WO2022228803A1 - Turbocharger comprising an integral housing and variable turbine geometry, and integral housing for a turbocharger - Google Patents

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housing
bearing
turbine
integral
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Tim Roßbach
Michael STERR
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Vitesco Technologies GmbH
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Definitions

  • Exhaust gas turbocharger with an integral housing and variable turbine geometry and integral housing for an exhaust gas turbocharger
  • the invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with an exhaust gas turbine with variable turbine geometry and an integral housing combined from bearing housing and turbine housing, and such an integral housing for such an exhaust gas turbocharger with variable turbine geometry.
  • Exhaust gas turbochargers are increasingly being used to increase the performance of motor vehicle combustion engines. This is happening more and more often with the aim of reducing the size and weight of the combustion engine with the same or even increased performance and at the same time reducing consumption and thus CC emissions, in view of the increasingly strict legal requirements in this regard.
  • the operating principle is to use the energy contained in the exhaust gas flow to increase the pressure in the intake tract of the combustion engine and thus achieve better filling of the combustion chamber with air-oxygen and thus be able to convert more fuel, petrol or diesel, per combustion process. i.e. to increase the power of the combustion engine.
  • a conventional exhaust gas turbocharger has an exhaust gas turbine arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine, a radial air compressor arranged in the intake tract and a bearing unit arranged in between.
  • the exhaust gas turbine has a turbine housing and a turbine impeller which is arranged therein and is driven by the exhaust gas mass flow.
  • the radial air compressor has a compressor housing and a compressor impeller which is arranged therein and which generates boost pressure.
  • the turbine impeller and the compressor impeller are arranged in a rotationally fixed manner on the opposite ends of a common shaft, the so-called rotor shaft, and thus form the so-called turbocharger rotor.
  • the rotor shaft extends axially between the turbine impeller and the compressor impeller through the bearing unit arranged between the exhaust gas turbine and the radial air compressor and is rotatably mounted radially and axially in this, with respect to the rotor shaft rotation axis.
  • the turbine impeller driven by the exhaust gas mass flow drives the compressor impeller via the rotor shaft, which increases the pressure in the intake tract of the combustion engine, based on the fresh air mass flow behind the fresh air compressor, and thus causes better filling of the combustion chamber with air-oxygen.
  • a common exhaust gas turbocharger has a multi-part structure.
  • a turbine housing that can be arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine, a compressor housing that can be arranged in the intake tract of the internal combustion engine, and a bearing housing between the turbine housing and the compressor housing are arranged next to one another on a common turbocharger axis and are connected to one another in terms of assembly.
  • a further structural unit of the exhaust gas turbocharger is the turbocharger rotor, which has a rotor shaft, a turbine wheel arranged in the turbine housing and a compressor wheel arranged in the compressor housing.
  • the turbine wheel and the compressor wheel are arranged on the opposite ends of the common rotor shaft and are non-rotatably connected thereto.
  • the rotor shaft extends axially along its longitudinal axis, the rotor shaft axis of rotation, in the direction of the turbocharger axis through the bearing housing and is rotatably mounted in it axially and radially about its rotor shaft axis of rotation, with the rotor shaft axis of rotation and the turbocharger axis coinciding.
  • the turbine housing has one or more exhaust gas spiral ducts, also referred to as exhaust gas flows, which are arranged in a ring, encompassing the turbine impeller and the turbocharger axis, tapering in a snail shape towards the turbine impeller and which have a radially inwardly directed annular duct opening, the exhaust gas annular duct.
  • the exhaust gas spiral ducts also have a respective or common exhaust gas feed duct, through which the exhaust gas mass flow flows into the respective exhaust gas flow and from there through the inwardly directed exhaust gas annular duct via the turbine impeller into an exhaust gas discharge duct and is discharged into the exhaust system of the internal combustion engine.
  • the radial inner contour of the turbine housing follows the outer contour of the turbine impeller accommodated therein over a certain area, between the annular exhaust gas channel and the exhaust gas discharge channel. This area of the inner contour of the turbine housing is referred to as the sealing contour and causes the exhaust gas mass flow to flow as completely as possible through the blading of the turbine wheel 21 and not past it.
  • the compressor housing has an air inlet port with an air inlet duct for connection to the fresh air intake system of the internal combustion engine. Above A fresh air mass flow is sucked in through this air intake duct by the compressor impeller from the fresh air intake system.
  • the compressor housing generally has an air spiral duct, a so-called fresh air flow, which encompasses the compressor impeller and the turbocharger axis in a ring shape and widens in a snail shape away from the compressor impeller.
  • This air spiral duct has an annular duct opening, the so-called diffuser, through which the fresh air mass flow flows away from the compressor impeller under increased pressure into the air spiral duct and from there through an outwardly directed fresh air discharge duct into the distributor pipe of the combustion engine.
  • the bearing housing is arranged axially between the turbine housing and the compressor housing.
  • a bearing arrangement for the axial bearing and for the rotary bearing of the rotor shaft is accommodated in the bearing housing.
  • the bearing arrangement generally consists of two radial shaft bearings arranged at an axial distance from one another for rotary bearing and one axial shaft bearing for supporting axial forces acting on the rotor shaft during operation.
  • Oil supply channels are provided in the bearing housing to lubricate and supply oil to the bearing components.
  • a compressor housing connection flange is provided on the side of the bearing housing facing the fresh air compressor, to which the compressor housing is connected to the bearing housing.
  • a turbine housing connection flange is provided, on which the turbine housing is connected to the bearing housing.
  • a so-called heat shield is usually arranged, which shields the housing wall of the bearing housing facing the turbine housing, also known as the bearing housing shield, and the bearing components in the bearing housing against the high exhaust gas temperatures in the exhaust gas turbine.
  • Exhaust gas turbines and radial air compressors are turbomachines and, due to physical laws, have an optimal operating range that depends on the size and design and is characterized by the mass throughput, the pressure ratio and the speed of the respective impeller.
  • an exhaust gas turbine is fitted, for example, with an exhaust gas annular duct forming or in the exhaust annular duct in the transition between the exhaust gas spiral duct and the turbine impeller and is equipped with the "Variable Turbine Geometry" (VTG) exhaust gas guiding device.
  • VVG Very Turbine Geometry
  • variable turbine geometry is set in such a way that the speed of the turbine and compressor impeller and the pressure ratio, especially on the exhaust gas turbine, can be kept within the desired working range of the exhaust gas turbocharger.
  • Such an exhaust gas guide device is generally formed by a bearing ring disk and a cover ring disk, which are arranged concentrically and at an axial distance from one another, forming the annular exhaust gas channel.
  • a plurality of exhaust gas guide vanes are arranged distributed over the circumference, which are mounted in the bearing ring disk so that they can rotate about a respective blade axis of rotation, with the blade axis of rotation being at least predominantly axially aligned in relation to the turbine axis, and the Exhaust guide vanes extend over their blade width in the axial direction between the bearing washer and the cover washer.
  • the exhaust gas guide vanes are mounted such that they can rotate about their respective vane axes of rotation, from a closed position over a radial pivot range to an open position.
  • an actuating mechanism is usually arranged on the outside of the bearing ring disk, which is provided for actuating the exhaust gas guide vanes. With the help of this adjusting mechanism, the rotational position of the exhaust gas guide vanes is changed as required, thus influencing the degree of reaction, the intake capacity and the pressure ratio of the exhaust gas turbine.
  • an exhaust gas guiding device is accommodated in the turbine housing from the bearing housing side of the turbine housing.
  • the object of the present invention is therefore to provide an exhaust gas turbocharger with a variable exhaust gas guide device and a housing concept for such an exhaust gas turbocharger, which at least reduces the disadvantages mentioned above.
  • the proposed objects according to the invention are characterized above all by a reduction in the number of individual complex housing components, simplified assembly of the exhaust gas guide device in the housing, the enabling of simplified, efficient thermal management for the exhaust gas turbine and bearing unit and the associated reduced requirements for the material, a reduced axial installation space requirements of the exhaust gas turbocharger, simplified accessibility of the exhaust gas guide for repair and maintenance work, and, as a result, lower manufacturing costs for the product.
  • the arrangement of the exhaust gas outlet connection on the integral housing which is easy to implement in terms of design and production technology, cover enables easy application adaptation to different exhaust systems.
  • an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine which has an exhaust gas turbine with an exhaust gas guide device, a radial air compressor, and a bearing unit with a rotor shaft mounted in a shaft bearing arrangement.
  • the exhaust gas turbine has a turbine impeller non-rotatably connected to a first shaft end of the rotor shaft, a turbine housing with at least one exhaust gas spiral duct, which surrounds the turbine impeller at least over part of its circumference, and a variable exhaust gas guiding device arranged in a transition region between the exhaust gas spiral duct and the turbine impeller .
  • the radial air compressor has a compressor housing and a compressor impeller which interacts therewith and is non-rotatably connected to a second shaft end of the rotor shaft.
  • the bearing unit has a bearing housing which is arranged between the turbine housing and the compressor housing and in which the shaft bearing arrangement is accommodated, the rotor shaft extending along a rotor shaft axis of rotation in the axial direction through the bearing housing, and in the shaft bearing arrangement around the rotor shaft axis of rotation, together with the turbine wheel and the compressor wheel, is rotatably mounted.
  • the exhaust gas turbocharger according to the invention is characterized in particular by the fact that the bearing housing and the turbine housing are designed together as an integral housing manufactured in one piece and that the exhaust gas guide device is inserted in the axial direction into a receiving opening of the integral housing from an exhaust gas outlet side of the integral housing that faces away from the compressor housing and that an integral housing cover is arranged on the exhaust gas outlet side of the integral housing, which cover at least partially covers the receiving opening and has an exhaust gas outlet connection with an exhaust gas outlet channel.
  • the integral housing has a coolant duct, which connects the exhaust gas spiral duct on a bearing housing side facing the compressor housing Integral housing at least partially surrounds and extends into the bearing housing forming part of the integral housing.
  • the coolant channel also extends at least partially over the outer circumference of the exhaust gas spiral channel.
  • the exhaust gas spiral duct is designed in such a way that on a bearing housing side of the integral housing facing the compressor housing it overhangs at least partially in the axial direction towards the compressor housing over the part of the integral housing forming the bearing housing. This advantageously contributes to shortening the overall axial length of the exhaust gas turbocharger.
  • variable exhaust gas guide device has a bearing ring disk, a cover ring disk, several exhaust gas guide vanes arranged distributed between the bearing ring disk and the cover ring disk over their circumference, and an actuating mechanism.
  • the receiving opening in the part of the integral housing that forms the turbine housing is delimited in the axial direction by a bearing housing plate.
  • the exhaust gas guiding device is inserted into the receiving opening in such a way that the cover ring disk is arranged on the side of the exhaust gas guiding device facing away from the bearing housing plate and the actuating mechanism is arranged in the receiving opening on the side facing away from the bearing housing plate.
  • a stop shoulder can be provided on the bearing housing shield, on which the cover ring disk is positioned centered on the axis of rotation of the rotor shaft.
  • An axial stop for the exhaust-gas guiding device can also be implemented as a result. This ensures precise positioning and centering of the exhaust gas guiding device in relation to the axis of rotation of the rotor shaft in a simple manner.
  • the actuating mechanism arranged on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas guiding device is covered by the integral housing cover and the integral housing cover adjoins the integral housing in an exhaust-tight manner.
  • a circumferential sealing ring can be provided in the radial outer area of the integral housing cover for sealing between the turbine housing and the integral housing cover.
  • variable exhaust gas guide device and the integral housing cover are designed as a pre-assembled cartridge assembly. This enables separate or parallel pre-assembly of this cartridge assembly and simplified final assembly in one joining process.
  • Another embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention is based on the embodiment in which the exhaust gas guide device has a bearing ring disk, a cover ring disk, several exhaust gas guide vanes arranged between the bearing ring disk and the cover ring disk distributed over their circumference, as well as an actuating mechanism and is inserted into the receiving opening in such a way that the cover ring disk is on the the side facing the bearing housing plate and the bearing washer with the actuating mechanism are arranged on the side of the exhaust gas guiding device facing away from the bearing housing plate in the receiving opening.
  • a sealing contour is formed by the bearing ring disk in relation to an outer contour of the turbine impeller.
  • the sealing contour is the transition area between the annular exhaust gas duct and the exhaust gas discharge duct, in which the radial inner contour of the components encompassing the turbine impeller, or the further course of the annular duct front wall on the exhaust gas outlet side, the outer contour of the turbine wheel is adjusted in such a way that the exhaust gas mass flow flows as completely as possible through the blading of the turbine wheel and not past it.
  • the annular exhaust gas channel is formed between the cover ring disk and the bearing ring disk, with the cover ring disk forming the annular channel rear wall on the bearing housing side and the bearing ring disk forming the annular channel front wall on the exhaust gas outlet side.
  • the ring channel front wall on the bearing ring disk is continued here as a sealing contour, with the smallest possible distance, along the outer contour of the turbine impeller.
  • the sealing contour can be produced with high precision and in simple processing steps on the separate bearing ring disk.
  • the integral housing according to the invention for an exhaust gas turbocharger according to the invention in which the bearing housing and the turbine housing are combined with an exhaust gas spiral duct as a component manufactured from one piece, is characterized in that there is a receiving opening for receiving the exhaust gas guide device from one of the Bearing housing facing away from the exhaust gas outlet side of the integral housing ago in the axial direction.
  • An advantageous embodiment of the integral housing according to the invention is characterized in that it has a coolant channel which at least partially encompasses the exhaust gas spiral channel on a bearing housing side of the integral housing and extends into the part of the integral housing that forms the bearing housing.
  • a coolant channel which at least partially encompasses the exhaust gas spiral channel on a bearing housing side of the integral housing and extends into the part of the integral housing that forms the bearing housing.
  • Another embodiment of the integral housing according to the invention for an exhaust gas turbocharger is characterized in that the exhaust gas spiral duct on the bearing housing side, i.e. the side of the exhaust gas spiral duct facing away from the exhaust gas outlet side, at least partially overhangs in the axial direction over the part of the integral housing that forms the bearing housing.
  • the claimed axial installation space of the integral housing is advantageously reduced.
  • Show it: 1 shows a simplified three-dimensional representation of an embodiment of a conventional exhaust-gas turbocharger with variable turbine geometry (VTG), with a housing cut open in a quarter section along the turbocharger axis;
  • VFG variable turbine geometry
  • VVTG variable turbine geometry
  • FIG. 1 shows an embodiment of a conventional exhaust gas turbocharger 1 consisting of an exhaust gas turbine 20, a radial air compressor 30 and the bearing unit 40 arranged axially in between.
  • a conventional exhaust gas turbocharger 1 consisting of an exhaust gas turbine 20, a radial air compressor 30 and the bearing unit 40 arranged axially in between.
  • an upper quarter of the turbine housing 21 of the compressor housing 31 and the bearing housing 41 is continuously cut out along the turbocharger axis 11, which coincides with the turbine axis.
  • the sectional view allows an insight into the structure and arrangement of the essential components of the exhaust gas turbocharger 1.
  • the turbine housing 21 that can be arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine, the compressor housing 31 that can be arranged in the intake tract of the internal combustion engine, and the bearing housing 41 of the rotor bearing unit 40 between the turbine housing 21 and the compressor housing 31 are arranged one behind the other on the common turbocharger axis 11 and are connected to one another in terms of assembly.
  • the so-called turbocharger rotor 10 of the exhaust gas turbocharger 1 consists of the turbine rotor 12, the compressor rotor 13 and the rotor shaft 14.
  • the turbine rotor 12 and the compressor rotor 13 are arranged on the opposite ends of the common rotor shaft 14 and are non-rotatably connected to them.
  • the rotor shaft 14 extends axially through the bearing unit 40 in the direction of the turbocharger axis 11 and is rotatably mounted in it, by means of radial shaft bearings and one axial shaft bearing, axially and radially about its longitudinal axis, the rotor shaft axis of rotation 15, with the rotor shaft axis of rotation 15 and the turbocharger axis 11 coincide, i.e. coincide.
  • the turbocharger rotor 10 rotates in operation to Rotor shaft axis of rotation 15 of the rotor shaft 14.
  • the rotor axis of rotation and the turbocharger axis 11 are represented by the drawn-in center line and characterize the axial alignment of the exhaust gas turbocharger 1.
  • the compressor impeller 13 is arranged centrally in the compressor housing 31, with the compressor housing 31 having an air inlet connector 33 with the air inlet duct 33a for the intake air mass flow and a compressor spiral duct 32 arranged around the compressor impeller 13 for discharging the compressed air mass flow.
  • the turbine impeller 12 is arranged centrally in the impeller chamber 25, with the turbine housing 21 having an exhaust gas spiral duct 22 arranged around the turbine impeller 12 for supplying the exhaust gas mass flow to the turbine impeller 12 and an exhaust gas outlet connector 74 with an exhaust gas outlet duct 74a for discharging the exhaust gas -Has mass flow.
  • an exhaust gas guide device 50 In the transition area, radially between the exhaust gas spiral channel 22 and the turbine wheel inlet opening (not visible here) of the impeller space 25, an exhaust gas guide device 50, also referred to as variable turbine geometry or VTG for short, is arranged in a ring around the turbine impeller 12.
  • This exhaust gas guide device 50 has a bearing ring disk 51 , a cover ring disk 52 and exhaust gas guide vanes 60 .
  • annular exhaust gas duct 54 that runs concentrically around turbine impeller 12 and connects exhaust gas spiral duct 22 and impeller space 25, with an annular duct rear wall 55 on bearing housing side 23 of turbine housing 21 and an annular duct front wall 56 on the Exhaust gas outlet side 24 of the turbine housing 21 is formed, with a ring channel width being defined by the distance between the ring channel rear wall 55 and the ring channel front wall 56 .
  • annular duct 54 Arranged in annular duct 54 are a plurality of exhaust gas guide vanes 60, each of which has a vane leading edge, a vane trailing edge, and a vane axis of rotation which, with respect to turbocharger axis 11, is at least predominantly axial, between annular duct rear wall 55 and annular duct front wall 56, i.e transverse to the direction of flow of the exhaust gas mass flow, over the annular channel width, and the exhaust guide vanes 60 extend from the vane leading edge to the vane trailing edge in Flow direction of the exhaust gas mass flow extend.
  • the exhaust guide vanes 60 are rotatably mounted about their respective vane axes of rotation from a closed position to an open position.
  • an actuating mechanism 59 is provided, which is arranged on the bearing housing side 23 of the bearing ring disk and the turbine housing 21 and is operatively connected to the blade axes of rotation of the exhaust gas guide vanes 60 for their synchronous actuation.
  • FIG. 1 An embodiment of an exhaust gas turbocharger 1 according to the invention is shown in FIG. This also has the essential components of a conventional exhaust gas turbocharger as shown in FIG. 1, which are identified in FIG. 2 with the same reference symbols.
  • a lubricant inlet channel 45 for feeding in the lubricant, for example from the oil circuit of a connected internal combustion engine, and a lubricant outlet channel 46 for returning the lubricant, for example into said oil circuit.
  • the bearing housing 41 and the turbine housing 21 are formed together as an integral housing 71 manufactured in one piece and that the exhaust gas guide device 50, from an exhaust gas outlet side 24 of the integral housing 71 facing away from the compressor housing 31 (i.e. in Fig. 1 from the right) is inserted into a receiving opening 72 of the integral housing 71 in the axial direction relative to the turbocharger axis 11 .
  • the receiving opening 72 is delimited here radially by a peripheral edge of the housing wall of the exhaust gas spiral duct 22 lying on the exhaust gas outlet side 24 .
  • the receiving opening 72 is through the so-called bearing housing shield 42, which is formed by the wall of the part of the integral housing 71 that forms the bearing housing 41.
  • an integral housing cover 73 On the exhaust gas outlet side 24 of the integral housing 71, an integral housing cover 73 is arranged, which has the receiving opening 72 at least partially covers and has an exhaust gas outlet nozzle 74 with an exhaust gas outlet channel 74a to which, for example, the exhaust system of an internal combustion engine can be connected.
  • the integral housing cover 73 connects to the outside of the housing wall of the exhaust gas spiral duct 22 in an exhaust-tight manner at its peripheral outer edge and in this way seals the integral housing 71 on the exhaust gas outlet side 24, apart from the exhaust gas outlet duct 74a, from the environment.
  • the exhaust gas guiding device 50 including the actuating mechanism 59 is also covered or enclosed by the integral housing cover 73 .
  • the exhaust gas can therefore only be routed in a controlled manner via the annular exhaust gas channel 54 formed between the cover ring disk 52 and the bearing ring disk 51, along the sealing contour 53 through the blading of the turbine rotor 12 into the exhaust gas outlet channel 74a and from there, for example, into a subsequent exhaust gas aftertreatment system (not shown) are initiated.
  • a circumferential sealing ring 76 for example, can be arranged in the radial edge area of integral housing cover 73 between the outside of the housing wall of exhaust gas spiral duct 22 and integral housing cover 73.
  • a circumferential annular shoulder 26 extending in the axial direction is provided for centering and positioning the integral housing cover 73 on the integral housing 71 Integral housing cover 73 is provided for this purpose with a cover edge 77 designed to complement the ring shoulder 26 , which cooperates with the ring shoulder 26 , centering the integral housing cover 73 with respect to the rotor shaft axis of rotation 15 .
  • the half-sectional representation of the exhaust gas turbocharger 1 in Fig. 2 also clearly shows that the integral housing 71 has a coolant channel 75, which at least partially surrounds the exhaust gas spiral channel 22 on the bearing housing side 23 of the integral housing 71 facing the compressor housing 31, with this also extends at least partially over the outer circumference of the exhaust gas spiral duct 22 and thus at least partially envelops the exhaust gas spiral duct 22 over a large area.
  • the coolant channel 75 extends into that part of the integral housing 71 which forms the bearing housing 41 whereby the area of the bearing arrangement in the bearing housing 41 is effectively shielded and cooled from the heat input from the area of the exhaust gas spiral channel 22 .
  • the coolant preferably a coolant
  • the coolant is supplied to the integral housing 71 via a coolant inlet connection 75a, flows through the coolant channel 75 and is then discharged from the integral housing 71 via a coolant outlet connection 75b.
  • the integral housing 71 is in fluid connection, for example, directly with a cooling system of the internal combustion engine via the coolant inlet connection 75a and the coolant outlet connection 75b.
  • the embodiment of the exhaust gas turbocharger 1 according to the invention shown in Fig. 2 is also characterized in that the exhaust gas spiral duct 22 of the integral housing 71 according to the invention on a bearing housing side 23 facing the compressor housing 31 at least partially in the axial direction towards the compressor housing 31 via the bearing housing 41 forming Part of integral housing 71 overhangs. As can be seen, this enables a compact design of the exhaust gas turbocharger.
  • variable exhaust gas guide device 50 of the exhaust gas turbocharger 1 is shown in detail in the installation position in FIG. 2 .
  • the variable exhaust gas guide device 50 has a bearing ring disk 51 , a cover ring disk 52 , a plurality of exhaust gas guide vanes 60 arranged distributed over the circumference between the bearing ring disk 51 and the cover ring disk 52 , and an actuating mechanism 59 .
  • the receiving opening 72 is delimited in the axial direction by a bearing housing shield 42 in the part of the integral housing 71 that forms the turbine housing 21, the bearing housing shield 42 being formed by a housing wall of the integral housing 71 that holds the part of the integral housing 71 that forms the bearing housing 41 in the interior of the receiving opening limited.
  • the exhaust gas guiding device 50 is arranged in the receiving opening 72 such that the cover ring disk 52 is arranged on the side facing the bearing housing plate 42 and the actuating mechanism 59 is arranged on the side of the exhaust gas guiding device 50 facing away from the bearing housing plate 42 in the receiving opening 72 .
  • the cover ring disk 52, the exhaust gas guide vanes 60, the bearing ring disk 51 and the actuating mechanism 59 are arranged in the direction of the exhaust gas outlet side 24 according to the aforementioned sequence, with the cover ring disk 52 being on a stop section 42a of the bearing housing shield 42 positioned centered on the axis of rotation of the rotor shaft 15 .
  • the stop shoulder is designed, for example, as a step that is set back from the plane of the bearing housing shield 42 and rotates in relation to the rotor shaft axis of rotation 15, which serves both as an axial stop and as a centering cylinder.
  • the design of the exhaust gas guide device 50 also shows that the sealing contour 53 is formed by the bearing ring disk 51 in relation to the outer contour of the turbine rotor 12.
  • the sealing contour 53 can also be formed by the inner wall of the integral housing cover 73 .
  • variable exhaust gas guide device 50 and the integral housing cover 26 can be designed as a pre-assembled cartridge assembly.
  • the components of the exhaust gas guide device 50 are connected directly or indirectly to the integral housing cover 73 in terms of assembly technology and can be inserted together with this as a structural unit in the receiving opening 72 .
  • the integral housing 71 shown represents an embodiment of the integral housing 71 according to the invention, in which the bearing housing 41 of the bearing unit 40 and the turbine housing 21 of the exhaust gas turbine 20 with the exhaust gas spiral duct 22 in one piece manufactured component are summarized.
  • a receiving opening 72 for receiving an exhaust gas guide device 50 is provided in the axial direction from an exhaust gas outlet side 24 of the integral housing 71 facing away from the bearing housing 41 , in the part of the integral housing 71 forming the turbine housing 21 .
  • the integral housing 71 shown also has the coolant duct 75, which at least partially surrounds the exhaust gas spiral duct 22 on its bearing housing side 23 and extends into the part of the bearing housing 41 forming the Integral housing 71 extends, while the exhaust gas spiral channel 22 is formed so that it at least partially overhangs the bearing housing 41 forming part of the integral housing 71 on the bearing housing side 23 in the axial direction.

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Abstract

The invention relates to a turbocharger (1) for an internal combustion engine, said turbocharger comprising: an exhaust gas turbine (20) equipped with an exhaust gas guide device (50); a radial air compressor (30); and a bearing unit (40) which is located between the exhaust gas turbine and the radial air compressor and in which a rotor shaft (14) is rotatably mounted together with the turbine impeller (12) and the compressor impeller (13). The bearing housing (41) and the turbine housing (21) are designed together as an integral housing (71) manufactured in one piece, and the exhaust gas guide device (50) is inserted in the axial direction into a receiving opening (72) of the integral housing (71) from an exhaust gas outlet side (24) of the integral housing (71) facing away from the radial air compressor (30), and an integral housing cover (73) is arranged on the exhaust gas outlet side (24) of the integral housing (71), which cover at least partially covers the receiving opening (72) and has an exhaust gas outlet connection (74) with an exhaust gas outlet duct (74a). The invention also relates to the integral housing (71) for the turbocharger (1) according to the invention. The entities according to the invention also make it possible to reduce the axial size and the manufacturing costs.

Description

Beschreibung description
Abgasturbolader mit einem Integralgehäuse und variabler Turbinengeometrie und Integralgehäuse für einen Abgasturbolader Exhaust gas turbocharger with an integral housing and variable turbine geometry and integral housing for an exhaust gas turbocharger
Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor mit einer Abgasturbine mit variabler Turbinengeometrie und einem aus Lagergehäuse und Turbinengehäuse kombinierten Integralgehäuse, sowie ein solches Integralge häuse für einen solchen Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie. The invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with an exhaust gas turbine with variable turbine geometry and an integral housing combined from bearing housing and turbine housing, and such an integral housing for such an exhaust gas turbocharger with variable turbine geometry.
Abgasturbolader werden vermehrt zur Leistungssteigerung bei Kraftfahrzeug-Ver brennungsmotoren eingesetzt. Dies geschieht immer häufiger mit dem Ziel den Verbrennungsmotor bei gleicher oder gar gesteigerter Leistung in Baugröße und Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig den Verbrauch und somit den CC -Ausstoß, im Hinblick auf immer strenger werdende gesetzliche Vorgaben diesbezüglich, zu verringern. Das Wirkprinzip besteht darin, die im Abgasstrom enthaltene Energie zu nutzen, um den Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu erhöhen und so eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff zu bewirken und somit mehr Treibstoff, Benzin oder Diesel, pro Verbrennungsvorgang umsetzen zu können, also die Leistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen. Exhaust gas turbochargers are increasingly being used to increase the performance of motor vehicle combustion engines. This is happening more and more often with the aim of reducing the size and weight of the combustion engine with the same or even increased performance and at the same time reducing consumption and thus CC emissions, in view of the increasingly strict legal requirements in this regard. The operating principle is to use the energy contained in the exhaust gas flow to increase the pressure in the intake tract of the combustion engine and thus achieve better filling of the combustion chamber with air-oxygen and thus be able to convert more fuel, petrol or diesel, per combustion process. i.e. to increase the power of the combustion engine.
Dazu weist ein konventioneller Abgasturbolader eine im Abgastrakt des Verbren nungsmotors angeordnete Abgasturbine, einen im Ansaugtrakt angeordneten Radial-Luftverdichter und eine dazwischen angeordnete Lagereinheit auf. Die Abgasturbine weist ein Turbinengehäuse und ein darin angeordnetes, durch den Abgasmassenstrom angetriebenes Turbinenlaufrad auf. Der Radial-Luftverdichter weist ein Verdichtergehäuse und ein darin angeordnetes, einen Ladedruck auf bauendes Verdichterlaufrad auf. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Welle, der sogenannten Läuferwelle, drehfest angeordnet und bilden so den sogenannten Turboladerläufer. Die Läuferwelle erstreckt sich axial zwischen Turbinenlaufrad und Verdichterlaufrad durch die zwischen Abgasturbine und Radial-Luftverdichter angeordnete Lagereinheit und ist in dieser, in Bezug auf die Läuferwellendreh achse, radial und axial drehgelagert. Gemäß diesem Aufbau treibt das vom Abgasmassenstrom angetriebene Turbinenlaufrad über die Läuferwelle das Verdichterlaufrad an, wodurch der Druck im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors, bezogen auf den Frischluftmassentrom hinter dem Frischluftverdichter, erhöht und dadurch eine bessere Befüllung des Brennraumes mit Luft-Sauerstoff bewirkt wird. In der Regel weist ein gebräuchlicher Abgasturbolader, einen mehrteiligen Aufbau auf. Dabei sind ein im Abgastrakt des Verbrennungsmotors anordenbares Turbinengehäuse, ein im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors anordenbares Verdichtergehäuse und zwischen Turbinengehäuse und Verdichtergehäuse ein Lagergehäuse auf einer gemeinsamen Turboladerachse nebeneinander angeordnet und montagetechnisch miteinander verbunden. For this purpose, a conventional exhaust gas turbocharger has an exhaust gas turbine arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine, a radial air compressor arranged in the intake tract and a bearing unit arranged in between. The exhaust gas turbine has a turbine housing and a turbine impeller which is arranged therein and is driven by the exhaust gas mass flow. The radial air compressor has a compressor housing and a compressor impeller which is arranged therein and which generates boost pressure. The turbine impeller and the compressor impeller are arranged in a rotationally fixed manner on the opposite ends of a common shaft, the so-called rotor shaft, and thus form the so-called turbocharger rotor. The rotor shaft extends axially between the turbine impeller and the compressor impeller through the bearing unit arranged between the exhaust gas turbine and the radial air compressor and is rotatably mounted radially and axially in this, with respect to the rotor shaft rotation axis. According to this design, the turbine impeller driven by the exhaust gas mass flow drives the compressor impeller via the rotor shaft, which increases the pressure in the intake tract of the combustion engine, based on the fresh air mass flow behind the fresh air compressor, and thus causes better filling of the combustion chamber with air-oxygen. As a rule, a common exhaust gas turbocharger has a multi-part structure. A turbine housing that can be arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine, a compressor housing that can be arranged in the intake tract of the internal combustion engine, and a bearing housing between the turbine housing and the compressor housing are arranged next to one another on a common turbocharger axis and are connected to one another in terms of assembly.
Eine weitere Baueinheit des Abgasturboladers stellt der Turboladerläufer dar, der eine Läuferwelle, ein in dem Turbinegehäuse angeordnetes Turbinenlaufrad und ein in dem Verdichtergehäuse angeordnetes Verdichterlaufrad aufweist. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind auf den sich gegenüberliegenden Enden der gemeinsamen Läuferwelle angeordnet und mit diesen drehfest verbunden. Die Läuferwelle erstreckt sich entlang ihrer Längsachse, der Läuferwellendrehachse, in Richtung der Turboladerachse axial durch das Lagergehäuse und ist in diesem axial und radial um seine Läuferwellendrehachse, drehgelagert, wobei die Läuferwellendrehachse und die Turboladerachse übereinstimmen. A further structural unit of the exhaust gas turbocharger is the turbocharger rotor, which has a rotor shaft, a turbine wheel arranged in the turbine housing and a compressor wheel arranged in the compressor housing. The turbine wheel and the compressor wheel are arranged on the opposite ends of the common rotor shaft and are non-rotatably connected thereto. The rotor shaft extends axially along its longitudinal axis, the rotor shaft axis of rotation, in the direction of the turbocharger axis through the bearing housing and is rotatably mounted in it axially and radially about its rotor shaft axis of rotation, with the rotor shaft axis of rotation and the turbocharger axis coinciding.
Das Turbinengehäuse weist einen oder mehrere, das Turbinenlaufrad und die Turboladerachse ringförmig umgreifend angeordnete, sich schneckenförmig zum Turbinenlaufrad hin verjüngende Abgas-Spiralkanäle, auch als Abgasfluten bezeichnet, auf, die eine nach radial innen gerichtete Ringkanal-Öffnung, den Abgas-Ringkanal aufweisen. Die Abgas-Spiralkanäle weisen weiterhin einen jeweiligen oder gemeinsamen Abgaszuführkanal auf, durch den der Abgasmassenstrom in die jeweilige Abgasflute und von dort durch den nach innen gerichteten Abgas-Ringkanal über das Turbinenlaufrad in einen Abgasabführkanal strömt und in das Auspuffsystem des Verbrennungsmotors abgeführt wird. Über einen bestimmten Bereich hinweg, zwischen Abgas-Ringkanal und Abgasabführkanal, folgt die radiale Innenkontur des Turbinengehäuses der Außenkontur des darin aufgenommenen Turbinenlaufrades. Dieser Bereich der Innenkontur des Turbinengehäuses wird als Dichtkontur bezeichnet und bewirkt, dass der Abgasmassenstrom möglichst vollständig durch die Beschaufelung des Turbinenlaufrades 21 strömt und nicht daran vorbei. The turbine housing has one or more exhaust gas spiral ducts, also referred to as exhaust gas flows, which are arranged in a ring, encompassing the turbine impeller and the turbocharger axis, tapering in a snail shape towards the turbine impeller and which have a radially inwardly directed annular duct opening, the exhaust gas annular duct. The exhaust gas spiral ducts also have a respective or common exhaust gas feed duct, through which the exhaust gas mass flow flows into the respective exhaust gas flow and from there through the inwardly directed exhaust gas annular duct via the turbine impeller into an exhaust gas discharge duct and is discharged into the exhaust system of the internal combustion engine. The radial inner contour of the turbine housing follows the outer contour of the turbine impeller accommodated therein over a certain area, between the annular exhaust gas channel and the exhaust gas discharge channel. This area of the inner contour of the turbine housing is referred to as the sealing contour and causes the exhaust gas mass flow to flow as completely as possible through the blading of the turbine wheel 21 and not past it.
Das Verdichtergehäuse weist einen Lufteinlassstutzen mit einem Lufteinlasskanal auf, zum Anschluss an das Frischluft-Saugsystem des Verbrennungsmotors. Über diesen Lufteinlasskanal wird ein Frischluftmassenstrom vom Verdichterlaufrad aus dem Frischluft-Saugsystem angesaugt. Weiterhin weist das Verdichtergehäuse in der Regel einen, das Verdichterlaufrad und die Turboladerachse ringförmig um greifenden, sich schneckenförmig vom Verdichterlaufrad weg erweiternden Luft-Spiralkanal, eine sogenannte Frischluftflute, auf. Dieser Luft-Spiralkanal weist eine Ringkanal-Öffnung, den sogenannten Diffusor auf, durch den der Frischluft massenstrom vom Verdichterlaufrad weg unter erhöhtem Druck in den Luft-Spi ralkanal und von dort durch einen nach außen gerichteten Frischluftabführkanal in das Verteilerrohr des Verbrennungsmotors strömt. The compressor housing has an air inlet port with an air inlet duct for connection to the fresh air intake system of the internal combustion engine. Above A fresh air mass flow is sucked in through this air intake duct by the compressor impeller from the fresh air intake system. Furthermore, the compressor housing generally has an air spiral duct, a so-called fresh air flow, which encompasses the compressor impeller and the turbocharger axis in a ring shape and widens in a snail shape away from the compressor impeller. This air spiral duct has an annular duct opening, the so-called diffuser, through which the fresh air mass flow flows away from the compressor impeller under increased pressure into the air spiral duct and from there through an outwardly directed fresh air discharge duct into the distributor pipe of the combustion engine.
Das Lagergehäuse ist axial zwischen dem Turbinengehäuse und dem Verdichter gehäuse angeordnet. Im Lagergehäuse ist eine Lageranordnung zur Axiallagerung und zur Drehlagerung der Läuferwelle aufgenommen. The bearing housing is arranged axially between the turbine housing and the compressor housing. A bearing arrangement for the axial bearing and for the rotary bearing of the rotor shaft is accommodated in the bearing housing.
Die Lageranordnung besteht in der Regel aus zwei in axialem Abstand zueinander angeordneten Radial-Wellenlagern zur Drehlagerung und einem Axial-Wellenlager zur Abstützung von im Betreib auf die Läuferwelle wirkenden Axialkräften. Zur Schmierung und Ölversorgung der Lagerkomponenten sind im Lagergehäuse Ölversorgungskanäle vorgesehen. In konventioneller Ausführung ist auf der, dem Frischluftverdichter zugewandten Seite des Lagergehäuses ein Verdichterge häuse-Anschlussflansch vorgesehen, an dem das Verdichtergehäuse am Lager gehäuse angeschlossen ist. Auf der, der Abgasturbine zugewandten Seite des Lagergehäuses ist ein Turbinengehäuse-Anschlussflansch vorgesehen, an dem das Turbinengehäuse am Lagergehäuse angeschlossen ist. Weiterhin ist auf dieser Seite des Lagergehäuses zwischen Turbinengehäuse und Lagergehäuse, in der Regel, ein sogenanntes Hitzeschild angeordnet, das die dem Turbinengehäuse zugewandte, auch als Lagergehäuseschild bezeichnete Gehäusewand des Lager gehäuses sowie die Lagerkomponenten im Lagergehäuse gegen die hohen Abgastemperaturen in der Abgasturbine abschirmt. The bearing arrangement generally consists of two radial shaft bearings arranged at an axial distance from one another for rotary bearing and one axial shaft bearing for supporting axial forces acting on the rotor shaft during operation. Oil supply channels are provided in the bearing housing to lubricate and supply oil to the bearing components. In a conventional design, a compressor housing connection flange is provided on the side of the bearing housing facing the fresh air compressor, to which the compressor housing is connected to the bearing housing. On the side of the bearing housing facing the exhaust gas turbine, a turbine housing connection flange is provided, on which the turbine housing is connected to the bearing housing. Furthermore, on this side of the bearing housing between the turbine housing and the bearing housing, a so-called heat shield is usually arranged, which shields the housing wall of the bearing housing facing the turbine housing, also known as the bearing housing shield, and the bearing components in the bearing housing against the high exhaust gas temperatures in the exhaust gas turbine.
Abgasturbinen und Radial-Luftverdichter sind Strömungsmaschinen und haben aufgrund der physikalischen Gesetzmäßigkeiten einen jeweils von Baugröße und Bauart abhängigen optimalen Betriebsbereich der durch den Massedurchsatz, das Druckverhältnis und die Drehzahl des jeweiligen Laufrades gekennzeichnet ist.Exhaust gas turbines and radial air compressors are turbomachines and, due to physical laws, have an optimal operating range that depends on the size and design and is characterized by the mass throughput, the pressure ratio and the speed of the respective impeller.
Im Gegensatz dazu ist der Betrieb eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug von dynamischen Änderungen der Last und des Betriebsbereiches gekennzeichnet. Um nun den Betriebsbereich des Abgasturboladers an sich ändernde Betriebs bereiche des Verbrennungsmotors anpassen zu können und so ein gewünschtes Ansprechverhalten möglichst ohne spürbare Verzögerungen (Turboloch) zu ge währleisten, wird eine Abgasturbine beispielsweise mit einer den Abgas-Ringkanal bildenden oder im Abgas-Ringkanal im Übergang zwischen Abgas-Spiralkanal und Turbinenlaufrad angeordneten und als „Variable Turbinengeometrie“ (VTG) bezeichnete Abgasleiteinrichtung ausgestattet. Je nach Drehzahl und Abgasmassenstrom des Verbrennungsmotors wird in Abhängigkeit von den Lastanforderungen die Variable Turbinengeometrie so eingestellt, dass die Drehzahl von Turbinen- und Verdichterlaufrad sowie das Druckverhältnis, insbesondere an der Abgasturbine, innerhalb des gewünschten Arbeitsbereichs des Abgasturboladers gehalten werden kann. In contrast, the operation of an internal combustion engine in a motor vehicle is characterized by dynamic changes in load and operating range. In order to be able to adapt the operating range of the exhaust gas turbocharger to changing operating ranges of the combustion engine and thus to ensure the desired response behavior with as few noticeable delays as possible (turbo lag), an exhaust gas turbine is fitted, for example, with an exhaust gas annular duct forming or in the exhaust annular duct in the transition between the exhaust gas spiral duct and the turbine impeller and is equipped with the "Variable Turbine Geometry" (VTG) exhaust gas guiding device. Depending on the speed and exhaust gas mass flow of the internal combustion engine and depending on the load requirements, the variable turbine geometry is set in such a way that the speed of the turbine and compressor impeller and the pressure ratio, especially on the exhaust gas turbine, can be kept within the desired working range of the exhaust gas turbocharger.
Eine solche Abgasleiteinrichtung wird in der Regel gebildet durch eine Lagerringscheibe und eine Deckringscheibe, die in einem den Abgas-Ringkanal bildenden axialen Abstand und konzentrisch zueinander angeordnet sind. In dem Abgas-Ringkanal zwischen Lagerringscheibe und Deckringscheibe ist eine Mehrzahl von Abgasleitschaufeln über den Umfang verteilt angeordnet, die in der Lagerringscheibe um eine jeweilige Schaufeldrehachse drehbar gelagert sind wobei die Schaufeldrehachsen, in Bezug auf die Turbinenachse, zumindest überwiegend axial ausgerichtet sind, und sich die Abgasleitschaufeln über ihre Schaufelbreite in axialer Richtung zwischen der Lagerringscheibe und der Deckringscheibe erstrecken. Die Abgasleitschaufeln sind dabei um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen, von einer Geschlossen-Stellung über einen radialen Schwenkbereich hinweg bis in eine Geöffnet-Stellung, drehbar gelagert. Dazu ist in der Regel auf der Außenseite der Lagerringscheibe eine Stellmechanik angeordnet die zur Betätigung der Abgasleitschaufeln vorgesehen ist. Mit Hilfe dieser Stellmechanik wird die Drehlage der Abgasleitschaufeln nach Bedarf verändert und so der Reaktionsgrad, das Schluckvermögen und das Druckverhältnis der Abgasturbine beeinflusst. Eine solche Abgasleiteinrichtung ist bei konventionellen Abgasturboladern von der Lagergehäuseseite des Turbinengehäuses her in das Turbinengehäuse aufgenommen. Such an exhaust gas guide device is generally formed by a bearing ring disk and a cover ring disk, which are arranged concentrically and at an axial distance from one another, forming the annular exhaust gas channel. In the annular exhaust gas channel between the bearing ring disk and the cover ring disk, a plurality of exhaust gas guide vanes are arranged distributed over the circumference, which are mounted in the bearing ring disk so that they can rotate about a respective blade axis of rotation, with the blade axis of rotation being at least predominantly axially aligned in relation to the turbine axis, and the Exhaust guide vanes extend over their blade width in the axial direction between the bearing washer and the cover washer. The exhaust gas guide vanes are mounted such that they can rotate about their respective vane axes of rotation, from a closed position over a radial pivot range to an open position. For this purpose, an actuating mechanism is usually arranged on the outside of the bearing ring disk, which is provided for actuating the exhaust gas guide vanes. With the help of this adjusting mechanism, the rotational position of the exhaust gas guide vanes is changed as required, thus influencing the degree of reaction, the intake capacity and the pressure ratio of the exhaust gas turbine. In conventional exhaust gas turbochargers, such an exhaust gas guiding device is accommodated in the turbine housing from the bearing housing side of the turbine housing.
Ein solcher Abgasturbolader mit VTG ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2018221 812 A1 beschrieben. Auch die Druckschriften DE 102008017821 A1 , DE 102008000 776 A1 und EP 1 536 103 A1 offenbaren Abgasturbolader mit VTG, wie zuvor beschrieben. Bei den beschriebenen Lösungen besteht der Nachteil, dass sich die axiale Bau länge des Abgasturboladers durch die Anordnung der Abgasleiteinrichtung zwischen Turbinengehäuse und Lagergehäuse vergrößert. Zudem ergibt sich ein erhöhter Montageaufwand durch den Einbau der Abgasleiteinrichtung in das Turbinengehäuse von der Lagergehäuseseite her. Dies ist auch bei Wartungs- und Reparaturarbeiten von Nachteil. Weiter ist bei einer solchen Konfiguration die thermische Abschirmung der Lagereinheit von den im Turbinengehäuse herrschenden hohen Abgastemperaturen erschwert. Schließlich erfordert dieses Konzept die Herstellung von drei hochkomplexen Bauteilen, Verdichtergehäuse, Lagergehäuse und Turbinengehäuse, zum Teil unter Verwendung von hochtemperaturfesten Werkstoffen, was einen hohen Preis für einen solchen Abgasturbolader zur Folge hat. Such an exhaust gas turbocharger with VTG is described, for example, in publication DE 10 2018221 812 A1. The publications DE 102008017821 A1, DE 102008000 776 A1 and EP 1 536 103 A1 also disclose exhaust gas turbochargers with VTG, as described above. The disadvantage of the solutions described is that the axial overall length of the exhaust gas turbocharger increases due to the arrangement of the exhaust gas guiding device between the turbine housing and the bearing housing. In addition, there is an increased assembly effort due to the installation of the exhaust gas guiding device in the turbine housing from the bearing housing side. This is also a disadvantage during maintenance and repair work. Furthermore, with such a configuration, the thermal shielding of the bearing unit from the high exhaust gas temperatures prevailing in the turbine housing is made more difficult. Finally, this concept requires the production of three highly complex components, compressor housing, bearing housing and turbine housing, partly using materials that are resistant to high temperatures, which results in a high price for such an exhaust gas turbocharger.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbolader mit einer variablen Abgasleiteinrichtung, sowie ein Gehäusekonzept für einen solchen Abgasturbolader zur Verfügung zu stellen, durch die die oben genannten Nachteile zumindest reduziert sind. The object of the present invention is therefore to provide an exhaust gas turbocharger with a variable exhaust gas guide device and a housing concept for such an exhaust gas turbocharger, which at least reduces the disadvantages mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch einen Abgasturbolader mit Abgasleiteinrichtung in der Abgasturbine sowie ein Integralgehäuse für einen solchen Abgasturbolader mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder, sofern diese sich nicht gegenseitig ausschließen, in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by an exhaust gas turbocharger with an exhaust gas guide device in the exhaust gas turbine and an integral housing for such an exhaust gas turbocharger with the features according to the independent patent claims. Advantageous training and developments, which can be used individually or, if they are not mutually exclusive, in combination with one another, are the subject matter of the dependent claims.
Die vorgeschlagenen Gegenstände gemäß der Erfindung zeichnen sich vor allem aus durch eine Reduzierung der Anzahl einzelner komplexer Gehäusebauteile, eine vereinfachte Montage der Abgasleiteinrichtung in das Gehäuse, die Ermöglichung eines vereinfachten effizienten Thermomanagements für Abgasturbine und Lagereinheit und die damit verbundenen reduzierten Anforderungen an das Material, einen reduzierten axialen Bauraumbedarf des Abgasturboladers, vereinfachte Zugänglichkeit der Abgasleiteinrichtung für Reparatur und Wartungsarbeiten, sowie, daraus resultierend, niedrigere Herstellkosten für das Produkt. Darüber hinaus ist durch die Anordnung des Abgasauslassstutzens auf dem konstruktiv und fertigungstechnisch einfach auszuführenden Integralgehäuse- deckel eine einfache Applikationsanpassung an unterschiedliche Abgassysteme ermöglicht. The proposed objects according to the invention are characterized above all by a reduction in the number of individual complex housing components, simplified assembly of the exhaust gas guide device in the housing, the enabling of simplified, efficient thermal management for the exhaust gas turbine and bearing unit and the associated reduced requirements for the material, a reduced axial installation space requirements of the exhaust gas turbocharger, simplified accessibility of the exhaust gas guide for repair and maintenance work, and, as a result, lower manufacturing costs for the product. In addition, the arrangement of the exhaust gas outlet connection on the integral housing, which is easy to implement in terms of design and production technology, cover enables easy application adaptation to different exhaust systems.
Erfindungsgemäß wird ein Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen, der eine Abgasturbine mit Abgasleiteinrichtung, einen Radial-Luft- verdichter, und eine Lagereinheit mit einer in einer Wellenlageranordnung gelagerten Läuferwelle aufweist. According to the invention, an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine is proposed, which has an exhaust gas turbine with an exhaust gas guide device, a radial air compressor, and a bearing unit with a rotor shaft mounted in a shaft bearing arrangement.
Die Abgasturbine weist ein mit einem ersten Wellenende der Läuferwelle drehfest verbundenes Turbinenlaufrad, ein Turbinengehäuse mit zumindest einem Abgas-Spiralkanal, der das Turbinenlaufrad zumindest über einen Teil seines Umfangs umgreift und eine in einem Übergangsbereich zwischen Abgas-Spiralkanal und dem Turbinenlaufrad angeordnete, variable Abgasleiteinrichtung auf. Der Radial-Luftverdichter, weist ein Verdichtergehäuse und ein damit zusammenwirkendes, mit einem zweiten Wellenende der Läuferwelle drehfest verbundenes Verdichterlaufrad auf. The exhaust gas turbine has a turbine impeller non-rotatably connected to a first shaft end of the rotor shaft, a turbine housing with at least one exhaust gas spiral duct, which surrounds the turbine impeller at least over part of its circumference, and a variable exhaust gas guiding device arranged in a transition region between the exhaust gas spiral duct and the turbine impeller . The radial air compressor has a compressor housing and a compressor impeller which interacts therewith and is non-rotatably connected to a second shaft end of the rotor shaft.
Die Lagereinheit weist ein Lagergehäuse auf, das zwischen dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse angeordnet ist und in dem die Wellenlageranordnung aufgenommen ist, wobei die Läuferwelle sich entlang einer Läuferwellendrehachse in axialer Richtung durch das Lagergehäuse erstreckt, und in der Wellenlageranord nung um die Läuferwellendrehachse, zusammen mit dem Turbinenlaufrad und dem Verdichterlaufrad, drehbar gelagert ist. The bearing unit has a bearing housing which is arranged between the turbine housing and the compressor housing and in which the shaft bearing arrangement is accommodated, the rotor shaft extending along a rotor shaft axis of rotation in the axial direction through the bearing housing, and in the shaft bearing arrangement around the rotor shaft axis of rotation, together with the turbine wheel and the compressor wheel, is rotatably mounted.
Der erfindungsgemäße Abgasturbolader zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das Lagergehäuse und das Turbinengehäuse zusammen als in einem Stück gefertigtes Integralgehäuse ausgebildet sind und dass die Abgasleiteinrichtung, von einer dem Verdichtergehäuse abgewandten Abgas-Austrittsseite des Integralgehäuses her, in axialer Richtung in eine Aufnahmeöffnung des Integralgehäuses eingefügt ist und dass auf der Abgas-Austrittsseite des Integralgehäuses ein Integralgehäusedeckel angeordnet ist, der die Aufnahmeöffnung zumindest teilweise abdeckt und der einen Abgasauslassstutzen mit einem Abgasauslasskanal aufweist. The exhaust gas turbocharger according to the invention is characterized in particular by the fact that the bearing housing and the turbine housing are designed together as an integral housing manufactured in one piece and that the exhaust gas guide device is inserted in the axial direction into a receiving opening of the integral housing from an exhaust gas outlet side of the integral housing that faces away from the compressor housing and that an integral housing cover is arranged on the exhaust gas outlet side of the integral housing, which cover at least partially covers the receiving opening and has an exhaust gas outlet connection with an exhaust gas outlet channel.
In einer weiter vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers weist das Integralgehäuse einen Kühlmittelkanal auf, der den Abgas-Spiralkanal auf einer dem Verdichtergehäuse zugewandten Lagergehäuseseite des Integralgehäuses zumindest teilweise umgreift und sich bis in den das Lagergehäuse bildenden Teil des Integralgehäuses erstreckt. In a further advantageous embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention, the integral housing has a coolant duct, which connects the exhaust gas spiral duct on a bearing housing side facing the compressor housing Integral housing at least partially surrounds and extends into the bearing housing forming part of the integral housing.
In Weiterbildung dieses Gegenstandes erstreckt sich der Kühlmittelkanal auch zumindest teilweise über den Außenumfang des Abgas-Spiralkanals. In a further development of this subject, the coolant channel also extends at least partially over the outer circumference of the exhaust gas spiral channel.
Dies ermöglicht eine Ausbildung des Kühlmittelkanals zur Kühlung des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses in einem durchgehenden Stück, was die Herstellung vereinfacht und wodurch Verbindungsschnittstellen vermieden werden können, auch kann dadurch eine besonders effektive Kühlung der sensiblen Bereiche des Integralgehäuses gewährleistet werden. This enables the coolant channel for cooling the turbine housing and the bearing housing to be formed in one continuous piece, which simplifies production and avoids connection interfaces, and particularly effective cooling of the sensitive areas of the integral housing can also be ensured.
In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist der Abgas-Spiralkanal derart ausgebildet, dass er auf einer dem Verdichtergehäuse zugewandten Lagergehäuseseite des Integralgehäuses zumindest teilweise in axialer Richtung auf das Verdichtergehäuse zu über den das Lagergehäuse bildenden Teil des Integralgehäuses überhängt. Dies trägt vorteilhaft zur Verkürzung der axialen Baulänge des Abgasturboladers bei. In a further embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention, the exhaust gas spiral duct is designed in such a way that on a bearing housing side of the integral housing facing the compressor housing it overhangs at least partially in the axial direction towards the compressor housing over the part of the integral housing forming the bearing housing. This advantageously contributes to shortening the overall axial length of the exhaust gas turbocharger.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist dadurch gekennzeichnet, dass die variable Abgasleiteinrichtung eine Lagerringscheibe, eine Deckringscheibe, mehrere zwischen Lagerringscheibe und Deckringscheibe über deren Umfang verteilt angeordnete Abgasleitschaufeln sowie eine Betätigungsmechanik aufweist. Weiterhin ist die Aufnahmeöffnung in dem das Turbinengehäuse bildenden Teil des Integralgehäuses in axialer Richtung von einem Lagergehäuseschild begrenzt. Die Abgasleiteinrichtung ist dabei so in die Aufnahmeöffnung eingefügt, dass die Deckringscheibe auf der dem Lagergehäuseschild zugewandten Seite und die Betätigungsmechanik auf der dem Lagergehäuseschild abgewandten Seite der Abgasleiteinrichtung in der Aufnahmeöffnung angeordnet sind. Dies ermöglicht einen einfachen Montagevorgang für die Abgasleiteinrichtung und eine gute Zugänglichkeit der Betätigungsmechanik zur Anbindung an einen externen Aktuator. A further embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention is characterized in that the variable exhaust gas guide device has a bearing ring disk, a cover ring disk, several exhaust gas guide vanes arranged distributed between the bearing ring disk and the cover ring disk over their circumference, and an actuating mechanism. Furthermore, the receiving opening in the part of the integral housing that forms the turbine housing is delimited in the axial direction by a bearing housing plate. The exhaust gas guiding device is inserted into the receiving opening in such a way that the cover ring disk is arranged on the side of the exhaust gas guiding device facing away from the bearing housing plate and the actuating mechanism is arranged in the receiving opening on the side facing away from the bearing housing plate. This enables a simple assembly process for the exhaust gas guiding device and good accessibility of the actuating mechanism for connection to an external actuator.
In vorteilhafter Weiterbildung der vorgenannten Ausführung und Anordnung der Abgasleiteinrichtung kann am Lagergehäuseschild ein Anschlagabsatz vorgesehen sein, auf dem die Deckringscheibe zentriert zur Läuferwellendrehachse positioniert ist. Auch ein axialer Anschlag für die Abgasleiteinrichtung kann dadurch realisiert sein. Dies gewährleistet eine genaue Positionierung und Zentrierung der Abgasleiteinrichtung in Bezug auf die Läuferwellendrehachse auf einfache Weise. In vorteilhafter Weiterbildung der vorgenannten Ausführung und Anordnung der Abgasleiteinrichtung im Integralgehäuse des Abgasturboladers ist die auf der Abgas-Austrittseite der Abgasleiteinrichtung angeordnete Betätigungsmechanik von dem Integralgehäusedeckel abgedeckt und der Integralgehäusedeckel schließt abgasdicht am Integralgehäuse an. Zur Abdichtung zwischen Turbinengehäuse und Integralgehäusedeckel kann beispielsweise ein umlaufender Dichtungsring im radialen Außenbereich des Integralgehäusedeckel vorgesehen sein. Dadurch wird die Abgasleiteinrichtung und gleichermaßen das Turbinengehäuse, in einem Zug, auf einfache Weise abgasdicht gegenüber der Umgebung geschlossen. In an advantageous development of the aforementioned design and arrangement of the exhaust gas guiding device, a stop shoulder can be provided on the bearing housing shield, on which the cover ring disk is positioned centered on the axis of rotation of the rotor shaft. An axial stop for the exhaust-gas guiding device can also be implemented as a result. This ensures precise positioning and centering of the exhaust gas guiding device in relation to the axis of rotation of the rotor shaft in a simple manner. In an advantageous further development of the aforementioned embodiment and arrangement of the exhaust gas guiding device in the integral housing of the exhaust gas turbocharger, the actuating mechanism arranged on the exhaust gas outlet side of the exhaust gas guiding device is covered by the integral housing cover and the integral housing cover adjoins the integral housing in an exhaust-tight manner. For example, a circumferential sealing ring can be provided in the radial outer area of the integral housing cover for sealing between the turbine housing and the integral housing cover. As a result, the exhaust-gas guiding device and likewise the turbine housing are closed in a simple manner in an exhaust-tight manner with respect to the environment.
Bei einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers sind die variable Abgasleiteinrichtung und der Integralgehäusedeckel als vormontierbare Kartuschen-Baugruppe gestaltet. Dies ermöglicht eine separate, bzw. parallele Vormontage dieser Kartuschen-Baugruppe und eine vereinfachte Endmontage in einem Fügevorgang. In a further embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention, the variable exhaust gas guide device and the integral housing cover are designed as a pre-assembled cartridge assembly. This enables separate or parallel pre-assembly of this cartridge assembly and simplified final assembly in one joining process.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers basiert auf der Ausführung bei der die Abgasleiteinrichtung, eine Lagerringscheibe, eine Deck ringscheibe, mehrere zwischen Lagerringscheibe und Deckringscheibe über deren Umfang verteilt angeordnete Abgasleitschaufeln sowie eine Betätigungsmechanik aufweist und so in die Aufnahmeöffnung eingefügt ist, dass die Deckringscheibe auf der dem Lagergehäuseschild zugewandten Seite und die Lagerringscheibe mit der Betätigungsmechanik auf der dem Lagergehäuseschild abgewandten Seite der Abgasleiteinrichtung in der Aufnahmeöffnung angeordnet sind. Dabei ist eine Dichtkontur gegenüber einer Außenkontur des Turbinenlaufrades durch die Lagerringscheibe ausgebildet. Die Dichtkontur ist, wie bereits in der Einleitung erläutert, der Übergangsbereich zwischen Abgas-Ringkanal und Abgasabführ- kanal, in dem die radiale Innenkontur der das Turbinenlaufrad umgreifenden Bauteile, beziehungsweise der weitere Verlauf der auf der Abgas-Austrittsseite liegenden Ringkanal-Vorderwand, der Außenkontur des Turbinenlaufrades so angepasst ist, dass der Abgasmassenstrom möglichst vollständig durch die Beschaufelung des Turbinenlaufrades strömt und nicht daran vorbei. Bei dieser Ausführung ist der Abgas-Ringkanal zwischen der Deckringscheibe und der Lagerringscheibe ausgebildet, wobei die Deckringscheibe die auf der Lagergehäuseseite liegende Ringkanal-Hinterwand bildet und die Lagerringscheibe die auf der Abgas-Austrittsseite liegende Ringkanal-Vorderwand bildet. In Vorteilhafter Weise wird hier die Ringkanal-Vorderwand auf der Lagerringscheibe so, mit möglichst geringem Abstand, entlang der Außenkontur des Turbinenlauf rades als Dichtkontur weitergeführt. Auf der separaten Lagerringscheibe kann die Dichtkontur mit hoher Präzision und in einfachen Bearbeitungsschritten hergestellt werden. Another embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention is based on the embodiment in which the exhaust gas guide device has a bearing ring disk, a cover ring disk, several exhaust gas guide vanes arranged between the bearing ring disk and the cover ring disk distributed over their circumference, as well as an actuating mechanism and is inserted into the receiving opening in such a way that the cover ring disk is on the the side facing the bearing housing plate and the bearing washer with the actuating mechanism are arranged on the side of the exhaust gas guiding device facing away from the bearing housing plate in the receiving opening. In this case, a sealing contour is formed by the bearing ring disk in relation to an outer contour of the turbine impeller. As already explained in the introduction, the sealing contour is the transition area between the annular exhaust gas duct and the exhaust gas discharge duct, in which the radial inner contour of the components encompassing the turbine impeller, or the further course of the annular duct front wall on the exhaust gas outlet side, the outer contour of the turbine wheel is adjusted in such a way that the exhaust gas mass flow flows as completely as possible through the blading of the turbine wheel and not past it. In this embodiment, the annular exhaust gas channel is formed between the cover ring disk and the bearing ring disk, with the cover ring disk forming the annular channel rear wall on the bearing housing side and the bearing ring disk forming the annular channel front wall on the exhaust gas outlet side. In Advantageously, the ring channel front wall on the bearing ring disk is continued here as a sealing contour, with the smallest possible distance, along the outer contour of the turbine impeller. The sealing contour can be produced with high precision and in simple processing steps on the separate bearing ring disk.
Das erfindungsgemäße Integralgehäuse für einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader, wie vorausgehend beschrieben, in dem das Lagergehäuse und das Turbinengehäuse mit einem Abgas-Spiralkanal als aus einem Stück gefertigtes Bauteil zusammengefasst sind, zeichnet sich dadurch aus, dass es eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme der Abgasleiteinrichtung, von einer dem Lagergehäuse abgewandten Abgas-Austrittsseite des Integralgehäuses her in axialer Richtung, aufweist. The integral housing according to the invention for an exhaust gas turbocharger according to the invention, as described above, in which the bearing housing and the turbine housing are combined with an exhaust gas spiral duct as a component manufactured from one piece, is characterized in that there is a receiving opening for receiving the exhaust gas guide device from one of the Bearing housing facing away from the exhaust gas outlet side of the integral housing ago in the axial direction.
Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Integralgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kühlmittelkanal aufweist, der den Abgas-Spiralkanal auf einer Lagergehäuseseite des Integralgehäuses zumindest teilweise umgreift und sich bis in den das Lagergehäuse bildenden Teil des Integralgehäuses erstreckt. Dies ermöglicht eine Ausbildung des sogenannten Wasserkerns, also des Kühlmittelkanals zur Kühlung des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses in einem durchgehenden Stück, wodurch Verbindungsschnittstellen vermieden werden können und gewährleistet eine besonders effektive Kühlung der sensiblen Bereiche des Integralgehäuses. An advantageous embodiment of the integral housing according to the invention is characterized in that it has a coolant channel which at least partially encompasses the exhaust gas spiral channel on a bearing housing side of the integral housing and extends into the part of the integral housing that forms the bearing housing. This enables the so-called water core, i.e. the coolant channel for cooling the turbine housing and the bearing housing, to be formed in one continuous piece, which means that connection interfaces can be avoided and ensures particularly effective cooling of the sensitive areas of the integral housing.
Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Integralgehäuse für einen Abgasturbolader ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgas-Spiralkanal auf der Lagergehäuseseite, also der der Abgas-Austrittsseite abgewandten Seite des Abgas-Spiralkanals, zumindest teilweise in axialer Richtung über den das Lagergehäuse bildenden Teil des Integralgehäuses überhängt. Dadurch ist der beanspruchte axiale Bauraum des Integralgehäuses vorteilhaft verringert. Another embodiment of the integral housing according to the invention for an exhaust gas turbocharger is characterized in that the exhaust gas spiral duct on the bearing housing side, i.e. the side of the exhaust gas spiral duct facing away from the exhaust gas outlet side, at least partially overhangs in the axial direction over the part of the integral housing that forms the bearing housing. As a result, the claimed axial installation space of the integral housing is advantageously reduced.
Eine Auswahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie verschiedene Kombinationsmöglichkeiten von Merkmalen verschiedener Ausführungen gemäß der Ansprüche werden im Folgenden anhand der Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert. A selection of exemplary embodiments of the invention and various possible combinations of features of different embodiments according to the claims are explained in more detail below using the illustrations in the drawing.
Es zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte dreidimensionale Darstellung einer Ausführung eines konventionellen Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie (VTG), mit im Viertelschnitt entlang der Turboladerachse aufgeschnittenem Gehäuse; Show it: 1 shows a simplified three-dimensional representation of an embodiment of a conventional exhaust-gas turbocharger with variable turbine geometry (VTG), with a housing cut open in a quarter section along the turbocharger axis;
Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie (VTG), in Flalbschnitt-Darstellung. 2 shows a simplified illustration of an embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention with variable turbine geometry (VTG), in a half-section illustration.
Funktions- und Benennungsgleiche Teile sind in den Figuren durchgehend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Parts with the same function and names are identified throughout the figures with the same reference symbols.
In Figur 1 ist eine Ausführung eines konventionellen Abgasturboladers 1 bestehend aus einer Abgasturbine 20, Radial-Luftverdichter 30 und der axial dazwischen angeordneten Lagereinheit 40 gezeigt. Zur Sichtbarmachung der Abgasleitein richtung 50 ist entlang der Turboladerachse 11 , die mit der Turbinenachse übereinstimmt, durchgehend ein oberes Viertel des Turbinengehäuses 21 des Verdichtergehäuses 31 und des Lagergehäuses 41 herausgeschnitten. Die Schnittdarstellung erlaubt dabei einen Einblick in den Aufbau und die Anordnung der wesentlichen Komponenten des Abgasturboladers 1. FIG. 1 shows an embodiment of a conventional exhaust gas turbocharger 1 consisting of an exhaust gas turbine 20, a radial air compressor 30 and the bearing unit 40 arranged axially in between. In order to make the exhaust gas guide device 50 visible, an upper quarter of the turbine housing 21 of the compressor housing 31 and the bearing housing 41 is continuously cut out along the turbocharger axis 11, which coincides with the turbine axis. The sectional view allows an insight into the structure and arrangement of the essential components of the exhaust gas turbocharger 1.
Dabei sind das im Abgastrakt des Verbrennungsmotors anordenbare Turbinengehäuse 21 , das im Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors anordenbare Verdichtergehäuse 31 und zwischen Turbinengehäuse 21 und Verdichtergehäuse 31 das Lagergehäuse 41 der Läuferlagereinheit 40 auf der gemeinsamen Turboladerachse 11 hintereinander angeordnet und montagetechnisch miteinander verbunden. The turbine housing 21 that can be arranged in the exhaust tract of the internal combustion engine, the compressor housing 31 that can be arranged in the intake tract of the internal combustion engine, and the bearing housing 41 of the rotor bearing unit 40 between the turbine housing 21 and the compressor housing 31 are arranged one behind the other on the common turbocharger axis 11 and are connected to one another in terms of assembly.
Der sogenannte Turboladerläufer 10 des Abgasturboladers 1 besteht aus dem Turbinenlaufrad 12, dem Verdichterlaufrad 13 sowie der Läuferwelle 14. Das Turbinenlaufrad 12 und das Verdichterlaufrad 13 sind auf den sich gegenüberliegenden Enden der gemeinsamen Läuferwelle 14 angeordnet und mit diesen drehfest verbunden. Die Läuferwelle 14 erstreckt sich in Richtung der Turboladerachse 11 axial durch die Lagereinheit 40 und ist in dieser, mittels Radial-Wellenlagern und einem Axial-Wellenlager, axial und radial um seine Längsachse, die Läuferwellendrehachse 15, drehgelagert, wobei die Läuferwellendrehachse 15 und die Turboladerachse 11 übereinstimmen, also zusammenfallen. Der Turboladerläufer 10 rotiert im Betrieb um die Läuferwellendrehachse 15 der Läuferwelle 14. Die Läuferdrehachse und die Turboladerachse 11 sind durch die eingezeichnete Mittellinie dargestellt und kennzeichnen die axiale Ausrichtung des Abgasturboladers 1 . The so-called turbocharger rotor 10 of the exhaust gas turbocharger 1 consists of the turbine rotor 12, the compressor rotor 13 and the rotor shaft 14. The turbine rotor 12 and the compressor rotor 13 are arranged on the opposite ends of the common rotor shaft 14 and are non-rotatably connected to them. The rotor shaft 14 extends axially through the bearing unit 40 in the direction of the turbocharger axis 11 and is rotatably mounted in it, by means of radial shaft bearings and one axial shaft bearing, axially and radially about its longitudinal axis, the rotor shaft axis of rotation 15, with the rotor shaft axis of rotation 15 and the turbocharger axis 11 coincide, i.e. coincide. The turbocharger rotor 10 rotates in operation to Rotor shaft axis of rotation 15 of the rotor shaft 14. The rotor axis of rotation and the turbocharger axis 11 are represented by the drawn-in center line and characterize the axial alignment of the exhaust gas turbocharger 1.
Im Verdichtergehäuse 31 ist das Verdichterlaufrad 13 zentrisch angeordnet, wobei das Verdichtergehäuse 31 einen Lufteinlassstutzen 33 mit dem Lufteinlasskanal 33a für den angesaugten Luftmassenstrom und einen um das Verdichterlaufrad 13 angeordneten Verdichter-Spiralkanal 32, zur Abführung des verdichteten Luftmassenstroms aufweist. Im Turbinengehäuse 21 ist das Turbinenlaufrad 12 zentrisch in dem Laufradraum 25 angeordnet, wobei das Turbinengehäuse 21 einen um das Turbinenlaufrad 12 angeordneten Abgas-Spiralkanal 22 zur Zuführung des Abgas-Massenstroms auf das Turbinenlaufrad 12 und einen Abgasauslassstutzen 74 mit einem Abgasauslasskanal 74a zur Abführung des Abgas-Massenstroms aufweist. The compressor impeller 13 is arranged centrally in the compressor housing 31, with the compressor housing 31 having an air inlet connector 33 with the air inlet duct 33a for the intake air mass flow and a compressor spiral duct 32 arranged around the compressor impeller 13 for discharging the compressed air mass flow. In the turbine housing 21, the turbine impeller 12 is arranged centrally in the impeller chamber 25, with the turbine housing 21 having an exhaust gas spiral duct 22 arranged around the turbine impeller 12 for supplying the exhaust gas mass flow to the turbine impeller 12 and an exhaust gas outlet connector 74 with an exhaust gas outlet duct 74a for discharging the exhaust gas -Has mass flow.
Im Übergangsbereich, radial zwischen Abgas-Spiralkanal 22 und der Turbinenrad-Eintrittsöffnung (Hier nicht erkennbar) des Laufradraums 25 ist ringförmig um das Turbinenlaufrad 12 verlaufend eine Abgasleiteinrichtung 50, auch als Variable Turbinengeometrie oder kurz VTG bezeichnet, angeordnet. Diese Abgasleiteinrichtung 50 weist eine Lagerringscheibe 51 , eine Deckringscheibe 52 und Abgasleitschaufeln 60 auf. In the transition area, radially between the exhaust gas spiral channel 22 and the turbine wheel inlet opening (not visible here) of the impeller space 25, an exhaust gas guide device 50, also referred to as variable turbine geometry or VTG for short, is arranged in a ring around the turbine impeller 12. This exhaust gas guide device 50 has a bearing ring disk 51 , a cover ring disk 52 and exhaust gas guide vanes 60 .
Zwischen Lagerringscheibe 51 und Deckringscheibe 52 ist ein um das Turbinenlaufrad 12 konzentrisch umlaufender, den Abgas-Spiralkanal 22 und den Laufradraum 25 verbindender Abgas-Ringkanal 54 mit einer Ringkanal-Hinterwand 55 auf der Lagergehäuseseite 23 des Turbinengehäuses 21 und einer Ringkanal-Vorderwand 56 auf der Abgas-Austrittsseite 24 des Turbinengehäuses 21 ausgebildet, wobei durch den Abstand zwischen Ringkanal-Hinterwand 55 und Ringkanal-Vorderwand 56 eine Ringkanalbreite definiert ist. Between bearing ring disk 51 and cover ring disk 52 is an annular exhaust gas duct 54 that runs concentrically around turbine impeller 12 and connects exhaust gas spiral duct 22 and impeller space 25, with an annular duct rear wall 55 on bearing housing side 23 of turbine housing 21 and an annular duct front wall 56 on the Exhaust gas outlet side 24 of the turbine housing 21 is formed, with a ring channel width being defined by the distance between the ring channel rear wall 55 and the ring channel front wall 56 .
Im Ringkanal 54 sind eine Mehrzahl von Abgasleitschaufeln 60 angeordnet, die jeweils eine Schaufeleintrittskante, eine Schaufelaustrittskante und eine Schaufeldrehachse aufweisen, die sich, in Bezug auf die Turboladerachse 11 zumindest überwiegend axial, zwischen der Ringkanal-Hinterwand 55 und der Ringkanal-Vorderwand 56, also quer zur Strömungsrichtung des Abgasmassen stroms, über die Ringkanalbreite hinweg, erstrecken und wobei sich die Abgas leitschaufeln 60 von der Schaufeleintrittskante zur Schaufelaustrittskante in Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms erstrecken. Dabei sind die Abgas leitschaufeln 60, um ihre jeweiligen Schaufeldrehachsen, von einer Geschlossen-Stellung bis in eine Geöffnet-Stellung drehbar gelagert. Zur Betätigung der Abgasleitschaufeln 60 ist eine Betätigungsmechanik 59 vorgesehen, die auf der Lagergehäuseseite 23 der Lagerringscheibe und des Turbinengehäuses 21 angeordnet ist und mit den Schaufeldrehachsen der Abgasleitschaufeln 60 zu deren synchroner Betätigung wirkverbunden ist. Arranged in annular duct 54 are a plurality of exhaust gas guide vanes 60, each of which has a vane leading edge, a vane trailing edge, and a vane axis of rotation which, with respect to turbocharger axis 11, is at least predominantly axial, between annular duct rear wall 55 and annular duct front wall 56, i.e transverse to the direction of flow of the exhaust gas mass flow, over the annular channel width, and the exhaust guide vanes 60 extend from the vane leading edge to the vane trailing edge in Flow direction of the exhaust gas mass flow extend. The exhaust guide vanes 60 are rotatably mounted about their respective vane axes of rotation from a closed position to an open position. To actuate the exhaust gas guide vanes 60, an actuating mechanism 59 is provided, which is arranged on the bearing housing side 23 of the bearing ring disk and the turbine housing 21 and is operatively connected to the blade axes of rotation of the exhaust gas guide vanes 60 for their synchronous actuation.
Eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Auch dieser weist die wesentlichen Komponenten eines konventionellen Abgasturboladers wie in Fig. 1 gezeigt auf, die in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. An embodiment of an exhaust gas turbocharger 1 according to the invention is shown in FIG. This also has the essential components of a conventional exhaust gas turbocharger as shown in FIG. 1, which are identified in FIG. 2 with the same reference symbols.
Ergänzend sind hier die einzelnen Komponenten der, in dem das Lagergehäuse 41 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 angeordneten, Lageranordnung für die Läuferwelle 14, nämlich zwei Radial-Wellenlager 47a, 47b und ein Axial-Wellenlager 48 zu erkennen. Diese Lagerkomponenten müssen im Betrieb mit Schmiermittel versorgt werden. Dazu ist in dem Lagergehäuse 41 ein Schmiermittelzulaufkanal 45 für die Einspeisung des Schmiermittels, beispielsweise aus dem Ölkreislauf eines angeschlossenen Verbrennungsmotors, und ein Schmiermittelablaufkanal 46 zur Rückführung des Schmiermittels beispielsweise in den genannten Ölkreislauf vorgesehen. The individual components of the bearing arrangement for the rotor shaft 14, namely two radial shaft bearings 47a, 47b and one axial shaft bearing 48, are arranged in the part of the integral housing 71 forming the bearing housing 41. These bearing components must be supplied with lubricant during operation. For this purpose, in the bearing housing 41 there is a lubricant inlet channel 45 for feeding in the lubricant, for example from the oil circuit of a connected internal combustion engine, and a lubricant outlet channel 46 for returning the lubricant, for example into said oil circuit.
Weiterhin ist deutlich erkennbar, dass das Lagergehäuse 41 und das Turbinengehäuse 21 zusammen als ein in einem Stück gefertigtes Integralgehäuse 71 ausgebildet sind und dass die Abgasleiteinrichtung 50, von einer dem Verdichtergehäuse 31 abgewandten Abgas-Austrittsseite 24 des Integralgehäuses 71 her (also in der Fig. 1 von rechts), in axialer Richtung bezogen auf die Turboladerachse 11 in eine Aufnahmeöffnung 72 des Integralgehäuses 71 eingefügt ist. Die Aufnahmeöffnung 72 ist hier radial von einem umlaufenden Rand der auf der Abgas-Austrittsseite 24 liegenden Gehäusewand des Abgas-Spiralkanals 22 begrenzt. In axialer Richtung ist die Aufnahmeöffnung 72 durch den sogenannten Lagergehäuseschild 42, der durch die Wand des Teils des Integralgehäuses 71 , der das Lagergehäuses 41 bildet, ausgebildet ist. Furthermore, it can be clearly seen that the bearing housing 41 and the turbine housing 21 are formed together as an integral housing 71 manufactured in one piece and that the exhaust gas guide device 50, from an exhaust gas outlet side 24 of the integral housing 71 facing away from the compressor housing 31 (i.e. in Fig. 1 from the right) is inserted into a receiving opening 72 of the integral housing 71 in the axial direction relative to the turbocharger axis 11 . The receiving opening 72 is delimited here radially by a peripheral edge of the housing wall of the exhaust gas spiral duct 22 lying on the exhaust gas outlet side 24 . In the axial direction, the receiving opening 72 is through the so-called bearing housing shield 42, which is formed by the wall of the part of the integral housing 71 that forms the bearing housing 41.
Auf der Abgas-Austrittsseite 24 des Integralgehäuses 71 ist ein Integralge häusedeckel 73 angeordnet, der die Aufnahmeöffnung 72 zumindest teilweise abdeckt und der einen Abgasauslassstutzen 74 mit einem Abgasauslasskanal 74a aufweist, an den beispielsweise das Abgassystem eines Verbrennungsmotors angeschlossen werden kann. Der Integralgehäusedeckel 73 schließt an seinem umlaufenden Außenrand abgasdicht auf der Außenseite der Gehäusewand des Abgas-Spiralkanals 22 an und dichtet auf diese Weise das Integralgehäuse 71 auf Abgas-Austrittsseite 24, abgesehen von dem Abgas-Auslasskanal 74a, gegenüber der Umgebung ab. Auch die Abgasleiteinrichtung 50 inklusive der Betätigungsmechanik 59 ist von dem Integralgehäusedeckel 73 abgedeckt bzw. umschlossen. On the exhaust gas outlet side 24 of the integral housing 71, an integral housing cover 73 is arranged, which has the receiving opening 72 at least partially covers and has an exhaust gas outlet nozzle 74 with an exhaust gas outlet channel 74a to which, for example, the exhaust system of an internal combustion engine can be connected. The integral housing cover 73 connects to the outside of the housing wall of the exhaust gas spiral duct 22 in an exhaust-tight manner at its peripheral outer edge and in this way seals the integral housing 71 on the exhaust gas outlet side 24, apart from the exhaust gas outlet duct 74a, from the environment. The exhaust gas guiding device 50 including the actuating mechanism 59 is also covered or enclosed by the integral housing cover 73 .
Somit kann das Abgas nur kontrolliert über den zwischen Deckringscheibe 52 und Lagerringscheibe 51 gebildeten Abgas-Ringkanal 54, an der Dichtkontur 53 entlang durch die Beschaufelung des Turbinenlaufrads 12 in den Abgas-Auslasskanal 74a und von dort zum Beispiel in ein anschließendes Abgas-Nachbehandlungssystem (nicht dargestellt) eingeleitet werden. Zur Abdichtung des Integralgehäusedeckels 73 gegenüber dem Integralgehäuse 71 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, beispielsweise ein umlaufender Dichtring 76 im radialen Randbereich des Integralgehäusedeckels 73 zwischen der Außenseite der Gehäusewand des Abgas-Spiralkanals 22 und dem Integralgehäusedeckel 73 angeordnet werden. The exhaust gas can therefore only be routed in a controlled manner via the annular exhaust gas channel 54 formed between the cover ring disk 52 and the bearing ring disk 51, along the sealing contour 53 through the blading of the turbine rotor 12 into the exhaust gas outlet channel 74a and from there, for example, into a subsequent exhaust gas aftertreatment system (not shown) are initiated. To seal integral housing cover 73 from integral housing 71, as shown in Fig. 2, a circumferential sealing ring 76, for example, can be arranged in the radial edge area of integral housing cover 73 between the outside of the housing wall of exhaust gas spiral duct 22 and integral housing cover 73.
Weiterhin ist in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel auf der Außenseite der auf der Abgas-Austrittsseite 24 liegenden Gehäusewand des Abgas-Spiralkanals 22 ein umlaufender sich in axialer Richtung erstreckender Ringabsatz 26 vorgesehen zur zentrierenden Aufnahme und Positionierung des Integralgehäusedeckels 73 am Integralgehäuse 71. Am Integralgehäusedeckel 73 ist zu diesem Zweck ein komplementär zum Ring-Absatz 26 ausgebildeter Deckelrand 77 vorgesehen, der mit dem Ringabsatz 26, den Integralgehäusedeckel 73 in Bezug auf die Läuferwellendrehachse 15 zentrierend, zusammenwirkt. Furthermore, in the exemplary embodiment shown in Fig. 2, on the outside of the housing wall of the exhaust gas spiral duct 22 on the exhaust gas outlet side 24, a circumferential annular shoulder 26 extending in the axial direction is provided for centering and positioning the integral housing cover 73 on the integral housing 71 Integral housing cover 73 is provided for this purpose with a cover edge 77 designed to complement the ring shoulder 26 , which cooperates with the ring shoulder 26 , centering the integral housing cover 73 with respect to the rotor shaft axis of rotation 15 .
In der Halbschnitt-Darstellung des Abgasturboladers 1 in Fig. 2 ist weiterhin deutlich dargestellt, dass das Integralgehäuse 71 einen Kühlmittelkanal 75 aufweist, der den Abgas-Spiralkanal 22 auf der dem Verdichtergehäuse 31 zugewandten Lagergehäuseseite 23 des Integralgehäuses 71 zumindest teilweise umgreift, wobei sich dieser auch zumindest teilweise über den Außenumfang des Abgas-Spiralkanals 22 erstreckt und so den Abgas-Spiralkanal 22 großflächig zumindest teilweise umhüllt. Gleichermaßen erstreckt sich der Kühlmittelkanal 75 bis in den das Lagergehäuse 41 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 hinein wodurch der Bereich der Lageranordnung im Lagergehäuse 41 effektiv vom Wärmeeintrag aus dem Bereich des Abgas-Spiralkanals 22 abgeschirmt und gekühlt wird. Dadurch werden thermische Schädigungen insbesondere des auf der Turbinenseite angeordneten Radial-Wellenlagers 47b wirksam verhindert, die Arbeitstemperatur im Integralgehäuse 71 insgesamt soweit reduziert, dass ein weniger Wärmebeständiges und somit kostengünstigeres Material für das Integralgehäuse 71 eingesetzt werden kann. The half-sectional representation of the exhaust gas turbocharger 1 in Fig. 2 also clearly shows that the integral housing 71 has a coolant channel 75, which at least partially surrounds the exhaust gas spiral channel 22 on the bearing housing side 23 of the integral housing 71 facing the compressor housing 31, with this also extends at least partially over the outer circumference of the exhaust gas spiral duct 22 and thus at least partially envelops the exhaust gas spiral duct 22 over a large area. Likewise, the coolant channel 75 extends into that part of the integral housing 71 which forms the bearing housing 41 whereby the area of the bearing arrangement in the bearing housing 41 is effectively shielded and cooled from the heat input from the area of the exhaust gas spiral channel 22 . This effectively prevents thermal damage, in particular to the radial shaft bearing 47b arranged on the turbine side, and the overall working temperature in the integral housing 71 is reduced to such an extent that a less heat-resistant and therefore less expensive material can be used for the integral housing 71.
Das Kühlmittel, vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit, wird dem Integralgehäuse 71 über einen Kühlmittelzulaufanschluss 75 a zugeführt, durchströmt den Kühlmittelkanal 75 und wird dann über einen Kühlmittelablaufanschluss 75b aus dem Integralgehäuse 71 abgeführt. Über den Kühlmittelzulaufanschluss 75 a und den Kühlmittelablaufanschluss 75b steht das Integralgehäuse 71 beispielsweise direkt mit einem Kühlsystem des Verbrennungsmotors in Fluidverbindung. The coolant, preferably a coolant, is supplied to the integral housing 71 via a coolant inlet connection 75a, flows through the coolant channel 75 and is then discharged from the integral housing 71 via a coolant outlet connection 75b. The integral housing 71 is in fluid connection, for example, directly with a cooling system of the internal combustion engine via the coolant inlet connection 75a and the coolant outlet connection 75b.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Abgas-Spiralkanal 22 des erfindungsgemäßen Integralgehäuses 71 auf einer dem Verdichtergehäuse 31 zugewandten Lagergehäuseseite 23 zumindest teilweise in axialer Richtung auf das Verdichtergehäuse 31 zu über den das Lagergehäuse 41 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 überhängt. Wie zu erkennen ist, ermöglicht dies einen kompakten Aufbau des Abgasturboladers. The embodiment of the exhaust gas turbocharger 1 according to the invention shown in Fig. 2 is also characterized in that the exhaust gas spiral duct 22 of the integral housing 71 according to the invention on a bearing housing side 23 facing the compressor housing 31 at least partially in the axial direction towards the compressor housing 31 via the bearing housing 41 forming Part of integral housing 71 overhangs. As can be seen, this enables a compact design of the exhaust gas turbocharger.
Weiterhin ist in Fig. 2 die variable Abgasleiteinrichtung 50 des Abgasturboladers 1 detailliert in Einbauposition dargestellt. Die variable Abgasleiteinrichtung 50 weist eine Lagerringscheibe 51 , eine Deckringscheibe 52, mehrere zwischen Lagerringscheibe 51 und Deckringscheibe 52 über deren Umfang verteilt angeordnete Abgasleitschaufeln 60 sowie eine Betätigungsmechanik 59 auf. Die Aufnahmeöffnung 72 ist in dem das Turbinengehäuse 21 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 in axialer Richtung von einem Lagergehäuseschild 42 begrenzt, wobei das Lagergehäuseschild 42 durch eine Gehäusewand des Integralgehäuses 71 gebildet ist, die den das Lagergehäuse 41 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 im Innenraum der Aufnahmeöffnung begrenzt. Die Abgasleiteinrichtung 50 ist so in der Aufnahmeöffnung 72 angeordnet, dass die Deckringscheibe 52 auf der dem Lagergehäuseschild 42 zugewandten Seite und die Betätigungsmechanik 59 auf der dem Lagergehäuseschild 42 abgewandten Seite der Abgasleiteinrichtung 50 in der Aufnahmeöffnung 72 angeordnet sind. Ausgehend vom Lagergehäuseschild 42 sind die Deckringscheibe 52, die Abgasleitschaufeln 60, die Lagerringscheibe 51 und die Betätigungsmechanik 59 in Richtung auf die Abgas-Austrittsseite 24 zu entsprechend der vorgenannten Reihenfolge angeordnet, dabei ist die Deckringscheibe 52 auf einem Anschlag-Ab satz 42a des Lagergehäuseschildes 42 zentriert zur Läuferwellendrehachse 15 positioniert. Der Anschlag-Absatz ist, wie in Fig. 2 dargestellt, beispielsweise als gegenüber der Ebene des Lagergehäuseschildes 42 zurückversetzte, in Bezug auf die Läuferwellendrehachse 15 umlaufende Stufe ausgebildet, die gleichermaßen als axialer Anschlag und als Zentrierzylinder dient. Furthermore, the variable exhaust gas guide device 50 of the exhaust gas turbocharger 1 is shown in detail in the installation position in FIG. 2 . The variable exhaust gas guide device 50 has a bearing ring disk 51 , a cover ring disk 52 , a plurality of exhaust gas guide vanes 60 arranged distributed over the circumference between the bearing ring disk 51 and the cover ring disk 52 , and an actuating mechanism 59 . The receiving opening 72 is delimited in the axial direction by a bearing housing shield 42 in the part of the integral housing 71 that forms the turbine housing 21, the bearing housing shield 42 being formed by a housing wall of the integral housing 71 that holds the part of the integral housing 71 that forms the bearing housing 41 in the interior of the receiving opening limited. The exhaust gas guiding device 50 is arranged in the receiving opening 72 such that the cover ring disk 52 is arranged on the side facing the bearing housing plate 42 and the actuating mechanism 59 is arranged on the side of the exhaust gas guiding device 50 facing away from the bearing housing plate 42 in the receiving opening 72 . Starting from the bearing housing shield 42, the cover ring disk 52, the exhaust gas guide vanes 60, the bearing ring disk 51 and the actuating mechanism 59 are arranged in the direction of the exhaust gas outlet side 24 according to the aforementioned sequence, with the cover ring disk 52 being on a stop section 42a of the bearing housing shield 42 positioned centered on the axis of rotation of the rotor shaft 15 . As shown in FIG. 2, the stop shoulder is designed, for example, as a step that is set back from the plane of the bearing housing shield 42 and rotates in relation to the rotor shaft axis of rotation 15, which serves both as an axial stop and as a centering cylinder.
Die Ausführung der Abgasleiteinrichtung 50, wie in Fig. 2 dargestellt, lässt weiterhin erkennen, dass die Dichtkontur 53 gegenüber der Außenkontur des Turbinenlaufrades 12 durch die Lagerringscheibe 51 ausgebildet ist. In alternativer Ausführung kann die Dichtkontur 53 jedoch auch durch die Innenwand des Integralgehäusedeckels 73 ausgebildet sein. The design of the exhaust gas guide device 50, as shown in FIG. 2, also shows that the sealing contour 53 is formed by the bearing ring disk 51 in relation to the outer contour of the turbine rotor 12. In an alternative embodiment, however, the sealing contour 53 can also be formed by the inner wall of the integral housing cover 73 .
Wie zwar nicht unmittelbar aus Fig. 2 ersichtlich, jedoch leicht anhand der Darstellung vorstellbar, kann die variable Abgasleiteinrichtung 50 und der Integralgehäusedeckel 26 als vormontierbare Kartuschen-Baugruppe gestaltet sein. Dazu sind die Bauteile der Abgasleiteinrichtung 50 direkt oder indirekt montagetechnisch mit dem Integralgehäusedeckel 73 verbunden und können zusammen mit diesem als Baueinheit in die Aufnahmeöffnung 72 eingesetzt werden. As is not immediately apparent from FIG. 2, but can easily be imagined based on the illustration, the variable exhaust gas guide device 50 and the integral housing cover 26 can be designed as a pre-assembled cartridge assembly. For this purpose, the components of the exhaust gas guide device 50 are connected directly or indirectly to the integral housing cover 73 in terms of assembly technology and can be inserted together with this as a structural unit in the receiving opening 72 .
Wie aus der vorausgehenden Beschreibung der Fig. 2 ersichtlich, stellt das dargestellte Integralgehäuse 71 eine Ausführung des erfindungsgemäßen Integralgehäuses 71 dar, in dem das Lagergehäuse 41 der Lagereinheit 40 und das Turbinengehäuse 21 der Abgasturbine 20 mit dem Abgas-Spiralkanal 22 in einem aus einem Stück gefertigten Bauteil zusammengefasst sind. Dabei ist eine Aufnahmeöffnung 72 zur Aufnahme einer Abgasleiteinrichtung 50, von einer dem Lagergehäuse 41 abgewandten Abgas-Austrittsseite 24 des Integralgehäuses 71 her in axialer Richtung, in dem das Turbinengehäuse 21 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 vorgesehen. As can be seen from the preceding description of FIG. 2, the integral housing 71 shown represents an embodiment of the integral housing 71 according to the invention, in which the bearing housing 41 of the bearing unit 40 and the turbine housing 21 of the exhaust gas turbine 20 with the exhaust gas spiral duct 22 in one piece manufactured component are summarized. A receiving opening 72 for receiving an exhaust gas guide device 50 is provided in the axial direction from an exhaust gas outlet side 24 of the integral housing 71 facing away from the bearing housing 41 , in the part of the integral housing 71 forming the turbine housing 21 .
Das dargestellte Integralgehäuse 71 weist ferner den Kühlmittelkanal 75 auf, der den Abgas-Spiralkanal 22 auf seiner Lagergehäuseseite 23 zumindest teilweise umgreift und sich bis in den das Lagergehäuse 41 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 erstreckt, dabei ist der Abgas-Spiralkanal 22 so ausgebildet, dass er auf der Lagergehäuseseite 23 zumindest teilweise in axialer Richtung über den das Lagergehäuse 41 bildenden Teil des Integralgehäuses 71 überhängt. The integral housing 71 shown also has the coolant duct 75, which at least partially surrounds the exhaust gas spiral duct 22 on its bearing housing side 23 and extends into the part of the bearing housing 41 forming the Integral housing 71 extends, while the exhaust gas spiral channel 22 is formed so that it at least partially overhangs the bearing housing 41 forming part of the integral housing 71 on the bearing housing side 23 in the axial direction.
Bezugszeichenliste reference list
I Abgasturbolader I exhaust gas turbocharger
10 Turboladerläufer 10 turbocharger runners
I I Turboladerachse I I turbocharger axis
12 Turbinenlaufrad 12 turbine runner
13 Verdichterlaufrad 13 compressor impeller
14 Läuferwelle 14 rotor shaft
15 Läuferwellendrehachse 15 rotor shaft axis of rotation
20 Abgasturbine 20 exhaust turbine
21 Turbinengehäuse 21 turbine housing
22 Abgas-Spiralkanal 22 exhaust spiral duct
23 Lagergehäuseseite 23 bearing housing side
24 Abgas-Austrittsseite 24 exhaust gas outlet side
25 Laufradraum 25 impeller space
26 Ringabsatz 26 ring heel
30 Radial-Luftverdichter 30 centrifugal air compressor
31 Verdichtergehäuse 31 compressor housing
32 Verdichter-Spiralkanal32 compressor spiral channel
33 Lufteinlassstutzen 33 air intake nozzle
33a Lufteinlasskanal 33a air intake duct
40 Lagereinheit 40 storage unit
41 Lagergehäuse 41 bearing housing
42 Lagergehäuseschild 42 Bearing Housing Shield
42a Anschlag-Absatz 42a stop heel
45 Schmiermittelzulaufkanal45 lubricant supply channel
46 Schmiermittelablaufkanal46 lubricant drain channel
47a, 47b Radial-Wellenlager 48 Axial-Wellenlager 47a, 47b radial shaft bearings 48 axial shaft bearings
50 Abgasleiteinrichtung 50 exhaust guide device
51 Lagerringscheibe 51 bearing washer
52 Deckringscheibe 53 Dichtkontur 52 bezel washer 53 sealing contour
54 Abgas-Ringkanal 54 exhaust ring channel
55 Ringkanal-Hinterwand55 Annular canal posterior wall
56 Ringkanal-Vorderwand 59 Betätigungsmechanik 56 Ring channel front wall 59 Operating mechanism
60 Abgasleitschaufeln 60 exhaust guide vanes
71 Integralgehäuse 72 Aufnahmeöffnung 71 integral housing 72 receiving opening
73 Integralgehäusedeckel73 integral case cover
74 Abgas-Auslassstutzen74 exhaust gas outlet nozzle
74a Abgas-Auslasskanal74a exhaust gas outlet passage
75 Kühlmittelkanal 75a Kühlmittelzulaufanschluss75 coolant channel 75a coolant inlet connection
75b Kühlmittelablaufanschluss75b coolant drain connection
76 Dichtring 76 sealing ring
77 Deckelrand 77 edge of lid

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Abgasturbolader (1 ), für einen Verbrennungsmotor, der aufweist, 1. exhaust gas turbocharger (1), for an internal combustion engine, which has
- eine Abgasturbine (20), die ein mit einem ersten Wellenende einer Läuferwelle (14) drehfest verbundenes Turbinenlaufrad (12), ein Turbinengehäuse (21) mit zumindest einem Abgas-Spiralkanal (22), der das Turbinenlaufrad (12) zumindest über einen Teil seines Umfangs umgreift und eine in einem Übergangsbereich zwischen Abgas-Spiralkanal (22) und dem Turbinenlaufrad (12) angeordnete, variable Abgasleiteinrichtung (50) umfasst; - an exhaust gas turbine (20), which has a turbine wheel (12) which is non-rotatably connected to a first shaft end of a rotor shaft (14), a turbine housing (21) with at least one exhaust gas spiral duct (22), which encloses the turbine wheel (12) at least over part surrounds its circumference and comprises a variable exhaust gas guiding device (50) arranged in a transition area between the exhaust gas spiral duct (22) and the turbine impeller (12);
- einen Radial-Luftverdichter (30), der ein Verdichtergehäuse (31 ) und ein damit zusammenwirkendes, mit einem zweiten Wellenende der Läuferwelle (14) drehfest verbundenes Verdichterlaufrad (13) umfasst; - A radial air compressor (30) comprising a compressor housing (31) and a cooperating, with a second shaft end of the rotor shaft (14) non-rotatably connected compressor impeller (13);
- eine Lagereinheit (40) mit einem Lagergehäuse (41), das zwischen dem Turbinengehäuse (21) und dem Verdichtergehäuse (31) angeordnet ist und in dem eine Wellenlageranordnung aufgenommen ist, wobei die Läuferwelle (14) sich entlang einer Läuferwellendrehachse (15) in axialer Richtung durch das Lagergehäuse (41) erstreckt, und in der Wellenlageranordnung um die Läuferwellendrehachse (15), zusammen mit dem Turbinenlaufrad (12) und dem Verdichterlaufrad (13), drehbar gelagert ist; und der dadurch gekennzeichnet ist, dass - a bearing unit (40) with a bearing housing (41) which is arranged between the turbine housing (21) and the compressor housing (31) and in which a shaft bearing arrangement is accommodated, the rotor shaft (14) extending along a rotor shaft axis of rotation (15) in extends axially through the bearing housing (41) and is rotatably supported in the shaft bearing arrangement about the rotor shaft axis of rotation (15), together with the turbine wheel (12) and the compressor wheel (13); and which is characterized in that
- das Lagergehäuse (41) und das Turbinengehäuse (21) zusammen als ein in einem Stück gefertigtes Integralgehäuse (71) ausgebildet sind und dass - The bearing housing (41) and the turbine housing (21) are formed together as an integral housing (71) manufactured in one piece and that
- die Abgasleiteinrichtung (50), von einer dem Verdichtergehäuse (31 ) abgewandten Abgas-Austrittsseite (24) des Integralgehäuses (71) her, in axialer Richtung in eine Aufnahmeöffnung (72) des Integralgehäuses (71) eingefügt ist und dass - the exhaust gas guiding device (50) is inserted in the axial direction into a receiving opening (72) of the integral housing (71) from an exhaust gas outlet side (24) of the integral housing (71) facing away from the compressor housing (31) and that
- auf der Abgas-Austrittsseite (24) des Integralgehäuses (71 ) ein Integralge häusedeckel (73) angeordnet ist, der die Aufnahmeöffnung (72) zumindest teilweise abdeckt und der einen Abgasauslassstutzen (74) mit einem Abgasauslasskanal (74a) aufweist. - An integral housing cover (73) is arranged on the exhaust gas outlet side (24) of the integral housing (71), which at least partially covers the receiving opening (72) and has an exhaust gas outlet connection (74) with an exhaust gas outlet channel (74a).
2. Abgasturbolader (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Integralgehäuse (71) einen Kühlmittelkanal (75) aufweist, der den Second exhaust gas turbocharger (1) according to claim 1, characterized in that the integral housing (71) has a coolant channel (75) which
Abgas-Spiralkanal (22) auf einer dem Verdichtergehäuse (31) zugewandtenExhaust gas spiral channel (22) on one of the compressor housing (31) facing
Lagergehäuseseite (23) des Integralgehäuses (71) zumindest teilweise umgreift und sich bis in den das Lagergehäuse (41) bildenden Teil des Integralgehäuses (71 ) erstreckt. Bearing housing side (23) of the integral housing (71) at least partially surrounds and up to the bearing housing (41) forming part of the integral housing (71) extends.
3. Abgasturbolader (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kühlmittelkanal (75) auch zumindest teilweise über den Außenumfang des Abgas-Spiralkanals (22) erstreckt. 3. The exhaust gas turbocharger (1) according to claim 2, characterized in that the coolant channel (75) also extends at least partially over the outer circumference of the exhaust gas spiral channel (22).
4. Abgasturbolader (1 ) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgas-Spiralkanal (22) auf einer dem Verdichtergehäuse (31) zugewandten Lagergehäuseseite (23) zumindest teilweise in axialer Richtung auf das Verdichtergehäuse (31) zu über den das Lagergehäuse4. The exhaust gas turbocharger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas spiral duct (22) on a bearing housing side (23) facing the compressor housing (31) at least partially in the axial direction towards the compressor housing (31) via the das bearing housing
(41) bildenden Teil des Integralgehäuses (71) überhängt. (41) forming part of the integral housing (71) overhangs.
5. Abgasturbolader (1 ) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 5. exhaust gas turbocharger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that
- die variable Abgasleiteinrichtung (50) eine Lagerringscheibe (51), eine Deckringscheibe (52), mehrere zwischen Lagerringscheibe (51) und Deckringscheibe (52) über deren Umfang verteilt angeordnete Abgasleitschaufeln (60) sowie eine Betätigungsmechanik (59) aufweist, - the variable exhaust gas guiding device (50) has a bearing ring disk (51), a cover ring disk (52), several exhaust gas guide vanes (60) arranged distributed over the circumference between the bearing ring disk (51) and the cover ring disk (52) and an actuating mechanism (59),
- die Aufnahmeöffnung (72) in dem das Turbinengehäuse (21) bildenden Teil des Integralgehäuses (71) in axialer Richtung von einem Lagergehäuseschild (42) begrenzt ist und wobei - the receiving opening (72) in the part of the integral housing (71) forming the turbine housing (21) is delimited in the axial direction by a bearing housing shield (42) and wherein
- die Deckringscheibe (52) auf der dem Lagergehäuseschild (42) zugewandten Seite und die Betätigungsmechanik (59) auf der dem Lagergehäuseschild (42) abgewandten Seite der Abgasleiteinrichtung (50) in der Aufnahmeöffnung (72) angeordnet sind. - The cover ring disc (52) is arranged in the receiving opening (72) on the side facing the bearing housing plate (42) and the actuating mechanism (59) on the side of the exhaust gas guiding device (50) facing away from the bearing housing plate (42).
6. Abgasturbolader (1 ) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckringscheibe (52) auf einem Anschlag-Absatz (42a) des Lagergehäuseschildes6. exhaust gas turbocharger (1) according to claim 5, characterized in that the cover ring disc (52) on a stop shoulder (42a) of the bearing housing plate
(42) zentriert zur Läuferwellendrehachse (15) positioniert ist. (42) is positioned centered on the axis of rotation of the rotor shaft (15).
7. Abgasturbolader (1 ) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleiteinrichtung (50) mit Betätigungsmechanik (59) von dem Integralgehäusedeckel (26) abgedeckt ist und der Integralgehäusedeckel (26) abgasdicht am Integralgehäuse (71) anschließt. 7. The exhaust gas turbocharger (1) according to claim 5 or 6, characterized in that the exhaust gas guide (50) with the actuating mechanism (59) is covered by the integral housing cover (26) and the integral housing cover (26) is gas-tight on the integral housing (71).
8. Abgasturbolader (1 ) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Abgasleiteinrichtung (50) und der Integralgehäusedeckel (26) als vormontierbare Kartuschen-Baugruppe gestaltet sind. 8. exhaust gas turbocharger (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the variable exhaust gas guide (50) and the Integral housing cover (26) are designed as a preassembled cartridge assembly.
9. Abgasturbolader (1 ) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtkontur (53) gegenüber einer Außenkontur des Turbinenlaufrades (12) durch die Lagerringscheibe (51) ausgebildet ist. 9. exhaust gas turbocharger (1) according to any one of claims 5 to 8, characterized in that a sealing contour (53) is formed opposite an outer contour of the turbine impeller (12) through the bearing washer (51).
10. Integralgehäuse (71 ) für einen Abgasturbolader (1 ) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, in dem das Lagergehäuse (41) und das Turbinengehäuse (21) mit dem Abgas-Spiralkanal (22) in einem aus einem Stück gefertigten Bauteil zusammengefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Aufnahmeöffnung (72) zur Aufnahme einer Abgasleiteinrichtung (50), von einer dem Lagergehäuse (41 ) abgewandten Abgas-Austrittsseite (24) des Integralgehäuses (71) her in axialer Richtung, aufweist. 10. Integral housing (71) for an exhaust gas turbocharger (1) according to one of the preceding claims, in which the bearing housing (41) and the turbine housing (21) are combined with the exhaust gas spiral duct (22) in a component manufactured in one piece, characterized characterized in that it has a receiving opening (72) for receiving an exhaust gas guide device (50) from an exhaust gas outlet side (24) of the integral housing (71) facing away from the bearing housing (41) in the axial direction.
11. Integralgehäuse (71 ) für einen Abgasturbolader (1 ) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es den Kühlmittelkanal (75) aufweist, der den Abgas-Spiralkanal (22) auf der Lagergehäuseseite (23) des Integralgehäuses (71) zumindest teilweise umgreift und sich bis in den das Lagergehäuse (41) bildenden Teil des Integralgehäuses (71) erstreckt. 11. Integral housing (71) for an exhaust gas turbocharger (1) according to claim 10, characterized in that it has the coolant channel (75) which at least partially encompasses the exhaust gas spiral channel (22) on the bearing housing side (23) of the integral housing (71). and extends into that part of the integral housing (71) which forms the bearing housing (41).
12. Integralgehäuse (71 ) für einen Abgasturbolader (1 ) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgas-Spiralkanal (22) auf der Lagergehäuseseite (23) zumindest teilweise in axialer Richtung über den das Lagergehäuse (41) bildenden Teil des Integralgehäuses (71) überhängt. 12. Integral housing (71) for an exhaust gas turbocharger (1) according to claim 10, characterized in that the exhaust gas spiral duct (22) on the bearing housing side (23) at least partially in the axial direction over the bearing housing (41) forming part of the integral housing ( 71) overhangs.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1536103A1 (en) 2003-11-28 2005-06-01 BorgWarner Inc. Turbo machine having inlet guide vanes and attachment arrangement therefor
DE102008000776A1 (en) 2008-01-21 2009-08-13 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Turbine, in particular for an exhaust gas turbocharger, and exhaust gas turbocharger
DE102008017821A1 (en) 2008-04-08 2009-10-22 Continental Automotive Gmbh Fastening element and turbocharger with variable turbine geometry
WO2014140598A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Imperial Innovations Limited Asymmetric double-entry turbine
US20140369811A1 (en) * 2012-01-25 2014-12-18 Borgwarner Inc. Integrated turbocharger casting
DE102018221812A1 (en) 2018-12-14 2020-06-18 Continental Automotive Gmbh Exhaust gas turbine with an exhaust gas guide device for an exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger
US20200248586A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 Transportation IP Holdings, LLP Systems for a turbocharger

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3673798A (en) 1971-01-08 1972-07-04 Gen Motors Corp Turbocharged internal combustion engine
JP5915146B2 (en) 2011-12-16 2016-05-11 株式会社Ihi Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1536103A1 (en) 2003-11-28 2005-06-01 BorgWarner Inc. Turbo machine having inlet guide vanes and attachment arrangement therefor
DE102008000776A1 (en) 2008-01-21 2009-08-13 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Turbine, in particular for an exhaust gas turbocharger, and exhaust gas turbocharger
DE102008017821A1 (en) 2008-04-08 2009-10-22 Continental Automotive Gmbh Fastening element and turbocharger with variable turbine geometry
US20140369811A1 (en) * 2012-01-25 2014-12-18 Borgwarner Inc. Integrated turbocharger casting
WO2014140598A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Imperial Innovations Limited Asymmetric double-entry turbine
DE102018221812A1 (en) 2018-12-14 2020-06-18 Continental Automotive Gmbh Exhaust gas turbine with an exhaust gas guide device for an exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger
US20200248586A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 Transportation IP Holdings, LLP Systems for a turbocharger

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Publication number Publication date
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