DE112014006298T5

DE112014006298T5 - Turbolader mit variablem Geometriesystem

Info

Publication number: DE112014006298T5
Application number: DE112014006298.7T
Authority: DE
Inventors: Takafumi Ueda; Akira Iwakami
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2034-12-16
Also published as: WO2015114965A1; JP2015140739A; US10309248B2; JP6331423B2; US20160258316A1; CN105745415A; CN105745415B; DE112014006298B4

Abstract

Ein Turbolader (1) mit variablem Geometriesystem hat eine ringartige Wärmeabschirmplatte (73), die Wärme von einer Seite eines Turbinenrades (29) abschirmt. Die Wärmeabschirmplatte (73) ist an einem mittleren Abschnitt einer Seitenfläche eines Lagergehäuses (3) gegenüberliegend zu einer Rückfläche (31b) einer Turbinenscheibe (31) einstückig vorgesehen. Ein erster Dichtring (83) ist zwischen einer Innenumfangsfläche eines ersten Düsenrings (43) und einer Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte (73) vorgesehen. Ein zweiter Dichtring (87) ist zwischen einer Innenumfangsfläche eines zweiten Düsenrings (51) und einer Außenumfangsfläche eines Vorsprungs (55) eines Turbinengehäuses (27) vorgesehen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Turbolader mit variablem Geometriesystem, der mit einer variablen Düseneinheit ausgestattet ist, die einen Kanalbereich (einen Einschnürungs- oder Halsbereich) für Abgas, das zu einer Turbinenradseite zu liefern ist, einstellt.
Hintergrund des Standes der Technik
Ein Turbolader mit variablem Geometriesystem ist mit einer variablen Düseneinheit ausgestattet, die einen Kanalbereich (einen Einschnürungs- oder Halsbereich) für Abgas, das zu einer Turbinenradseite zu liefern ist, einstellt (siehe Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2). Die variable Düseneinheit ist zwischen einem Turbinenspiralkanal und dem Turbinenrad in einem Turbinengehäuse benachbart zu einem Lagergehäuse angeordnet. Die Konfigurationen der herkömmlichen variablen Düseneinheit und deren umgebender Komponenten sind wie folgt.
Ein erster Düsenring ist in dem Turbinengehäuse angeordnet. Ein zweiter Düsenring ist einstückig mit dem ersten Düsenring an einer Position beabstandet von dem ersten Düsenring in einer axialen Richtung (eine axiale Richtung des Turbinenrades) vorgesehen. Der erste Düsenring hat eine Oberfläche (eine gegenüberliegende Oberfläche), die dem zweiten Düsenring gegenüberliegt. In ähnlicher Weise hat der zweite Düsenring eine Oberfläche (eine gegenüberliegende Oberfläche), die dem ersten Düsenring gegenüberliegt. Darüber hinaus sind variable Düsen zwischen der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings und der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings angeordnet. Die variablen Düsen sind in Intervallen in einer Umfangsrichtung (eine erste vorbestimmte Umfangsrichtung) angeordnet. Jede variable Düse ist in der Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung (Öffnungsrichtung und Schließrichtung) um eine Wellenmitte drehbar, die parallel zu einer Wellenmitte des Turbinenrades ist. Ein Verbindungsmechanismus ist an einer von der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings gegenüberliegenden Flächenseite angeordnet. Der Verbindungsmechanismus dreht die variablen Düsen synchron in der Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung. Der Kanalbereich (der Einschnürungs- oder Halsbereich) des Abgases, das zu der Turbinenradseite zu liefern ist, wird vergrößert, wenn der Verbindungsmechanismus die variablen Düsen synchron in der Vorwärtsrichtung (die Öffnungsrichtung) dreht. Andererseits wird der Kanalbereich (die Kanalfläche) reduziert, wenn der Verbindungsmechanismus die variablen Düsen synchron in der Rückwärtsrichtung (die Schließrichtung) dreht.
Das Lagergehäuse hat eine Seitenfläche, die einer Rückfläche des Turbinenrades gegenübersteht. Ein ringartiger Vorsprung ist an einem mittleren Abschnitt der Seitenfläche ausgebildet. Der Vorsprung ragt zu der Rückfläche des Turbinenrades vor. Außerdem sitzt eine ringartige Wärmeabschirmplatte an einer Außenumfangsfläche des Vorsprungs des Lagergehäuses. Die Wärmeabschirmplatte schirmt die Wärme von der Rückflächenseite des Turbinenrades ab. Ein Vorspannelement ist an einer Position an der Außenumfangsfläche des Vorsprungs des Lagergehäuses vorgesehen, wobei die Position benachbart zu der Wärmeabschirmplatte ist. Das Vorspannelement ist aus einem Federring oder dergleichen ausgebildet und spannt die Wärmeabschirmplatte in einer Richtung vor, in der die Wärmeabschirmplatte in einen Druckkontakt mit einem Innenumfangsrandabschnitt des ersten Düsenrings gebracht wird. Hierbei ist ein Druckkontaktabschnitt zwischen dem ersten Düsenring und der Wärmeabschirmplatte ein Abdichtabschnitt zum Unterdrücken einer Leckage des Abgases von der zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings entgegengesetzten Flächenseite zu einer Einlassseite des Turbinenrades.
Auflistung des Standes der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2013-130116
Patentliteratur 2: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2013-194546

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Das Vorspannelement wie beispielsweise der Federring ist zum Unterdrücken der vorstehend erwähnten Leckage des Abgases notwendig. Jedoch bedeutet dies, dass eine Vorspannkraft des Vorspannelementes an der variablen Düseneinheit als eine Kraft in einer axialen Richtung wirkt. Demgemäß neigt die Vorspannkraft dazu, eine thermische Verformung der variablen Düseneinheit kompliziert zu gestalten, wenn der Turbolader mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist. Dann ist es wahrscheinlich, wenn der Turbolader mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist, dass die Parallelität zwischen den gegenüberliegenden Flächen des ersten Düsenrings und des zweiten Düsenrings sich in Abhängigkeit von dem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors verschlechtert. Aus diesem Grund wird ein düsenseitiger Zwischenraum üblicherweise etwas groß so festgelegt, dass in ausreichender Weise eine Betriebszuverlässigkeit der variablen Düsen sichergestellt wird, oder anders ausgedrückt, die Betriebszuverlässigkeit des Turboladers mit dem variablen Geometriesystem ausreichend sichergestellt wird, selbst wenn die Parallelität sich verschlechtert.
Außerdem gibt es, wenn der düsenseitige Zwischenraum etwas groß festgelegt ist, ein Problem im Hinblick auf die Verringerung der Turbineneffizienz des Turboladers mit dem variablen Geometriesystem aufgrund einer Zunahme der Leckageströmung (Zwischenraumströmung) von dem düsenseitigen Zwischenraum. Wenn ein derartiges Problem auftritt, ist eine weitere Verbesserung bei der Turbineneffizienz des Turboladers mit dem variablen Geometriesystem erwünscht. Hierbei ist mit dem düsenseitigen Zwischenraum ein Spalt zwischen dem ersten Düsenring und den variablen Düsen oder ein Spalt zwischen dem zweiten Düsenring und den variablen Düsen gemeint. Genauer gesagt ist mit dem düsenseitigen Zwischenraum ein Spalt zwischen der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings und Seitenflächen der variablen Düsen an einer Seite in der axialen Richtung oder ein Zwischenraum zwischen der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings und Seitenflächen der variablen Düsen an der anderen Seite in der axialen Richtung gemeint. Der erstgenannte Zwischenraum ist als düsenseitiger Zwischenraum an der Seite des ersten Rings bezeichnet, und der letztgenannte Spalt ist als ein düsenseitiger Zwischenraum an der Seite des zweiten Düsenrings bezeichnet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Turbolader mit einem variablen Geometriesystem zu schaffen, der das vorstehend dargelegte Problem lösen kann.
Lösung des Problems
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein mit einem variablen Geometriesystem mit einer variablen Düseneinheit, die zwischen einem Turbinenspiralkanal und einem Turbinenrad in einem Turbinengehäuse benachbart zu einem Lagergehäuse angeordnet ist, wobei die variable Düseneinheit so aufgebaut ist, dass sie eine Kanalfläche für zu der Seite des Turbinenrades zu lieferndes Abgas einstellt. Die variable Düseneinheit weist Folgendes auf: einen ersten Düsenring, der in dem Turbinengehäuse angeordnet ist; einen zweiten Düsenring, der einstückig mit dem ersten Düsenring an einer Position entfernt von und gegenüberliegend zu dem ersten Düsenring in axialer Richtung vorgesehen ist; eine Vielzahl an variablen Düsen, die in Intervallen in einer Umfangsrichtung zwischen dem ersten Düsenring und dem zweiten Düsenring angeordnet sind und so aufgebaut sind, dass sie in einer Vorwärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung um Wellenmitten drehbar sind, die parallel zu einer Wellenmitte des Turbinenrades sind; einen Verbindungsmechanismus, der so aufgebaut ist, dass er die Vielzahl an variablen Düsen synchron in einer Öffnungsrichtung und einer Schließrichtung dreht; eine ringartige Wärmeabschirmplatte, die an einer Seitenfläche des Lagergehäuses gegenüberliegend zu einer Rückfläche des Turbinenrades vorgesehen ist und so aufgebaut ist, dass sie Wärme von der Seite des Turbinenrades abschirmt; und ein Dichtelement, das zwischen einer Innenumfangsfläche des ersten Düsenringes und einer Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte vorgesehen ist.
In der Beschreibung und den Ansprüchen soll der Ausdruck „angeordnet“ einen Zustand, bei dem indirekt mit einem anderen Element angeordnet wird, das dazwischen sich befindet, und auch ein Zustand eines direkten Anordnens umfassen, und der Ausdruck „vorgesehen“ soll einen Zustand, bei dem indirekt mit einem anderen Element vorgesehen wird, das dazwischen angeordnet ist, und auch einen Zustand umfassen, bei dem direkt daran vorgesehen wird. Außerdem ist mit dem Ausdruck „axiale Richtung“ eine axiale Richtung des Turbinenrades gemeint (anders ausgedrückt eine axiale Richtung des ersten Düsenrings oder des zweiten Düsenrings). Darüber hinaus soll der Ausdruck „Befestigungsschraube“ eine Senkschraube, eine Halbrundschraube, eine Innensechskantschraube und dergleichen umfassen. Darüber ist mit dem Ausdruck „radiale Richtung“ eine radiale Richtung des Turbinenrades gemeint (anders ausgedrückt eine radiale Richtung des ersten Düsenrings oder des zweiten Düsenrings).
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein düsenseitiger Zwischenraum auf ein geringes Maß festgelegt werden, während eine Leckage von Abgas von der zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings entgegengesetzten Flächenseite zu der Einlassseite des Turbinenrades unterdrückt werden, und in ausreichender Weise die Parallelität zwischen der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings und der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings sichergestellt werden, wenn der Turbolader mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist. Somit ist es möglich, die Turbineneffizienz des Turboladers mit dem variablen Geometriesystem weiter zu verbessern, während in ausreichender Weise die Betriebszuverlässigkeit des Turboladers mit dem variablen Geometriesystem sichergestellt ist, und eine Leckageströmung von dem düsenseitigen Zwischenraum reduziert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Querschnittsansicht von charakteristischen Abschnitten eines Turboladers mit variablem Geometriesystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes unter Betrachtung entlang eines Pfeiles II in 3.
3 zeigt eine vordere Schnittansicht des Turboladers mit dem variablen Geometriesystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Querschnittsansicht von charakteristischen Abschnitten eines Turboladers mit variablem Geometriesystem gemäß einem ersten abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine Querschnittsansicht von charakteristischen Abschnitten eines Turboladers mit variablem Geometriesystem gemäß einem zweiten abgewandelten Beispiel des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Hierbei zeigt, wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist, „L“ eine linke Richtung, zeigt „R“ eine rechte Richtung, zeigt „D1“ eine axiale Richtung und zeigt „D2“ eine radiale Richtung.
Wie dies in 3 gezeigt ist, lädt ein Turbolader 1 mit variablem Geometriesystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Luft auf (komprimiert diese), die zu einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor zu liefern ist, unter Verwendung von Energie eines Abgases von dem Verbrennungsmotor.
Der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem hat ein Lagergehäuse (ein mittleres Gehäuse) 3. Ein Radiallager 5 und ein Paar an Axiallagern 7 sind in dem Lagergehäuse 3 vorgesehen. Darüber hinaus ist eine Rotorwelle (eine Turbinenwelle) 9, die sich in einer nach links und nach rechts weisenden Richtung erstreckt, an den Lagern 5 und 7 drehbar vorgesehen. Anders ausgedrückt ist die Rotorwelle 9 an dem Lagergehäuse 3 durch die Lager 5 und 7 drehbar vorgesehen.
Ein Kompressorgehäuse 11 ist benachbart zu einer rechten Seite des Lagergehäuses 3 vorgesehen. Das Kompressorgehäuse 11 hat eine Abdeckung 11s an seiner Innenseite. Ein Kompressorrad 13 ist in dem Kompressorgehäuse 11 vorgesehen. Das Kompressorrad 13 ist um seine Wellenmitte (anders ausgedrückt eine Wellenmitte der Rotorwelle 9) C drehbar vorgesehen und komprimiert die Luft unter Verwendung von Zentrifugalkraft. Darüber hinaus hat das Kompressorrad 13 eine Kompressorscheibe 15, die mit einem rechten Endabschnitt der Rotorwelle 9 einstückig verbunden ist. Eine Nabenfläche 15h der Kompressorscheibe 15 erstreckt sich in der radialen Richtung nach außen (in der radialen Richtung des Kompressorrades 13 nach außen) und zu der linken Seite. Darüber hinaus sind Kompressorflügel 17 einstückig an der Nabenfläche 15h der Kompressorscheibe 15 in Intervallen in einer Umfangsrichtung vorgesehen. Ein Endstückendrand (ein Außenrand) 17t jedes Kompressorflügels 17 erstreckt sich entlang der Abdeckung 11s des Kompressorgehäuses 11. Hierbei können andere (nicht gezeigte) Kompressorflügel mit einer kürzeren axialen Länge als jene der Kompressorflügel 17 zusätzlich zu den Kompressorflügeln 17 angewendet werden. In diesem Fall sind die anderen (nicht gezeigten) Kompressorflügel mit der Nabenfläche 15h der Kompressorscheibe 15 einstückig vorgesehen und sind abwechselnd zu den Kompressorflügeln 17 angeordnet.
Eine Lufteinlassöffnung 19 zum Hereinnehmen der Luft ist an einer Einlassseite (eine stromaufwärtige Seite unter Betrachtung in einer Strömungsrichtung einer Hauptströmung der Luft) des Kompressorrades 13 in dem Kompressorgehäuse 11 ausgebildet. Die Lufteinlassöffnung 19 ist mit einer (nicht gezeigten) Luftreinigungseinrichtung verbunden, die die Luft reinigt. Andererseits ist ein ringartiger Diffuserkanal 21 zum Erhöhen des Drucks der komprimierten Luft an einer Auslassseite (eine stromabwärtige Seite in der Strömungsrichtung der Luft) des Kompressorrades 13 zwischen dem Lagergehäuse 3 und dem Kompressorgehäuse 11 ausgebildet. Außerdem ist ein spiralförmiger Kompressorspiralkanal 23 im Inneren des Kompressorgehäuses 11 ausgebildet. Der Kompressorspiralkanal 23 steht mit dem Diffuserkanal 21 in Kommunikation. Darüber hinaus ist eine Luftauslassöffnung 25 zum Abgeben der Luft, die komprimiert worden ist (die komprimierte Luft), an einer geeigneten Position des Kompressorgehäuses 11 ausgebildet. Die Luftauslassöffnung 25 steht mit dem Kompressorspiralkanal 23 in Kommunikation und ist mit einem (nicht gezeigten) Einlasskrümmer des Verbrennungsmotors verbunden.
Wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist, ist ein Turbinengehäuse 27 benachbart zu einer linken Seite des Lagergehäuses 3 vorgesehen. Das Turbinengehäuse 27 hat eine Abdeckung 27s an seiner Innenseite. Darüber hinaus ist ein Turbinenrad 29 in dem Turbinengehäuse 27 vorgesehen. Das Turbinenrad 29 ist um seine Wellenmitte (anders ausgedrückt die Wellenmitte der Rotorwelle 9) C drehbar vorgesehen, und das Turbinenrad 29 erzeugt eine Drehkraft (ein Drehmoment) unter Verwendung von Druckenergie des Abgases. Das Turbinenrad 29 hat eine Turbinenscheibe 31, die einstückig an einem linken Endabschnitt der Rotorwelle 9 vorgesehen ist. Eine Nabenfläche 31h der Turbinenscheibe 31 erstreckt sich in der radialen Richtung nach außen (in der radialen Richtung des Turbinenrades 29 nach außen) und zu der rechten Seite (eine Seite in der axialen Richtung des Turbinenrades 29). Darüber hinaus sind Turbinenflügel 33 an der Nabenfläche 31h der Turbinenscheibe 31 in Intervallen in einer Umfangsrichtung einstückig vorgesehen. Ein Endstückendrand (ein Außenrand) 33t jedes Turbinenflügels 33 erstreckt sich entlang der Abdeckung 27s des Turbinengehäuses 27.
Eine Gaseinlassöffnung 35 zum Hereinnehmen des Abgases ist an einer geeigneten Position des Turbinengehäuses 27 ausgebildet. Die Gaseinlassöffnung 35 ist mit einem (nicht gezeigten) Auslasskrümmer des Verbrennungsmotors verbunden. Ein spiralförmiger Turbinenspiralkanal 37 ist an einer Einlassseite (eine stromaufwärtige Seite unter Betrachtung in einer Strömungsrichtung einer Hauptströmung des Abgases) des Turbinenrades 29 im Inneren des Turbinengehäuses 27 ausgebildet. Der Turbinenspiralkanal 37 steht mit der Gaseinlassöffnung 35 in Kommunikation. Darüber hinaus ist eine Gasauslassöffnung 39 zum Abgeben des Abgases an einer Auslassseite (eine stromabwärtige Seite unter Betrachtung in der Strömungsrichtung der Hauptströmung des Abgases) des Turbinenrades 29 in dem Turbinengehäuse 27 ausgebildet. Die Gasauslassöffnung 39 ist mit einem (nicht gezeigten) Abgasemissionssteuersystem verbunden, das das Abgas reinigt.
Der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem ist mit einer variablen Düseneinheit 41 ausgestattet, die eine Kanalfläche oder einen Kanalbereich (einen Einschnürungs- oder Halsbereich) des Abgases, das zu der Seite des Turbinenrades 29 zu liefern ist, einstellt. Die variable Düseneinheit 41 ist zwischen dem Turbinenspiralkanal 37 und dem Turbinenrad 29 in dem Turbinengehäuse 27 angeordnet.
Nachstehend ist ein spezifischer Aufbau der variablen Düseneinheit 41 beschrieben.
Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein erster Düsenring 43 zwischen dem Turbinenspiralkanal 37 und dem Turbinenrad 29 in dem Turbinengehäuse 27 angeordnet. Der erste Düsenring 43 ist konzentrisch zu dem Turbinenrad 29 durch einen becherförmigen Stützring 45 angeordnet. Außerdem sind bodenlose (als Durchgangsloch ausgebildete) erste Stützlöcher 47 (nur eines von ihnen ist gezeigt) unter gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung (eine vorbestimmte Umfangsrichtung) in dem ersten Düsenring 43 ausgebildet. Ein ringartiger erster Absatzabschnitt 49 ist an einer Innenumfangsfläche des ersten Düsenrings 43 vorgesehen und ist so ausgebildet, dass er in der radialen Richtung nach außen zurückversetzt ist. Hierbei ist ein Außenumfangsrandabschnitt des Stützrings 45 zwischen einem linken Seitenabschnitt des Lagergehäuses 3 und einem rechten Seitenabschnitt des Turbinengehäuses 27 sandwichartig angeordnet. Die ersten Stützlöcher 47 sind unter gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung angeordnet. Jedoch müssen die Intervalle nicht gleich sein.
Ein zweiter Düsenring 51 ist an einer Position entfernt von und gegenüberliegend zu dem ersten Düsenring 43 in der axialen Richtung (die axiale Richtung des Turbinenrades 29 oder anders ausgedrückt die nach rechts und nach links weisende Richtung) vorgesehen. Der zweite Düsenring 51 ist einstückig und konzentrisch mit dem ersten Düsenring 43 vorgesehen, wobei Verbindungsstifte 53 (von denen nur einer gezeigt ist) zwischen ihnen angeordnet sind. Der zweite Düsenring 51 umgibt einen ringartigen Vorsprung 55. Hierbei ist der Vorsprung 55 so ausgebildet, dass er in der rechten Richtung (die eine Seite in der axialen Richtung) zwischen dem Turbinenspiralkanal 37 und dem Turbinenrad 29 in dem Turbinengehäuse 27 vorragt. Anders ausgedrückt ist der zweite Düsenring 51 an der Außenseite in der radialen Richtung des ringartigen Vorsprungs 55 des Turbinengehäuses 27 angeordnet. Mit einem Boden versehene zweite Stützlöcher 57 (von denen nur eines gezeigt ist) sind in dem zweiten Düsenring 51 in einer derartigen Weise ausgebildet, dass sie mit den ersten Stützlöchern 47 in dem ersten Düsenring 43 ausgerichtet sind. Ein ringartiger zweiter Absatzabschnitt 59 ist an einer Innenumfangsfläche des zweiten Düsenrings 51 vorgesehen und ist so ausgebildet, dass er in der radialen Richtung nach außen zurückversetzt ist. Der erste Düsenring 43 hat eine Fläche (eine gegenüberliegende Fläche), die zu dem zweiten Düsenring 51 gegenüberliegt. In ähnlicher Weise hat der zweite Düsenring 51 eine Fläche (eine gegenüberliegende Fläche), die zu dem ersten Düsenring 43 gegenüberliegt. Die Verbindungsstifte 53 haben eine Funktion zum Festlegen eines Intervalls (Abstand) zwischen der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 und der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51.
Hierbei steht eine Seite einer entgegengesetzten Fläche (eine rechte Seitenfläche) zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 mit dem Turbinenspiralkanal 37 über ein (nicht gezeigtes) Durchgangsloch in Kommunikation, das in dem Stützring 45 ausgebildet ist. Außerdem sind ein Innendurchmesser des ersten Düsenrings 43 und ein Innendurchmesser des zweiten Düsenrings 51 auf ein gleiches Maß festgelegt, während ein Außendurchmesser des ersten Düsenrings 43 und ein Außendurchmesser des zweiten Düsenrings 51 auf ein gleiches Maß festgelegt sind. Es ist hierbei zu beachten, dass der Ausdruck „gleich“ im Wesentlichen gleich meint und eine Fehlertoleranz in dem Ausmaß umfasst, bei dem diese keine strukturellen oder betrieblichen Probleme bewirkt. Eine derartige Fehlertoleranz ist beispielsweise in einem Bereich von ±5 mm festgelegt.
Variable Düsen sind zwischen der gegenüberliegenden Fläche (eine linke Seitenfläche) des ersten Düsenrings 43 und der gegenüberliegenden Fläche (eine rechte Seitenfläche) des zweiten Düsenrings 51 angeordnet. Die variablen Düsen 61 sind unter gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung (eine vorbestimmte Umfangsrichtung) in einer derartigen Weise angeordnet, dass sie die Einlassseite des Turbinenrades 29 umgeben. Jede variable Düse 61 ist in einer Öffnungsrichtung und Schließrichtung (eine Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung) um eine Wellenmitte drehbar, die parallel zu der Wellenmitte C des Turbinenrads 29 ist. Eine erste Düsenwelle 63 ist an einer rechten Seitenfläche (eine Seitenfläche an einer Seite in der axialen Richtung) jeder variablen Düse 61 einstückig ausgebildet. Jede erste Düsenwelle 63 ist durch das entsprechende erste Stützloch 47 in dem ersten Düsenring 43 drehbar gestützt. Darüber hinaus ist eine zweite Düsenwelle 65 an einer linken Seitenfläche (eine Seitenfläche an einer anderen Seite in der axialen Richtung) von jeder variablen Düse 61 einstückig ausgebildet und ist konzentrisch zu der entsprechenden ersten Düsenwelle 63. Jede zweite Düsenwelle 65 ist durch das entsprechende zweite Stützloch 57 in dem zweiten Düsenring 51 drehbar gestützt. Hierbei sind die variablen Düsen 61 unter gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet. Jedoch müssen die Intervalle nicht gleich sein. Jede variable Düse 61 kann mit der ersten Düsenwelle 63 und der zweiten Düsenwelle 65 so versehen sein, dass sie von deren beiden Seiten gestützt ist, oder die zweite Düsenwelle 65 so weglassen, dass sie von einer Seite von ihr gestützt wird.
Ein Verbindungsmechanismus 69 ist in einer ringartigen Verbindungskammer 67 angeordnet, die an der entgegengesetzten Flächenseite zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 ausgebildet ist. Der Verbindungsmechanismus 69 ist mit den ersten Düsenwellen 63 der variablen Düsen 61 verbunden und dreht die variablen Düsen 61 synchron in der Öffnungsrichtung oder der Schließrichtung. Außerdem ist der Verbindungsmechanismus 69 aus einem bekannten Aufbau ausgebildet, wie er in den Offenlegungsschriften der japanischen Patentanmeldungen JP 2009-243300 und JP 2009-243432 beispielsweise offenbart ist. Der Verbindungsmechanismus 69 ist mit einem (nicht gezeigten) Drehaktuator, wie beispielsweise ein Drehmotor oder ein Drehzylinder verbunden, der die variablen Düsen 61 in der Öffnungsrichtung oder der Schließrichtung durch einen Kraftübertragungsmechanismus 71 dreht. Hierbei kann der Verbindungsmechanismus 69 an der entgegengesetzten Flächenseite zu der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 angeordnet sein, anstatt dass er an der entgegengesetzten Flächenseite zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 (der Verbindungskammer 67) angeordnet ist.
Nachstehend sind die Konfigurationen der Komponenten beschrieben, die die variable Düseneinheit 41 umgeben.
Wie dies in 1 gezeigt ist, hat das Lagergehäuse 3 eine Seitenfläche, die zu einer Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 gegenüberliegt. Eine ringartige Wärmeabschirmplatte 73 ist an einem mittleren Abschnitt der Seitenfläche einstückig vorgesehen, indem sie mit Senkschrauben 75 (von denen nur eine gezeigt ist) befestigt ist. Die Wärmeabschirmplatte 73 schirmt die Wärme von der Seite des Turbinenrades 29 ab. Die Wärmeabschirmplatte 73 ist konzentrisch zu dem Turbinenrad 29 angeordnet. Eine Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte 73 sitzt an der Innenumfangsfläche des ersten Düsenrings 43. Ein ringartiger Einsetzflansch 77 ist an einem Innenumfangsrandabschnitt der Wärmeabschirmplatte 73 vorgesehen und ist so ausgebildet, dass er in der rechten Richtung vorragt. Der Einsetzflansch 77 sitzt an einer kreisartigen Einsetznut 79, die in einem mittleren Abschnitt der Seitenfläche des vorstehend erwähnten Lagergehäuses 3 ausgebildet ist. Hierbei ist die kreisartige Einsetznut 79 konzentrisch zu dem Turbinenrad 29 ausgebildet. Darüber hinaus hat die Wärmeabschirmplatte 73 eine Seitenfläche, die zu der Rückfläche 31 der Turbinenscheibe 31 entgegengesetzt ist. In dieser Seitenfläche ist eine ringartige Gehäusevertiefung (ein Gehäuseabsatzabschnitt) 80 ausgebildet. Die Gehäusevertiefung 80 ist so ausgebildet, dass sie in der rechten d.h. nach rechts weisenden Richtung (die eine Seite in der axialen Richtung) liegt und in ihr ist ein Außenrandabschnitt der Turbinenscheibe 31 (ein Teil des Turbinenrades 29) untergebracht. Eine kreisartige Einsetznut 81 ist an einer Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte 73 ausgebildet. Hierbei ist ein befestigter Abschnitt F zwischen dem Lagergehäuse 3 und der Wärmeabschirmplatte 73 ein ringartiger Abdichtabschnitt, der eine Leckage des Abgases von der Seite der Gegenfläche 73b von der Wärmeabschirmplatte 73 zu der Seite der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 unterdrückt. Anders ausgedrückt ist der befestigte Abschnitt F aus Abschnitten des Lagergehäuses 3 und der Wärmeabschirmplatte 73 gebildet, die miteinander mittels einer Befestigung in Kontakt gelangen. Dieser Kontakt unterdrückt die Leckage des Abgases.
Zwei erste Dichtringe 83, die als ein Beispiel eines Abdichtelementes dienen, werden aufgrund ihrer eigenen elastischen Kraft mit einer Bodenfläche 49u des ersten Absatzabschnittes 49 des ersten Düsenrings 43 (ein Abschnitt der Innenumfangsfläche des ersten Düsenrings 43) in einen Druckkontakt gebracht. Die ersten Dichtringe 83 unterdrücken die Leckage des Abgases von der zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 entgegengesetzten Flächenseite zu der Einlassseite des Turbinenrades 29. Außerdem sitzt ein Innenumfangsrandabschnitt jedes ersten Dichtrings 83 in der kreisartigen Einsetznut 81 in der Wärmeabschirmplatte 73. Anders ausgedrückt werden die ersten Dichtringe 83 durch ihre eigene elastische Kraft zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Düsenrings 43 und der Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte 73 gehalten.
Eine kreisartige Einsetznut 85 ist in einer Außenumfangsfläche des Vorsprungs 55 des Turbinengehäuses 27 ausgebildet. Zwei zweite Dichtringe 87 (ein Beispiel eines anderen Abdichtelementes), die als ein Beispiel eines anderen Abdichtelementes dienen, werden aufgrund ihrer eigenen elastischen Kraft mit einer Bodenfläche 59u des zweiten Absatzabschnittes 59 des zweiten Düsenrings 51 (ein Abschnitt der Innenumfangsfläche des zweiten Düsenrings 51) in Druckkontakt gebracht. Die zweiten Dichtringe 87 unterdrücken die Leckage des Abgases von der zu der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 entgegengesetzten Flächenseite zu der Einlassseite des Turbinenrades 29. Außerdem sitzt ein Innenumfangsrandabschnitt jedes zweiten Dichtrings 87 in der kreisartigen Einsetznut 85 in dem Vorsprung 55 des Turbinengehäuses 27. Anders ausgedrückt werden die zweiten Dichtringe 87 aufgrund ihrer eigenen elastischen Kraft zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Düsenrings 51 und der Außenumfangsfläche des Vorsprungs 55 des Turbinengehäuses 27 gehalten.
Nachstehend sind der Betrieb und der Effekt des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Abgas wird von der Gaseinlassöffnung 35 hereingenommen und strömt von der Einlassseite zu der Auslassseite des Turbinenrades 29 über den Turbinenspiralkanal 37. Im Verlauf der Strömung des Abgases wird eine Drehkraft (ein Drehmoment) durch die Verwendung von Druckenergie des Abgases erzeugt, so dass die Rotorwelle 9 und das Kompressorrad 13 einstückig mit dem Turbinenrad 29 gedreht werden können. Somit kann die von der Lufteinlassöffnung 19 hereingenommene Luft komprimiert und von der Luftauslassöffnung 25 über den Diffuserkanal 21 und den Kompressorspiralkanal 23 abgegeben werden, und die zu dem Verbrennungsmotor zu liefernde Luft kann demgemäß aufgeladen (komprimiert) werden.
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem Hochdrehzahlbereich ist und eine Strömungsrate des Abgases hoch ist, werden, wenn der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist, die variablen Düsen 61 synchron in der Vorwärtsrichtung (die Öffnungsrichtung) gedreht, während der Verbindungsmechanismus 69 durch den Antrieb des Drehaktuators betrieben wird. Somit ist es möglich, eine große Menge an Abgas zu der Seite des Turbinenrades 29 zu liefern, indem die Kanalfläche oder der Kanalbereich (der Einschnürungs- oder Halsbereich) des Abgases erhöht wird, das zu der Seite des Turbinenrades 29 geliefert wird.
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem Niedrigdrehzahlbereich ist und die Strömungsrate des Abgases gering ist, werden die variablen Düsen 61 synchron in der Rückwärtsrichtung (die Schließrichtung) gedreht, während der Verbindungsmechanismus 69 durch den Antrieb des Drehaktuators betätigt wird. Somit ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zu erhöhen, indem die Kanalfläche für das Abgas reduziert wird, das zu der Seite des Turbinenrades 29 geliefert wird, und eine ausreichende Arbeitsleistung von dem Turbinenrad 29 zu erbringen.
Die Wärmeabschirmplatte 73 ist mit den Senkschrauben 75 befestigt und ist somit mit der Seitenfläche des Lagergehäuses 3 einstückig vorgesehen, die zu der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 gegenübersteht. Darüber hinaus sind die beiden Dichtringe 83 zwischen der Innenumfangsfläche des ersten Düsenrings 43 und der Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte 73 vorgesehen. Demgemäß kann die Leckage des Abgases von der Seite der zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 entgegengesetzten Fläche zu der Einlassseite des Turbinenrades 29 unterdrückt werden, ohne dass ein Vorspannelement wie beispielsweise ein Federring verwendet wird, oder anders ausgedrückt ohne konstant die Kraft in der axialen Richtung auf die variable Düseneinheit 41 aufzubringen. Somit ist es möglich, den düsenseitigen Zwischenraum auf ein kleines Maß festzulegen, indem eine Komplikation einer thermischen Verformung der variablen Düseneinheit 41 unterdrückt wird und ausreichend die Parallelität zwischen der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 und der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 sichergestellt wird, wenn der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist.
Der Innendurchmesser des ersten Düsenrings 43 und der Innendurchmesser des zweiten Düsenrings 51 sind auf ein gleiches Maß festgelegt, während der Außendurchmesser des ersten Düsenrings 43 und der Außendurchmesser des zweiten Düsenrings 51 auf ein gleiches Maß festgelegt sind. Folglich ist es möglich, eine Differenz bei der thermischen Ausdehnung in der radialen Richtung zwischen dem ersten Düsenrings 43 und dem zweiten Düsenring 51 zu reduzieren, wenn der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist, und eine Fehlausrichtung zwischen jedem ersten Stützloch 47 in dem ersten Düsenring 43 und dem entsprechenden zweiten Stützloch 57 in dem zweiten Düsenring 51 zu unterdrücken. Da darüber hinaus die beiden Dichtringe 87 zwischen der Innenumgangsfläche des zweiten Düsenrings 51 und der Außenumfangsfläche des Vorsprungs 55 des Turbinengehäuses 27 vorgesehen sind, ist es möglich, die Leckage des Abgases von der zu der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 entgegengesetzten Flächenseite zu der Einlassseite des Turbinenrades 29 zu unterdrücken.
Der Außenrandabschnitt der Turbinenscheibe 31 ist in der ringartigen Gehäusevertiefung 80 untergebracht. Demgemäß ist es möglich, die Leckage des Abgases von der Seite der variablen Düse 61 zu der Seite der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 zu unterdrücken. Darüber hinaus ist der befestigte Abschnitt F zwischen dem Lagergehäuse 3 und der Wärmeabschirmplatte 73 der ringartige Abdichtabschnitt. Demgemäß ist es möglich, die Leckage des Abgases von der Seite der Rückfläche 73b der Wärmeabschirmplatte 73 zu der Seite der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 zu unterdrücken.
Jedes ersten Stützloch 47 in dem ersten Düsenring 43 ist bodenlos (es handelt sich um ein Durchgangsloch), so dass die zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 entgegengesetzte Flächenseite mit dem Turbinenspiralkanal 37 in Kommunikation steht. Außerdem ist jedes zweite Stützloch 57 in dem zweiten Düsenring 51 mit einem Boden versehen. Demgemäß kann in jeder variablen Düse 61 der Druck, der an einer Endfläche der ersten Düsenwelle 63 wirkt, ausreichend größer gestaltet werden als der Druck, der an einer Endfläche der zweiten Düsenwelle 65 wirkt, wenn der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist. In dieser Weise ist es möglich, jede variable Düse 61 näher zu der Seite der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 zu bringen, indem die Druckdifferenz angewendet wird, und somit eine Leckageströmung von dem düsenseitigen Zwischenraum an der Seite der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 zu reduzieren, wenn der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Leckage des Abgases von der zu der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 entgegengesetzten Flächenseite und dergleichen zu der Einlassseite des Turbinenrades 29 unterdrückt werden. Außerdem ist es möglich, den düsenseitigen Zwischenraum auf ein kleines Maß festzulegen, indem in ausreichender Weise die Parallelität zwischen der gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings 43 und der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 sichergestellt wird, wenn der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist. Folglich kann die Turbineneffizienz des Turboladers 1 mit dem variablen Geometriesystem weiter verbessert werden, indem die Leckageströmung von dem düsenseitigen Zwischenraum reduziert wird, während in ausreichender Weise die Betriebszuverlässigkeit des Turboladers 1 mit dem variablen Geometriesystem sichergestellt wird.
Eine Fehlausrichtung zwischen jedem ersten Stützloch 47 in dem ersten Düsenring 43 und dem entsprechenden zweiten Stützloch 57 in dem zweiten Düsenring 51 kann unterdrückt werden, wenn der Turbolader 1 mit dem variablen Geometriesystem in Betrieb ist. Demgemäß ist es möglich, die Betriebszuverlässigkeit des Turboladers 1 mit dem variablen Geometriesystem sogar noch besser sicherzustellen. Außerdem kann die Leckageströmung von dem düsenseitigen Zwischenraum an der Seite der gegenüberliegenden Fläche des zweiten Düsenrings 51 reduziert werden, während die Leckage des Abgases von der Seite der variablen Düse 61 und dergleichen zu der Seite der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 unterdrückt wird. Somit ist es möglich, die Turbineneffizienz des Turboladers 1 mit dem variablen Geometriesystem noch weiter zu verbessern, indem eine Strömung des Abgases an der Seite der Abdeckung 27s des Turbinengehäuses 27 in dem Turbinenrad 21 stabilisiert wird.
Erstes abgewandeltes Beispiel
Ein erstes abgewandeltes Beispiel zu dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Hier zeigt wie dies in der Zeichnung dargestellt ist „L“ die linke Richtung, zeigt „R“ die rechte Richtung, zeigt „D1“ die axiale Richtung und zeigt „D2“ die radiale Richtung.
Wie dies in 4 gezeigt ist, können anstelle der Senkschrauben 75 (siehe 1) Halbrundschrauben 89 als Befestigungselemente verwendet werden, die die Wärmeabschirmplatte 73 einstückig an dem mittleren Abschnitt der Seitenfläche des Lagergehäuses 3 vorsehen. In diesem Fall wird ermöglicht, dass die Wärmeabschirmplatte 73 in der radialen Richtung in Bezug auf die Halbrundschrauben 89 und dergleichen versetzt (verschoben) wird. Wie dies vorstehend erwähnt ist, ist die Form jedes Schraubenkopfes nicht auf eine spezielle Form beschränkt. Beispielsweise sind, obwohl die entsprechende Darstellung weggelassen ist, Sechskantschrauben, Innensechskantschrauben, Lobularkopfschrauben und dergleichen ebenfalls anwendbar.
Das erste abgewandelte Beispiel des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hat einen ähnlichen Betrieb und einen ähnlichen Effekt wie das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Zweites abgewandeltes Beispiel
Ein zweites abgewandeltes Beispiel des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, zeigt „L“ die linke Richtung, zeigt „R“ die rechte Richtung, zeigt „D1“ die axiale Richtung und zeigt „D2“ die radiale Richtung.
Hierbei können die Befestigungselemente zum Vorsehen der Wärmeabschirmplatte 73 in einstückiger Weise an dem mittleren Abschnitt der Seitenfläche des Lagergehäuses 3 weggelassen werden. In diesem Fall ist, wie dies in 5 gezeigt ist, eine ringartige Wärmeabschirmplatte 91 einstückig an dem mittleren Abschnitt der Seitenfläche des Lagergehäuses 3 durch Laserschweißen vorgesehen. Die Wärmeabschirmplatte 91 ist konzentrisch zu dem Turbinenrad 29 angeordnet, und eine Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte 91 sitzt an der Innenumfangsfläche des ersten Düsenrings 43. Hierbei ist ein geschweißter Abschnitt W zwischen dem Lagergehäuse 3 und der Wärmeabschirmplatte 91 ein ringartiger Abdichtabschnitt, der die Leckage des Abgases von einer Seite einer Rückfläche 91b der Wärmeabschirmplatte 91 zu der Seite der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 unterdrückt. Es ist hierbei zu beachten, dass andere Schweißverfahren inklusive einem TIG-Schweißen, einem MIG-Schweißen, einem Elektronenstrahlschweißen, einem Reibungsschweißen und dergleichen anstelle des Laserschweißens angewendet werden können.
Ein ringartiger Einsetzflansch 93 ist an einem Innenumfangsrandabschnitt der Wärmeabschirmplatte 91 vorgesehen und ist so ausgebildet, dass er in der radialen Richtung nach innen vorragt. Der Einsetzflansch 93 der Wärmeabschirmplatte 91 sitzt an einer Außenumfangsfläche eines Einsetzvorsprungs 95. Der Einsetzvorsprung 95 ist an dem inneren Abschnitt der Seitenfläche des Lagergehäuses 3 gegenüberstehend zu der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 vorgesehen und ist so ausgebildet, dass er zu der Seite der Turbinenscheibe 31 vorragt. Außerdem ist eine kreisartige Einsetznut 97 an der Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte 91 ausgebildet. Ein Innenumfangsrandabschnitt jedes ersten Dichtrings 83 sitzt in der kreisartigen Einsetznut 97 in der Wärmeabschirmplatte 91.
Das zweite abgewandelte Beispiel des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hat einen ähnlichen Betrieb und einen ähnlichen Effekt wie das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht lediglich auf die Beschreibung des vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiels beschränkt ist, sondern in verschiedener anderer Hinsicht wie beispielsweise wie folgt ausgeführt werden kann.
Insbesondere kann anstelle des Vorsehens der Wärmeabschirmplatte 73 in einstückiger Weise an dem mittleren Abschnitt der Seitenfläche des Lagegehäuses 3 gegenüberliegend zu der Rückfläche 31b der Turbinenscheibe 31 entweder mittels Befestigen anhand von Befestigungsschrauben oder mittels Schweißen die Wärmeabschirmplatte 73 einstückig vorgesehen sein mittels eines Presspassvorgangs unter Verwendung einer Presspassvertiefung, die in entweder dem Lagergehäuse 3 oder der Wärmeabschirmplatte 73 ausgebildet ist, und einem Presspassvorsprung, der an dem anderen Element, d. h. der Wärmeabschirmplatte 73 oder dem Lagergehäuse 3 ausgebildet ist. Außerdem kann die Anzahl der ersten Dichtringe 83 oder der zweiten Dichtringe 87 auf eins oder mehr als zwei geändert werden. Eine Form einer Verbindung des ersten Dichtrings 83 oder des zweiten Dichtrings 87 kann eine beliebige Form eines geraden Profils, eines Stufenprofils, eines Winkelprofils und dergleichen aufgreifen. Darüber hinaus können anstelle der ersten Dichtringe 83 oder der zweiten Dichtringe 87 metallene o-Ringe oder Metalldichtungen (Metalldichtungen mit einem U-förmigen Querschnitt, Metalldichtungen mit einem V-förmigen Querschnitt, Metalldichtungen mit einem C-förmigen Querschnitt und dergleichen) als die Abdichtelemente oder die anderen Abdichtelemente angewendet werden.
Es ist hierbei zu beachten, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Claims

Turbolader mit einem variablen Geometriesystem mit: einer variablen Düseneinheit, die zwischen einem Turbinenspiralkanal und einem Turbinenrad in einem Turbinengehäuse benachbart zu einem Lagergehäuse angeordnet ist, wobei die variable Düseneinheit so aufgebaut ist, dass sie eine Kanalfläche für zu der Seite des Turbinenrades zu lieferndes Abgas einstellt; wobei die variable Düseneinheit Folgendes aufweist: einen ersten Düsenring, der in dem Turbinengehäuse angeordnet ist; einen zweiten Düsenring, der einstückig mit dem ersten Düsenring an einer Position entfernt von und gegenüberliegend zu dem ersten Düsenring in axialer Richtung vorgesehen ist; eine Vielzahl an variablen Düsen, die in Intervallen in einer Umfangsrichtung zwischen dem ersten Düsenring und dem zweiten Düsenring angeordnet sind und so aufgebaut sind, dass sie in einer Vorwärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung um Wellenmitten drehbar sind, die parallel zu einer Wellenmitte des Turbinenrades sind; einen Verbindungsmechanismus, der so aufgebaut ist, dass er die Vielzahl an variablen Düsen synchron in einer Öffnungsrichtung und einer Schließrichtung dreht; eine ringartige Wärmeabschirmplatte, die an einer Seitenfläche des Lagergehäuses gegenüberliegend zu einer Rückfläche des Turbinenrades vorgesehen ist und so aufgebaut ist, dass sie Wärme von der Seite des Turbinenrades abschirmt; und ein Dichtelement, das zwischen einer Innenumfangsfläche des ersten Düsenringes und einer Außenumfangsfläche der Wärmeabschirmplatte vorgesehen ist.
Turbolader mit variablem Geometriesystem gemäß Anspruch 1, wobei die Wärmeabschirmplatte einstückig mit dem Lagergehäuse vorgesehen ist, indem sie mit einer Befestigungsschraube befestigt ist.
Turbolader mit variablem Geometriesystem gemäß Anspruch 2, wobei ein befestigter Abschnitt zwischen dem Lagergehäuse und der Wärmeabschirmplatte ein ringartiger Abdichtabschnitt ist, der so aufgebaut ist, dass er eine Leckage des Abgases von einer Rückflächenseite der Wärmeabschirmplatte zu einer Rückflächenseite des Turbinenrades unterdrückt.
Turbolader mit variablem Geometriesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Düsenring einen ringartigen Vorsprung umgibt, der zwischen dem Turbinenspiralkanal und dem Turbinenrad in dem Turbinengehäuse vorgesehen ist, und so ausgebildet ist, dass er zu einer Seite in der axialen Richtung vorragt, und ein anderes Abdichtelement zwischen einer Innenumfangsfläche des zweiten Düsenrings und einer Außenumfangsfläche des Vorsprungs des Turbinengehäuses vorgesehen ist.
Turbolader mit variablem Geometriesystem gemäß Anspruch 4, wobei das Abdichtelement ein Dichtring ist, und das andere Abdichtelement ein anderer Dichtring ist.
Turbolader mit variablem Geometriesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Vielzahl an bodenlosen ersten Stützlöchern in dem ersten Düsenring in Intervallen in einer Umfangsrichtung ausgebildet ist, eine zu einer gegenüberliegenden Fläche des ersten Düsenrings entgegengesetzte Flächenseite des ersten Düsenrings mit dem Turbinenspiralkanal in Kommunikation steht, eine Vielzahl an mit Boden versehenen zweiten Stützlöchern in dem zweiten Düsenring in einer derartigen Weise ausgebildet ist, dass diese mit der Vielzahl an ersten Stützlöchern ausgerichtet sind, eine erste Düsenwelle an einer Seitenfläche jeder variablen Düse an einer Seite in einer axialen Richtung einstückig vorgesehen ist und durch das entsprechende erste Stützloch in dem ersten Düsenring drehbar gestützt ist, und eine zweite Düsenwelle an einer Seitenfläche jeder variablen Düse an einer anderen Seite in der axialen Richtung einstückig vorgesehen ist, und durch das entsprechende zweite Stützloch in dem zweiten Düsenring drehbar gestützt ist.
Turbolader mit variablem Geometriesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine ringartige Gehäusevertiefung zum Unterbringen eines Teils des Turbinenrades an einer Seitenfläche der Wärmeabschirmplatte gegenüberliegend zu der Rückfläche des Turbinenrades vorgesehen ist und so ausgebildet ist, dass sie an einer Seite in der axialen Richtung zurückversetzt ist.
Turbolader mit variablem Geometriesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Innendurchmesser des ersten Düsenrings und ein Innendurchmesser des zweiten Düsenrings auf ein gleiches Maß festgelegt sind, und ein Außendurchmesser des ersten Düsenrings und ein Außendurchmesser des zweiten Düsenrings 51 auf ein gleiches Maß festgelegt sind.