DE3008180A1 - Turbocharger with parallel turbine inlet chambers - has chambers individually connectable to exhaust and corresponding partition in rotor blade assembly - Google Patents
Turbocharger with parallel turbine inlet chambers - has chambers individually connectable to exhaust and corresponding partition in rotor blade assemblyInfo
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Abstract
Description
κ. 6128κ. 6128
29.2.1980 Bö/BaFebruary 29, 1980 Bö / Ba
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung gemäß der
Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche bekannte Einrichtung weist eine zweigeteilte Turbinenkammer auf, von denen eine
zu- und abschaltbar ist. Der von der Brennkraftmaschine
kommende Abgasstrom wird je nach Drehzahl der Brennkraftmaschine
entweder auf eine einzige Turbinenkammer geführt oder auf
beide Turbinenkammern gleichmäßig verteilt. An die Turbinenkammern schließt sich dann ein übliches Turbinenrad an, wie
es z. B. in der US-PS 3 270 495 beschrieben ist. Mit dieser
Einrichtung soll bei niedriger Drehzahl der zugehörigen
Brennkraftmaschine bzw. bei niedrigem Abgasausstoßvolumen
das Abgas über eine der Turbinenkammern gebündelt dem Turbinenrad zugeführt werden. Durch die geringere Austrittsfläche aus
der Turbinenkammer erhält der Gasstrom eine höhere kinetische Energie, mit der der Wirkungsgrad der Turbine erhöht werden
soll. Sobald die Abgasmenge pro Zeiteinheit groß genug ist, um eine genügend große Verdichterleistung zu erzielen, wird
der Abgasstrom in beide Turbinenkammern geführt.The invention is based on a device according to FIG
Genre of the main claim. Such a known device has a two-part turbine chamber, one of which
can be switched on and off. The one from the internal combustion engine
The incoming exhaust gas flow is either fed to a single turbine chamber or fed to it, depending on the speed of the internal combustion engine
both turbine chambers evenly distributed. A conventional turbine wheel is then connected to the turbine chambers, as is the case, for. As described in U.S. Patent 3,270,495. With this device, the associated
Internal combustion engine or with a low exhaust gas volume
the exhaust gas can be bundled and fed to the turbine wheel via one of the turbine chambers. Due to the smaller exit area from the turbine chamber, the gas flow receives a higher kinetic energy, with which the efficiency of the turbine is to be increased. As soon as the amount of exhaust gas per unit of time is large enough to achieve a sufficiently large compressor output, the exhaust gas flow is directed into both turbine chambers.
Diese Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß in dem Fall, in dem nur eine der Turbinenkammern mit Abgas beaufschlagt ist,However, this device has the disadvantage that in the event that only one of the turbine chambers is exposed to exhaust gas,
1 30039/0083 _ 2 _1 30039/0083 _ 2 _
-Λ --Λ -
sich das Abgas nach dem Eintritt in die Turbine schnell auf die gesamte Schaufelbreite der Turbinenbeschaufelung verteilt. Das hat zur Folge, daß die Wirkung der anfänglichen erhöhten Gasgeschwindigkeit sehr schnell nachläßt und der gewünschte Erfolg nur im geringen Maße eintritt.After entering the turbine, the exhaust gas is quickly distributed over the entire blade width of the turbine blades. This has the consequence that the effect of the initially increased gas velocity wears off very quickly and the desired one Success occurs only to a small extent.
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs weist demgegenüber den Vorteil auf, daß durch die fortgeführte Trennung in der Beschaufelung des Turbinenrads der Gasstrom gebündelt bleibt und die erhöhte kinetische Energie des Abgases auf dem wesentlichsten Teil der Durchströmlänge bzw. auf der gesamten Durchströmlänge der Beschaufelung des Turbinenrades wirksam wird. Es wird damit der Turbinenwirkungsgrad im Teillast- bzw. unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine wesentlich erhöht, so daß bereits in diesem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine eine hohe Verdichterleistung erzielbar ist.The device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage over this on that due to the continued separation in the blades of the turbine wheel, the gas flow remains bundled and the increased kinetic energy of the exhaust gas over the major part of the flow length or over the entire flow length the blading of the turbine wheel becomes effective. It will so that the turbine efficiency increases significantly in the partial load or lower speed range of the internal combustion engine, see above that a high compressor output can already be achieved in this operating range of the internal combustion engine.
Zeichnungdrawing
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Abgasturbine mit einem umsteuerbaren Anschlußstück, das an zwei Abgassammelleitungsteile angeschlossen ist, wobei das Anschlußstück zeichnerisch um 90 zur Turbinenebene gedreht ist und Fig. 2 einen Schnitt durch die Abgasturbine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und einem gestrichelt eingetragenen zweiten Ausführungsbeispiel. Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in the following description explained in more detail. 1 shows an exhaust gas turbine with a reversible connection piece which is connected to two exhaust manifold parts is connected, the connector is graphically rotated 90 to the turbine plane and Fig. 2 a Section through the exhaust gas turbine according to a first embodiment and a second embodiment shown in dashed lines.
Fig. 1 zeigt eine Abgasturbine 1 in der Draufsicht auf die Abgasauslaßseite. Die Turbine ist dabei so aufgebaut, daß das an einem Eintrittsstutzen 3 eintretende Abgas in zwei im Gehäuse 4 der Abgasturbine gebildeten, schneckenförmigFig. 1 shows an exhaust gas turbine 1 in a plan view of the exhaust gas outlet side. The turbine is constructed so that the exhaust gas entering at an inlet connection 3 in two helical shapes formed in the housing 4 of the exhaust gas turbine
130039/00S3130039 / 00S3
um das Turbinenrad 6 herum verlaufenden Turbinenkammern geführt wird und von dort in die Beschaufelung 8 des Turbinenrads 6 eintritt und dieses an einer axialen Austrittsöffnung 9 wieder verläßt. Dies ist insbesondere auch der Fig. 2 zu entnehmen. In Fig. 1 ist die die beiden Turbinenkammern 14 und 15 bildende Trennwand 16 zum Teil wiedergegeben, wobei dieser Schnitt zeichnerisch um 90° aus der radialen Ebene der Turbine geschwenkt ist. An den Eintrittsstutzen schließt sich ein Anschlußstück 11 an, in dem eine Klappe 17 angeordnet ist j die unmittelbar anschließend an die Trennwand 16 um eine Achse 18 schwenkbar ist. Diese ist durch das Anschlußstück nach außen geführt und dort mit einem Hebel 19 verbunden, an den eine Betätigungseinrichtung 20 angreift. Das Anschlußstück 11 ist als Hosenstück ausgebildet, an dessen Ende jeweils eine zweier Teilabgassammelleitungen 21 bzw. 22 angeschlossen sind. Diese führen das von der nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine abgegebene Abgas der Abgasturbine 1 zu.turbine chambers extending around the turbine wheel 6 is guided and from there enters the blading 8 of the turbine wheel 6 and this at an axial outlet opening 9 leaves again. This can also be seen in particular from FIG. 2. In FIG. 1, this is the two turbine chambers 14 and 15 forming partition 16 partially reproduced, this section graphically at 90 ° from the radial plane the turbine is pivoted. A connection piece 11, in which a flap 17 is arranged, connects to the inlet nozzle is j which can be pivoted about an axis 18 immediately adjacent to the partition 16. This is through the connector outwards and there connected to a lever 19 on which an actuating device 20 engages. The connector 11 is designed as a Y-piece, at the end of which one of two partial exhaust manifolds 21 and 22 are connected. These feed the exhaust gas emitted by the internal combustion engine (not shown) to the exhaust gas turbine 1.
Die Klappe 17 ist dabei so in dem Anschlußstück angeordnet, daß es in der Mittelstellung die beiden Teilabgassammelleitungen jeweils mit den beiden Turbinenkammern 14 bzw. 15 verbindet. In einer zweiten Stellung, die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist, verschließt die Klappe 17 den Eintrittsquerschnitt einer der Turbinenkammern I5, so daß das von beiden Teilabgassammelleitungen 21 und 22 zugeführte Abgas in die Turbinenkammer strömt.The flap 17 is arranged in the connection piece in such a way that in the central position it has the two partial exhaust manifolds each connects to the two turbine chambers 14 and 15, respectively. In a second position, which is shown in dashed lines in FIG. 1, the flap 17 closes the inlet cross section of a of the turbine chambers I5, so that the two partial exhaust manifolds 21 and 22 supplied exhaust gas flows into the turbine chamber.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Abgasturbine 1 gemäß Fig. 1 in der Ebene I - I. Man sieht dort wiederum die durch die Trennwand l6 gebildeten Turbinenkammern 14 und 15, deren Austrittsquerschnitt 23 und 24 axial bezogen auf die Welle 25 des Turbinenrads 6 nebeneinander liegen und radial am Umfang des Turbinenrads 6 in dessen Beschaufelung münden. Die Welle 26 ist mit einem nicht weiter dargestellten Verdichter für die Ansaugluft der Brennkraftmaschine verbunden. Die Beschaufelung des Turbinenrads 6 ist so ausgeführt, daß Kanäle gebildet werden, die zunächst radial verlaufend bogenförmigFIG. 2 shows a section through the exhaust gas turbine 1 according to FIG. 1 in the plane I-I the partition wall l6 formed turbine chambers 14 and 15, the outlet cross-section 23 and 24 axially based on the shaft 25 of the turbine wheel 6 lie next to one another and open radially on the circumference of the turbine wheel 6 into its blading. The shaft 26 is connected to a compressor, not shown, for the intake air of the internal combustion engine. the Blading of the turbine wheel 6 is designed in such a way that channels are formed which initially run radially in an arc-shaped manner
130039/0083 " " ' 130039/0083 ""'
in axiale Richtung übergehen und an der AustrittsÖffnung der Abgasturbine 1 münden.pass in the axial direction and at the outlet opening the exhaust gas turbine 1 open.
Bei einem, ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird 'die Trennwand 16 als Zwischenwand 27 in der Beschaufelung des Turbinenrads fortgesetzt. Dabei hat die Zwischenwand eine ringförmige Gestalt und verläuft im wesentlichen parallel zu der bogenförmigen Begrenzungswand 28 der Beschaufelung auf dem Turbinenrad. Dabei werden erste Kanäle 30 und zweite Kanäle 31 zwischen Schaufeln 8 des Turbinenrads gebildet.In a first embodiment of the invention 'the partition 16 continued as a partition 27 in the blades of the turbine wheel. The partition wall has has an annular shape and runs essentially parallel to the arcuate boundary wall 28 of the blading on the turbine wheel. First channels 30 and second channels 31 are formed between blades 8 of the turbine wheel.
Die Zwischenwand 27 kann sich dabei entweder über die gesamte Länge der Beschaufelung erstrecken oder sich lediglich auf den für die kinetische Umsetzung wesentlichen Teil der Beschaufelung beschränken. Die Alternativlösung ist durch Strichelung in der Zeichnung eingetragen.The intermediate wall 27 can either extend over the entire length of the blading or only on it limit the part of the blading that is essential for the kinetic conversion. The alternative solution is through Dashed lines entered in the drawing.
Mit der beschriebenen Lösung ist es, wie bereits eingangs gesagt, möglich, bei niedrigem Abgasvolumen pro Zeiteinheit d. h. bei Teillast oder kleiner Drehzahl der Brennkraftmaschine den Abgasstrom über kleinere Querschnitte durch die Turbine zu führen, wodurch der Wirkungsgrad der Turbine erheblich gesteigert werden kann.The solution described is the same as at the beginning In other words, possible with a low volume of exhaust gas per unit of time d. H. at partial load or at a low speed of the internal combustion engine, the exhaust gas flow over smaller cross-sections through the turbine to lead, whereby the efficiency of the turbine can be increased significantly.
Die Umschaltung der Klappe 17 erfolgt dabei in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine mittels einer Steuereinrichtung.The flap 17 is switched over as a function of operating parameters of the internal combustion engine by means of a Control device.
130039/0083130039/0083
Claims (1)
Verdichter und einer diesen antreibenden Turbine, in deren Gehäuse eine mit der Abgassammelleitung der Brennkraftmaschine verbindbare Turbinenkammer vorgesehen ist und die ein um
eine Gehäuselängsachse drehbares Turbinenrad auf
wobei die zur Einlaßseite des Turbinenrads führende Turbinenkammer zweigeteilt ist und jede dieser Teilkammern getrennt über eine durch ein Versschlußorgan steuerbare Verbindung
mit dem Abgassammeisystem der Brennkraftmaschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaufelung (8) des Turbinenrads (6) wenigstens zum Teil und ausgehend von der Eintrittsseite des Turbinenrads durch eine ringförmig sich an die Trennwand (16) der Turbinenkammern (14, 15) anschließenden Zwischenwand (27) geteilt ist, wobei die Zwischenwand
etwa parallel zur Begrenzungswand (28) der Beschaufelung (8)fly charger for an internal combustion engine with a
Compressor and a turbine driving it, in the housing of which a turbine chamber that can be connected to the exhaust manifold of the internal combustion engine is provided and which is a
a housing longitudinal axis rotatable turbine wheel
wherein the turbine chamber leading to the inlet side of the turbine wheel is divided into two parts and each of these sub-chambers is separated via a connection controllable by a closure member
is connected to the exhaust gas collection system of the internal combustion engine, characterized in that the blading (8) of the turbine wheel (6) at least partially and starting from the inlet side of the turbine wheel through a ring adjoins the partition (16) of the turbine chambers (14, 15) Partition (27) is divided, the partition
approximately parallel to the boundary wall (28) of the blading (8)
Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine steuerbar ist.3- Loading device according to one of the preceding claims, characterized in that the closure member (17) in
Can be controlled as a function of operating parameters of the internal combustion engine.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |