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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Abgasturboladers einer Maschine mit einer Axialturbine und eine Abgasturbine für einen Turbolader.
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Zur Effizienzsteigerung von Maschinen, wie bspw. Brennkraftmaschinen oder Brennstoffzellen, werden vermehrt Abgasturbolader eingesetzt. Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader ergibt sich aus der Zusammenarbeit der intermittierend arbeitenden Brennkraftmaschine und dem Abgasturbolader eine große Herausforderung bzgl. einer Regelung eines Ladedrucks und eines dynamischen Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine.
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Weiterhin kann eine Frischluftversorgung einer Brennstoffzelle mittels eines Abgasturboladers über von der Brennstoffzelle erzeugtes Abgas und ggf. einen zusätzlichen elektrischen Antrieb realisiert werden.
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Im Stand der Technik sind Verfahren beschrieben, die im Wesentlichen auf Abgasturbolader mit Turbinen mit fester Geometrie und einem Wastegateventil, d. h. einem Bypassventil ausgerichtet sind. Weiterhin sind Verfahren zum Regeln von Abgasturboladern mit variabler Turbinengeometrie bekannt. Sowohl Abgasturbolader mit fester Turbinengeometrie als auch mit variabler Turbinengeometrie werden in der Regel mit radial oder diagonal anzuströmenden Turbinenrädern verwendet.
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Die deutsche Druckschrift
DE 102 31 109 A1 offenbart eine Abgasturbine für einen Turbolader mit einem radial anzuströmenden Turbinenrad, die mittels einer Stellvorrichtung zu regeln ist.
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In der deutschen Druckschrift
DE 10 2006 051 628 A1 wird ein Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem radial anzuströmenden Turbinenrad offenbart, der eine Leiteinrichtung zur Änderung einer Beaufschlagung des Turbinenrades mit Abgas umfasst.
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Ein Abgasturbolader mit einem radial anzuströmenden Turbinenrad und einer Leitvorrichtung mit Leitelementen in Form einer Konturhülse ist in der deutschen Druckschrift
DE 10 2009 006 278 A1 offenbart.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mittels dessen eine Leistung eines Abgasturboladers mit einer axialen Turbinengeometrie zu regeln ist.
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Zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe wird ein Verfahren zum Regeln eines Abgasturboladers mit einer Axialturbine vorgestellt, bei dem ein von einer Maschine zu der Axialturbine zu leitender Abgasstrom durch einen Abgaspfad geleitet wird, wobei der Abgaspfad eine Vielzahl Abgaskanäle aufweist, und bei dem mindestens eine in Strömungsrichtung vor der Vielzahl Abgaskanäle beweglich angeordnete Hülse bewegt wird, um einen Strömungsweg des Abgasstroms durch jeweilige Abgaskanäle der Vielzahl Abgaskanäle einzustellen.
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Ausgestaltungen der vorgestellten Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
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Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zum Regeln eines Abgasturboladers mit einer axialen Turbinengeometrie, d. h. eines Axialturboladers. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein von einer durch einen jeweiligen Abgasturbolader mit komprimierter Luft versorgten Maschine erzeugtes Abgas in einen Abgaspfad geleitet wird, der das Abgas zu einer Turbinengeometrie bzw. zu jeweiligen Turbinenrädern des Abgasturboladers führt. Durch mindestens eine beweglich vor dem Abgaspfad angeordnete Hülse, bzw. einem Schieber, kann ein Strömungsweg des von der Maschine erzeugten Abgases beeinflusst werden, indem verschiedene in dem Abgaspfad angeordnete Abgaskanäle mittels der Hülse zumindest teilweise abgeschirmt, d. h. zumindest teilweise geschlossen, oder für ein Durchströmen mit Abgas freigegeben, d. h. zumindest teilweise geöffnet werden.
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Da der erfindungsgemäß vorgesehene Abgaspfad eine Vielzahl Abgaskanäle aufweist, strömt Abgas, das bspw. aufgrund einer Bewegung der mindestens einen erfindungsgemäß vorgesehenen Hülse in einen oberen Bereich des Abgaspfads geleitet wird, in einen oder mehrere im oberen Bereich des Abgaspfads angeordnete Abgaskanäle, und entsprechend nicht in jeweilige in einem unteren Bereich des Abgaspfads angeordnete Abgaskanäle. Durch die Abgaskanäle wird ein Strömungsverhalten des Abgases vorgegeben, so dass sich in Abhängigkeit eines Gesamtquerschnitts jeweiliger freigegebener Abgaskanäle, d. h. jeweiliger nicht von der Hülse abgeschirmter Abgaskanäle bzw. in Abhängigkeit einer aktuellen Position der Hülse ein bestimmter Druck in einem entsprechenden System einstellt. Dies bedeutet, dass durch eine Bewegung der Hülse jeweilige Abgaskanäle der Vielzahl Abgaskanäle geschlossen werden können, wodurch ein vorhandener Abgasstrom auf jeweils verbleibende geöffnete Abgaskanäle verteilt wird, so dass sich in Abhängigkeit der Bewegung der Hülse ein schwächerer oder stärkerer Abgasdruck, mit dem auf jeweilige Schaufeln eines Turbinenrads eines entsprechenden Abgasturboladers eingewirkt wird, einstellt. Entsprechend wird durch die Bewegung der Hülse der Abgasdruck, mit dem der Abgasturbolader bzw. eine Axialturbine des Abgasturboladers beaufschlagt wird, verändert und eine Leistungsabgabe des Abgasturboladers gesteuert.
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Die erfindungsgemäß vorgesehenen Abgaskanäle können im Wesentlichen rund, eckig, quadratisch oder in jeder weiteren technisch geeigneten Form ausgestaltet sein.
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Unter einer Axialturbine ist im Kontext der vorliegenden Erfindung eine Turbine eines Abgasturboladers mit axialer Turbinengeometrie zu verstehen, die mindestens ein Turbinenrad aufweist, das axial, d. h. entlang einer Rotationsachse der Turbine, mit Abgas angeströmt wird. Im Gegensatz dazu wird ein Turbinenrad eines Turboladers mit radialer Turbinengeometrie mit Abgas angeströmt, das um eine Rotationsachse des Turbinenrads herum, d. h. radial strömt.
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Ein Abgasturbolader mit einer axialen Turbinengeometrie zeigt aufgrund eines gegenüber einem Abgasturbolader mit vergleichbarer Leistung und einem radial anzuströmenden Turbinenrad reduzierten Trägheitsmoments ein gegenüber dem Abgasturbolader mit dem radial angeströmten Turbinenrad verbessertes bzw. direkteres Ansprechverhalten. Entsprechend trägt ein Abgasturbolader mit einer axialen Turbinengeometrie zu einem hohen Fahrkomfort bei, indem er ein sogenanntes „Turboloch“ bzw. eine Verzögerung einer Leistungsentfaltung einer entsprechenden Brennkraftmaschine minimiert.
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Durch einen mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Hülse geregelten Abgasturbolader mit axialer Turbinengeometrie steht neben dem geringen Trägheitsmoment ein weiterer Faktor zum Erhöhen eines Fahrkomforts einer entsprechenden Brennkraftmaschine zur Verfügung. Durch eine geregelte Leistungsabgabe des Abgasturboladers mit axialer Turbinengeometrie kann eine Leistungsabgabe einer mittels des Abgasturboladers betriebenen Maschine, wie bspw. einer Brennkraftmaschine, zusätzlich zu einer geregelten Kraftstoffzufuhr auch über eine Regelung einer von dem Abgasturbolader erzeugten Leistung und, dadurch bedingt, eines von dem Abgasturbolader erzeugten Ladedrucks geregelt werden. Dies bedeutet, dass der Abgasturbolader, je nach Situation, bspw. in einem Sportmodus einen bezogen auf eine Standardkonfiguration erhöhten Ladedruck und bspw. in einem Komfortmodus einen bezogen auf die Standardkonfiguration reduzierten Ladedruck erzeugen kann, so dass die Maschine, je nach Situation bzw. in Abhängigkeit einer aktuellen Stellung der Hülse, mehr oder weniger Leistung bzw. eine schnellere oder langsamere Leistungsentfaltung zeigt.
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In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass der Abgasstrom mittels der Bewegung der mindestens einen Hülse auf die verschiedenen Abgaskanäle der Vielzahl Abgaskanäle aufgeteilt wird, indem die mindestens eine Hülse entlang einer orthogonal auf einer Ebene der Axialturbine stehenden Achse bewegt wird, wobei die Ebene der Axialturbine ihrerseits orthogonal auf einer Rotationsachse eines Turbinenrads der Axialturbine steht, und wobei jeweilige Abgaskanäle der Vielzahl Abgaskanäle durch die Bewegung der mindestens eine Hülse zumindest teilweise vor dem Abgasstrom abgeschirmt werden oder die Bewegung der mindestens einen Hülse ein zumindest teilweises Durchströmen der jeweiligen Abgaskanäle der Vielzahl Abgaskanäle mit zumindest einem Teil des Abgasstroms ermöglicht.
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Die mindestens eine erfindungsgemäß vorgesehene Hülse kann relativ zu dem erfindungsgemäß vorgesehenen Abgaspfad bewegt werden, so dass ein durch den Abgaspfad strömender Abgasstrom von der Hülse in bspw. gemäß einem angeforderten Betriebspunkt einer entsprechenden Maschine ausgewählte Abgaskanäle geleitet wird. Dabei kann die Hülse mittels eines Aktuators, wie bspw. einem Stellmotor oder einem Hydraulikzylinder, entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn, insbesondere entlang einer Rotationsachse der Turbinengeometrie bzw. einer Rotationsachse eines Turbinenrads bewegt werden. Selbstverständlich kann die Hülse auch entlang einer Achse bewegt werden, die parallel zu der Rotationsachse der Turbinengeometrie verläuft bzw. die entlang einer Ebene, die orthogonal auf der Rotationsachse der Turbinengeometrie steht, um einen Abstand zu der Rotationsachse versetzt ist.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die Hülse zusammen mit einer Kartusche des Abgasturboladers bewegt wird.
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Um ein Verklemmen der erfindungsgemäß vorgesehenen mindestens einen Hülse auf einer Bewegungsbahn der mindestens einen Hülse zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass eine Kartusche, d. h. eine die mindestens eine Hülse umgebende Hüllstruktur zusammen mit der mindestens einen Hülse bewegt wird. Da die gesamte Hüllstruktur mit einer höheren Kraft beaufschlagt werden kann als die mindestens eine Hülse, ist ein Verklemmen der gesamten Hüllstruktur weniger wahrscheinlich als ein Verklemmen der mindestens einen Hüllstruktur. Bei einem Verschieben einer Kartusche kann die Kartusche in oder über einen Teilabschnitt des erfindungsgemäß vorgesehenen Abgaskanals bewegt werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Gesamtquerschnitt jeweiliger durch eine Bewegung der mindestens einen Hülse für ein Durchströmen mit Abgas freigegebener Abgaskanäle der Vielzahl Abgaskanäle bei einer Bewegung der mindestens einen Hülse graduell zunimmt.
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Über eine graduelle Zunahme von zum Durchströmen freigegebenen Abgaskanälen kann entsprechend ein Abgasdruck und, dadurch bedingt, eine Leistungsabgabe eines Turboladers graduell eingestellt werden. Dabei kann ein Querschnitt jeweiliger Abgaskanäle so gewählt werden, dass ein Abgasdruck sich proportional zu einer bei einer Bewegung durch die erfindungsgemäß vorgesehene Hülse zurückgelegten Wegestrecke verhält oder, dass der Abgasdruck bspw. in einem exponentiellen Verlauf zunimmt. Selbstverständlich ist auch eine stufenweise Zunahme des Abgasdrucks bei einer Bewegung der Hülse denkbar.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die mindestens eine Hülse in Abhängigkeit einer an die Maschine übermittelten Leistungsanforderung bewegt wird.
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Um eine Leistung eines jeweiligen Abgasturboladers an eine aktuelle Leistungsanforderung einer entsprechenden Maschine anzupassen, kann eine zum Erreichen der Leistungsanforderung benötigte Leistung des Abgasturboladers vorgegeben werden. Zum Erreichen einer vorgegebenen Leistung durch den Abgasturbolader kann ein Abgaskanal bestimmt werden, der einen zum Erzeugen der vorgegebenen Leistung geeigneten Abgasdruck bedingt, d. h. einen von der Maschine erzeugten Abgasmassenstrom derart komprimiert, dass der zum Erzeugen der vorgegebenen Leistung geeignete Abgasdruck erzeugt wird. Sobald ein zum Erzeugen der vorgegebenen Leistung geeigneter Abgaskanal bspw. über eine Zuordnungstabelle oder ein mathematisches Modell ermittelt wurde, kann die mindestens eine erfindungsgemäße Hülse derart bewegt werden, dass der von der Maschine erzeugte Abgasmassenstrom in den jeweiligen Abgaskanal geleitet wird.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass zum Drosseln einer Leistungsabgabe der Maschine die mindestens eine Hülse derart bewegt wird, dass ein Gesamtquerschnitt von durch eine Bewegung der mindestens einen Hülse für ein Durchströmen mit Abgas freigegebenen Abgaskanälen der Vielzahl Abgaskanäle maximiert wird.
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Durch eine Maximierung von durch einen Abgasstrom durchströmbaren Abgaskanälen bzw. eines entsprechenden Gesamtquerschnitts, d. h. eines effektiven Querschnitts eines eine Vielzahl Abgaskanäle umfassenden Abgaspfads, kann ein durch den Abgasstrom erzeugter Abgasdruck minimiert und eine Leistung einer entsprechend betriebenen Maschine gedrosselt werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweilige Abgaskanäle der Vielzahl Abgaskanäle dazu konfiguriert sind, Abgas von einer radialen Strömungsbewegung in eine axiale Strömungsbewegung zu überführen.
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Um eine möglichst kompakte Anordnung eines Turboladers mit axialer Turbinengeometrie zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Abgaskanäle ein radial anströmendes Abgas vor einem Kontakt mit einer Turbinenschaufel in eine axiale Strömungsbewegung überführt wird, so dass die axial angeordneten Turbinenschaufeln mit größtmöglicher Effizienz angeströmt werden. Zum Überführen von in einer radialen Strömungsbewegung strömendem Abgas, wie bspw. von einer Brennstoffzelle ausgestoßenem Wasserdampf, in eine axiale Strömungsbewegung, ist insbesondere vorgesehen, dass jeweilige Abgaskanäle der erfindungsgemäß vorgesehenen Vielzahl von Abgaskanälen in ihrem Querschnitt derart gewählt werden, dass eine radiale Bewegung innerhalb der Abgaskanäle vermieden wird. Dazu ist vorgesehen, dass ein vorgegebener Querschnitt bzw. Durchmesser jeweiliger Abgaskanäle der Vielzahl von Abgaskanälen einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet. Dabei wird der Schwellenwert insbesondere derart gewählt, dass eine radiale Strömungsbewegung innerhalb eines Abgaskanals nicht möglich ist.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Abgasturbine für einen Abgasturbolader einer Maschine, mit einem Abgaspfad und mindestens einer relativ zu dem Abgaspfad bewegbaren Hülse, wobei die Abgasturbine eine Axialturbine ist, und wobei der Abgaspfad eine Vielzahl Abgaskanäle aufweist, und wobei die mindestens eine Hülse in Strömungsrichtung von einem durch die Maschine zu erzeugenden Abgasstrom vor der Vielzahl Abgaskanäle beweglich angeordnet ist, um einen Strömungsweg des Abgasstrom durch die Vielzahl Abgaskanäle einzustellen.
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Die vorgestellte Abgasturbine dient insbesondere zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens.
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Der erfindungsgemäß vorgesehene Abgaspfad kann bspw. als Gitterstruktur aus einer Vielzahl Abgaskanäle ausgestaltet sein, die jeweils durch ihre Hüllenstrukturen voneinander beabstandet sind.
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In einer möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Abgasturbine ist vorgesehen, dass die mindestens eine Hülse entgegen der Strömungsrichtung des Abgases beabstandet von einem ersten Turbinenrad der Abgasturbine angeordnet ist.
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Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Abgaspfad kann die mindestens eine erfindungsgemäß vorgesehene Hülse mit einem Abstand zu einer Turbinengeometrie bzw. zu einem jeweils ersten Turbinenrad angeordnet werden. Durch einen Abstand zwischen der mindestens einen Hülse und dem ersten Turbinenrad können das erste Turbinenrad und entsprechend auch alle weiteren Turbinenräder stets axial angeströmt werden, da die erfindungsgemäß vorgesehenen Abgaskanäle insbesondere derart gewählt sind, dass diese radial anströmendes Abgas in axial strömendes Abgas transformieren und entsprechend lediglich axial strömendes Abgas an die Turbinenräder bzw. Turbinenschaufeln abgeben. Entsprechend kann auf lange Abgasleitungsabschnitte zum Erzeugen eines axialen Abgasmassenstroms verzichtet werden, so dass die mindestens eine erfindungsgemäß vorgesehene Hülse in Kombination mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Abgaspfad eine kompakte Bauweise eines Abgasturboladers mit axialer Turbinengeometrie ermöglicht. Dabei kann der Abstand zwischen der mindestens einen Hülse und dem ersten Turbinenrad bspw. 5 mm betragen.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorgestellten Abgasturbine ist vorgesehen, dass die mindestens eine Hülse mindestens eine Öffnung aufweist, durch die der Abgasstrom zumindest teilweise in zumindest einen Abgaskanal der Vielzahl Abgaskanäle zu leiten ist.
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Durch eine Öffnung kann bspw. eine Maximalleistung eines Abgasturboladers eingestellt werden, bei der Abgas lediglich durch unter der Öffnung befindliche Abgaskanäle geleitet wird, so dass sich ein entsprechend hoher Abgasdruck einstellt und der Abgasturbolader eine entsprechend hohe Leistung bereitstellt.
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Es ist denkbar, dass ein Abgaspfad eine im Wesentlichen rechteckige oder zylindrische Form aufweist und entsprechend nicht an eine Form einer Hüllstruktur einer radialen Turbinengeometrie angepasst ist bzw. eine von der Hüllstruktur abweichende Form zeigt.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasturbine in einem Querschnitt.
- 2 zeigt die Abgasturbine aus 1 in einem geänderten Zustand.
- 3 zeigt die Abgasturbine aus 1 in einer Draufsicht.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Merkmale.
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In 1 ist eine Abgasturbine 1 eines Abgasturboladers dargestellt. Beim Betrieb einer den Abgasturbolader umfassenden Maschine, wie bspw. einer Brennkraftmaschine wird von der Brennkraftmaschine erzeugtes Abgas, wie durch Pfeile 6 und 8 angedeutet, über eine Strömungsvolute 3 und einen Abgaspfad 5 einem Turbinenrad mit einer Nabe 7 und an der Nabe 7 angeordneten Turbinenschaufeln 13 zugeführt. Um einen durch das Abgas erzeugten Abgasdruck und, dadurch bedingt, eine Leistung des Abgasturboladers einzustellen, wird das aus der Strömungsvolute 3 strömende Abgas über den Abgaspfad 5 und in dem Abgaspfad 5 verlaufende Abgaskanäle 15 und 17 zu den Turbinenschaufeln 13 geleitet.
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Um das aus der Strömungsvolute 3 in den Abgaskanal strömende Abgas auf die Abgaskanäle 15 und 17 zu verteilen und, dadurch bedingt, einen Abgasdruck, mit dem das Abgas auf die Turbinenschaufeln 13 einwirkt, einzustellen, ist vorgesehen, dass eine Hülse 11 entlang einer Rotationsachse der Abgasturbine 1 bewegt wird, wie durch Pfeil 10 angedeutet. Dies bedeutet, dass, je nach Bewegungsrichtung der Hülse 11, mehr oder weniger in dem Abgaskanal angeordnete Abgaskanäle 15 und 17 zum Durchströmen mit Abgas freigegeben oder vor einer Durchströmung mit Abgas abgeschirmt werden.
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In 1 wurde die Hülse 11 in eine komplett freigegebene Stellung bewegt, so dass sowohl die Abgaskanäle 15, wie durch Pfeile 8 angedeutet als auch die Abgaskanäle 17, wie durch Pfeile 6 angedeutet, mit Abgas durchströmt werden und ein auf die Turbinenschaufeln 13 einwirkender Abgasdruck entsprechend gering ist.
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Die Abgaskanäle 15 und 17 entsprechen jeweils einer Schicht von Abgaskanälen, wie sie bspw. in 3 dargestellt ist. Entsprechend bilden die Abgaskanäle 15 und 17 ein Strömungsleitgitter, wie durch Pfeil 19 angedeutet, aus einer Vielzahl an Abgaskanälen 15 und 17, durch das in einer radialen Strömungsbewegung anströmendes Abgas in Abgas, das in einer axialen Strömungsbewegung strömt, umgewandelt wird.
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Ein an der Hülse 11 angeordnetes Lager 9 vermeidet ein Verklemmen der Hülse 11 und ermöglicht entsprechend eine sichere Bewegung der Hülse 11 in dem Abgaskanal 5.
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Wie in 2 dargestellt, wurde die Hülse 11 über die Abgaskanäle 15, die hier in ihrer Vielzahl nicht zu erkennen sind, bewegt, um den Abgasdruck, der auf die Turbinenschaufeln 13 einwirkt zu erhöhen. Entsprechend werden die Abgaskanäle 15 von der Hülse 11 abgeschirmt. Dies führt dazu, dass der Abgasstrom, wie durch Pfeile 8 angedeutet, von der Hülse 11 in lediglich die Abgaskanäle 17 geleitet wird, so dass ein Gesamtquerschnitt, d. h. ein effektiver Querschnitt, des Abgaspfads 5 entsprechend verkleinert wird und ein von dem Abgas erzeugter Abgasdruck entsprechend hoch ausfällt. Aufgrund des hohen Abgasdrucks werden die Turbinenschaufeln 13 mit hohem Druck beaufschlagt, wodurch der Abgasturbolader eine hohe Leistung bereitstellt.
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In 3 ist die Abgasturbine in einer geschnittenen Draufsicht dargestellt. Hier wird ersichtlich, dass die Hülse 11 radial verläuft und im Wesentlichen einem Verlauf der Strömungsvolute 3 bzw. einem an die Strömungsvolute 3 anschließenden Abgaspfad 5 folgt. Das in der Strömungsvolute 3 bzw. dem Abgaspfad 5 in Strömungsrichtung strömende Abgas, wie durch Pfeile 21 angedeutet, trifft auf seinem Weg in Richtung der Turbinenschaufeln 13 zunächst auf die Hülse 11. Die Hülse 11 wird zum Einstellen eines auf die Turbinenschaufeln 13 wirkenden Abgasdrucks entlang einer Tiefenachse bewegt und verschließt bspw. die in 3 unterhalb der Abgaskanäle 17 angeordneten Abgaskanäle 15, wie es in 2 dargestellt ist, so dass das anströmende Abgas abgeleitet wird, wie durch Pfeile 23 angedeutet, und in die Abgaskanäle 17 geleitet wird, wie durch Pfeile 25 angedeutet. Die Abgaskanäle 15 liegen in 3 unterhalb der Abgaskanäle 17 und sind entsprechend nicht zu erkennen.
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Beim Durchströmen der Abgaskanäle 17 wird das Abgas von einer radialen Strömungsbewegung in eine axiale Strömungsbewegung überführt, so dass das Abgas die axial ausgerichteten, d. h. für eine Beströmung mit einem axialen Luftmassenstrom optimierten Turbinenschaufeln 13 in einer axialen Strömungsbewegung anströmt.
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Weiterhin weist die Hülse 11 bspw. zwei Öffnungen 27 und 29 auf, durch die in ausgewählte Abgaskanäle 17' auch dann Abgas strömen kann, wenn die Hülse 11 sich in einer Position befindet, in der die Abgaskanäle 17 von der Hülse 11 verschlossen werden. Durch die Öffnungen 27 und 29 kann eine maximale Leistungsstufe des Abgasturboladers eingestellt werden, bei der das Abgas lediglich durch die Abgaskanäle 17' geleitet wird und einen entsprechend hohen Abgasdruck erzeugt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10231109 A1 [0005]
- DE 102006051628 A1 [0006]
- DE 102009006278 A1 [0007]