EP1500788A1 - Double flow scroll - Google Patents
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- EP1500788A1 EP1500788A1 EP03016529A EP03016529A EP1500788A1 EP 1500788 A1 EP1500788 A1 EP 1500788A1 EP 03016529 A EP03016529 A EP 03016529A EP 03016529 A EP03016529 A EP 03016529A EP 1500788 A1 EP1500788 A1 EP 1500788A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
Definitions
- the present invention relates to a twin-flow turbine housing according to the preamble of claim 1.
- turbines such as the turbine part of a turbocharger for Motor vehicles to use turbine housing of various kinds.
- turbine housings made of cast iron have a helical inlet space for the combustion gases from the engine be supplied via a manifold to the turbine part of a turbocharger, from where they then For example, by an annular gap, which has a mechanism for varying the Flow geometry may be supplied to the turbine wheel.
- the helical inlet space surrounds the actual turbine chamber and forms with this together the turbine housing in which the turbine wheel and the mechanism are housed for geometry variation.
- the turbine housing made of sheet metal, advantageously in double-walled construction, on the one hand to save weight, but above all, what It is more important to over-cool the exhaust gases of the engine when the turbocharger is cold Prevent, as the downstream catalyst through the exhaust gases as soon as possible Operating temperature must be heated to achieve its full effect.
- the present invention is therefore the object of a twin turbine housing Manufacture with reasonable effort and at reasonable cost from sheet metal.
- a twin flow turbine housing according to the present invention may Have half shells, which consist of sheet metal.
- a twin flow turbine housing according to the present invention may Furthermore, have a partition made of sheet metal
- twin-flow turbine casing In a twin-flow turbine casing according to the present invention the two half-shells and optionally the partition wall are welded together.
- the Partition and the half shells matched outer contours.
- the outer contours of the half-shells lying in the parting plane bent edges have, which are welded together.
- the half-shells have circular inner contours, at which lying in the parting plane bent edges are formed, which like the outer contours by means of notches and Fortroisn and welding are connectable.
- twin-flow turbine casing In a twin-flow turbine casing according to the present invention the two inlet channels to a bypass line leading bypass openings and have that this bypass line is divided by an extension of the partition into two partial bypasses is.
- FIG 1 is a conventional twin turbine engine casing for a turbocharger shown. Such twin housings are used in relatively strong engines and This is done by the exhaust gases of one group of cylinders from the exhaust gases of another group to separate from cylinders.
- a cylinder may have a plurality of valves and that these valves a certain, for example, controlled by the camshaft Subject opening and closing cycle, with different exhaust valves of the same Cylinders open at different times to gases under different pressure to let out.
- Fig. 1 is a computer drawing of a known modern one Twin turbine housing 1 for the two separate inlet channels 2 and 3 to one single turbine wheel, not shown, which, as explained above, one Implementation of turbochargers for more powerful engines corresponds.
- FIG. 2 shows a twin-flow turbine housing (the term “twin”) on the presence of two inlet channels, at which, seen from the outside, only a single inlet duct appears to be present, but in reality is, as in Fig. 2 and 3, the inlet channel of this housing through a partition wall 18 in two axially adjacent parts 13a and 14a divided, thereby two operationally from each other completely separate inlet channels arise.
- twin twin-flow turbine housing
- the twin turbine housing of Fig. 2 consists of a double-walled structure, wherein the division into two separate inlet channels only affects the inner housing.
- the Outer housing consists of two parts 12 and 15 which are connected together at 21.
- the inner housing consists of two half shells 13 and 14 whose outer edges 20 and 20 ' are bent parallel to the parting surface A (see Fig. 3) and thus welded together can be.
- the housing of FIG. 2 also has two connection flanges 11 and 16 for connection the catalyst or to the central housing of the turbocharger.
- said partition Before welding, however, between the two half-shells 13 and 14 a Dividing wall 18 placed, said partition has an outer contour 18 ', with the mutually congruent outer contours 13 'and 14' of the two half-shells 13 and 14th matches.
- edge portions 31 of the half-shells 13 and 14 may also have notches and extensions be formed as in the outdoor areas.
- openings 17 and 17 ' are formed on the half-shells 13 and 14'. intended to complement each other in a circle and to divide Bypasses are provided, these openings to one, through a with the openings 17, 17 'welded tube 17 "formed bypass line 22 lead, by means of a Folding valve 19 by means of a controllable from outside the housing lever 23rd is lockable.
- the partition wall 18 has a continuation 18 ', which projects into the bypass line and this follows up to the seat of the valve 19.
- the bypass pipe 17 "also of two Half shells and the continuation 18 'of the partition wall 18 further extensions 30th have in notches of bent, axially extending edges of the half-shells of Tube 17 "intervene and are welded.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwillingsstromturbinengehäuse nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.The present invention relates to a twin-flow turbine housing according to the preamble
of
Es ist bekannt, für Turbinen, wie beispielsweise den Turbinenteil eines Turboladers für Kraftfahrzeuge, Turbinengehäuse verschiedener Art zu verwenden.It is known for turbines, such as the turbine part of a turbocharger for Motor vehicles to use turbine housing of various kinds.
In herkömmlicher Weise wurden typisch Turbinengehäuse aus Gusseisen verwendet, welche einen schneckenförmigen Einlassraum für die Verbrennungsgase aufweisen, die vom Motor über einen Krümmer dem Turbinenteil eines Turboladers zugeführt werden, von wo sie dann beispielsweise durch einen Ringspalt, welcher einen Mechanismus zur Variierung der Strömungsgeometrie enthalten kann, dem Turbinenrad zugeführt werden.Conventionally, turbine housings made of cast iron were typically used have a helical inlet space for the combustion gases from the engine be supplied via a manifold to the turbine part of a turbocharger, from where they then For example, by an annular gap, which has a mechanism for varying the Flow geometry may be supplied to the turbine wheel.
Der schneckenförmige Einlassraum umgibt dabei den eigentlichen Turbinenraum und bildet mit diesem zusammen das Turbinengehäuse, in dem das Turbinenrad und der Mechanismus zur Geometrievariierung untergebracht sind.The helical inlet space surrounds the actual turbine chamber and forms with this together the turbine housing in which the turbine wheel and the mechanism are housed for geometry variation.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Turbinengehäuse aus Blech, vorteilhafter Weise in doppelwandiger Bauweise auszuführen, um einerseits Gewicht zu sparen, aber vor allem, was wichtiger ist, eine zu starke Abkühlung der Abgase des Motors bei kaltem Turbolader zu verhindern, da der nachgeschaltete Katalysator durch die Abgase so schnell wie möglich auf Betriebstemperatur erwärmt werden muss um seine volle Wirkung zu erreichen.It has already been proposed, the turbine housing made of sheet metal, advantageously in double-walled construction, on the one hand to save weight, but above all, what It is more important to over-cool the exhaust gases of the engine when the turbocharger is cold Prevent, as the downstream catalyst through the exhaust gases as soon as possible Operating temperature must be heated to achieve its full effect.
Es gehört zum Stand der Technik, speziell bei stärkeren Motoren, zwei schneckenförmige Einlasskanäle zum Turbolader vorzusehen, und zwar aus Gründen der Trennung von Zylindergruppen deren Ventilöffnungscharakteristiken nicht zusammenpassen.It belongs to the state of the art, especially with stronger engines, two helical Intake channels to provide turbocharger, for the sake of separation of Cylinder groups whose valve opening characteristics do not match.
Es wurde auch vorgeschlagen ein einziges Turbinengehäuse für diese zwei parallel wirkenden Einlasskanäle eines Turboladers einzusetzen, wobei die beiden schneckenförmigen Einlassräume sozusagen axial aneinander angeordnet sind, und die Abgase entweder stromabwärts einem einzigen Turbinenrad eines relativ grossen Turboladers oder zwei verschiedenen Turbinenrädern von zwei parallel wirkenden, kleineren Turboladern zugeführt werden, doch ist bis heute keine Lösung vorgeschlagen worden, wie ein derartiges Zwillingsturbinengehäuse nach einem einfacheren Verfahren als Giessen und aus einem leichteren Material als Gusseisen, beispielsweise Eisenblech gefertigt werden kann.It has also been proposed a single turbine housing for these two parallel acting Insert inlet channels of a turbocharger, the two helical Inlet spaces are arranged so to speak axially against each other, and the exhaust gases either downstream of a single turbine wheel of a relatively large turbocharger or two different turbine wheels supplied by two parallel-acting, smaller turbochargers but no solution has yet been proposed, such as Twin Turbine Housing for a simpler process than casting and from one lighter material than cast iron, such as sheet iron can be made.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Zwillingsturbinengehäuse mit vertretbarem Aufwand und zu vertretbaren Kosten aus Blech zu fertigen.The present invention is therefore the object of a twin turbine housing Manufacture with reasonable effort and at reasonable cost from sheet metal.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the characterizing part of
Ein Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung kann Halbschalen aufweisen, die aus Blech bestehen.A twin flow turbine housing according to the present invention may Have half shells, which consist of sheet metal.
Ein Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung kann Ferner eine Trennwand aus Blech aufweisenA twin flow turbine housing according to the present invention may Furthermore, have a partition made of sheet metal
In einem Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung können die beiden Halbschalen und gegebenenfalls die Trennwand miteinander verschweisst sind.In a twin-flow turbine casing according to the present invention the two half-shells and optionally the partition wall are welded together.
In einem Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Trennwand sowie die Halbschalen aufeinander angepasste Aussenkonturen aufweisen. In a twin-flow turbine casing according to the present invention, the Partition and the half shells matched outer contours.
In einem Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung können die Aussenkonturen der Halbschalen Kerben, und die Aussenkontur der Trennwand Fortsätze aufweisen, die beim Zusammenbau der Halbschalen mit der Trennwand in die Kerben zu liegen kommen und in diesem Zustand miteinander verschweisst werden.In a twin-flow turbine casing according to the present invention the outer contours of the half-shell notches, and the outer contour of the partition extensions in the notches when assembling the half shells with the partition to lie down and be welded together in this state.
In einem Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung können die Aussenkonturen der Halbschalen in der Trennebene liegende umgebogene Ränder aufweisen, die miteinander verschweisst werden.In a twin-flow turbine casing according to the present invention the outer contours of the half-shells lying in the parting plane bent edges have, which are welded together.
In einem Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung können die Halbschalen kreisförmige Innenkonturen aufweisen, an denen in der Trennebene liegende umgebogene Ränder ausgebildet sind, welche wie die Aussenkonturen mittels Kerben und Fortsätzen und Schweissen verbindbar sind.In a twin-flow turbine casing according to the present invention the half-shells have circular inner contours, at which lying in the parting plane bent edges are formed, which like the outer contours by means of notches and Fortsätzen and welding are connectable.
In einem Zwillingsstromturbinengehäuse entsprechend der vorliegenden Erfindung können die beiden Einlasskanäle zu einer Bypassleitung führende Bypassöffnungen aufweisen und dass diese Bypassleitung durch einen Fortsatz der Trennwand in zwei Teilbypässe unterteilt ist.In a twin-flow turbine casing according to the present invention the two inlet channels to a bypass line leading bypass openings and have that this bypass line is divided by an extension of the partition into two partial bypasses is.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert, wovon:
- Fig. 1
- ein herkömmliches Zwillingsstromturbinengehäuse aus Gusseisen in Perspektivansicht,
- Fig. 2
- ein erfindungsgemässes Zwillingsstromturbinengehäuse in gleicher Ansicht,
- Fig. 3
- einen Schnitt parallel zur Achse eines Gehäuses nach Fig.2, und
- Fig. 4
- einen Schnitt senkrecht zur Achse nach Fig. 2
- Fig. 1
- a conventional cast iron twin power turbine housing in perspective view,
- Fig. 2
- a twin stream turbine housing according to the invention in the same view,
- Fig. 3
- a section parallel to the axis of a housing according to Fig.2, and
- Fig. 4
- a section perpendicular to the axis of Fig. 2nd
zeigen.demonstrate.
In Figur 1 ist ein herkömmliches Zwillingsstromturbinengehäuse für einen Turbolader dargestellt. Derartige Zwillingsgehäuse werden eingesetzt bei relativ starken Motoren und dienen dazu die Abgase einer Gruppe von Zylindern von den Abgasen einer anderen Gruppe von Zylindern zu trennen.In Figure 1 is a conventional twin turbine engine casing for a turbocharger shown. Such twin housings are used in relatively strong engines and This is done by the exhaust gases of one group of cylinders from the exhaust gases of another group to separate from cylinders.
Bei einem Viertaktmotor ist es bekannt, dass ein Zylinder mehrere Ventile aufweisen kann und dass diese Ventile einem bestimmten, beispielsweise von der Nockenwelle gesteuerten Öffnungs- und Schliesszyklus unterliegen, wobei verschiedene Abgasventile des gleichen Zylinders zu unterschiedlichen Zeiten öffnen, um Gase unter unterschiedlichem Druck ausströmen zu lassen.In a four-stroke engine, it is known that a cylinder may have a plurality of valves and that these valves a certain, for example, controlled by the camshaft Subject opening and closing cycle, with different exhaust valves of the same Cylinders open at different times to gases under different pressure to let out.
Bei mehr-zylindrigen Motoren wird es daher Phasen geben, in denen beispielweise ein Hochdruckauslassventil eines Zylinders gleichzeitig offen ist wie ein Niederdruckauslassventil eines anderen Zylinders, wobei beide Ventile Abgase in denselben Krümmer zum Turbolader hin abgegeben werden. Dies hat zur Folge dass Gase des Hochdruckauslassventils in den Zylinder dessen Niederdruckauslassventil gleichzeitig offen ist, zurückschlagen können, was vermieden werden muss.In multi-cylinder engines, therefore, there will be phases in which, for example, a High pressure outlet valve of a cylinder is open at the same time as a Low pressure exhaust valve of another cylinder, both valves exhaust gases in the same Manifold are discharged to the turbocharger. This has the consequence that gases of High pressure outlet valve in the cylinder whose low pressure outlet valve open at the same time is able to fight back what needs to be avoided.
Die Fig. 1 ist eine Computerzeichnung eines bekannten modernen
Zwillingsstromturbinengehäuses 1 für die beiden getrennten Einlasskanäle 2 und 3 zu einem
einzigen, nicht dargestellten Turbinenrad, was, wie oben erläutert worden ist, einer
Ausführungsart von Turboladern für stärkere Motoren entspricht.Fig. 1 is a computer drawing of a known modern one
Twin
Das gesamte Gehäuse ist aus Gusseisen gefertigt und man erkennt leicht die beiden
schneckenförmigen Einlasskanäle 2 und 3, die bis zum Spalt 1' voneinander völlig getrennte
Aussenkonturen 2' und 3', und natürlich auch getrennte, Abgas führende Innenräume
aufweisen, welche radial zu dem einzigen Ringspalt 1' und hiermit zu ein und demselben,
nicht dargestellten, radial innerhalb des Ringspalts 1' liegenden Turbinenrad führen. Ein
derartiges Gehäuse ist schon vom Gussprozess her relativ aufwendig und ist auch in Bezug
auf sein Gewicht keineswegs optimal an heutige Forderungen nach Treibstoffeffizienz, noch
an die oben erwähnte Forderung nach optimaler Katalysierung der Abgase angepasst. Im
Gehäuse nach Fig. 1 ist auch ein Bypass vorhanden, der mittels eines Ventils 19
verschliessbar ist. The entire case is made of cast iron and you can easily see the two
Die Figur 2 hingegen zeigt ein Zwillingsstromturbinengehäuse (der Term "Zwillings-) bezieht
sich auf das Vorhandensein von zwei Einlasskanälen, bei dem, von aussen her gesehen, nur
ein einziger Einlasskanal vorhanden zu sein scheint, in Wirklichkeit ist aber, wie in Fig. 2 und
3 dargestellt ist, der Einlasskanal dieses Gehäuses durch eine Trennwand 18 in zwei axial
aneinanderliegende Teile 13a und 14a geteilt, sodass hierdurch zwei operationell voneinander
völlig getrennte Einlasskanäle entstehen.By contrast, FIG. 2 shows a twin-flow turbine housing (the term "twin")
on the presence of two inlet channels, at which, seen from the outside, only
a single inlet duct appears to be present, but in reality is, as in Fig. 2 and
3, the inlet channel of this housing through a
Das Zwillingsturbinengehäuse von Fig. 2 besteht aus einem doppelwandigen Gebilde, wobei
die Teilung in zwei getrennte Einlasskanäle nur das innere Gehäuse betrifft. Das
Aussengehäuse besteht aus zwei Teilen 12 und 15, welche miteinander bei 21 verbunden sind.
Das innere Gehäuse besteht aus zwei Halbschalen 13 und 14 deren Aussenränder 20 und 20'
parallel zur Trennfläche A (siehe Fig. 3) umgebogen sind und so miteinander verschweisst
werden können.The twin turbine housing of Fig. 2 consists of a double-walled structure, wherein
the division into two separate inlet channels only affects the inner housing. The
Outer housing consists of two
Das Gehäuse von Fig. 2 weist ferner zwei Anschlussflansche 11 und 16 zum Anschluss an
den Katalysator bzw. an das Zentralgehäuse des Turboladers auf.The housing of FIG. 2 also has two
Vor dem Verschweissen wird jedoch zwischen die beiden Halbschalen 13 und 14 eine
Trennwand 18 gelegt, wobei diese Trennwand eine Aussenkontur 18' aufweist, die mit den
zueinander kongruenten Aussenkonturen 13' und 14' der beiden Halbschalen 13 und 14
übereinstimmt.Before welding, however, between the two half-
An den Aussenkonturen 13' und 14' der Halbschalen 13 und 14 werden übereinstimmende
Kerben 30' angebracht, sodass beim Zusammenfügen der Halbschalen 13 und 14, sowie der
zwischen ihnen liegenden Trennwand 18 schwalbenschwanzförmige Fortsätze 30 der
Aussenkontur 18' der Trennwand 18 in die Kerben 30 zu liegen kommen, und nach dem
Zusammenfügen dieser drei Teile zuerst die beiden Halbschalen im Bereich der umgebogenen
Randbereiche 20 und 20' und hernach die schwalbenschwanzförmigen Fortsätze 30 der
Trennwand, die durch die Halbschalen hindurch nach aussen ragen, mit den bereits
miteinander verschweissten Rändern 20, 20' der Halbschalen verschweisst werden können.At the outer contours 13 'and 14' of the half-
Hierdurch ergibt sich ein starres Blechgefüge bestehend aus zwei, jeweils den Räumen 13a
und 14a zwischen einer Halbschale 13 bzw. 14 und der Trennwand 18 liegenden
entsprechenden Kanälen, die im Bereich der Trennwand aneinander liegen. This results in a rigid sheet metal structure consisting of two, respectively the
Wie in Figur 4 dargestellt, weisen die Halbschalen 13und 14 natürlich auch umgebogene
Randbereiche 31 entlang ihrer inneren Konturen auf, welche einen Kreis bilden innerhalb
dessen das nicht dargestellte Turbinenrad zu liegen kommt. Im Bereich der kreisförmigen
Randbereiche 31 der Halbschalen 13 und 14 können natürlich ebenso Kerben und Fortsätze
gebildet sein wie in den Aussenbereichen.As shown in Figure 4, the
Wie die Figur 2 weiterhin zeigt, sind an den Halbschalen 13 und 14 Öffnungen 17 und 17'
vorgesehen, die sich zusammen zu einem Kreis ergänzen, und die zum Abzweigen von
Bypässen vorgesehen sind, wobei diese Öffnungen zu einer, durch ein mit den Öffnungen 17,
17' verschweisstes Rohr 17" gebildeten Bypassleitung 22 führen, die mittels eines
Klappventils 19 mittels eines von ausserhalb des Gehäuses steuerbaren Hebels 23
verschliessbar ist.As FIG. 2 further shows,
Die Trennwand 18 weist eine Fortsetzung 18' auf, welche in die Bypassleitung hineinragt und
dieser bis zum Sitz des Ventils 19 folgt. Hierzu kann das Bypassrohr 17" ebenfalls aus zwei
Halbschalen bestehen und die Fortsetzung 18' der Trennwand 18 weitere Fortsätze 30
aufweisen, die in Kerben von umgebogenen, axial verlaufenden Rändern der Halbschalen des
Rohres 17" eingreifen und verschweisst sind.The
Die Erfindung wurde an Hand eines Ausführungsbeispiels hier oben näher beschrieben, jedoch sind eine Vielzahl von Möglichkeiten zum dauerhaften Zusammenfügen der beiden Halbschalen des Zwillingsturbinengehäuses und der zwischen ihnen liegenden Trennwand denkbar ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen oder zu übersteigen.The invention has been described in more detail with reference to an embodiment here above, however, there are a variety of ways to permanently join the two Half shells of the twin turbine housing and the partition wall between them conceivable without departing from or exceeding the scope of the present invention.
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP03016529A EP1500788A1 (en) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | Double flow scroll |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1500788A1 true EP1500788A1 (en) | 2005-01-26 |
Family
ID=33483922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP03016529A Withdrawn EP1500788A1 (en) | 2003-07-23 | 2003-07-23 | Double flow scroll |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP1500788A1 (en) |
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