DE112010002020T5 - Turbolader - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Turbolader (1) mit einer Wastegaste-Anordnung (6), bei der die Leckage an der Führung der Regelklappe bei mehrstufiger Turboladeranordnung reduziert wird. Der Turbolader (1) umfasst einen Verdichter (2) und eine Turbine (3). Die Turbine (3) umfasst ein Turbinengehäuse (4), das einen Turbinengehäuse-Austritt (5) aufweist, und eine Wastegate-Vorrichtung (6), die eine Regelklappe (7) aufweist. Die Regelklappe (7) ist an einer im Turbinengehäuse (4) über eine Buchse (8) geführten Regelklappenwelle (9) angeordnet. Die Buchse (8) ist mit einer an ihrem Innenumfang (10) angebrachten Ringnut (11) versehen, die über zumindest eine Verbindungsbohrung (12, 13) mit einer im Turbinengehäuse (3) vorgesehenen Sammelringnut (14) verbunden, die über eine Entlastungsbohrung (15) mit dem Turbinengehäuse-Austritt (5) verbunden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Turbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Ein gattungsgemäßer Turbolader ist aus der EP 1 256 703 B1 bekannt.
• Derartige Turbolader werden bei Verbrennungsmotoren eingesetzt, die über einen weiten Betriebsbereich große Abgasmengen an einer Turbine vorbeiführen. Bei Abgasturboladern mit einer sogenannten Wastegate-Anordnung ergeben sich bei den bekannten Konstruktionen Dichtheitsprobleme, da zwischen dem Außenumfang der Regelklappenwelle und ihrer Führung eine Abgasleckage auftritt, deren Größe von der Anordnung der Regelklappe und der Höhe des Abgasdrucks abhängig ist. Bei einstufigen Systemen ist die Regelklappe am Turbinenaustritt angeordnet und an der Klappenführung liegt daher der Abgasdruck nach Turbinenaustritt an, so dass aufgrund der zur Umgebung herrschenden Druckdifferenz nur kleine Leckagemengen entstehen. Beim aktuellen Stand der Technik wird bei mehrstufiger Aufladung ein besonders hoher Abgasdruck an der Regelklappenführung erreicht, wenn die Regelklappe am Turbineneintritt angeordnet ist, weil dort der hohe Abgasdruck, der vor dem Turbinenrad herrscht, anliegt. Dies ist z. B. bei einer Niederdruckturbine eines zweistufigen System der Fall, da der Eintritt der Niederdruckturbine mit einer Regelklappe versehen ist, die einen Bypass der Hochdruckturbine darstellt. Die Abdichtung einer solchen Regelklappe an ihrer Führung erfolgt mit mehreren hintereinander angeordneten Kolbenringen zwischen der Klappenwelle und einer im Turbinengehäuse angeordneten Buchse, um die Abgasleckage nach außen in die Umgebung zu minimieren.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der bei mehrstufiger Aufladung die Leckage an der Führung der Regelklappe reduziert und damit eine Verbesserung der Dichtigkeit ermöglicht.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
• Die Unteransprüche 2 bis 4 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
• So ist es bei einem Niederdrucklader einer mehrstufigen Aufladung vorgesehen, dass eine Entlastungsbohrung zwischen dem Austritt des Niederdruck-Turbinengehäuses und einer Ringnut des Turbinengehäuses im Bereich des Buchsenaußenumfangs angeordnet wird. Die Buchse weist an der Position der Turbinengehäuseringnut in ihrem Innenumfang ebenfalls eine Ringnut auf. Beide Ringnuten sind dabei durch mindestens eine Verbindungsbohrung miteinander verbunden.
• Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
• 1 eine perspektivische, aufgeschnittene Darstellung eines Abgasturboladers;
• 2 eine Detaildarstellung der Buchse und Regelklappenwelle; und
• 3 eine Detaildarstellung der Wastegate-Vorrichtung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers.
• Nachfolgend wird der erfindungsgemäße Abgasturbolader 1 anhand der Beschreibung der Zusammenschau der 1 bis 3 im Einzelnen erläutert.
• In 1 ist ein Abgasturbolader 1 dargestellt, der einen Verdichter 2 und eine Turbine 3 umfasst. Die Turbine 3 weist ein Turbinengehäuse 4, das einen Turbinengehäuse-Austritt 5 umfasst, und eine Wastegate-Vorrichtung 6, die eine Regelklappe 7 umfasst, auf.
• Wie sich insbesondere aus 3 ergibt, ist die Regelklappe 7 an einer im Turbinengehäuse 4 über eine Buchse 8 geführte Regelklappenwelle 9 angeordnet.
• Die Buchse 8 ist mit einer an ihrem Innenumfang 10 angebrachten Ringnut 11 versehen, wie in 2 dargestellt. Die Ringnut 11 ist über zumindest eine Verbindungsbohrung, im Beispielsfalle zwei Verbindungsbohrungen 12, 13, mit einer im Turbinengehäuse 3 vorgesehenen Sammelringnut 14 verbunden. Die Sammelringnut 14 ist über eine Entlastungsbohrung 15 mit dem Turbinengehäuse-Austritt 5 verbunden.
• Da die in 2 dargestellten Verbindungsbohrungen 12, 13 die Leckage nach außen in die Umgebung reduzieren, ist es vorteilhaft, bei dieser Anordnung eine Mehrzahl von Verbindungsbohrungen 12, 13 vorzusehen. Im Beispielsfalle einer mehrstufigen Turboladeranordnung werden daher vier Verbindungsbohrungen vorgesehen, von denen in 2 die Verbindungsbohrungen 12, 13 sichtbar sind. Ferner kann zwischen der Regelklappenwelle 9 und der Buchse 8 aufgrund des durch die Verbindungsbohrungen reduzierten Abgasdrucks nur ein einziger Kolbenring 16 vorgesehen werden, wodurch die Anzahl der Kolbenringe gegenüber dem Stand der Technik reduziert wird, was zur Kostensenkung beiträgt.
• Zur Ergänzung der voranstehenden Offenbarung wird explizit auf die zeichnerische Darstellung in den 1 bis 3 der Erfindung verwiesen.
• Bezugszeichenliste

1

Turbolader/Abgasturbolader

2

Verdichter

3

Turbine

4

Turbinengehäuse

5

Turbinengehäuse-Austritt

6

Wastegate-Vorrichtung

7

Regelklappe

8

Buchse

9

Regelklappenwelle

10

Innenumfang

11

Ringnut

12, 13

Verbindungsbohrung

14

Sammelringnut

15

Entlastungsbohrung

16

Kolbenring

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• EP 1256703 B1 [0002]

Claims (4)

1. Turbolader (1) – mit einem Verdichter (2), und – mit einer Turbine (3), die als Niederdruckturbine einer mehrstufigen Turboladeranordnung ausgeführt ist, • mit einem Turbinengehäuse (4), das einen Turbinengehäuse-Austritt (5) aufweist, und • mit einer Wastegate-Vorrichtung (6), die eine Regelklappe (7) aufweist, die an einer im Turbinengehäuse (4) über eine Buchse (8) geführten Regelklappenwelle (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Buchse (8) mit einer an ihrem Innenumfang (10) angebrachten Ringnut (11) versehen ist, die über zumindest eine Verbindungsbohrung (12, 13) mit einer im Turbinengehäuse (3) vorgesehenen Sammelringnut (14) verbunden ist, die über mindestens eine Entlastungsbohrung (15) mit dem Turbinengehäuse-Austritt (5) verbunden ist.
2. Abgasturbolader (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Verbindungsbohrungen (12, 13) vorgesehen ist.
3. Abgasturbolader (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Verbindungsbohrungen (12, 13) vorgesehen sind.
4. Abgasturbolader (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Regelklappenwelle (9) und Buchse (8) ein einziger Kolbenring (16) vorgesehen ist.

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