DE3817617A1 - Exhaust turbocharger for an internal combustion engine - Google Patents

Exhaust turbocharger for an internal combustion engine

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Abstract

An exhaust turbocharger for an internal combustion engine is described, in which the compression chamber in the compressor housing is separated by a pressure compensating chamber from the internal chamber of the bearing housing for the bearing of the turbocharger shaft. The pressure compensating chamber prevents lubricating oil from being sucked out of the bearing housing into the compressor housing.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with the others in the preamble of claim 1 specified features.

Aus der DE-OS 26 14 699 ist beispielsweise ein Abgasturbo­ lader der gattungsgemäßen Bauart bekannt. Bei diesem werden die Lager der Turboladerwelle mit Schmieröl aus dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine geschmiert. Das aus den Lagern austretende Schmieröl wird durch eine Öffnung in den Kurbelraum abgeleitet.From DE-OS 26 14 699, for example, an exhaust gas turbo loader of the generic type known. With this the bearings of the turbocharger shaft are lubricated with oil from the Lubricating oil circuit of the internal combustion engine lubricated. The Lubricating oil emerging from the bearings is replaced by a Opening in the crankcase derived.

Im Innenraum des Lagergehäuses herrscht somit der Druck aus dem Kurbelraum vor. Sofern ein solcher Abgasturbolader bei einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung einge­ setzt wird, besteht die Gefahr, daß infolge einer Absenkung des Ladedruckes während der Abgasrückführung, der Druck im Verdichtungsraum des Verdichters kleiner wird als im Innenraum des Lagergehäuses. Hierdurch besteht die Gefahr, daß Schmieröl aus dem Lagergehäuse in das Verdichtergehäuse übertritt, wodurch die Ladeluftleitung verschmutzt wird.The pressure prevails in the interior of the bearing housing from the crankcase in front. If such an exhaust gas turbocharger turned on in an internal combustion engine with exhaust gas recirculation is set, there is a risk that as a result of a lowering the boost pressure during exhaust gas recirculation, the pressure in Compression area of the compressor is smaller than in Interior of the bearing housing. This creates the risk that lubricating oil from the bearing housing in the  Compressor housing overflows, causing the charge air line is polluted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbo­ lader der gattungsgemäßen Bauart derart weiterzubilden, daß ein Verlust von Schmieröl aus dem Lagergehäuse verhind­ ert wird.The invention has for its object an exhaust gas turbo to develop loaders of the generic type in such a way prevent loss of lubricating oil from the bearing housing is heard.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is according to the invention in the license plate of claim 1 specified features solved.

Durch die erfindungsgemäße Druckausgleichskammer ist der Innenraum des Lagergehäuses vom Verdichtungsraum räumlich entkoppelt. Die Druckausgleichskammer wirkt als Pufferzone zwischen beiden Räumen, die bei einem auftretenden Druckge­ fälle zwischen Innenraum und Verdichtungsraum einen solchen Druckausgleich schafft, das aus dem Innenraum des Lagergehäuses kein Schmieröl zum Verdichtungsraum hin abgesaugt werden kann.Due to the pressure compensation chamber according to the invention Interior of the bearing housing from the compression space decoupled. The pressure compensation chamber acts as a buffer zone between the two rooms that occur when Druckge fall between the interior and the compression room creates such pressure equalization that from the interior of the Bearing housing no lubricating oil to the compression chamber can be suctioned off.

Gemäß den Merkmalen des Anspruches 2 wird auf baulich einfache Weise ein Druckausgleich dadurch geschaffen, daß die Druckausgleichskammer mit der Atmosphäre durch bei­ spielsweise eine Belüftungsbohrung verbunden ist. Die Kammer besitzt somit immer einen höheren Druck als der Innenraum des Lagergehäuses. Außerdem ergibt sich hierdurch ein Druckausgleich zwischen den Räumen, da bei einem auftretenden Unterdruck im Verdichtungsraum Luft aus der Kammer abgesaugt und durch nachströmende Luft von außen ein eventuelles Druckgefälle ausgeglichen werden kann.According to the features of claim 2 is on construction pressure equalization created in a simple manner that the pressure compensation chamber with the atmosphere through at for example, a ventilation hole is connected. The Chamber therefore always has a higher pressure than that Interior of the bearing housing. It also results from this a pressure equalization between the rooms, because with one occurring vacuum in the compression chamber air from the  Chamber suctioned off and by inflowing air from the outside a possible pressure drop can be compensated.

Anstelle von Atmosphärenluft ist es auch denkbar, die Kammer mit Druckluft zu beaufschlagen.Instead of atmospheric air, it is also conceivable that Pressurize the chamber with compressed air.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird durch eine Rücklaufbohrung gemäß Anspruch 3 sichergestellt, daß in die Druckausgleichskammer eingedrungenes Schmieröl in den Innenraum zurückgeführt werden kann. Der Querschnitt der Rücklaufbohrung ist dabei so bemessen, daß das Druckniveau im Innenraum des Lagergehäuses nur unwesentlich gestört ist.In a further embodiment of the invention, a Return bore according to claim 3 ensures that in the pressure compensation chamber oil has penetrated into the Interior can be traced. The cross section of the The return bore is dimensioned so that the pressure level only slightly disturbed in the interior of the bearing housing is.

Schließlich ist es durch eine weitere Druckausgleichskammer gemäß Anspruch 5 möglich, zu verhindern, daß Schmieröl aus dem Innenraum zum Expansionsraum der Turbine abgesaugt werden kann.Finally, it is through another pressure equalization chamber according to claim 5 possible to prevent lubricating oil from suctioned the interior to the expansion space of the turbine can be.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand eines im Längsschnitt dargestellten Abgasturboladers näher beschrieben.An embodiment of the invention is as follows using an exhaust gas turbocharger shown in longitudinal section described in more detail.

Ein Abgasturbolader 1 für eine nicht dargestellte Brenn­ kraftmaschine umfaßt ein Lagergehäuse 2, an dem stirnseitig jeweils ein Verdichtergehäuse 3 und ein Turbinengehäuse 4 angeflanscht ist. Im Innenraum 5 des Lagergehäuses 2 ist eine Turboladerwelle 6 in zwei Lagerstellen 7 und 8 drehbar gelagert. Die Turboladerwelle 6 durchsetzt den Innenraum 5 in Längsrichtung und ragt mit einem Wellenende aus verdichterseitigen Gehäuseöffnungen 9 und 10 in den Verdichtungsraum 11 des Verdichtergehäuses 3 und mit dem anderen Wellenende aus einer turbinenseitigen Gehäuseöff­ nung 12 in einen Expansionsraum 13 des Turbinengehäuses 4 vor.An exhaust gas turbocharger 1 for an internal combustion engine, not shown, comprises a bearing housing 2 , on each end of which a compressor housing 3 and a turbine housing 4 are flanged. In the interior 5 of the bearing housing 2 , a turbocharger shaft 6 is rotatably mounted in two bearings 7 and 8 . The turbocharger shaft 6 passes through the interior 5 in the longitudinal direction and protrudes with a shaft end from the compressor-side housing openings 9 and 10 in the compression chamber 11 of the compressor housing 3 and with the other shaft end from a turbine-side housing opening 12 in an expansion chamber 13 of the turbine housing 4 .

Auf dem verdichterseitigen Wellenende ist dabei ein Verdichterlaufrad 14 und auf dem turbinenseitigen Wellenen­ de ein Turbinenlaufrad 15 befestigt. Die Gehäuseöffnungen 9, 10 und 12 sind mittels Dichtungen 16 bis 18 gegenüber der Turboladerwelle 6 abgedichtet. Beide Lagerstellen 7 und 8 werden über ein Kanalsystem 19 im Lagergehäuse 2 mit Schmieröl aus dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine versorgt. Der Innenraum 5 des Lagergehäuses 2 ist durch eine Ablauföffnung 20 an den Kurbelraum der Brennkraftma­ schine angeschlossen. Aus den Lagerstellen 7 und 8 ab­ tropfendes Schmieröl wird aus dem Innenraum 5 durch die Ablauföffnung 20 direkt in den Kurbelraum abgeleitet.A compressor impeller 14 is attached to the compressor-side shaft end and a turbine impeller 15 is attached to the turbine-side shaft end. The housing openings 9 , 10 and 12 are sealed off from the turbocharger shaft 6 by means of seals 16 to 18 . Both bearing points 7 and 8 are supplied with lubricating oil from the lubricating oil circuit of the internal combustion engine via a channel system 19 in the bearing housing 2 . The interior 5 of the bearing housing 2 is connected to the crankcase of the internal combustion engine through an outlet opening 20 . From the bearings 7 and 8 from dripping lubricating oil is drained from the interior 5 through the drain opening 20 directly into the crankcase.

Zwischen Verdichtungsraum 11 und Innenraum 5 ist gemäß der Erfindung eine Druckausgleichskammer 21 angeordnet. Die Druckausgleichskammer 21 kann dabei durch entsprechende Ausnehmungen an den benachbart liegenden Wandteilen von Verdichtergehäuse 3 und/oder Lagergehäuse 2, oder wie die Abbildung zeigt, in einem getrennten Gehäuseeinsatz 22 vorgesehen sein. Der Gehäuseeinsatz 22 besitzt dabei die Form einer Doppelscheibe mit einem dazwischen liegenden Hohlraum als Druckausgleichskammer 21 und ist in einer Gehäusebohrung 23 des Lagergehäuses 2 konzentrisch zur Turboladerwelle 6 passend eingesetzt, wobei die Gehäuseöff­ nung 9 und 10 mit den entsprechenden Dichtungen 16 und 17 in den Scheiben angeordnet sind. Über eine Belüftungsboh­ rung 24 ist die Druckausgleichskammer 21 mit der Atmosphä­ re verbunden. Damit sind beide Räume 5 und 11 durch eine Kammer mit einem annähernd konstant bleibenden höheren Druckniveau voneinander getrennt. Die Kammer 21 wirkt dabei insofern druckausgleichend, als das unabhängig vom Druckniveau in den Räumen 5 und 11 Luftströmungen nur noch zwischen den Räumen 5, 11 und der Kammer 21 erfolgen. Der die Kammer 21 durchsetzende Teil der Turboladerwelle 6 ist mit einem Schleuderring 25 versehen. Hierdurch wird eventuell infolge von Kapillarwirkungen an der Dichtung 17 aus dem Lagergehäuse 2 austretendes Schmieröl von der Welle 6 entfernt. Dieses Schmieröl wird aus der Kammer 21 durch eine Rücklaufbohrung 26 in den Innenraum 5 zurückge­ leitet. Außerdem ist vor der Dichtung 16 ein Leitblech 27 vorgesehen, welches Schmieröl von der verdichterseitigen Gehäuseöffnung 9 fernhält.According to the invention, a pressure compensation chamber 21 is arranged between compression chamber 11 and interior space 5 . The pressure compensation chamber 21 can be provided in a separate housing insert 22 by means of corresponding recesses on the adjacent wall parts of the compressor housing 3 and / or bearing housing 2 , or as shown in the figure. The housing insert 22 has the shape of a double disc with an intermediate cavity as a pressure compensation chamber 21 and is inserted in a housing bore 23 of the bearing housing 2 concentrically to the turbocharger shaft 6 , the housing opening 9 and 10 with the corresponding seals 16 and 17 in the discs are arranged. Via a ventilation boring 24 , the pressure compensation chamber 21 is connected to the atmosphere. The two rooms 5 and 11 are thus separated from one another by a chamber with an almost constant higher pressure level. The chamber 21 has a pressure-equalizing effect in that, regardless of the pressure level in the rooms 5 and 11, air flows only take place between the rooms 5 , 11 and the chamber 21 . The part of the turbocharger shaft 6 passing through the chamber 21 is provided with a slinger ring 25 . As a result, lubricating oil escaping from the bearing housing 2 as a result of capillary effects on the seal 17 is removed from the shaft 6 . This lubricating oil is returned from the chamber 21 through a return bore 26 in the interior 5 . In addition, a guide plate 27 is provided in front of the seal 16 , which keeps lubricating oil away from the compressor-side housing opening 9 .

Im Rahmen der Erfindung kann die Kammer 21 zur Erzielung eines höheren Druckniveaus gegenüber dem Innenraum 5 auch mit Druckluft beaufschlagt werden. Schließlich wäre es auch noch denkbar, auf der Turbinenseite in gleicher Weise eine Druckausgleichskammer vorzusehen wie auf der Verdich­ terseite, um einen Schmierölverlust zwischen Innenraum 5 und Expansionsraum 13 zu vermeiden.In the context of the invention, the chamber 21 can also be pressurized with compressed air in order to achieve a higher pressure level than the interior 5 . Finally, it would also be conceivable to provide a pressure compensation chamber on the turbine side in the same way as on the compressor side, in order to avoid a loss of lubricating oil between the interior 5 and the expansion space 13 .

Claims (5)

1. Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem Lagergehäuse zur Lagerung einer Turboladerwelle, über die ein Verdichterlaufrad in einem Verdichtergehäuse von einem Turbinenrad in einem Turbinengehäuse angetrieben wird, wobei Verdichter- und Turbinengehäuse stirnseitig am Lagergehäuse angeflanscht sind und wobei die Lagerung der Turboladerwelle mit Schmieröl versorgt ist, welches durch eine Öffnung in einen Kurbelraum der Brennkraftmaschine ableitbar ist, gekennzeichnet durch eine Druckausgleichskammer (21) zwischen Innenraum (5) des Lagergehäuses (2) und Verdichtungsraum (11) des Verdichter­ gehäuses (3).1. Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with a bearing housing for mounting a turbocharger shaft, via which a compressor impeller in a compressor housing is driven by a turbine wheel in a turbine housing, the compressor and turbine housing being flanged on the end face of the bearing housing and the bearing of the turbocharger shaft being supplied with lubricating oil Which can be derived through an opening in a crank chamber of the internal combustion engine, characterized by a pressure compensation chamber ( 21 ) between the interior ( 5 ) of the bearing housing ( 2 ) and the compression chamber ( 11 ) of the compressor housing ( 3 ). 2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichskammer (21) mit der Atmosphäre verbunden ist.2. Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the pressure compensation chamber ( 21 ) is connected to the atmosphere. 3. Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckausgleichskammer (21) eine Rücklaufboh­ rung (26) zum Innenraum (5) des Lagergehäuses (2) abgeführt ist.3. Exhaust gas turbocharger according to claim 1 or claim 2, characterized in that from the pressure compensation chamber ( 21 ) a Rücklaufboh tion ( 26 ) to the interior ( 5 ) of the bearing housing ( 2 ) is removed. 4. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckausgleichskammer (21) ein Überdruck aufgebaut ist.4. Exhaust gas turbocharger according to one of claims 1 to 3, characterized in that an excess pressure is built up in the pressure compensation chamber ( 21 ). 5. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Expansionsraum (13) des Turbinengehäuses (4) und Innenraum (5) des Lagergehäuses (2) eine Druckaus­ gleichskammer vorgesehen ist.5. Exhaust gas turbocharger according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the expansion space ( 13 ) of the turbine housing ( 4 ) and interior ( 5 ) of the bearing housing ( 2 ) a Druckaus equal chamber is provided.
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