DE102009054241A1 - Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers sowie ein elektrisches Stellmittel - Google Patents

Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers sowie ein elektrisches Stellmittel Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds (5) eines Abgasturboladers sowie ein hierzu geeignetes elektrisches Stellmittel (6). Auf der Turbinenseite (3) des Abgasturboladers (2) ist ein Bypass für das Abgas vorgesehen, durch den ein Teilstrom des Abgases mittels eines einstellbaren Bypassventils um die Turbine herumgeführt werden kann. Die Betätigung des Bypassventils erfolgt mittels eines Stellglieds (5), dessen Stellmittel (6) auf einer Verdichterseite (7) des Abgasturboladers (2) angeordnet ist. Das Stellmittel (6) hat einen axial beweglichen Stellstab (8), welcher mit einem Koppelelement (9) verbunden ist, welches seinerseits mittels einer Schwenkachse (10) mit dem als Hebelarm ausgeführten Betätigungsabschnitt (4) des Bypassventils verbunden ist. Um bei einer vordefinierten Ansteuerung des Stellmittels (6) die gewünschte geschlossene Position des Bypassventils einstellen zu können, ist das Koppelelement (9) mit dem Stellstab (8) zunächst noch verschiebbar verbunden. Vor der Fixierung wird dann zunächst die der Schließposition entsprechende Stellung des Stellmittels (6) durch Anlegen der entsprechenden Spannung an das elektrische Stellmittel (6) eingestellt. Hiernach wird mittels eines pneumatischen Aktuators eine Vorspannkraft auf das Koppelelement (9) koaxial zu dem Stellstab (8) aufgebracht. Auf diese Weise wird zum einen das Bypassventil mittels des Betätigungsabschnitts (4) in die geschlossene Position gezwungen und zum ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers sowie ein elektrisches Stellmittel eines Abgasturboladers, das nach diesem Verfahren montier- und einstellbar ist.
  • Im Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader wird über einen Bypasskanal für eine Turbine des Abgasturboladers ein Teilstrom des Abgases wahlweise an der Turbine vorbeigeleitet. Hierzu ist in dem Bypasskanal ein auch als Wastegateventil bezeichnetes Bypassventil zum Öffnen oder Schließen des Bypasskanals angeordnet, welches in einem geschlossenen Zustand gegen einen Ventilsitz gedrückt wird. Bei einer Lastanforderung an die Brennkraftmaschine wird das Ventil geschlossen und mit einer vorbestimmten Kraft gegen den Ventilsitz gedrückt, wobei die Kraft derart gewählt wird, dass gegen den Abgasdruck der Brennkraftmaschine während der Lastanforderung der Bypasskanal weitestgehend strömungs- und druckdicht verschlossen ist.
  • Die Ladedruckregelung bei Motoren mit Abgasturboladung durch einen Abgasturbolader erfolgt bei derartigen Abgasturboladern mittels pneumatisch arbeitender Druckaktuatoren als Stellmittel, die eine definierte Federvorspannung aufweisen.
  • Die Entwicklung bei diesen Brennkraftmaschinen wird auch hier zunehmend von einem hohen Drehmoment bei relativ niedrigen Drehzahlen und einem verzögerungsfreien Ansprechverhalten geprägt. Diesen Sachverhalten wird mit einer Auslegung des Abgasturboladers Rechnung getragen, die speziell für den unteren Drehzahlbereich optimiert ist. Solche Abgasturbolader sind bezüglich ihres Durchsatzvermögens, bezogen auf das Hubvolumen des Motors, sehr klein, womit sie schon bei kleinen Abgasmassenströmen höhe Druckverhältnisse über den Lader realisieren können. Bei hohen Motordrehzahlen und großen Abgasmassenströmungen werden entsprechend große Abgasmengen über das Wastegate an der Turbine vorbeigeführt.
  • Bei dem durch die DE 10 2007 009 267 A1 bekannten elektrisch betriebenen Wastegatesteller kann dieser unabhängig von den am Motor anliegenden Drücken geregelt werden. In Abhängigkeit von der Stromstärke, mit welcher der elektrisch betriebene Wastegatesteller angesteuert wird, wirkt eine mehr oder weniger starke Betätigungskraft auf ein mechanisches Betätigungsglied des Wastegateventils.
  • Die DE 10 2008 015 855 A1 offenbart bereits ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader, wobei in dem Abgastrakt ein von einem Wastgateventil beherrschter Wastegatekanal derart vorgesehen ist, dass der Wastegatekanal die Turbine des Abgasturboladers überbrückt. Hierzu ist ein Stellglied zur Betätigung des Wastegateventils vorgesehen, wobei bei einem Übergang von einem Hochlastbetrieb in den Teillast- oder Schubbetrieb das Wastegate derart geöffnet wird dass sich eine Pumpleistung des dieser Turbine zugeordneten Verdichters reduziert.
  • Aus der DE 10 2005 023 260 A1 ist ein Verfahren zur Regelung eines Abgasturboladers bekannt, wobei ein elektrisch betätigbares Wastegateventil für die Turbine des Abgasturboladers vorgesehen ist. Die elektrische Betätigung ermöglicht im Gegensatz zu einer Druckdose eine schnelle Änderung der Stellung des Wastegateventils. Als Führungsgröße zur Regelung des elektrisch betätigbaren Wastegateventils des Abgasturboladers wird ein Betriebspunkt des Verdichters herangezogen. Hierdurch kann ein schneller Druck- und Drehzahlabbau an der Turbine des Abgasturboladers herbeigeführt werden, wodurch beim Übergang vom Hochlast- in den Teillast- oder Schubbetrieb die Pumpgefahr des Abgasturboladers wirksam verhindert wird.
  • Die DE 10 2008 011 416 A1 bezieht sich auf einen Turbolader mit einem Wastegatekanal, der über eine Betätigungseinrichtung geöffnet und geschlossen werden kann. Die Betätigungseinrichtung weist ein Schließelement auf, das in den Wastegatekanal einschwenkbar ist, um diesen zu schließen. Das Öffnen und Schließen des Wastegates erfolgt mittels einer Klappe, die von einem pneumatischen Aktuator gesteuert wird.
  • Die Regelung mittels eines pneumatischen Aktuators birgt einige Nachteile. Dies sind beispielsweise das Flattern der Klappe im Abgasstrom kurz vor dem Erreichen des Öffnungsdrucks der Klappe und die damit gegebenenfalls verbundene Zertrümmerung des Klappensitzes. Außerdem ist eine Regelung mittels einer Steuerdose nur möglich, wenn genügend Über oder Unterdruck vorhanden ist.
  • In der Praxis erweist sich vor allem auch die Zuordnung des Stellmittels zu dem Bypassventil mittels des Koppelelements als entscheidend für die Betriebssicherheit und die Funktion des Abgasturboladers.
  • Zu diesem Zweck schlägt die DE 69922 302 T2 bereits eine Schweißverbindung zwischen dem Stellstab für die Drucksteuerung eines Abgasturboladers und dem Hebelarm vor. Um den Abhebepunkt einzustellen, wird bei dem Bypassventil, durch das ein Umgehungsweg für das Abgasverschließbar ist, die Bypassventilstellung vorübergehend fixiert und der Druck in einem pneumatischen Stellglied auf einen gewünschten Druck erhöht. In der so geschlossenen Stellung des Bypassventils ist das Endstück des Stellstabs innerhalb eines zylindrischen Teilabschnitts des Hebelarms angeordnet und die so eingestellte Relativposition wird durch Verschweißen festgelegt. Die entsprechende Länge des Stellstabs wird somit automatisch bei der Montage eingestellt, sodass keine Notwendigkeit zur Einstellung der Länge des Stellstabs besteht.
  • Als problematisch erweisen sich in der Praxis jedoch Toleranzeinflüsse aufgrund der gelenkigen Verbindung des Hebelarms und des Stellstabs mittels des Koppelelements, die in der Praxis dazu führen können, dass die Schließ- bzw. Öffnungskräfte für das Bypassventil nicht korrekt bemessen sind, derart, dass die gewünschte Öffnungscharakteristik nicht erreicht wird.
  • Man könnte daran denken, die Toleranzen zu reduzieren, um so die sich aus der Verkettung der Funktionselemente ergebende Abweichung zu vermeiden. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass der Abgasturbolader im Betrieb erheblichen thermischen Einflüssen unterworfen ist, sodass thermische Dehnungen nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden können. Um dabei ein Blockieren einzelner Elemente zuverlässig zu vermeiden, sind vielmehr Toleranzmaße grundsätzlich erforderlich.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds derart zu gestalten, dass auftretende Toleranzen weitgehend eliminiert werden. Weiterhin soll ein für das Verfahren geeignetes, einstellbares Stellglied geschaffen werden, welches eine optimale Einstellbarkeit gewährleistet.
  • Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem zunächst der insbesondere als Hebelarm ausgeführte Betätigungsabschnitt und der Stellstab mittels des Koppelelements einstellbar verbunden werden, anschließend das Stellmittel in eine seiner Schließstellung entsprechende Position verfahren wird und schließlich in der vorbestimmten relativen Position mittels eines Werkzeugs eine das Bypassventil in seiner geschlossenen Position festlegende Kraft in das Stellglied eingeleitet wird und die so eingestellte Relativposition zwischen Hebelarm und Stellstab festgelegt wird. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass in überraschend einfacher. Weise die nachteiligen Auswirkungen der systembedingten Toleranzmaße dadurch eliminiert werden können, dass das Stellmittel vor der endgültigen Verbindung des Hebelarms mit dem Stellstab mittels des Koppelelements nicht lediglich in seine der geschlossenen Bypassventilstellung entsprechenden Position verfahren wird, sondern das Stellglied, nämlich zumindest eines der kinematisch gekoppelten Elemente Stellmittel, Stellstab, Koppelelement und/oder Bypassventil, durch ein externes Werkzeug mit einer zusätzlichen Kraft belastet wird. Zur Festlegung der korrekten Relativposition wird somit ein Aktuator als Hilfswerkzeug eingesetzt, dessen Stellkraft das Bypassventil in die geschlossene Position zwingt.
  • Mittels des Werkzeugs könnte ein Drehmoment erzeugt werden, welches auf den Betätigungsabschnitt des Bypassventils oder auf das Koppelelement wirkt, um so das Bypassventil in seine geschlossene Position zu zwingen. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn mittels des Werkzeugs eine in Achsrichtung des Stellstabs des Stellmittels wirkende Kraft eingeleitet und während dieser Krafteinleitung die so erreichte Relativposition zwischen dem Betätigungsabschnitt und dem Stellstab festgelegt wird. Hierdurch entspricht die mittels des Werkzeugs eingeleitete Kraft in ihrer Wirkrichtung den im Betrieb auftretenden, mittels des Stellmittels eingeleiteten Stellkräften. Eine unerwünschte, insbesondere von auftretenden Betriebszuständen abweichende Krafteinwirkung kann dadurch vermieden und beispielsweise eine elastische Verformung ausgeschlossen werden.
  • Die Stellkraft des Werkzeugs könnte grundsätzlich in einer beliebigen Verbindungsstelle der gekoppelten Elemente des Stellglieds eingeleitet werden, beispielsweise auch in den mit dem Bypassventil unbeweglich verbundenen Hebelarm. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn die mittels des Werkzeugs eingeleitete Kraft in das mit dem Hebelarm des Bypassventils schwenkbeweglich verbundene Koppelelement eingeleitet wird, sodass insbesondere die in der gelenkigen Verbindung des Hebelarms mit dem Koppelelement auftretenden und aufgrund der erforderlichen Beweglichkeit unvermeidlichen Toleranzen zuverlässig eliminiert werden können. Dabei umfasst das Koppelelement sowohl einen plattenförmigen Grundkörper als auch eine mit dem Grundkörper gegenüber dieser vorzugsweise senkrecht vorspringenden Schwenkachse, sodass die Krafteinleitung auch in die Schwenkachse, beispielsweise im Bereich ihres axialen Endbereichs, erfolgen kann.
  • Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren bei druckbeaufschlagbaren, insbesondere also pneumatisch betätigbaren Stellmitteln zum Einsatz kommen. Besonders zweckmäßig ist es hingegen, wenn ein elektrisches Stellmittel vor der Festlegung der Relativposition zwischen dem Hebelarm oder dem Betätigungsabschnitt und dem Stellstab durch eine entsprechende Ansteuerung des elektrischen Antriebs des Stellmittels in eine Sollposition verfahren wird, sodass also auch die innerhalb der motorischen Antriebseinheit des Stellmittels auftretenden Toleranzen eliminiert werden können. Dabei weicht die Sollposition vorzugsweise von einem internen Anschlag des Stellmittels ab, um so auch bei abweichenden Betriebsbedingungen eine zuverlässige Kraftübertragung mittels des Stellstabs sicherzustellen. Die Sollposition wird dabei ausschließlich durch Bestromung erreicht, sodass insbesondere keine äußeren Krafteinwirkungen zur Festlegung des Stellmittels in der Sollposition des elektrischen Wastegatestellers erforderlich sind. Montage und Einstellung werden dadurch wesentlich vereinfacht.
  • Dabei ist es besonders Erfolg versprechend, wenn das Koppelelement gegenüber dem Stellstab zunächst mit zwei Freiheitsgraden beweglich montiert wird, anschließend die Sollposition in Achsrichtung und quer zur Achsrichtung des Stellstabs eingestellt wird und die so eingestellte Position durch Verschweißen festgelegt wird. Um also der geschlossenen Stellung des Bypassventils die mittels des elektrischen Wastegatestellers eingestellte Stellstabposition entsprechend zuzuordnen, ist der Stellstab in seiner axialen Position gegenüber dem Betätigungshebel zunächst noch nicht festgelegt. Dabei ist zwar der Betätigungsabschnitt des Bypassventils mit dem Koppelelement beispielsweise über ein Scharniergelenk schwenkbeweglich verbunden, jedoch kann der Stellstab in unterschiedlichen axialen Positionen an dem Koppelelement fixiert werden. Hierzu ist der Stellstab geschlitzt, sodass das Koppelelement unterschiedlich weit in den Schlitz eingeschoben werden kann und so eine Einstellbarkeit in axialer Richtung sowie in einer Querrichtung ermöglicht wird.
  • Eine andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Abwandlung wird auch dann erreicht, wenn das Koppelelement mit dem Stellstab durch eine Laserschweißverbindung verbunden wird, wobei die Schweißnaht insbesondere beiderseits des Stellstabs parallel zu dessen Mittelachse im Übergangsbereich zu dem Koppelelement eingebracht wird, um so das aufzuschmelzende Volumen so gering wie möglich zu halten.
  • Dabei hat es sich zur Vermeidung unerwünschter thermischer Einflüsse bereits als vorteilhaft erwiesen, wenn der zu schweißende Bereich während des Schweißens beispielsweise mittels eines gezielt aufgebrachten Luftstroms gekühlt wird.
  • Eine andere, ebenfalls besonders praxisgerechte Abwandlung wird dann erreicht, wenn mittels eines Wegsensors eine Überprüfung der Ist-Position zu der Soll-Position des Stellstabs durchgeführt wird. Dabei kann der Wegsensor sowohl als ein integraler Bestandteil des Stellglieds, insbesondere des elektrischen Stellmittels, oder als ein externes Werkzeug ausgeführt sein. Auf diese Weise kann eine einfache Überprüfung der geschlossenen und der geöffneten Position durch den Wegsensor und des zugleich erfassten Spannungsverlaufs erfolgen, welcher mit dem Hub korreliert. Bei der Einstellungsüberprüfung wird das elektrische Stellmittel mit einer elektrischen Spannung versorgt und die Ist-Position als Funktion der anliegenden Spannung erfasst.
  • Weiterhin erweist es sich als besonders hilfreich, wenn mittels eines Konzentrizitätsführungswerkzeugs eine Auslenkung des Stellstabs aus seiner Sollachse während der Montage und Einstellung vermieden wird. Hierdurch wird eine fluchtende, also konzentrische Anordnung des Stellstabs gegenüber einer Führungsbuchse des Stellmittels sichergestellt, indem eine Auslenkung des Stellstabs quer zu seiner Haupterstreckung verhindert wird. Auf diese Weise ist im Betrieb eine unerwünscht hohe Reibung oder gar Biegung des Stellmittels ausgeschlossen. Das Konzentrizitätsführungswerkzeug liegt dabei an zumindest drei Punkten am Umfang des Stellstabs einerseits und an dem Gehäuse oder der Schiebe- bzw. Führungsbuchse des Stell mittels andererseits an.
  • Die zweitgenannte Aufgabe, ein elektrisches Stellmittel eines Abgasturboladers zur Betätigung eines in einem Bypasskanal für eine Turbine des Abgasturboladers angeordneten Bypassventils zu schaffen, wird dadurch gelöst, dass der Stellstab stirnseitig eine schlitzartige Nut aufweist, in welcher das Koppelelement in unterschiedlichen Positionen in Richtung der Längsachse des Stellstabs und quer zu dessen Achsrichtung festlegbar ist. Hierdurch wird eine einfache axiale Einstellbarkeit der Verbindung zwischen dem Stellstab und dem stirnseitig in die Nut einführbaren Koppelelement erreicht, indem das Koppelelement bedarfsweise unterschiedlich weit in die Nut eingeführt und dort festgelegt werden kann. Zugleich wird dadurch auch eine Einstellbarkeit quer zu der Längsachse des Stellstabs ermöglicht, indem das Koppelelement in der Nut seitlich verlagert werden kann, sodass ein möglicher Versatz des Stellstabs gegenüber einem Anlenkpunkt durch diese seitliche Einstellbarkeit mühelos ausgeglichen werden kann. Somit werden also zwei Freiheitsgrade realisiert.
  • Grundsätzlich könnte das Koppelelement eine nahezu beliebige Beschaffenheit aufweisen und insbesondere lediglich einen flachen in die Nut einführbaren Vorsprung aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn das Koppelelement eine ebene Platte mit einer der Platte gegenüber vorspringenden Gelenkachse aufweist, welche ihrerseits mit dem Hebelarm des Bypassventils kinematisch gekoppelt ist.
  • Weiterhin erweist es sich als besonders Erfolg versprechend, wenn das Stellmittel an einer Verdichterseite und das Bypassventil an einer Turbinenseite des Abgasturboladers angeordnet sind, sodass unerwünschte thermische Belastungen des elektrischen Stellmittels weitgehend ausgeschlossen sind.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers;
  • 2 eine vergrößerte Ansicht eines Koppelelements des in 1 gezeigten Stellglieds;
  • 3 das in 2 gezeigte, mit einem Stellstab verschweißte Koppelelement in einer Draufsicht sowie in einer geschnittenen Seitenansicht.
  • 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen an einem Abgaskrümmer 1 einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine angeordneten Abgasturbolader 2. Auf der dem Abgaskrümmer 1 zugeordneten Turbinenseite 3 des Abgasturboladers 2 ist ein Bypass für das Abgas vorgesehen, durch den mittels eines nicht weiter dargestellten Bypassventils ein einstellbarer Teilstrom des Abgases um eine nicht gezeigte Turbine des Abgasturboladers 2 herumgeführt werden kann. Das Bypassventil ist mit einem als Hebelarm ausgeführten Betätigungsabschnitt 4 unlösbar verbunden, um so die zur Einstellung des Bypassventils erforderliche Schwenkbewegung von außen einleiten zu können. Die Betätigung erfolgt mittels eines Stellglieds 5, dessen Stellmittel 6 auf einer Verdichterseite 7 des Abgasturboladers 2 angeordnet ist. Wie zu erkennen hat das Stellmittel 6 einen axial beweglichen Stellstab 8, welcher mit einem als Blech ausgeführten Koppelelement 9 verbunden ist, welches seinerseits mittels einer als Pin ausgeführten Schwenkachse 10 des Koppelelements 9 mit dem Betätigungsabschnitt 4 des Bypassventils verbunden ist. Um das Bypassventil zu schließen wird von dem Stellmittel 6 mittels des Stellstabs 8 eine in Pfeilrichtung 11 wirkende Zugkraft aufgebracht und dadurch das Bypassventil in die geschlossene Position bewegt bzw. dort festgelegt. Um bei einer vordefinierten Ansteuerung des Stellmittels 6 die gewünschte geschlossene Position des Bypassventils zuverlässig einhalten zu können, ist das Koppelelement 9 mit dem Stellstab 8 zunächst noch verschiebbar verbunden. Daher kann in einem ersten Schritt die optimale Einstellung und in einem zweiten Schritt die endgültige relative Festlegung erfolgen. Zunächst wird zur Einstellung ein Konzentrizitätsführungswerkzeug 12 auf eine gegenüber einer Halteplatte 13 des Stellmittels 6 vorspringende Schiebeführung 14 aufgesetzt. Dadurch, dass das Konzentrizitätsführungswerkzeug 12 zugleich am Umfang des Stellstabs 8 anliegt, wird eine konzentrische Orientierung des Stellstabs 8 gegenüber der Schiebeführung 14 sichergestellt.
  • Indem anhand der 2 näher dargestellten nächsten Arbeitsschritt erfolgt die relative. Einstellung des Koppelelements 9 gegenüber dem Stellstab 8. Abweichend von der erkennbar bereits eingebrachten Schweißverbindung 16 der beiden Elemente sind diese zunächst zur Einstellung noch beweglich verbunden. Hierzu hat der Stellstab 8 eine stirnseitige Nut, in welche das Koppelelement 9, welches zuvor bereits mit dem Betätigungsabschnitt 4 schwenkbeweglich verbunden wurde, seitlich eingeschwenkt wird. Eine relative Beweglichkeit wird dadurch sowohl in Achsrichtung des Stellstabs 8 als auch quer zu diesem entsprechend dem Verlauf des Nutengrunds ermöglicht. Vor der Fixierung wird zunächst die der Schließposition entsprechende Stellung des Stellmittels 6 durch Anlegen der entsprechenden Spannung an das elektrische Stellmittel 6 eingestellt. Die so eingestellte Position wird abweichend von einem internen Anschlag des Stellmittels 6 gewählt, um auch bei wechselnden Betriebsbedingungen einen ausreichenden Verstellweg zu ermöglichen. Als Nächstes wird mittels eines als pneumatischer Aktuator ausgeführten Werkzeugs eine Vorspannkraft F auf das Koppelelement 9 in Pfeilrichtung 15 koaxial zu dem Stellstab 8 aufgebracht. Hierdurch wird zum einen das Bypassventil mittels des Betätigungsabschnitts 4 in die geschlossenen Position gezwungen und zum anderen werden in dem System der kinematisch gekoppelten Elemente auftretende Toleranzen eliminiert, um so die Positionierungsgenauigkeit im späteren Betrieb des Abgasturboladers 2 wesentlich zu verbessern. In der so eingestellten Position wird mittels eines nicht gezeigten Schweißwerkzeugs die auch in 3 erkennbare Schweißverbindung 16 angebracht. Die an das Stellmittel 6 angelegte elektrische Spannung wird in einem Regelkreis geregelt. Hierfür liefert ein in das Stellmittel 6 integrierter, nicht gezeigter Positionssensor eine Rückmeldung über die aktuelle Ist-Lage der Wastegateklappe bzw. des damit verbundenen Koppelelementes 9. Vorgabe ist dabei die entsprechende Sensorkennlinie.
  • Wie in 3 anhand einer Prinzipdarstellung in einer Draufsicht und einer geschnittenen Seitenansicht erkennbar wird, wird die Schweißverbindung 16 durch zwei Schweißnähte parallel zur Mittelachse des Stellstabs 6 im Kontaktbereich mit dem Koppelelement 9 eingebracht, um so das aufzuschmelzende Materialvolumen und mögliche thermische Verzüge möglichst gering zu halten. Erkennbar ist, dass die beiden Schweißverbindungen 16 durchgeschweißt sind, d. h. das Koppelelement vollständig durchsetzen. Dieses erhöht die Festigkeit der so bereitgestellten Schweißverbindung deutlich.
  • Zeitlich nach abgeschlossener Schweißung erfolgt eine Einstellungsüberprüfung in folgender Weise.
  • Zunächst wird das elektrische Stellmittel 6 in Richtung geschlossenes Wastegate mit einem Schließstrom angesteuert, welcher über ein pulsweitenmoduliertes Signal (pwm-Signal) gesteuert wird, wobei dieses pwm-Signal dem in einem Motorsteuergerät applizierten entsprechen muss, damit die nominalen Kräfte, zum Beispiel im Stellstab 8 sowie ein eingestellter Adaptionswert in diesem Einstellungsüberprüfungsprozess identisch zum später laufenden Betrieb sind.
  • Meldet der Positionssensor das Erreichen der geschlossenen Wastegate-Position, so muss der hierfür notwendige Schließstrom beziehungsweise das zugehörige pwm-Singal für eine vorbestimmte Zeit gehalten werden und die in dieser Zeit durchgeführten Messungen der Positionssensorrückmeldungen müssen innerhalb von Einstellvorgabetoleranzen liegen. Solche Einstellvorgabetoleranzen können beispielsweise im Bereich von +/–0,05 V liegen.
  • In einem weiteren Schritt der Einstellungsüberprüfung wird das elektrische Stellmittel 6 mit einem vergleichsweise kleinen pwm-Signal angefahren, was einer relativ langsamen Öffnungsbewegung entspricht. Währenddessen wird am gegenüberliegenden Ende der Maßkette, das heißt im Bereich des das Koppelelement 9 mit dem Gestänge der Wastegateklappe verbindenden Pins, über einen Wegsensor, beispielsweise mittels einer Lasermessung, der sogenannte Stangenhub erfasst, das heißt die exakte Stellung des Gestänges bei nomineller Bestromung des Stellmittels 6.
  • Der vorbeschriebene Überprüfungsprozess wird ohne das Konzentrizitätsführungswerkzeug 12 durchgeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007009267 A1 [0005]
    • DE 102008015855 A1 [0006]
    • DE 102005023260 A1 [0007]
    • DE 102008011416 A1 [0008]
    • DE 69922302 T2 [0011]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Montage und/oder Einstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers (2), wobei das Stellglied (5) in kinematischer Kopplung ein der Betätigung eines Bypassventils dienendes Stellmittel (6), welches einen axial beweglichen Stellstab (8) hat, der mittels eines Koppelelements (9) mit einem insbesondere als Hebelarm ausgeführten Betätigungsabschnitt (4) des Bypassventils verbunden ist, aufweist, wobei zunächst eine optimale Position des Koppelelements (9) gegenüber dem Stellstab (8) in Abhängigkeit von der Position des Bypassventils und des Stellmittels (6) festgelegt wird und diese anschließend fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Betätigungsabschnitt (4) und der Stellstab (8) mittels des Koppelelements (9) einstellbar verbunden werden, anschließend das Stellmittel (6) in eine seiner der Schließstellung entsprechenden Position verfahren wird und schließlich in der vorbestimmten relativen Position mittels eines Werkzeugs eine das Bypassventil in seiner geschlossenen Position festlegende Kraft (F) in das Stellglied (5) eingeleitet wird und die so eingestellte Relativposition zwischen dem Betätigungsabschnitt (4) und dem Stellstab (8) festgelegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Werkzeugs eine in Achsrichtung des Stellstabs (8) wirkende Kraft (F) eingeleitet wird und während der Krafteinleitung die so erreichte Relativposition zwischen dem Betätigungsabschnitt (4), insbesondere dem Hebelarm, und dem Stellstab (8) festgelegt wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Werkzeugs eingeleitete Kraft (F) in das mit dem Hebelarm des Bypassventils schwenkbeweglich verbundene Koppelelement (9) eingeleitet wird.
  4. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (6) vor der Festlegung der Relativposition zwischen dem Hebelarm und dem Stellstab (8) durch eine elektrische Ansteuerung des elektrischen Antriebs des Stellmittels (6) in eine Sollposition verfahren wird.
  5. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (9) gegenüber dem Stellstab (8) zunächst mit zwei Freiheitsgraden beweglich vorpositioniert wird, anschließend die Sollposition in Achsrichtung und quer zu der Achsrichtung des Stellstabs (8) eingestellt wird und in der so eingestellten Position das Koppelelement (9) mit dem Stellstab (8) verschweißt wird.
  6. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (9) mit dem Stellstab (8) durch eine Laserschweißverbindung verbunden wird.
  7. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu schweißende Bereich während des Schweißens gekühlt wird.
  8. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Wegsensors eine Überprüfung der Ist-Position zur Soll-Position des Stellstabs (8) durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Konzentrizitätsführungswerkzeugs (12) eine Auslenkung des Stellstabs (8) aus seiner Sollachse während der Montage oder Einstellung vermieden wird.
  10. Elektrisches Stellmittel (6) eines Abgasturboladers (2) zur Betätigung eines in einem Bypasskanal für eine Turbine des Abgasturboladers (2) angeordneten Bypassventils mittels eines Stellstabs (8) des Stellmittels (6) sowie eines den Stellstab (8) mit dem Bypassventil verbindenden Koppelelements (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Stellstab (8) stirnseitig eine Nut aufweist, in welcher das Koppelelement (9) in unterschiedlichen Positionen in Richtung der Längsachse des Stellstabs (8) und quer zur Achsrichtung festlegbar ist.
  11. Stellmittel (6) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (9) eine ebene Platte mit einer der Platte gegenüber vorspringenden Schwenkachse (10) auf weist.
  12. Stellmittel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel (6) an einer Verdichterseite (7) und das Bypassventil an einer Turbinenseite (3) des Abgasturboladers (2) angeordnet sind.
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DE102009054241A DE102009054241A1 (de) 2009-11-21 2009-11-21 Verfahren zur Montage und Einstellung eines Stellglieds eines Abgasturboladers sowie ein elektrisches Stellmittel
EP10768372.4A EP2473724B1 (de) 2009-09-03 2010-09-01 Verfahren zur montage und einstellung eines stellglieds eines abgasturboladers sowie ein für eine aufladevorrichtung bestimmtes stellglied
PCT/DE2010/001028 WO2011026471A1 (de) 2009-09-03 2010-09-01 Verfahren zur montage und einstellung eines stellglieds eines abgasturboladers sowie ein für eine aufladevorrichtung bestimmtes stellglied
ES10768372.4T ES2484691T3 (es) 2009-09-03 2010-09-01 Procedimiento para el montaje y ajuste de un miembro de ajuste de un tubo compresor de gases de escape así como un miembro de ajuste destinado para un dispositivo de carga
CN201080049833.7A CN102597452B (zh) 2009-09-03 2010-09-01 废气涡轮增压器控制机构的装配和调整方法以及规定用于增压设备的控制机构
US13/410,413 US8869527B2 (en) 2009-09-03 2012-03-02 Method for mounting and setting an actuator of an exhaust gas turbocharger, and an actuator intended for a charging device
US14/485,736 US9562468B2 (en) 2009-09-03 2014-09-14 Method for mounting and setting an actuator of an exhaust gas turbocharger, and an actuator intended for a charging device

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040583A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-15 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Toleranzbereinigter Aktuator und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102011004917A1 (de) * 2011-03-01 2012-09-06 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Justieren einer Druckdose/Unterdruckdose
DE102011007072A1 (de) * 2011-04-08 2012-10-11 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einem Wastgatekanal und geschlitzter Regelstange
DE102012203624A1 (de) * 2012-03-07 2013-09-12 Borgwarner Inc. Abgasturbolader zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor
CN103422979A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制用于废气门阀装置的电调节驱动装置的方法和装置
DE102013201992A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Continental Automotive Gmbh Klappeneinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals im Turbinengehäuse eines Turboladers
DE102013218200A1 (de) 2013-09-11 2015-03-26 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Abgas-Turbolader
WO2015139911A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur herstellung einer mechanischen vorrichtung mit einem übertragungselement sowie übertragungselement zur übertragung einer stellgrösse
WO2015159189A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Woco Industrietechnik Gmbh Verfahren zum ankoppeln einer steuerdose an einen turbolader
DE102021203407A1 (de) 2021-04-07 2022-10-13 Vitesco Technologies GmbH Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5571237A (en) * 1995-04-27 1996-11-05 General Motors Corporation Cable core adjuster with lock members
DE69517108T2 (de) * 1994-09-02 2000-09-28 Atoma Int Inc Steueranlage mit Bowdenzug
DE69922302T2 (de) 1998-07-27 2005-11-03 Holset Engineering Co. Ltd., Huddersfield Turbolader mit Abblasventil
DE102005023260A1 (de) 2005-05-20 2006-11-23 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Regelung eines Abgasturboladers
DE102007009267A1 (de) 2006-02-27 2007-09-20 Borgwarner Inc., Auburn Hills Turbolader
DE102008011416A1 (de) 2008-02-27 2009-09-10 Continental Automotive Gmbh Turbolader mit einer Betätigungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegate-Kanals
DE102008015855A1 (de) 2008-03-27 2009-10-01 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008045227A1 (de) * 2008-07-12 2010-01-14 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum vereinfachten Anbau einer Druckdose in einem Abgasturbolader

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69517108T2 (de) * 1994-09-02 2000-09-28 Atoma Int Inc Steueranlage mit Bowdenzug
US5571237A (en) * 1995-04-27 1996-11-05 General Motors Corporation Cable core adjuster with lock members
DE69922302T2 (de) 1998-07-27 2005-11-03 Holset Engineering Co. Ltd., Huddersfield Turbolader mit Abblasventil
DE102005023260A1 (de) 2005-05-20 2006-11-23 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Regelung eines Abgasturboladers
DE102007009267A1 (de) 2006-02-27 2007-09-20 Borgwarner Inc., Auburn Hills Turbolader
DE102008011416A1 (de) 2008-02-27 2009-09-10 Continental Automotive Gmbh Turbolader mit einer Betätigungseinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegate-Kanals
DE102008015855A1 (de) 2008-03-27 2009-10-01 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008045227A1 (de) * 2008-07-12 2010-01-14 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum vereinfachten Anbau einer Druckdose in einem Abgasturbolader

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040583A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-15 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Toleranzbereinigter Aktuator und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102011004917A1 (de) * 2011-03-01 2012-09-06 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Justieren einer Druckdose/Unterdruckdose
US9605589B2 (en) 2011-03-01 2017-03-28 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Method for adjusting a barometric cell
DE102011007072A1 (de) * 2011-04-08 2012-10-11 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einem Wastgatekanal und geschlitzter Regelstange
DE102012203624A1 (de) * 2012-03-07 2013-09-12 Borgwarner Inc. Abgasturbolader zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor
DE102012203624B4 (de) 2012-03-07 2023-08-10 Borgwarner Inc. Abgasturbolader zur Verwendung mit einem Verbrennungsmotor
US9322324B2 (en) 2012-05-25 2016-04-26 GM Global Technology Operations LLC Method and device for controlling an electrical actuator for a wastegate valve arrangement of an exhaust gas turbocharger
CN103422979B (zh) * 2012-05-25 2018-01-26 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制用于废气门阀装置的电调节驱动装置的方法和装置
CN103422979A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制用于废气门阀装置的电调节驱动装置的方法和装置
DE102013201992A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Continental Automotive Gmbh Klappeneinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals im Turbinengehäuse eines Turboladers
DE102013201992B4 (de) * 2013-02-07 2019-09-05 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Klappeneinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals eines Turboladers und Turbolader
DE102013218200A1 (de) 2013-09-11 2015-03-26 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Abgas-Turbolader
WO2015139911A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur herstellung einer mechanischen vorrichtung mit einem übertragungselement sowie übertragungselement zur übertragung einer stellgrösse
WO2015159189A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Woco Industrietechnik Gmbh Verfahren zum ankoppeln einer steuerdose an einen turbolader
DE102021203407A1 (de) 2021-04-07 2022-10-13 Vitesco Technologies GmbH Abgasturbolader mit Stellvorrichtung zur Anpassung seines Betriebsverhaltens

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