell auf der heißen Turbinenseite besteht die Gefahr, dass aus dem Lagergehäuse austretendes Öl sich entzünden kann. Aus diesem Grund sind Wellendichtungen für die Lagerung der Welle im Lagergehäuse für die Betriebssicherheit von Turboladern wesentliche Komponenten.An essential requirement with regard to the operational safety of a turbocharger is the oil-tightness of the bearing of the shaft, in particular towards the turbine wheel of the turbine. Especially on the hot turbine side there is a risk that oil escaping from the bearing housing can ignite. For this reason, shaft seals for bearing the shaft in the bearing housing are essential components for the operational safety of turbochargers.
Es besteht also Bedarf an einem Turbolader, bei dem mit einfachen Mitteln sicher und zuverlässig eine Öldichtigkeit für die Lagerung der Welle im Lagergehäuse insbesondere angrenzend an die Turbine bereitgestellt werden kann. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Turbolader zu schaffen.There is therefore a need for a turbocharger in which an oil-tightness can be provided safely and reliably for mounting the shaft in the bearing housing, in particular adjacent to the turbine, using simple means. Proceeding from this, the object of the present invention is to create a new type of turbocharger.
Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist in die Abschlussscheibe an einer dem Lagerring oder der Lagerbuchse des der Turbine zugewandten Lagers zugewandten Axialfläche ein in Richtung auf den Lagerring oder die Lagerbuchse offener Verwirbelungsraum eingebracht, der Öl, welches aus einem Schmierspalt des Lagers austritt, auffängt und ableitet. Im Sinne der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Abschlussscheibe, die sich an den Lagerring oder die Lagerbuchse des der Turbine zugewandten Lagers der Welle angrenzend zur Turbine anschließt, einen Verwirbelungsraum aufweist, der in Richtung auf den Lagerring oder die Lagerbuchse offen ist. Öl, welches aus dem Schmierspalt des Lagers austritt, kann in den in Richtung auf den Lagerring oder die Lagerbuchse offenen Verwirbelungsraum eintreten und dort aufgefangen und beruhigt werden. Der Verwirbelungsraum leitet aufgefangenes und beruhigtes Öl ab, und zwar in Richtung auf einen Ölablauf im Bereich des Lagergehäuses. Hiermit kann eine Öldichtigkeit für die Lagerung der Welle im Lagergehäuse insbesondere angrenzend an die Turbine gewährleistet werden. Die Betriebssicherheit des Turboladers kann so mit einfachen Mitteln erhöht werden.This object is achieved by a turbocharger according to claim 1. According to the invention, a swirling space which is open in the direction of the bearing ring or the bearing bush is introduced into the end plate on an axial surface facing the bearing ring or the bearing bush of the turbine-facing bearing and collects and drains off the oil which escapes from a lubricating gap in the bearing. In the sense of the invention, it is proposed that the end plate, which adjoins the bearing ring or the bearing bush of the bearing of the shaft facing the turbine adjacent to the turbine, has a swirling space which is open in the direction of the bearing ring or the bearing bush. Oil that escapes from the lubrication gap of the bearing can enter the swirling space that is open in the direction of the bearing ring or the bearing bush, where it can be collected and calmed down. The swirl chamber drains collected and calmed oil, in the direction of an oil drain in the area of the bearing housing. This can ensure oil tightness for the bearing of the shaft in the bearing housing, in particular adjacent to the turbine. The operational safety of the turbocharger can thus be increased with simple means.
Nach einer Weiterbildungen der Erfindung ist der in Richtung auf den Lagerring oder die Lagerbuchse offene Verwirbelungsraum der Abschlussscheibe an einer vom Lagerring oder der Lagerbuchse abgewandten Seite durch eine geschlossene Axialwand und an einer radial äußeren Seite durch eine geschlossene Radialwand begrenzt. Der in Richtung auf den Lagerring oder die Lagerbuchse offene Verwirbelungsraum der Abschlussscheibe ist an einer an einer radial inneren, der Welle zugewandten Seite durch einen Steg begrenzt, der sich ausgehend von der Axialwand, die den offenen Verwirbelungsraum an der vom Lagerring oder der Lagerbuchse abgewandten Seite begrenzt ist, in axialer Richtung auf die dem Lagerring oder der Lagerbuchse zugewandte Axialfläche erstreckt und mit Abstand vor dieser Axialfläche endet. Eine solche Konturierung des in Richtung auf den Lagerring oder die Lagerbuchse offenen Verwirbelungsraums der Abschlussscheibe ist besonders bevorzugt, um aus dem Schmierspalt des Lagers austretendes Öl sicher aufzufangen und zu beruhigen.According to a further development of the invention, the swirling space of the cover disk, which is open in the direction of the bearing ring or the bearing bush, is delimited on one side facing away from the bearing ring or the bearing bush by a closed axial wall and on a radially outer side by a closed radial wall. The swirling space of the cover plate, which is open in the direction of the bearing ring or the bearing bush, is delimited on one side on a radially inner side facing the shaft by a web which, starting from the axial wall, defines the open swirling space on the side facing away from the bearing ring or the bearing bush is limited, extends in the axial direction to the axial surface facing the bearing ring or the bearing bush and ends at a distance from this axial surface. Such a contouring of the swirling space of the cover plate, which is open in the direction of the bearing ring or the bearing bush, is particularly preferred in order to reliably catch and calm oil escaping from the lubricating gap of the bearing.
Vorzugsweise ist der offene Verwirbelungsraum derart konturiert, dass eine Verlängerung einer dem Verwirbelungsraum zugewandten Fase des Lagerrings oder der Lagerbuchse die geschlossene Axialwand schneidet. Auch diese Details dienen dem sicheren Auffangen und beruhigen desjenigen Öls, welches aus dem Schmierspalt des Lagers austritt.The open swirling space is preferably contoured in such a way that an extension of a chamfer of the bearing ring or the bearing bush facing the swirling space intersects the closed axial wall. These details also serve to safely catch and soothe the oil that escapes from the lubrication gap of the bearing.
Der Steg, der den Verwirbelungsraum radial innen begrenzt, definiert einen Dichtspalt zur Welle, dessen axiale Länge vorzugsweise zwischen dem 0,1-fachen und dem 0,7-fachen der axialen Dicke des Abschlussscheibe und/oder dessen radiale Breite vorzugsweise zwischen dem 2-fachen und 20-fachen des radialen Lagerspiels zwischen dem Lagerring oder der Lagerbuchse und der Welle beträgt. Diese Details der Abschlussscheibe, nämlich des den Verwirbelungsraum radial innen abschnittsweise begrenzenden Stegs sind von Vorteil, um das Öl, welches den Schmierspalt verlässt, sicher aufzufangen.The web, which delimits the swirling space radially on the inside, defines a sealing gap to the shaft, the axial length of which is preferably between the 0.1 times and 0.7 times the axial thickness of the cover plate and / or its radial width is preferably between 2 times and 20 times the radial bearing clearance between the bearing ring or the bearing bush and the shaft. These details of the cover plate, namely the web that delimits the swirling space radially on the inside, are advantageous in order to reliably collect the oil that leaves the lubrication gap.
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:
-
1 einen Querschnitt durch einen Turbolader, -
2 ein Detail eines erfindungsgemäßen Turboladers, -
3 ein Detail der2 , und -
4 ein weiteres Detail eines erfindungsgemäßen Turboladers.
-
1 a cross section through a turbocharger, -
2nd a detail of a turbocharger according to the invention, -
3rd a detail of the2nd , and -
4th another detail of a turbocharger according to the invention.
Die Turbine
Das Turbinengehäuse
Das Turbinengehäuse
Das Turbinengehäuse
Ferner zeigt
Das Zuströmgehäuse
Wie bereits ausgeführt, sind der Turbinenrotor
Bei diesem der Turbine bzw. dem Turbinenrad
An den Lagerring oder die Lagerbuchse
Aus dem Schmierspalt
Der Verwirbelungsraum
Wie bereits ausgeführt, ist der Verwirbelungsraum
Der Steg
Die radiale Breite des Dichtspalts
In
Mit der Erfindung wird also vorgeschlagen, dass in den Abschlussdeckel
Der Verwirbelungsraum
Im Bereich desjenigen Lagers, welches die Welle
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- Turboladerturbocharger
- 22nd
- Turbineturbine
- 33rd
- Verdichtercompressor
- 44th
- TurbinengehäuseTurbine casing
- 55
- TurbinenrotorTurbine rotor
- 66
- VerdichtergehäuseCompressor housing
- 77
- VerdichterrotorCompressor rotor
- 88th
- Wellewave
- 9 9
- LagergehäuseBearing housing
- 1010th
- Schalldämpfersilencer
- 1111
- ZuströmgehäuseInflow housing
- 1212th
- AbströmgehäuseOutlet housing
- 1313
- EinsatzstückInsert
- 1414
- LaufschaufelBlade
- 1515
- DüsenringNozzle ring
- 1616
- DichtdeckelSealing cover
- 1717th
- BefestigungseinrichtungFastening device
- 1818th
- Lagercamp
- 1919th
- Lagerring/LagerbuchseBearing ring / bearing bush
- 2020
- SchmierspaltLubrication gap
- 2121
- Bohrungdrilling
- 2222
- AbschlussscheibeCover lens
- 2323
- AxialflächeAxial surface
- 2424th
- VerwirbelungsraumSwirling space
- 2525th
- Fasechamfer
- 2626
- ÖlablauföffnungOil drain opening
- 2727
- AxialwandAxial wall
- 2828
- RadialwandRadial wall
- 2929
- Stegweb
- 3030th
- RadialspaltRadial gap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R084 | Declaration of willingness to licence |