DE10328167A1 - Turbine housing for an exhaust gas turbocharger - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht von einem Turbinengehäuse (10) für einen Abgasturbolader, dessen zweiflutiger, spiralförmiger Einlasskanal ein Laufrad umgibt und das eine Konturhülse (14) aufweist, die mit einem Konturabschnitt (15) mit Spiel eine seitliche Gehäusebegrenzung des Laufrads bildet und einen koaxial zu einer Rotationsachse des Laufrads verlaufenden Auslass (18) für Abgase besitzt, wobei radial zwischen der Konturhülse und der zweiten Flut (12) des Einlasskanals ein axialer Regelschieber (17) angeordnet ist, der in einer ersten Stellung die zweite Flut (12) schließt, in einer zweiten Stellung die zweite Flut (12) öffnet und in einer dritten Stellung einen Bypass öffnet. Es wird vorgeschlagen, dass die Konturhülse (14) mindestens einen Abblasekanal (10) (16) aufweist, der den Bereich der zweiten Flut (12) mit dem Auslass in Strömungsrichtung hinter dem Konturabschnitt (15) verbindet und vom Regelschieber (17) gesteuert wird.The invention is based on a turbine housing (10) for an exhaust gas turbocharger whose double-flow, spiral inlet channel surrounds an impeller and which has a contour sleeve (14) which forms a lateral housing boundary of the impeller with a contour section (15) with clearance and one coaxial to one An exhaust gas outlet (18) extending radially from the impeller to the impeller has an axial control slide (17) arranged radially between the casing and the second flow (12) of the inlet passage and closing the second flow (12) in a first position second position opens the second flood (12) and opens a bypass in a third position. It is proposed that the contour sleeve (14) has at least one blow-off duct (16) which connects the region of the second flow (12) to the outlet in the flow direction behind the contour section (15) and is controlled by the control slide (17) ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a turbine housing for an exhaust gas turbocharger the preamble of claim 1.

Aus der DE 199 24 228 A1 ist ein Abgasturbolader mit einer Abgasturbine bekannt, deren Turbinengehäuse einen spiralförmigen Einlasskanal mit einer ersten und zweiten Flut besitzt. Der Einlasskanal umgibt ein Laufrad, das um eine Rotationsachse drehbar in dem Turbinengehäuse gelagert ist und dessen Laufschaufeln seitlich von einer Konturhülse mit Spiel begrenzt werden. Die Konturhülse besitzt einen Auslass für die Abgase, der koaxial zu Rotationsachse verläuft. Radial zwischen der Konturhülse und dem Einlasskanal ist koaxial zur Rotationsachse ein Regelschieber vorgesehen, der die zweite Flut steuert.From the DE 199 24 228 A1 is an exhaust gas turbocharger with an exhaust gas turbine is known, the turbine housing has a spiral inlet channel with a first and second flood. The inlet channel surrounds an impeller which is rotatably mounted about an axis of rotation in the turbine housing and the rotor blades are limited laterally by a contour sleeve with play. The contour sleeve has an outlet for the exhaust gases, which runs coaxially to the axis of rotation. Radially between the contour sleeve and the inlet channel, a control slide is provided coaxially to the axis of rotation, which controls the second flood.

In einer ersten Position verschließt der Regelschieber mit einem vorderen Ende die zweite Flut, während in einer zweiten Position die zweite Flut geöffnet ist. Der Regelschieber besitzt an seinem Umfang eine Ringnut, die in einer dritten Position den Durchfluss zu einem Bypass freigibt, indem sie eine radiale Dichtung überbrückt. Der Bypass führt über einen Gehäuseteil nach außen, in dem ein Verstellmachnismus für den Regelschieber untergebracht ist, der somit von den heißen Abgasen beaufschlagt wird, was zu Störungen und Verschleiß führen kann.In closes a first position the control slide with a front end the second tide while in a second position the second flood is open. The control slide has at its periphery an annular groove in a third position releases the flow to a bypass by making a radial Gasket bridged. Of the Bypass leads over one housing part outward, in which an adjustment for The control slide is housed, thus the hot exhaust gases is applied, causing interference and wear can cause.

Ferner wirken auf die Stirnseiten des Regelschiebers unterschiedliche Drücke vom Turbineneinlass und Turbinenauslass. Infolge der Druckdifferenz erhöhen sich somit die erforderlichen Stellkräfte für den Regelschieber. Außerdem sind zwischen dem Regelschieber und dem Turbinengehäuse zu beiden Seiten der Ringnut Dichtflächen erforderlich. Diese erhöhen den Fertigungsaufwand und bedingen zusammen mit der Ringnut einen großen axialen Stellweg, wodurch sich das Ansprechverhalten des Regelschiebers verschlechtert.Further act on the front sides of the control slide different pressures from Turbine inlet and turbine outlet. As a result of the pressure difference increase thus the required restoring forces for the Regulating slide. Furthermore are between the control slide and the turbine housing on both sides the annular groove sealing surfaces required. Increase this the production cost and condition together with the annular groove one huge axial travel, resulting in the response of the control slide deteriorated.

Nach einer weiteren Ausführung dient der Regelschieber selbst als Konturhülse. Hierbei öffnet der Regelschieber in einer dritten Position einen Bypass zwischen seiner Stirnseite und dem Laufrad, so dass Abgase von der zweiten Flut am Laufrad vorbei zum Auslass gelangen. Da sich hierbei die seitliche Begrenzung des Laufrads verändert wird die Durchströmung durch das Laufrad gestört, wenn der Bypass geöffnet ist.To another embodiment the control slide itself serves as a contour sleeve. This opens the Control slide in a third position a bypass between his Front side and the impeller, allowing exhaust gases from the second tide pass the impeller to the outlet. Since this is the lateral boundary of the impeller changed will the flow disturbed by the impeller, when the bypass is open is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Regelung der Abgasströmung im Turbinengehäuse zu vereinfachen und zu verbessern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Of the The invention is based on the object, the regulation of the exhaust gas flow in the turbine housing to simplify and improve. It is according to the invention by the features of claim 1. Further advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Nach der Erfindung weist die Konturhülse mindestens einen Abblasekanal auf, der den Bereich der zweiten Flut mit dem Auslass in Strömungsrichtung hinter dem Konturabschnitt verbindet und vom Regelschieber gesteuert wird. Da der Gehäuseteil, in dem ein Verstellmechanismus für den Regelschieber untergebracht ist, vom Abgas nicht mehr durchströmt wird, können auf die Stirnflächen des Regelschiebers gleiche Drücke wirken, so dass sich kleine Stellkräfte ergeben. Ferner sind zwischen dem Turbinengehäuse und dem Regelschieber keine aufwändigen Dichtungen vorzusehen. Dadurch wird im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, für die der Turbolader gedacht ist, das Drehmoment deutlich angehoben und das Instationärverhalten verbessert.To The invention has the contour sleeve at least a blow-off on the second flood area with the Outlet in the flow direction connected behind the contour section and controlled by the control slide becomes. Since the housing part, in which an adjustment mechanism for the control slide is housed, the exhaust gas is no longer flowed through, can on the faces of the control slide equal pressures act, resulting in small actuating forces. Further, between the turbine housing and the control slide no consuming Provide seals. As a result, in the lower speed range of Internal combustion engine, for which the turbocharger is thought to have significantly raised the torque and the transient behavior improved.

Außerdem kann die Gesamtkonstruktion deutlich vereinfacht und verkürzt werden, da eine Ringnut mit den zugehörigen Dichtungen am Umfang des Regelschiebers entfällt. Ferner kann der Abstand zwischen der Öffnung des Abblasekanals und dem turbinenseitigen Ende der Konturhülse verringert werden, ohne die Dichtheit im geschlossenen Zustand nennenswert zu gefährden. Hiermit wird ein ungünstiger Totweg zwischen dem vollständigen Öffnen der zweiten Turbinenflut und dem Beginn des Abblasens verringert bzw. vermieden. Ein solcher Totweg verursacht trotz einer Veränderung der Regelschieberstellung in diesem Bereich keine Veränderung des Aufstauverhaltens der Turbine, womit eine schnelle und harmonische Ladedruckregelung erschwert oder gar unmöglich wird.In addition, can the overall construction is significantly simplified and shortened, as an annular groove with the associated Seals on the circumference of the control slide omitted. Furthermore, the distance between the opening the blow-off duct and the turbine-side end of the contour sleeve are reduced, without appreciably endangering the tightness in the closed state. Herewith becomes an unfavorable one Dead path between the full opening of the reduced second turbine tide and the beginning of the blow-off or avoided. Such a dead path causes despite a change the control slide position in this area no change in the Aufstauverhaltens the turbine, bringing a fast and harmonious Boost pressure control is difficult or even impossible.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Konturhülse über den Umfang verteilt mehrere Abblasekanäle auf. Durch die deutliche Vergrößerung der Abblasekanäle gegenüber dem Stand der Technik kann der Grundladedruck bei geöffneter Stellung des Regelschiebers drastisch reduziert werden, was zu Verbrauchsvorteilen im Teillastbereich der Brennkraftmaschine genutzt werden kann.To an embodiment of the invention, the contour sleeve on the Circumference distributes several blow-off channels. By the clear Magnification of the Abblasekanäle across from In the prior art, the base boost pressure when open Position of the control slide can be drastically reduced, resulting in consumption advantages can be used in the partial load range of the internal combustion engine.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing is an embodiment represented the invention. The drawing, the description and the Claims included numerous features in combination. The skilled person will become the characteristics appropriately also individually consider and summarize to meaningful further combinations.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen halben schematischen Längsschnitt durch ein Turbinengehäuse mit einem Regelschieber in geschlossener Stellung und 1 a half-schematic longitudinal section through a turbine housing with a control slide in the closed position and

2 einen Längsschnitt entsprechend 1 mit einem Regelschieber in geöffneter Stellung. 2 a longitudinal section accordingly 1 with a control slide in the open position.

Ein Turbinengehäuse 10 besitzt einen Einlasskanal mit einer ersten Flut 11 und einer zweiten Flut 12. Der Einlasskanal 11, 12 umgibt ein nicht dargestelltes Laufrad, dass um eine Rotationsachse 13 drehbar gelagert ist. Koaxial zur Drehachse 13 ist eine Konturhülse 14 vorgesehen, die mit einem Konturabschnitt 15 mit Spiel eine seitliche Begrenzung des Laufrads bildet. An dem dem Konturabschnitt 15 abgewandten Ende besitzt die Konturhülse 14 einen Auslass 18 für die Abgase.A turbine housing 10 has an inlet channel with a first tide 11 and a second flood 12 , The inlet channel 11 . 12 surrounds an unillustrated impeller, that about an axis of rotation 13 is rotatably mounted. Coaxial to the axis of rotation 13 is a contour sleeve 14 provided with a contour section 15 with play forms a lateral boundary of the impeller. At the contour section 15 opposite end has the contour sleeve 14 an outlet 18 for the exhaust gases.

Radial zwischen der Konturhülse 14 und dem Turbinengehäuse 10 ist ein axialer Regelschieber 17 angeordnet, der in einer ersten Stellung (1) die zweite Flut 12 schließt und in einer zweiten Stellung öffnet. Wird der Regelschieber 17 darüber hinaus in eine dritte Stellung (2) verschoben, öffnet er einen Abblasekanal 16 in der Konturhülse 14, der den Bereich der zweiten Flut 12 mit dem Auslass 18 verbindet. Der Abblasekanal 16 kann sich in Umfangsrichtung der Konturhülse 14 über einen größeren Winkelbereich erstrecken. Ferner können mehrere, über den Umfang verteilte Abblasekanäle 16 vorgesehen werden. Der Abstand 21 zwischen der Öffnung des Abblasekanals 16 und dem Ende der Konturhülse 14 kann sehr klein gewählt werden, ohne die Dichtfunktion in der geschlossenen ersten Stellung des Regelschiebers 17 zu beeinträchtigen. Durch einen kurzen Abstand 21 ist es möglich, den Totweg zwischen der zweiten geöffneten Stellung der zweiten Flut 12 und der dritten Stellung, in der der Abblasekanal 16 geöffnet ist, zu verringern bzw. zu vermeiden. Somit ist es möglich, eine kontinuierliche und verzögerungsfreie Ladedruckregelung darzustellen.Radial between the contour sleeve 14 and the turbine housing 10 is an axial control slide 17 arranged in a first position ( 1 ) the second flood 12 closes and opens in a second position. Will the control slide 17 in addition to a third position ( 2 ), it opens a blow-off channel 16 in the contour sleeve 14 that is the area of the second tide 12 with the outlet 18 combines. The blow-off channel 16 can be in the circumferential direction of the contour sleeve 14 extend over a larger angular range. Furthermore, multiple, distributed over the circumference Abblasekanäle 16 be provided. The distance 21 between the opening of the blow-off duct 16 and the end of the contour sleeve 14 can be very small, without the sealing function in the closed first position of the control slide 17 to impair. Through a short distance 21 It is possible, the dead path between the second open position of the second flood 12 and the third position, in which the blow-off channel 16 is open, reduce or avoid. Thus, it is possible to represent a continuous and delay-free boost pressure control.

Der Regelschieber 17 wird von einem Verstellmechanismus mit einer Verstellgabel 19 betätigt, die auf einer Schwenkachse 20 schwenkbar gelagert ist. Der Verstellmechanismus wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit in Abhängigkeit der relevanten Betriebs- und Umgebungsparameter der Brennkraftmaschine und des Turboladers angesteuert.The control slide 17 is powered by an adjustment mechanism with an adjustment fork 19 operated on a pivot axis 20 is pivotally mounted. The adjusting mechanism is controlled by a control unit, not shown, depending on the relevant operating and environmental parameters of the internal combustion engine and the turbocharger.

Claims (2)

Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader, dessen zweiflutiger, spiralförmiger Einlasskanal ein Laufrad umgibt und das eine Konturhülse aufweist, die mit einem Konturabschnitt mit Spiel eine seitliche Gehäusebegrenzung des Laufrads bildet und einen koaxial zu einer Rotationsachse des Laufrads verlaufenden Auslass für Abgase besitzt, wobei radial zwischen der Konturhülse und der zweiten Flut des Einlasskanals ein axialer Regelschieber angeordnet ist, der in einer ersten Stellung die zweite Flut schließt, in einer zweiten Stellung die zweite Flut öffnet und in einer dritten Stellung einen Bypass öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturhülse (14) mindestens einen Abblasekanal (16) aufweist, der den Bereich der zweiten Flut (12) mit dem Auslass (18) in Strömungsrichtung hinter dem Konturabschnitt (15) verbindet und vom Regelschieber (17) gesteuert wird.Turbine housing for an exhaust gas turbocharger, the double-flow, spiral inlet channel surrounds an impeller and having a contoured sleeve which forms with a contour portion with play a lateral housing boundary of the impeller and has a coaxial with a rotational axis of the impeller outlet for exhaust gases, wherein radially between the contour sleeve and the second trough of the inlet channel, an axial control slide is arranged, which closes the second tide in a first position, in a second position, the second tide opens and opens in a third position, a bypass, characterized in that the contour sleeve ( 14 ) at least one blow-off channel ( 16 ), which covers the area of the second flood ( 12 ) with the outlet ( 18 ) in the flow direction behind the contour section ( 15 ) and the control slide ( 17 ) is controlled. Turbinengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturhülse (14) über den Umfang verteilt mehrere Abblasekanäle (16) aufweist.Turbine housing according to claim 1, characterized in that the contour sleeve ( 14 ) distributed over the circumference several Abblasekanäle ( 16 ) having.
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