DE3941399C1

DE3941399C1 - Turbine outlet nozzle control - consists of slider moved by lever pivoted in casing

Info

Publication number: DE3941399C1
Application number: DE3941399A
Authority: DE
Inventors: Siegfried 7000 Stuttgart De Sumser
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: SUMSER, SIEGFRIED, DIPL.-ING., 70184 STUTTGART, DE
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1991-01-03
Anticipated expiration: 2009-12-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerschieber für einen Abgasturbolader mit zwei in einem Turbinengehäuse angeordneten Strömungskanälen, die durch eine Zwischenwand getrennt sind, zur Steuerung des Querschnitts von mindestens einer Austritts düse von einem der beiden Strömungskanäle gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein Steuerschieber der gattungsgemäßen Bauart ist aus der US-PS 47 76 168 zur Steuerung des Querschnitts der Austrittsdüse des radialen Strömungskanals einer zweiflutigen Turbine in einem Turbolader bekannt. Der Schieber ist zylindrisch und ist über eine Vielzahl von im Umfang des Schiebers kreisförmig angeord neter Zapfen, die aus dem Gehäuse auf der Abgasausgangsseite ragen, in Langlöchern bis zur Zwischenwand der beiden Fluten axial verschiebbar. Der Nachteil des Schiebers besteht darin, daß der Wirkungsgrad der Strömung im Mischbetrieb, d. h., wenn sowohl die Halbaxialdüse als auch die Radialdüse offen sind, ungünstig wird. Dies geschieht bei der Ausgestaltung des Steuer schiebers in oben genannter Patentschrift schon dann, wenn bei Teillast beschleunigt wird und somit ein größerer Abgasmassen strom zu verarbeiten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Schieber aus US-PS 47 76 168 derart weiter zu verbessern, daß bei einem hohen Abgasmassenstrom ein höherer Wirkungsgrad er zielt wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch den erfindungsgemäßen Schieber ist es möglich, jeden Strömungskanal für sich zu schließen. Dadurch wird erreicht, daß Überströmungen des Abgases von einem Kanal in den anderen unterbleiben und daß bei Beschleunigung und Vollast, d.h., bei großem Abgasmassenstrom, der Mischbetrieb beider Strömungskanäle ausbleibt, was somit insgesamt den Wirkungsgrad der Turbine steigert.

Der Steuerschieber liegt gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 2 als Hülse vor, die axial verschiebbar in der die Strömungs kanäle voneinander trennenden Zwischenwand gelagert ist. Die Stirnflächen des Schiebers sind nach Anspruch 3 so konturiert, daß die Dichtfähigkeit des Schiebers an den Wandungen der Strömungskanäle erhöht wird. Nach Anspruch 4 ist in der Lauf fläche des Schiebers eine mehrgängige trapezgewindeartige Füh rung eingebracht, wobei diese in eine gleichartige, entspre chende an der Zwischenwand befindliche Führung eingreift. Durch diese schraubenförmige Axialverstellung wird die Pressung des Schiebers an die Wandung des Gehäuses erhöht und somit die Ab dichtung des jeweiligen Strömungskanals verbessert. In der Lauf fläche des Schiebers ist zudem nach Anspruch 5 eine kulissen artige Gleitbahn eingelassen, die axial gerichtet ist und die die Aufnahme des Gleitschuhs eines von außen zu betätigenden drehbaren Hebels nach Anspruch 6 gestattet.

In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung wird ein Ausführungs beispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein zweiflutiges Turbinengehäuse mit Turbinen laufrad und Steuerschieber in Mischbetriebsstel lung mit zugehörigem Verstellhebel im Querschnitt,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Turbinengehäuses mit spiral förmiger Flut, Turbinenlaufrad und dem ihn umge benden hülsenförmigen Steuerschieber mit Verstell vorrichtung.

Das in Fig. 1 dargestellte Turbinengehäuse 1 eines Abgasturbo laders besitzt zwei spiralförmige Strömungskanäle (Fluten), die durch eine Zwischenwand 2 in eine große Flut 3 und eine kleine Flut 4 geteilt sind und die ein Turbinenlaufrad 5 konzentrisch umgeben. Die Austrittsdüsen 6 und 7 der Fluten 3 und 4 sind so angeordnet, daß die Schaufeln des Laufrades 5 von der großen Flut 3 radial und von der kleinen Flut 4 halbaxial angeströmt werden. Zwischen den Austrittsdüsen 6 und 7 befindet sich an der dem Laufrad zugewandten Seite 8 der Zwischenwand 2 der Schieber 9 eingelagert, dessen Stirnflächen 10 und 11 den Wan dungen der Strömungskanäle entsprechend konturiert sind und der mittels eines Verstellhebels 12 über eine nicht näher darge stellte trapezgewindeförmige Führung an seiner Lauffläche 13 und eine ebenso nicht dargestellte gleichartige Führung an der Fläche 8 der Zwischenwand 2 axial verschiebbar ist.

In Fig. 2 wird die Verstellvorrichtung verdeutlicht. Der Hebel 12 ist drehbar in seinem am Gehäuse 1 befindlichen Auflagepunkt 14 gelagert. Das Hebelende, das in das Gehäuse 1 ragt, ist in einem Gleitschuh 15 ausgebildet, der in eine axial gerichtete Gleitbahn 16 greift. Durch Drehen des Hebels um seinen Auflage punkt wird der Steuerschieber in axialer Richtung über die Füh rung geschraubt verstellt.

Befindet sich der Motor im Leerlauf oder im unteren Teillast bereich, so wird die Flut 3 bei einer bestimmten Regelung vom Schieber geschlossen und die Abgaszuströmung erfolgt über den halbaxialen Kanal 4. Bei Beschleunigungsbeginn und damit grö ßerem Abgasmassendurchsatz bleibt die Flut 3 zunächst ge schlossen. Erst bei einem spürbaren Ladedruck wird die Flut 3 geöffnet und die Düse 6 wirksam. Dabei entsteht kurzzeitig der Mischbetrieb an den Austrittsdüsen. Die Flut 3 wird teilge öffnet und die Flut 4 teilgeschlossen. Bei Vollast und mittle rer bis hoher Abgasmenge wird die kleine Flut 4 geschlossen und die Zuströmung erfolgt ausschließlich über den radialen Strömungskanal 3. Durch die neuartige Funktion des Schiebers wird die Zeitdauer des Mischbetriebs minimiert und somit der Wirkungsgrad der Turbine durch die wesentlich günstigeren Zuströmverhältnisse erhöht.

Claims

1. Steuerschieber für einen Abgasturbolader mit zwei in einem Turbinengehäuse angeordneten Strömungskanälen, die durch eine Zwischenwand getrennt sind, zur Steuerung des Querschnitts von mindestens einer Austrittsdüse von einem der beiden Strömungs kanäle, wobei der Steuerschieber im Turbinengehäuse axial ver schiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Querschnitte beider Austrittsdüsen (6, 7) der Strömungskanäle (3, 4) der Steuerschieber (9) in der Zwi schenwand (2) angeordnet ist und über ein Verstellmittel (12) axial verstellbar ist.

2. Steuerschieber nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hülsenförmige Ausgestaltung.

3. Steuerschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (10, 11) des Steuerschiebers (9) gemäß den Wan dungen der Strömungskanäle (3, 4) konturiert sind.

4. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine in der Lauffläche (13) eingebrachte mehrgängige trapezge windeähnliche Führung.

5. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lauffläche (13) des Steuerschiebers (9) eine axial gerichtete Gleitbahn (16) eingearbeitet ist.

6. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellmittel (12) ein von außen zu betätigender dreh barer Hebel ist, dessen eines Ende als Gleitschuh (15) ausge bildet ist, welcher in die Gleitbahn (16) des Steuerschiebers (9) eingreift.