WO2013087155A1

WO2013087155A1 - Turbine für einen abgasturbolader

Info

Publication number: WO2013087155A1
Application number: PCT/EP2012/004994
Authority: WO
Inventors: Thomas Ihli
Original assignee: Ihi Charging Systems International Gmbh
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-06-20
Also published as: CN103998724B; CN103998724A; US9611750B2; JP5951795B2; DE102011121330A1; EP2791476A1; US20140286759A1; JP2015500436A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader, mit einem einen Aufnahmeraum für ein Turbinenrad der Turbine aufweisenden Turbinengehäuse (18), mit wenigstens zwei stromauf des Turbinenrads angeordneten, in Umfangsrichtung des Turbinenrads aufeinander folgenden und relativ zum Turbinengehäuse (18) festen Leitschaufeln (10) zum Ableiten von dem Turbinenrad zuzuführenden Abgas und mit wenigstens einem Stellelement (16), mittels welchem ein von dem Abgas durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Turbine variabel einstellbar und welches in axialer Richtung der Turbine zwischen wenigstens einer den Strömungsquerschnitt verengenden Schließstellung und wenigstens einer den Strömungsquerschnitt demgegenüber freigebenden Offenstellung relativ zu dem Turbinengehäuse (18) bewegbar ist, wobei das Stellelement (16) zumindest in der Schließstellung in einem in Umfangsrichtung von den Leitelementen (10) begrenzten Zwischenraum (14) zwischen den Leitelementen (10) angeordnet ist.

Description

Turbine für einen Abgasturbolader

Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die DE 10 2008 053 169 A1 offenbart eine Turbine für einen Abgasturbolader mit einer variablen Turbinengeometrie, welche Leitschaufeln aufweist. Die Leitschaufeln sind drehbar zwischen einem Leitschaufelträger und einer Deckscheibe gelagert. Die

Leitschaufeln dienen dazu, Abgas einer Verbrennungskraftmaschine abzuleiten, so dass das Abgas ein Turbinenrad der Turbine strömungsgünstig anströmen kann.

Da die Leitschaufeln von dem Abgas umströmt werden, werden die Leitschaufeln mit sehr hohen Abgastemperaturen beaufschlagt. Um nun ein Verklemmen der Leitschaufeln zu vermeiden, sind sogenannte Funktionsspalte zwischen den Leitschaufeln und dem Leitschaufelträger sowie zwischen den Leitschaufeln und der Deckscheibe vorzusehen. Durch diese Funktionsspalte können sich die Leitschaufeln aufgrund der

Temperaturbeaufschlagung ausdehnen, ohne dass es zu einem Verklemmen kommt. Diese Funktionsspalte sind sowohl bei Dieselmotoren als auch bei Ottomotoren vonnöten. Bei Ottomotoren kommt es zu besonders hohen Abgastemperaturen, insbesondere im Vergleich zu Dieselmotoren, so dass insbesondere bei Ottomotoren die Funktionsspalte sehr groß auszubilden sind.

Alternativ zu drehbaren Leitschaufeln ist die Verwendung von relativ zu einem

Turbinengehäuse der Turbine unbewegbaren Leitschaufeln bekannt, welche mittels eines Abdeckelements in einer ersten Stellung zumindest teilweise abdeckbar und in

wenigstens einer zweiten Stellung des Abdeckelements demgegenüber freigebbar sind. Das Abdeckelement ist dabei in axialer Richtung der Turbine relativ zu dem

Turbinengehäuse verschiebbar. Durch ein solches Schiebeelement können die eingangs geschilderten Funktionsspalte, welche zu unerwünschten Strömungsverlusten führen können, vermieden werden. Das die Leitschaufeln abdeckende bzw. in radialer Richtung überdeckende Schiebeelement weist jedoch eine relativ hohe Komplexität auf, was zu hohen Kosten für die Turbine führt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Turbine für einen Abgasturbolader bereitzustellen, welche effizient an unterschiedliche Abgasmassenströme anpassbar ist und nur geringe Kosten aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Turbine für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Eine solche Turbine für einen Abgasturbolader umfasst ein Turbinengehäuse, welches einen Aufnahmeraum für ein Turbinenrad der Turbine aufweist. Die Turbine umfasst ferner wenigstens zwei stromauf des Turbinenrads angeordnete Leitschaufeln zum Ableiten von dem Turbinenrad zuzuführenden Abgas. Die Leitschaufeln sind dabei relativ zum Turbinengehäuse unbewegbar, d.h. fest und folgen in Umfangsrichtung des

Turbinenrads aufeinander.

Darüber hinaus ist wenigstens ein Stellelement vorgesehen, mittels welchem ein von dem Abgas durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Turbine variabel einstellbar ist. Das Stellelement ist zwischen wenigstens einer den Strömungsquerschnitt verengenden Schließstellung und wenigstens einer den Strömungsquerschnitt demgegenüber freigebenden Offenstellung relativ zu dem Turbinengehäuse bewegbar.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Stellelement zumindest in der Schließstellung in einem in Umfangsrichtung von den Leitelementen begrenzten Zwischenraum zwischen den Leitelementen angeordnet ist. Mit anderen Worten sind der Strömungsquerschnitt und damit der Bereich der Leitelemente, über den das Abgas dem Aufnahmeraum bzw. dem Turbinenrad zugeführt wird, mittels Bewegen des Stellelements in dem

Zwischenraum zwischen den Leitelementen variabel einstellbar. Das Stellelement überdeckt dabei die Leitelemente nicht stromauf oder stromab der Leitelemente sondern versperrt den Zwischenraum zwischen den Leitelementen fluidisch zumindest teilweise in der Schließstellung bzw. gibt den Zwischenraum demgegenüber zumindest teilweise in der Offenstellung frei. Dadurch kann die erfindungsgemäße Turbine bedarfsgerecht an unterschiedliche

Abgasmassenströme angepasst und auch bei unterschiedlichen Abgasmassenströmen, d.h. bei hohen Abgasmassenströmen und bei demgegenüber geringen

Abgasmassenströmen effizient betrieben werden. Diese variable Einstellbarkeit der erfindungsgemäßen Turbine ist auf relativ einfache, kostengünstige und

bauraumgünstige Weise geschaffen.

Die geringe Komplexität der erfindungsgemäßen Turbine kommt ihrer

Funktionserfüllungssicherheit zugute, da die Gefahr einer Fehlfunktion des Stellelements, beispielsweise infolge eines Verklemmens, sehr gering ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einem Ottomotor, bei welchem besonders hohe Abgastemperaturen vorkommen und bei welchem das Stellelement mit besonders hohen Temperaturen beaufschlagt wird. Es versteht sich jedoch, dass die erfindungsgemäße Turbine auch bei einem Dieselmotor, Diesottomotor oder bei anderweitigen Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Hubkolben-Verbrennungskraftmaschinen, verwendbar ist.

Aufgrund der Einfachheit des Stellelements und damit der Turbine kann das Stellelement auch besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass zwischen den Leitelementen und sich an diese anschließende Wandungsbereiche der Turbine keine Funktionsspalte vorgesehen sind, welche zu Strömungsverlusten führen würden. Die Leitelemente können das Abgas zumindest im Wesentlichen ohne

Sekundärströmungsverluste und somit zumindest im Wesentlichen vollständig ableiten und dem Turbinenrad strömungsgünstig zuführen. Dies ist dem effizienten Betrieb der erfindungsgemäßen Turbine zuträglich.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest in der Schließstellung ein erster Abstand zwischen dem Stellelement und einem ersten der Leitelemente von einem zweiten Abstand zwischen dem Stellelement und dem zweiten Leitelement

unterschiedlich. So können besonders günstige Strömungsbedingungen für das Abgas eingestellt werden. Dies führt zu einem besonders effizienten Betrieb der Turbine.

Bei der Turbine handelt es sich vorzugsweise um eine Radialturbine, bei welcher das Turbinenrad zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung von dem Abgas angeströmt wird. Ebenso kann es sich um eine sogenannte Mixed-Flow-Turbine handeln, bei welcher das Turbinenrad von dem Abgas schräg zur radialen Richtung und schräg zur axialen Richtung angeströmt wird. Befindet sich das Stellelement zumindest teilweise in dem Zwischenraum, so kann dies der zumindest im Wesentlichen radialen Strömung eine axiale Komponente aufprägen, wenn das Abgas von dem Stellelement und den Leitelementen in Richtung des

Turbinenrads abströmt. Daraus können vorteilhafte Strömungsbedingungen insbesondere für die Mixed-Flow-Turbine resultieren.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Stellelement zumindest in einem Bereich des Stellelements, in welchem das Stellelement zwischen den Leitelementen angeordnet ist, außenumfangsseitig als ein gerader Kreiszylinder ausgebildet. Dadurch kann das Stellelement zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Dies führt zu besonders geringen Kosten der gesamten Turbine. Ferner sind dadurch besonders günstige Strömungsbedingungen für das Abgas realisiert.

Alternativ kann das Stellelement zumindest in dem Bereich des Stellelements, in welchem das Stellelement zwischen den Leitelementen angeordnet ist, außenumfangsseitig von einem geraden Kreiszylinder unterschiedlich ausgebildet sein. Das Stellelement kann somit hinsichtlich seiner Außenkontur bedarfsgerecht zur Darstellung vorteilhafter Strömungsbedingungen ausgestaltet werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Stellelement zumindest in dem Bereich des Stellelements, in welchem das Stellelement zwischen den Leitelementen angeordnet ist, eine Stellelementaußenkontur auf, welche als mit einer jeweiligen Leitelementaußenkontur der Leitelemente zumindest im Wesentlichen korrespondierende Gegenkontur ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die

Stellelementaußenkontur zumindest bereichsweise formentsprechend an die jeweilige Leitelementaußenkontur angepasst. Dadurch kann der Strömungsquerschnitt besonders effizient verengt bzw. versperrt werden, was mit einem effizienten Betrieb der Turbine einhergeht.

Vorzugsweise ist der Strömungsquerschnitt in der Schließstellung maximal verengt und in der Offenstellung maximal freigegeben. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Stellelement in wenigstens eine Zwischenstellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung einstellbar ist, wobei der Strömungsquerschnitt in der Zwischenstellung gegenüber der Schließstellung freigegeben und gegenüber der Offenstellung verengt ist. Vorzugsweise ist das Stellelement in einer Mehrzahl von Zwischenstellungen und zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zwischen der Schließstellung und der

Offenstellung verstellbar. So kann die Turbine besonders bedarfsgerecht und variabel an eine Vielzahl von unterschiedlichen Abgasmassenströmen angepasst und effizient betrieben werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist an dem Stellelement ein Abdeckelement angeordnet, welches zumindest in der Schließstellung in dem Zwischenraum angeordnet ist und mittels welchem zumindest in der Schließstellung ein von Abgas durchströmbarer, erster Teilbereich des Zwischenraums in axialer Richtung von einem sich in axialer Richtung an den ersten Teilbereich anschließenden, zweiten Teilbereich des

Zwischenraums fluidisch getrennt ist. Mittels des Abdeckelements können unerwünscht große Expansionsverluste vermieden werden, insbesondere wenn der Strömung des Abgases eine sehr starke axiale Komponente aufgeprägt wird nachdem das Abgas von dem Stellelement und den Leitelementen abströmt.

Sind mehr als zwei Leitelemente und damit mehr als ein Zwischenraum zwischen den Leitelementen vorgesehen, so ist vorzugsweise jedem Zwischenraum ein Stellelement zugeordnet, mittels welchem der zugehörige Zwischenraum und damit der jeweils zugehörige Strömungsquerschnitt in der Schließstellung verengt und in der Offenstellung demgegenüber freigegeben werden kann.

Vorzugsweise ist dabei an jedem Stellelement ein separates Abdeckelement vorgesehen. Den Stellelementen kann auch ein den Stellelementen gemeinsames, einstückiges Abdeckelement zugeordnet sein. Dies hält die Teileanzahl der Turbine gering.

Zum einfachen und gleichzeitigen Bewegen der Stellelemente sind diese vorzugsweise an einem gemeinsamen Betätigungselement, beispielsweise einem Verstellring, angeordnet. Dabei können die Stellelemente separat voneinander und separat von dem Betätigungselement ausgebildet und mit dem Betätigungselement verbunden sein.

Dadurch sind die separat voneinander ausgebildeten Stellelemente über das

Betätigungselement miteinander verbunden.

Alternativ ist es möglich, dass die Stellelemente einstückig mit dem Betätigungselement ausgebildet sind, d.h. die Stellelemente sind auch einstückig miteinander ausgebildet.

Vorzugsweise weist das Abdeckelement zumindest bereichsweise eine

Abdeckelementaußenkontur auf, welche als mit einer jeweiligen Leitelementaußenkontur der Leitelemente zumindest im Wesentlichen korrespondierende Gegenkontur ausgebildet ist. Dadurch kann der Zwischenraum effizient fluidisch unterteilt werden, was mit vorteilhaften Strömungsbedingungen einhergeht. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Stellelement bzw. sind die Stellelemente auch in radialer Richtung bewegbar. Dadurch kann die Bewegung des Stellelements an die zumindest im Wesentlichen als dreidimensionale Beschaufelung ausgebildeten Leitelemente und/oder an die Strömung des Abgases insbesondere bei einer Mixed-Flow-Turbine angepasst werden. Somit kann die Turbine sehr gut an unterschiedliche Abgasmassenströme angepasst und effizient betrieben werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiter der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombiration, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer Turbine für einen Abgasturbolader, welche ein Stellelement zum variablen Einstellen eines effektiven Strömungsquerschnitts der Turbine umfasst, wobei das Stellelement zumindest in seiner Schließstellung in einem Zwischenraum zwischen zwei Leitschaufeln angeordnet ist;

Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß den Fig. 1 und 2;

Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß den Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß den Fig. 1 bis 4; Fig. 6 ausschnittsweise eine schematische und abgewickelte Längsschnittansicht der Turbine gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ausschnittsweise eine schematische und abgewickelte Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Turbine gemäß Fig. 6;

Fig. 8 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß Fig. 5;

Fig. 9 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß Fig. 8;

Fig. 10 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß Fig. 2;

Fig. 11 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Turbine

gemäß Fig. 10; und

Fig. 12 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren

Ausführungsform der Turbine gemäß den Fig. 10 und 11.

Die Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine Turbine für einen Abgasturbolader einer

Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, dient. Die Turbine umfasst ein in der Fig. 1 nicht dargestelltes Turbinengehäuse mit einem Aufnahmeraum, in welchem ein

Turbinenrad aufgenommen ist. Das Turbinenrad ist relativ zu dem Turbinengehäuse um eine Drehachse drehbar. Der Abgasturbolader umfasst auch einen Verdichter mit einem Verdichterrad, welches von dem Turbinenrad antreibbar ist. Dazu sind das Turbinenrad und das Verdichterrad drehfest mit einer Welle verbunden.

Das Turbinengehäuse weist wenigstens einen Zuführkanal auf, über welchen dem Aufnahmeraum und dem Turbinenrad Abgas zuführbar ist. Der Zuführkanal ist dabei als Ringkanal ausgebildet und erstreckt sich in Umfangsrichtung des Turbinenrads über dessen Umfang. In dem Zuführkanal sind Leitschaufeln 10 der Turbine angeordnet. Die Leitschaufeln 10 dienen dazu, das Abgas abzulenken bzw. abzuleiten, so dass das Abgas

strömungsgünstig Laufradschaufeln 12 (Fig. 5) des Turbinenrads anströmen kann.

Dadurch wird das Turbinenrad effizient angetrieben, was zu einem effizienten Betrieb der gesamten Turbine führt.

Die Leitschaufeln 10 folgen dabei in Umfangsrichtung des Turbinenrads aufeinander. In der Fig. 1 sind lediglich zwei Leitschaufeln 10 dargestellt. Es versteht sich, dass die Turbine mehr als zwei Leitschaufeln 10 umfassen kann. Die Leitschaufeln 10 sind dabei vorzugsweise in Umfangsrichtung des Turbinenrads über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet und weisen jeweils ein Tragflächenprofil auf.

Zwischen den Leitschaufeln 10 ist in Umfangsrichtung von den Leitschaufeln 10 ein Zwischenraum 14 begrenzt, durch welchen das Abgas bei seinem Weg zum Turbinenrad hindurchströmen kann. Mit anderen Worten durchströmt das Abgas einen

Strömungsquerschnitt des Zwischenraums 14 und damit der Turbine. In der Fig. 1 ist der eine Zwischenraum 14 gezeigt. Sind mehr als zwei Leitschaufeln 10 vorgesehen, so sind entsprechend auch mehrere Zwischenräume 14 und somit mehrere

Strömungsquerschnitte vorgesehen, welche von dem Abgas zu durchströmen sind. Die mehreren Strömungsquerschnitte bilden einen sogenannten effektiven

Strömungsquerschnitt der Turbine, welcher von Abgas durchströmbar ist.

Durch Einstellen des effektiven Strömungsquerschnitts, d.h. durch Verengen und demgegenüber Erweitern des effektiven Strömungsquerschnitts kann das

Aufstauverhalten der Turbine variabel eingestellt werden. Dadurch kann die Turbine an unterschiedliche Abgasmassenströme und somit an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine angepasst werden.

Zum variablen Einstellen des effektiven Strömungsquerschnitts ist nun ein dem

Zwischenraum 14 zugeordneter Bolzen 16 vorgesehen. Sind mehrere Zwischenräume 14 vorgesehen, so versteht es sich, dass jedem der Zwischenräume 14 ein jeweiliger Bolzen 16 zugeordnet ist. Es versteht sich, dass das zuvor und im Folgenden zu dem Bolzen 16 Geschilderte auch auf die Mehrzahl an Bolzen 16 angewendet werden kann.

Der Bolzen 16 ist zwischen einer den effektiven Strömungsquerschnitt maximal freigebenden Offenstellung und einer den effektiven Strömungsquerschnitt maximal verengenden Schließstellung in axialer Richtung der Turbine verschiebbar. Ferner kann der Bolzen 16 zumindest im Wesentlichen kontinuierlich zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verstellt und entsprechend auch in mehrere Zwischenstellungen zwischen der Offenstellung und der Schließstellung eingestellt werden.

Zumindest in der Schließstellung sowie in den Zwischenstellungen, in denen der effektive Strömungsquerschnitt gegenüber der Offenstellung verengt ist, ist der Bolzen 16 in dem Zwischenraum 14 zwischen den Leitschaufeln 10 angeordnet. Dadurch ist eine besonders einfache und robuste variable Turbinengeometrie der Turbine dargestellt. Die Leitschaufeln 10 sind dabei relativ zu dem Turbinengehäuse fest und beispielsweise einstückig mit dem Turbinengehäuse oder mittels eines Leitgitters, welches in das Turbinengehäuse eingesetzt und separat von dem Turbinengehäuse ausgebildet ist, gebildet.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist der Bolzen 16 zumindest in dem Bereich, in welchem er im Zwischenraum 14 angeordnet ist bzw. angeordnet werden kann, zumindest im Wesentlichen als gerader Kreiszylinder ausgebildet.

In der Fig. 2 ist ein erster Abstand s1 zwischen dem Bolzen 16 und einer der

Leitschaufeln 10 sowie ein zweiter Abstand s2 zwischen dem Bolzen 16 und der anderen Leitschaufel 10 dargestellt. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, können die Abstände s1 , s2 voneinander unterschiedlich sein. Vorliegend ist der zweite Abstand s2 größer als der erste Abstand s1. In Zusammenschau mit Fig. 1 ist erkennbar, dass die Abstände s1 , s2 auch zumindest im Wesentlichen gleich sein können. Ebenso möglich ist es, dass der erste Abstand s1 größer ist als der zweite Abstand s2. Gemäß Fig. 3 ist der Bolzen 16 besonders nahe an den Leitschaufeln 10 angeordnet.

Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, kann der Bolzen 16 zumindest in dem Bereich, in welchem er im Zwischenraum 14 angeordnet ist bzw. angeordnet werden kann, außenumfangsseitig von einem geraden Kreiszylinder unterschiedlich ausgebildet sein. Der Bolzen 16 kann auch außenumfangsseitig zumindest im Wesentlichen elliptisch ausgebildet oder hinsichtlich seiner Außenkontur an Außenkonturen der Leitschaufeln 10 zumindest im Wesentlichen angepasst sein. Mit anderen Worten kann die Außenkontur des Bolzens 16 als zumindest im Wesentlichen mit den Außenkonturen der Leitschaufeln 10 korrespondierende Gegenkontur (Negativkontur) ausgebildet sein. In der Fig. 5 ist das Turbinengehäuse mit 18 bezeichnet. Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, kann der Bolzen 16 relativ zum Turbinengehäuse 18 bewegbar am Turbinengehäuse 18 geführt gelagert sein.

Die Fig. 6 zeigt eine Mehrzahl von Bolzen 16, welche mittels eines den Bolzen 16 gemeinsamen Schieberings 20 in axialer Richtung relativ zum Turbinengehäuse 18 verschiebbar sind. Die Bolzen 16 sind dabei von dem Schiebering 20 separat ausgebildet und am Schiebering 20 befestigt. Dazu weisen die Bolzen 16 Aufnahmen 22,

insbesondere Nuten, auf, in welche der Schiebering 20 eingreift. So können die mehreren Bolzen 16 mittels lediglich eines einzigen Stellglieds über den Schiebering 20 in axialer Richtung verstellt werden.

Alternativ zur separaten Ausgestaltung der Bolzen 16 vom Schiebering 20 ist es gemäß Fig. 7 möglich, den Schiebering 20 mit den Bolzen 16 einstückig auszubilden. Dabei sind die Bolzen 16 auch einstückig miteinander ausgebildet.

Wie den Fig. 6 und 7 zu entnehmen ist, sind den Bolzen 16 jeweilige

Durchgangsöffnungen des Turbinengehäuses 18 zugeordnet, über die die Bolzen 16 in die jeweiligen Zwischenräume hineinragen können.

Gemäß Fig. 8 sind die Leitschaufeln 10 mittels eines Leitgitters gebildet, welches als Einsatzelement in das Turbinengehäuse 18 eingesetzt ist. Vorliegend ist das Leitgitter einstückig ausgebildet. Es kann jedoch auch zwei- oder mehrstückig ausgebildet sein. Der Bolzen 16 kann durch eine Durchgangsöffnung des Leitgitters hindurchgeführt werden, um über die Durchgangsöffnung in den Zwischenraum 14 hineinzuragen.

Die Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit, das Leitgitter bzw. vorliegend das Turbinengehäuse 18 gegen den das Leitgitter bzw. das Turbinengehäuse 18 durchdringenden Bolzen 16 abzudichten. Zur Abdichtung ist ein Dichtungselement 24 vorgesehen, welches einerseits in Aufnahmenuten des Turbinengehäuses 18 (bzw. des Leitgitters) aufgenommen ist und andererseits an dem Bolzen 16 anliegt. Bei dem Dichtungselement 24 kann es sich um einen Kolbenring handeln. Durch diese Abdichtung ist es vermieden, dass Abgas vom Zwischenraum 14 über die mit dem Bolzen 16 korrespondierende Durchgangsöffnung des Turbinengehäuses 18 bzw. des Leitgitters strömt und somit am Turbinenrad vorbei oder ungerichtet auf das Turbinenrad strömt. Gemäß den Fig. 10 und 11 ist an jedem Bolzen 16 ein jeweiliges Abdeckelement 26 angeordnet, mittels welchem der Zwischenraum 14 in einen von Abgas durchströmbaren, ersten Teilbereich 28 und in einen sich in axialer Richtung an den ersten Teilbereich 28 anschließenden, zweiten Teilbereich 30 fluidisch unterteilbar ist. Je nach Abstand des Bolzens 16 von den Leitschaufeln 10 kann auch der zweite Teilbereich 30 von dem Abgas durchströmt werden oder zumindest im Wesentlichen nicht. Mittels des

Abdeckelements 26 können unerwünscht große Expansionsverluste vermieden werden, wenn das Abgas von den Leitschaufeln 10 und von sich an die Leitschaufeln 10 in axialer Richtung anschließenden Wandungen der Turbine abströmt.

Anstelle der jeweiligen, einzelnen Abdeckelemente 26 können die Abdeckelemente 26 auch einstückig miteinander ausgebildet sein, wodurch ein einstückiges

Gesamtabdeckelement gebildet ist. Dies ist in der Fig. 12 gezeigt.

Wie in der Fig. 12 durch Bereiche B angedeutet ist, ist es dabei von Vorteil, die miteinander einstückigen Abdeckelemente 26 derart an den Bolzen 16 anzuordnen, dass Relativbewegungen beispielsweise aufgrund von Wärmeausdehnungen und/oder aufgrund von Deformationen während des Betriebs der Turbine möglich sind.

Claims

Patentansprüche

1. Turbine für einen Abgasturbolader, mit einem einen Aufnahmeraum für ein

Turbinenrad der Turbine aufweisenden Turbinengehäuse (18), mit wenigstens zwei stromauf des Turbinenrads angeordneten, in Umfangsrichtung des Turbinenrads aufeinander folgenden und relativ zum Turbinengehäuse (18) unbewegbaren

Leitschaufeln (10) zum Ableiten von dem Turbinenrad zuzuführenden Abgas und mit wenigstens einem Stellelement (16), mittels welchem ein von dem Abgas

durchströmbarer Strömungsquerschnitt der Turbine variabel einstellbar und welches in axialer Richtung der Turbine zwischen wenigstens einer den Strömungsquerschnitt verengenden Schließstellung und wenigstens einer den Strömungsquerschnitt demgegenüber freigebenden Offenstellung relativ zu dem Turbinengehäuse (18) bewegbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Stellelement (16) zumindest in der Schließstellung in einem in Umfangsrichtung von den Leitelementen (10) begrenzten Zwischenraum (14) zwischen den

Leitelementen (10) angeordnet ist. .

2. Turbine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

zumindest in der Schließstellung ein erster Abstand (s1 ) zwischen dem Stellelement (16) und einem ersten der Leitelemente (10) von einem zweiten Abstand (s2) zwischen dem Stellelement (16) und dem zweiten Leitelement (10) unterschiedlich ist.

3. Turbine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Stellelement (16) zumindest in einem Bereich des Stellelements (16), in welchem das Stellelement (16) zwischen den Leitelementen (10) angeordnet ist,

außenumfangsseitig als ein gerader Kreiszylinder ausgebildet ist.

4. Turbine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

außenumfangsseitig von einem geraden Kreiszylinder unterschiedlich ausgebildet ist.

5. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Stellelement (16) zumindest in einem Bereich des Stellelements (16), in welchem das Stellelement (16) zwischen den Leitelementen (10) angeordnet ist, eine

Stellelementaußenkontur aufweist, welche als mit einer jeweiligen

Leitelementaußenkontur der Leitelemente (10) zumindest im Wesentlichen korrespondierende Gegenkontur ausgebildet ist.

6. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

an dem Stellelement (16) ein Abdeckelement (26) angeordnet ist, welches zumindest in der Schließstellung in dem Zwischenraum (14) angeordnet ist und mittels welchem zumindest in der Schließstellung ein von Abgas durchströmbarer, erster Teilbereich (28) des Zwischenraums (14) in axialer Richtung von einem sich in axialer Richtung an den ersten Teilbereich (28) anschließenden, zweiten Teilbereich (30) des

Zwischenraums (14) fluidisch getrennt ist.

7. Turbine nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Abdeckelement (26) zumindest bereichsweise eine Abdeckelementaußenkontur aufweist, welche als mit einer jeweiligen Leitelementaußenkontur der Leitelemente (10) zumindest im Wesentlichen korrespondierende Gegenkontur ausgebildet ist.

8. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Stellelement (16) auch in radialer Richtung bewegbar ist.