-
Die Erfindung betrifft eine Steuerung eines durch eine Turbine eines Turboladers geleiteten Abgasstroms, mit einer Ventilanordnung, welche dazu eingerichtet ist, einen ersten Leitungsbereich mit einem zweiten Leitungsbereich fluidleitend zu verbinden, wobei der erste Leitungsbereich fluidleitend mit einem Abgasauslaß einer Verbrennungskraftmaschine sowie mit einem Turbineneingang der Turbine verbunden ist, und wobei der zweite Leitungsbereich fluidleitend mit einem Turbinenausgang der Turbine verbunden ist.
-
Um die Menge eines durch den Turbolader geleiteten Abgasstroms zu steuern, werden Ventilanordnungen, sogenannte Wastegates eingesetzt.
-
Der Abgasstrom verlässt den Verbrennungsmotor bei erhöhtem Druck. Dieser Druck wird dazu genutzt, eine Turbine anzutreiben, die auf einen Verdichter wirkt, mit dem die dem Verbrennungsmotor zugeleitete Verbrennungsluft unter Ladedruck gesetzt wird.
-
Eine Betätigungseinrichtung öffnet die Ventilanordnung unter bestimmten Betriebsbedingungen, beispielsweise einem bestimmten Ladedruck. Der den Turbolader antreibende Abgasstrom wird dann teilweise am Turbolader vorbei in ein Abgassystem geleitet, so dass der Ladedruck nicht weiter ansteigt. Die Betätigungseinrichtung kann rein mechanisch, beispielsweise rein pneumatisch durch den erzeugten Ladedruck oder ein Vakuum und/oder elektronisch geregelt sein. In beiden Fällen wird die Betätigungseinrichtung durch einen Aktor angetrieben, der gegen den Druck im Abgas sowie gegen den Abgasstrom anarbeiten muss. Die Stellkraft, die zur Betätigung der Ventilanordnung aufgewendet werden muss, sowie die Geschwindigkeit, mit der die Ventilanordnung öffnet, wird somit vom Druck und der Strömung des Abgases beeinflusst. Der Druck kann dabei Schwankungen unterliegen bzw. pulsieren. Diese Druckschwankungen sind durch Ladungswechsel bedingt, welche bei 4-Takt Motoren durch Auslassventile gesteuert sind. Die Beeinflussung durch Druckschwankungen, den Druck selbst sowie durch Strömungskräfte wird bei der Auswahl des Aktors sowie bei der Auslegung Regelung berücksichtigt.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Ventilanordnung sowie ein verbesserte Regelungsverfahren vorzusehen.
-
Diese Aufgaben werden durch eine Steuerung eines durch einen Turbolader geleiteten Abgasstroms mit einer Ventilanordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
-
Vorgesehen ist demgemäß eine Steuerung eines durch eine Turbine eines Turboladers geleiteten Abgasstroms, mit einer Ventilanordnung, welche dazu eingerichtet ist, einen ersten Leitungsbereich mit einem zweiten Leitungsbereich fluidleitend zu verbinden, wobei der erste Leitungsbereich fluidleitend mit einem Abgasauslaß einer Verbrennungskraftmaschine sowie mit einem Turbineneingang der Turbine verbunden ist, und wobei der zweite Leitungsbereich mit einem Turbinenausgang der Turbine fluidleitend verbunden ist, so dass bei Betätigung der Ventilanordnung der Abgasstrom an dem Turbolader vorbei vom ersten Leitungsbereich in den zweiten Leitungsbereich geleitet wird, aufweisend zumindest ein erstes Ventil, das eine dem ersten Leitungsbereich zugewandte erste Öffnungsseite und eine dem zweiten Leitungsbereich zugewandte erste Schließseite aufweist, wobei das erste Ventil bei Betätigung der Ventilanordnung zu der ersten Öffnungsseite hin geöffnet wird, weiterhin aufweisend zumindest ein in Wirkverbindung mit dem ersten Ventil stehendes zweites Ventil, das eine dem zweiten Leitungsbereich zugewandte zweite Öffnungsseite und eine dem ersten Leitungsbereich zugewandte zweite Schließseite aufweist, wobei das zweite Ventil bei Betätigung der Ventilanordnung zu der zweiten Öffnungsseite hin geöffnet wird.
-
Der Abgasauslaß kann ein Abgaskrümmer sein, der mehrere Ausgänge von mehreren Zylindern gebündelt in den ersten Abgasstrang leitet. Der erste Leitungsbereich kann Verzweigungen und fluidleitend mit dem Leitungsbereich verbundene Kammern und Druckausgleichsräume aufweisen. Der zweite Leitungsbereich kann etwa ein in Strömungsrichtung hinter dem Turbolader angeordneter Leitungsbereich sein, der üblicherweise in eine Abgasnachbehandlungsanlage führt. Ebenso wie der erste Leitungsbereich kann der zweite Leitungsbereich Verzweigungen und fluidleitend mit dem zweiten Leitungsbereich verbundene Kammern und Druckausgleichsräume aufweisen. In Strömungsrichtung hinter dem Turbolader herrscht üblicherweise ein geringerer Druck als vor dem Turbolader. Die Differenz zwischen dem Druck vor dem Turbolader und dem Druck hinter dem Turbolader wird als Druckgefälle bezeichnet.
-
Die Ventile können je nach dem als Wirkverbindung verwendeten Mechanismus in die Öffnungsseite geschoben, geklappt oder geschwenkt werden. Durch das Vorsehen zweier miteinander in Wirkverbindung stehender, gegenläufig öffnender Ventile wird eine Ventilanordnung bereitgestellt, welches mit geringem Kraftaufwand betätigt werden kann, da die Druck- und Strömungskräfte auf beide Ventile in entgegengesetzte Richtung wirken.
-
Wie gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, können die Öffnungsseiten sowie die Schließseiten der beiden Ventile flächenmäßig gleichgroß sein, so dass zum Öffnen der beiden Ventile die in den Leitungsbereichen herrschenden Drücke in der Ventilanordnung ausgeglichen sind.
-
Zum Öffnen des Steuerventils müssen in erster Linie Reibungs- und Beschleunigungskräfte überwunden werden. Die für die Betätigung bzw. das Öffnen und Schließen des Steuerventils notwendige Betätigungseinrichtung kann dadurch kleiner und weniger leistungsstark ausgeführt werden als bei herkömmlichen Ventilanordnungen, da sie vergleichsweise geringe Stellkräfte aufzubringen hat.
-
Die Betätigungseinrichtung kann elektronisch durch einen geregelten Aktor betätigt werden, der wiederum in Wirkverbindung mit den beiden Ventilen steht und geeignet ist, die Ventile bei Betätigung der Ventilanordnung zu öffnen.
-
Bei dem Aktor kann es sich beispielsweise um einen hydraulischen oder elektrischen Aktor handeln, der bei Überschreiten eines voreingestellten Ladedruckes die Ventilanordnung öffnet. Möglich ist ferner die Verwendung eines pneumatischen Aktors, der den vom Verdichter erzeugten Ladedruck der Verbrennungsluft zur Betätigung ausnutzt. Darüber hinaus sind Kombinationen hieraus möglich, bei denen der Ladedruck die Ventilanordnung nur öffnet, wenn dies durch eine in der Betätigungseinrichtung vorgesehene Aktivierungseinrichtung freigegeben wurde.
-
Dadurch, dass zur Betätigung des Ventils nur verhältnismäßig geringe Stellkräfte aufgebracht werden müssen, stehen Aktoren zur Verfügung, die leicht an die Umgebung im Motorraum angepasst werden können. Es ergeben sich konstruktive Freiheitsgrade, die ausgenutzt werden können, um besonders langlebige und schnelle Aktoren zu konstruieren. Der Aktor kann somit bei gleich bleibender Wirksamkeit kleiner ausgeführt werden.
-
Bei Verwendung eines Hubmagneten als Aktor kann eine kleinere Spule verwendet werden, bei Verwendung eines pneumatischen Aktors ein kleinerer Kolben bzw. eine kleiner Membran. Dadurch können zusätzlich Kosten eingespart werden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung beinhaltet einen Aktor, der ein Signal von einer Regelungseinrichtung erhält und dazu ausgestaltet ist, die Ventile in eine Öffnungsposition zu bewegen, die proportional zur Stärke des an den Aktor gelieferten Signals ist. Das an der Turbine anliegende Druckgefälle kann dadurch gezielt gesteuert werden, dass die Ventile nur so weit geöffnet werden, dass sich ein von der Regelungseinrichtung angestrebtes Druckgefälle einstellt.
-
Durch die geringen notwendigen Stellkräfte können sich regelungstechnische Vorteile ergeben, da ein im Wesentlichen kraftfrei betätigbares Steuerventil schneller geöffnet und geschlossen und leichter in einer gewünschten Öffnungsposition gehalten werden kann als herkömmliche Ventilanordnungen, die nicht druckausgeglichen sind. Druckschwankungen beeinflussen die Ventilanordnung wenig oder überhaupt nicht. Es kann somit eine sogenannte robuste Regelung aufgebaut werden, die im Wesentlichen unabhängig von Störgrößen arbeiten kann.
-
Die druckausgeglichene Ventilanordnung als Ventilanordnung an einem Turbolader kann in bereits vorhandenen oder geplanten Abgastrakten ohne aufwändige Modifikationen nachgerüstet werden.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Regelung eines von einem Verdichter an einem Turbolader bereitgestellten Ladedruckes über den zwischen einem Eingang eines Turboladers und einem Ausgang des Turboladers strömenden Abgasstrom, aufweisend die Schritte:
- a) Öffnen eines ersten Ventils stromaufwärts in Richtung eines ersten Leitungsbereichs der fluidleitend mit einem Abgasauslaß einer Verbrennungskraftmaschine sowie mit einem Turbineneingang der Turbine verbunden ist, und gleichzeitiges Öffnen eines zweiten Ventils, das fluidleitend mit einem Turbinenausgang der Turbine verbunden ist, stromabwärts in Richtung eines zweiten Leitungsbereichs, wenn der Ladedruck einen einstellbaren Sollwert übersteigt, und
- b) Schließen des ersten Ventils stromabwärts in Richtung des zweiten Leitungsbereichs und gleichzeitiges Schließen des zweiten Ventils stromaufwärts in Richtung des ersten Leitungsbereichs, wenn der Ladedruck einen einstellbaren Sollwert unterschreitet.
-
Das Verfahren kann dergestalt ausgeführt werden, dass eine Öffnungsposition, in welche die Ventile bewegt werden können, proportional zu einem von einer Regeleinheit bereitgestellten Signal ist. Dadurch kann das am Turbolader anliegende Druckgefälle genau geregelt und ein gewünschter Ladedruck eingestellt und konstant gehalten werden.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1: eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit daran angeordnetem Luftzuführ- und Abgastrakt und einem Turbolader, der eine Ventilanordnung (Wastegate) aufweist,
-
2: eine schematische Darstellung einer geschlossenen Ventilanordnung,
-
3: eine schematische Darstellung einer geöffneten Ventilanordnung,
-
4: eine schematische Darstellung einer Ventilanordnung mit in einer Ebene angeordneten Ventilen, welche gleichzeitig betätigt werden können, wobei über den Ventilen Druckausgleichskammern angeordnet sind, welche mit den jeweils über kreuz gegenüberliegenden Leitungsbereichen in Verbindung stehen,
-
5: die in 6 dargestellte Ventilanordnung in einer Seitenansicht,
-
6: eine perspektivische Darstellung der Ventilanordnung aus den 4 und 5,
-
7 eine Draufsicht auf eine druckausgeglichene Ventilanordnung mit sich schräg gegenüberliegenden Ventilen,
-
8 ein seitliches Schnittbild der in 7 dargstellten Ventilanordnung, und
-
9: einen Verfahrensablauf zur Regelung einer Ventilanordnung.
-
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem daran angeordneten Luftzuführtrakt 2 zum Zuführen von Verbrennungsluft sowie einen Abgastrakt 3 zum Abführen von Abgas. Verbrennungsluft wird aus der Umgebung bei einem Druck P1 angesaugt und zunächst durch einen Luftfilter 4 geleitet. Anschließend werden an einer in Strömungsrichtung hinter dem Luftfilter 4 angeordneten Messeinrichtung 5 Parameter wie beispielsweise die Lufttemperatur, der Volumenstrom bzw. der Massenstrom gemessen.
-
Anschließend wird die Verbrennungsluft in einem von einer Turbine 6 angetriebenen Luftverdichter 7 eines Turboladers 9 auf den Ladedruck P2 verdichtet und an einer zweiten, in Strömungsrichtung hinter dem Turbolader 9 angeordneten Messeinrichtung 10 die in Folge der Verdichtung geänderten Parameter wie beispielsweise die Lufttemperatur und der Luftdruck ermittelt.
-
Ottomotoren sind in der Regel quantitätsgeregelte Motoren, die eine Drosselklappe 11 aufweisen, wie in 1 gezeigt. Auf die Verwendung im Abgasstrang eines Ottomotors ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
-
Die Verbrennungsluft wird nach Passieren der Drosselklappe 11 in vier Zylinder 12 der Verbrennungskraftmaschine 1 geleitet und mit Kraftstoff vermengt. Der Kraftstoff wird über Einspritzdüsen 14 eingespritzt. Nach der Verbrennung wird die Luft durch einen Abgasauslaß 35 in einen ersten Leitungsbereich 15 geleitet, der fluidleitend mit einer Ventilanordnung 16 und einem Eingang 17 für Abgas an dem Turbolader 9 verbunden ist.
-
Das Abgas wird bei geschlossener Ventilanordnung 16 durch die Turbine 6 geleitet, bei geöffneter Ventilanordnung 16 kann das Abgas in den zweiten Leitungsbereich 18 entweichen, in der eine nicht dargestellte Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet sein kann. In den zweiten Leitungsbereich 18 gelangt das Abgas bei geschlossener Ventilanordnung 16 nur auf einem Weg über die Turbine 6. Durch die Ventilanordnung 16 kann ein zwischen dem Eingang 17 und dem Ausgang 19 des Turboladers 9 herrschendes Druckgefälle P3 – P4 beeinflusst werden.
-
Die Ventilanordnung 16 wird über einen Aktor 20 betätigt. Der Aktor 20 kann rein mechanisch ausgestaltet sein und die Ventilanordnung 16 öffnen, wenn ein bestimmter Ladedruck P2 überschritten wird. Die Betätigung kann bei rein mechanischer Regelung über einen pneumatischen Aktor 20, der in Abhängigkeit vom Ladedruck P2 gegen eine nicht dargestellte Feder betätigt wird, erfolgen. Bei elektronischer Regelung mit einer Regeleinrichtung 8 kann die Betätigung des Aktors 20 auch elektrisch erfolgen.
-
Die Ventilanordnung 16 weist zwei Ventile 21, 22 auf, die gleichzeitig über eine mit dem Aktor 20 verbundene Wirkeinrichtung 23 betätigt werden können. Bei der Wirkeinrichtung 23 handelt es sich um ein einfaches Getriebe, das die Kraft vom Aktor 20 auf die Ventile 21, 22 überträgt. Dabei wird das erste Ventil 21 hin zu dem ersten Leitungsbereich 15 und das zweite Ventil 22 hin zu dem zweiten Leitungsbereich 18 geöffnet. Im Abgasauslaß 35 und im ersten Leitungsbereich 15 herrscht ein Druck P3, in dem zweiten Leitungsbereich 18 ein Druck P4.
-
Demgegenüber ist in 2 eine Ventilanordnung 16 mit nur einem Ventil 21, das in Richtung des ersten Leitungsbereichs 15 geöffnet wird, dargestellt. Das Ventil 21 ist seitlich angeschrägt, so dass es im geschlossenen Zustand in einem Ventilsitz 24 mit angeschrägten Kanten in Anlage gerät. Dadurch wird der erste Leitungsbereich 15 fluiddicht vom zweiten Leitungsbereich 18 getrennt. Der Druck P3 wird von der Verbrennungskraftmaschine 1 erzeugt, er herrscht in dem ersten Leitungsbereich 15, welcher von der Verbrennungskraftmaschine 1 zum Eingang 17 des Turboladers 9 führt. Dadurch, dass der Druck P3 im Betrieb höher ist als der Druck P4, wird das Ventil 21 in der geschlossenen Stellung gehalten.
-
Das Ventil 21 bleibt dabei solange geschlossen, bis die vom Aktor 20 über die Wirkeinrichtung 23 auf das Ventil 21 bewirkte Kraft F größer wird als die von den Drücken P3 bzw. P4 auf das Ventil 21 ausgeübten Druckkräfte sind, es öffnet also erst bei einer Kraft F ≥ (P3 – P4)·A, wobei A die Flächengröße des Ventils 21 unter Berücksichtigung eines Hebelverhältnisses in der Wirkeinrichtung 23 ist.
-
3 zeigt die in 2 dargestellte Ventilanordnung 16 mit einem Ventil 21 in einer entsprechend geöffneten Stellung.
-
4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine druckausgeglichene Ventilanordnung 16 mit einem ersten Ventil 21 und einem zweiten Ventil 22. Die Ventile 21, 22 sind in eine Ebene nebeneinander angeordnet, beide können nur gleichzeitig über eine Wirkeinrichtung 23 in Richtung einer ersten Öffnungsseite 25 und einer zweiten Öffnungsseite 26 aufgeklappt werden, indem ein Gestänge 30 verdreht wird. Zur Veranschaulichung sind die Ventile 21, 22 sowohl in der geschlossenen als auch in der geöffneten Stellung dargestellt.
-
Der Druckausgleich wird dadurch geschaffen, dass die über den Ventile 21, 22 befindlichen Druckausgleichsräume 28, 29 über Verbindungen 27, 32 mit den jeweils gegenüberliegenden Leitungsbereichen 15, 18 fluidleitend verbunden sind. Die gestrichelten, schräg von links oben nach rechts unten führenden Linien stellen die Verbindung 32 zwischen dem zweiten Leitungsbereich 18 und dem zweiten Druckausgleichsraum 28 dar, die durchgezogene Linien von links unten nach rechts oben entsprechend die Verbindung 27 zwischen dem ersten Leitungsbereich 15 und dem ersten Druckausgleichsraum 29. Die Druckausgleichsräume 28, 29 sind somit den jeweils gegenüberliegenden Leitungsbereichen 15, 18 zugeordnet und fluidleitend mit diesen verbunden. Die Verbindungen 27, 32 können an den gegenüberliegenden Seiten der Ventilanordnung 16 vorgesehen sein. Eine seitlich angreifende, durch einen Aktor 20 bereitgestellte Stellkraft verdreht eine ein Gestänge 30 aufweisende Wirkeinrichtung 23, mit dem beide Ventile 21, 22 verbunden sind. Da sich das Gestänge 30 bei hohen Temperaturen ausdehnt, ist vorgesehen, die Ventile 21, 22 rotationsfest um das Gestänge 30 und längsbeweglich entlang des Gestänges 30 anzuordnen. Das Gestänge 30 kann sich dadurch ausdehnen, ohne die Ventile 21, 22 unbeabsichtigt zu öffnen.
-
Der Druck P3 im ersten Leitungsbereich 15 wirkt auf die erste Öffnungsseite 25 des ersten Ventils 21 und gleichzeitig auf eine zweite Schließseite 34 des zweiten Ventils 22. Der Druck P4 im zweiten Leitungsbereich 18 wirkt gleichzeitig auf eine erste Schließseite 33 des ersten Ventils 21 und auf eine zweite Öffnungsseite 34 des zweiten Ventils 22. Bei flächenmäßig gleichgroßen Öffnungsseiten 25, 26 bzw. gleichgroßen Schließseiten 33, 34 heben sich die von den Drücken P3, P4 auf die Ventile 21, 22 ausgeübten Kräfte gegenseitig auf,
F = (P3 – P4)·A + (P4 – P3)·A = 0 (siehe auch 1).
-
Die Ventile 21, 22 können somit im Wesentlichen kraftfrei geöffnet und in Öffnungsposition X gehalten werden, da die Druck- und Strömungskräfte weitestgehend ausgeglichen sind. Die Stellkraft, welche der Aktor 20 aufbringen muss, ist nicht mehr von den Drücken P3 vor der Turbine 6 und P4 hinter der Turbine 6 abhängig, und hängt dadurch im Wesentlichen nur noch von der Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens ab.
-
Dadurch, dass der Aktor 20 nicht gegen Druck- und Strömungskräfte anarbeiten muss, kann die von einer Regelungseinrichtung 8 vorgegebene Öffnungsposition X ohne Aufschaltung einer Regelabweichung genau angefahren und gehalten werden.
-
Bei Verwendung eines ladedruckabhängigen pneumatischen Aktors 20 für die Ventilanordnung 16 kann beispielsweise eine dem Ladedruck P2 entgegenwirkende, die Ventile 21, 22 in Schließrichtung beaufschlagende (nicht dargestellte) Feder vorgesehen werden, deren Federsteifigkeit genauer auf den erwünschten Ladedruck P2, bei dem die Ventilanordnung 16 öffnen soll, ausgelegt werden kann.
-
In 5 ist die in 4 gezeigte Ventilanordnung 16 in einer Seitenansicht dargestellt. Zu beiden Seiten weist die Ventilanordnung 16 Verbindungen 27, 32 auf, welche jeweils den ersten Leitungsbereich 15 mit dem ersten Druckausgleichsraum 29 bzw. den zweiten Leitungsbereich 18 mit dem zweiten Druckausgleichsraum 28 verbinden.
-
Den Verlauf der Verbindungen 27, 32 sind in 6 in einer schematischen, dreidimensionalen Ansicht der Ventilanordnung 16 dargestellt.
-
7 zeigt eine druckausgeglichene Ventilanordnung 16 mit zwei sich schräg gegenüberliegenden Ventilen 21, 22. Das erste Ventil 21 öffnet in Richtung seiner Öffnungsseite 25 aus der Bildebene hinaus, das zweite Ventil 22 ist außen teilweise durch den Ventilsitz 24 verdeckt, es öffnet von der Bildebene nach unten.
-
In 8 ist ein Schnitt A-A der Ventilanordnung aus 7 dargestellt. Das Gestänge 30 verbindet die Ventile drehmomentsteif miteinander. Eine Verdrehung des Gestänges 30 im Uhrzeigersinn bewirkt, dass das erste Ventil 21 nach oben und das zweite Ventil 22 nach unten aufgeklappt wird. Die Ventile 21, 22 sind derart ausgestaltet, dass sie auch bei Ausdehnung infolge einer Erwärmung ihren Ventilsitz 24 noch bedecken und die beiden Leitungsbereiche 15, 18 fluiddicht voneinander trennen können.
-
9 zeigt einen Verfahrensablauf zur Regelung des Ladedruckes P2 über eine Ventilanordnung 16. In einem ersten Schritt S1 wird der Ladedruck P2 ermittelt. In einem zweiten Schritt S2 wird der Ladedruck P2 mit einem Sollwert verglichen, der je nach dem Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 variieren kann. Ist der Ladedruck P2 größer als der Sollwert, ergibt sich eine negative Regelabweichung. Es wird der Schritt S4 ausgeführt, in dem beide Ventile gleichzeitig geöffnet werden, und, sofern sie bereits geöffnet sind, weiter geöffnet werden. Ist der Ladedruck P2 kleiner als der Sollwert, ergib sich eine positive Regelabweichung und es werden in einem Schritt S3 die Ventile 21, 22 gleichzeitig in eine geschlossene Position bewegt, bis das an der Turbine anliegende Druckgefälle P3 – P4 wieder hoch genug ist, um den erwünschten Ladedruck P2 zu erreichen. Die Öffnungsposition X, in welche die Ventile 21, 22 bewegt werden, ist dabei vorzugsweise proportional zur der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Ladedruck P2.
-
Mit einer druckausgeglichenen Ventilanordnung 16 kann eine Regelung aufgebaut werden, die bei Verwendung eines leistungsschwachen Aktors 20 sehr schnell regeln kann. Die Stabilität einer die Ventilanordnung 16 steuernden Regeleinrichtung 8, siehe 1, kann bis hin zu einer robusten Regelungseinrichtung, die von Störgrößen nicht beeinflusst wird, gesteigert werden.
-
Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
-
Die Erfindung ist beispielsweise nicht auf die hier beschriebenen Ventilanordnungen beschränkt. Auch zwei beidseitig beaufschlagte Kolben können so ausgestaltet sein, dass zwei Kolben miteinander in Wirkverbindung stehen und das Druckgefälle ausgleichen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verbrennungskraftmaschine
- 2
- Luftzuführtrakt
- 3
- Abgastrakt
- 4
- Luftfilter
- 5
- erste Messeinrichtung
- 6
- Turbine
- 7
- Verdichter
- 8
- Regeleinrichtung
- 9
- Turbolader
- 10
- zweite Messeinrichtung
- 11
- Drosselklappe
- 12
- Zylinder
- 14
- Einspritzdüsen
- 15
- erster Leitungsbereich
- 16
- Ventilanordnung
- 17
- Turbineneingang
- 18
- zweiter Leitungsbereich
- 19
- Turbinenausgang
- 20
- Aktor
- 21
- erstes Ventil
- 22
- zweites Ventil
- 23
- Wirkeinrichtung
- 24
- Ventilsitz
- 25
- erste Öffnungsseite
- 26
- zweite Öffnungsseite
- 27
- Verbindung
- 28
- zweiter Druckausgleichsraum
- 29
- erster Druckausgleichsraum
- 30
- Gestänge
- 32
- Verbindung
- 33
- erste Schließseite
- 34
- zweite Schließseite
- 35
- Abgasauslaß
- A
- Fläche
- P1
- Druck vor dem Verdichter
- P2
- Ladedruck
- P3
- Druck nach Verbrennungskraftmaschine
- P4
- Druck nach Turbolader
- X
- Öffnungsposition
