DE4210048C2 - Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Abgasturbolader einer BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE4210048C2 DE4210048C2 DE4210048A DE4210048A DE4210048C2 DE 4210048 C2 DE4210048 C2 DE 4210048C2 DE 4210048 A DE4210048 A DE 4210048A DE 4210048 A DE4210048 A DE 4210048A DE 4210048 C2 DE4210048 C2 DE 4210048C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust gas
- turbine
- swirl
- controllable
- impeller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
- F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/40—Application in turbochargers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasturbolader einer
Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE-PS 39 32 721 ist ein gattungsgemäßer Abgasturbolader
bekannt, dessen zweistufige Turbine, die axialer Bauart ist,
vom Abgas der Brennkraftmaschine partiell beaufschlagt werden
kann. Hierzu ist vorgesehen, die Abgassammelleitung in zwei
Fluten verzweigen zu lassen, von denen jede - bezogen auf den
Umfang des Turbinenlaufrades - an einer anderen Stelle in letz
teres einmündet. Der Querschnitt einer dieser beiden Fluten ist
dabei über eine Klappe steuerbar, wobei diese Klappe im Leer
laufbereich geschlossen und im höheren Lastbereich geöffnet
ist. Gleichzeitig ist bei geschlossener Klappe einer von zwei
von der Turbine angetriebenen Verdichtern abgeschaltet, wodurch
eine Anpassung des aufgrund partieller Beaufschlagung verän
derten Antriebsdrehmomentes der Turbine an den Verdichter er
folgt. Bei einem derartigen Abgasturbolader ist es jedoch er
forderlich, daß die Abgassammelleitung sich bereits in einem
angemessenen Abstand vor der Turbine in die beiden Fluten ver
zweigt, denn je näher diese Verzweigungsstelle an der Turbine
angeordnet ist, desto stärker gekrümmt müssen die beiden Fluten
sein. Eine starke Krümmung der beiden Fluten ist aber auch mit
relativ hohen Strömungsverlusten und damit mit einer Reduzie
rung der Turbinen- bzw. Abgasturboladerleistung verbunden. An
dererseits stellt jedoch eine turbinenferne Anordnung dieser
Verzweigungsstelle eine bauraumgreifende Lösung dar. Ebenfalls
wird dadurch, daß die Verdichtereinheit durch zwei auf einer
Welle nebeneinander angeordnete separate Einzelverdichter ge
bildet ist, zusätzlicher Bauraum benötigt.
Aus der DE-OS 30 34 271 ist ferner ein Abgasturbolader bekannt,
dessen einstufige Turbine radialer Bauart ist und vom Abgas der
Brennkraftmaschine partiell über den Radumfang verteilt beauf
schlagt wird. Hierbei werden die Kanäle des Turbinendrallge
häuses im getrennten Vorlaufbereich radial übereinander ge
führt, wobei die kürzere der beiden Fluten direkt und die län
gere über eine Klappe zuschaltbar ins Laufrad geleitet werden.
Im Leerlauf- und Teillastbereich wird diese Klappe geschlossen,
so daß sich der Abgasgegendruck vor der Turbine erhöht und die
Abgase mit großer Geschwindigkeit auf das Laufrad geleitet
werden, dessen wirksamer Eintrittsquerschnitt durch die parti
elle Beaufschlagung passend vermindert ist. Im Vollastbereich
ist die Klappe geöffnet, so daß nahezu ähnliche Druck- und Ge
schwindigkeitsverhältnisse wie bei einem ungeregelten
Abgasturbolader vorherrschen. Bei einem solchen partiell be
aufschlagten Abgasturbolader wird jedoch durch die Drallkanal
führung viel Bauraum verbraucht. Ferner ist der äußere Drall
kanal relativ lang und mit Strömungsverlusten behaftet. Eine
optimale Leistungsausbeute wird auch deshalb nicht erreicht, da
eine im Teillastbereich partiell beaufschlagte Turbine zwar
eine höhere Drehzahl, nicht jedoch auch ein höheres Drehmoment
gegenüber der mit steigender Laderdrehzahl überproportional
ansteigenden Verdichterbedarfskennlinie liefert.
Aus der DE-OS 30 02 474 ist ein Abgasturbolader einer Brenn
kraftmaschine bekannt, welcher über entsprechend angesteuerte
Absperrorgane in der Abgas- sowie in der Ansaugleitung zu- oder
abgeschaltet werden kann. Dieses Zu- oder Abschalten des
Abgasturboladers erfolgt in Abhängigkeit von aktuellen Be
triebsparametern der Brennkraftmaschine. Über die Ansteuerung
eines vom Abgasstrom partiell beaufschlagbaren
Abgasturboladers, insbesondere über die Steuerung einzelner
Abgas führender Fluten ist in dieser Schrift nichts ausgesagt.
Aus der CH-PS 1 44 384 ist ein Kreiselverdichter
mit einer Doppelbeschaufelung bekannt, bei
dem die Saugrohre konzentrisch zueinander
angeordnet sind.
Eine Anregung, derartige Anordnungen in einem
Abgasturbolader zu verwenden, ist nicht gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbolader
der im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen Art derart
weiterzubilden, daß, ohne eine nennenswerte Erhöhung von Strömungs
verlusten, z. B. infolge von Druckstößen, in Kauf nehmen zu müssen, Bauraum eingespart
werden kann und daß die Vorteile einer partiellen Beaufschla
gung der Turbine optimal ausgenutzt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader sind die beiden als
das Turbinenlaufrad umgebende Drallkanäle ausgebildete Fluten
unmittelbar bis zum Eintritt in das Turbinenlaufrad nebenein
ander geführt, so daß von dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader
nur wenig Bauraum beansprucht wird. Die bei der Verwendung
derartiger Drallkanäle auftretenden Strömungsverluste sind da
bei vergleichsweise gering, da hier im Teillastbereich der
steuerbare und damit der längere Drallkanal verschlossen ist
und die Abgase somit auf kürzestem und demzufolge
verlustärmstem Wege auf das Turbinenleitrad geführt werden.
Eine zusätzliche Reduzierung des vom Abgasturbolader bean
spruchten Bauraumes wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung
des Verdichters erzielt, denn sowohl für die bei Vollast von
der Ansaugluft zusätzlich angeströmte Beschaufelung als auch
für das den Ansaugluftstrom auf diese Beschaufelung führende
Saugrohr wird kein zusätzlicher Bauraum außerhalb des
Abgasturboladers benötigt. Darüber hinaus können dadurch, daß
während einer partiellen Beaufschlagung der Turbine eine
drehmomentmäßige Anpassung der Verdichterleistung (durch Ab
sperren der Anströmung auf die innere Verdichterbeschaufelung)
möglich ist, die Vorteile einer partiellen Turbinenbeaufschla
gung optimal ausgenutzt werden.
Mit einer, wie im Anspruch 4 angegeben, im Auslaufende des
steuerbaren und/oder in dem des nicht steuerbaren Drallkanals
angeordneten Bohrung, über welche die
Turbinenlaufradbeschaufelung zusätzlich von einem Arbeitsgas
beaufschlagt werden kann, können die durch die Drallkanäle noch
gegebenen Strömungsverluste sowohl bei Teillast als auch bei
Vollast kompensiert werden. Dabei stellt die Ausgestaltung nach
Anspruch 5 eine besonders einfache Art und Weise einer
zusätzlichen Beaufschlagung des Turbinenlaufrades dar.
Erfolgt die zusätzliche Beaufschlagung des Tur
binenlaufrades über eine Bohrung im steuerbaren Drallkanal, so
wird zudem erreicht, daß bei Teillast die
Turbinenlaufradbeschaufelung nicht schlagartig aus einem Be
reich ohne Abgasbeaufschlagung (Bereich der Einmündung des
steuerbaren Drallkanals in das Laufrad) in einen Bereich mit
Abgasbeaufschlagung (Bereich der Einmündung des nicht steuer
baren Drallkanals in das Laufrad) gelangt. Damit können uner
wünschte Druckstöße in den Laufradschaufeln vermieden werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteran
sprüchen zu entnehmen.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungs
beispieles näher erläutert.
Im einzelnen zeigt in Form von Prinzipdarstellungen
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader in einer
teilweise längsgeschnittenen Draufsicht,
Fig. 2 einen turbinenseitigen Querschnitt des
erfindungsgemäßen Abgasturboladers der Fig. 1,
Fig. 3 eine längs der Linie III-III geschnittene Darstellung
der Fig. 1 und
Fig. 4 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen
Abgasturboladers.
Die Fig. 1-4 zeigen in verschiedenen Ansichten einen
Abgasturbolader 1 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine
mit einer Turbine 2, welche vom Abgas der Brennkraftmaschine
beaufschlagt wird (Pfeil 3) und einem Verdichter 4, über
welchen die Verbrennungsluft angesaugt (Pfeil 5) und unter ei
nem erhöhten Druck über eine an die beiden Verdichterdrallka
näle 6 und 7 angeschlossene, in der Zeichnung ebenfalls nicht
sichtbare Ladeluftleitung in den Brennraum der Brennkraftma
schine gefördert wird (Pfeil 8). Der Verdichter 4 ist radialer
und die Turbine 2 halbaxialer Bauart.
Sowohl Verdichter 4 als auch Turbine 2 sind anströmseitig je
weils zweiflutig ausgebildet. Dabei sind die beiden Fluten auf
der Turbinenseite als Drallkanäle 9 und 10 ausgebildet, welche
die Beschaufelung 29 des Laufrades 11 der Turbine 2 umgeben (s.
Fig. 2). Das Turbinenlaufrad 11 ist über eine Welle 12 mit dem
Laufrad 13 des Verdichters 4 drehfest verbunden. Die beiden
Drallkanäle 9 und 10 verlaufen bezogen auf die Längsachse 14
des Abgasturboladers 1 zunächst nebeneinander, und zwar bis in
den Bereich der Unterseite der Turbine 2, von wo ab sich der
längere 10 der beiden Drallkanäle 9 und 10 über den kürzeren 9
legt (s. Fig. 4). Dies liegt darin begründet, daß der kürzere
Drallkanal 9 bezogen auf die Umfangsrichtung vor dem längeren
Drallkanal 10 in das Turbinenlaufrad 11 einmündet, d. h. also
die durch diese beiden Drallkanäle 9 und 10 geführten Abgas
ströme treten bezogen auf den Umfang des Turbinenlaufrades 11
an unterschiedlichen Stellen in das Turbinenlaufrad 11 ein. Die
Eintrittsöffnung des kürzeren Drallkanals 9 erstreckt sich da
bei über den Bereich 1 und die des Drallkanals 10 über den Be
reich II (s. Fig. 2). Beide Drallkanäle 9 und 10 münden im
wesentlichen tangential in das Turbinenlaufrad 11 ein.
Im Bereich der Verzweigung in die beiden Drallkanäle 9 und 10
ist in dem längeren Drallkanal 10 eine Klappe 15 angeordnet,
mit welcher dieser Drallkanal 10 bedarfsweise verschlossen
werden kann. Die Klappe 15 ist dabei derart angeordnet, daß in
deren Schließstellung (durchgezogene Darstellung der Klappe 15)
der Drallkanal 10 zu dem nicht steuerbaren - also immer offenen -
Drallkanal 9 hin abgeschrägt verschlossen ist. In Öffnungs
stellung hingegen (gestrichelte Darstellung der Klappe 15)
fällt die Längsachse der Klappe 15 mit der Längsachse 16 des
Drallkanals 10 zusammen.
Das Laufrad 13 des Verdichters 4 weist eine Doppelbeschaufelung
auf, wobei die eine Beschaufelung 17 die andere 18 konzentrisch
umgibt (s. Fig. 3). Der Ansaugstutzen 28 des Verdichters 4 ist
dabei so ausgebildet, daß die erste Beschaufelung 17 über ein
erstes Saugrohr 19 und die zweite Beschaufelung 18 über ein
zweites Saugrohr 20, welches von dem ersten Saugrohr 19 kon
zentrisch umgeben ist, von angesaugter Frischluft anströmbar
ist. In dem innerhalb des ersten Saugrohrs 19 angeordneten,
ausschließlich auf die zweite Beschaufelung 18 gerichteten
zweiten Saugrohr 20 ist eine weitere Klappe 21 angeordnet, über
welche dessen Strömungsquerschnitt steuerbar ist. Diese Klappe
21 ist über ein Gestänge 22 mit der in dem langen Drallkanal 10
der Turbine 2 angeordneten Klappe 15 gekoppelt, so daß beide
Klappen 15 und 21 synchron zueinander betätigt werden können,
wobei beide Klappen 15 und 21 immer im wesentlichen die gleiche
Öffnungsstellung einnehmen. Ist also der Drallkanal 10 durch
die Klappe 15 verschlossen (durchgezogene Stellung der Klappe
15) so ist auch das zweite Saugrohr 20 (durchgezogene Stellung
der Klappe 21) verschlossen. Ist hingegen die Klappe 15 geöff
net (gestrichelte Darstellung der Klappe 15), so ist auch der
maximale Strömungsquerschnitt des zweiten Saugrohrs 20 freige
geben (gestrichelte Darstellung der Klappe 21) und beide
Beschaufelungen 17 und 18 werden von der angesaugten Frischluft
angeströmt. Die beiden Klappen 15 und 21 werden über einen auf
das Gestänge 22 wirkenden, in der Zeichnung der Übersichtlich
keit wegen nicht dargestellten Stellantrieb betätigt, welcher
z. B. pneumatisch, hydraulisch mechanisch oder auch elektrisch
funktionieren kann.
Die beiden Drallkanäle 6 und 7 auf der Druckseite des Verdich
ters 4 verlaufen über den Umfang des Verdichterlaufrades 13
getrennt voneinander und münden in eine gemeinsame, in der
Zeichnung nicht sichtbare Ladeluftleitung. Die Drallkanäle 6
und 7 des Verdichters 4 können in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung auch miteinander verbunden sein.
Die Ansteuerung der beiden Klappen 15 und 21 erfolgt nun der
art, daß im Leerlauf und bei Teillast die beiden Klappen 15 und
21 geschlossen und bei Vollast geöffnet sind. Damit werden die
in Teillastbereichen vergleichsweise langsam strömenden und
gegenüber Vollast reduzierten Abgase über den Bereich der den
Drallkanal 10 abgeschrägt verschließenden Klappe 15 hinweg
(Beschleunigungsstrecke B) auf eine relativ hohe Geschwindig
keit gebracht und über den kurzen Drallkanal 9 auf nur einen
Teil der Turbinenlaufradbeschaufelung (Bereich I) (s. Fig. 2)
geleitet. Der Umfang des beaufschlagten Schaufeleintrittsbe
reichs I, der Ein- und der Austrittsquerschnitt des Drallkanals
9 sowie die Abgasgeschwindigkeit stehen dabei in einem solchen
Verhältnis, daß in diesen Lastbereichen im beaufschlagten Teil
auch bei verschiedenen Brennkraftmaschinendrehzahlen eine
überwiegend stoßfreie Schaufelströmung und somit ein Maximum an
kinetischer Energieausnutzung der eintretenden Teillastabgas
menge durch die Beschaufelung möglich ist. Durch das Ver
schließen des Drallkanals 10 in diesen Lastbereichen ist also
die bei Teillast sich selbsttätig einstellende Turbinendrehzahl
gegenüber derjenigen Teillastdrehzahl einer geometrisch
gleich großen und voll beaufschlagten konventionellen Abgastur
bine deutlich erhöht.
Gleichzeitig mit der partiellen Beaufschlagung der Turbine 2
wird auch der Verdichter 4 nur über die äußere Beschaufelung 17
angeströmt. Die innere Beschaufelung 18 des Verdichters 4 läuft
in diesen Lastbereichen damit in einem Unterdruckgebiet um,
wodurch im Instationärbetrieb, also z. B. nach einer Lasterhö
hung eine weitere Verbesserung im Ansprechverhalten des
Abgasturboladers 1 im Vergleich zu einer Beaufschlagung beider
Beschaufelungen 17 und 18 erzielt werden kann.
Bei Vollast, wo die beiden Klappen 15 und 21 in Öffnungsstel
lung gehalten sind, wird die in diesen Lastbereichen schneller
eintretende und gegenüber Teillast vergrößerte Abgasmenge auf
der Druckseite der Turbine 2 durch Ausschaltung der Beschleu
nigungsstrecke B an ihr vorbei und mit ihrer normalen und
kanalgemäßen Eintrittsgeschwindigkeit in die Drallkanäle 9 und
10 geführt, um anschließend das Turbinenlaufrad 11 nicht nur
partiell, sondern vollständig, also über beide Bereiche I und
II (siehe Fig. 2) zu beaufschlagen. Der Umfang des beaufschlagten
Schaufeleintrittsbereichs II des Laufrades 11, der Ein- und
Austrittsbereich der beiden beaufschlagten Drallkanäle 9 und 10
sowie die Abgasgeschwindigkeit stehen in einem Verhältnis zu
einander, daß auch im Vollastbereich im gesamten Turbinenlauf
rad selbst bei verschiedenen Drehzahlen überwiegend stoßfreie
Schaufelströmung und somit ein Maximum an kinetischer Energie
ausnutzung der eintretenden Vollastabgasmenge durch die
Beschaufelung möglich ist. Die sich bei Vollast selbständig
einstellende Turbinendrehzahl der Turbine 2 entspricht im we
sentlichen der Vollastdrehzahl einer geometrisch gleich großen,
nicht schaltbaren und voll beaufschlagten Abgasturbine. Ebenso
ist die spezifische Arbeitsabgabe pro Masseneinheit durchge
setzten Abgases bei Vollast im wesentlichen gleich groß wie
diejenige bei einer gleich dimensionierten, nicht schaltbaren
und voll beaufschlagten Abgasturbine.
Durch die Koppelung der beiden Klappen 15 und 21 über das Ge
stänge 22 ist bei Vollast auch die Klappe 21 in Öffnungsstel
lung, so daß nun beide Verdichterlaufradbeschaufelungen 17 und
18 von der Frischluft angeströmt werden und demzufolge der bei
Vollast erforderliche maximale Förderstrom erreicht wird. In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es natürlich ebenso
denkbar, daß jede der beiden Klappen 15 und 21 über einen se
paraten Stellantrieb betätigt wird, so daß je nach gerade vor
liegendem Betriebszustand eine noch feinere Abstimmung der
beiden Klappenstellungen aufeinander möglich ist.
Bei der Verwendung eines pneumatisch wirkenden Stellgliedes
können die beiden Klappen 15 und 21 auf einfache Weise z. B.
durch die Differenz des abgasseitigen Druckes zu dem
ladeluftseitigen Druck betätigt werden.
Ebenso ist es möglich, die beiden Klappen 15 und 21 in Abhän
gigkeit verschiedenster Parameter kennfeldmäßig zu steuern.
Solche Parameter sind z. B. Abgasdruck, Abgaszusammensetzung,
Ladeluftdruck, Brennkraftmaschinendrehzahl, Drehzahl des
Abgasturboladers, Lastvorgabesignal, etc.
In dem Auslaufende des durch die Klappe 15 steuerbaren Drall
kanals 10 ist eine Bohrung 23 (s. Fig. 2) vorgesehen, an
welche eine Verbindungsleitung 24 angeschlossen ist, die von
dem nicht steuerbaren, also von dem kürzeren Drallkanal 9 ab
gezweigt ist, und zwar in dem Bereich hohen Staudrucks. Durch
diese Maßnahme wird erreicht, daß im Teillastbereich, in
welchem der Drallkanal 10 durch die Klappe 15 verschlossen ist,
die Turbinenlaufradbeschaufelung nicht schlagartig aus einem
Bereich mit Abgasbeaufschlagung (Bereich I) in einen Bereich
ohne jegliche Abgasbeaufschlagung (Bereich II) kommt, was zu
unerwünschten Druckstößen in den Turbinenlaufradschaufeln füh
ren würde. Eine Reduzierung solcher Druckstöße kann auch durch
eine die beiden Turbinendrallkanäle miteinander verbindende
Bohrung und/oder dadurch erzielt werden, daß die Auslaufenden
der beiden Turbinendrallkanäle in einem über das normale
Spaltmaß hinausgehenden Maß beabstandet zum Turbinenlaufrad
angeordnet sind, so daß eine räumliche Verbindung zwischen den
beiden Turbinendrallkanälen gegeben ist.
Im Auslaufende des nicht steuerbaren Drallkanals 9 ist eine
weitere Bohrung 25 vorgesehen, an welche eine mit einem in der
Zeichnung nicht dargestellten Druckspeicher verbundene Druck
leitung 26 angeschlossen werden könnte. Über diese Druckleitung 26 könnte
das Turbinenlaufrad 11 bedarfsweise in Abhängigkeit von Be
triebsparametern der Brennkraftmaschine mit einem zusätzlichen
Arbeitsgas beaufschlagt werden (s. Pfeil 27), wodurch die
Laderleistung erhöht werden kann. In weiterer Ausgestaltung der
Erfindung kann anstelle von Arbeitsgas aus einem separaten
Druckspeicher auch Druckluft von der Druckseite des Verdichters
aus zugeführt werden, sofern ein entsprechendes Druckgefälle
zwischen Verdichterdruckseite und Auslaufende des Turbinen
drallkanals dies gestattet.
Die Turbine muß nicht unbedingt halbaxialer, sie kann auch ra
dialer Bauart sein.
Ebenso kann auch der Verdichter halbaxialer Bauart sein.
Claims (6)
1. Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine mit einer über we
nigstens zwei Fluten im wesentlichen vom Abgas der Brennkraft
maschine partiell beaufschlagbaren, ein Laufrad aufweisenden
Abgasturbine, bei welcher diejenigen Öffnungen, über welche die
durch die Fluten geführten Abgasströmungen in das Turbinenlaufrad
eintreten (Eintrittsöffnungen), bezogen auf den Umfang
des Turbinenlaufrades, an unterschiedlichen Stellen angeordnet
sind, wobei der Querschnitt einer der beiden Fluten derart
steuerbar ist, daß bei Vollast der Brennkraftmaschine der
Querschnitt dieser Flut maximal freigegeben ist und mit einem
von der Turbine aus angetriebenen Verdichtereinheit, deren
Förderleistung entsprechend dem momentanen Betriebspunkt der
Brennkraftmaschine einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgasturbine (2) radialer oder halbaxialer Bauart ist,
daß die beiden Drallkanäle (9, 10) im wesentlichen bis zum Ein
tritt des kürzeren (9) in das Turbinenlaufrad (11), bezogen auf
die Richtung der Längsachse (14) des Turboladers (1), nebenein
ander verlaufen und daß die Verdichtereinheit gebildet ist aus
einem Verdichter (4) radialer oder halbaxialer Bauart, dessen
Laufrad (13) eine Doppelbeschaufelung aufweist, wobei die erste
Beschaufelung (17) die zweite (18) konzentrisch umgibt, daß die
erste Beschaufelung (17) über ein erstes Saugrohr (19) und die
zweite Beschaufelung (18) über ein zweites, von dem ersten (19)
konzentrisch umgebenes Saugrohr (20) anströmbar ist und daß der
Querschnitt des zweiten Saugrohres (20) in Abhängigkeit des
momentanen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine steuerbar ist
und daß in dem steuerbaren Drallkanal (10) der Abgasturbine (1)
und in dem zweiten Saugrohr (20) des Verdichters (4) je eine
Klappe (15, 21) angeordnet ist, wobei die beiden Klappen (15, 21)
derart synchron zueinander betätigbar sind, daß beide Klappen
(15, 21) immer im wesentlichen die gleiche Öffnungsstellung
einnehmen.
2. Abgasturbolader nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Klappen (15, 21) über ein Gestänge (22) mitein
ander gekoppelt sind.
3. Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Drallkanäle (9, 10) aus einem gemeinsamen Abgas
rohr hervorgehen, wobei die Klappe (15) im Verzweigungsbereich
derart angeordnet ist, daß in ihrer Schließstellung der steuerbare
Drallkanal (10) zum nicht steuerbaren Drallkanal (9) hin
abgeschrägt verschlossen ist.
4. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Auslaufende des steuerbaren (10) und/oder in dem des
nicht steuerbaren Drallkanals (9) eine Bohrung (23, 25) vor
gesehen ist, über welche die Turbinenlaufradbeschaufelung (11)
bedarfsweise von einer zusätzlichen Menge eines Arbeitsgases
beaufschlagbar ist.
5. Abgasturbolader nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Bohrung (23) eine vom nicht steuerbaren Drallkanal
(9) im Bereich hohen Staudrucks aus abgezweigte Verbindungs
leitung (24) angeschlossen ist.
6. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaufenden der Drallkanäle in einem über das normale
Spaltmaß hinausgehenden Maß beabstandet zum Turbinenlaufrad
angeordnet sind, um eine Arbeitsgasverbindung zwischen den
beiden Drallkanälen herzustellen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4210048A DE4210048C2 (de) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4210048A DE4210048C2 (de) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4210048A1 DE4210048A1 (de) | 1993-09-30 |
DE4210048C2 true DE4210048C2 (de) | 1994-03-24 |
Family
ID=6455209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4210048A Expired - Fee Related DE4210048C2 (de) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4210048C2 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5120466B2 (ja) * | 2009-02-06 | 2013-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の可変容量型過給機 |
DE102013219225A1 (de) | 2013-09-25 | 2015-03-26 | Continental Automotive Gmbh | Piezo-Injektor zur Kraftstoff-Direkteinspritzung |
DE102013220087A1 (de) * | 2013-10-02 | 2015-04-02 | Continental Automotive Gmbh | Verdichter mit variablem Verdichtereinlauf |
CN106574514B (zh) | 2014-08-27 | 2019-01-25 | 三菱重工发动机和增压器株式会社 | 开关阀装置及旋转机械 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH144384A (de) * | 1929-04-19 | 1930-12-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Mehrstufiger Kreiselverdichter bezw. -gebläse. |
US4292807A (en) * | 1979-05-02 | 1981-10-06 | United Technologies Corporation | Variable geometry turbosupercharger system for internal combustion engine |
DE3034271C2 (de) * | 1979-09-17 | 1982-11-11 | Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokyo | Turbinengehäuse für Turbolader |
DE3002474C2 (de) * | 1980-01-24 | 1986-08-28 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Absperreinrichtung |
-
1992
- 1992-03-27 DE DE4210048A patent/DE4210048C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4210048A1 (de) | 1993-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4242494C1 (en) | Adjustable flow-guide for engine exhaust turbocharger - has axially-adjustable annular insert in sectors forming different kinds of guide grilles supplied simultaneously by spiral passages | |
EP2025896B1 (de) | Radialverdichter für einen Turbolader | |
DE2624164C2 (de) | Gasturbinentriebwerk | |
DE60133629T2 (de) | Verfahren zum betrieb einer gasturbine mit verstellbaren leitschaufeln | |
DE2626406C2 (de) | Gasturbinentriebwerk mit variablem Zyklus | |
EP0377712B1 (de) | Aufgeladene kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren parallel arbeitenden abgasturboladern | |
DE3833906C2 (de) | ||
DE102005046507A1 (de) | Brennkraftmaschine mit zwei hintereinander geschalteten Abgasturboladern | |
DE4213047A1 (de) | Verdichter mit einer Einrichtung zum Beeinflussen der Hauptströmung im Verdichter | |
DE102005019937B3 (de) | Turbine mit einem Turbinenrad für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine und Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine | |
DE3034271A1 (de) | Turbinengehaeuse fuer turbolader | |
DE2454054A1 (de) | Innentriebwerk bzw. gasgenerator fuer gasturbinentriebwerke | |
DE19709879A1 (de) | Steuervorrichtung für eine aufgeladene Brennkraftmaschine | |
WO2018050347A1 (de) | Turbolader für eine brennkraftmaschine | |
DE102017130568A1 (de) | Schubdüse für ein Turbofan-Triebwerk eines Überschallflugzeugs | |
DE4312077C1 (de) | Abgasturbolader für eine aufgeladene Brennkraftmaschine | |
DE19549020A1 (de) | Abgasregeleinrichtung für einen Turbolader | |
DE4310148C2 (de) | Brennkraftmaschine mit Registeraufladung | |
DE102006014934A1 (de) | Brennkraftmaschine mit zwei in Reihe geschalteten Abgasturboladern | |
DE19630224A1 (de) | Motorbremsvorrichtung | |
DE2412242C2 (de) | Mantelstromtriebwerk | |
DE3932721C1 (en) | Supercharged IC engine with turbo drive - has two-stage turbine with partial by=pass to control rotor speed | |
DE4210048C2 (de) | Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine | |
EP1673525B1 (de) | Verdichter im ansaugtrakt einer brennkraftmaschine | |
DE2557735A1 (de) | Doppelwellentriebwerk mit variablem arbeitszyklus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |