DE102010050171A1 - Ventileinrichtung sowie Aufladeeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Ventileinrichtung - Google Patents

Ventileinrichtung sowie Aufladeeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Ventileinrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft Ventileinrichtung (12) mit wenigstens einem Kraftbeaufschlagungselement (22), insbesondere einem Federelement (22), und einem Absperrkörper (14), welcher entgegen einer Kraftbeaufschlagung, insbesondere einer Federkraftbeaufschlagung, durch das Kraftbeaufschlagungselement (22) von einer Schließstellung in wenigstens eine Offenstellung bewegbar ist, wobei die Ventileinrichtung (12) einen mit Druck beaufschlagbaren Arbeitsraum (34) aufweist, in welchem ein mit dem Absperrkörper (14) verbundener Kolben (36) bewegbar aufgenommen ist, durch welchen der Arbeitsraum (34) in zwei Arbeitskammern (40, 42) unterteilt ist, welche über wenigstens einen jeweils in die Arbeitskammern (40, 42) mündenden Verbindungskanal (50) fluidisch verbunden sind, wobei eine der Mündungen (52, 54) beim Bewegen in die Offenstellung durch den Kolben (36) zumindest im Wesentlichen fluidisch versperrbar ist, sowie eine Aufladeeinrichtung mit einer solchen Ventileinrichtung (12).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Aufladeeinrichtung mit einer solchen Ventileinrichtung gemäß Patentanspruch 6.
  • Die DE 10 2006 020 354 A1 offenbart ein Rückschlagventil mit einem Ventilsitz und einem Ventilteller, der mittels einer Schließfeder mit vorgegebener Kennlinie auf dem Ventilsitz entgegen der Sollstromrichtung gehalten wird. Der Kennlinie der Schließfeder ist durch eine auf die Ventilstange wirkendes Mittel eine Kennlinie überlagert, so dass die erhaltene Kennlinie einen linearen Anstieg bis zum Öffnen des Ventils aufweist, die in der Folge in eine negative Charakteristik mit anschließender Sättigung übergeht.
  • Darüber hinaus sind aus dem Serienbau von Verbrennungskraftmaschinen Ventile bekannt, welche einen Absperrkörper umfassen und deren Funktion darauf basiert, dass auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Absperrkörpers voneinander unterschiedliche Drücke in einem zu leitenden Fluid herrschen. Bei Anliegen einer vorgegebenen Druckdifferenz wird der Absperrkörper bewegt und gibt einen Strömungsquerschnitt für das Fluid frei. Zum Schließen des Ventils wird eine Kraft auf den Absperrkörper aufgebracht, die dazu führt, dass sich der Absperrkörper erst bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz bewegt und den Strömungsquerschnitt freigibt. Diese Kraft bewirkt aber auch, dass im geöffneten Zustand des Ventils ein Druckverlust beim Umströmen des Absperrkörpers durch das Fluid entsteht. Erst dadurch kommt es dazu, dass auf den gegenüberliegenden Seiten unterschiedliche Drücke herrschen und überhaupt eine Kraft erzeugt wird, die das Ventil gegen die Kraft geöffnet hält. Dieser Druckverlust ist jedoch nachteilhaft.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinrichtung sowie eine Aufladeeinrichtung mit einer solchen Ventileinrichtung bereitzustellen, bei welchem dieser Druckverlust des Fluids zumindest verringert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Aufladeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine solche Ventileinrichtung mit wenigstens einem Kraftbeaufschlagungselement, insbesondere einem Federelement, und einem Absperrkörper, welcher entgegen einer Kraftbeaufschlagung, insbesondere einer Federkraftbeaufschlagung, durch das Kraftbeaufschlagungselement bzw. das Federelement von einer Schließstellung in die wenigstens eine Offenstellung bewegbar ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Ventileinrichtung einen mit Druck beaufschlagbaren Arbeitsraum aufweist, in welchen ein mit dem Absperrkörper verbundener Kolben bewegbar aufgenommen ist, durch welchen der Arbeitsraum in zwei Arbeitskammern unterteilt ist. Die Arbeitskammern sind beispielsweise einander gegenüberliegend angeordnet. Die Arbeitskammern sind über wenigstens einen jeweils in die Arbeitskammern über wenigstens eine jeweilige Mündung mündenden Verbindungskanal fluidisch verbunden, wobei eine der Mündungen des Verbindungskanals beim Bewegen des Kolbens in die Offenstellung durch den Kolben zumindest im Wesentlichen fluidisch versperrbar ist.
  • Mit anderen Worten verschließt der Kolben beim Bewegen in die Offenstellung ab einer bestimmten Stellung im Arbeitsraum die eine Mündung des Verbindungskanals, so dass die beiden Arbeitskammern nicht mehr fluidisch miteinander verbunden sind. So ist eine der Arbeitskammern zumindest im Wesentlichen dicht verschlossen. In dieser Arbeitskammer herrscht ein Druck, welcher auf den Kolben und über den Kolben auf den Absperrkörper wirkt und somit das Bewegen des Absperrkörpers entgegen der Kraftbeaufschlagung in die Offenstellung unterstützt. In der anderen der Arbeitskammern herrscht dabei vorteilhafterweise ein Druck, oder der anderen der Arbeitskammer wird ein entsprechender Druck aufgeprägt, welcher gegenüber dem Druck in der fluidisch zumindest im Wesentlichen dicht verschlossenen Arbeitskammer geringer ist.
  • Demgegenüber bewirkt die fluidische Verbindung der beiden Arbeitskammern bei einer entsprechenden Stellung des Kolbens im Arbeitsraum, dass keine zusätzliche Kraft auf den Kolben oder über den Kolben auf den Absperrkörper entgegen der Kraftbeaufschlagung wirkt. Dadurch ist eine selbstregelnde Ventileinrichtung, insbesondere ein selbstregelndes Rückschlagventil, geschaffen, bei welchem die eingangs geschilderten Druckverluste eines den Absperrkörper umströmenden Fluids zumindest verringert sind.
  • Der Arbeitsraum ist über einen mit dem Arbeitsraum fluidisch verbundenen Kanal oder dergleichen Leitung mit Druck beaufschlagbar, wobei der Kanal bzw. die Leitung mit der ersten Arbeitskammer und bei entsprechender Stellung des Kolbens in dem Arbeitsraum über den Verbindungskanal auch mit der zweiten Arbeitskammer, die bei entsprechender Stellung des Kolbens im Arbeitsraum zumindest im Wesentlichen dicht verschlossen ist, fluidisch kommuniziert. Bewegt sich der Kolben in dem Arbeitsraum und versperrt er die entsprechende Mündung des Verbindungskanals, so ist der Kanal lediglich mit einer der Arbeitskammern, nämlich mit der nicht fluidisch zumindest im Wesentlichen dicht verschlossenen Arbeitskammer, fluidisch verbunden, wobei vorteilhafterweise dann über den Kanal ein Druck in der mit dem Kanal fluidisch verbundenen Arbeitskammer eingestellt wird, welcher gegenüber dem Druck in der verschlossenen Arbeitskammer geringer ist.
  • Bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in oder bei einer Verbrennungskraftmaschine kann der Kanal beispielsweise mit einer zweckmäßigen Stelle der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise mit einer Stelle einer Luftversorgungseinrichtung zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mit Luft, fluidisch verbunden sein, so dass von dieser Stelle ein geeigneter Druck abgegriffen und der entsprechenden Arbeitskammer aufgeprägt werden kann. So kann ab dem Versperren der Mündung durch den Kolben eine Kraftwirkung auf den Kolben entstehen, die das Bewegen des Absperrkörpers in die Offenstellung gegen die Kraftbeaufschlagung durch Strömungskraftverhältnisse am Absperrkörper durch das den Absperrkörper umströmende Fluid hinaus unterstützt.
  • Bei der Stelle, bei welcher der Kanal fluidisch verbunden ist, handelt es sich vorteilhafterweise um eine Stelle, an welcher ein Druckabfall geschieht bzw. ein entsprechender geringerer Druck als in der verschlossenen Arbeitskammer herrscht, wenn auch das Bewegen des Absperrkörpers in die Offenstellung erwünscht und vorteilhaft ist.
  • Zur Erfindung gehört auch eine Aufladeeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens zwei seriell zueinander geschalteten Abgasturboladern, wobei in Strömungsrichtung von Abgas durch eine jeweilige Turbine der Abgasturbolader der erste Abgasturbolader als Hochdruck-Abgasturbolader und der zweite Abgasturbolader als Niederdruck-Abgasturbolader ausgebildet ist, und mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung. Bei einer solchen zweitstufigen und insbesondere geregelten Abgasturboaufladung der Verbrennungskraftmaschine durch die Aufladeeinrichtung ist es von Vorteil, in bestimmten Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine einen Verdichter des Hochdruck-Abgasturboladers mittels einer Umgehungseinrichtung zu umgehen, was als Bypassieren bezeichnet wird, so dass der Verdichter des Hochdruck-Abgasturboladers von einem Verdichter des Niederdruck-Abgasturboladers vorverdichtete und der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft nicht weiter verdichtet. Dies ist von Vorteil, da der Verdichter des Hochdruck-Abgasturboladers üblicherweise hinsichtlich seiner Dimensionierung klein ausgebildet ist und dieser ansonsten einen Luft-Durchsatz der Verbrennungskraftmaschine nachteilhaft begrenzen würde.
  • Dieses Bypassieren ist vorteilhafterweise zumindest im Wesentlichen immer bei zumindest im Wesentlichen gleichem Luft-Durchsatz durchzuführen und zumindest im Wesentlichen unabhängig davon, welcher Ladedruck bzw. welche Last gerade an der Verbrennungskraftmaschine anliegt. Somit ist es von Vorteil, als Steuergröße bzw. Steuerdruck für die nicht verschlossene Arbeitskammer des Arbeitsraums, welche über den Kanal mit Druck zu beaufschlagen ist, einen Druck zu verwenden, welcher in Strömungsrichtung von Luft durch den Verdichter des Hochdruck-Abgasturboladers und durch den Verdichter des Niederdruck-Abgasturboladers stromauf des Verdichters des Niederdruck-Abgasturboladers oder in Strömungsrichtung von Abgas durch die jeweilige Turbine der Abgasturbolader stromab der Turbine des Niederdruck-Abgasturboladers herrscht. Dabei ist dann der Kanal mit entsprechenden Stellen fluidisch zu verbinden.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der angegebenen Kombination, oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine schematische Schnittansicht einer Ventileinrichtung mit einem in einem Aufnahmeraum bewegbar angeordneten Kolben, welcher ein Bewegen eines Absperrkörpers der Ventileinrichtung von einer Schließstellung in zumindest eine Offenstellung unterstützt, wobei sich der Absperrkörper in der Schließstellung befindet;
  • 2 eine schematische Längsschnittansicht der Ventileinrichtung gemäß 1, wobei sich der Absperrkörper in einer Offenstellung befindet;
  • 3 eine schematische Längsschnittansicht der Ventileinrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren, wobei sich der Absperrkörper in einer weiteren Offenstellung befindet; und
  • 4 eine schematische Längsschnittansicht der Ventileinrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren, wobei sich der Absperrkörper in einer weiteren Offenstellung befindet.
  • Die 1 bis 4 zeigen eine Leitung 10, welche beispielsweise als Umgehungsleitung einer Umgehungseinrichtung einer Aufladeeinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Die Aufladeeinrichtung umfasst beispielsweise zwei seriell zueinander geschaltete Abgasturbolader, welche jeweils eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Turbine sowie jeweils einen von von der Verbrennungskraftmaschine angesaugter Luft durchströmbaren Verdichter aufweisen. Der Abgasturbolader mit der in Strömungsrichtung des Abgases durch die Turbinen zuerst durchströmbaren bzw. durchströmten Turbine wird als Hochdruck-Abgasturbolader bezeichnet, da das Abgas einen sehr hohen Druck aufweist und von der Turbine auf ein demgegenüber geringeres Druckniveau expandiert wird. Der Abgasturbolader mit der in Strömungsrichtung als zweites durchströmbaren bzw. durchströmten Turbine wird als Niederdruck-Abgasturbolader bezeichnet, da das Abgas die Turbine des Niederdruck-Abgasturbolader mit einem geringeren Druck anströmt als die stromauf angeordnete Turbine des Hochdruck-Abgasturboladers.
  • Bei einer solchen zweistufigen Aufladung der Verbrennungskraftmaschine mit zwei den beiden Abgasturboladern ist es in bestimmten Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine von Vorteil, den Verdichter des Hochdruck-Abgasturboladers mittels der Umgehungseinrichtung zu umgehen. Der Verdichter des Hochdruck-Abgasturboladers ist dabei in Strömungsrichtung der Luft durch die Verdichter stromab des Verdichters des Niederdruck-Abgasturboladers angeordnet. Diese Umgehung des Verdichters des Hochdruck-Abgasturboladers über die Leitung 10 ist beispielsweise von Vorteil, da der Verdichter und insbesondere ein Verdichterrad des Verdichters des Hochdruck-Abgasturboladers hinsichtlich seiner Dimensionen klein und gegenüber dem Verdichter des Niederdruck-Abgasturboladers kleiner ausgebildet ist und in den entsprechenden Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine einen Luft-Durchsatz der Verbrennungskraftmaschine unerwünschter Weise begrenzen würde. in anderweitigen Betriebspunkten ist eine solche Bypassierung unerwünscht und unvorteilhaft.
  • Zum Bewirken oder Aufheben dieser Bypassierung ist eine Ventileinrichtung 12 vorgesehen, welche einen Absperrkörper 14 sowie einen zumindest im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilkörper 16 umfasst. Der Absperrkörper 14 ist dabei zwischen einer in der 1 gezeigten Schließstellung und mehreren Offenstellungen, von welchen in den 2 bis 4 jeweils eine gezeigt ist, bewegbar. In der Schließstellung sitzt der Absperrkörper 14 auf einem korrespondierenden Ventilsitz 18 und versperrt die Leitung 10 fluidisch, so dass die Luft nicht gemäß einem Richtungspfeil 20 durch die Leitung 10 hindurchströmen und den Verdichter des Niederdruck-Abgasturbolader nicht umgehen kann. In den Offenstellungen ist der Absperrkörper 14 von dem Ventilsitz 18 abgehoben und die Luft kann die Leitung 10 gemäß den Richtungspfeilen 20 durchströmen und den Verdichter des Niederdruck-Abgasturbolader umgehen.
  • Wie den 1 bis 4 zu entnehmen ist, umfasst die Ventileinrichtung 12 ferner ein Federelement 22, welches einenends an dem Ventilkörper 16 und andernends an dem Absperrkörper 14 abgestützt ist. Mittels des Federelements 22 ist der Absperrkörper 14 federkraftbeaufschlagt und wird in Richtung gemäß einem Richtungspfeil 24 auf seinen Ventilsitz 18 gedrückt.
  • Von einer Seite 26 des Absperrkörpers 14 wirkt ein in der Leitung 10 herrschender Druck pND auf den Absperrkörper 14, woraus eine Kraft resultiert, die den Absperrkörper 14 in Richtung gemäß einem Richtungspfeil 28 drückt. Ebenso wirkt auf den Absperrkörper 14 von einer der Seite 26 gegenüberliegenden Seite 30 des Absperrkörpers 14 ein in der Leitung 10 herrschender Druck pHD, aus welchem eine Kraft resultiert, die auf den Absperrkörper 14 in Richtung gemäß einem Richtungspfeil 32 wirkt.
  • Durch den relativ zur Leitung 10 festen Ventilkörper 16 ist ein Aufnahmeraum 34 gebildet, wobei in dem Aufnahmeraum 34 ein Kolben 36 der Ventileinrichtung 12 aufgenommen ist. Der Kolben 36 ist dabei relativ zu dem Ventilkörper 16 in dem Aufnahmeraum 14 translatorisch gemäß einem Richtungspfeil 38 bewegbar und unterteilt den Aufnahmeraum 34 in eine erste Arbeitskammer 40 und in eine zweite Arbeitskammer 42. Ferner ist der Kolben 36 über eine Kolbenstange 44 mit dem Absperrkörper 14 verbunden, so dass sich der Kolben 36 und der Absperrkörper 14 gemeinsam bewegen bzw. bewegen können. Mittels des Kolbens 36 ist eine zu der Federkraft zusätzliche Kraft auf den Absperrkörper 14 aufzubringen, wodurch der Absperrkörper weiter entgegen der Federkraftbeauschlagung geöffnet werden kann. Diese zusätzliche Kraft kann entstehen, da je nach Druckgegebenheiten in den Arbeitskammern 40 und 42 unterschiedliche Drücke auf den Kolben bzw. auf entsprechende Wirkflächen 46 und 48 des Kolbens wirken können.
  • In einem in der 1 gezeigten Ausgangszustand der Ventileinrichtung ist die Ventileinrichtung 12 geschlossen und der Absperrkörper 14 sitz auf seinem Ventilsitz 18 auf. Die Arbeitskammern 40 und 42 sind mittels eines Verbindungskanals 50 fluidisch miteinander verbunden, wobei der Verbindungskanal 50 über eine erste Mündung 52 in die Arbeitskammer 40 und über eine zweite Mündung 54 in die zweite Arbeitskammer 42 mündet. Darüber hinaus ist der Arbeitsraum 34 über einen Kanal 56 mit einem Steuerdruck pStreuer gemäß einem Richtungspfeil 58 beaufschlagbar, wobei der Kanal 56 beispielsweise mit einer Stelle fluidisch kommuniziert, welche in Strömungsrichtung der Luft stromauf des Verdichters des Niederdruck-Abgasturboladers oder in Strömungsrichtung des Abgases stromab der Turbine des Niederdruck-Abgasturboladers angeordnet ist. Mit anderen Worten herrscht in dem Kanal 56 der gleiche Druck wie stromauf des Verdichters des Niederdruck-Abgasturboladers bzw. wie stromab der Turbine des Niederdruck-Abgasturboladers.
  • Wie der 1 zu entnehmen ist, gibt der Kolben 36 beide Mündungen 52 und 54 frei, so dass der Steuerdruck pSteuer in dem Kanal 56, in der Arbeitskammer 40, in dem Verbindungskanal 50 sowie in der Arbeitskammer 42 und damit beidseitig des Kolbens 36 herrscht. In dieser in der 1 gezeigten Ausgangsstellung der Ventileinrichtung 12 wird keine zusätzliche Kraft vom Kolben 36 über die Kolbenstange 44 auf den Absperrkörper 14 bewirkt. Der Kolben ist kraftfrei. Dies ist beispielsweise bei Teillast der Verbrennungskraftmaschine der Fall.
  • Steigt jedoch der Druck pND auf der Seite 26 des Absperrkörpers 14, so steigt auch die von der Seite 26 auf den Absperrkörper 14 wirkende Kraft und der Absperrkörper 14 und damit der Kolben 36 bewegen relativ zu dem relativ zu der Leitung 10 festen Ventilkörper 16 in Richtung der Mündung 52 des Verbindungskanals 50. Die Ventileinrichtung 12 beginnt zu öffnen, wie es anhand der 2 dargestellt ist.
  • In der in der 2 gezeigten Offenstellung gibt jedoch der Kolben 36 immer noch beide Mündungen 52 und 54 frei, so dass der Kolben 36 noch kraftfrei ist und keine zusätzliche Kraft auf den Absperrkörper 14 wirkt. Öffnet sich die Ventileinrichtung 12 weiter in selbstregelnder Manier, wie es in den 3 und 4 dargestellt ist, so überstreicht der Kolben 36 schließlich die Mündung 52 und verschließt sie fluidisch, so dass die Arbeitskammer 42 nicht mehr mit der Arbeitskammer 40 fluidisch kommunizieret und die Arbeitskammer 42 fluidisch zumindest im Wesentlichen dicht verschlossen ist. Dann bleibt der Druck in der Arbeitskammer 42 zumindest im Wesentlichen konstant. Dabei ist ein hinreichend großes Ausgleichsvolumen für die dann verschlossene Arbeitskammer 42 vorzusehen, damit bei weiterer Bewegung des Kolbens 36 von der Mündung 54 weg und daraus resultierender Volumenvergrößerung der Arbeitskammer 42 der in der Arbeitskammer 42 herrschende Druck auch tatsächlich zumindest im Wesentlichen konstant bleibt und nicht infolge der Volumenvergrößerung unerwünscht stark abfällt.
  • Da der Kanal 56 und damit die Arbeitskammer 40 mit einer geeigneten Stelle der Verbrennungskraftmaschine fluidisch verbunden sind, herrscht in dem Kanal 56 und in der Arbeitskammer 40 und damit auf Seiten der Wirkfläche 46 des Kolbens 36 ein geeigneter Druck (welcher geringer ist als der in der Arbeitskammer 42 herrschende Druck), der bewirkt, dass ab dem fluidischen Versperren der Mündung 52 eine geeignete Kraftwirkung auf den Kolben 36 und damit den Absperrkörper 14 entsteht, die das Öffnen der Ventileinrichtung 12 über das Maß, das Strömungskräfte an dem Absperrkörper 14 bewirken, hinaus unterstützt. Die 3 zeigt die verschlossene Arbeitskammer 42. Jedes weitere Absenken der Steuerdrucks pSteuer führt zu einer weiteren Kraftwirkung die das Bewegen des Absperrkörpers 14 in die Offenstellung unterstützt.
  • Die 4 zeigt den Absperrkörper 14 in seiner maximal Offenstellung. Die Druckdifferenz zwischen der Arbeitskammer 40 und der Arbeitskammer 42, also beidseitig des Kolbens 36, ist maximal.
  • Die Ventileinrichtung 12 ermöglicht ein weiteres Abheben des Absperrkörpers 14 von seinem Ventilsitz 18 und damit die Freigabe eines größeren Strömungsquerschnitts, als wenn der Absperrkörper 14 lediglich durch die Strömungskräfte infolge der den Absperrkörper 14 umströmenden Luft beaufschlagt werden würde. Die bei herkömmlichen Rückschlagventilen entstehenden Druckverluste sind durch die Ventileinrichtung 12 zumindest verringert, wobei die Ventileinrichtung 12 im geschlossenen Zustand wie ein herkömmliches Rückschlagventil, dass keine unterstützende Kraft durch den Kolben 36 erfährt, fungiert.
  • Bei Erreichen eines bestimmten Luftdurchsatzes der Verbrennungskraftmaschine öffnet die Ventileinrichtung 12 selbstständig, indem der Absperrkörper 14 aufgrund der auf die Seiten 26 und 30 wirkende Drücke pND bzw. pHD selbstständig von seinem Ventilsitz 18 abhebt. Der Kolben 36 ist zunächst immer noch kraftfrei. Erst nach insbesondere kurzem in dem Ventilkörper 16 zurückgelegten Weg überstreicht und verschließt der Kolben 36 die Mündung 52. Ab diesem Zeitpunkt bleibt der Druck auf Seiten der Wirkfläche 48 zumindest im Wesentlichen konstant. Erhöht sich nun der Luftdurchsatz der Verbrennungskraftmaschine weiter, so fällt der Steuerdruck pSteuer (Druck auf Seiten der Wirkfläche 36) sukzessive bis zum Erreichen der in der 4 dargestellten maximalen Offenstellung weiter ab. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn als Steuerdruck pSteuer der Druck stromauf des Verdichters des Niederdruck-Abgasturboladers verwendet wird. Daraus resultiert eine wachsende Kraft, die das Öffnen der Ventileinrichtung 12 bzw. der Bewegung des Absperrkörpers 14 in die Offenstellung unterstützt.
  • Fällt der Luftdurchsatz der Verbrennungskraftmaschine wieder, dann verringert sich auch diese Unterstützungswirkung bis zu dem Zustand, dass der Absperrkörper 14 wieder ohne Kraftunterstützung alleine durch die Strömungskräfte infolge der Umströmung durch die Luft entweder geöffnet bleibt oder gegebenenfalls schließt (je nach herrschenden Drücken pHD und pND).
  • 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 102006020354 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Ventileinrichtung (12) mit wenigstens einem Kraftbeaufschlagungselement (22), insbesondere einem Federelement (22), und einem Absperrkörper (14), welcher entgegen einer Kraftbeaufschlagung, insbesondere einer Federkraftbeaufschlagung, durch das Kraftbeaufschlagungselement (22) von einer Schließstellung in wenigstens eine Offenstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) einen mit Druck beaufschlagbaren Arbeitsraum (34) aufweist, in welchem ein mit dem Absperrkörper (14) verbundener Kolben (36) bewegbar aufgenommen ist, durch welchen der Arbeitsraum (34) in zwei Arbeitskammern (40, 42) unterteilt ist, welche über wenigstens einen jeweils in die Arbeitskammern (40, 42) mündenden Verbindungskanal (50) fluidisch verbunden sind, wobei eine der Mündungen (52, 54) beim Bewegen in die Offenstellung durch den Kolben (36) zumindest im Wesentlichen fluidisch versperrbar ist.
  2. Ventileinrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung in die Offenstellung mittels des Kolbens (36) unterstützbar ist.
  3. Ventileinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Bewegungsrichtung von der Schließstellung in die Offenstellung hintere der Mündungen (52, 54) des Verbindungskanals (50) mittels des Kolbens (36) versperrbar ist.
  4. Ventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichvolumen vorgesehen ist, mittels welchem ein Druck in der bei versperrter Mündung (52, 54) geschlossenen Arbeitskammer (40, 42) bei einer Bewegung des Kolbens (36) in die Offenstellung zumindest im Wesentlichen konstant zu halten ist.
  5. Ventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (34) durch einen Ventilkörper (16) gebildet ist, an dem das Kraftbeaufschlagungselement (22), insbesondere das Federelement (22), einerseits abgestützt ist.
  6. Aufladeeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens zwei seriell zueinander geschalteten Abgasturboladern und mit wenigstens einer Ventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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