DE60035757T2 - Turbolader mit variablem förderrahmen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Turbolader mit variablem Förderrahmen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei welchem verdrehbare Leitschaufeln um einen Turbinenrotor in einer Turbinenkammer angeordnet sind und ein Spalt zwischen den beiden die Turbinenkammer und die Leitschaufeln abteilenden Seitenwänden eingehalten wird.
  • In einer Turbine eines herkömmlichen Turboladers mit variabler Geometrie ist es zur Vermeidung eines Festklemmens der Leitschaufeln (d.h. des Phänomens, dass die Leitschaufeln sich nicht mehr bewegen) durch thermische Verformung der beiden die Turbinenkammer unterteilenden Seitenwände notwendig, einen Spalt zwischen den beiden Seitenwänden und den Leitschaufeln vorzusehen, was zu dem Problem führt, dass der Wirkungsgrad der Turbine sinkt, wenn sich der Spalt vergrößert.
  • In der JP-B-7 13468 ist eine Ausführung einer veränderbaren Turbinendüse mit stabartigen Stromdurchlass-Abstandshaltern gezeigt, bei welcher diese Stromdurchlass-Abstandshalter in einem äußeren Randteil der Gesamtheit der Schaufeln in radialer Richtung angeordnet sind und die axiale Länge der Stromdurchlass-Abstandshalter geringfügig größer als die axiale Länge der Schaufeln ist. Ferner ist einer der Stromdurchlass-Abstandshalter vorzugsweise in einen Lochteil eingepresst und befestigt, der in einem Düsenring vorgesehen ist. Zumindest drei zusäztliche Stromdurchlass-Abstandshalter sind in einem gleichmäßigen gegenseitigen Zwischenabstand angeordnet und haben einen vorbestimmten Abstand zwischen dem Düsenring und der Innenwand.
  • Ferner ist in der JP-A 2-196131 eine Konstruktion beschrieben, bei welcher Leitschaufeln in einer Turbinenkammer eines Turboladers rings um einen Turbinenrotor angeordnet sind, wobei zumindest eine der Leitschaufeln zwischen den beiden Seitenwänden der Turbinenkammer fixiert ist und der Schaufelwinkel der anderen Leitschaufeln eingestellt werden kann. Bei dieser Konstruktion kann ein Spalt zwischen den beiden Seitenwänden der Turbinenkammer und den beweglichen Leitschaufeln minimal gehalten werden und es kann ein hoher Turbinenwirkungsgrad aufrechterhalten werden.
  • Jedoch wird bei Anwendung des in der zitierten Druckschrift JP-B-7-13468 beschriebenen stabartigen Stromdurchlass-Abstandshalters eine Ablösezone an der Rückseite jedes Stromdurchlass-Abstandshalters in Bezug auf einen Gasstrom gebildet, wodurch ein Verlust an hydraulischer Energie entsteht. Ferner erstreckt sich die Ablösezone als ein Sog stromabwärts, was die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit in einer Position am Einlass des Turbinenrotors reduziert und eine ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in einer Umfangsrichtung erzeugt, was eine Reduktion des Turbinenwirkungsgrads verursacht. Wegen mehrerer Verdrehwinkel der Leitschaufeln bewegt sich ein Strom zwischen dem Durchfluss-Abstandshalter und der Leitschaufel nicht längs der Leitschaufel und es ergibt sich ein Zustand, in dem die Ablösezone innerhalb der Leitschaufel gebildet wird. Gleichzeitig vergrößert der Sog aus der Leitschaufel, der die Ablösezone einschließt, seine Länge stromabwärts, was den Turbinenwirkungsgrad weiter vermindert.
  • Die zitierte Druckschrift JP-A 2-196131 sagt nichts über den Gasstrom aus und beschreibt nicht die Form und Größe der Leitschaufeln unter Berücksichtigung der Ablösezone.
  • Die US 4 657 476 beschreibt eine Abgasturbine zum Antrieb eines Ladekompressors einer Brennkraftmaschine. Die Hauptbestandteile dieser Turbine enthalten einen Hauptring und einen Gestellring. Beide Ringe sind voneinander beabstandet und miteinander durch eine Mehrzahl an rohrförmigen Abstandshaltern und Bolzen als Fixierelement befestigt. Eine Mehrzahl von identischen Schaufeln ist beweglich an den Abstandshaltern angeordnet und durch Erfassen des Einlass- und Auslassdruckes an den Schaufeln gesteuert.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader mit variablem Förderrahmen zu schaffen, der einen hohen Turbinenwirkungsgrad erzielen kann durch Verhindern der Ablösung eines Gasstroms von der Rückseite eines Stromdurchlass-Abstandshalters und der Innenseite einer Leitschaufel, um den hydraulischen Energieverlust zu vermindern und eine gleichförmige und hohe mittlere Strömungsgeschwindigkeitsverteilung an einer Position am Einlass des Turbinenrotors zu erzielen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Der schnabelartige Ansatzteil ist an einem Teil des Äußenumfangs eines Durchfluss-Abstandshalters angeordnet und der Ansatzteil ragt zur Turbinenrotorseite in einem vorgegebenen Winkel hervor oder der Ansatzteil ist beweglich ausgebildet.
  • Demgemäß wird verhindert, dass sich der Gasstrom an der Rückseite des Durchlass-Abstandshalters und innerhalb der Leitschaufeln ablöst, wodurch ein hoher Turbinenwirkungsgrad erhalten werden kann.
  • Weiterhin wird ein wärmebeständiger Gussstahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt als Material für ein Gehäuse verwendet, welches die Turbinenkammer und einen Leitschaufeltisch unterteilt. Anstelle des Durchfluss-Abstandshalters halten eine Gehäusewand und die Wand des Leitschaufeltisches selbst einen Spalt in Bezug auf die Leitschaufel minimal. Demzufolge ist es möglich, die durch den Durchfluss-Abstandshalter verursachte Gasablösung zu verhindern und einen hohen Turbinenwirkungsgrad zu erzielen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Querschnitt eines Turbinenteils eines Turboladers mit variablem Förderrahmen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Querschnitt längs einer Linie A-A' des Turbinenteils in 1;
  • 3 zeigt einen Umfang eines Durchfluss-Abstandshalters in einem Querschnitt längs der Linie B-B' in 1;
  • 4 zeigt einen Gasstrom an der Peripherie eines Durchfluss-Abstandshalters und einer Leitschaufel gemäß einer herkömmlichen Ausführung ohne den schnabelartigen Ansatzteil;
  • 5 zeigt einen Unterschied der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in einer Umfangsrichtung an einer Position an einem Einlass eines Turbinenrotors gemäß der herkömmlichen Ausführung und der erfindungsgemäßen Ausführung;
  • 6 zeigt einen Gasstrom an der Peripherie eines Durchfluss-Abstandshalters und einer Leitschaufel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 zeigt eine Differenz eines Turbinenwirkungsgrads gemäß der herkömmlichen Ausführung und gemäß der Ausführung der Erfindung;
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Konstruktion eines Durchfluss-Abstandshalters und eines schnabelartigen Ansatzteils, der beweglich ausgebildet ist;
  • 9 zeigt einen Gasstrom an der Peripherie eines Durchfluss-Abstandshalters und einer Leitschaufel mit einem beweglichen schnabelartigen Ansatzteil.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Turbinenteils eines Turboladers mit variablem Fördervolumen gemäß der Erfindung.
  • Der Turbinenteil wird gebildet von einem Gehäuse 1, im Gehäuse 1 angeordneten verdrehbaren Leitschaufeln 2, einem Durchfluss-Abstandshalter 3 von zylindrischer Ausbildung, der zwischen den Enden der Leitschaufeln 2 angeordnet ist, einem schnabelartigen Ansatzteil 4, der in einem Teil eines Außenumfangs des Durchfluss-Abstandshalters 3 angeordnet ist, und einem Turbinenrotor 5, der innerhalb der Leitschaufeln 2, des Durchfluss-Abstandshalters 3 und des schnabelartigen Ansatzteils 4 angeordnet ist. Der schnabelartige Ansatzteil 4 ist so angeordnet, dass ein Ansatzteil davon nach einer Seite des Turbinenrotors 5 um einen vorbestimmten Winkel θ = 45° vorsteht. In diesem Fall ist ein Winkel θ bestimmt durch eine Größe eines Winkels OO'P, der durch einen axialen Mittelpunkt O des Turbinenrotors 5, einen Mittelpunkt O des Durchfluss-Abstandshalters 3 und einen Randpunkt P des schnabelartigen Ansatzteils 4 gebildet wird. Wenn der Winkel θ in einem Bereich zwischen 15 und 75 Grad liegt, ist es möglich, das Entstehen der Ablösung zu verhindern, wobei jedoch der Winkel θ vorzugsweise auf 45 Grad eingestellt wird.
  • Jede der Leitschaufeln 2 wird von einer Drehachse 7 gehalten, die sich von einem Leitschaufeltisch 6 nach Außen erstreckt, und wird zusammen mit der Drehachse 7 durch einen äußeren (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus gedreht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Außendurchmesser des Turbinenrotors 5 etwa 40 mm und ein Abstand zwischen einem axialen Mittelpunkt der Drehachse 7 der Leitschaufel 2 und einem axialen Mittelpunkt O des Turbinenrotors 5 beträgt etwa 35 mm. Ferner ist ein Abstand zwischen einem Mittelpunkt O' des Durchgangs-Abstandshalters 3 und dem Mittelpunkt O des Turbinenrotors 5 etwa 38 mm.
  • Eine Sehnenlänge der Leitschaufel 2 beträgt etwa 20 mm und eine maximale Schaufeldicke etwa 3 mm. Unter Berücksichtigung von Beanspruchung aufgrund einer thermischen Verformung des Gehäuses 1 and des Leitschaufeltisches 6 wird ein Außendurchmesser des Durchfluss-Abstandshalters 3 auf etwa 9 mm eingestellt. Weiterhin sind eine Breite C und eine Länge L des schnabelartigen Ansatzteils 4 etwa die gleichen wie der Außendurchmesser des Durchfluss-Abstandshalters 3. Die Anzahl der Durchfluss-Abstandshalter 3 ist drei und die Durchfluss-Abstandshalter 3 sind in Positionen angeordnet, in denen sie den Umfang gleichmäßig in drei Teile in einer Umfangsrichtung unterteilen. Jeweils drei der neun Leitschaufeln 2 sind regelmäßig symmetrisch angeordnet und die Leitschaufeln 2 sind insgesamt ungleichmäßig angeordnet.
  • 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie A-A in 1. Ein Bolzen 8 erstreckt sich durch den Leitschaufeltisch 6 und den Durchfluss-Abstandshalter 3 und ist am Gehäuse 1 befestigt. Ein Material mit dem gleichen Längenausdehnungskoeffizienten wie der der Leitschaufeln 2 (z.B. SCH22 (JIS-Standard)) wird für ein Material des Durchfluss-Abstandshalters 3 und des Bolzens 8 verwendet. Eine Breite hs des Durchfluss-Abstandshalters 3 ist geringfügig größer als eine Breite hn der Leitschaufeln 2, wodurch ein Spalt zwischen sowohl den Seitenwänden des Gehäuses 1 als auch dem die Turbinenkammer unterteilenden Leitschaufeltisch 6 und den Leitschaufeln 2 minimal gehalten werden kann.
  • 3 zeigt einen Umfang des Durchfluss-Abstandshalters im Querschnitt längs einer Linie B-B' in 1. Löcher mit jeweils Tiefen von hc und hg sind in den Seitenwänden des Gehäuses 1 und des Leitschaufeltisches 6 vorgesehen. Ein zylindrischer Stift 9 durchsetzt den schnabelartigen Ansatzteil 4 und seine beiden Endteile sind in die jeweiligen Löcher eingefügt. Demgemäß ist der schnabelartige Ansatzteil 4 in der Turbinenkammer fixiert und der oben genannte Winkel θ wird in Übereinstimmung mit einer Position des Stiftes 9 bestimmt. Eine Breite hf des schnabelartigen Ansatzteils 4 ist kleiner als die Breite hs des Durchfluss-Abstandshalters 3 und ist im Wesentlichen gleich der Breite hn der Leitschaufeln 2. Ferner ist eine Länge hp des Stiftes 9 größer als die Breite hs des Durchfluss-Abstandshalters 3 und kleiner als eine Breite (hs + hc + hg).
  • Nur der Stift 9 trägt den schnabelartigen Ansatzteil 4, wobei jedoch ein Teil des schnabelartigen Ansatzteils 4 so ausgebildet ist, dass er direkt an einer zylindrischen Konfiguration des Durchfluss-Abstandshalters 3 gehalten ist, wie in 1 gezeigt, sodass der schnabelartige Ansatzteil 4 um den Stift 9 nicht weit schwingen kann. In diesem Fall kann der schnabelartige Ansatzteil 4 sowohl durch die Seitenwände des Gehäuses 1 als auch durch die Seitenwand des Leitschaufeltisches 6 getragen werden. Ferner kann der schnabelartige Ansatzteil 4 statt durch den Stift 9 auch durch Schrauben oder durch Schweißung getragen werden.
  • In 1 wird aus einem Einlass des Gehäuses 1 eingeführtes Gas zu dem Turbinenrotor 5 über einen zwischen den Leitschaufeln 2 oder zwischen der Leitschaufel 2 und dem Stromdurchfluss-Abstandshalter 3 gebildeten Stromdurchgang geführt. Es ist möglich, gleichzeitig eine Durchflussweite Wn zwischen den Leitschaufeln 2 und eine Durchflussweite Ws zwischen der Leitschaufel 2 und dem Durchfluss-Abstandshalter 3 zu verringern durch Verändern eines Verdrehwinkels der Leitschaufel 2, und es ist möglich, die Geschwindigkeit des Gases zu vergrößern, sodass das Gas in den Turbinenrotor 5 strömt. Da demgemäß die Drehzahl des Turbinenrotors 5 vergrößert und ein (nicht dargestellter) mit dem Turbinenrotor 5 konzentrischer Verdichter-Impeller mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, kann ein Turboladeeffekt erhalten werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der schnabelartige Ansatzteil 4 in einem Teil des Außenumfangs des Durchfluss-Abstandshalters 3 mit einer zylindrischen Gestalt ausgebildet; in einem herkömmlichen Fall, der nicht diese Struktur besitzt, wie in 4 gezeigt, ist jedoch eine Ablösezone Rs an der Rückseite des Durchfluss-Abstandshalters 3 bezüglich des von dem Einlass des Gehäuses her zufließenden Gasstroms gebildet. Ferner verläuft in einem Zustand, in welchem eine Führungskante 2a der Leitschaufel dicht an dem Durchfluss-Abstandshalter 3 liegt, wie in 4 gezeigt, der Strom zwischen dem Durchfluss-Abstandshalter 3 und der Leitschaufel 2 nicht entlang der Leitschaufel 2, und eine Ablösezone Rn wird auch innerhalb der Leitschaufel 2 gebildet. Ein Verlust an hydraulischer Energie aufgrund der vorgenannten Strömungsablösung führt zu einer Reduktion des Turbinenwirkungsgrades. Ferner erstreckt sich ein Sog mit einer geringen Strömungsgeschwindigkeit stromab von der um den Durchfluss-Abstandshalter 3 oder um die Leitschaufel 2 erzeugten Ablösezone. Wie in 5 gezeigt, wird demgemäß eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in einer Umfangsrichtung an einer Einlassposition des Turbinenrotors 5 eine ungleichförmige Verteilung mit einer Spitze X einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit. Demzufolge erhöht sich der Verlust im Turbinenrotor 5 und es kann kein hoher Turbinenwirkungsgrad erhalten werden.
  • 6 zeigt einen Zustand des Gasstroms an der Peripherie des Durchfluss-Abstandshalters 3 und der Leitschaufel 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die an der Rückseite des Durchfluss-Abstandshalters 3 erzeugte Ablösezone durch Vorsehen des schnabelartigen Ansatzteils 4 zu verhindern. Auch wenn sich die Führungskante 2a der Leitschaufel dicht an dem Durchfluss-Abstandshalter 3 befindet, presst der schnabelartige Ansatzteil 4 den Strom zwischen dem Durchfluss-Abstandshalter 3 und der Leitschaufel 2 zur Seite der Leitschaufel 2 hin, und der Strom bewegt sich längs der Innenseite der Leitschaufel 2 ohne Ausbildung einer Ablösezone. Demzofolge ist es möglich, den Verlust an hydraulischer Energie, der durch die Strömungsablösung erzeugt wird, zu verhindern. Da ferner keine Ablösezone erzeugt wird, kann die Länge des Soges von dem Durchfluss-Abstandshalter 3 oder der Leitschaufel 2 verkürzt werden. Als ein Ergebnis wird die Spitze X der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit vermindert, und die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in Umfangsrichtung an der Einlassposition des Turbinenrotors 5 wird vergleichmäßigt im Vergleich zu der herkömmlichen, wie in 5 gezeigt, sodass der Verlust im Turbinenrotor 5 reduziert wird. Ferner vergrößert sich die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit in der Umfangsrichtung an der Einlassposition des Turbinenrotors 5, wodurch sich eine Menge an vom Gasstrom in dem Turbinenrotor 5 durchgeführter Arbeit vergrößert.
  • Wie in 7 gezeigt, kann gemäß der Konstruktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein höherer Turbinenwirkungsgrad durch Vorsehen des schnabelartigen Ansatzteils 4 erzielt werden, im Vergleich zu dem herkömmlichen Fall, bei dem der schnabelförmige Ansatzteil 4 nicht vorhanden ist. Im Fall gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind der schnabelförmige Ansatzteil 4 und der Durchfluss-Abstandshalter 3 als unabhängige Teile ausgebildet, wobei jedoch die gleichen Operationen und Effekte auch durch integrale Ausbildung des Durchfluss-Abstandshalters 3 mit dem schnabelartigen Ansatzteil 4 erhalten werden können.
  • Ferner zeigt 8 ein Ausführungsbeispiel in welchem der schnabelartige Ansatzteil 4 beweglich ausgebildet ist. Der schnabelartige Ansatzteil 4 ist mit der Drehachse 7 über einen Arm 10 durch Schweißen od. dgl. verbunden. Der Durchfluss-Abstandshalter 3 ist an der Seitenwand des Gehäuses 1 und der Seitenwand des Leitschaufeltisches 6 durch Schweißen od. dgl. ohne Verwendung der Bolzen 8 be festigt. Ferner ist eine Nut 3a in einem Teil des zylindrischen Durchfluss-Abstandshalters 3 vorgesehen. Die Drehachse 7 ist in dem Durchfluss-Abstandshalter 3 angeordnet, und der Arm 10 ist so geformt, dass er in einer Umfangsrichtung in der Nut 3a des Durchfluss-Abstandshalters 3 bewegbar ist. Der schnabelartige Ansatzteil 4 gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann in einem Bereich zwischen 15 und 75 Grad um die Drehachse 7 durch einen äußeren (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus drehen. In diesem Fall ist der äußere Antriebsmechanismus zum Bewegen des schnabelartigen Ansatzteils 4 so ausgebildet, dass er als gemeinsamer Antriebsmechanismus zum Bewegen der Leitschaufeln 2 dient, wodurch es nicht notwendig ist, einen weiteren Antriebsmechanismus vorzusehen.
  • Die in 8 dargestellte Konstruktion kann die Zustände von einem durch eine Strichlinie dargestellten Zustand zu einem durch eine Volllinie in 9 gezeigten Zustand ändern. In dem (durch die Volllinie gezeigten) Zustand, in welchem die Führungskante 2a der Leitschaufel sich nahe an dem Durchfluss-Abstandshalter befindet, ist es möglich, den Kantenpunkt P des schnabelartigen Ansatzteils 4 näher an die Leitschaufel 2 als bei dem in 6 gezeigten Zustand heranzuführen. Demzufolge kann der Strom zwischen dem Durchfluss-Abstandshalter 3 und der Leitschaufel 2 durch die Verminderung der Durchflusszone verengt werden, wodurch sich ein Geschwindigkeitssteigerungseffekt verbessert. Als ein Ergebnis wird die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in der Umfangsrichtung an der Einlassposition des Turbinenrotors 5 vergleichmäßigt und die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit vergrößert, wodurch ein verbesserter Turbinenwirkungsgrad erreicht werden kann. Wenn die Führungskante 2a der Leitschaufel von dem Durchfluss-Abstandshalter 3 wegbewegt und wie durch die gestrichelte Linie gezeigt angeordnet wird, bewegt sich der schnabelartige Ansatzteil 4 zu einer durch eine Strichlinie gezeigten Position, sodass die Verdrehung der Leitschaufel 2 nicht behindert wird. In diesem Fall können der schnabelartige Ansatzteil 4, die Drehachse 7 und der Arm 10 integral ausgebildet sein.
  • In herkömmlicher Weise wird ein Resist D5S (ATSM-Standard) als Material für das Gehäuse 1, SUS304 (JIS-Standard) als Material für den Leitschaufeltisch 6 und SCH22 (JIS-Standard) als Material für die Leitschaufeln 2 verwendet, wobei das Resist D5S und SUS304 jedoch einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten als SCH22 haben und leicht thermisch verformt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführung wird statt diesen Materialien ein wärmebeständiger Gussstahl HK40 (ATSM-Standard) mit einem geringen Kohlenstoffgehalt als ein Material für das Gehäuse 1, für den Leitschaufeltisch 6 und die Leitschaufel 2 verwendet. In dem HK40 ist ein Längenausdehnungskoeffizient 18,2 × 10–6 mm/°C in einem Bereich zwischen 20 und 1000°C, der kleiner ist als der Längenausdehnungskoeffizient des Resist D5S 20,8 × 10–6 mm/°C. In diesem Fall ist das HK40 im Wesentlichen das gleiche Material wie das SCH22. Ein Abstand zwischen beiden, den Seitenwänden des Gehäuses 1 und dem Leitschaufeltisch 6, ist geringfügig größer als die Breite der Leitschaufel 2.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein wärmebeständiger Gussstahl mit geringer thermischer Verformung als Material für das Gehäuse 1 und den Leitschaufeltisch 6 eingesetzt. Das heißt, da beide die Turbinenkammer unterteilenden Seitenwände kaum thermisch verformt werden, ist die Konstruktion so ausgebildet, dass der Spalt gegenüber der Leitschaufel minimal gehalten wird. Da der Durchfluss-Abstandshalter 3 weggelassen wurde, kann eine vom Durchfluss-Abstandshalter 3 erzeugte Gasablösung verhindert werden, und es ist möglich, eine Ungleichförmigkeit der Strömung zwischen den Leitschaufeln 2 durch Vorsehen der Leitschaufeln 2 in einem gleichmäßigen Interval zu verhindern. Demzufolge kann ein hoher Turbinenwirkungsgrad durch Reduzieren des Strömungsenergieverlustes und Erzielung einer hohen durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit an der Einlassposition des Turbinenrotors 5 sowie einer gleichförmigen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in Umfangsrichtung erhalten werden. Da ferner der warmfeste Gussstahl einen verminderten Kohlenstoffgehalt enthält, wird die Oxidationsbeständigkeit verbessert und eine Verschlechterung des Materials vermieden.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird HK40 als warmfester Gussstahl verwendet, jedoch ist das Material nicht darauf beschränkt; es kann ein Material mit einem kleineren Längenausdehnungskoeffizienten als bei dem HK40 als Material für jeweils das Gehäuse 1, den Leitschaufeltisch 6 und die Leitschaufel 2 verwendet werden. Darüber hinaus ist die Anzahl und die Montageposition in Umfangsrichtung der Bolzen 13 zum Befestigen des Leitschaufeltisches 6 an dem Gehäuse 1 nicht auf die in den Ausführungsbeispielen dargestellten beschränkt.
  • In dem oben angegebenen Ausführungsbeispielen werden geradlinige Schaufelglieder als Leitschaufeln 2 verwendet, wobei die vorliegende Erfindung jedoch in gleicher Weise auch bei einem Turbolader variabler Geometrie angewendet werden kann, der ein bogenförmiges Schaufelglied enthält. Ferner ist die Form und die Größe des schnabelartigen Ansatzteils 4 nicht auf die in den Ausführungsbeispielen dargestellten beschränkt.
  • Ein Turbolader mit variabler Geometrie gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Verwendung als eine Vorrichtung in einem Energieumwandlungssystem eines Automobils, eines Schiffs, eines Flugzeuges, eines Leistungsgenerators, od. dgl. geeignet.

Claims (3)

  1. Turbolader mit variablem Förderrahmen, mit – drehbaren Leitschaufeln (2), die in einer Turbinenkammer einen Turbinenrotor (5) umgebend angeordnet sind, – Durchfluss-Abstandshaltern (3), die zwischen den Leitschaufeln (2) zur Aufrechterhaltung eines Abstandes zwischen beiden Seitenwänden eines Gehäuses (1) angeordnet sind, und – einem die Turbinenkammer und die Leitschaufeln unterteilenden Leitschaufeltisch (6), dadurch gekennzeichnet, dass – ein schnabelartiger Ansatzteil (4) an einem Teil des Außenumfangs des Durchfluss-Abstandshalters angeordnet ist und ein vorderes Ende dieses Ansatzteils (4) zur Seite des Turbinenrotors unter einem vorgegebenen Winkel θ in Bezug auf eine Linie vorsteht, die einen Mittelpunkt O' des Durchfluss-Abstandshalters (3) und einen Mittelpunkt O des Turbinenrotors (5) verbindet.
  2. Turbolader mit variablem Förderrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel θ in einem Bereich zwischen 15 und 75° liegt.
  3. Turbolader mit variablem Förderrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatzteil (4) in einem Bereich zwischen 15 und 75° verdreht werden kann.
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