WO2016184550A1 - Radialverdichter und abgasturbolader einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Radialverdichter und abgasturbolader einer verbrennungskraftmaschine Download PDF

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WO2016184550A1
WO2016184550A1 PCT/EP2016/000764 EP2016000764W WO2016184550A1 WO 2016184550 A1 WO2016184550 A1 WO 2016184550A1 EP 2016000764 W EP2016000764 W EP 2016000764W WO 2016184550 A1 WO2016184550 A1 WO 2016184550A1
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WO
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housing parts
compressor
guide
radial compressor
diffuser
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/000764
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Wöhr
Markus Mueller
Elias Chebli
Original Assignee
Daimler Ag
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Publication date
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
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    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • 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 invention relates to a radial compressor, in particular for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, according to the preamble of patent claim 1.
  • an internal combustion engine for driving a motor vehicle with at least one exhaust gas turbocharger.
  • an exhaust gas turbocharger comprises a turbine which can be driven by exhaust gas of the internal combustion engine and also a turbine
  • Compressor for compressing air to be supplied to the internal combustion engine.
  • the compressor of the turbine can be driven, so that - since the turbine is driven by the exhaust gas of the internal combustion engine - energy contained in the exhaust gas can be used to compress the air.
  • the radial compressor comprises at least two interconnected housing parts, through which each partially a receiving area for a compressor wheel is limited. In the finished state of the radial compressor or the
  • the compressor is received in the receiving area and thereby rotatable about an axis of rotation relative to the housing parts.
  • One of the housing parts is, for example, a compressor housing, it being possible for the other housing part to be a so-called bearing housing.
  • the housing parts are formed separately from each other and connected to each other.
  • the exhaust-gas turbocharger usually comprises a rotor which comprises the compressor wheel and a shaft which is connected in a rotationally fixed manner to the compressor wheel. Furthermore, the rotor usually comprises a turbine wheel of the turbine, wherein the turbine wheel is also non-rotatably connected to the shaft. As a result, the compressor wheel can be driven via the shaft by the turbine wheel which can be driven by the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the rotor is mounted rotatably relative to the housing parts on the bearing housing about said rotation axis. In this case, the housing parts, for example, in the axial direction of the centrifugal compressor successively or
  • the radial compressor also has a downstream of the receiving region arranged diffuser, which is flowed through by the effluent from the compressor and compressed air.
  • the diffuser is generally a channel through which air can flow.
  • a guide device formed separately from the housing parts is provided, which has a plurality of guide vanes arranged in the diffuser. The vanes serve to guide the diffuser
  • the guide is usually connected non-positively with the bearing housing, in particular screwed. Furthermore, it is known to mill the guide vanes directly into one of the housing parts. Both methods for presenting the guide are associated with high production times and high costs.
  • WO 2013/150038 A1 discloses a guide device with a plurality of guide vanes, which each have a pin. Furthermore, the guide comprises a ring. The respective pins of the vanes extend in the radial direction and are received in respective, corresponding receptacles of the ring.
  • Object of the present invention is to develop a centrifugal compressor of the type mentioned in such a way that a particularly time-consuming and cost-effective production or assembly of the centrifugal compressor can be realized.
  • Patent claim 1 solved.
  • the guide in particular in the axial direction of the centrifugal compressor, arranged between the housing parts and is held and the vanes common and preferably integrally formed
  • Basic element comprises, at least partially, in a first receptacle of a first the housing parts is added.
  • the guide vanes are partially received in a second receptacle of the second housing part and connected to the base member.
  • the guide itself can be made particularly time and cost.
  • the guide can be produced inexpensively by forming, mechanical processing such as milling, or prototyping, in particular casting. It has proved to be advantageous if the
  • the base element is preferably at least substantially annular and thereby for example as
  • the guide for example, positively cooperate with the housing parts, since the guide can be supported in the radial direction of respective, at least partially limiting the respective receptacles wall portions of the housing parts. Also in the axial direction, the guide, for example, form-fitting with the
  • the housing parts are at least in the axial direction by means of a
  • clamping force connected to each other said clamping force is effected by means of at least one connecting element, in particular a clamp such as a band clamp and preferably a V-band clamp.
  • This clamping force is transmitted via the housing parts and in particular the recordings, for example, on the guide, so that the guide is clamped by means of the clamping force in the axial direction between the housing parts and thus fixed in position.
  • FIG. 1 in fragmentary form a schematic longitudinal sectional view of a
  • Fig. 2 is a schematic front view of the guide.
  • FIG. 1 shows, in a schematic longitudinal sectional view, a radial compressor designated as a whole by 10 for an exhaust gas turbocharger
  • Internal combustion engine which is designed for example as a reciprocating internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is
  • the exhaust-gas turbocharger comprises a turbine which can not be seen in FIG. 1 and which is arranged in the exhaust-gas tract and can be driven by exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the turbine includes a
  • Turbine housing and a turbine disposed in the turbine housing, which is rotatable about an axis of rotation relative to the turbine housing and driven by the exhaust gas.
  • the turbine wheel is part of a rotor of the exhaust gas turbocharger, which comprises a rotatably connected to the turbine wheel and rotatable about the axis of rotation shaft.
  • Fig. 1 From Fig. 1 it can be seen that the radial compressor 10, a first housing part in the form of a compressor housing 12 and a second housing part in the form of a
  • Bearing housing 14 of the exhaust gas turbocharger comprises. Through the housing parts
  • Compressor housing 12 and bearing housing 14 is in each case partially a receiving area 16 limited, in which a in Fig. 1 fragmentary discernible compressor wheel 18 of the centrifugal compressor 10 is arranged.
  • the compressor wheel 18 is part of said rotor and thereby rotatably connected to the shaft, so that the compressor wheel 18 is rotatable about the axis of rotation relative to the housing parts.
  • Turbine wheel and the compressor 18 are rotatably connected to the shaft, the compressor 18 is driven via the shaft of the turbine wheel, whereby by means of the compressor 18, the air flowing through the intake air is compressed. As a result, energy contained in the exhaust gas can be used to compress the air.
  • the housing parts are formed separately from one another and arranged successively in the axial direction of the radial compressor 10 and connected to one another by means of a connecting element in the form of a clamp designed as a V band clamp 20.
  • a connecting element in the form of a clamp designed as a V band clamp 20.
  • the radial compressor 10 further comprises a channel through which the air flowing from the compressor wheel 18 flows and compressed in the form of a diffuser 22, which is arranged downstream of the receiving area 16 and in the present case at least in the Substantially extends in the radial direction.
  • the diffuser 22 is on the one hand fluidly connected to the receiving region 16 and on the other hand fluidly connected to a flow channel 24 of the radial compressor 10, so that the air compressed by means of the compressor 18 air flow into the diffuser 22 and can flow from the diffuser 22 into the flow channel 24.
  • the flow channel 24 is, for example, a spiral channel, which extends at least substantially spirally in the circumferential direction of the compressor wheel 18 or the receiving region 16 over its circumference.
  • the radial compressor 10 further comprises a guide 26, which is formed separately from the housing parts and has a plurality of arranged in the diffuser 22 vanes, of which in Fig. 1, a designated 28 guide vane is recognizable.
  • FIG. 2 shows the guide device 26 in a schematic front view, the guide vanes 28 being recognizable in FIG. 2.
  • the guide vanes arranged in the diffuser 22 serve to guide the air flowing through the diffuser 22 and thereby ensure advantageous flow conditions in the diffuser 22. It can be seen from FIG. 2 that the respective guide vane 28 can be designed as an airfoil profile.
  • Guide 26 a common to the vanes basic element in the form of a circular plate 30, which - as shown in Fig. 2 can be seen - is at least substantially annular.
  • the circular plate 30 per se is integrally formed, wherein the guide vanes 28 are connected to the circular plate 30.
  • the guide vanes 28 are formed integrally with the circular plate 30, wherein the guide vanes 28 and the circular plate 30, for example by forming, mechanical processing such as milling, or prototypes, in particular casting, can be made.
  • the bearing housing 14 has a first receptacle 32 with a depth t extending in the axial direction, wherein the compressor housing 12 has a second receptacle 34. From Fig. 1 it can be seen that the circular plate 30 is at least partially and preferably at least predominantly or completely disposed in the first receptacle 32, wherein the circular plate 30 in the radial direction on at least one first receptacle 32 at least partially bounding wall region of
  • the receptacle 34 may be formed as a large, continuous receptacle in which the guide vanes 28 are received. Alternatively, it is conceivable that a receptacle 34 is provided per guide blade 28, so that several, separate receptacles 34 are provided, which are separate from each other. In both cases, the respective guide vanes 28 are partially arranged in the at least one second receptacle 34, wherein the respective guide vanes 28 are supported at least in the axial direction on at least one of the at least one receptacle 34 bounding wall region of the compressor housing 12. Furthermore, it can be provided that the respective guide vanes 28 in the radial direction at least one of the second receptacle 34 at least partially delimiting
  • Wall region of the compressor housing 12 are supported.
  • the circular plate 30 may be disposed in the first receptacle 32 with a press fit or clearance fit.
  • the respective vane 28 has a height I extending in the axial direction, which is greater than a width b extending in the axial direction of the diffuser 22. This means that the height I of the guide vanes 28 is greater than the width b, also referred to as the diffuser height, which results in the guide 26, which is in the form of a guide grille, being held in position between the housing parts with the aid of the V-band clamp 20. It has proven to be advantageous if the guide vanes 28 are each provided with at least one bevel in order to allow production by forming.
  • the embodiment of the radial compressor 10 shown in FIG. 1 can be mirrored on the x-axis, so that, for example, the receptacle 32 with the depth t is not provided in the bearing housing 14, but in the compressor housing 12. Furthermore, it can be seen from FIG. 1 that the first receptacle 32 and the second receptacle 34 are arranged opposite one another in the axial direction, that is to say on opposite sides, so that the guide device 26 can be inserted particularly easily into the respective receivers 32, 34 and mounted accordingly ,

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radialverdichter (10), insbesondere für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens zwei miteinander verbundenen Gehäuseteilen (12, 14), durch welche jeweils teilweise ein Aufnahmebereich (16) für ein Verdichterrad (18) begrenzt ist, mit einem stromab des Aufnahmebereichs (16) angeordneten Diffusor (22), und mit einer separat von den Gehäuseteilen (12, 14) ausgebildeten Leiteinrichtung (26), welche eine Mehrzahl von in dem Diffusor (22) angeordneten Leitschaufeln (28) aufweist, wobei die zwischen den Gehäuseteilen (12, 14) gehaltene Leiteinrichtung (26) ein den Leitschaufeln (28) gemeinsames und zumindest teilweise in einer ersten Aufnahme (32) eines ersten der Gehäuseteile (12, 14) aufgenommenes Grundelement (30) umfasst, mit welchem die teilweise in wenigstens einer zweiten Aufnahme (34) des zweiten Gehäuseteils (12) aufgenommenen Leitschaufeln (28) verbunden sind.

Description

RADIALVERDICHTER UND ABGASTURBOLADER EINER VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE
Die Erfindung betrifft einen Radialverdichter, insbesondere für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau ist es bekannt, eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftwagens mit wenigstens einem Abgasturbolader auszustatten. Ein solcher Abgasturbolader umfasst eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbare Turbine sowie einen
Verdichter zum Verdichten von der Verbrennungskraftmaschine zuzuführender Luft. Dabei ist der Verdichter von der Turbine antreibbar, sodass - da die Turbine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist - im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden kann.
Der Radialverdichter umfasst wenigstens zwei miteinander verbundene Gehäuseteile, durch welche jeweils teilweise ein Aufnahmebereich für ein Verdichterrad begrenzt ist. Im fertig hergestellten Zustand des Radialverdichters beziehungsweise des
Abgasturboladers ist das Verdichterrad im Aufnahmebereich aufgenommen und dabei um eine Drehachse relativ zu den Gehäuseteilen drehbar. Bei einem der Gehäuseteile handelt es sich beispielsweise um ein Verdichtergehäuse, wobei es sich bei dem anderen Gehäuseteil um ein sogenanntes Lagergehäuse handeln kann. Beispielsweise sind die Gehäuseteile separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden.
Der Abgasturbolader umfasst üblicherweise einen Rotor, welcher das Verdichterrad und eine drehfest mit dem Verdichterrad verbundene Welle umfasst. Ferner umfasst der Rotor üblicherweise ein Turbinenrad der Turbine, wobei das Turbinenrad ebenfalls drehfest mit der Welle verbunden ist. Dadurch ist das Verdichterrad über die Welle von dem von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Turbinenrad antreibbar. Üblicherweise ist der Rotor um die genannte Drehachse relativ zu den Gehäuseteilen drehbar an dem Lagergehäuse gelagert. Dabei sind die Gehäuseteile beispielsweise in axialer Richtung des Radialverdichters aufeinanderfolgend beziehungsweise
nacheinander angeordnet.
Der Radialverdichter weist ferner einen stromab des Aufnahmebereichs angeordneten Diffusor auf, welcher von der von dem Verdichterrad abströmenden und verdichteten Luft durchströmbar ist. Dies bedeutet, dass der Diffusor im Allgemeinen ein von der Luft durchströmbarer Kanal ist. Ferner ist eine separat von den Gehäuseteilen ausgebildete Leiteinrichtung vorgesehen, welche eine Mehrzahl von in dem Diffusor angeordneten Leitschaufeln aufweist. Die Leitschaufeln dienen zum Leiten der den Diffusor
durchströmenden Luft, um dadurch vorteilhafte Strömungsbedingungen im Diffusor zu schaffen. Die Leiteinrichtung wird üblicherweise kraftschlüssig mit dem Lagergehäuse verbunden, insbesondere verschraubt. Ferner ist es bekannt, die Leitschaufeln direkt in eines der Gehäuseteile zu fräsen. Beide Methoden zum Darstellen der Leiteinrichtung sind mit hohen Herstellungszeiten und hohen Kosten verbunden.
Ferner offenbart die WO 2013/150038 A1 eine Leiteinrichtung mit einer Mehrzahl von Leitschaufeln, welche jeweils einen Stift aufweisen. Ferner umfasst die Leiteinrichtung einen Ring. Die jeweiligen Stifte der Leitschaufeln verlaufen in radialer Richtung und sind in jeweiligen, korrespondierenden Aufnahmen des Rings aufgenommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Radialverdichter der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders zeit- und kostengünstige Herstellung beziehungsweise Montage des Radialverdichters realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Radialverdichter mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um einen Radialverdichter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders zeit- und kostengünstige Herstellung beziehungsweise Montage des Radialverdichters geschaffen werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leiteinrichtung, insbesondere in axialer Richtung des Radialverdichters, zwischen den Gehäuseteilen angeordnet und gehalten ist und ein den Leitschaufeln gemeinsames und vorzugsweise einstückig ausgebildetes
Grundelement umfasst, das zumindest teilweise in einer ersten Aufnahme eines ersten der Gehäuseteile aufgenommen ist. Dabei sind die Leitschaufeln teilweise in einer zweiten Aufnahme des zweiten Gehäuseteils aufgenommen und mit dem Grundelement verbunden. Die Leiteinrichtung an sich kann besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden. Beispielsweise kann die Leiteinrichtung kostengünstig durch Umformen, mechanisches Bearbeiten wie beispielsweise Fräsen, oder Urformen, insbesondere Gießen, hergestellt werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die
Leitschaufeln einstückig mit dem Grundelement ausgebildet sind. Das Grundelement ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen ringförmig und dabei beispielsweise als
Basisring oder Kreisplatte ausgebildet. Da die Leitschaufeln mit dem Grundelement verbunden beziehungsweise einstückig ausgebildet sind, können die mehreren
Leitschaufeln gemeinsam und somit auf besonders einfache Weise gehandhabt und montiert werden.
Im Rahmen dieser Montage ist es auf besonders einfache Weise möglich, die
Leiteinrichtung als Ganzes in axialer Richtung zwischen den Gehäuseteilen anzuordnen und insbesondere zwischen den miteinander verbundenen Gehäuseteilen zu klemmen, sodass die Leiteinrichtung einerseits über die Leitschaufeln und andererseits über das Grundelement in den jeweiligen Aufnahmen jeweils teilweise aufgenommen und somit in ihrer Position fixiert ist. Hierbei kann die Leiteinrichtung, insbesondere in radialer
Richtung, beispielsweise formschlüssig mit den Gehäuseteilen zusammenwirken, da sich die Leiteinrichtung in radialer Richtung an jeweiligen, die jeweiligen Aufnahmen zumindest teilweise begrenzenden Wandungsbereichen der Gehäuseteile abstützen kann. Auch in axialer Richtung kann die Leiteinrichtung beispielsweise formschlüssig mit den
Gehäuseteilen zusammenwirken, da die Leiteinrichtung in axialer Richtung an jeweiligen, die jeweiligen Aufnahmen zumindest teilweise begrenzenden Wandungsbereichen der Gehäuseteile abstützbar oder abgestützt ist.
Beispielsweise sind die Gehäuseteile zumindest in axialer Richtung mittels einer
Klemmkraft miteinander verbunden, wobei diese Klemmkraft mittels wenigstens eines Verbindungselements, insbesondere einer Schelle wie beispielsweise einer Bandschelle und vorzugsweise einer V-Bandschelle, bewirkt ist. Diese Klemmkraft wird über die Gehäuseteile und insbesondere die Aufnahmen beispielsweise auf die Leiteinrichtung übertragen, sodass die Leiteinrichtung mittels der Klemmkraft in axialer Richtung zwischen den Gehäuseteilen geklemmt und somit in ihrer Lage fixiert ist. Hierdurch können die Herstellungs- und Montagekosten des Radialverdichters im Vergleich zu herkömmlichen Radialverdichtern gesenkt werden. Gleichzeitig kann ein besonders hoher Wirkungsgrad realisiert werden, da die
Leiteinrichtung als im Diffusor angeordnetes Nachleitgitter zum Leiten von Luft ausgebildet ist, wodurch besonders vorteilhafte Strömungsbedingungen im Diffusor geschaffen werden können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels 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 Kombination, 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 Längsschnittansicht eines
Radialverdichters, insbesondere für einen Abgasturbolader einer
Verbrennungskraftmaschine, mit einer zwischen zwei Gehäuseteilen des Radialverdichters gehaltenen und eine Mehrzahl von Leitschaufeln aufweisenden Leiteinrichtung, welche ein den Leitschaufeln gemeinsames und zumindest teilweise in einer ersten Aufnahme eines ersten der Gehäuseteile aufgenommenes Grundelement umfasst, mit welchem die teilweise in einer zweiten Aufnahme des zweiten Gehäuseteils
aufgenommenen Leitschaufeln verbunden sind; und
Fig. 2 eine schematische Vorderansicht der Leiteinrichtung.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Radialverdichter für einen Abgasturbolader einer
Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise als Hubkolben- Verbrennungsmaschine ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist
beispielsweise zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, ausgebildet und weist einen von Abgas der
Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt sowie einen von Luft
durchströmbaren Ansaugtrakt auf. Mittels des Ansaugtrakts wird Luft in wenigstens einen Brennraum, insbesondere Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine geführt, wobei die Luft mittels des Radialverdichters 10 verdichtet wird. Der Abgasturbolader umfasst eine in Fig. 1 nicht erkennbare Turbine, welche in dem Abgastrakt angeordnet und von Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Hierzu umfasst die Turbine ein
Turbinengehäuse sowie ein in dem Turbinengehäuse angeordnetes Turbinenrad, welches um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbar und von dem Abgas antreibbar ist. Das Turbinenrad ist Bestandteil eines Rotors des Abgasturboladers, welcher eine mit dem Turbinenrad drehfest verbundene und um die Drehachse drehbare Welle umfasst.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass der Radialverdichter 10 ein erstes Gehäuseteil in Form eines Verdichtergehäuses 12 sowie ein zweites Gehäuseteil in Form eines
Lagergehäuses 14 des Abgasturboladers umfasst. Durch die Gehäuseteile
(Verdichtergehäuse 12 und Lagergehäuse 14) ist jeweils teilweise ein Aufnahmebereich 16 begrenzt, in welchem ein in Fig. 1 ausschnittsweise erkennbares Verdichterrad 18 des Radialverdichters 10 angeordnet ist. Das Verdichterrad 18 ist Bestandteil des genannten Rotors und dabei drehfest mit der Welle verbunden, sodass das Verdichterrad 18 um die Drehachse relativ zu den Gehäuseteilen drehbar ist. Dadurch, dass sowohl das
Turbinenrad als auch das Verdichterrad 18 mit der Welle drehfest verbunden sind, ist das Verdichterrad 18 über die Welle von dem Turbinenrad antreibbar, wodurch mittels des Verdichterrads 18 die den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichtet wird. Dadurch kann im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden.
Aus Fig. 1 ist ferner erkennbar, dass die Gehäuseteile separat voneinander ausgebildet und in axialer Richtung des Radialverdichters 10 aufeinanderfolgend angeordnet sowie mittels eines Verbindungselements in Form einer als V-Bandschelle 20 ausgebildeten Schelle miteinander verbunden sind. Mittels der V-Bandschelle 20 ist eine zumindest in axialer Richtung des Radialverdichters 10 wirkende Klemmkraft bewirkt, mittels welcher die Gehäuseteile miteinander verklemmt und dadurch aneinander gehalten und
miteinander verbunden sind.
Der Radialverdichter 10 weist ferner einen von der vom Verdichterrad 18 abströmenden und verdichteten Luft durchströmbaren Kanal in Form eines Diffusors 22 auf, welcher stromab des Aufnahmebereichs 16 angeordnet ist und sich vorliegend zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. Der Diffusor 22 ist einerseits fluidisch mit dem Aufnahmebereich 16 und andererseits fluidisch mit einem Strömungskanal 24 des Radialverdichters 10 verbunden, sodass die mittels des Verdichterrads 18 verdichtete Luft in den Diffusor 22 einströmen und von dem Diffusor 22 in den Strömungskanal 24 strömen kann. Der Strömungskanal 24 ist beispielsweise ein Spiralkanal, welcher sich zumindest im Wesentlichen spiralförmig in Umfangsrichtung des Verdichterrads 18 beziehungsweise des Aufnahmebereichs 16 über dessen Umfang erstreckt.
Der Radialverdichter 10 umfasst ferner eine Leiteinrichtung 26, welche separat von den Gehäuseteilen ausgebildet ist sowie eine Mehrzahl von in dem Diffusor 22 angeordneten Leitschaufeln aufweist, von denen In Fig. 1 eine mit 28 bezeichnete Leitschaufel erkennbar ist. Fig. 2 zeigt die Leiteinrichtung 26 in einer schematischen Vorderansicht, wobei in Fig. 2 die Leitschaufeln 28 erkennbar sind. Die im Diffusor 22 angeordneten Leitschaufeln dienen zum Leiten der den Diffusor 22 durchströmenden Luft und sorgen dabei für vorteilhafte Strömungsbedingungen im Diffusor 22. Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass die jeweilige Leitschaufel 28 als Tragflächenprofil ausgebildet sein kann.
Um nun eine besonders zeit- und kostengünstige Montage beziehungsweise Herstellung des Radialverdichters 10 zu realisieren, umfasst die in axialer Richtung zwischen den Gehäuseteilen angeordnete und insbesondere an den Gehäuseteilen gehaltene
Leiteinrichtung 26 ein den Leitschaufeln gemeinsames Grundelement in Form einer Kreisplatte 30, welche - wie aus Fig. 2 erkennbar ist - zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist. Die Kreisplatte 30 an sich ist einstückig ausgebildet, wobei die Leitschaufeln 28 mit der Kreisplatte 30 verbunden sind. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Leitschaufeln 28 einstückig mit der Kreisplatte 30 ausgebildet sind, wobei die Leitschaufeln 28 und die Kreisplatte 30 beispielsweise durch Umformen, mechanisches Bearbeiten wie beispielsweise Fräsen, oder Urformen, insbesondere Gießen, hergestellt sein können.
Das Lagergehäuse 14 weist eine erste Aufnahme 32 mit einer in axialer Richtung verlaufenden Tiefe t auf, wobei das Verdichtergehäuse 12 eine zweite Aufnahme 34 aufweist. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass die Kreisplatte 30 zumindest teilweise und vorzugsweise zumindest überwiegend oder vollständig in der ersten Aufnahme 32 angeordnet ist, wobei die Kreisplatte 30 in radialer Richtung an wenigstens einem die erste Aufnahme 32 zumindest teilweise begrenzenden Wandungsbereich des
Lagergehäuses 14 abgestützt ist. Ferner ist die Kreisplatte 30 in axialer Richtung an wenigstens einem die Aufnahme 32 teilweise begrenzenden Wandungsbereich des Lagergehäuses 14 abgestützt. Die Aufnahme 34 kann als eine große, zusammenhängende Aufnahme ausgebildet sein, in welcher die Leitschaufeln 28 aufgenommen sind. Alternativ ist es denkbar, dass je Leitschaufel 28 eine Aufnahme 34 vorgesehen ist, sodass mehrere, voneinander getrennte, einzelne Aufnahmen 34 vorgesehen sind. In beiden Fällen sind die jeweiligen Leitschaufeln 28 teilweise in der wenigstens einen zweiten Aufnahme 34 angeordnet, wobei die jeweiligen Leitschaufeln 28 zumindest in axialer Richtung an wenigstens einem die wenigstens eine Aufnahme 34 begrenzenden Wandungsbereich des Verdichtergehäuses 12 abgestützt sind. Femer kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Leitschaufeln 28 in radialer Richtung an wenigstens einem die zweite Aufnahme 34 zumindest teilweise begrenzenden
Wandungsbereich des Verdichtergehäuses 12 abgestützt sind.
Insgesamt ist aus Fig. 1 erkennbar, dass die Leiteinrichtung 26 mittels der Klemmkraft, mittels welcher die Gehäuseteile miteinander verbunden sind, zwischen den
Gehäuseteilen geklemmt und dadurch in ihrer Lage fixiert ist. Die Kreisplatte 30 kann mit einer Presspassung oder Spielpassung in der ersten Aufnahme 32 angeordnet sein. Die jeweilige Leitschaufel 28 weist eine in axialer Richtung verlaufende Höhe I auf, welche größer als eine in axialer Richtung verlaufende Breite b des Diffusors 22 ist. Dies bedeutet, dass die Höhe I der Leitschaufeln 28 größer als die auch als Diffusorhöhe bezeichnete Breite b ist, was dazu führt, dass mit Hilfe der V-Bandschelle 20 die als Nachleitgitter ausgebildete Leiteinrichtung 26 zwischen den Gehäuseteilen in ihrer Position gehalten wird. Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Leitschaufeln 28 jeweils mit wenigstens einer Formschräge versehen sind, um eine Herstellung durch Umformen zu ermöglichen.
Vorzugsweise gelten folgende geometrische Verhältnisse:
O ä i b < 0,45 wobei mit x das Übermaß der etwaig vorgesehenen Presspassung vorgegeben ist. Dabei ergibt sich x zu: x = I - b. Ferner gilt vorzugsweise:
0 < 7 b < 10.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausgestaltung des Radialverdichters 10 kann an der x-Achse gespiegelt werden, sodass beispielsweise die Aufnahme 32 mit der Tiefe t nicht im Lagergehäuse 14, sondern im Verdichtergehäuse 12 vorgesehen ist. Ferner ist aus Fig, 1 erkennbar, dass die erste Aufnahme 32 und die zweite Aufnahme 34 in axialer Richtung gegenüberliegend, das heißt auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, sodass die Leiteinrichtung 26 besonders einfach in die jeweiligen Aufnahmen 32, 34 eingebracht und dementsprechend montiert werden kann.
Bezugszeichenliste
10 Radialverdichter
12 Verdichtergehäuse
14 Lagergehäuse
16 Aufnahmebereich
18 Verdichterrad
20 V-Bandschelle
22 Diffusor
24 Strömungskanal
26 Leiteinrichtung
28 Leitschaufel
30 Kreisplatte
32 erste Aufnahme
34 zweite Aufnahme b Breite
I Höher
t Tiefe

Claims

Patentansprüche
1. Radialverdichter (10), insbesondere für einen Abgasturbolader einer
Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens zwei miteinander verbundenen
Gehäuseteilen (12, 14), durch welche jeweils teilweise ein Aufnahmebereich (16) für ein Verdichterrad (18) begrenzt ist, mit einem stromab des Aufnahmebereichs (16) angeordneten Diffusor (22), und mit einer separat von den Gehäuseteilen (12, 14) ausgebildeten Leiteinrichtung (26), welche eine Mehrzahl von in dem Diffusor (22) angeordneten Leitschaufeln (28) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zwischen den Gehäuseteilen (12, 14) gehaltene Leiteinrichtung (26) ein den Leitschaufeln (28) gemeinsames und zumindest teilweise in einer ersten Aufnahme (32) eines ersten der Gehäuseteile (12, 14) aufgenommenes Grundelement (30) umfasst, mit welchem die teilweise in wenigstens einer zweiten Aufnahme (34) des zweiten Gehäuseteils (12) aufgenommenen Leitschaufeln (28) verbunden sind.
2. Radialverdichter (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Grundelement (30) mit einer Presspassung oder Spielpassung in der ersten Aufnahme (32) angeordnet ist.
3. Radialverdichter (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitschaufeln (28) eine in axialer Richtung verlaufende Höhe (I) aufweisen, welche größer als eine in axialer Richtung verlaufende Breite (b) des Diffusors (22) ist.
4. Radialverdichter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiteinrichtung (26) zwischen den Gehäuseteilen (12, 14) geklemmt ist.
5. Radialverdichter (10) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Klemmkraft zum Klemmen der Leiteinrichtung (26) mittels eines
Verbindungselements (20) bewirkt ist, mittels welchem die Gehäuseteile (12, 14) zumindest in axialer Richtung miteinander verbunden sind.
6. Radialverdichter (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungselement (24) eine Schelle, insbesondere eine Bandschelle und vorzugsweise eine V-Bandschelle (24), ist.
7. Radialverdichter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitschaufeln (28) einstückig mit dem Grundelement (30) ausgebildet sind.
8. Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines
Kraftwagen, mit einem Radialverdichter (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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