WO2018059726A1 - Turbine für einen abgasturbolader einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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WO2018059726A1
WO2018059726A1 PCT/EP2017/001014 EP2017001014W WO2018059726A1 WO 2018059726 A1 WO2018059726 A1 WO 2018059726A1 EP 2017001014 W EP2017001014 W EP 2017001014W WO 2018059726 A1 WO2018059726 A1 WO 2018059726A1
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turbine
exhaust gas
tongue
turbine wheel
housing
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PCT/EP2017/001014
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Siegfried Sumser
Markus Mueller
Paul Löffler
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Daimler Ag
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a turbine for an exhaust gas turbocharger
  • Such a turbine for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine can already be seen, for example, from DE 10 2008 039 085 A1 as known.
  • the turbine includes a turbine housing, which has a receiving area. Furthermore, the turbine comprises an at least partially, in particular at least predominantly or completely, arranged in the receiving area and rotatable about an axis of rotation relative to the turbine housing turbine wheel.
  • the turbine has at least one channel formed by the turbine housing, by means of which the exhaust gas flowing through the channel can be guided into the receiving area and to the turbine wheel or - during operation of the turbine - is guided.
  • the exhaust gas flowing through the channel can flow out of the channel and into the receiving region, so that the exhaust gas flowing into the receiving region can flow to the turbine wheel and thereby drive it.
  • the turbine further comprises a tongue slider having at least one tongue associated with the channel and displaceable about the axis of rotation relative to the turbine housing.
  • a tongue slider having at least one tongue associated with the channel and displaceable about the axis of rotation relative to the turbine housing.
  • the exhaust gas flowing through the channel can be introduced via the flow cross section into the receiving region and fed to the turbine wheel.
  • the channel flows over the associated one
  • DE 10 2012 016 984 A1 discloses a turbine for a
  • Object of the present invention is to develop a turbine of the type mentioned in such a way that a particularly efficient operation can be realized.
  • Halbaxialturbine is formed, in which a flow direction in which the exhaust gas flows during operation of the turbine from the channel through the flow cross-section in the receiving area and thus to the turbine wheel, obliquely to the axial direction and obliquely to the radial direction of the turbine wheel.
  • the flow direction extends, for example in a plane spanned by the axial direction and the radial direction of the turbine wheel obliquely to the radial direction and obliquely to the axial direction of the turbine wheel, so that the turbine wheel, in particular a blading of the turbine wheel, the exhaust gas is not strictly in radial Direction and not strictly supplied in the axial direction, but the exhaust gas from the channel is the turbine wheel semi-axially, ie fed obliquely to the axial direction and obliquely to the radial direction.
  • the invention is based on the following knowledge:
  • Such a charging system is used in an internal combustion engine, wherein the charging system is used to the internal combustion engine, in particular at least one example designed as a cylinder combustion chamber of the
  • such a charging system comprises at least one exhaust gas turbocharger, which has a turbine drivable by exhaust gas of the internal combustion engine and a compressor for compressing the air to be supplied to the internal combustion engine.
  • the compressor can be driven by the turbine. Since the turbine is driven by exhaust gas, which can be in the Exhaust gas energy used to compress the air. Due to increasing requirements regarding boost pressure provision due to high specific performance requirements and high EGR rates (EGR exhaust gas recirculation) over the medium load range up to full load, one has to reduce the turbines of the turbocharger systems geometrically more and more. The required
  • particle or soot filters are used, by means of which particles, in particular soot particles, can be filtered out of the respective exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the inlet pressure level of the turbines is driven by the back pressure of the soot filters further up, whereby the turbine again to smaller values and thus must be designed with lower efficiencies in order to meet performance requirements on the compressor side for the air-exhaust delivery.
  • the core components of exhaust gas recirculation systems are twin-flow asymmetric turbines.
  • a major problem with the EGR capability in connection with the required combustion air of the internal combustion engine to be supplied exists particularly in the low to medium engine operating range of high load.
  • the lower engine speed range can not be optimally operated in an asymmetric, double-flow fixed geometry turbine.
  • Under a fixed geometry turbine is a turbine with fixed turbine geometry, i. without understanding variable turbine geometry.
  • Turbines which are specially designed for shock charging, have noticeably larger flow cross sections for the utilization of the larger usable Exergieschwankache or
  • the tongue slide is at least partially disposed upstream of the turbine wheel.
  • the tongue slider is an at least partially arranged upstream of the turbine wheel variability, as arranged by means of the tongue slider with respect to the flow direction of the exhaust gas through the turbine upstream of the turbine wheel
  • Set flow cross section of the example formed as a segment channel that is, can be varied or changed.
  • the tongue is around the
  • the turbine can be adapted particularly advantageously to different operating points of the internal combustion engine, so that a particularly advantageous and, in particular, efficiency-efficient or efficient operation can be represented.
  • the turbine according to the invention thus represents a further development of a
  • Tongue slider turbine which can increase series relevance, especially with regard to MDEG engines.
  • the tongue slider is a space-and cost-effective and thermally robust way, arranged upstream of the turbine wheel
  • the channel extends, for example, in the circumferential direction of the turbine wheel over its circumference at least substantially helically, so that the channel is formed for example as a turbine spiral or spiral segment.
  • the Halbaxialturbine is a compromise between the pure radial turbine and the pure axial turbine. Further, the Halbaxialturbine is suitable to be able to be adapted to desired high-speed number ranges especially at strictly radially stationary blading of the turbine without having to accept mechanical deductions, so that efficiency advantages over pure radial turbines and pure axial turbines can be realized.
  • the tongue slider is a simple turbine variability, which is space and cost feasible and has a high thermal robustness.
  • the tongue has at least one outlet edge, via which the exhaust gas flows off the tongue in the direction of the receiving region during the operation of the turbine.
  • the exit edge extends at least partially along an imaginary, along the axial direction of the
  • Turbine wheel cone-shaped surface
  • Turbine wheel impeller blades having respective inlet edges over which the exhaust gas flows into the turbine during operation of the turbine, wherein the respective inlet edge extends at least partially along an imaginary, along the axial direction of the turbine wheel cone-shaped surface.
  • the trailing edge or the leading edge can be a particularly efficient operation being represented.
  • Turbine housing and the trailing edge of the tongue in pure radial turbines largely rest on a cylindrical surface
  • the exit edges of the tongue and the leading edges of the impeller blades are oriented in the Halbaxialturbine at least largely on conical surfaces and have in the meridian view relative to the axis of rotation at an angle significantly different from 0 differs and ranges, for example, from 20 ° to 60 ° inclusive.
  • the blade inlet angle is to be understood as meaning, in particular, the angle at which the exhaust gas flows against the respective impeller blade of the turbine wheel during the operation of the turbine.
  • the pure radial turbine is usually off
  • the tongue is arranged in the axial direction of the turbine between the cover rings of the tongue slide, connected to the cover rings and rotatably mounted on the cover rings on the turbine housing.
  • the cover rings form, for example, respective, at least substantially cylindrical, running surfaces which, for example, are at least indirectly rotatably mounted on the turbine housings.
  • a further embodiment is characterized in that at least one of the cover rings is sealed by means of at least one sealing element against the turbine housing.
  • both cover rings are sealed by means of respective sealing elements against the turbine housing.
  • the respective sealing element is, for example, on the aforementioned, at least substantially cylindrical
  • Embodiment provided at least one separately formed from the turbine housing and separately from the tongue slide and on the turbine housing at least indirectly held contour piece, by which at least a part of the turbine wheel is covered in the radial direction outward and in the axial direction. Since that
  • Contour piece is formed separately from the turbine housing, separately from the turbine wheel and separately from the tongue slider, a gap between the contour piece and the turbine wheel can be adjusted as needed by means of the contour piece. Due to the precise and needs-based adjustment of the gap, the gap can be kept very low, so that flow or
  • one of the cover rings in the direction of the turbine wheel is at least partially covered inwardly by the contour piece.
  • a further embodiment is characterized in that the tongue slide is rotatably mounted on the contour piece via one of the cover rings.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine of a
  • Motor vehicle with at least one turbine, which is designed as Halbaxialturbine and has a tongue slider;
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of the turbine according to FIG. 2 along a section line A-A shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of the turbine according to FIG. 2 along a section line A-A shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a detail of a wire mesh model of a first embodiment of a
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a blade angle curve of FIG.
  • Fig. 8 shows a detail of a schematic longitudinal sectional view of the turbine
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a generally designated 10 internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a passenger car or a commercial vehicle. That's it
  • the Internal combustion engine 10 At least one, for example, designed as a cylinder housing motor housing 12, through which at least one in Fig. 1 not
  • the combustion chamber is designed for example as a cylinder, in which a piston, in particular translationally, is movably received.
  • the piston is, for example, hingedly connected to an output shaft 14 of the internal combustion engine 10, wherein - as illustrated in Fig. 1 by an arrow 16 - the output shaft 14 relative to the
  • Motor housing 12 is rotatable.
  • the internal combustion engine 10 can provide over the output shaft 14 torques for driving the motor vehicle.
  • the internal combustion engine 10 has a plurality of, for example, formed as a cylinder combustion chambers.
  • the internal combustion engine 10 has an air intake air intake tract 18, by means of which the intake air 18 flowing through the air to the and
  • the internal combustion engine 10 includes an exhaust tract 22, which can be traversed by exhaust gas of the internal combustion engine 10.
  • the internal combustion engine 10 comprises at least one exhaust gas turbocharger 24 which comprises a turbine 26 arranged in the exhaust gas tract 22 and drivable by the exhaust gas and a compressor 28 arranged in the intake tract 18 and drivable by the turbine 26.
  • the turbine 26 comprises - as can be seen in conjunction with FIG. 2 - a turbine housing 30, through which a receiving area 32 is formed.
  • the turbine 26 includes a turbine wheel 34, which at least partially, in particular at least predominantly or completely, in the receiving area 32 and thus in the
  • Turbine housing 30 and received about an axis of rotation 36 relative to the
  • Turbine housing 30 is rotatable.
  • the compressor 28 has a compressor housing, not shown in the figures, and a compressor wheel 38, which is arranged in the compressor housing and which surrounds the compressor housing
  • Rotary axis 36 is rotatable relative to the compressor housing. It includes the
  • Exhaust gas turbocharger 24 a shaft 40 which is rotatably connected to the turbine wheel 34 and rotatably connected to the compressor 38.
  • the turbine wheel 34 is drivable by the exhaust gas of the internal combustion engine 10 and thereby rotatable about the axis of rotation 36.
  • the compressor 38 can be driven by the turbine wheel 34.
  • By driving the compressor wheel 38 is at least one by means of the compressor 38 Part of the intake tract 18 flowing through compressed air.
  • the energy contained in the exhaust gas can be used to compress the air.
  • a cooling device 42 is also arranged downstream of the compressor 28, which is also referred to as intercooler. By means of the intercooler, the compressed and thus heated air is cooled.
  • the internal combustion engine 10 further comprises an exhaust gas recirculation device 44, which at least one
  • Exhaust gas recirculation line 46 has.
  • the exhaust gas recirculation line 46 is fluidically connected to the exhaust tract 22 at a branch point, so that at the branching point at least part of the exhaust gas flowing through the exhaust tract 22 from the exhaust gas tract 22
  • the branched exhaust gas flows into the exhaust gas recirculation line 46 and is directed by means of the exhaust gas recirculation line 46 to a point of introduction, at which the exhaust gas recirculation line 46 is fluidically connected to the intake manifold 18.
  • the branched off exhaust gas is returned by means of the exhaust gas recirculation line 46 to and in particular into the intake tract 18 and can flow into the intake tract 18 at the point of introduction.
  • the exhaust gas flowing into the intake tract 18 at the point of introduction is entrained by the air flowing through the intake tract 18 and, in particular, transported into the cylinders.
  • the exhaust gas recirculation device 44 comprises a in the
  • Exhaust gas recirculation line 46 arranged exhaust gas recirculation valve 48, by means of which an exhaust gas recirculation line 46 flowing through the amount of the recirculated exhaust gas is adjustable. Furthermore, the exhaust gas recirculation device 44 comprises a in the
  • Exhaust gas recirculation line 46 arranged exhaust gas recirculation cooler 50, by means of which the exhaust gas recirculation line 46 flowing exhaust gas can be cooled.
  • the exhaust gas tract 22 has a first flow 52 through which a first part of the exhaust gas can flow in a second flow 54 through which a second part of the exhaust gas can flow, wherein the flows 52 and 54 are also referred to, for example, as exhaust gas flows or manifold flows.
  • the exhaust gas flowing through the tide 52 originates, for example, from a first cylinder, wherein the exhaust gas flowing through the trough 54 originates, for example, from a second cylinder different from the first cylinder.
  • a first group of cylinders is merged into the flood 52, with one of the first group different, second group of cylinders is merged into the flood 54.
  • the exhaust gas flowing through the flood 52 can flow out of the flood 52 and flow into the first channel.
  • the flue 40 flowing through the exhaust for example, from the flood 54 and flow into the second channel.
  • the exhaust gas flowed into the channels is conveyed by means of the channels to and in particular into the receiving region 32 and thus to the
  • Turbine 34 out, so that the exhaust gas flowing through the channels out of the channels and can flow into the receiving area 32. As a result, the turbine wheel 34 is discharged from the outflowing out of the channels and into the receiving region 32
  • the exhaust gas recirculation line 46 is fluidly connected to the flood 52.
  • the flood 52 is thus used, for example, to provide a sufficient amount of recirculating exhaust gas, so that the flood 52 is also referred to as an EGR flood.
  • the flood 54 or the exhaust 54 flowing through the exhaust gas is for example at least substantially used to realize a sufficient power of the turbine 26, so as to be able to densify the air sufficiently strong.
  • the combustion air ratio ⁇ in the respective cylinder can be adjusted as required, so that the flood 54 is also referred to as lambda flow ( ⁇ flood).
  • the exhaust gas for example, a first pressure, wherein the exhaust gas in the tide 54, for example, may have a second pressure.
  • the exhaust gas is expanded, so that the exhaust gas downstream of the turbine 26 has a relation to the first pressure and the second pressure lower third pressure.
  • an exhaust gas aftertreatment device 56 is arranged, by means of which the exhaust gas can be aftertreated.
  • the exhaust aftertreatment device 56 includes, for example, a particulate filter, which is also referred to as a soot filter. By means of the particulate filter particles contained in the exhaust gas can be filtered from the exhaust gas. Alternatively or additionally, the exhaust gas aftertreatment device 56 comprises means for denoxification, that is, for denitrification of the exhaust gas. Under denitrification of the exhaust gas is to be understood that in the exhaust possibly contained nitrogen oxides (NOx) are at least partially removed from the exhaust gas.
  • NOx nitrogen oxides
  • the turbine 26 is formed as a segment turbine or as a multi-segment turbine and thereby at least two formed by the turbine housing 30, at least partially separated from each other by the exhaust gas of the internal combustion engine 10 and in Circumferential direction of the turbine wheel 34 consecutively into the receiving area 32 opening channels in the form of segments 58 and 60, by means of which the segments 58 and 60 flowing through the exhaust gas can be guided into the receiving area 32 and thus to the turbine 34 and - during operation of the internal combustion engine 10 - is performed.
  • the segment 58 is thus, for example, the above-mentioned first channel and thereby fluidly connected to the flood 52, so that the exhaust 52 flowing through the exhaust gas from the flood 52 and can flow into the segment 58.
  • the segment 60 is, for example, the aforementioned second channel and thus fluidly connected to the flood 54, so that the flood 54
  • the segments 58 and 60 extend, for example, in the circumferential direction of
  • Turbine wheel 34 over its circumference at least substantially helically, so that the segments 58 and 60 are formed as spiral channels.
  • the spiral channels are called segment spirals, spiral segments or turbine spirals.
  • Fig. 2 shows the turbine 26 fragmentary in a schematic longitudinal sectional view, wherein in Fig. 2 representative of the segments 58 and 60, for example, the segment 58 can be seen.
  • the segments 58 and 60 can be seen.
  • the internal combustion engine 10 further includes an electronic computing device 62, which is also referred to as a control unit.
  • an electronic computing device 62 which is also referred to as a control unit.
  • Internal combustion engine 10 provided load and / or the speed of the
  • Internal combustion engine 10 in particular the output shaft 14, detected and supplied to the controller, so that the controller receives the load and / or speed and can operate the internal combustion engine 10 in response to the detected load and / or in dependence on the detected speed.
  • the exhaust gas aftertreatment device 56 is operated, in particular controlled or regulated, by the control device, in particular as a function of the detected load and / or as a function of the detected rotational speed.
  • Exhaust gas recirculation valve 48 operated by the control unit, in particular as a function of the detected load and / or as a function of the detected speed, so that, for example, the amount of recirculated exhaust gas can be adjusted by the control unit.
  • the respective cylinder for example, at least one
  • Constant throttle assigned 64 wherein the respective constant throttle 64 of the Control device, in particular depending on the detected load and / or in
  • Constant throttle 64 is also referred to as a constant throttle valve.
  • the turbine 26 has a variability formed as a tongue slide 66, which is arranged in the flow direction of the exhaust gas through the turbine 26 at least partially upstream of the turbine wheel 34 and is therefore also referred to as inlet variability .
  • the tongue slide 66 comprises per segment 58 or 60 a tongue 68 or 70 which can be recognized particularly well from FIG. 3, wherein, for example, the tongue 68 is assigned to the segment 58 and the tongue 70 to the segment 60.
  • the tongues 68 and 70 are, in particular jointly or simultaneously, displaceable or rotatable about the axis of rotation 36 relative to the turbine housing 30.
  • a respective flow cross section of the respectively associated segment 58 or 60 can be adjusted.
  • the exhaust gas flows out of the respective segment 58 or 60 and into the receiving region 32 via this respective flow cross section.
  • the exhaust gas flowing through the respective segment 58 or 60 can be introduced into the receiving region 32 via the respective flow cross-section and the
  • Turbine wheel 34 can be fed. Expressed again in other words, flows through the respective, the respective segment 58 and 60 flowing through and of the
  • Internal combustion engine 10 provided exhaust gas from the respective segment 58 and 60 through the respective flow cross section into the
  • the tongues 68 and 70 are displaceable relative to the turbine housing 30 between a closed position and at least one open position.
  • Closed position is at least a respective portion of the respective
  • respective walls 72 and 74 of the turbine housing 30 are arranged, wherein the segments 58 and 60 by means of the walls 72 and 74 are separated from each other.
  • the walls 72 and 74 are also referred to as housing walls or housing tongues, wherein in Fig. 3, the respective ends of the housing tongues such as, for example, the respective closed positions of the tongues 68 and 70 are shown.
  • the respective tongue 68 or 70 extends from an outer diameter D1 to an inner diameter D2 or vice versa.
  • D3 denotes the outer diameter of the turbine wheel 34.
  • the turbine 26 is designed as a half-axial turbine, in which a respective flow direction illustrated in FIG. 2 by an arrow 76 into which the exhaust gas flows the operation of the turbine 26 from the respective segment 58 or 60 through the respective flow section into the
  • Receiving portion 32 and to the turbine 34 flows obliquely to the axial and oblique to the radial direction of the turbine 34.
  • the flow direction of the exhaust gas extends in a plane spanned by the axial direction and through the radial direction of the turbine wheel 34 plane obliquely to the axial direction and obliquely to the radial direction of the turbine 34.
  • the turbine 26 is designed as a half-axial tongue slider segment turbine by means of which a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine 10 can be represented.
  • Fig. 2 can be seen on the example of the tongue 68 that the respective tongue 68th
  • the respective outlet edge 78 extends at least partially along an imaginary surface running in a cone shape along the axial direction of the turbine wheel 34.
  • the housing tongues are on such, along the axial direction of the turbine wheel 34 conical, imaginary surface.
  • the turbine wheel 34 includes a hub 80 and a blading 82, the paddle connected to the hub 80 and, for example, integrally formed with the hub 80 impeller, wherein of the impeller blades in Fig. 2, an impeller vane designated 84 is recognizable. Since the impeller vane 84 is an impeller vane of the turbine wheel 34, the impeller vane 84 is also referred to as
  • the impeller vane 84 has an exit edge 86 through which the exhaust gas flows off the impeller vane 84 during operation of the turbine 26. Furthermore, the impeller vane 84 has an entry edge 88, which is also referred to as the leading edge. During the operation of the turbine 26, the exhaust gas flows via the leading edge 88 to the impeller vane 84. It runs the respective
  • Leading edge 88 at least partially along an imaginary along the axial
  • the exhaust gas to the turbine 34 is not strictly radial and not strictly axially fed, but the exhaust gas is the turbine 34 obliquely to the axial direction and fed obliquely to the radial direction of the turbine wheel 34.
  • the tongue slide 66, the exit edges 78 extend at least substantially along a conical surface at least substantially parallel to the leading edge 88, for example, has two integrated cover rings 90 and 92, which are provided for example as a cylindrical running surfaces with sealing elements 94 and 96.
  • the respective tongue 68 or 70 is arranged in the axial direction of the turbine wheel 34 between the cover rings 90 and 92 and connected to the cover rings 90 and 92.
  • the tongues 68 and 70 are formed integrally with the cover rings 90 and 92.
  • the tongues 68 and 70 are rotatably mounted on the turbine housing 30 via the cover rings 90 and 92, for example.
  • the cover rings 90 and 92 have, for example, respective, at least substantially cylindrical, outer peripheral side surfaces 98 and 100, via which the cover rings 90 and 92 can be supported or supported, for example, radially outward on the turbine housing 30.
  • the outer circumferential side surfaces 98 and 100 act as the aforementioned treads on which the sealing elements 94 and 96 are provided.
  • the Shell surfaces 98 and 100 respective grooves in which the sealing elements 94 and 96 are received, for example.
  • the leading edge 88 is arranged in an inlet region, via which the exhaust gas flows against the impeller vane 84.
  • the exit edge 86 is for example in one
  • the bearing housing is arranged on a side facing away from the outlet region 102.
  • the cover ring 92 is arranged closer to the bearing housing than the cover ring 90, so that the cover ring 92 is a bearing-side cover element.
  • the bearing-side cover element of the tongues 68 and 70 serves, for example, to couple the tongues 68 and 70 with an actuator which is not shown in the figures.
  • the tongues 68 and 70 are coupled, for example, via the cover ring 92 with an actuator, by means of which the tongues 68 and 70 can be displaced in particular via the cover ring 92 about the axis of rotation 36.
  • the actuator is thus used to cause the rotational movement of the tongues 68 and 70 and acts as an adjusting device, which is arranged for example at least partially in the bearing housing.
  • cover ring 92 which is also referred to as cover disc ring, a toothing, which engages in a separately mounted, rotatable toothed segment.
  • sector gear is fixed with a lever
  • Adjustment device connected, which is pivotable for example by means of the turbine external actuator and performs pivoting movements as a result of its pivoting.
  • the pivoting movements for example, in
  • the cover ring 90 is oriented, for example, to a Radau combinedkontur the turbine wheel 34 and also serves for storage, preferably in the turbine housing 32nd Die
  • the turbine 26 further comprises at least one contoured piece 104 formed separately from the turbine housing 30, separately from the tongue slider 66 and separately from the turbine wheel 34, and held on the turbine housing 30, through which at least a portion of the turbine wheel 34 extends outwardly in the radial direction Axial direction is covered.
  • the contoured piece 104 is also referred to as an outer contour piece which can be mounted or mounted on the turbine housing 30.
  • the cover ring 90 is at least partially covered in the radial direction of the turbine wheel 34 inwardly by the contour piece 104.
  • the tongue slider 66 is rotatably supported on the contour piece 104 via the cover ring 90.
  • the tongue slider 66 is a rotary valve, which is a simple and thus
  • the aforementioned adjusting device is provided, which is at least partially, in particular at least predominantly or completely, arranged in the bearing housing. Further, a storage of the tongue slider 66 is provided on the cover rings 90 and 92. In addition, a seal over the
  • Seal members 94 and 96 provided so that leakage and axial thrust can be kept very low. Furthermore, a particularly simple Assembly can be realized despite the variability with the geometric relationships of the wire entry and the conical tongue position of the tongue slider 66, so that an undercut problem can be solved or avoided.
  • FIG. 4 and 5 show sections of respective wire mesh models or wire mesh representations of different embodiments of the turbine wheel 34.
  • the turbine wheel 34 is designed as a semi-axial wheel and thereby as a ten-blade rotor, so that the turbine wheel 34 according to FIG. 4 comprises exactly ten turbine blades 84.
  • the turbine wheel 34 according to FIG. 4 has a blade entry angle ⁇ i s of at least substantially 90 degrees, which is indicated in FIG. 4 by an arrow 106
  • FIG. 4 illustrates the radial direction of the turbine wheel 34 in which the turbine wheel 34 rotates during operation of the turbine.
  • a dashed line 109 illustrates the radial direction of the turbine wheel 34 in which the turbine wheel 34 rotates during operation of the turbine.
  • FIGS. 4 and 5 show
  • Wireframe representations of the turbine wheel 34 as viewed along the axis of rotation 36 on the turbine wheel outlet By a blade entry angle ß i s of about 90 degrees, a particularly high robustness can be realized.
  • the turbine wheel 34 has a blade entry angle ⁇ s of 121 °, which is illustrated in FIG. 5 by the arrow 106 and the dashed line 109.
  • the arrow 106 illustrates the flow direction in which the exhaust gas flows against the respective leading edge 88.
  • the blading 82 of the turbine wheel 34 is formed strictly radially standing and thus runs strictly in the radial direction. If, for example, the flow direction according to the view shown in FIGS. 4 and 5 runs at least substantially parallel to the radial direction, then this is
  • Bucket entry angle ßi s 90Grad In the embodiment illustrated in Fig. 5, the flow direction with the radial direction is at an angle of 31 degrees, resulting in a blade entrance angle ⁇ i s of 121 degrees (90 degrees + 31 degrees).
  • the turbine wheel 34 according to FIG. 5 has, for example, a high-speed number U / Coopt of> 0.6.
  • curves 108a and 110a illustrate the blade angle profile along the hub 80
  • curves 108b and 110b show the blade angle profile along the middle
  • curves 108c and 110c illustrate the blade angle profile along the outer contour and thus outside.
  • the turbine wheel 34 according to FIG. 4 has a blade entry angle ⁇ s of 90 degrees and thus the same blade entry angle as a radial turbine.
  • the turbine wheel 34 according to FIG. 5 has, for example, a high-speed number U / C 0op t ⁇ 0.62.
  • the angle ⁇ 2n is, for example, 33 degrees. From Fig. 6 thus the very good-natured angular course of the formed as Halbaxialturbinen impart impart turbine wheels 34 can be seen. Based on the very good-natured angle of the
  • respective segment 58 and 60 is formed as a single spiral, which is upstream of the turbine wheel 34.
  • the turbine housing 30 is formed for example as a mono-spiral housing.
  • the respective, the respective segment 58 and 60 flowing through the exhaust gas is the
  • Receiving area 32 for example, fed via a respective nozzle, wherein in the respective nozzle upstream, respective spiral swirl generation,
  • Multi-segment spiral housing acts.
  • the surface tap of the inlet spiral cross-section is accomplished, whereby the
  • the adjusting device is for example also arranged on the storage side because of the possibility of cooling by oil or water, wherein by means of the actuator on the cover ring 92 of the Tongue slider 66 is movable in particular regulated to thereby tap the corresponding flow cross-sections or spiral surfaces.
  • Turbine outlet side is mounted, the turbine rotor is introduced with the radial and axial bearing elements and fixed on the compressor side. Subsequently, the outer contour piece (contour piece 104) is inserted over the Radau tokontur and fixed, for example in a Turbinenaustrittsflansch Scheme in a defined axial position, whereby the axial tolerance of the rotary tongue slide 66 over the distance to the contour piece 104, the full variable functionality of the turbine 26 in all expected operating phases the tongue slider 66 is set. This can be a
  • Fig. 7 shows a fragmentary schematic and sectional side view of a conventional radial turbine in which the exhaust gas during radial turbine operation is strictly radially fed to the turbine wheel designated 113 in Fig. 7.
  • FIG. 8 shows, in a schematic longitudinal sectional view, a second embodiment of the turbine 26, wherein the turbine 26 according to the second embodiment is referred to as
  • the turbine 26 at least two channels formed by the turbine housing 30 in the form of floods 114 and 116, which are also referred to as turbine flows and not in the circumferential direction of the turbine wheel 34th
  • Receiving area 32 open.
  • the floods 114 and 116 open into the receiving area 32 via a common nozzle 118, so that the exhaust gas flowing through the floods 114 and 116 flows from the floods 114 and 116 into the nozzle 18 and flows into the receiving area 32 via the nozzle 118.
  • the floods 14 and 116 are separated from each other by a between the floods 114 and 1 16 arranged partition wall 120 of the turbine housing 30.
  • a circumferentially extending offset between the housing tongues or between the tongues 68 and 70 is illustrated in FIG. 9.
  • the flood 114 becomes, for example, an EGR segment or an EGR flood used, from which the recirculated exhaust gas is branched off.
  • flood 116 is used as a lambda or lambda segment to adjust the combustion air ratio.
  • the tongue 68 of the flood 114 and the tongue 70 of the flood 116 is associated with the tongues 68 and 70 integrally formed with each other or may be formed separately from each other. It is conceivable to be able to displace the tongues 68 and 70 together or simultaneously or else relative to one another or independently of each other about the axis of rotation 36 relative to the turbine housing 30.
  • symmetrical or asymmetric spiral surfaces of the housing flood are shown with the tongue slider 66, wherein the tongues 68 and 70 different lengths, in particular in the circumferential direction of the turbine wheel 34 may be formed.
  • the tongues 68 and 70 may be offset from the
  • Housing tongues (walls 72 and 74) have. From Fig. 8 it can be seen that between the tongues 68 and 70, for example, a wall member 122 is arranged, by means of which the partition wall 120 is continued, wherein the wall member 122 with the tongue 68 or 70 is mitbewegbar or mitverschiebbar.
  • Control of the formed as a Varioturbine turbine 26 are performed very effectively with the exhaust gas recirculation valve 48 and the respective constant throttle valve as part of a thermal management. Furthermore, thanks to the robust and variable
  • Tongue slide 66 an advantageous engine braking system can be realized, especially when the small constant throttle valves are used in the cylinders and in

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbine (26) für einen Abgasturbolader (24) einer Verbrennungskraftmaschine (10), mit einem einen Aufnahmebereich (32) aufweisenden Turbinengehäuse (30), mit einem zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich (32) angeordneten und um eine Drehachse (36) relativ zu dem Turbinengehäuse (30) drehbaren Turbinenrad (34), mit wenigstens einem durch das Turbinengehäuse (30) gebildeten von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbaren und in den Aufnahmebereich (32) mündenden Kanal (58, 60, 114, 16) zum Führen des den Kanal (58, 60, 114, 116) durchströmenden Abgases in den Aufnahmebereich (32) und zu dem Turbinenrad (34), und mit einem Zungenschieber (66), welcher wenigstens eine dem Kanal (58, 60, 114, 116) zugeordnete und um die Drehachse (36) relativ zu dem Turbinengehäuse (30) verschiebbare Zunge (68, 70) aufweist, mittels welcher ein Strömungsquerschnitt des Kanals (58, 60, 114, 116) einstellbar ist, wobei das den Kanal (58, 60, 114, 116) durchströmende Abgas über den Strömungsquerschnitt in den Aufnahmebereich (32) einleitbar und dem Turbinenrad (34) zuführbar ist, wobei die Turbine (26) als Halbaxialturbine ausgebildet ist, bei welcher eine jeweilige Strömungsrichtung, in die das Abgas während eines Betriebs der Turbine von dem Kanal (58, 60, 114, 116) durch den jeweiligen Strömungsquerschnitt hindurch in den Aufnahmebereich (32) und zu dem Turbinenrad (34) strömt, schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung des Turbinenrads (34) verläuft.

Description

Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader einer
Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise bereits der DE 10 2008 039 085 A1 als bekannt zu entnehmen.
Die Turbine umfasst dabei ein Turbinengehäuse, welches einen Aufnahmebereich aufweist. Ferner umfasst die Turbine ein zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Aufnahmebereich angeordnetes und um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbares Turbinenrad.
Ferner weist die Turbine wenigstens einen durch das Turbinengehäuse gebildeten Kanal auf, mittels welchem das den Kanal durchströmende Abgas in den Aufnahmebereich und zu dem Turbinenrad geführt werden kann beziehungsweise - während eines Betriebs der Turbine - geführt wird. Das den Kanal durchströmende Abgas kann aus dem Kanal aus- und in den Aufnahmebereich einströmen, so dass das in den Aufnahmebereich einströmende Abgas das Turbinenrad anströmen und dadurch antreiben kann.
Die Turbine umfasst ferner einen Zungenschieber, welcher wenigstens eine dem Kanal zugeordnete und um die Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse verschiebbare Zunge aufweist. Mittels der Zunge ist ein Strömungsquerschnitt des der Zunge
zugeordneten Kanals einstellbar. Dabei ist das den Kanal durchströmende Abgas über den Strömungsquerschnitt in den Aufnahmebereich einleitbar und dem Turbinenrad zuführbar. Mit anderen Worten mündet der Kanal über den zugehörigen
Strömungsquerschnitt in den Aufnahmebereich, so dass das aus dem Kanal aus- und in den Aufnahmebereich einströmende Abgas über den Strömungsquerschnitt aus dem Kanalaus- und in den Aufnahmebereich einströmt. Außerdem offenbart auch die DE 10 2012 016 984 A1 eine Turbine für einen
Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine mit einem solchen Zungenschieber. Ferner ist aus der DE 199 18 232 A1 ein mehrzylindriger Verbrennungsmotor bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Turbine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Turbine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und somit wirkungsgradgünstiger Betrieb realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Turbine als
Halbaxialturbine ausgebildet ist, bei welcher eine Strömungsrichtung, in die das Abgas während eines Betriebs der Turbine von dem Kanal durch den Strömungsquerschnitt in den Aufnahmebereich und somit zu dem Turbinenrad strömt, schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung des Turbinenrads verläuft. Insbesondere verläuft die Strömungsrichtung beispielsweise in einer durch die axiale Richtung und durch die radiale Richtung des Turbinenrads aufgespannten Ebene schräg zur radialen Richtung und schräg zur axialen Richtung des Turbinenrads, so dass dem Turbinenrad, insbesondere einer Beschaufelung des Turbinenrads, das Abgas nicht etwa streng in radialer Richtung und auch nicht streng in axialer Richtung zugeführt wird, sondern das Abgas aus dem Kanal wird dem Turbinenrad halbaxial, d.h. schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung zugeführt.
Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Durch die fortwährende Verschärfung von Emissionsgrenzwerten, insbesondere hinsichtlich NOx- und
Rußemissionen, ergibt sich*eine starke Beeinflussung des Aufladesystems. Ein solches Aufladesystem kommt bei einer Verbrennungskraftmaschine zum Einsatz, wobei das Aufladesystem genutzt wird, um die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum der
Verbrennungskraftmaschine, mit verdichteter Luft zu versorgen. Somit umfasst ein solches Aufladesystem wenigstens einen Abgasturbolader, welcher eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbare Turbine und einen Verdichter zum Verdichten der der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Luft aufweist. Dabei ist der Verdichter von der Turbine antreibbar. Da die Turbine von Abgas antreibbar ist, kann die in dem Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden. Aufgrund von wachsenden Anforderungen hinsichtlich der Ladedruckbereitstellung durch hohe spezifische Leistungsanforderungen und hohen AGR-Raten (AGR - Abgasrückführung) über dem mittleren Lastbereich bis hin zur Volllast ist man gezwungen, die Turbinen der Aufladesysteme mehr und mehr geometrisch zu verkleinern. Die geforderten
Turbinenleistungen werden also durch eine Steigerung der Aufstaufähigkeit
beziehungsweise durch eine Reduktion der Schluckfähigkeit der Turbinen im
Zusammenspiel mit der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine realisiert.
Des Weiteren kommen üblicherweise Partikel- beziehungsweise Rußfilter zum Einsatz, mittels welchen Partikel, insbesondere Rußpartikel, aus dem jeweiligen Abgas der Verbrennungskraftmaschine gefiltert werden können. Somit wird das Eintrittsdruckniveau der Turbinen durch den Gegendruck der Rußfilter weiter nach oben getrieben, wodurch die Turbine nochmals zu kleineren Werten und damit mit geringeren Wirkungsgraden ausgelegt werden müssen, um Leistungsanforderungen auf der Verdichterseite für die Luft-Abgas-Lieferung befriedigen zu können. Dabei kommen beispielsweise als
Kernkomponenten von Abgasrückführsystemen zweiflutige, asymmetrische Turbinen zum Einsatz. Ein größeres Problem bezüglich der AGR-Fähigkeit in Verbindung mit der erforderlichen zu liefernden Verbrennungsluft der Verbrennungskraftmaschine besteht besonders im unteren bis mittleren Motorbetriebsbereich hoher Last. Bei den üblichen Auslegungsrandbedingungen, die auch vom Nennpunkt der Verbrennungskraftmaschine her von der Ladungswechselseite beziehungsweise Verbrauchsseite definiert werden, kann also bei einer asymmetrischen, zweiflutigen Festgeometrie-Turbine der untere Motordrehzahlbereich nicht optimal bedient werden. Unter einer Festgeometrie-Turbine ist eine Turbine mit fester Turbinengeometrie, d.h. ohne variable Turbinengeometrie zu verstehen.
Um das Verhältnis der AGR-Raten zu den notwendigen Luft-Kraftstoff-Verhältniszahle in einem größeren Betriebsbereich optimal einstellen zu können, wäre ein zweiflutiger Turbinentyp hilfreich, der hinsichtlich der Stoßaufladungsfähigkeit bei einer
Zylinderzusammenfassungsgruppe stärker ausgeprägt ist. Turbinen, die speziell für die Stoßaufladung ausgelegt werden, haben merklich größere Strömungsquerschnitte für die Verwertung der größeren nutzbaren Exergieschwankungen beziehungsweise
Druckpulsationen. Diese hohen Druckpulsationen der Verbrennungskraftmaschine existieren an der Turbine des Abgasturboladers dann, wenn die sich üblicherweise einstellenden Drossel- und Reibungsverluste an Auslassventilen der
Verbrennungskraftmaschine und im Kpümmerbereich durch eine entsprechende Geometriegestaltung bis in die Turbine hinein merklich reduziert werden. Die
Reduzierung der genannten Drossel- und Reibungsverluste stromauf der Turbine fördert die Erreichung der Zielsetzung der gewünschten extremen Stoßaufladung, wodurch eine Steigerung des mittleren Gesamtwirkungsgrades der Abgasexergieausnutzung trotz großer zeitlicher Schwankung des Turbinenwirkungsgrades erreicht wird.
Der Schlüssel für die Realisierung einer Gewichtung der Stoßaufladung bietet die
Segmentturbine, die vorzugsweise mit einer Variabilität wesentlicher
Strömungsquerschnitte versehen werden sollte, um auch im oberen
Motordrehzahlbereich bestehen zu können. Um auch zukünftig Entwicklungstrends, die durch die weitere Nutzung des vorliegenden Potenzials einer verbesserten
Abgasnachbehandlung geprägt werden, vorteilhaft zu realisieren, sind bei vielen
Anwendungsfällen die Absenkung des Asymmetriegrades der Turbinen in Richtung eines asymmetrischen Turbinenverhaltens nicht unwahrscheinlich, um auf eine
Verbrauchsbegünstigung der Verbrennungskraftmaschinen weiter einwirken zu können.
Bei den Entwicklungen von variablen Turbinen steht seit vielen Jahrzehnten für die Turbolader-Anwendung die reine Radialturbine im Mittelpunkt, da die radiale Ringdüse sehr günstige Bedingungen für eine relativ einfache Gestaltung von Eintrittsvariabilitäten im Gegensatz zu den aufwändigen Variabilitäten von Axialturbinen bietet. Unter einer reinen Radialturbine ist zu verstehen, dass Abgas dem Turbinenrad in streng radialer Richtung insbesondere bezogen auf eine Ebene, die durch die axiale Richtung und die radiale Richtung des Turbinenrads aufgespannt wird, zugeführt wird. Neuerdings gibt es zunehmend Halbaxialturbinen, welche üblicherweise jedoch ohne Eintrittsvariabilität stromauf des Turbinenrads ausgestattet sind. Da sich die Umlenkung in der räumlichen Strömung in den Radkanälen von Halbaxialturbinen deutlich gemindert darstellt, sind offensichtliche Wirkungsgradpotenziale der Halbaxialturbinen vorhanden, die gegenüber den weitgehend durchentwickelten Radialturbinen zusätzliche Entwicklungsanreize schaffen.
Erfindungsgemäß ist es somit vorgesehen, eine Halbaxialturbine mit dem als Variabilität ausgebildeten beziehungsweise fungierenden Zungenschieber zu kombinieren, wobei der Zungenschieber zumindest teilweise stromauf des Turbinenrades angeordnet ist. Der Zungenschieber ist eine zumindest teilweise stromauf des Turbinenrads angeordnete Variabilität, da mittels des Zungenschiebers der bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases durch die Turbine stromauf des Turbinenrads angeordnete
Strömungsquerschnitt des beispielsweise als Segment ausgebildeten Kanals eingestellt, das heißt variiert beziehungsweise verändert werden kann. Zum Variieren
beziehungsweise verändern des Strömungsquerschnitts wird die Zunge um die
Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse gedreht beziehungsweise verschoben. . Hierdurch kann die Turbine besonders vorteilhaft an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine angepasst werden, so dass ein besonders vorteilhafter und insbesondere wirkungsgradgünstiger beziehungsweise effizienter Betrieb darstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Turbine stellt somit eine Weiterentwicklung einer
Zungenschieberturbine dar, die die Serien relevanz insbesondere hinsichtlich MDEG- Motoren erhöhen kann. Der Zungenschieber ist eine bauraum- und kostengünstige sowie thermisch robuste Möglichkeit, den stromauf des Turbinenrads angeordneten
Strömungsquerschnitt des Kanals zu variieren. Der Kanal erstreckt sich beispielsweise in Umfangsrichtung des Turbinenrads über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen spiralförmig, so dass der Kanal beispielsweise als Turbinenspirale beziehungsweise Spiralsegment ausgebildet ist.
Die Halbaxialturbine ist ein Kompromiss zwischen der reinen Radialturbine und der reinen Axialturbine. Ferner ist die Halbaxialturbine geeignet, um insbesondere bei streng radial stehender Beschaufelung des Turbinenrads an gewünschte Schnelllaufzahlbereiche angepasst werden zu können, ohne mechanische Abschläge hinnehmen zu müssen, so dass Wirkungsgradvorteile gegenüber reinen Radialturbinen und reinen Axialturbinen realisiert werden können. Der Zungenschieber ist dabei eine einfache Turbinen- Variabilität, welche bauraum- und kostengünstig umsetzbar ist und eine hohe thermische Robustheit aufweist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn die Zunge wenigstens eine Austrittskante aufweist, über welche das Abgas bei dem Betrieb der Turbine von der Zunge in Richtung des Aufnahmebereichs abströmt. Dabei verläuft die Austrittskante zumindest teilweise entlang einer gedachten, entlang der axialen Richtung des
Turbinenrads konusförmig verlaufenden Fläche.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das
Turbinenrad Laufradschaufeln mit jeweiligen Eintrittskanten aufweist, über welche das Abgas bei dem Betrieb der Turbine das Turbinenrad anströmt, wobei die jeweilige Eintrittskante zumindest teilweise entlang einer gedachten, entlang der axialen Richtung des Turbinenrads konusförmig verlaufenden Fläche verläuft. Durch diesen Verlauf der Austrittskante beziehungsweise der Eintrittskante kann ein besonders effizienter Betrieb dargestellt werden. Während somit beispielsweise Zungenaustrittskanten des
Turbinengehäuses und die Austrittskante der Zunge bei reinen Radialturbinen weitgehend auf einer Zylinderfläche aufliegen, werden die Austrittskanten der Zunge und auch die Eintrittskanten der Laufradschaufeln bei der Halbaxialturbine zumindest weitgehend auf Konusflächen orientiert sein und in der Meridiandarstellung gegenüber der Drehachse einen Winkel aufweisen, der sich deutlich von 0 unterscheidet und beispielsweise in einem Bereich von einschließlich 20° bis einschließlich 60° liegt.
Durch den Einsatz einer Halbaxialturbine kann ein Freiheitsgrad hinsichtlich der
Gestaltung des Schaufeleintrittswinkels gegenüber der reinen Radialturbine geschaffen werden. Unter dem Schaufeleintrittswinkel ist insbesondere der Winkel zu verstehen, unter welchem das Abgas die jeweilige Laufradschaufel des Turbinenrads bei dem Betrieb der Turbine anströmt. Bei der reinen Radialturbine ist üblicherweise aus
Festigkeitsgründen ein Schaufeleintrittswinkel von zumindest im Wesentlichen 90° gegenüber der Umfangsrichtung erforderlich. Bei der Kombination der Halbaxialturbine beziehungsweise des Turbinenrads der Halbaxialturbine mit der als Eintrittsvariabilität fungierenden, als Zungenschieber ausgebildeten Variabilität können günstige und breite Anpassungsmöglichkeiten des Wirkungsgradoptimums an den Schnelllaufzahlbereich von ca. 0,5 bis an den Wert von 0,8 für einen sehr vorteilhaften Betrieb der
Verbrennungskraftmaschine ermöglicht werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zunge in axialer Richtung der Turbine zwischen Deckringen des Zungenschiebers angeordnet, mit den Deckringen verbunden und über die Deckringe drehbar an dem Turbinengehäuse gelagert. Die Deckringe bilden beispielsweise jeweilige, zumindest im Wesentlichen zylindrische Laufflächen, welche die Deckringe beispielsweise zumindest mittelbar drehbar am Turbinengehäuse gelagert sind.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest einer der Deckringe mittels wenigstens eines Dichtungselements gegen das Turbinengehäuse abgedichtet ist. Vorzugsweise sind beide Deckringe mittels jeweiliger Dichtungselemente gegen das Turbinengehäuse abgedichtet. Das jeweilige Dichtungselement ist dabei beispielsweise an der zuvor genannten, zumindest im Wesentlichen zylindrischen
Lauffläche angeordnet. Durch das Abdichten des jeweiligen Deckrings gegen das Turbinengehäuse können Leckage- beziehungsweise Strömungsverluste besonders gering gehalten werden, so dass ein besonders effizienter Betrieb der Turbine darstellbar ist. Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Zunge über einen der jeweiligen Deckringe mit einem Aktor gekoppelt ist, mittels welchem die Zunge relativ zu dem Turbinengehäuse um die Drehachse drehbar beziehungsweise verschiebbar ist. Dadurch können der Bauraumbedarf, die Teileanzahl und das Gewicht der Turbine besonders gering gehalten werden, so dass ein besonders effizienter und somit energiegünstiger Betrieb darstellbar ist.
Zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs ist bei einer weiteren
Ausführungsform wenigstens ein separat von dem Turbinengehäuse und separat von dem Zungenschieber ausgebildetes und an dem Turbinengehäuse zumindest mittelbar gehaltenes Konturstück vorgesehen, durch welches zumindest ein Teil des Turbinenrads in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung überdeckt ist. Da das
Konturstück separat von dem Turbinengehäuse, separat von dem Turbinenrad und separat von dem Zungenschieber ausgebildet ist, kann mittels des Konturstücks bedarfsgerecht ein Spalt zwischen dem Konturstück und dem Turbinenrad eingestellt werden. Durch die präzise und bedarfsgerechte Einstellung des Spalts kann der Spalt besonders gering gehalten werden, so dass Strömungs- beziehungsweise
Leckageverluste besonders gering gehalten werden können.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn einer der Deckringe in Richtung des Turbinenrads nach innen zumindest teilweise durch das Konturstück überdeckt ist. Dadurch können unerwünschte Strömungen und somit Strömungsverluste besonders gering gehalten werden, so dass ein besonders effizienter Betrieb dargestellt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Zungenschieber über einen der Deckringe drehbar an dem Konturstück gelagert ist. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter und somit effizienter Betrieb der Turbine realisiert werden.
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 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Turbine, welche als Halbaxialturbine ausgebildet ist und einen Zungenschieber aufweist;
Fig. 2 _ ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Turbine
gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der Turbine gemäß Fig. 2 entlang einer in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie A-A;
Fig. 4 ausschnittsweise ein Drahtgittermodell einer ersten Ausführungsform eines
Turbinenrads der Turbine;
Fig. 5 ausschnittsweise ein Drahtgittermodell einer zweiten Ausführungsform des
Turbinenrads;
Fig. 6 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Schaufelwinkelverlaufs der
Ausführungsform des Turbinenrads;
Fig. 7 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer
Radialturbine;
Fig. 8 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Turbine
gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
Fig. 9 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht der Turbine
gemäß der zweiten Ausführungsform.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug. Dabei ist das
Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar. Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens ein beispielsweise als Zylindergehäuse ausgebildetes Motorgehäuse 12, durch welches wenigstens ein in Fig. 1 nicht
dargestellter Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 0 gebildet ist. Der Brennraum ist beispielsweise als Zylinder ausgebildet, in welchem ein Kolben, insbesondere translatorisch, bewegbar aufgenommen ist. Der Kolben ist beispielsweise gelenkig mit einer Abtriebswelle 14 der Verbrennungskraftmaschine 10 verbunden, wobei - wie in Fig. 1 durch einen Pfeil 16 veranschaulicht - die Abtriebswelle 14 relativ zu dem
Motorgehäuse 12 drehbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 kann dabei über die Abtriebswelle 14 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.
Insbesondere weist die Verbrennungskraftmaschine 10 mehrere, beispielsweise als Zylinder ausgebildete Brennräume auf.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt 18 auf, mittels welchem die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft zu den und
insbesondere in die Zylinder geführt wird. Dabei ist in dem Ansaugtrakt 18 ein Luftfilter 20 angeordnet, mittels welchem die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft gefiltert wird. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 einen Abgastrakt 22, welcher von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 durchströmbar ist. Außerdem umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens einen Abgasturbolader 24, welcher eine in dem Abgastrakt 22 angeordnete und von dem Abgas antreibbare Turbine 26 und einen im Ansaugtrakt 18 angeordneten und von der Turbine 26 antreibbaren Verdichter 28 umfasst. Die Turbine 26 umfasst - wie in Zusammenschau mit Fig. 2 erkennbar ist - ein Turbinengehäuse 30, durch welches ein Aufnahmebereich 32 gebildet ist. Ferner umfasst die Turbine 26 ein Turbinenrad 34, welches zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Aufnahmebereich 32 und somit in dem
Turbinengehäuse 30 aufgenommen und um eine Drehachse 36 relativ zu dem
Turbinengehäuse 30 drehbar ist.
Der Verdichter 28 weist ein in den Figuren nicht dargestelltes Verdichtergehäuse und ein in dem Verdichtergehäuse angeordnetes Verdichterrad 38 auf, welches um die
Drehachse 36 relativ zu dem Verdichtergehäuse drehbar ist. Dabei umfasst der
Abgasturbolader 24 eine Welle 40, welche drehfest mit dem Turbinenrad 34 und drehfest mit dem Verdichterrad 38 verbunden ist. Das Turbinenrad 34 ist von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar und dadurch um die Drehachse 36 drehbar. Über die Welle 40 ist das Verdichterrad 38 von dem Turbinenrad 34 antreibbar. Durch das Antreiben des Verdichterrads 38 wird mittels des Verdichterrads 38 zumindest ein Teil der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden Luft verdichtet. Somit kann zum Verdichten der Luft die im Abgas enthaltene Energie genutzt werden.
Im Abgastrakt 18 ist ferner stromab des Verdichters 28 eine Kühleinrichtung 42 angeordnet, welche auch als Ladeluftkühler bezeichnet wird. Mittels des Ladeluftkühlers wird die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine Abgasrückführeinrichtung 44, welche wenigstens eine
Abgasrückführleitung 46 aufweist. Die Abgasrückführleitung 46 ist an einer Abzweigstelle fluidisch mit dem Abgastrakt 22 verbunden, so dass an der Abzweigstelle zumindest ein Teil des den Abgastrakt 22 durchströmenden Abgases aus dem Abgastrakt 22
abgezweigt werden kann. Das abgezweigte Abgas strömt in die Abgasrückführleitung 46 ein und wird mittels der Abgasrückführleitung 46 zu einer Einleitstelle geleitet, an welcher die Abgasrückführleitung 46 fluidisch mit dem Ansaugtrakt 18 verbunden ist. Das abgezweigte Abgas wird mittels der Abgasrückführleitung 46 zu dem und insbesondere in den Ansaugtrakt 18 rückgeführt und kann an der Einleitstelle in den Ansaugtrakt 18 einströmen. Das in den Ansaugtrakt 18 an der Einleitstelle einströmende Abgas wird von der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden Luft mitgenommen und insbesondere in die Zylinder transportiert. Dabei umfasst die Abgasrückführeinrichtung 44 ein in der
Abgasrückführleitung 46 angeordnetes Abgasrückführventil 48, mittels welchem eine die Abgasrückführleitung 46 durchströmende Menge des rückzuführenden Abgases einstellbar ist. Ferner umfasst die Abgasrückführeinrichtung 44 einen in der
Abgasrückführleitung 46 angeordneten Abgasrückführkühler 50, mittels welchem das die Abgasrückführleitung 46 durchströmende Abgas gekühlt werden kann.
Der Abgastrakt 22 weist eine von einem ersten Teil des Abgases durchströmbare erste Flut 52 in einem von einem zweiten Teil des Abgases durchströmbare zweite Flut 54 auf, wobei die Fluten 52 und 54 beispielsweise auch als Abgasfluten oder Krümmerfluten bezeichnet werden. Dass die Flut 52 durchströmende Abgas stammt beispielsweise aus einem ersten der Zylinder, wobei das die Flut 54 durchströmende Abgas beispielsweise aus einem von dem ersten Zylinder unterschiedlichen, zweiten der Zylinder stammt. Somit wird beispielsweise eine erste Gruppe der Zylinder zu der Flut 52 zusammengeführt, wobei eine von der ersteh Gruppe unterschiedliche, zweite Gruppe der Zylinder zu der Flut 54 zusammengeführt wird.
Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, weist die Turbine 26, insbesondere da Turbinengehäuse 30, beispielsweise wenigstens zwei von dem die Fluten 52 und 54 durchströmenden Abgas durchströmbare, durch das Turbinengehäuse 30 gebildete Kanäle auf, wobei ein erster der Kanäle beispielsweise fluidisch mit der Flut 52 und ein zweiter der Kanäle fluidisch mit der Flut 54 verbunden ist. Dadurch kann das die Flut 52 durchströmende Abgas aus der Flut 52 aus- und in den ersten Kanal einströmen. Ferner kann das die Flut 40 durchströmende Abgas beispielsweise aus der Flut 54 aus- und in den zweiten Kanal einströmen. Das in die Kanäle eingeströmte Abgas wird mittels der Kanäle zu dem und insbesondere in den Aufnahmebereich 32 und somit zu dem
Turbinenrad 34 geführt, so dass das die Kanäle durchströmende Abgas aus den Kanälen aus- und in den Aufnahmebereich 32 einströmen kann. Dadurch wird das Turbinenrad 34 von dem aus den Kanälen ausströmenden und in den Aufnahmebereich 32
einströmenden Abgas angetrieben.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass die Abgasrückführleitung 46 fluidisch mit der Flut 52 verbunden ist. Die Flut 52 wird somit beispielsweise dazu genutzt, eine hinreichende Menge an rückzuführendem Abgas bereitzustellen, so dass die Flut 52 auch als AGR-Flut bezeichnet wird. Die Flut 54 beziehungsweise das die Flut 54 durchströmende Abgas wird beispielsweise zumindest im Wesentlichen dazu genutzt, eine hinreichende Leistung der Turbine 26 zu realisieren, um somit die Luft hinreichend stark verdichten zu können. Dadurch kann das Verbrennungsluftverhältnis λ im jeweiligen Zylinder bedarfsgerecht eingestellt werden, so dass die Flut 54 auch als Lambda-Flut (λ-Flut) bezeichnet wird. In der Flut 52 weist das Abgas beispielsweise einen ersten Druck auf, wobei das Abgas in der Flut 54 beispielsweise einen zweiten Druck aufweisen kann. Mittels der Turbine 26 wird das Abgas entspannt, so dass das Abgas stromab der Turbine 26 einen gegenüber dem ersten Druck und dem zweiten Druck geringeren dritten Druck aufweist. In dem Abgastrakt 22 ist stromab der Turbine 26 eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 56 angeordnet, mittels welcher das Abgas nachbehandelt werden kann.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 56 umfasst beispielsweise einen Partikelfilter, welcher auch als Rußfilter bezeichnet wird. Mittels des Partikelfilters können im Abgas enthaltene Partikel aus dem Abgas gefiltert werden. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Abgasnachbehandlungseinrichtung 56 Mittel zur Denoxierung, das heißt zur Entstickung des Abgases. Unter Entstickung des Abgases ist zu verstehen, dass im Abgas etwaig enthaltene Stickoxyde (NOx) zumindest zum Teil aus dem Abgas entfernt werden.
In Zusammenschau mit Fig. 3 ist erkennbar, dass die Turbine 26 als Segmentturbine beziehungsweise als Mehrsegmentturbine ausgebildet ist und dabei die wenigstens zwei durch das Turbinengehäuse 30 gebildete, zumindest teilweise voneinander getrennte, von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 durchströmbare und in Umfangsrichtung des Turbinenrads 34 hintereinander in den Aufnahmebereich 32 mündende Kanäle in Form von Segmenten 58 und 60 umfasst, mittels welchen das die Segmente 58 und 60 durchströmende Abgas in den Aufnahmebereich 32 und somit zu dem Turbinenrad 34 geführt werden kann beziehungsweise - während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 - geführt wird. Das Segment 58 ist somit beispielsweise der zuvor genannte erste Kanal und dabei fluidisch mit der Flut 52 verbunden, so dass das die Flut 52 durchströmende Abgas aus der Flut 52 aus- und in das Segment 58 einströmen kann. Das Segment 60 ist beispielsweise der zuvor genannte zweite Kanal und demzufolge mit der Flut 54 fluidisch verbunden, so dass das die Flut 54
durchströmende Abgas aus der Flut 54 aus- und in das Segment 60 einströmen kann.
Die Segmente 58 und 60 erstrecken sich beispielsweise in Umfangsrichtung des
Turbinenrads 34 über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen spiralförmig, so dass die Segmente 58 und 60 als Spiralkanäle ausgebildet sind. Die Spiralkanäle werden aber als Segmentspiralen, Spiralsegmente oder Turbinenspiralen bezeichnet.
Fig. 2 zeigt die Turbine 26 ausschnittsweise in einer schematischen Längsschnittansicht, wobei in Fig. 2 stellvertretend für die Segmente 58 und 60 beispielsweise das Segment 58 erkennbar ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Segmente 58 und 60
insbesondere hinsichtlich ihres jeweiligen, von dem Abgas durchströmbaren Querschnitts asymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine elektronische Recheneinrichtung 62, welche auch als Steuergerät bezeichnet wird. Beispielsweise wird die von der
Verbrennungskraftmaschine 10 bereitgestellte Last und/oder die Drehzahl der
Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere der Abtriebswelle 14, erfasst und dem Steuergerät zugeführt, so dass das Steuergerät die Last und/oder die Drehzahl empfängt und die Verbrennungskraftmaschine 10 in Abhängigkeit von der erfassten Last und/oder in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl betreiben kann. Insbesondere wird von dem Steuergerät die Abgasnachbehandlungseinrichtung 56, insbesondere in Abhängigkeit von der erfassten Last und/oder in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl, betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt. Ferner wird beispielsweise das
Abgasrückführventil 48 von dem Steuergerät, insbesondere in Abhängigkeit von der erfassten Last und/oder in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl, betrieben, so dass beispielsweise die Menge des rückzuführenden Abgases von dem Steuergerät eingestellt werden kann. Ferner ist dem jeweiligen Zylinder beispielsweise wenigstens eine
Konstantdrossel 64 zugeordnet, wobei die jeweilige Konstantdrossel 64 von dem Steuergerät, insbesondere in Abhängigkeit von der erfassten Last und/oder in
Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl, betrieben werden kann. Die jeweilige
Konstantdrossel 64 wird auch als Konstantdrosselventil bezeichnet.
Besonders gut aus einer Zusammenschau von Fig. 2 und 3 ist erkennbar, dass die Turbine 26 eine als Zungenschieber 66 ausgebildete Variabilität aufweist, welche in Strömungsrichtung des Abgases durch die Turbine 26 zumindest teilweise stromauf des Turbinenrads 34 angeordnet ist und daher auch als Eintrittsvariabilität bezeichnet wird. Der Zungenschieber 66 umfasst je Segment 58 beziehungsweise 60 eine besonders gut aus Fig. 3 erkennbare Zunge 68 beziehungsweise 70, wobei beispielsweise die Zunge 68 dem Segment 58 und die Zunge 70 dem Segment 60 zugeordnet ist. Die Zungen 68 und 70, sind, insbesondere gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig, um die Drehachse 36 relativ zu dem Turbinengehäuse 30 verschiebbar beziehungsweise drehbar. Mittels der jeweiligen Zunge 68 beziehungsweise 70 ist ein jeweiliger Strömungsquerschnitt des jeweils zugeordneten Segments 58 beziehungsweise 60 einstellbar. Über diesen jeweiligen Strömungsquerschnitt strömt das Abgas aus dem jeweiligen Segment 58 beziehungsweise 60 aus und in den Aufnahmebereich 32 ein. Mit anderen Worten ist das das jeweilige Segment 58 beziehungsweise 60 durchströmende Abgas über den jeweiligen Strömungsquerschnitt in den Aufnahmebereich 32 einleitbar und dem
Turbinenrad 34 zuführbar. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt strömt das jeweilige, das jeweilige Segment 58 beziehungsweise 60 durchströmende und von der
Verbrennungskraftmaschine 10 bereitgestellte Abgas aus dem jeweiligen Segment 58 beziehungsweise 60 durch den jeweiligen Strömungsquerschnitt hindurch in den
Aufnahmebereich 32. Dabei ist der jeweilige Strömungsquerschnitt bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases durch die Turbine 26 stromauf des Turbinenrads 34 angeordnet, so dass der Zungenschieber 66 als Eintrittsvariabilität fungiert
beziehungsweise ausgebildet ist.
Die Zungen 68 und 70 sind beispielsweise zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung relativ zu dem Turbinengehäuse 30 verschiebbar. In der
Schließstellung ist zumindest ein jeweiliger Teilbereich des jeweiligen
Strömungsquerschnitts durch die jeweilige Zunge 68 beziehungsweise 70 versperrt, so dass Abgas nicht durch den versperrten Teilbereich hindurchströmen kann. In der jeweiligen Offenstellung gibt die jeweilige Zunge 68 beziehungsweise 70 den jeweiligen Teilbereich frei, so dass das Abgas durch den jeweils freigegebenen Teilbereich hindurchströmen kann. Dies bedeutet, dass in der Schließstellung ein jeweiliger erster Wert des jeweiligen Strömungsquerschnitts eingestellt ist. In der jeweiligen Offenstellung ist ein jeweiliger zweiter Wert des jeweiligen Strömungsquerschnitts eingestellt, wobei der zweite Wert größer als der erste Wert ist. Dies bedeutet, dass die jeweilige Zunge 68 beziehungsweise 70 den jeweils zugeordneten Strömungsquerschnitt in der Offenstellung weiter freigibt als in der Schließstellung. Hierdurch kann die Turbine 26 besonders vorteilhaft an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine 10 und damit insbesondere an unterschiedliche Abgasmassenströme angepasst werden. In Umfangsrichtung des Turbinenrads 34 sind zwischen den Segmenten 58 und 60 jeweilige Wandungen 72 und 74 des Turbinengehäuses 30 angeordnet, wobei die Segmente 58 und 60 mittels der Wandungen 72 und 74 voneinander getrennt sind. Die Wandungen 72 und 74 werden auch als Gehäusewandungen oder Gehäusezungen bezeichnet, wobei in Fig. 3 die jeweiligen Enden der Gehäusezungen so wie beispielsweise die jeweiligen Schließstellungen der Zungen 68 und 70 gezeigt sind. Ferner ist erkennbar, dass sich die jeweilige Zunge 68 beziehungsweise 70 von einem Außendurchmesser D1 zu einem Innendurchmesser D2 beziehungsweise umgekehrt erstreckt. Außerdem ist in Fig. 3 mit D3 der Außendurchmesser des Turbinenrads 34 bezeichnet.
Um nun einen besonders effizienten Betrieb realisieren zu können, ist - wie besonders gut aus Fig. 2 erkennbar ist - die Turbine 26 als Halbaxialturbine ausgebildet, bei welcher eine jeweilige, in Fig. 2 durch einen Pfeil 76 veranschaulichte Strömungsrichtung, in die das Abgas während des Betriebs der Turbine 26 von dem jeweiligen Segment 58 beziehungsweise 60 durch den jeweiligen Strömungsabschnitt hindurch in den
Aufnahmebereich 32 und zu dem Turbinenrad 34 strömt, schräg zur axialen und schräg zur radialen Richtung des Turbinenrads 34 verläuft. Dabei verläuft die Strömungsrichtung des Abgases in einer durch die axiale Richtung und durch die radiale Richtung des Turbinenrads 34 aufgespannten Ebene schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung des Turbinenrads 34. Insgesamt ist die Turbine 26 als Halbaxial- Zungenschieber-Segment-Turbine ausgebildet, mittels welcher sich ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 darstellen lässt.
In Fig. 2 ist am Beispiel der Zunge 68 erkennbar, dass die jeweilige Zunge 68
beziehungsweise 70 wenigstens eine Austrittskante 78 aufweist, über die das Abgas bei dem Betrieb der Turbinen 26 von der jeweiligen Zunge 68 beziehungsweise 70 in
Richtung des Aufnahmebereichs 32 abströmt. Dabei verläuft die jeweilige Austrittskante 78 zumindest teilweise entlang einer gedachten, entlang der axialen Richtung des Turbinenrads 34 konusförmig verlaufenden Fläche. Auch die Gehäusezungen liegen auf einer solchen, entlang der axialen Richtung des Turbinenrads 34 konusförmigen, gedachten Fläche.
Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass das Turbinenrad 34 eine Nabe 80 und eine Beschaufelung 82, die mit der Nabe 80 verbundene und beispielsweise einstückig mit der Nabe 80 ausgebildete Laufrad schaufeln umfasst, wobei von den Laufradschaufeln in Fig. 2 eine mit 84 bezeichnete Laufradschaufel erkennbar ist. Da die Laufradschaufel 84 eine Laufradschaufel des Turbinenrads 34 ist, wird die Laufradschaufel 84 auch als
Turbinenschaufel bezeichnet. Die Laufradschaufel 84 weist eine Austrittskante 86 auf, über welche das Abgas während des Betriebs der Turbine 26 die Laufradschaufel 84 abströmt. Ferner weist die Laufradschaufel 84 eine Eintrittskante 88 auf, welche auch als Anströmkante bezeichnet wird. Über die Eintrittskante 88 strömt das Abgas während des Betriebs der Turbine 26 die Laufradschaufel 84 an. Dabei verläuft die jeweilige
Eintrittskante 88 zumindest teilweise entlang einer gedachten entlang der axialen
Richtung des Turbinenrads 34 konusförmig verlaufenden Fläche.
Im Gegensatz zu einer rein radialen Turbine, welche auch als Radialturbine bezeichnet wird, ist es bei der Halbaxialturbine vorgesehen, dass das Abgas dem Turbinenrad 34 nicht streng radial und auch nicht streng axial zugeführt wird, sondern das Abgas wird dem Turbinenrad 34 schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung des Turbinenrads 34 zugeführt.
Der Zungenschieber 66, dessen Austrittskanten 78 zumindest weitgehend längs einer konischen Fläche zumindest im Wesentlichen parallel zu der Eintrittskante 88 verlaufen, weist beispielsweise zwei integrierte Deckringe 90 und 92 auf, die beispielsweise als zylindrische Laufflächen mit Dichtungselementen 94 und 96 versehen sind. Die jeweilige Zunge 68 beziehungsweise 70 ist dabei in axialer Richtung des Turbinenrads 34 zwischen den Deckringen 90 und 92 angeordnet und mit den Deckringen 90 und 92 verbunden. Insbesondere ist es denkbar, dass die Zungen 68 und 70 einstückig mit den Deckringen 90 und 92 ausgebildet sind. Die Zungen 68 und 70 sind beispielsweise über die Deckringe 90 und 92 drehbar an dem Turbinengehäuse 30 gelagert. Die Deckringe 90 und 92 weisen beispielsweise jeweilige, zumindest im Wesentlichen zylindrische, außenumfangsseitige Mantelflächen 98 und 100 auf, über welche die Deckringe 90 und 92 beispielsweise in radialer Richtung nach außen an dem Turbinengehäuse 30 abstützbar beziehungsweise abgestützt sind. Dabei fungieren beispielsweise die außenumfangsseitige Mantelflächen 98 und 100 als die zuvor genannten Laufflächen, an denen die Dichtungselemente 94 und 96 vorgesehen sind. Insbesondere weisen die Mantelflächen 98 und 100 jeweilige Nuten auf, in denen die Dichtungselemente 94 und 96 beispielsweise aufgenommen sind. Mittels der Dichtungselemente 94 und 96 sind die Deckringe 90 und 92 gegen das Turbinengehäuse 30 abgedichtet, so dass unerwünschte Strömungen, wie beispielsweise Leckagenströmungen vermieden werden können. Die Deckringe 90 und 92 sind zusammen mit den Zungen 68 und 70 um die Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse 30 drehbar beziehungsweise verschiebbar. In fertig
hergestelltem Zustand des Abgasturboladers 24 ist das Turbinengehäuse 30
beispielsweise mit einem in den Figuren nicht dargestellten Lagergehäuse verbunden. Die Eintrittskante 88 ist in einem Eintrittsbereich angeordnet, über welchen das Abgas die Laufradschaufel 84 anströmt. Die Austrittskante 86 ist beispielsweise in einem
Austrittsbereich 102 angeordnet, in den das die Laufradschaufel 84 über die
Austrittskante 86 abströmende Abgas einströmt. Dabei ist das Lagergehäuse auf einer dem Austrittsbereich 102 abgewandten Seite angeordnet. Der Deckring 92 ist näher an dem Lagergehäuse angeordnet als der Deckring 90, so dass der Deckring 92 ein lagerseitiges Deckelement ist. Das lagerseitige Deckelement der Zungen 68 und 70 dient beispielsweise dazu, die Zungen 68 und 70 mit einem in den Figuren nicht dargestellten Aktor zu koppeln. Mit anderen Worten sind die Zungen 68 und 70 beispielsweise über den Deckring 92 mit einem Aktor gekoppelt, mittels welchem die Zungen 68 und 70 insbesondere über den Deckring 92 um die Drehachse 36 verschoben werden können. Der Aktor wird somit zur Verursachung der Drehbewegung der Zungen 68 und 70 genutzt und fungiert als Verstellvorrichtung, welche beispielsweise zumindest teilweise in dem Lagergehäuse angeordnet ist.
Beispielsweise weist der Deckring 92, welcher auch als Deckscheibenring bezeichnet wird, eine Verzahnung auf, die in ein getrennt gelagertes, drehbares Zahnsegment eingreift. Das Zahnsegment ist beispielsweise fest mit einem Hebel der
Verstellvorrichtung verbunden, welcher beispielsweise mittels des turbinenexternen Aktors verschwenkbar ist und infolge seiner Verschwenkung Schwenkbewegungen ausführt. Mittels des Hebels werden die Schwenkbewegungen beispielsweise in
Drehbewegungen der Zungen 68 und 70 umgewandelt, so dass die Drehbewegungen der Zungen 68 und 70 definiert und geregelt eingestellt werden können. Der Deckring 90 ist beispielsweise zu einer Radaußenkontur des Turbinenrads 34 hin orientiert und dient ebenfalls der Lagerung, vorzugsweise auch im Turbinengehäuse 32. Die
Dichtungselemente 94 und 96 werden insbesondere genutzt, um Leckagegasströmungen über dem jeweiligen Umfang des jeweiligen Deckrings 90 beziehungsweise 92 gering zu halten. Die Turbine 26 weist ferner wenigstens ein separat von dem Turbinengehäuse 30, separat von dem Zungenschieber 66 und separat von dem Turbinenrad 34 ausgebildetes und an dem Turbinengehäuse 30 gehaltenes Konturstück 104 auf, durch welches zumindest ein Teil des Turbinenrads 34 in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung überdeckt ist. Das Konturstück 104 wird auch als Außenkonturstück bezeichnet, welches an dem Turbinengehäuse 30 montierbar beziehungsweise montiert ist. Mittels des Konturstücks 104 kann eine axiale Toleranz des Zungenschiebers 66 für die
Gewährleistung der Drehfunktionalität des Zungenschiebers 66 bei hohen Bauteil- Temperaturen im gesamten Motorkennfeld und in instationären Phasen der
Verbrennungskraftmaschine 10 geschaffen werden. Des Weiteren ergibt sich durch das montierbare, als Kontur-Bauteil ausgebildete Konturstück 104 eine einfache Lösung, ein Hinterschnitt-Problem zwischen dem Zungenschieber 66 und dem als
Halbaxialturbinenrad ausgebildeten Turbinenrad 34 über eine im Folgenden erläuterte Montagefolge zu lösen. Im Rahmen der Herstellung der Turbine 26 erfolgt beispielsweise folgender Montageablauf, um eine einfache und kostengünstige Herstellung der Turbine 26 zu gewährleisten: Zunächst wird beispielsweise das Turbinengehäuse 30 mit dem Lagergehäuse verbunden. Dann wird der Zungenschieber 66 am Turbinengehäuse 30 montiert. Dann wird das Turbinenrad 34 montiert. Daraufhin wird das Konturstück 104 montiert, indem es beispielsweise in axialer Richtung in das Turbinengehäuse 30 eingesteckt wird.
Aus Fig. 2 ist erkennbar, dass der Deckring 90 zumindest teilweise in radialer Richtung des Turbinenrads 34 nach innen durch das Konturstück 104 überdeckt ist. Dabei ist beispielsweise der Zungenschieber 66 über den Deckring 90 drehbar an dem Konturstück 104 gelagert. Unabhängig von dem als Variabilität fungierenden Zungenschieber 66 ist es denkbar, die Halbaxialturbine mit einem zweiflutigen, asymmetrischen Turbinengehäuse auszustatten und dabei beispielsweise als Festgeometrieturbine ohne Variabilität auszugestalten.
Der Zungenschieber 66 ist ein Drehschieber, welcher eine einfache und somit
kostengünstige sowie robuste Variabilität darstellt. Um den Zungenschieber 66 zu verdrehen, ist beispielsweise die zuvor genannte Verstellvorrichtung vorgesehen, welche zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Lagergehäuse angeordnet ist. Ferner ist über die Deckringe 90 und 92 eine Lagerung des Zungenschiebers 66 vorgesehen. Außerdem ist eine Abdichtung über die
Dichtungselemente 94 und 96 vorgesehen, so dass Leckagen und Axialschübe besonders gering gehalten werden können. Ferner kann eine besonders einfache Montage trotz der Variabilität mit den geometrischen Verhältnissen des Drahteintritts und der dazu konischen Zungenlage des Zungenschiebers 66 realisiert werden, so dass ein Hinterschnittproblem gelöst beziehungsweise vermieden werden kann.
Fig. 4 und 5 zeigen ausschnittsweise jeweilige Drahtgittermodelle beziehungsweise Drahtgitterdarstellungen von unterschiedlichen Ausführungsformen des Turbinenrads 34. Gemäß Fig. 4 ist das Turbinenrad 34 als Halbaxialrad und dabei als Zehnschaufler ausgebildet, so dass das Turbinenrad 34 gemäß Fig. 4 genau zehn Laufradschaufeln 84 umfasst. Das Turbinenrad 34 gemäß Fig. 4 weist einen Schaufeleintrittswinkel ß is von zumindest im Wesentlichen 90 Grad auf, was in Fig. 4 durch einen Pfeil 106
veranschaulicht ist. Ferner ist in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie 109 die radiale Richtung des Turbinenrads 34 veranschaulicht. Außerdem veranschaulicht in Fig. 4 ein Pfeil 112 die Drehrichtung, in die sich das Turbinenrad 34 während des Betriebs der Turbine dreht. Bei dem Turbinenrad 34 gemäß Fig. 4 ist beispielsweise eine
Schnelllaufzahl U/Co,opt von 0,7 vorgesehen. Insbesondere zeigen Fig. 4 und 5
Drahtgitterdarstellungen des Turbinenrads 34 mit Blickrichtung längs der Drehachse 36 auf den Turbinenrad-Austritt. Durch einen Schaufeleintrittswinkel ß is von ca. 90 Grad kann eine besonders hohe Robustheit realisiert werden.
Bei der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform weist das Turbinenrad 34 einen Schaufeleintrittswinkel ßis von 121 ° auf, was in Fig. 5 durch den Pfeil 106 und die gestrichelte Linie 109 veranschaulicht ist. Beispielsweise veranschaulicht der Pfeil 106 die Strömungsrichtung, in die das Abgas die jeweilige Eintrittskante 88 anströmt.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Beschaufelung 82 des Turbinenrads 34 streng radial stehend ausgebildet ist und somit streng in radialer Richtung verläuft. Verläuft beispielsweise die Strömungsrichtung gemäß der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ansicht zumindest im Wesentlichen parallel zur radialen Richtung, so beträgt der
Schaufeleintrittswinkel ßis 90Grad. Bei der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform schließt die Strömungsrichtung mit der radialen Richtung einen Winkel von 31 Grad ein, woraus ein Schaufeleintrittswinkel ß is von 121 Grad (90 Grad + 31 Grad) resultiert. Das Turbinenrad 34 gemäß Fig. 5 weist beispielsweise eine Schnelllaufzahl U/Coopt von > 0,6 auf.
In Fig. 6 veranschaulichen gestrichelte Verläufe 108 einen jeweiligen
Schaufelwinkelverlauf zur Umfangsrichtung entlang der Nabe 80, der Flächenmitte und der Außenkontur des Turbinenrads 34 gemäß Fig. 5, wobei durchgezogene Verläufe 110 den jeweiligen Schaufelwinkelverlauf zur Umfangsrichtung entlang der Nabe 80, der Flächenmitte und der Außenkontur des Turbinenrads 34 gemäß Fig. 4 veranschaulichen. Dabei veranschaulichen Verläufe 108a und 110a den Schaufelwinkelverlauf entlang der Nabe 80, Verläufe 108b und 110b den Schaufelwinkelverlauf entlang der Mitte und Verläufe 108c und 110c den Schaufelwinkelverlauf entlang der Außenkontur und somit außen.
Das Turbinenrad 34 gemäß Fig. 4 weist einen Schaufeleintrittswinkel ßis von 90 Grad und somit den gleichen Schaufeleintrittswinkel wie eine Radialturbine auf. Gemäß Fig. 6 weist das Turbinenrad 34 gemäß Fig. 5 beispielsweise eine Schnelllaufzahl U/C0opt < als 0,62 auf. Bezogen auf die Mitte beträgt der Winkel ß2n beispielsweise 33 Grad. Aus Fig. 6 ist somit der sehr gutmütige Winkelverlauf der als Halbaxialturbinenräder ausgebildeten Turbinenräder 34 erkennbar. Anhand des sehr gutmütigen Winkelverlaufs der
Halbaxialturbinenräder wird der dominierende Vorteil im Kanalverlauf der
Halbaxialturbinenräder bei den bekannten Verläufen der Radialturbinen offensichtlich, weshalb hier vom Prinzip her schon Wirkungsgradvorteile der Halbaxialturbinen gegenüber Radialturbinen entwickelbar sein müssten. Der Freiheitsgrad des
Schaufeleintrittswinkels ßis bei streng radial stehender Beschaufelung, wodurch
Biegemomente vermieden werden können, kann besonders gut aus Fig. 5 und 6 erkannt werden.
Das in Fig. 2 und 3 erkennbare, jeweilige Segment 58 beziehungsweise 60 ist als Monospirale ausgebildet, welche dem Turbinenrad 34 vorgelagert ist. Somit ist das Turbinengehäuse 30 beispielsweise als Mono-Spiralgehäuse ausgebildet. Das jeweilige, das jeweilige Segment 58 beziehungsweise 60 durchströmende Abgas wird dem
Aufnahmebereich 32 beispielsweise über eine jeweilige Düse zugeführt, wobei in der der jeweiligen Düse vorgelagerten, jeweiligen Spirale eine Drallerzeugung erfolgt,
insbesondere falls es sich gegenüber einem Mono-Spiralgehäuse um ein
Mehrsegmentspiralgehäuse handelt. Mittels des beweglichen Zungenschiebers 66 wird der Flächenabgriff des Eintrittsspiralquerschnitts bewerkstelligt, wodurch die
Drallerzeugung und die Leistung der Turbine 26 mittels der beeinflussten Turbinen- Durchsatzkapazität und Aufstauverhalten in gewünschter Weise variabel wird. Der Zungenschieber 66 befindet sich also unterhalb der festen, schräg verlaufenden
Gehäusezunge.
Die Verstellvorrichtung wird beispielsweise lagerseitig auch wegen der Kühlmöglichkeit durch Öl oder Wasser angeordnet, wobei mittels des Aktors über den Deckring 92 der Zungenschieber 66 insbesondere geregelt bewegbar ist, um dadurch die entsprechende Strömungsquerschnitte beziehungsweise Spiralflächen abzugreifen.
Nachdem der Zungenschieber 66 in das Turbinengehäuse 30 von der
Turbinenaustrittsseite montiert ist, wird der Turbinenrotor mit den Radial- und Axial- Lagerelementen eingebracht und über die Verdichterseite fixiert. Anschließend wird das Außenkonturstück (Konturstück 104) über der Radaußenkontur eingeschoben und zum Beispiel in einem Turbinenaustrittsflanschbereich in definierter axialer Position befestigt, wodurch die axiale Toleranz des drehbaren Zungenschiebers 66 über die Distanz zum Konturstück 104 die volle variable Funktionsfähigkeit der Turbine 26 in allen erwarteten Betriebsphasen für den Zungenschieber 66 eingestellt ist. Dadurch kann ein
Hinterschnitt-Problem zwischen dem Turbinenrad 34 und dem Zungenschieber 66 vermieden werden.
Fig. 7 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine herkömmliche Radialturbine, bei welcher das Abgas während eines Betriebs der Radialturbine dem in Fig. 7 mit 113 bezeichneten Turbinenrad streng radial zugeführt wird.
Fig. 8 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine zweite Ausführungsform der Turbine 26, wobei die Turbine 26 gemäß der zweiten Ausführungsform als
Zwillingsstromturbine ausgebildet ist. Bei der in Fig. 8 veranschaulichten zweiten
Ausführungsform weist die Turbine 26 wenigstens zwei durch das Turbinengehäuse 30 gebildete Kanäle in Form von Fluten 114 und 116 auf, welche auch als Turbinenfluten bezeichnet werden und nicht etwa in Umfangsrichtung des Turbinenrads 34
aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander, sondern in axialer Richtung des Turbinenrads aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander in den
Aufnahmebereich 32 münden. Insbesondere münden die Fluten 114 und 116 über eine gemeinsame Düse 118 in den Aufnahmebereich 32, so dass das die Fluten 114 und 116 durchströmende Abgas aus den Fluten 114 und 116 in die Düse 18 einströmt und über die Düse 118 in den Aufnahmebereich 32 einströmt.
Die Fluten 14 und 116 sind dabei durch eine zwischen den Fluten 114 und 1 16 angeordnete Trennwand 120 des Turbinengehäuses 30 voneinander getrennt. Dabei ist in Fig. 9 ein in Umfangsrichtung verlaufender Versatz zwischen den Gehäusezungen beziehungsweise zwischen den Zungen 68 und 70 veranschaulicht. Wie das Segment 58 wird die Flut 114 beispielsweise als AGR-Segment beziehungsweise AGR-Flut verwendet, aus welcher das rückzuführende Abgas abgezweigt wird. Wie das Segment 60 wird beispielsweise die Flut 116 als Lambda-Flut beziehungsweise Lambda-Segment genutzt, um das Verbrennungsluftverhältnis einzustellen. Dabei ist beispielsweise die Zunge 68 der Flut 114 und die Zunge 70 der Flut 116 zugeordnet, wobei die Zungen 68 und 70 einstückig miteinander ausgebildet oder separat voneinander ausgebildet sein können. Dabei ist es denkbar, die Zungen 68 und 70 gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig oder aber relativ zueinander beziehungsweise unabhängig voneinander um die Drehachse 36 relativ zu dem Turbinengehäuse 30 verschieben zu können.
Beispielsweise sind symmetrische oder asymmetrische Spiralflächen der Gehäuse-Flut mit dem Zungenschieber 66 dargestellt, wobei die Zungen 68 und 70 unterschiedlich lang, insbesondere in Umfangsrichtung des Turbinenrads 34, ausgebildet sein können. Alternativ oder zusätzlich können die Zungen 68 und 70 einen Versatz zu den
Gehäusezungen (Wandungen 72 und 74) aufweisen. Aus Fig. 8 ist erkennbar, dass zwischen den Zungen 68 und 70 beispielsweise ein Wandungselement 122 angeordnet ist, mittels welchem die Trennwand 120 fortgeführt ist, wobei das Wandungselement 122 mit der Zunge 68 beziehungsweise 70 mitbewegbar beziehungsweise mitverschiebbar ist.
Für ein schnelles Ansprechen der Abgasnachbehandlungseinrichtung 56 kann die
Regelung der als Varioturbine ausgebildeten Turbine 26 mit dem Abgasrückführventil 48 und dem jeweiligen Konstantdrosselventil im Rahmen eines Thermomanagements sehr wirkungsvoll durchgeführt werden. Ferner kann durch den robusten und variablen
Zungenschieber 66 ein vorteilhaftes Motorbremssystem realisiert werden, insbesondere wenn die kleinen Konstantdrosselventile in den Zylindern genutzt werden und in
Motorbremsphasen geöffnet sind.

Claims

Patentansprüche
Turbine (26) für einen Abgasturbolader (24) einer Verbrennungskraftmaschine (10), mit einem einen Aufnahmebereich (32) aufweisenden Turbinengehäuse (30), mit einem zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich (32) angeordneten und um eine Drehachse (36) relativ zu dem Turbinengehäuse (30) drehbaren Turbinenrad (34), mit wenigstens einem durch das Turbinengehäuse (30) gebildeten von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (10) durchströmbaren und in den Aufnahmebereich (32) mündenden Kanal (58, 60, 114, 16) zum Führen des den Kanal (58, 60, 114, 116) durchströmenden Abgases in den Aufnahmebereich (32) und zu dem
Turbinenrad (34), und mit einem Zungenschieber (66), welcher wenigstens eine dem Kanal (58, 60, 114, 116) zugeordnete und um die Drehachse (36) relativ zu dem Turbinengehäuse (30) verschiebbare Zunge (68, 70) aufweist, mittels welcher ein Strömungsquerschnitt des Kanals (58, 60, 114, 116) einstellbar ist, wobei das den Kanal (58, 60, 114, 116) durchströmende Abgas über den
Strömungsquerschnitt in den Aufnahmebereich (32) einleitbar und dem Turbinenrad (34) zuführbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Turbine (26) als Halbaxialturbine ausgebildet ist, bei welcher eine jeweilige Strömungsrichtung, in die das Abgas während eines Betriebs der Turbine von dem Kanal (58, 60, 114, 116) durch den jeweiligen Strömungsquerschnitt hindurch in den Aufnahmebereich (32) und zu dem Turbinenrad (34) strömt, schräg zur axialen Richtung und schräg zur radialen Richtung des Turbinenrads (34) verläuft.
Turbine (26) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (69, 70) wenigstens eine Austrittskante (78) aufweist, über welche das Abgas bei dem Betrieb der Turbine (26) von der Zunge (68, 70) in Richtung des Aufnahmebereichs (32) abströmt, wobei die jeweilige Austrittskante(78) zumindest teilweise entlang einer gedachten, entlang der axialen Richtung des Turbinenrads (34) konusförmig verlaufenden Fläche verläuft.
3. Turbine (26) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Turbinenrad (34) Laufradschaufeln (84) mit jeweiligen Eintrittskanten (88) aufweist, über welche das Abgas bei dem Betrieb der Turbine (26) das Turbinenrad (34) anströmt, wobei die jeweilige Eintrittskante (88) zumindest teilweise entlang einer gedachten, entlang der axialen Richtung des Turbinenrads (34) konusförmig verlaufenden Fläche verläuft.
4. Turbine (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zunge (68, 70) in axialer Richtung der Turbine (26) zwischen Deckringen (90, 92) des Zungenschiebers (66) angeordnet, mit den Deckringen (90, 92) verbunden und über die Deckringe (90, 92) drehbar an dem Turbinengehäuse (30) gelagert ist.
5. Turbine (26) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest einer der Deckringe (90, 92) mittels wenigstens eines Dichtungselements (94, 96) gegen das Turbinengehäuse (30) abgedichtet ist.
6. Turbine (26) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zungen (68, 70) über einen der jeweiligen Deckringe (90, 92) mit einem Aktor gekoppelt sind, mittels welchem die Zunge (68, 70 relativ zu dem Turbinengehäuse (30) um die Drehachse (36) verschiebbar ist.
7. Turbine (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein separat von dem Turbinengehäuse (30) und separat von dem Zungenschieber (66) ausgebildetes und an dem Turbinengehäuse (30) gehaltenes Konturstück (104) vorgesehen ist, durch welches zumindest ein Teil des Turbinenrads (34) in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung überdeckt ist.
Turbine (26) nach Anspruch 7 in dessen Rückbezug auf einen der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
einer der Deckringe (90, 92) in radialer Richtung des Turbinenrads (34) nach innen zumindest teilweise durch das Konturstück (104) überdeckt ist.
Turbine (26) nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zungenschieber (66) über einen der Deckringe (90, 92) drehbar an dem Konturstück (104) gelagert ist.
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