DE10331619A1 - Exhaust turbocharger for a supercharged internal combustion engine, comprises turbine and the compressor wheel which together form a combined turbine-compressor wheel - Google Patents

Exhaust turbocharger for a supercharged internal combustion engine, comprises turbine and the compressor wheel which together form a combined turbine-compressor wheel Download PDF

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Abstract

The exhaust turbocharger (1) comprises a compressor (10) with a compressor wheel (18) which is coaxially arranged on the radial outer peripheral face of the turbine wheel (16) of the turbine (4). The turbine wheel and the compressor wheel form a combined turbine-compressor wheel (14).

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einem Abgasturbolader für eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, welcher auf einer Welle angeordnet eine Turbine und einen ersten Verdichter umfasst, wobei zwischen einer Zuströmseite der Turbine und einer Druckseite des ersten Verdichters eine Gasleitungsverbindung sowie eine einen zweiten Verdichter umfassende Gasfördereinrichtung zur Förderung von Gas entlang der Gasleitungsverbindung angeordnet ist, gemäß der Gattung von Anspruch 1.The The invention is based on an exhaust gas turbocharger for a supercharged internal combustion engine with exhaust gas recirculation, which arranged on a shaft a turbine and a first compressor comprising, between an upstream side of the turbine and a Pressure side of the first compressor a gas line connection as well a gas conveyor comprising a second compressor for conveying of gas is arranged along the gas line connection, according to the genus of claim 1.

Ein solcher Abgasturbolader ist beispielsweise aus der DE 43 12 078 C2 bekannt. Durch die Gasfördereinrichtung muß der Abgasdruck an der Zuströmseite der Turbine nicht mehr höher sein als der an der Druckseite des ersten Verdichters herrschende Ladeluftdruck, weil die Gasfördereinrichtung ein mögliches Druckgefälle ausgleicht bzw. durch ein in der Gasleitungsverbindung angeordnetes und abhängig von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine gesteuertes Steuerventil der dortige Druck eingestellt werden kann.Such an exhaust gas turbocharger is for example from the DE 43 12 078 C2 known. By the gas delivery device, the exhaust pressure at the upstream side of the turbine must not be higher than the prevailing at the pressure side of the first compressor charge air pressure, because the gas conveyor compensates for a possible pressure gradient or by a arranged in the gas line connection and controlled by the operating parameters of the internal combustion engine control valve the local pressure can be adjusted.

Bei dem bekannten Abgasturbolader ist das Verdichterrad des zweiten Verdichters auf der Rückseite des Turbinenrades angeordnet und die Verdichterschaufeln axial gegensinnig zu den Turbinenschaufeln ausgerichtet. Folglich sind zwei getrennte Strömungskanäle vorhanden, um sowohl das Turbinenrad als auch das Verdichterrad mit einer Abgasströmung zu versorgen.at the known exhaust gas turbocharger is the compressor wheel of the second Compressor on the back arranged the turbine wheel and the compressor blades axially in opposite directions Aligned to the turbine blades. Consequently, there are two separate flow channels, to both the turbine and the compressor with an exhaust gas flow to supply.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbolader der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass er konstruktiv einfacher aufgebaut und kostengünstiger herstellbar ist.Of the present invention is based on the object, an exhaust gas turbocharger the aforementioned To develop such a way that he constructed constructively simpler and cheaper to produce is.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.According to the invention this Problem solved by the characterizing features of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Indem das Verdichterrad des zweiten Verdichters an der radial äußeren Umfangsfläche des Turbinenrades der Turbine koaxial angeordnet ist und das Turbinenrad und das Verdichterrad zusammen ein kombiniertes Turbinen-Verdichterrad bilden, ergibt sich eine sehr einfache Montage des Abgasturboladers, weil das Verdichterrad lediglich radial auf das Turbinenrad aufgesetzt bzw. als einstückiges Bauteil mit dem Turbinenrad ausgeführt wird. Außerdem wird die axiale Länge des Abgasturboladers verkürzt.By doing the compressor wheel of the second compressor on the radially outer peripheral surface of the turbine wheel the turbine is arranged coaxially and the turbine wheel and the compressor wheel together form a combined turbine compressor wheel results a very simple assembly of the exhaust gas turbocharger, because the compressor wheel only radially mounted on the turbine or as a one-piece component executed with the turbine wheel becomes. Furthermore becomes the axial length shortened the exhaust gas turbocharger.

Gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik, bei welchem das Verdichterrad des zweiten Verdichters auf der Rückseite des Turbinenrades angeordnet und axial gegensinnig zu diesem ausgerichtet ist, können die Verdichterschaufeln und die Turbinenschaufeln vorzugsweise auf derselben Seite des kombinierten Turbinen-Verdichterrades angeordnet sein und eine Rückseite des Turbinenrades mit der Rückseite des Verdichterrades im wesentlichen fluchten. Dann kann das kombinierte Turbinen-Verdichterrad durch einen einzigen Abgasströmungskanal mit Abgas versorgt werden. Folglich sind keine zwei getrennten Abgasströmungskanäle wie beim Stand der Technik erforderlich. Durch die genannten Maßnahmen ergibt sich ein einfacherer und kostengünstigerer Aufbau des Abgasturboladers.Compared to the mentioned in the prior art, in which the compressor wheel of the second compressor arranged on the back of the turbine wheel and axially aligned in opposite directions to this, the Compressor blades and the turbine blades preferably on the same side be arranged of the combined turbine compressor wheel and a back of the turbine wheel with the back the compressor wheel are substantially aligned. Then the combined Turbine compressor wheel through a single exhaust gas flow channel be supplied with exhaust gas. Consequently, there are no two separate exhaust gas flow channels as in the State of the art required. By the measures mentioned results in a simpler and cheaper construction of the exhaust gas turbocharger.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform überragen die Turbinenradschaufeln die Verdichterradschaufeln axial, wobei dem Abgasströmungskanal und den Verdichterradschaufeln ein Ring axial zwischengeord net ist, dessen radial innerer Rand durch einen Spalt von einem radial äußeren Rand der Turbinenradschaufeln beabstandet ist. Dabei ist der Ring derart ausgebildet, dass die Größe des Spalts von im wesentlichen gleich 0 bis zu einer bestimmten lichten Weite variierbar ist. Durch Veränderung der Größe des Spalts kann die Menge des die Verdichterradschaufeln passierenden Abgases und folglich der Druckaufbau in der Gasleitungsverbindung gesteuert werden, wobei der Ring ein konstruktiv äußerst einfaches und kostengünstiges Mittel darstellt. In diesem Fall braucht in der Gasleitungsverbindung kein zusätzliches Steuerventil vorgesehen werden, da die Steuerung des rückgeführten Abgasstromes in Strömungsrichtung gesehen bereits vor dem als Gasfördereinrichtung wirkenden Verdichterrad des kombinierten Turbinen-Verdichterrades durch den verstellbaren Ring realisiert ist.According to one exceed particularly preferred embodiment the turbine blades axially impeller the compressor blades, wherein the exhaust gas flow channel and the compressor impeller blades are axially interposed between a ring, its radially inner edge through a gap from a radially outer edge the turbine blades is spaced apart. The ring is like this formed that the size of the gap from substantially 0 to a certain clear width is variable. By change the size of the gap may be the amount of exhaust gas passing the compressor impeller blades and hence the pressure build-up in the gas line connection is controlled be, the ring is a structurally extremely simple and inexpensive Means represents. In this case needs in the gas line connection no additional Control valve can be provided, since the control of the recirculated exhaust gas flow in the flow direction already seen before as a gas conveyor acting compressor wheel of the combined turbine compressor wheel the adjustable ring is realized.

Vorzugsweise wird der Ring durch zwei an je einem Ende gelenkig verbundene Ringhälften gebildet, deren andere Enden in Umfangsrichtung gesehen abstandsveränderbar sind.Preferably If the ring is formed by two ring halves articulated at one end, whose other ends seen in the circumferential direction distance variable are.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description closer explained. In the drawings show:

1 eine Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit einem kombinierten Turbinen-Verdichterrad und einem umfangsverstellbaren Ring; 1 a cross-sectional view of a preferred embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention with a combined turbine compressor wheel and a circumferentially adjustable ring;

2 eine Draufsicht auf das kombinierte Turbinen-Verdichterrad von 1; 2 a plan view of the combined turbine compressor of 1 ;

3 eine Draufsicht auf einen umfangsverstellbaren Ring von 1; 3 a plan view of a circumferentially adjustable ring of 1 ;

4 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers; 4 a cross-sectional view of another embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention;

5 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers. 5 a cross-sectional view of another embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 für eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung dargestellt, welcher auf einer Welle 2 angeordnet eine Turbine 4 und einen aus Maßstabsgründen nicht gezeigten ersten Verdichter umfaßt. Zwischen der Zuströmseite 6 der Turbine 4 und der Druckseite des ersten Verdichters ist eine Gasleitungsverbindung 8 sowie eine einen zweiten Verdichter 10 umfassende Gasfördereinrichtung zur Förderung von Gas entlang der Gasleitungsverbindung 8 angeordnet ist. Die Funktion eines solchen Abgasturboladers 1 und der Zweck der Gasleitungsverbindung 8 und der Gasfördereinrichtung 10 sind beispielsweise aus der eingangs genannten DE 43 12 078 C2 bekannt. Deshalb soll hier nicht weiter darauf eingegangen werden.In 1 is a preferred embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention 1 for a supercharged internal combustion engine with exhaust gas recirculation shown on a shaft 2 arranged a turbine 4 and comprises a first compressor not shown for reasons of scale. Between the inflow side 6 the turbine 4 and the pressure side of the first compressor is a gas line connection 8th and a second compressor 10 comprehensive gas conveying device for conveying gas along the gas line connection 8th is arranged. The function of such an exhaust gas turbocharger 1 and the purpose of the gas line connection 8th and the gas conveyor 10 are for example from the aforementioned DE 43 12 078 C2 known. Therefore, it should not be discussed further here.

Von einem Gehäuse 12 des Abgasturboladers 1 ist folglich nur der die Erfindung enthaltende Teil in 1 dargestellt, in welchem die Welle 2 gelagert ist, an welcher endseitig ein kombiniertes Turbinen-Verdichterrad 14 koaxial gehalten wird, welches in 2 separat gezeigt ist. Das kombinierte Turbinen-Verdichterrad 14 setzt sich aus einem Turbinenrad 16 der Turbine 4 und einem Verdichterrad 18 des zweiten Verdichter 10 zusammen, wobei das Verdichterrad 18 an der radial äußeren Umfangsfläche des Turbinenrades 16 koaxial angeordnet ist. Dies kann dadurch realisiert sein, dass entweder das Verdichterrad 18 und das Turbinenrad 16 beispielsweise als Gußteil einstückig ausgeführt sind oder dass das Verdichterrad 18 als separates, ringför miges Bauteil auf das Turbinenrad 16 radial aufgesetzt und mit diesem beispielsweise über Stifte verbunden ist.From a housing 12 the exhaust gas turbocharger 1 is therefore only part of the invention 1 shown in which the shaft 2 is stored, at which end a combined turbine compressor wheel 14 is held coaxially, which in 2 shown separately. The combined turbine compressor wheel 14 is made up of a turbine wheel 16 the turbine 4 and a compressor wheel 18 of the second compressor 10 together, the compressor wheel 18 on the radially outer circumferential surface of the turbine wheel 16 is arranged coaxially. This can be realized by either the compressor wheel 18 and the turbine wheel 16 For example, as a casting are made in one piece or that the compressor wheel 18 as a separate, ringför Miges component on the turbine wheel 16 radially mounted and connected to this example via pins.

Das Gehäuse 12 hat eine in Bezug zum kombinierten Turbinen-Verdichterrad 14 radial äußere Ringkammer 20, in welcher Abgasdruck des Abgases der Brennkraftmaschine ansteht. Da zwischen der Ringkammer 20 und einer Abströmseite 22 der Turbine 4, welche beispielsweise in einer axialen Abströmöffnung 24 im Gehäuse 12 besteht, ein Druckgefälle herrscht, strömt das Abgas aus der Ringkammer 20, passiert das kombinierte Turbinen-Verdichterrad 14 und strömt über die Abströmöffnung 24 ins Freie. Auf der Zuströmseite 6 der Turbine 4 erstreckt sich ein im wesentlichen in radialer Richtung verlaufender Abgasströmungskanal 26 von einem radial inneren Umfangsbereich der Ringkammer 20 bis unmittelbar zu den Turbinenradschaufeln 28, welche die Abgasströmung zur Abströmöffnung 24 hin in axiale Richtung umleiten.The housing 12 has one in relation to the combined turbine compressor wheel 14 radially outer annular chamber 20 , in which exhaust gas pressure of the exhaust gas of the internal combustion engine is present. Because between the annular chamber 20 and a downstream side 22 the turbine 4 , which, for example, in an axial outflow opening 24 in the case 12 exists, there is a pressure gradient, the exhaust gas flows out of the annular chamber 20 , the combined turbine compressor wheel passes 14 and flows over the discharge opening 24 into the open. On the inflow side 6 the turbine 4 extends a substantially extending in the radial direction of the exhaust gas flow channel 26 from a radially inner peripheral portion of the annular chamber 20 right up to the turbine blades 28 , which the exhaust gas flow to the discharge opening 24 redirect in the axial direction.

Die Verdichterradschaufeln 30 des zweiten Verdichters sind in Bezug zu den Turbinenradschaufeln 28 vorzugsweise gegenläufig ausgebildet, aber gleichseitig angeordnet, d.h. sie weisen jeweils zur Abströmöffnung 24 des Gehäuses 12. Weiterhin fluchtet eine Rückseite 32 des Turbinenrades 16 vorzugsweise im wesentlichen mit der Rückseite 34 des Verdichterrades 18, wobei die Turbinenradschaufeln 28 die Verdichterradschaufeln 30 axial überragen. Dadurch ergibt sich an dem kombinierten Turbinen-Verdichterrad 14 eine Stufe 36, deren in radiale Richtung weisende Stufenfläche 38 durch den radial äußeren Rand der Turbinenradschaufeln 28 und deren in axiale Richtung weisende Stufenfläche 40 durch den zur Abströmöffnung 24 weisenden Rand der Verdichterradschaufeln 30 gebildet wird.The compressor wheel blades 30 of the second compressor are related to the turbine wheel blades 28 preferably formed in opposite directions, but arranged on the same side, ie they each have to the discharge opening 24 of the housing 12 , Furthermore, a back flush 32 of the turbine wheel 16 preferably substantially with the backside 34 of the compressor wheel 18 , wherein the turbine blades 28 the compressor wheel blades 30 protrude axially. This results in the combined turbine compressor wheel 14 a step 36 whose step surface facing in the radial direction 38 through the radially outer edge of the turbine blades 28 and their axially facing step surface 40 through the to the discharge opening 24 facing edge of the compressor wheel blades 30 is formed.

Dem Abgasströmungskanal 26 und dem Verdichterrad 18 ist vorzugsweise ein separater, schmaler Ring 42 axial zwischengeordnet, wobei eine Stirnfläche des Rings 42 den Verdichterradschaufeln unmittelbar gegenüberliegt.The exhaust gas flow channel 26 and the compressor wheel 18 is preferably a separate, narrow ring 42 axially interposed, with an end face of the ring 42 immediately opposite the compressor impeller blades.

Ein radialer äußerer Rand des Rings 42 ist in einer ringförmigen Ausnehmung 44 in der Wandung des Abgasströmungskanals 26 aufgenommen, wobei eine Flächennormale des Rings 42 in axiale Richtung weist. Ein radial innerer Rand des Rings 42 ist durch einen Spalt 46 von einem radial äußeren Rand der Turbinenradschaufeln 28 beabstandet, wobei der Ring 42 derart ausgebildet ist, dass die Größe des Spalts 46 von im wesentlichen gleich 0 bis zu einer bestimmten lichten Weite variierbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Ring 42 durch zwei an den einen Enden gelenkig verbundene Ringhälften 48, 50 gebildet wird, deren andere Enden 52, 54 in Umfangsrichtung gesehen abstandsveränderbar sind, wie 3 zeigt. Eine Möglichkeit hierzu besteht in der Verwendung eines an dem anderen Ende 52 einer Ringhälfte 48 drehbar gelagerten länglichen Zapfens 56, welcher andererseits in einer Kulisse 58 des anderen Endes 54 der anderen Ringhälfte 50 derart geführt ist, dass eine Drehung des Zapfens 56 eine Entfernung der beiden anderen Enden 52, 54 der Ringhälften 48, 50 und somit auch eine Vergrößerung des Spalts 46 hervorruft. Der Zapfen 56 kann hierzu durch eine Antriebseinrichtung, beispielsweise einen Elektromotor angetrieben sein.A radial outer edge of the ring 42 is in an annular recess 44 in the wall of the exhaust gas flow channel 26 taken, where a surface normal of the ring 42 points in the axial direction. A radially inner edge of the ring 42 is through a gap 46 from a radially outer edge of the turbine blades 28 spaced apart, the ring 42 is formed such that the size of the gap 46 can be varied from substantially 0 to a certain clearance. This can be realized, for example, that the ring 42 by two ring halves articulated at one end 48 . 50 is formed, whose other ends 52 . 54 Seen in the circumferential direction are variable in distance, such as 3 shows. One way to do this is to use one at the other end 52 a ring half 48 rotatably mounted elongated pin 56 which on the other hand in a backdrop 58 the other end 54 the other ring half 50 is guided such that a rotation of the pin 56 a distance of the other two end up 52 . 54 the ring halves 48 . 50 and thus also an enlargement of the gap 46 causes. The pin 56 For this purpose, it can be driven by a drive device, for example an electric motor.

In der Grundstellung, in welcher die beiden anderen Enden 52, 54 der Ringhälften 48, 50 einen Minimalabstand voneinander einnehmen bzw. einander kontaktieren, ist die lichte Weite dieses Spalts 46 vorzugsweise gleich Null. Dann fluchtet der radial innere Rand des Rings 42 mit einer gedachten kreisförmigen Schnittlinie zwischen der radialen Stufenfläche 38 und der axialen Stufenfläche 40 des kombinierten Turbinen-Verdichterrades 14. In dieser Stellung dichtet der Ring 42 den Abgasströmungskanal 26 gegen die Verdichterradschaufeln 30, so dass das gesamte durch den Abgasströmungskanal 26 strömende Abgas das Turbinenrad 16 passiert und dadurch das kombinierte Turbinen-Verdichterrad 14 antreibt, aber das mitdrehende Verdichterrad 18 mangels Zufuhr von Abgas funktionslos ist.In the basic position, in which the other two ends 52 . 54 the ring halves 48 . 50 occupy a minimum distance from each other or contact each other, is the inside width of this gap 46 preferably equal to zero. Then the radially inner edge of the ring is aligned 42 with an imaginary circular cut line between the radial step surface 38 and the axial step surface 40 of the combined turbine compressor wheel 14 , In this position, the ring seals 42 the exhaust gas flow channel 26 against the compressor wheel blades 30 so that the entire through the exhaust gas flow channel 26 flowing exhaust gas the turbine wheel 16 happens and thereby the combined turbine compressor wheel 14 drives, but the co-rotating compressor wheel 18 lack of supply of exhaust gas is inoperative.

Durch Vergrößern des Umfangsabstandes der anderen Enden 52, 54 der beiden Ringhälften 48, 50 wird auch die lichte Weite des Spalts 46 erhöht, durch welchen dann ein Teil des durch den radialen Abgasströmungskanal 26 strömenden Abgasstromes zu den sich drehenden, weil durch das Turbinenrad 16 getriebenen Verdichterradschaufeln 30 hin abgezweigt wird. Hierdurch wird das Abgas in dem abgezweigten Abgasstrom verdichtet und folglich der Abgasdruck erhöht. Das verdichtete Abgas strömt in einen ringförmigen, im Gehäuse ausgebildeten Druckkanal 60, welcher die Verdichterschaufeln unmittelbar radial umschließt. An den Druckkanal 60 ist die Gasleitungsverbindung 8 angeschlossen, welche zur Druckseite des ersten Verdichters führt.By increasing the circumferential distance of the other ends 52 . 54 the two ring halves 48 . 50 is also the clear width of the gap 46 is increased, through which then a part of the through the radial exhaust gas flow channel 26 flowing exhaust gas flow to the rotating, because through the turbine wheel 16 driven compressor wheel blades 30 is branched off. As a result, the exhaust gas is compressed in the branched exhaust gas stream and consequently the exhaust gas pressure is increased. The compressed exhaust gas flows into an annular, formed in the housing pressure channel 60 which immediately radially encloses the compressor blades. To the pressure channel 60 is the gas line connection 8th connected, which leads to the pressure side of the first compressor.

Durch die genannten Maßnahmen kann das kombinierte Turbinen-Verdichterrad 14 durch einen einzigen Abgasströmungskanal 26 mit Abgas versorgt werden. Weiterhin braucht in der Gasleitungsverbindung 8 kein zusätzliches Steuerventil vorgesehen werden, da die Steuerung des Abgasstromes in Strömungsrichtung gesehen bereits vor dem zweiten Verdichter 10 bzw. vor dessen Verdichterrad 18 durch den verstellbaren Ring 42 erfolgt.By the measures mentioned, the combined turbine compressor wheel 14 through a single exhaust gas flow channel 26 be supplied with exhaust gas. Furthermore needs in the gas line connection 8th no additional control valve can be provided, since the control of the exhaust gas flow seen in the flow direction already before the second compressor 10 or before the compressor wheel 18 through the adjustable ring 42 he follows.

Bei den weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung nach den 4 und 5 sind die gegenüber dem vorhergehenden Beispiel gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the other embodiments of the invention according to the 4 and 5 For example, the parts which are the same and function the same as in the previous example are identified by the same reference numerals.

Gemäß der Ausführungsform von 4 ist dem Abgasströmungskanal 26 und den Verdichterradschaufeln 30 eine zumindest endseitig im wesentlichen in radialer Richtung verlaufende Gehäusewandung 62 axial zwischengeordnet, wobei zwischen einem radial inneren Rand 64 der Gehäusewandung 62 und dem radial äußeren Rand 38 der Turbinenradschaufeln 28 wiederum ein lichter Spalt 66 freigelassen ist, durch welchen der Teil des Abgases strömen kann, welcher vermittels des Verdichterrades 18 verdichtet wird. Die Gehäusewandung 62 bildet zugleich eine Trennwand zwischen der Ringkammer 20 bzw. dem Abgasströmungskanal 26 einerseits und dem Druckkanal 60 andererseits und läßt lediglich den Spalt 66 frei. Da die Gehäusewandung 62 starr und bei dieser Ausführungsform im Gegensatz zur vorangehend beschriebenen Ausführungsform der Spalt 66 nicht einstellbar ist, kann zur Steuerung oder Regelung der verdichteten Abgasströmung in der Gasleitungsverbindung 8 ein Steuerventil angeordnet sein.According to the embodiment of 4 is the exhaust gas flow channel 26 and the compressor wheel blades 30 an at least end substantially in the radial direction extending housing wall 62 axially interposed, wherein between a radially inner edge 64 the housing wall 62 and the radially outer edge 38 the turbine wheel blades 28 again a bright gap 66 is released, through which the part of the exhaust gas can flow, which by means of the compressor wheel 18 is compressed. The housing wall 62 at the same time forms a partition between the annular chamber 20 or the exhaust gas flow channel 26 on the one hand and the pressure channel 60 on the other hand, leaving only the gap 66 free. As the housing wall 62 rigid and in this embodiment, in contrast to the previously described embodiment of the gap 66 is not adjustable, can be used to control or regulate the compressed exhaust gas flow in the gas line connection 8th a control valve may be arranged.

Wie bei der Ausführungsform von 4 ist bei der Ausführungsform von 5 dem Abgasströmungskanal 26 und den Verdichterradschaufeln eine im wesentlichen radial verlaufende Gehäusewandung 68 axial zwischengeordnet. Im Unterschied dazu dichtet aber der radial innere Rand 70 der Gehäusewandung 68 gegen den radial äußeren Rand 38 der Turbinenradschaufeln 28, so dass kein Abgas vom Abgasströmungskanal 26 zu den Verdichterradschaufeln 30 und von dort in den Druckkanal 60 gelangen kann. Vielmehr wird das Verdichterrad 18 saugseitig über eine separate Abgasströmungsleitung 72 mit Abgas versorgt. Diese Abgasströmungsleitung 72 steht mit dem Abgasströmungskanal 26 durch eine nicht gezeigte Leitung in Verbindung und mündet in einen axialen Anschluß 74 im Gehäuse 12, welcher der Rückseite 32, 34 des kombinierten Turbinen-Verdichterrades 14 zugewandt ist und von der Welle 2 den gleichen radialen Abstand wie das Verdichterrad 18 aufweist. Der Druckkanal 60 schließt sich wie beim vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel den Verdichterradschaufeln 30 unmittelbar radial an. Hierdurch entsteht ein besonders kurzer Strömungsweg mit vorteilhaft geringen Strömungsverlusten.As in the embodiment of 4 is in the embodiment of 5 the exhaust gas flow channel 26 and the Verdichterradschaufeln a substantially radially extending housing wall 68 axially interposed. In contrast, however, seals the radially inner edge 70 the housing wall 68 against the radially outer edge 38 the turbine wheel blades 28 so that no exhaust gas from the exhaust gas flow channel 26 to the compressor wheel blades 30 and from there into the pressure channel 60 can get. Rather, the compressor wheel 18 on the suction side via a separate exhaust gas flow line 72 supplied with exhaust gas. This exhaust gas flow line 72 stands with the exhaust gas flow channel 26 through a line not shown in communication and opens into an axial port 74 in the case 12 which of the back 32 . 34 of the combined turbine compressor wheel 14 is facing and away from the wave 2 the same radial distance as the compressor wheel 18 having. The pressure channel 60 closes as in the embodiment described above, the compressor wheel blades 30 directly radially. This results in a particularly short flow path with advantageously low flow losses.

Claims (12)

Abgasturbolader (1) für eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, welcher auf einer Welle (2) angeordnet eine Turbine (4) und einen ersten Verdichter umfasst, wobei zwischen einer Zuströmseite (6) der Turbine (4) und einer Druckseite des ersten Verdichters eine Gasleitungsverbindung (8) sowie eine einen zweiten Verdichter (10) umfassende Gasfördereinrichtung zur Förderung von Gas entlang der Gasleitungsverbindung (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdichterrad (18) des zweiten Verdichters (10) an der radial äußeren Umfangsfläche eines Turbinenrades (16) der Turbine (4) koaxial angeordnet ist und das Turbinenrad (16) und das Verdichterrad (18) zusammen ein kombiniertes Turbinen-Verdichterrad (14) bilden.Exhaust gas turbocharger ( 1 ) for a turbocharged internal combustion engine with exhaust gas recirculation, which is mounted on a shaft ( 2 ) arranged a turbine ( 4 ) and a first compressor, wherein between an upstream side ( 6 ) of the turbine ( 4 ) and a pressure side of the first compressor, a gas line connection ( 8th ) and a second compressor ( 10 ) comprehensive gas conveying device for conveying gas along the gas line connection ( 8th ), characterized in that a compressor wheel ( 18 ) of the second compressor ( 10 ) on the radially outer peripheral surface of a turbine wheel ( 16 ) of the turbine ( 4 ) is arranged coaxially and the turbine wheel ( 16 ) and the compressor wheel ( 18 ) together a combined turbine compressor wheel ( 14 ) form. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichterrad (18) und das Turbinenrad (16) einstückig ausgeführt sind oder dass das Verdichterrad (18) als separates Bauteil auf das Turbinenrad (16) radial aufgesetzt ist.Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the compressor wheel ( 18 ) and the turbine wheel ( 16 ) are made in one piece or that the compressor wheel ( 18 ) as a separate component on the turbine wheel ( 16 ) is placed radially. Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterradschaufeln (30) in Bezug zu den Turbinenradschaufeln (28) gegenläufig ausgebildet und auf derselben Seite des kombinierten Turbinen-Verdichterrades (14) angeordnet sind.Exhaust gas turbocharger according to claim 2, characterized in that the compressor wheel blades ( 30 ) in relation to the turbine wheel blades ( 28 ) in opposite directions and on the same side of the combined turbine compressor wheel ( 14 ) are arranged. Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückseite (32) des Turbinenrades (16) im wesentlichen mit einer Rückseite (34) des Verdichterrades (18) fluchtet.Exhaust gas turbocharger according to claim 3, characterized in that a rear side ( 32 ) of the turbine wheel ( 16 ) essentially with a rear side ( 34 ) of the compressor wheel ( 18 ) flees. Abgasturbolader nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenradschaufeln (28) die Verdichterradschaufeln (30) axial überragen.Exhaust gas turbocharger according to claim 4, characterized in that the turbine wheel blades ( 28 ) the compressor wheel blades ( 30 ) protrude axially. Abgasturbolader nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterradschaufeln (30) von einem ringförmigen Druckkanal (60) unmittelbar radial umschlossen ist, welcher mit der Gasleitungsverbindung (8) in Verbindung steht.Exhaust gas turbocharger according to claim 5, characterized in that the compressor wheel blades ( 30 ) of an annular pressure channel ( 60 ) is enclosed radially directly, which with the gas line connection ( 8th ). Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kombinierte Turbinen-Verdichterrad (14) durch einen einzigen Abgasströmungskanal (26) mit Abgas versorgt ist, welcher in eine unter Abgasdruck stehende radial äußere Ringkammer (20) im Gehäuse (12) mündet.Exhaust gas turbocharger according to claim 6, characterized in that the combined turbine compressor wheel ( 14 ) by a single exhaust gas flow channel ( 26 ) is supplied with exhaust gas, which in a standing under exhaust pressure radially outer annular chamber ( 20 ) in the housing ( 12 ) opens. Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgasströmungskanal (26) und den Verdichterradschaufeln (30) ein Ring (42) axial zwischengeordnet ist, dessen radial innerer Rand durch einen Spalt (46) von einem radial äußeren Rand (38) der Turbinenradschaufeln (28) beabstandet ist, wobei der Ring (42) derart ausgebildet ist, dass die Größe des Spalts (46) von im wesentlichen gleich 0 bis zu einer bestimmten lichten Weite variierbar ist.Exhaust gas turbocharger according to claim 6, characterized in that the exhaust gas flow channel ( 26 ) and the compressor wheel blades ( 30 ) a ring ( 42 ) is axially interposed, whose radially inner edge through a gap ( 46 ) from a radially outer edge ( 38 ) of the turbine wheel blades ( 28 ), the ring ( 42 ) is formed such that the size of the gap ( 46 ) is variable from substantially 0 to a certain clearance. Abgasturbolader nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (42) durch zwei an je einem Ende gelenkig verbundene Ringhälften (48, 50) gebildet wird, deren andere Enden (52, 54) in Umfangsrichtung gesehen abstandsveränderbar sind.Exhaust gas turbocharger according to claim 8, characterized in that the ring ( 42 ) by two hinged at one end ring halves ( 48 . 50 ) whose other ends ( 52 . 54 ) seen in the circumferential direction are variable in distance. Abgasturbolader nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgasströmungskanal (26) und dem Verdichterrad (18) eine Gehäusewandung (62) axial zwischengeordnet ist, wobei zwischen einem radial inneren Rand (64) der Gehäusewandung (62) und dem radial äußeren Rand (38) der Turbinenradschaufeln (28) ein lichter Spalt (66) freigelassen ist.Exhaust gas turbocharger according to claim 7, characterized in that the exhaust gas flow channel ( 26 ) and the compressor wheel ( 18 ) a housing wall ( 62 ) is axially interposed, wherein between a radially inner edge ( 64 ) of the housing wall ( 62 ) and the radially outer edge ( 38 ) of the turbine wheel blades ( 28 ) a light gap ( 66 ) is released. Abgasturbolader nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (62) eine lediglich den Spalt (66) freilassende Trennwand zwischen dem Abgasströmungskanal (26) und der Ringkammer (20) einerseits und dem Druckkanal (60) andererseits bildet.Exhaust gas turbocharger according to claim 10, characterized in that the housing wall ( 62 ) one only the gap ( 66 ) releasing partition wall between the exhaust gas flow channel ( 26 ) and the annular chamber ( 20 ) on the one hand and the pressure channel ( 60 ) on the other hand. Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgasströmungskanal (26) und dem Verdichterrad (18) eine Gehäusewandung (68) axial zwischengeordnet ist, deren radial innerer Rand (70) gegen den radial äußeren Rand (38) der Turbinenradschaufeln (28) dichtet und das Verdichterrad (18) saugseitig mit einem separaten weiteren Abgasströmungskanal (72, 74) in Verbindung steht.Exhaust gas turbocharger according to claim 6, characterized in that the exhaust gas flow channel ( 26 ) and the compressor wheel ( 18 ) a housing wall ( 68 ) is axially interposed, the radially inner edge ( 70 ) against the radially outer edge ( 38 ) of the turbine wheel blades ( 28 ) and the compressor wheel ( 18 ) on the suction side with a separate further exhaust gas flow channel ( 72 . 74 ).
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DE4209469C1 (en) * 1992-03-24 1993-04-22 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Turbo-charged IC engine - has annular channel in spiral housing of exhaust turbine and forming compressor with blade section of turbine wheel

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