DE102011009634B4

DE102011009634B4 - turbocharger

Info

Publication number: DE102011009634B4
Application number: DE102011009634.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Geminn; Andreas Steigert; Thomas Weidner
Original assignee: Tenneco GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: DE102011009634A1

Abstract

Turbolader (1) für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem Eingangsflansch (2.1) für Abgas, aus einem an den Eingangsflansch (2.1) in Strömungsrichtung anschließenden Schneckengehäuse (2), aus einem an das Schneckengehäuse (2) anschließenden Lagerbockflansch (2.2) und aus einem an das Schneckengehäuse (2) in Strömungsrichtung anschließenden Abgasgehäuse (3) mit daran anschließendem Ausgangsflansch (3.1), wobei das Abgasgehäuse (3) mit dem Ausgangsflansch (3.1), der Eingangsflansch (2.1) sowie der Lagerbockflansch (2.2) an das Schneckengehäuse (2) angebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengehäuse (2) als separates einteiliges Gussteil mit integriertem Einlasstrichter ausgebildet ist.Turbocharger (1) for a motor vehicle, comprising an inlet flange (2.1) for exhaust gas, from a screw housing (2) adjoining the inlet flange (2.1) in the flow direction, from a bearing block flange (2.2) adjoining the screw housing (2) and from a housing the exhaust housing (3) with the output flange (3.1), the input flange (2.1) and the Lagerbockflansch (2.2) to the screw housing (2 ) are cultivated, characterized in that the screw housing (2) is designed as a separate one-piece casting with integrated inlet funnel.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Turbolader für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einem Einlasstrichter mit Eingangsflansch, aus einem an den Einlasstrichter in Strömungsrichtung anschließenden Schneckengehäuse, aus einem an das Schneckengehäuse anschließenden Lagerbockflansch und aus einem an das Schneckengehäuse in Strömungsrichtung anschließenden Abgasgehäuse mit daran anschließendem Ausgangsflansch, wobei die Anbauteile, wie das Abgasgehäuse mit dem Ausgangsflansch, der Eingangsflansch sowie der Lagerbockflansch an das Schneckengehäuse angebaut sind.The invention relates to a turbocharger for a motor vehicle consisting of an inlet funnel with input flange, from a subsequent to the inlet funnel in the flow direction screw housing, from a subsequent to the screw housing Lagerbockflansch and from an adjacent to the screw housing in the flow direction of the exhaust housing with adjoining output flange, said The attachments, such as the exhaust housing with the output flange, the input flange and the bearing block flange are attached to the worm housing.

Aus der DE 100 22 052 C2 ist bereits ein luftspaltisoliertes Turbinengehäuse für Abgasturbolader mit einem Einlasstrichter, einem Laufradgehäuse mit einem Gaskanal, der sich vom Einlasstrichter ausgehend schneckenförmig verengt, einem Flansch zur Verbindung mit dem Lagergehäuse des Abgasturboladers und einem zentralen Auslassrohr, wobei der Einlasstrichter, das Laufradgehäuse und das Auslassrohr aus spanlos umgeformtem, z. B. aus geprägtem bzw. tiefgezogenem Blech bestehen, bekannt. Ferner beschreibt die Druckschrift nach Anspruch 26 das Herstellen von wenigstens einem Teil des Turbinengehäuses mittels Feinguss. Nach Abs. [0053] handelt es sich dabei wohl um den Verbindungsflansch.From the DE 100 22 052 C2 is already an air gap-insulated turbine housing for exhaust gas turbocharger with an inlet funnel, an impeller housing with a gas channel which narrows helically starting from the inlet funnel, a flange for connection to the bearing housing of the exhaust gas turbocharger and a central outlet pipe, the inlet funnel, the impeller housing and the outlet of spaneless transformed, z. B. from embossed or deep-drawn sheet metal, known. Further, the document according to claim 26 describes the manufacture of at least a part of the turbine housing by means of precision casting. According to paragraph [0053] this is probably the connecting flange.

Aus der WO 2010/033414 A2 ist ein insgesamt einteiliges und aus Guss gebildetes Turbinengehäuse bekannt.From the WO 2010/033414 A2 is a generally one-piece and made of cast turbine housing known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Turbinengehäuse derart auszubilden und anzuordnen, dass trotz modularem Aufbau eine günstige Herstellung gewährleistet ist.The invention has for its object to form a turbine housing and arrange, that in spite of modular design a cheap production is guaranteed.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Schneckengehäuse als separates einteiliges Gussteil bzw. Dünnwand-Stahlgussteil mit integriertem Einlasstrichter ausgebildet ist. Somit ist zum einen eine optimale Ausbildung der Schneckengeometrie, insbesondere im Bereich des Spiral-Auslaufs und zum anderen eine größtmögliche Variabilität bei der Ausbildung der Anbauteile sowohl hinsichtlich der Geometrie als auch hinsichtlich der Materialauswahl gewährleistet. Die Anbauteile können sowohl aus Blech und/oder auch aus Guss gebildet sein. Blechteile sind in der Regel etwas leichter und günstiger in der Herstellung. Das Schneckengehäuse ist vorzugsweise einwandig ausgebildet, wobei eine Kombination mit einer zweiten bzw. äußeren Schneckenschale möglich ist.The object is achieved according to the invention in that the screw housing is designed as a separate one-piece casting or thin-walled steel casting with integrated inlet funnel. Thus, on the one hand optimal formation of the screw geometry, especially in the area of the spiral outlet and on the other hand a maximum variability in the formation of the attachments both in terms of geometry and in terms of material selection guaranteed. The attachments can be formed both of sheet metal and / or cast. Sheet metal parts are usually slightly lighter and cheaper to manufacture. The screw housing is preferably formed in a single wall, wherein a combination with a second or outer screw shell is possible.

Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn der Ausgangsflansch als separates Bauteil ausgebildet und an dem Abgasgehäuse angebaut ist. Die vorstehend genannten Vorteile sind damit auch für den Ausgangsflansch anwendbar.It may be advantageous for this purpose, if the output flange is formed as a separate component and mounted on the exhaust housing. The above advantages are thus applicable to the output flange.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Abgasgehäuse und/oder der Ausgangsflansch und/oder der Eingangsflansch und/oder der Lagerbockflansch als Blechteil ausgebildet sind. Die Anwendung von Blech hat die oben genannten Vorteile hinsichtlich Gewicht und Herstellungskosten. In der Regel ist bei Blechteilen eine aufwendige, spanende Bearbeitung nicht notwendig, was neben geringeren Materialkosten auch geringere Fertigungskosten mit sich bringt. Die Materialwahl Blech oder Guss kann ganz individuell erfolgen. Dies vor dem Hintergrund der realisierbaren Variabilität bezüglich der Geometrie, der Materialauswahl und der Größe der herzustellenden Serie.Furthermore, it may be advantageous if the exhaust housing and / or the output flange and / or the input flange and / or the Lagerbockflansch are formed as a sheet metal part. The use of sheet metal has the above-mentioned advantages in terms of weight and production costs. As a rule, in the case of sheet metal parts a complex, machining is not necessary, which in addition to lower material costs also brings lower production costs. The choice of material sheet or cast can be done individually. This against the background of the realizable variability in terms of geometry, material selection and the size of the series to be produced.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Verbindung zwischen dem Schneckengehäuse und den angebauten Teilen geschweißt, gelötet oder geklebt ist. Für diese gasdichten Verbindungen kommen die dem Fachmann bekannten Verbindungstechniken zum Einsatz.It can also be advantageous if the connection between the screw housing and the attached parts is welded, soldered or glued. For these gas-tight connections known in the art connection techniques are used.

Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Schneckengehäuse mit dem Eingangsflansch integraler Bestandteil eines Abgaskrümmers oder eines Abgaskrümmerrohres ist. Der Eingangsflansch entfällt so gesehen als Bauteil, weil der Abgaskrümmer integraler Bestandteil des Schneckengehäuses ist. Der Abgaskrümmer und das Schneckengehäuse sind somit aus Guss gebildet, während die weiteren Krümmer, die an dem Abgaskrümmer-Schneckengehäuse münden, aus Blech ausgebildet sein können.It may be advantageously provided that the screw housing with the input flange is an integral part of an exhaust manifold or exhaust manifold pipe. The input flange is omitted as seen as a component, because the exhaust manifold is an integral part of the screw housing. The exhaust manifold and the screw housing are thus formed of cast iron, while the other manifolds, which open at the exhaust manifold screw housing, may be formed of sheet metal.

Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn das Schneckengehäuse mit integriertem Abgaskrümmer direkt an einen Auslassport eines Motorblocks anschließbar ist. Der Eingangsflansch entfällt in diesem Fall wie vorstehend bereits erläutert.Of particular importance may be for the present invention, when the screw housing with integrated exhaust manifold is directly connected to an outlet port of an engine block. The input flange is omitted in this case as already explained above.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:Further advantages and details of the invention are explained in the patent claims and in the description and illustrated in the figures. Show it:

1 eine Seitenansicht ATL; 1 a side view ATL;

2 eine Schnittdarstellung A-A nach 1; 2 a sectional view AA after 1 ;

3 eine Seitenansicht ATL; 3 a side view ATL;

4 eine perspektivische Ansicht des Schneckengehäuses; 4 a perspective view of the screw housing;

5 eine Prinzipskizze mit Krümmer und Motorblock. 5 a schematic diagram with manifold and engine block.

Ein in 1 dargestellter Abgasturbolader 1 weist ein Schneckengehäuse 2 auf, an welches sich in Strömungsrichtung ein Abgasgehäuse 3 mit einem Abgasflansch 3.1 anschließt. Ebenfalls an das Schneckengehäuse 2 schließt ein Lagerbockflansch 2.2 zum Anbinden an ein nicht dargestelltes Lagergehäuse an. Das Schneckengehäuse 2 erstreckt sich entgegen der Strömungsrichtung trichterförmig und weist an seinem trichterförmigen Ende einen Eingangsflansch 2.1 mit drei Haltebohrungen 2.1a, 2.1b und 2.1c auf.An in 1 illustrated turbocharger 1 has a screw housing 2 on, in which an exhaust gas housing in the flow direction 3 with an exhaust flange 3.1 followed. Also to the snail shell 2 closes a bearing block flange 2.2 for attachment to an unillustrated bearing housing. The snail shell 2 extends in a funnel shape against the flow direction and has an inlet flange at its funnel-shaped end 2.1 with three retaining holes 2.1a . 2.1b and 2.1c on.

Gemäß Schnittdarstellung A-A nach 2 ist das Schneckengehäuse 2 als separates Bauteil ausgebildet, an welches nach unten der Lagerbockflansch 2.2 anschließt und an welches in Strömungsrichtung nach oben das Abgasgehäuse 3 mit dem Ausgangsflansch 3.1 anschließt. Der Ausgangsflansch 3.1 ist ebenfalls als separates Bauteil ausgebildet, sodass alle hier zu sehenden Bauteile, also das Schneckengehäuse 2, der Lagerbockflansch 2.2, das Abgasgehäuse 3 sowie der Ausgangsflansch 3.1, jeweils separate Bauteile sind. Das Schneckengehäuse 2 ist als Gussteil ausgebildet, wobei sowohl der Lagerbockflansch 2.2 als auch das Abgasgehäuse 3 und der Ausgangsflansch 3.1 als Blechteile ausgebildet sind.According to sectional view AA after 2 is the snail shell 2 formed as a separate component, to which the Lagerbockflansch down 2.2 connects and to which in the flow direction up the exhaust housing 3 with the output flange 3.1 followed. The output flange 3.1 is also designed as a separate component, so that all here to see components, so the screw housing 2 , the bearing block flange 2.2 , the exhaust case 3 as well as the output flange 3.1 , each being separate components. The snail shell 2 is designed as a casting, wherein both the Lagerbockflansch 2.2 as well as the exhaust housing 3 and the output flange 3.1 are formed as sheet metal parts.

Gemäß der perspektivischen Ansicht nach 3 ist der Lagerbockflansch 2.2 im Vordergrund zu sehen, an den sich nach hinten das Schneckengehäuse 2 sowie das Abgasgehäuse 3 mit dem Ausgangsflansch 3.1 anschließen.According to the perspective view 3 is the bearing block flange 2.2 to see in the foreground, to the back of the snail shell 2 as well as the exhaust housing 3 with the output flange 3.1 connect.

Nach 4 weist das Schneckengehäuse 2 drei Durchzüge 2.3, 2.4, 2.5 auf. Der erste Durchzug 2.3 schließt an den Lagerbockflansch 2.2 an und dient letztlich zur Lagerung des nicht dargestellten Turbinenrades. Der zweite Durchzug 2.4 ist Teil eines Wastegates, durch welches die eintretenden Abgase vor Eintritt in die Turbine direkt an das Abgasgehäuse 3 bzw. die Abgasschale gemäß 3 abgegeben werden können. Der dritte Durchzug 2.5 schließt an das Abgasgehäuse bzw. die Abgasschale 3 an. Hier läuft das nicht dargestellte Turbinenrad.To 4 has the screw housing 2 three passages 2.3 . 2.4 . 2.5 on. The first passage 2.3 closes at the bearing block flange 2.2 and ultimately serves for storage of the turbine wheel, not shown. The second passage 2.4 is part of a wastegate, through which the incoming exhaust gases before entering the turbine directly to the exhaust housing 3 or the exhaust gas shell according to 3 can be delivered. The third passage 2.5 closes to the exhaust housing or the exhaust shell 3 at. Here runs the turbine wheel, not shown.

Nach der Prinzipskizze 5 ist ein Motorblock 5 mit vier Auslassports 5.1–5.4 dargestellt, an die jeweils ein Krümmerrohr 4.1–4.4 eines Krümmers 4 angeschlossen ist. Das Krümmerrohr 4.2 ist integraler Bestandteil des Schneckengehäuses 2, welches eine Drehachse 2.6 für ein nicht dargestelltes Schaufelrad aufweist. Das Krümmerrohr 4.1 mündet in das Krümmerrohr 4.2, während das Krümmerrohr 4.4 in das Krümmerrohr 4.3 und das Krümmerrohr 4.3 wiederum in das Krümmerrohr 4.2 mündet. Das Krümmerrohr 4.2 ist wie vorgehend bereits erläutert integraler Bestandteil des Schneckengehäuses 2 des nicht weiter dargestellten Turboladers 1. Der so gebildete Krümmer 4 besteht demnach aus vier Krümmerrohren 4.1–4.4, wobei zumindest das Krümmerrohr 4.2 als integraler Bestandteil des Schneckengehäuses 2 als Gussteil ausgebildet ist, während die übrigen Krümmerrohre 4.1, 4.3, 4.4 auch als Blechteile ausgebildet sein können.After the outline sketch 5 is an engine block 5 with four outlet ports 5.1 - 5.4 shown, to each a manifold pipe 4.1 - 4.4 a manifold 4 connected. The manifold pipe 4.2 is an integral part of the screw housing 2 which is a rotation axis 2.6 for a not shown paddle wheel. The manifold pipe 4.1 flows into the manifold pipe 4.2 while the manifold pipe 4.4 in the manifold pipe 4.3 and the manifold pipe 4.3 again in the manifold pipe 4.2 empties. The manifold pipe 4.2 is as previously explained integral part of the screw housing 2 the turbocharger, not shown 1 , The manifold thus formed 4 consists of four manifolds 4.1 - 4.4 , wherein at least the manifold pipe 4.2 as an integral part of the screw housing 2 is designed as a casting, while the remaining manifold pipes 4.1 . 4.3 . 4.4 can also be designed as sheet metal parts.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Turboladerturbocharger
22: Schneckengehäusesnail shell
2.12.1: Eingangsflanschinlet flange
2.1a2.1a: Haltebohrungretaining hole
2.1b2.1b: Haltebohrungretaining hole
2.1c2.1c: Haltebohrungretaining hole
2.22.2: LagerbockflanschLagerbockflansch
2.32.3: DurchzugDraft
2.42.4: DurchzugDraft
2.52.5: DurchzugDraft
2.62.6: Drehachseaxis of rotation
33: Abgasgehäuse, AbgasschaleExhaust housing, exhaust shell
3.13.1: Ausgangsflanschoutput flange
44: Krümmerelbow
4.14.1: Krümmerrohrmanifold pipe
4.24.2: Krümmerrohrmanifold pipe
4.34.3: Krümmerrohrmanifold pipe
4.44.4: Krümmerrohrmanifold pipe
55: Motorblockblock
5.15.1: Auslassportoutlet port
5.25.2: Auslassportoutlet port
5.35.3: Auslassportoutlet port
5.45.4: Auslassportoutlet port

Claims

Turbocharger ( 1 ) for a motor vehicle, comprising an input flange ( 2.1 ) for exhaust gas, from one to the input flange ( 2.1 ) in the flow direction subsequent screw housing ( 2 ), from one to the screw housing ( 2 ) subsequent bearing block flange ( 2.2 ) and from one to the screw housing ( 2 ) in the flow direction subsequent exhaust housing ( 3 ) with adjoining output flange ( 3.1 ), wherein the exhaust housing ( 3 ) with the output flange ( 3.1 ), the input flange ( 2.1 ) as well as the bearing block flange ( 2.2 ) to the screw housing ( 2 ), characterized in that the screw housing ( 2 ) is designed as a separate one-piece casting with integrated inlet funnel.

Turbocharger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the output flange ( 3.1 ) formed as a separate component and on the exhaust housing ( 3 ) is grown.

Turbocharger ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas housing ( 3 ) and / or the output flange ( 3.1 ) and / or the input flange ( 2.1 ) and / or the bearing block flange ( 2.2 ) are formed as a sheet metal part.

Turbocharger ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the connection between the screw housing ( 2 ) and the attached parts welded, soldered or glued.

Turbocharger ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw housing ( 2 ) with the input flange ( 2.1 ) integral part of an exhaust manifold ( 4 ) or an exhaust manifold pipe ( 4.2 ).

Turbocharger ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the screw housing ( 2 ) with integrated exhaust manifold ( 4 ) directly to an outlet port ( 5.2 ) of an engine block ( 5 ) is connectable.