CH461173A - Gebläseaggregat, insbesondere für Abgasturbolader - Google Patents

Description

      Gebläseaggregat,    insbesondere     für        Abgasturbolader       Die zunehmende Steigerung des     Aufladegrades    von  Dieselmotoren stellt nicht nur     hinsichtlich    der Rück  kühlung der verdichteten Ladeluft, sondern auch bezüg  lich der räumlichen     Anordnung    des     Gebläseaggregates     hohe     Anforderungen    für die     konstruktive        Gestaltung    der  Aggregate.

   Eine     zusätzliche    Erschwernis besteht in der  Forderung nach möglichst strömungsgünstiger Ausbil  dung des Gebläses, des     Ladeluftkühlers    sowie der er  forderlichen     Verbindungsleitungen    zur Vermeidung von  Wirbelverlusten. Die bisher bekannten Ausführungen  solcher Aggregate stellen     Kompromisslösungen    dar, die  naturgemäss mit verschiedenen     Mängeln    und     Nachteilen     behaftet waren.  



  So ist bei einem bekannten     Gebläseaggregat    für  Abgasturbolader, mit einem     Radialgebläse    mit     austritts-          seitigem        Spiralgehäuse    und einem nachgeschalteten flüs  sigkeitsgekühlten     Ladeluftkühler        der    erhebliche Platz  bedarf von Nachteil, der sich durch den Anschluss des  Luftkühlers an das in     tangentialer    Richtung ausmün  dende     Spiralgehäuse    des Gebläses ergibt.

   Die getrennte       Befestigung    des Turboladers und des Kühlers am Mo  torgehäuse ist ein weiterer     Nachteil    des bekannten       Aggregates.     



  Die     Erfindung    bezieht sich auf ein     Gebläseaggregat,     insbesondere für Abgasturbolader, mit     einem    Radial  gebläse mit austrittsseitigem     Spiralgehäuse        und        einem     nachgeschaltetem flüssigkeitsgekühlten     Ladeluftkühler     und besteht darin,

   dass das     Radialgebläse    mit     seinem     Ansauggehäuse unmittelbar an die koaxial dazu ange  ordnete Antriebsmaschine und der im wesentlichen quer  zur Achse des Gebläses durchströmte Luftkühler     stirn-          seitig        unmittelbar    an das     Spiralgehäuse    das Gebläses       angeschlossen        ist,

      wobei der Austritt des     Spiralgehäuses     mit dem Eintritt des Luftkühlers     über    ein seitlich     an-          geordnetes        Umlenkgehäuse        verbunden        ist.    Die     gedrängte     Bauweise eines derartigen Aggregates passt sich     in    vor  bildlicher Weise den durch     d-,n    Motor vorgegebenen  Verhältnissen sowohl     in    räumlicher Hinsicht als auch  in     bezug    auf den Anschluss am Motorgehäuse an.

   Von    besonderem Vorteil ist die strömungsgünstige Gestaltung  des Aggregates, da nur eine einzige     Luftumlenkung    im       Anschlussbereich    des Kühlers an das Gebläse stattfin  det und alle übrigen Luftwege auf ein Mindestmass ver  kürzt sind.

   Da das Gebläse in vorteilhafter Weise mit  dem Kühler zu einer baulichen Einheit vereinigt wer  den kann, so dass beide Teile unmittelbar aneinander an  schliessen, kann auch bei entsprechender gegenseitiger  Abdichtung der Gehäuse dieser beiden     Teile    die innere  Stirnwand des     Ladeluftkühlers    entfallen, wodurch nicht  nur eine bauliche Vereinfachung und eine Verkürzung  der Baulänge, sondern auch eine verstärkte Kühlwirkung  erreicht wird, da nun die Kühlflüssigkeit des Luftkühlers  auch die Aussenwand des     Spiralgehäuses    bespült und  so     eine    zusätzliche Kühlfläche noch im Bereich des  Gebläses gewonnen wird.  



  Bei einer     bevorzugten    Ausführung des Gebläse  aggregates     weisen    der Luftkühler, das Gebläse und al  lenfalls auch die Antriebsmaschine annähernd den glei  chen, vorzugsweise kreisförmigen Umriss auf. Diese Aus  führung     ist    fertigungstechnisch wegen der einfachen Be  arbeitung der     Anschlussflanschen    und Dichtflächen der       Einzelteile    des     Aggregates    besonders     vorteilhaft,

      wobei  auch     die    Abdichtung des Wasserraumes des zylindri  schen Kühlers vereinfacht wird und die üblichen       Gummidichtringe        Verwendung    finden     können.     



  Für den Abgasturbolader einer     Brennkraftmaschine     ergibt sich weiters eine besonders     günstige    Ausbildung  durch die Anordnung des     Gebläsekühleraggregates    an  einer Stirnseite     der        Brennkraftmaschine,    wobei sowohl  der Austrittsstutzen des Luftkühlers als auch das     Ge-          bläseeintrittsgehäuse    der Abgasturbine in Längsrichtung       der        Brennkraftmaschine    in die     Abgas-    bzw. Ladeluft  leitung derselben ausmünden.

   Der     stirnseitig    an der       Brennkraftmaschine    verfügbare Raum ist hierbei optimal  ausgenützt, so dass die gesamte Baulänge der     Brenn-          kraftmaschine        keine        nennenswerte    Vergrösserung erfährt.

    Das Aggregat kann, je nach Fall, entweder an der vor  deren oder an der     hinteren    Stirnfläche des Motors an-      geordnet werden, wobei es     gleichgültig        ist,    auf welcher  Seite der     Brennkraftmaschine    die Abgas- und die     Lade-          luftleitung    liegen, da die     erfindungsgemässes        Ausführung     einen Aufbau des Aggregates in gewendeter Lage ohne  weiteres zulässt.  



  In der     Zeichnung    ist ein     Ausführungsbeispiel    des       Gebläseaggregates    nach der Erfindung dargestellt und  nachfolgend     beschrieben:          Fig.    1     zeigt        einen        Horizontalschnitt    durch das Lade  aggregat einer in Draufsicht     ausschnittweise    dargestell  ten     Brennkraftmaschine.     



       Fig.    2 zeigt eine Seitenansicht und       Fig.    3 einen     Vertikalschnitt    nach der Linie     HI-111     zu dem Ausführungsbeispiel der     Fig.    1.  



  Bei der     dargestellten        Brennkraftmaschine    1 liegt die       in    Längsrichtung der Maschine sich     erstreckende    Abgas  leitung 2 auf der linken und die     hiezu        parallele    Lade  luftleitung 22 auf der rechten Seite des     Zylinderkopfes     der     Brennkraftmaschine    1. Das Ladeaggregat befindet  sich an der vorderen     Stirnseite    der     Brennkraftma-          schine    1.

   An die     Abgasleitung    2     ist    der Eintrittsstut  zen 3 des     Gaseintrittsgehäuses    4     angeschlossen,    dessen       anderer,    um 90  gedrehter     Flansch    3' an der Stirnwand  einer Abgasturbine 5 befestigt ist, deren Achse quer zur  Längsachse der     Brennkraftmaschine    1 verläuft.  



  Unmittelbar an die innere     Stirnwand    der Abgas  turbine 5 ist koaxial zu dieser ein     Radialgebläse    9 an  geflanscht. Die     im    zentralen Lagergehäuse 8 der Tur  bine 5 gelagerte     Läuferwelle    7 trägt an ihrem äusseren  Ende das Turbinenlaufrad 6 und an ihrem inneren  Ende das Laufrad 10 des     Radialgebläses    9.  



  Die Saugseite des Gebläses 9 ist abweichend von  den bisher üblichen Ausführungen, bei denen die     An-          saugung    der Ladeluft stirnseitig erfolgt,     ausgebildet    und  dem     Gebläselaufrad    10 ein     zylindrisches        Ansauggehäuse     11     vorgelagert.    Der Umriss eines Turboladers herkömm  licher Bauart (ohne Kühler) und gleicher     Leistung    ist  in     Fig.    1     strichpunktiert        und    mit 32 bezeichnet.

   Der       Lufteintritt    13 in das mit     einem    in     Umfangsrichtung     sich erstreckenden     Luftfilter    12 versehene Ansaugge  häuse 11 erfolgt hier also     in    radialer Richtung.

   Bei       Ansaugung    ausserhalb des     Maschinenraumes    kann,     wie     in     Fig.    1 gestrichelt angedeutet, anstelle des Filters 12  ein     Luftführungsgehäuse    33 angebaut     sein.    Das Radial  gebläse 9 ist druckseitig mit einem     Spiralgehäuse    14 zur       Aufnahme    der verdichteten Ladeluft versehen.

   An das       Spiralgehäuse    14     schliesst    unmittelbar der     Luftkühler    17  an, dessen     annähernd        zylindrisches    Gehäuse 18 im vor  liegenden Fall mit dem     Spiralgehäuse    14 aus     einem     Stück besteht.

   Aus     fabrikatorischen    oder sonstigen  Gründen können das     zylindrische    Gehäuse 18 und das       Spiralgehäuse    jedoch auch getrennt     hergestellt    werden,  was die Möglichkeit ergibt,

   Kühler verschiedener Grösse  an das     Spiralgehäuse        anzuschrauben.    Zur Verbindung  des seitlichen Luftaustrittes 15 des     Spiralgehäuses    14  mit dem seitlichen     Eintritt    20 des quer zur Achse     des     Gebläses 9 durchströmten Luftkühlers 17     ist    ein Um  lenkgehäuse 16 an einem seitlichen     Flansch    des Kühler  gehäuses 18     angeschlossen.     



  Der dem     Umlenkgehäus;e    16 gegenüberliegende Aus  trittsstutzen 21 des Kühlers 17     schliesst    an die Ladeluft  leitung 22 der     Brennkraftmaschine    1     an.    Der Luft  kühler 17 besteht aus einer inneren und einer äusse  ren kreisförmigen     Stirnplatto    23 und 24, welche durch       mit    ihren Enden in     Bohrungen    der Stirnplatten 23 und  24 eingesetzte     Kühlrohre    26 verbunden sind.

   Die innere  Stirnplatte 23 ist an ihrem     Umfang    mit Dichtringen 25    versehen und in     eine    kreisförmige     Ausnehmung    der in  neren     Trennwand    31 des     Gehäuses    18 wasserdicht ein  gesetzt. Die äussere     Stirnplatte    24     schliesst    das Gehäuse  18 des Luftkühlers 17     stirnseitig    ab und ist mit einem  gewölbten Deckel 19 versehen, der je einen Kühlwasser  anschluss 29 und 30 für den Eintritt und Austritt des       Kühlwassers    besitzt.

   Der Deckel 19     und    die äussere  Stirnplatte 24     begrenzen;    somit den äusseren Kühlwasser  raum 28, die     innere        Stirnplatte    23, die     Trennwand    31  und das     Spiralgehäuse    14     hingegen    den     inneren    Kühl  wasserraum des Luftkühlers 17.  



  Wie ersichtlich, stellt das     Gebläseaggregat    eine kom  pakte Baueinheit mit     geringem        Raumbedarf    und günsti  gen     Anschlussmassen    dar, wobei auf die strömungs  günstige Gestaltung der Wege der Ladeluft im Sinne  einer     Leistungs-    und     Wirkungsgradverbesserung    der An  lage besondere Rücksicht genommen wurde. Zugleich  ergibt sich eine verbesserte Kühlwirkung dadurch, dass  das     Spiralgehäuse    14 selbst     eine        Begrenzungswand    des  inneren     Wasserraumes    27 bildet.

   Die     verdichtete    Lade  luft     erfährt    somit bereits     in    der Spirale 14 eine Vor  kühlung.  



  Die     Erfindung        beschränkt    sich     nicht    auf     das    be  schriebene Ausführungsbeispiel, und es sind zahlreiche       hievon    abweichende Ausführungsformen im Rahmen  der     Erfindung    möglich.

   So kann     beispielsweise    bei einem  Motor, dessen Abgas- und     Ladeluftleitung    sich     auf    der  gleichen     Zylinderkopfseite        befinden,    der Luftteil des  Aggregates so verdreht werden,     dass        ein;

      Leitung vom       Luftaustrittsstutzen    in     Längsrichtung    des Aggregates  zum     Ansaugrohr    des Motors geführt werden kann.     Wei-          ters    besteht keine     Beschränkung        bezüglich    der Form  gebung des Kühlers, so dass auch im gegebenen Fall  z. B. rechteckige Umrisse für den Kühler Anwendung       finden    können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gebläseaggregat, insbesondere für Abgasturbolader, mit einem Radialgebläse mit austrittseitigem Spiralge- häuse, und einem nachgeschalteten flüssigkeitsgekühlten Ladeluftkühler, dadurch gekennzeichnet, dass das Ra dialgebläse (9) mit seinem Ansauggehäuse (11) unmit telbar an die koaxial dazu angeordnete Antriebs maschine und der im wesentlichen quer zur Achse des Gebläses (9) durchströmte Luftkühler (17)

   stirnseitig unmittelbar an das Spiralgehäuse (14) des Gebläses (9) angeschlossen ist, wobei der Austritt (15) des Spiral- gehäuses (14) mit dem Eintritt (20) des Luftkühlers (17) über ein seitlich angeordnetes Umlenkgehäuse (16) verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Gebläseaggregat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkühler (17), das Gebläse (9) und allenfalls auch die Antriebsmaschine (5) an nähernd den gleichen, vorzugsweise etwa kreisförmigen Umriss aufweisen.

   2. Gebläseaggregat nach Patentanspruch oder Un teranspruch 1 für den Abgasturbolader einer Brenn- kraftmaschine, gekennzeichnet durch die Anordnung an einer Stirnseite der Brennkraftmaschine (1), wobei so wohl der Austrittsstutz--n (21) des Luftkühlers (17) als auch das Gaseintrittsgehäuse (4) der Abgasturbine (5) in Längsrichtung der Brennkraftmaschine (1) an die Abgas- bzw.

   Ladeluftleitung (2 bzw. 22) derselben an schliessen.