CN105587403A - 废气涡轮增压器和内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废气涡轮增压器和内燃机，废气涡轮增压器具有涡轮(22)和包括调节器(16)的压缩机(14)，其特征在于，涡轮(22)借助于VTG装置(24)和/或废气门(26)可调节。

Description

废气涡轮增压器和内燃机
技术领域
本发明涉及一种废气涡轮增压器和包括这样的废气涡轮增压器的内燃机。
背景技术
已知使用一个或多个废气涡轮增压器用于提高比功率且用于降低内燃机的比燃料消耗。
废气涡轮增压器具有集成到内燃机的排气系中的具有涡轮叶轮(Turbinenlaufrad)的涡轮以及集成到内燃机的新鲜气体系中的具有压缩机叶轮的压缩机。涡轮叶轮和压缩机叶轮通过轴相连接。在内燃机的运行中，涡轮叶轮被废气流动流过并且由此回转地被驱动，其中，该回转通过轴被传递到压缩机叶轮上。如此引起的压缩机叶轮的回转产生新鲜气体的期望的压缩。
不仅废气涡轮增压器的涡轮而且压缩机具有与流过其的气体的质量流相关的效率。引导流动的腔以及叶轮的几何结构应被设计成使得对于所有在运行中出现的质量流实现足够好的效率。同时通常尝试在内燃机的一个或多个较窄地限定的运行范围中对于涡轮和压缩机获得最高可能的效率。在柴油内燃机中典型地设置成在发动机的部分负载运行中实现废气涡轮增压器的尽可能高的效率。
在废气涡轮增压器的涡轮的设计中，应找到在内燃机的响应特性、部分负载运行中的特性和额定功率运行中的特性之间的尽可能好的折中。对于良好的响应特性和部分负载特性，小的废气质量流(和由此废气焓流)应已引起良好的效率和特别高的涡轮功率。这原则上可通过具有涡轮叶轮的相对小的结构尺寸和相应小的惯性矩的涡轮的几何设计来实现。相反，在内燃机以额定功率运行时，在适当的压缩比下应能够通过涡轮尽可能导引整个废气质量流。这原则上要求具有相对大的结构尺寸的涡轮的几何设计。在实践中，该目标矛盾造成在涡轮的几何设计中的折中，以实现废气涡轮增压器在内燃机的整个运行范围上运行。用于废气涡轮增压器的涡轮的设计的参数通常涉及涡轮壳体的螺旋(Volute)，在此尤其涉及其横截面面积、横截面面积的周缘曲线(Umfangsverlauf)和A/R比，以及涉及涡轮叶轮，在此尤其涉及其直径、空气动力学的实施和调整(Trimm)。
为了防止由于过高的废气质量流引起废气涡轮增压器的涡轮和因此还有压缩机的超速，此外可使用调节装置。
由借助于废气涡轮增压器增压的奥托发动机一方面已知应用所谓的废气门作为调节装置。在此，涉及绕开涡轮的用于废气的旁路，其可借助于旁通阀调节。在废气质量流过高时，借助于废气门引导废气的一部分绕过涡轮并且由此限制在涡轮中转化成机械能的废气焓。
相反，在柴油发动机中广泛使用具有可变涡轮几何结构(VTG)的废气涡轮增压器，在其中可调整的导叶(Leitschaufel)大多布置在涡轮的输入侧。通过导叶的匹配的调整，一方面改变了在涡轮的进入通道中的自由的流动横截面，由此尤其在废气质量流较低时可提高在进入容纳涡轮叶轮的叶轮腔中时的流动速度。另一方面，可匹配涡轮叶轮的叶片的流入的角度，这同样可带来涡轮效率的提高。
在废气涡轮增压器的压缩机中，通过新鲜气体系输送给发动机的新鲜气体被压缩。在此，压力升高与压缩机叶轮的转速以及通过叶轮引导的新鲜气体的质量流相关。由于流入速度相对于圆周速度减小，叶轮叶片的进入棱边的流入在压缩机特性场的所谓的泵极限的方向上在压力侧增加，也就是说，流入持续增加。从流入的与运行点相关的极限值、所谓的泵极限起，流动在进入棱边处剥离并且在压缩机中的流动变得不稳定。在泵极限的范围中，在压缩机的罩壳轮廓的区域中形成脉冲少的流体的回流区。该所谓的回流泡由于涡旋和混合损失在泵极限的方向上导致压缩机效率的下降。但是在叶轮的轮毂轮廓的区域中，还接近泵极限相对多脉冲的而少损失的核心流动延伸经过压缩机，其确定质量流量(Massendurchsatz)和压力构建(Druckaufbau)。
所谓的调节器(Trimmsteller)用于在高压缩比时使压缩机的泵极限向较低质量流的方向移动。同时，调节器可在泵极限的范围中引起压缩机效率的提高。对此，调节器包括一装置，通过其可改变压缩机的叶轮被流入的流入横截面。通过如此实现的调节器的喷嘴效应，随着调节干预的增加(流入横截面的减小)可将压缩机流入更强地聚焦到压缩机叶轮的靠近轮毂的流动横截面上。由此，更少的流体流到回流泡的少脉冲的且有损失的区域中，并且使在轮毂附近的区域中的核心流动加速且由此附加地稳定化。附加地，在压缩机的靠近轮毂的区域中的流动的加速导致压缩机流入在抽吸侧的移动，这可有助于流动的进一步稳定化。核心流动的稳定化导致压缩机特征场的泵极限向更小的废气质量流的期望的移动。在不期望调节干预时(调节器完全打开)，尽可能在压缩机之前开启新鲜气体系的整个横截面，从而在压缩机流入中尽可能不产生附加的摩擦或节流损失。因此，压缩机效率和压缩机特征场的宽度在堵塞界限的方向上不以重大的程度受调节器负面影响。
通过借助于调节器使泵极限移动且同时提高压缩机效率，可改善增压的内燃机的动态响应特性以及部分负载运行。由于系统效率的改善，在部分负载范围中的排气背压可降低，由此，内燃机的消耗降低。通过泵极限的移动和效率提高，在较低的发动机转速下已可实现最大的发动机扭矩并且由此可改善内燃机的瞬态响应特性。
例如由文件DE 10 2010 026 176 A1已知一种用于压缩机的调节器。
改善废气涡轮增压器的效率和由此其响应特性的另一可能性可在于在内燃机中设置两个或更多个废气涡轮增压器(必要时还有机械地或电气地驱动的压缩机)，其中，其设计用于内燃机的发动机的不同运行范围并且也仅仅或主要在这些运行范围中负责压缩新鲜气体。
文件US 2007/151,243 A1和文件DE 20 2005 022 022 U1例如分别公开了具有两个串联或并联的废气涡轮增压器的双重增压的内燃机的不同设计方案，废气涡轮增压器具有至少两个自由度。在此，这些文件涉及这两个废气涡轮增压器彼此借助于这至少两个自由度尽可能最佳的协调，目标是在内燃机的运行特性方面的尽可能最佳的整体效果。可变的涡轮几何结构、可变的压缩机几何结构以及用于涡轮或压缩机的废气门被称为用于这两个废气涡轮增压器的涡轮和压缩机的可能的自由度。
发明内容
从该现有技术出发，本发明目的在于说明一种用于内燃机的废气涡轮增压器，其特征在于在内燃机的整个运行范围中尽可能最佳的运行。
该目的通过一种根据权利要求1所述的废气涡轮增压器来实现。一种具有这样的废气涡轮增压器的内燃机是权利要求5的内容。根据本发明的废气涡轮增压器和根据本发明的内燃机的有利的设计方案是相应的从属权利要求的内容并且从本发明的接下来的说明中得到。
本发明基于该认识，即在废气涡轮增压器设计为整体装置的情况下应聚焦在涡轮与压缩机之间的功率平衡。借助于调节器原则上有利地扩大压缩机特征场可与该设计目标相悖，因为由此对于压缩机提供了属于此的涡轮的工作能力可能不充分的运行范围。相应地，将不再通过压缩机的泵极限而是通过在废气质量流较低时可供使用的(过小的)涡轮功率来限制压缩机的实际运行范围。
本发明的基本构思是通过废气涡轮增压器的涡轮的匹配的设计使由调节器实现的压缩机特征场的扩大真正可用，其中，通过涡轮的可调节的设计来防止在废气质量流较大时涡轮和由此废气涡轮增压器的过载。
相应地，这种类型的废气涡轮增压器(其包括至少一个涡轮以及具有调节器的压缩机)根据本发明特征在于，涡轮借助于VTG装置和/或借助于废气门可调节。
根据本发明的内燃机特征在于根据本发明的废气涡轮增压器的集成。此外，这样的内燃机可包括：至少一个发动机；新鲜气体系，经由其将新鲜气体输送给发动机并且其集成废气涡轮增压器的压缩机；以及排气系，经由其可将废气(其通过在发动机的一个或多个燃烧室中与新鲜气体燃烧的燃料的燃烧而产生)从发动机中导出并且集成废气涡轮增压器的涡轮。
根据本发明，可主动地(通过借助于控制装置操控调节器)改变在压缩机中的一个或多个流动横截面的装置被理解为“调节器”。尤其可借助于调节器改变压缩机的叶轮被流入的流入横截面。但是备选地或附加地，从压缩机的叶轮流出的新鲜气体流过的流动横截面的可变性也是可能的。
根据本发明，可主动地(通过借助于控制装置操控VTG装置)改变在涡轮中的一个或多个流动横截面的装置被理解为“VTG装置”。尤其可借助于VTG装置改变涡轮的叶轮被流入的流入横截面。
根据本发明，用于根据需要绕开废气涡轮增压器的涡轮的借助于阀可调节的(也就是说至少待打开和待关闭的)旁路被理解为“废气门”。
根据本发明可设置成借助于VTG装置将废气涡轮增压器的涡轮的运行特征场扩大成使得涡轮功率在这样的(相对低的)废气质量流(其相应于相对低的新鲜气体质量流，在其中废气涡轮增压器的压缩机由于通过调节器扩大的压缩机特征场可运行)的情况下足以还实际在所设置的范围中驱动压缩机。同时，由于通过VTG装置实现的可变性，涡轮的运行特征场可大到使得最大的在内燃机的运行中出现的废气质量流还可(完全)通过涡轮来导引，而不导致内燃机的发动机和/或压缩机和/或涡轮的过载。
此外，根据本发明可设置成，涡轮仅通过几何设计的匹配实现压缩机在压缩机特征场的通过调节器扩大的范围中的运行(通过将其尺寸设计得相应小)，而通过那么将废气质量流的一部分经由废气门引导绕过涡轮，在内燃机的运行中出现最大废气质量流时防止涡轮和/或压缩机和/或发动机的过载。
在根据本发明的废气涡轮增压器的优选的设计方案中，其不仅包括VTG装置而且包括废气门。由此，可实现压缩机和涡轮的运行特征场彼此进一步改善的匹配。尤其可由此来实现，借助于VTG装置对涡轮的运行特征场的影响主要用于优化在内燃机的运行特征场中的限定的部分负载范围中废气涡轮增压器的效率，而通过废气门防止如尤其在内燃机的额定功率的范围中运行时出现的高的废气质量流的情况下的过载。在此，这样的范围可以在内燃机的运行特征场中，在其中废气门是活动(也就是说至少部分地打开)的并且/或者通过废气门引导的废气质量流的最大的部分量被保持比较小，因为借助于VTG装置不仅可鉴于限定的范围来优化而且可总体扩宽涡轮的运行特征场。由此可将在涡轮中未被利用的废气焓的份额保持相应较小。例如可设置成，在根据本发明的废气涡轮增压器中由于废气门的尺寸最大可通过废气门引导的质量流仅相应于最大可通过涡轮引导的废气整个质量流的5%至30%之间、优选地最高20%。
尤其地，根据本发明的废气涡轮增压器的这样的、然而基本上每个设计方案特别有利地适合用于与根据本发明的内燃机的构造为柴油发动机的发动机相结合使用。柴油发动机即尤其在部分负载运行中相对于奥托发动机具有效率和因此油耗优势并且因此通常设置用于尽可能频繁的和时间持续长的部分负载运行。根据本发明实现的废气涡轮增压器尤其在该部分负载运行中的效率的优化因此相应有利地影响内燃机的燃料消耗。
废气门的激活导致，废气焓的一部分不被在涡轮中利用。然而，这不一定导致根据本发明的具有VTG装置以及废气门的废气涡轮增压器和/或相应的根据本发明的内燃机的效率降低。具有VTG装置的涡轮即有利地被设计成使得其在VTG装置的中间调节位置中达到最高效率，在该调节位置中因此通过VTG装置既不最大可能关闭也不最大可能开启涡轮中的自由的流动横截面。通过在根据本发明的废气涡轮增压器中VTG装置和废气门的组合可设置成，在废气门激活时借助于内燃机的控制装置(尤其发动机控制部)将VTG装置置于调节位置中，在该调节位置中VTG装置不最大可能开启自由的流动横截面。通过VTG装置从最大可能开启流动横截面的位置到调节位置中必要时仅较小的调整，必要时可实现涡轮效率的显著改善，这可(过)补偿通过废气门所引导的废气质量流的部分流的废气焓的未利用。由于部分关闭的调节位置而减小的涡轮的吞吸能力(Schluckvermögen)在此可通过经由废气门引导废气质量流的部分流绕过涡轮来补偿。
根据本发明的废气涡轮增压器的废气门有利地可构造成使得借助于废气门的旋转阀根据废气门的相应的调节位置可或多或少地关闭尤其集成到废气涡轮增压器的罩壳中的一个或多个旁路通道。这样的设计方案尤其可正面影响对于废气门所需的结构空间。此外，这样的旋转阀特征可在于较小的操纵力。这使能够相应小地设计用于调整旋转阀的执行器，这可带来在成本和结构空间方面的优点。
如果对于这样的废气门仅仅设置单个的旋转阀，其优选地可布置在该一个或多个旁路通道的出口处，因为在那里已在流经涡轮叶轮时卸压的废气的温度降低，这因此导致旋转阀的相应更低的热负载。
根据本发明的设计使能够在如至今任何情况下通过使用多重增压而可能的那么大的范围中使废气涡轮增压器尽可能最佳地匹配内燃机的发动机的运行特征场。因此，出于成本和结构空间原因有利地可设置成，根据本发明的内燃机包括仅仅一个废气涡轮增压器。特别优选地，甚至仅设置单重增压用于内燃机，从而根据本发明的废气涡轮增压器也不与其它类型的增压装置、例如机械驱动的压缩机(“Kompressor”)或电驱动的压缩机(“Booster”)相结合。
根据本发明的废气涡轮增压器的涡轮尤其可以是径向涡轮。但是同样可使用轴流涡轮或所谓的混合流涡轮。
根据本发明的内燃机尤其可设置用于驱动机动车、尤其基于车轮的机动车(例如乘用车和/或载重汽车)。
尤其在权利要求中和在普遍阐述权利要求的说明书中的不定冠词(“一个”)应被理解为这种而不应被理解为数词。相应地以此具体说明的部件由此应如此来理解，即其至少单次存在且可多重存在。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例来详细阐述本发明。其中：
图1以示意图显示了根据本发明的内燃机的第一设计方案；
图2以示意图显示了根据本发明的内燃机的第二设计方案；
图3以图表显示了传统的废气涡轮增压器的压缩机特征场和根据本发明的废气涡轮增压器的压缩机特征场以及传统的内燃机和按照图1和2的根据本发明的内燃机的属于此的全负载-发动机特性线；
图4显示了相应于图3的全负载-发动机特性线的由内燃机所产生的扭矩关于转速的曲线；
图5显示了用于根据本发明的废气涡轮增压器的调节器的设计方案；
图6显示了用于根据本发明的废气涡轮增压器的VTG装置的设计方案；
图7显示了用于根据本发明的废气涡轮增压器的废气门的第一设计方案；
图8显示了用于根据本发明的废气涡轮增压器的废气门的第二设计方案；以及
图9显示了根据图8的废气门的旋转阀的前视图。
附图标记清单
10 发动机
12 新鲜气体系
14 压缩机
16 调节器
18 燃烧室
20 排气系
22 涡轮
24 VTG装置
26 废气门
28 泵极限
30 压缩机特征场
32 压缩机特征场的扩大范围
34 增压空气段
36 传统的内燃机的全负载-发动机特性线
38 根据图1的内燃机的全负载-发动机特性线
40 根据图2的内燃机的全负载-发动机特性线
42 涡轮叶轮
44 传统的内燃机的扭矩曲线
46 根据图1的内燃机的扭矩曲线
48 根据图2的内燃机的扭矩曲线
50 调节器的罩壳
52 压缩机罩壳
54 压缩机叶轮
56 调节器的壁系统
58 第一壁元件
60 第二壁元件
62 滑环(Schiebering)
64 调整装置
66 轴承环
68 弹簧环
70 通入通道
72 低压废气再循环
74 环形腔
76 棱边
78 涡轮罩壳
80 螺旋
82 涡轮的入口
84 涡轮的排出通道
86 导叶
88 杠杆传动装置
90 执行器
92 控制装置
94 排气歧管
96 旁路通道
98 杆
100 旋转杠杆
102 旋转阀
104 旋转阀的通过开口
106 盘形阀。
具体实施方式
图1以示意图显示了根据本发明的内燃机的第一设计方案。内燃机包括优选地构造为柴油发动机的发动机10，通过新鲜气体系12将新鲜气体输送给发动机。根据本发明的废气涡轮增压器的压缩机14集成到新鲜气体系12中。压缩机14包括调节器16。在压缩机14与发动机10之间延伸的新鲜气体系12的区段被称为增压空气段34。
在由发动机10的气缸、在其中所引导的活塞和气缸头(未示出)限制的燃烧室18中，使直接喷入的燃料与新鲜气体一起燃烧。在此产生的气体通过排气系20被导出。废气涡轮增压器的涡轮22集成到排气系20中。涡轮22可借助于VTG装置24调节。
在根据本发明的内燃机的在图2中示出的第二设计方案中，废气涡轮增压器附加地还包括废气门26。
调节器16、VTG装置24和必要时废气门26分别可通过内燃机的控制装置92(发动机控制部)操控。
根据图1和2的内燃机可选地也可包括低压废气再循环72，废气的一部分经由其可在下游被从排气系20中分支而在压缩机14上游被运送到新鲜气体系12中。
在图3和4中，显示了与相似的内燃机(其废气涡轮增压器包括无调节器的压缩机和具有仅仅一个VTG装置的涡轮)相比通过根据图1和2的内燃机的根据本发明的设计方案可获得的在输送给发动机10的新鲜气体的增压压力p(见图3)和由发动机10所产生的扭矩M关于发动机10的曲轴(未示出)的转速n方面的改进。
在图3的图表中示出，压缩机特征场30(其在通过相应的压缩机14所引导的新鲜气体质量流上施加可由相应的压缩机14产生的增压压力p(在竖直轴线上))的泵极限28可通过根据图1和2压缩机14与调节器16的组合向较低的新鲜气体质量流的方向移动并且由此可使压缩机特征场30总体上增大了扩大范围32。
在传统的内燃机(其压缩机不具有调节器)中，新鲜气体的可在增压空气段中产生的增压压力p主要受压缩机的泵极限28限制。这对于该传统的内燃机根据以实线所示的全负载-发动机特性线36示出。
在根据本发明的内燃机中泵极限28借助于调节器16向更小的新鲜气体质量流方向的移动实现了与传统的内燃机相比提高的增压压力p(尤其在相对小的新鲜气体质量流下)并且因此实现了相应的全负载-发动机特性线38,40在压缩机特征场30的扩大范围32中的伸延。在此，在根据图1的内燃机(在其中废气涡轮增压器的涡轮22仅包括一个VTG装置24)中，不总能利用压缩机特征场30的扩大的全部潜能(参见相应的虚线的全负载-发动机特性线38)，因为涡轮22的为此必需的变小(其导致属于此的涡轮叶轮42的相应更小的惯性矩)不能实现或者仅能在相对小的范围中实现，以便此外可确保最大的在内燃机的运行中所产生的废气质量流通过涡轮22的通过能力。
在根据图2的内燃机中，通过废气门26的附加集成防止该设计限制，通过其可在内燃机在额定功率范围中运行时将最大的废气质量流的一部分经由废气门26引导绕过涡轮22。这使能够总体相对小地设计废气涡轮增压器的涡轮22并且/或者以其它方式鉴于相对小的废气质量流优化地设计它。由此可实现，相应的点状的全负载-发动机特性40靠近移动了的泵极限28(其相对于在传统的内燃机中的泵极限28向更小的新鲜气体质量流的方向移动)伸延。
尤其在相对小的新鲜气体质量流下可通过根据图1和2的内燃机的根据本发明的设计方案实现的增压压力p的提高以基本上相同的方式影响由发动机10发出的扭矩M，如这在图4中所示。在此，分别在全负载下，对于传统的内燃机(实线44)、对于根据图1的根据本发明的内燃机(虚线46)以及对于根据图2的根据本发明的内燃机(点划线48)，示出扭矩M关于曲轴的转速n的变化曲线。尤其在相对低的转速n下根据本发明可实现的扭矩M的提高改善了由相应的内燃机所驱动的机动车的行驶性并且此外实现了机动车的传动系的转速下降的设计，其可有利地影响燃料消耗。
在图5中示出了调节器16集成到根据图1或2的内燃机的废气涡轮增压器中。调节器16包括罩壳50，其不可动地布置在由压缩机14的压缩机罩壳52构造的容纳部中。压缩机14构造为径向压缩机，从而在轴向(关于压缩机叶轮54的旋转轴线)上流入而在径向上流出压缩机14的压缩机叶轮54。在调节器16的罩壳50内布置有漏斗形的壁系统56，其由多个条带形的壁元件58,60来构造。壁元件58,60布置在两个同轴的圆形的层中并且具有U形的横截面，这意味着，除了条带形的、在横截面中部分圆形的基础区段，其还包括两个从中大约成直角延伸的边腿，其中，处于内部的第一层的(第一)壁元件58的边腿径向指向外，而处于外部的第二层的(第二)壁元件60的边腿径向指向内。这两个层中的每个的壁元件58,60此外在周向上彼此相间隔地布置，其中，在两个层之间设置有旋转的错位，从而每个层的壁元件58,60遮盖相应另一层的间隙。由此得到基本上封闭的漏斗形的壁系统56。这两个层的壁元件58,60通过边腿的面积比较小的纵棱接触，由此可实现壁元件58,60彼此相对少阻力的滑动。此外，壁元件58,60的边腿形成末端止挡，其限制壁系统56的张开。
还在完全打开的状态中漏斗形的壁系统56的或多或少进行的张开、也就是说壁元件58,60的自由的下游的端部的径向移动借助于滑环62实现，滑环在外侧包围壁元件58,60且借助于调整装置64可在其纵轴线的方向上移动。壁元件58,60的上游的端部可旋转地或可摆动地来支承，从而由自由的端部的径向移动产生的角度变化不借助于壁元件58,60的变形来平衡。轴承环66用作用于可旋转的或摇摆式的支承的轴承元件，轴承环具有与壁元件58,60的数量相应的数量的槽形的开口，壁元件58,60的窄的端部区段延伸通过这些开口。借助于例如由弹性体构成的弹簧环68将壁系统56加载到其完全打开的位置中。弹簧环68大约半圆形地被第一壁元件58中的每个的端部区段包围。由于壁元件58,60摇摆式地支承在轴承环66中，壁元件58,60的自由端部的指向内的径向移动导致端部区段的指向外的径向移动且由此与弹簧环68的(增加的)弹性预紧相联系导致弹性的周缘增大。
在压缩机罩壳52中伸延有通入通道70，其设置用于联接到根据本发明的内燃机的低压废气再循环72处。通入通道70在壁系统56的区域中通到调节器16的罩壳50中。从通入通道70出来的废气由此可在环形地围绕壁系统56的环形腔74中扩散。在调节器16的完全打开的状态中，壁元件58,60的自由的端部贴靠在压缩机14的进入通道的棱边76处。由此很大程度上避免了废气从环形腔74中溢流到压缩机14的进入通道中。随着调节器16的流出横截面由于壁元件58,60的自由的端部径向向内移动而越来越小，开启了变宽的圆形的环形缝隙(见图5)，废气可通过该环形缝隙从环形腔74流到压缩机14中。
在图6中示出了VTG装置24集成到根据图1或2的内燃机的废气涡轮增压器的涡轮22中。涡轮22包括涡轮罩壳78以及可旋转地布置在涡轮罩壳78内的涡轮叶轮42。涡轮22构造为径向涡轮，从而设置成关于涡轮叶轮42的旋转轴线在轴向上流出而在径向上流入涡轮叶轮42。对此，使废气从围绕涡轮叶轮42的由涡轮罩壳78构造的螺旋80中出发经由一个或多个入口82进入容纳涡轮叶轮42的叶轮腔中。废气然后流过涡轮叶轮42，由此涡轮叶轮被旋转地驱动，并且接着通过关于涡轮叶轮42的旋转轴线轴向地取向的排出通道84被从涡轮罩壳78中导出。在入口82的区域中、必要时整周地围绕涡轮叶轮42，在周向上彼此相间隔地布置有VTG装置24的多个导叶86，其可分别借助于轴摆动并且由此一方面可变地设计在相应的入口82中的自由流动横截面而另一方面面可变地设计涡轮叶轮42由废气流入的方向。轴的旋转运动和因此导叶86的摆动运动通过布置在涡轮罩壳78后侧的且在图6中不可见的旋转环相互联结。旋转环本身可通过杠杆传动装置88由(例如电气的或气动的)执行器90(其由内燃机的控制装置92操控)来旋转，以引起导叶86的调整。
图7显示了废气门26可能集成到根据图1或2的内燃机的废气涡轮增压器的涡轮22中。示出了作为排气系20的部分的排气歧管94，其将发动机10与涡轮22的螺旋80相连接。在排气歧管94中将来自燃烧室18的废气汇集在一起并且输送给涡轮22的螺旋80。在到螺旋80中的过渡部之前不远，从引导废气的通道中分出旁路通道96，其将该通道直接与在涡轮叶轮42下游的排出通道84相连接。该旁路通道96可借助于在该实施例中构造为盘形阀106的旁通阀封闭。为了在内燃机在额定功率的范围中运行时限制通过涡轮22的废气的质量流，可借助于(例如电气的或气动的)执行器90(其通过杆98和旋转杠杆100与旁通阀相连接)打开旁通阀。由此，废气质量流的限定的部分在绕开涡轮叶轮42的情况下流过旁路通道96。
在图8和9中示出了用于根据图1或2的内燃机的废气涡轮增压器的涡轮22的废气门26的备选设计方案。在那么，围绕涡轮叶轮42以均匀的或不均匀分度将多个旁路通道96集成到涡轮罩壳78中，这些旁路通道将入口82在绕开涡轮叶轮42的情况下与涡轮22的排出通道84相连接。备选地，旁路通道也可在导叶86上游、也就是说在螺旋80的区域中出来。为了根据需要或多或少地关闭旁路通道96的出口，在涡轮22的排出通道84内布置有例如环盘形的旋转阀102。该旋转阀102具有与旁路通道96的数量相应的数量的通过开口104，其在旋转阀102的打开位置中此外与旁路通道96的出口相叠布置。通过旋转旋转阀102从该打开位置离开，通过增加的重叠借助于旋转阀102越来越多地关闭旁路通道96的出口。对此，旋转阀102同样可借助于例如电气的或气动的执行器(未示出)旋转。

Claims (9)

1. 一种废气涡轮增压器，其具有涡轮(22)、压缩机(14)和用于所述压缩机(14)的调节器(16)，其特征在于，所述涡轮(22)借助于VTG装置(24)和/或借助于废气门(26)能够调节。
2. 根据权利要求1所述的废气涡轮增压器，其特征在于，通过所述废气门(26)最大能够引导的废气质量流在通过所述涡轮(22)最大能够引导的废气质量流的5%与30%之间、优选地最高20%。
3. 根据权利要求1或2所述的废气涡轮增压器，其特征在于，一个或多个旁路通道(96)借助于所述废气门(26)的旋转阀(102)能够或多或少地封闭。
4. 根据权利要求3所述的废气涡轮增压器，其特征在于所述旋转阀(102)布置在一个或多个旁路通道(96)的出口处。
5. 一种内燃机，其具有根据前述权利要求中任一项所述的废气涡轮增压器。
6. 根据权利要求5所述的内燃机，其特征在于，在废气门(26)激活的情况下借助于所述内燃机的控制装置(92)将所述VTG装置(24)置于调节位置中，在所述调节位置中所述VTG装置不最大可能地开启自由的流动横截面。
7. 根据权利要求5或6所述的内燃机，其特征在于仅仅一个废气涡轮增压器。
8. 根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于单重的增压。
9. 根据权利要求5至8中任一项所述的内燃机，其特征在于构造为柴油发动机的发动机(10)。
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