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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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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.
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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.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Querschnitt eines Turbinenteils eines Turboladers mit variablem
Förderrahmen
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Querschnitt längs
einer Linie A-A' des
Turbinenteils in 1;
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3 zeigt
einen Umfang eines Durchfluss-Abstandshalters in einem Querschnitt
längs der Linie
B-B' in 1;
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4 zeigt
einen Gasstrom an der Peripherie eines Durchfluss-Abstandshalters und
einer Leitschaufel gemäß einer
herkömmlichen
Ausführung ohne
den schnabelartigen Ansatzteil;
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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;
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6 zeigt
einen Gasstrom an der Peripherie eines Durchfluss-Abstandshalters und
einer Leitschaufel gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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7 zeigt
eine Differenz eines Turbinenwirkungsgrads gemäß der herkömmlichen Ausführung und
gemäß der Ausführung der
Erfindung;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer Konstruktion eines Durchfluss-Abstandshalters
und eines schnabelartigen Ansatzteils, der beweglich ausgebildet
ist;
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9 zeigt
einen Gasstrom an der Peripherie eines Durchfluss-Abstandshalters und
einer Leitschaufel mit einem beweglichen schnabelartigen Ansatzteil.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden
Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Turbinenteils eines Turboladers mit variablem Fördervolumen gemäß der Erfindung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.