DE112010004892T5

DE112010004892T5 - Abgasturbolader

Info

Publication number: DE112010004892T5
Application number: DE112010004892T
Authority: DE
Inventors: Thomas Lischer
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-09-20
Also published as: KR101729672B1; CN102639840A; KR20120094081A; US9482239B2; CN102639840B; JP2013514493A; JP5580431B2; WO2011084283A2; WO2011084283A3; US20120269659A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (1) mit einer Turbine (2), und mit einem Verdichter (3), der ein Verdichtergehäuse (10) aufweist, das an einem Lagergehäuse (4) befestigt ist und das eine Verdichterspirale (13) und eine lagergehäuseseitige Diffusorwand (14) aufweist, wobei das Verdichtergehäuse (10) als Druckgussgehäuse ausgebildet ist, und die Diffusorwand (14) als ein separates Bauteil ausgebildet ist, das mit dem Verdichtergehäuse (10) verbindbar ist und das eine innere Verrundung (16) im Übergangsbereich zur Innenwand der Verdichterspirale (13) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Üblicherweise werden die Verdichtergehäuse der Verdichter eines derartigen Abgasturboladers als Kokillengussgehäuse ausgeführt, die zwar den Vorteil haben, dass kreisförmige Querschnittsgeometrien, insbesondere im Bereich der Verdichterspirale, realisierbar sind, jedoch eine kostenaufwendige Herstellungsart darstellen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, dessen Herstellungskosten reduziert sind, dessen Wirkungsgrad jedoch gegenüber bekannten Konstruktionen zumindest nicht verringert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Dadurch, dass das Verdichtergehäuse als Druckgussgehäuse ausgebildet ist, ergibt sich die angestrebte Kostenreduktion gegenüber Kokillengussgehäusen.
Da bei einem Druckgussgehäuse runde Übergänge der Spirale in Richtung Gehäuserückseite infolge Nichtabformbarkeit nicht realisierbar sind, ist die lagergehäuseseitige Diffusorwand als ein separates Bauteil ausgebildet. Dieses separate Bauteil kann auf geeignete Art und Weise nach der Herstellung des Verdichtergehäuses mit diesem verbunden werden. Hierzu ist es beispielsweise möglich, dass das separate Bauteil, dass auch als Inlay bezeichnet werden kann, zwischen eine Rückwand des Verdichters und des Verdichtergehäuses eingelegt und über die Rückwand verspannt werden kann. Alternativ ist es möglich, die Verspannung des Einlegeteils bzw. der Diffusorwand über die angrenzende Wand des Lagergehäuses vorzunehmen, die bei dieser Ausführungsform dann gleichzeitig die Rückwand des Verdichters bildet.
Ferner ist es möglich, die als separates Einlegeteil ausgebildete lagergehäuseseitige Diffusorwand am radialen Umfang und/oder axial mit der Rückwand bzw. dem Lagergehäuseflansch zu verkleben.
Die Inlay-Innendurchmesser können variieren zwischen Dichtungsbuchsenaußendurchmesser und Verdichterradaußendurchmesser.
Um keine Wirkungsgradminderungen in Kauf nehmen zu müssen, ist die als separates Bauteil ausgeführte lagergehäuseseitige Diffusorwand mit einer inneren Verrundung im Bereich des Übergangs zur Innenwand der Verdichterspirale versehen.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Ist die lagergehäuseseitige Diffusorrückwand als Kunststoff-Spritzgussteil aus temperaturbeständigem Kunststoff ausgeführt, ergibt sich zusätzlich eine thermische Entkoppelung des Verdichters vom Lagergehäuse. Hierdurch ist eine weitere Wirkungsgradsteigerung um 1,5 bis 2%-Punkte möglich.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers, und
2 eine Schnittdarstellung einer Hälfte eines erfindungsgemäßen Verdichtergehäuses.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 dargestellt, mit einer Turbine 2 und einem Verdichter 3 versehen ist. Die Turbine 2 und der Verdichter 3 sind über ein Lagergehäuse 4 miteinander verbunden. Im Lagergehäuse ist eine Rotorwelle 5 im Beispielsfalle über eine Schwimmbuchsenlagerung 6, 7 gelagert.
Eine Ölzufuhrleitung 8 bzw. 9 sichert die Schmierung der Lagerung 6, 7.
Der Verdichter 3 weist ein Verdichtergehäuse 10 auf, in dessen Gehäuseinnenraum 11 das Verdichterrad 12 angeordnet ist.
Das Verdichtergehäuse 10 weist ferner eine Verdichterspirale 13 auf, die lagergehäuseseitig mit einer Diffusorwand bzw. Gehäuserückwand 14 versehen ist.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Verdichtergehäuses 10 wird nachfolgend anhand der 2 näher erläutert. Das Verdichtergehäuse 10 ist als Druckgussgehäuse ausgebildet, was die eingangs erläuterten Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Kostenreduktion ergibt. Da ein derartiges Druckgussgehäuse in dem Bereich, der im montierten Zustand dem Lagergehäuse 4 benachbart angeordnet ist, offen ausgebildet werden muss, da keine Hinterschnitte realisierbar sind, ist als lagergehäuseseitige Diffusorwand 14 ein separates Bauteil vorgesehen, das in das nach dem Druckgussherstellungsvorgang fertige Verdichtergehäuse 10 eingelegt und auf geeignete Art und Weise fixiert wird. Wie sich aus der Darstellung der 2 erschließt, ist die Diffusorwand 14 in dem Bereich, der sich an eine Innenwand 15 der Verdichterspirale 13 anschließt, mit einer Verrundung 16 versehen, die von der Innenwand 15 zu einem gerade verlaufenden und rechtwinkelig dazu stehenden Innenwandbereich 17 der Diffusorwand 14 verläuft, wie sich dies im Einzelnen aus der zeichnerischen Darstellung der 2 erschließt. Durch das Vorsehen eines derart ausgebildeten separaten Bauteils als Diffusorwand können die kostenmäßigen Vorteile des Druckgussverfahrens genutzt werden, ohne dass sich Wirkungsgradverschlechterungen ergeben, da sich durch die Verrundung 16 ein runder Übergang zum Gehäuseinnenraum 11 des Verdichtergehäuses 10 ergibt.
Wie sich aus der 2 ferner erschließt, ist das die lagergehäuseseitige Diffusorwand bildende separate Bauteil bzw. Inlay 14 nach der druckgusstechnischen Herstellung des Verdichtergehäuses 10 in dieses auf seiner offenen Seite eingelegt und im Beispielsfall über die Rückwand 18 des Verdichtergehäuses 10 oder einen Flansch des in 2 nicht dargestellten Lagergehäuses 18 mit dem Verdichtergehäuse 10 verspannt, wobei die entsprechende Wand mit der Bezugsziffer 18 identifiziert ist.
Die Punkte 19 und 20 stellen mögliche Klebestellen dar, wobei der Punkt 19 eine axiale Klebestelle mit der Wand 18 und der Punkt 20 eine radiale Klebestelle darstellt.
Der Inlay-Innendurchmesserbereich, der erfindungsgemäß vorgesehen ist, ist durch den Doppelpfeil 21 in 2 symbolisiert.
Die Fixierung der Wand 18, vorzugsweise unter Vorsehen einer radialen Dichtung 22, kann auf übliche Art und Weise geschehen, beispielsweise über eine Verschraubung oder ein Aufschrumpfen.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 und 2 verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Abgasturbolader
2: Turbine
3: Verdichter
4: Lagergehäuse
5: Rotorwelle
6, 7: Schwimmbuchsenlagerung
8, 9: Ölzuführleitungen
10: Verdichtergehäuse
11: Gehäuseinnenraum
12: Verdichterrad
13: Verdichterspirale
14: Lagergehäuseseitige Diffusorwand/Gehäuserückwand
15: Innenwand der Verdichterspirale 13
16: Verrundungen
17: gerade Innenwand der Diffusorwand 14
18: Rückwand des Verdichters 3 oder Lagergehäusewand bzw. Lagergehäuseflansch
19: axiale Klebestelle
20: radiale Klebestelle
21: Innendurchmesserbereich
22: Dichtung
L: Laderachse

Claims

Abgasturbolader (1) – mit einer Turbine (2), und – mit einem Verdichter (3), der ein Verdichtergehäuse (10) aufweist, das an einem Lagergehäuse (4) befestigt ist und das eine Verdichterspirale (13) und eine lagergehäusseitige Diffusorwand (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verdichtergehäuse (10) als Druckgussgehäuse ausgebildet ist, und – dass die Diffusorwand (14) als ein separates Bauteil ausgebildet ist, das mit dem Verdichtergehäuse (10) verbindbar ist und das eine innere Verrundung (16) im Übergangsbereich zur Innenwand (15) der Verdichtergehäusespirale (13) aufweist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusorwand (14) als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusorwand (14) mittels formschlüssiger Verbindungseinrichtungen mit dem Verdichtergehäuse (10) verbindbar ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusorwand (14) über eine Verdichtergehäuserückwand (18) mit dem Verdichtergehäuse (10) verspannt ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusorwand (14) über einen Lagergehäuseflansch (18) mit dem Verdichtergehäuse (10) verspannt ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusorwand (14) mittels kraftschlüssiger Verbindungseinrichtungen mit dem Verdichtergehäuse (10) verbindbar ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als kraftschlüssige Verbindungseinrichtung für die Diffusorwand (14) eine axiale und/oder radiale Klebeeinrichtung (19 bzw. 20) vorgesehen ist.