DE2230718C3

DE2230718C3 -

Info

Publication number: DE2230718C3
Application number: DE19722230718
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 6140 Bensheim Maier
Original assignee: Kuehnle Kopp and Kausch AG
Current assignee: Howden Turbo GmbH
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2230718A1; DE2230718B2

Description

1515th

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit mittels Trennwand unterteiltem Doppelstrom-Turbinengehäuse bei zentripetaler Beaufschlagung der Turbine.The invention relates to an exhaust gas turbocharger with a double-flow turbine housing which is divided by means of a partition with centripetal loading of the turbine.

Bei den Abgasturbinen der Turbolader mit zentripetaler Anströmung des Turbinenlaufrades werden heute je nach Anwendungsfall verschiedene Gehäusearten eingesetzt Um die Vorteile der Stoßaufladung zu nutzen, müssen z. B. bei Sechszylinder-Motoren drei Zylinder in je eine Einlaßöffnung eines zweiflutigen Turbinengehäuses geführt werden. Damit wird ein Mindestzündabstand von 240° Kurbelwinkel erreicht. Bei den Ladern der Fahrzeugmotoien haben sich aus Kostengründen sog. leitringlose Turbinengehäuse weitgehend durchsetzt. Bei diesen kommen heute zwei verschiedene Turbinengehäusearten mit zweiflutiger Anordnung zur Anwendung, nämlich das sog. Doppelstromgehäuse und das Zwillingsstromgehäuse. Bei dem Doppelstromgehäuse besteht die zweiflutige Anordnung darin, daß zwei Spiralen mit jeweils 180° Umfangswinkel das Turbinenlaufrad hintereinander ■« beaufschlagen. Bei dem Zwillingsstromgehäuse sind zwei getrennte Spiralkanäle vorhanden, die nebeneinander die Turbinenschaufeln auf jeweils 360°, d. h. im vollen Umfang beaufschlagen.In the exhaust gas turbines, the turbocharger has a centripetal Depending on the application, various types of housing are used today when the flow towards the turbine impeller is used used. B. in six-cylinder engines three Cylinders are each guided into an inlet port of a double-flow turbine housing. This becomes a Minimum ignition interval of 240 ° crank angle achieved. In the case of the loaders of the vehicle motives have turned out For cost reasons, so-called guide ring-less turbine housings are largely penetrated. There are two of these today Various types of turbine housings with a double-flow arrangement are used, namely the so-called double-flow housing and the twin stream housing. In the case of the double-flow housing, there is a double-flow arrangement in that two spirals, each with a circumferential angle of 180 °, run the turbine wheel one behind the other. apply. With the twin flow housing there are two separate spiral channels, one next to the other the turbine blades to 360 ° each, d. H. apply to the full extent.

Das Doppelstromgehäuse gibt in vielen Fällen die besten Turbinenwirkungsgrade, insbesondere im unteren Drehzahlbereich des Motors. Dies wirkt sich in einem höheren Luftdurchsatz und damit auch in dem höheren Ladedruck aus.The double-flow casing gives the best turbine efficiencies in many cases, especially in the lower one Engine speed range. This results in a higher air throughput and thus also in that higher boost pressure.

Hochlourige Abgasturbolader werden heute vorwiegend mit schwimmenden Büchsen für die Lagerung der Welle ausgerüstet, die einen deutlichen Dämpfungseffekt auf die im Betriebsbereich liegenden kritischen Drehzahlen haben. Bei diesen Ladern können jedoch — bedingt durch äußere Kräfte und durch selbsterregte Ölfilmschwingungen — instabile Wellenbewegungen entstehen. Im ungünstigsten Fall kann der Rotor sogar zu direkter Berührung mit der Lagerbüchse und dem Gehäuse kommen. Insbesondere die Doppelstromgehäuse besitzen hierbei gegenüber eihflutigen Turbinengehäusen den Nachteil, daß sie den Turbinenrotor infoige der wechselnden Beaufschlagung zu großen Amplituden anregen.Hochlourige exhaust gas turbochargers are now predominantly with floating cans for the storage of the Shaft equipped, which has a significant damping effect on the critical in the operating range Have speeds. With these chargers, however - due to external forces and self-excited Oil film oscillations - unstable wave movements arise. In the worst case, the rotor can even come into direct contact with the bearing bush and the housing. In particular, the dual-stream enclosures have compared to single-flow turbine housings the disadvantage that they infoige the turbine rotor of the changing loading too large Excite amplitudes.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt unter Beibehaltung der Vorteile des Doppelstromgehäuses hinsichtlich der Motorcharakteristik eine Dämpfung der Wellenscliwingung zu erreichen. Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß die Trennwand des Doppelstrom-Turbinengehäuses im Bereich zwischen Turbineneintrittsfiansch und Halsquerschnitt an der Zunge der 2. Spirale mit einer Öffnung versehen istThe invention has set itself the task of achieving damping of the wave oscillation while retaining the advantages of the double-current housing with regard to the motor characteristics. It solves this problem in that the partition wall of the double-flow turbine housing is provided with an opening in the area between the turbine inlet flange and the neck cross-section on the tongue of the 2nd spiral

Versuche ergaben, daß die öffnung in der Trennwand im Querschnitt 5 bis 8% des Gesamtquerschnitts der beiden Kanäle betragen muß. Hierdurch werden einerseits die Amplituden der Wellenbewegung deutlich gedämpft andererseits werden die motorischen Kennwerte, wie Ladedruck, Rauchwert und Brennstoffverbrauch noch nicht wesentlich verschlechtertTests have shown that the opening in the partition wall in cross section 5 to 8% of the total cross section of the must amount to both channels. On the one hand, this makes the amplitudes of the wave movement clear On the other hand, the engine parameters such as boost pressure, smoke value and fuel consumption are attenuated not yet significantly deteriorated

In der Zeichnung F i g. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt das in den konstruktiven Einzelheiten uatürlich Abwandlungen erfahren kann.In the drawing F i g. 1 to 3 an embodiment of the invention is shown in the constructive Details can of course experience modifications.

Dabei sieilt Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch das Turbinengehäuse entsprechend der abgestuften Linie B-B (in F i g. 2) dar. Die F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt und eine Teilansicht auf das Turbinengehäuse entsprechend der -ibgestuften Schnittlinie A-A (in F i g. 1).1 shows a vertical section through the turbine housing according to the stepped line BB (in FIG. 2). 2 shows a partial section and a partial view of the turbine housing according to the stepped section line AA (in FIG. 1).

F i g. 3 zeigt die Ansicht des Eintrittsstutzens.F i g. 3 shows the view of the inlet connection.

Das Turbinenlaufrad 3 sitzt zusammen mit dem Verdichterlaufrad 2 fliegend auf der Laderwelle 1. Die Welle ist gelagert in der schwimmenden Büchse 17. Das Laufrad ist von sog. radialer Bauart mit zentripetaler Beaufschlagung, d. h. Beaufschlagung am Außenumfang. Das Turbinengehäuse 4 beaufschlagt das Laufrad durch die zwei Spiralen 10 und 9; die erstere auf dem Umfangsteil von der Zunge 14 bis zu der Zunge 15, die zweite von der Zunge 15 bis zur Zunge 14, wenn man der Anströmung in der Drehrichtung des eingezeichneten Pfeiles 16 folgtThe turbine wheel 3 sits together with the compressor wheel 2 overhung on the charger shaft 1. The The shaft is mounted in the floating bush 17. The impeller is of the so-called radial design with centripetal Loading, d. H. Loading on the outer circumference. The turbine housing 4 acts on the impeller the two spirals 10 and 9; the former on the peripheral part from the tongue 14 to the tongue 15, the second from the tongue 15 to the tongue 14, if you look at the flow in the direction of rotation of the drawn Arrow 16 follows

Das Abgas tritt durch den Flansch 12 in die beiden zunächst parallelgehenden Kanäle 5 und 6 ein, zwischen denen die Trennwand 7 angeordnet ist Die beiden Eintrittskanäle sind etwa bis zu dem Halsquerschnitt 13a bzw. 136 an der Zunge 14 mit gleichem Querschnitt parallel zueinander geführt In diesem Bereich liegt in der Trennwand 7 die öffnung 8, die hier al;, kreisrundes Loch dargestellt ist Sie braucht natürlich nicht kreisrund zu sein; sie kann auch eine andere Querschnittsform besitzen. Es kommt aber auf die Größe des Querschnitts an, die nach Versuchen im Rahmen der Erfindung 5 bis 8% des Gesamtquerschnitts der beiden Eintrittskanäle 5 + 6 beträgt, und zwar bezogen auf die durch 13a und 13ö in Fig. 2 bezeichnete Stelle.The exhaust gas enters the two initially parallel channels 5 and 6 through the flange 12, between which the partition 7 is arranged. The two inlet channels are approximately up to the neck cross-section 13a or 136 on the tongue 14 with the same cross-section parallel to each other of the partition wall 7, the opening 8, which is shown here al ;, a circular hole, of course, it does not need it to be circular; it can also have a different cross-sectional shape. But it depends Size of the cross-section, which according to tests within the scope of the invention 5 to 8% of the total cross-section of the two inlet channels is 5 + 6, specifically based on those through 13a and 13ö in FIG. 2 designated point.

Durch die Erfindung wird der Einfluß der wechselnden Beaufschlagung auf den Läufer soweit gedämpft, daß eine Erregung gefährlicher Schwingungen durch diese nicht mehr erfolgen kann. Dies wird durch eine einfache öffnung ohne zusätzlichen Teile, d. h. ohne einen wesentlichen Aufwand erreicht was äußerste Wirtschaftlichkeit bedeutet.The invention dampens the influence of the alternating loading on the runner to the extent that that an excitation of dangerous vibrations by this can no longer take place. This is done through a easy opening without additional parts, d. H. achieves the utmost without any major effort Economy means.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Exhaust gas turbocharger with a double-flow turbine housing divided by a partition and centripetal loading of the turbine impeller, characterized in that the partition (7) of the double-flow housing (4) in the area between the turbine inlet flange (12) and the neck cross-section (13a, \ 3b) on the tongue (14) of the second spiral is provided with an opening (8)

2. Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the opening (8) is between 5 to 8% of the total cross-section (13a + t3b) of the two inlet channels (5 and 6)

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