DE102012110873A1 - Exhaust gas guide section of a turbine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasführungsabschnitt für eine Turbine, insbesondere für eine Turbine eines Abgasturboladers, mit einer Regelvorrichtung (5) zum Öffnen und Schließen eines Umgehungskanals (6) im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt in einer Radkammer des Abgasführungsabschnitts drehbar angeordneten Turbinenrades des Abgasführungsabschnitts, wobei die Regelvorrichtung eine Bewegungsvorrichtung und ein Abdeckelement (9) aufweist, wobei das Abdeckelement (9) zum Öffnen oder Schließen eines Strömungsquerschnitts (8) des Umgehungskanals (6) mit Hilfe einer Rotationsbewegung des Abdeckelementes (9) vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist im Umgehungskanal (6) eine quer zu einer Kanalströmungslängsrichtung angeordnete zylinderartige Öffnung (12) vorgesehen, welche das Abdeckelement (9) in der Öffnung (12) drehbar aufnehmbar ausgestaltet ist, wobei das Abdeckelement (9) gegenüber dem Strömungsquerschnitt (8) eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse (10) des Abdeckelementes (9) im Umgehungskanal (6) durchführbar ausgestaltet ist, wobei die Rotationsachse (10) den Umgehungskanal (6) durchdringend positioniert ist.The invention relates to an exhaust gas guide section for a turbine, in particular for a turbine of an exhaust gas turbocharger, with a control device (5) for opening and closing a bypass channel (6) in the exhaust gas guide section through which flow can flow, for bypassing a turbine wheel of the exhaust gas guide section rotatably arranged in the exhaust gas guide section in a wheel chamber of the exhaust gas guide section. The control device has a movement device and a cover element (9), the cover element (9) being provided for opening or closing a flow cross section (8) of the bypass channel (6) with the aid of a rotational movement of the cover element (9). According to the invention, in the bypass duct (6) there is provided a cylinder-like opening (12) which is arranged transversely to a duct flow longitudinal direction and which is designed so that the cover element (9) can be rotatably received in the opening (12), the cover element (9) being one with respect to the flow cross section (8) Rotational movement about an axis of rotation (10) of the cover element (9) in the bypass channel (6) is designed to be executable, the axis of rotation (10) being positioned penetrating the bypass channel (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasführungsabschnitt einer Turbine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to an exhaust gas guide section of a turbine specified in the preamble of claim 1. Art.

Aus der Offenlegungsschrift DE 36 06 944 A1 geht ein Abgasführungsabschnitt einer Turbine, insbesondere für eine Turbine eines Abgasturboladers, mit einer Regelvorrichtung hervor. Die Regelvorrichtung ist zum Öffnen und Schließen eines Umgehungskanals im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt in einer Radkammer des Abgasführungsabschnitts drehbar angeordneten Turbinenrades des Abgasführungsabschnitts vorgesehen. Die Regelvorrichtung weist eine Bewegungsvorrichtung und ein Abdeckelement auf, wobei die Bewegungsvorrichtung zur Bewegung des Abdeckelementes vorgesehen ist. Mit Hilfe einer derartigen Regelvorrichtung ist es möglich in bestimmten Betriebspunkten des Abgasturboladers, insbesondere bei Betriebspunkten aufweisend große Strömungsmengen, das Turbinenrad vollständig oder teilweise zu umgehen, so dass ein effizienterer Betrieb des Abgasturboladers ermöglicht ist.From the publication DE 36 06 944 A1 goes out an exhaust gas guide section of a turbine, in particular for a turbine of an exhaust gas turbocharger, with a control device. The control device is provided for opening and closing a bypass passage in the flow-through exhaust gas guide section for bypassing a turbine wheel of the exhaust gas guide section rotatably arranged in the exhaust gas guide section in a wheel chamber of the exhaust gas guide section. The control device has a movement device and a cover element, wherein the movement device is provided for moving the cover element. With the help of such a control device, it is possible in certain operating points of the exhaust gas turbocharger, especially at operating points having large flow rates, the turbine wheel completely or partially to avoid, so that a more efficient operation of the exhaust gas turbocharger is possible.

Das Abdeckelement der Regelvorrichtung bewirkt mit Hilfe einer Rotationsbewegung des Abdeckelementes um eine Rotationsachse des Abdeckelementes ein Öffnen oder Schließen eines Strömungsquerschnittes des Umgehungskanals, wobei das Öffnen oder Schließen an einer Einmündung des Umgehungskanals in einen Austrittskanal des Abgasführungsabschnitts erfolgt. Der Austrittskanal ist stromab des Turbinenrades, bzw. der Radkammer im Abgasführungsabschnitt vorgesehen und dient dem Austritt des durch den Abgasführungsabschnitt strömenden Fluids. Der Umgehungskanal selbst weist eine Eintrittsöffnung stromauf der Radkammer und eine Austrittsöffnung stromab der Radkammer auf, das heißt, da der Umgehungskanal in den Austrittskanal einmündet, ist die Austrittsöffnung des Umgehungskanals stromab der Radkammer angeordnet.The cover of the control device causes by means of a rotational movement of the cover about an axis of rotation of the cover opening or closing a flow cross-section of the bypass channel, wherein the opening or closing takes place at an opening of the bypass passage in an outlet channel of the exhaust gas guide section. The outlet channel is provided downstream of the turbine wheel or the wheel chamber in the exhaust gas guide section and serves to exit the fluid flowing through the exhaust gas guide section. The bypass channel itself has an inlet opening upstream of the wheel chamber and an outlet opening downstream of the wheel chamber, that is, since the bypass channel opens into the outlet channel, the outlet opening of the bypass channel is arranged downstream of the wheel chamber.

Die Rotationsachse des Abdeckelementes ist koaxial zum Austrittskanal angeordnet, wobei das Abdeckelement den Austrittskanal teilweise oder vollständig umfassend ausgebildet ist. Somit ist die Rotationsachse außerhalb des Umgehungskanals angeordnet. Da das Abdeckelement den Strömungsquerschnitt des Umgehungskanals verschließbar ausgebildet ist, bedeutet dies, dass ein Rotationsradius des Abdeckelementes zum Öffnen oder Schließen des Umgehungskanals einem Austrittskanalradius des Austrittskanals entspricht. Üblicherweise ist der Austrittskanalradius größer ausgebildet als ein Umgehungskanalradius, da größere Fluidmengen den Austrittskanal durchströmen müssen als den Umgehungskanal. Somit bedeutet dies, dass das Öffnen oder Schließen des Strömungsquerschnitts innerhalb einer bestimmten Zeit, einer Einstelldauer, erfolgt, welche abhängig vom Austrittskanalradius ist. Das Abdeckelement selbst führt relativ zum Strömungsquerschnitt eine translatorische Bewegung durch.The axis of rotation of the cover is arranged coaxially to the outlet channel, wherein the cover member is the outlet channel partially or completely formed. Thus, the rotation axis is arranged outside of the bypass channel. Since the cover element is designed to be closable in the flow cross-section of the bypass channel, this means that a radius of rotation of the cover element for opening or closing the bypass channel corresponds to an outlet channel radius of the outlet channel. Usually, the outlet channel radius is made larger than a bypass channel radius, since larger amounts of fluid must flow through the outlet channel than the bypass channel. Thus, this means that the opening or closing of the flow cross section takes place within a certain time, a set duration, which is dependent on the outlet channel radius. The cover element itself performs a translational movement relative to the flow cross-section.

Grundsätzlich hat die Einstelldauer des Strömungsquerschnitts Auswirkungen auf den Betrieb der Turbine, insbesondere bei einer Kopplung eines die Turbine aufweisenden Abgasturboladers mit einer Verbrennungskraftmaschine, welche grundsätzlich Lastwechsel und häufig schnellen Lastwechsel unterworfen ist und somit die Einstelldauer des Strömungsquerschnitts den Anforderungen der Verbrennungskraftmaschine anzupassen ist.In principle, the setting duration of the flow cross-section has effects on the operation of the turbine, in particular in a coupling of the turbocharger having exhaust gas turbocharger with an internal combustion engine, which is basically subjected to load changes and frequent rapid load changes and thus adjust the duration of the flow cross-section requirements of the internal combustion engine.

Ein weiterer Nachteil des offenbarten Abdeckelementes ist in der Positionierung des Abdeckelementes zu sehen. Das Abdeckelement der Regelvorrichtung in Strömungsrichtung betrachtet ist an einem Austritt des Umgehungskanals positioniert und kann somit die Austrittsöffnung des Umgehungskanals öffnen oder schließen. Diese Positionierung weist den Nachteil einer Reduzierung eines Turbinenwirkungsgrades auf, denn der Umgehungskanal füllt sich auch bei geschlossenem Umgehungskanal bis zum Abdeckelement mit dem Fluid. Diese Fluidmenge steht somit dem Turbinenrad zum, Antrieb desselben nicht mehr zur Verfügung, so dass eine Reduzierung des Turbinenwirkungsgrades erwirkt ist.Another disadvantage of the disclosed cover element can be seen in the positioning of the cover. The cover element of the control device viewed in the flow direction is positioned at an outlet of the bypass channel and can thus open or close the outlet opening of the bypass channel. This positioning has the disadvantage of a reduction of a turbine efficiency, because the bypass channel fills with closed bypass channel to the cover with the fluid. This amount of fluid is thus no longer available to the turbine wheel to drive it, so that a reduction of the turbine efficiency is obtained.

Somit ist es die Aufgabe der vorlegenden Erfindung einen Abgasführungsabschnitt einer Turbine bereitzustellen, mit Hilfe dessen innerhalb einer kürzesten Zeit eine sichere Einstellung des Strömungsquerschnitts herbeiführt.Thus, it is the object of the present invention to provide an exhaust gas guide section of a turbine, by means of which, within a shortest time, a reliable adjustment of the flow cross-section is brought about.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Abgasführungsabschnitts einer Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved with the aid of an exhaust gas guide section of a turbine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist in einem Umgehungskanal eines Abgasführungsabschnitts eine quer zu einer Kanalströmungslängsrichtung angeordnete zylinderartige Öffnung vorgesehen, welche ein Abdeckelement in der Öffnung drehbar aufnehmbar ausgestaltet ist. Das Abdeckelement ist gegenüber einem Strömungsquerschnitt des Umgehungskanals eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse des Abdeckelementes im Umgehungskanal durchführbar ausgestaltet, wobei die Rotationsachse den Umgehungskanal durchdringend positioniert ist. Dies bedeutet, dass das Abdeckelement im Umgehungskanal positioniert ist, dessen Strömungsquerschnitt mit Hilfe des Abdeckelementes zu öffnen oder zu schließen ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das Abdeckelement aufgrund der Rotation um seine Rotationsachse innerhalb des Umgehungskanals einen Wirkradius aufweist, welcher im Wesentlichen einem Umgehungsradius des Umgehungskanals entspricht. Da dieser Wirkradius kleiner ist als ein Austrittskanalradius eines Austrittskanals des Abgasführungsabschnitts, ist das Abdeckelement wesentlich schneller in eine gewünschte Position zu bringen, somit positionierbar ist.According to the invention, a cylinder-like opening arranged transversely to a channel flow longitudinal direction is provided in a bypass channel of an exhaust gas guide section, which opening is designed to be rotatably receivable in the opening. The cover member is designed to be feasible against a flow cross-section of the bypass channel a rotational movement about an axis of rotation of the cover in the bypass channel, wherein the axis of rotation is positioned penetrating the bypass channel. This means that the cover is positioned in the bypass channel, the flow cross-section with the help of the cover to open or close. In other words, this means that the cover element due to the rotation around its Rotation axis within the bypass channel has an effective radius, which substantially corresponds to a bypass radius of the bypass passage. Since this effective radius is smaller than an outlet channel radius of an outlet channel of the exhaust gas guide portion, the cover is much faster to bring to a desired position, thus positionable.

Der Vorteil dieser schnellen und sicheren Einstellung des Abdeckelementes ist, dass insbesondere in einem Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, welche einen Abgasturbolader mit einem erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitt aufweist, eine schnelle Anpassung des Betriebs des Abgasturboladers an den Bedarf der Verbrennungskraftmaschine sichergestellt ist. Hierdurch ergibt sich vorteilhafterweise aufgrund der schnellen Anpassung an den Bedarf der Verbrennungskraftmaschine eine Reduzierung des Kraftstoffbedarfs und damit eine Reduzierung von Emissionen der Verbrennungskraftmaschine.The advantage of this quick and safe adjustment of the cover is that, especially in an operation of an internal combustion engine, which has an exhaust gas turbocharger with an exhaust gas guide portion according to the invention, a rapid adjustment of the operation of the exhaust gas turbocharger to the needs of the internal combustion engine is ensured. This results advantageously due to the rapid adaptation to the needs of the internal combustion engine, a reduction in fuel consumption and thus a reduction of emissions of the internal combustion engine.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts ist eine Schließfläche des Abdeckelements zum Schließen des Strömungsquerschnitts weitestgehend parallel zur Rotationsachse ausgestaltet, wobei die Rotationsachse weitestgehend lotrecht zum Umgehungskanal ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Schließfläche aufgrund eines den Umgehungskanal durchströmenden Fluids, welches üblicherweise den Umgehungskanal senkrecht zum Strömungsquerschnitt des Umgehungskanals durchströmt, in einem geschlossenen Zustand, somit in einer Schließposition des Abdeckelementes durch das Fluid gegen einen Ventilsitz, welcher in dem Umgehungskanal ausgebildet ist, gedrückt werden kann. Somit ist der Strömungsquerschnitt strömungsdicht verschließbar durch das Abdeckelement.In one embodiment of the exhaust gas guide section according to the invention a closing surface of the cover for closing the flow cross-section is largely parallel to the axis of rotation, wherein the axis of rotation is formed largely perpendicular to the bypass channel. The advantage of this embodiment is that the closing surface due to a fluid flowing through the bypass channel, which usually flows through the bypass channel perpendicular to the flow cross-section of the bypass channel, in a closed state, thus in a closed position of the cover by the fluid against a valve seat which is formed in the bypass channel is, can be pressed. Thus, the flow cross-section is flow-tight closed by the cover.

In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts ist das Abdeckelement mindestens abschnittsweise zylinderartig ausgestaltet. Da das Abdeckelement nicht vollständig in Form eines Zylinders oder Hohlzylinders ausgebildet ist, ist das Abdeckelement massereduziert ausgestaltet, so dass geringere Kräfte zur Bewegung des Abdeckelementes erforderlich sind.In an advantageous further embodiment of the exhaust gas guide section according to the invention, the cover element is configured at least in sections like a cylinder. Since the cover is not completely formed in the form of a cylinder or a hollow cylinder, the cover is configured reduced mass, so that lower forces to move the cover are required.

In einer bevorzugten und einfach herzustellenden Weise ist das Abdeckelement mit Hilfe einer Welle der Regelvorrichtung bewegbar. Die Welle ist ein Element der Bewegungsvorrichtung, wobei eine Wellenrotationsachse koaxial zur Rotationsachse des Abdeckelementes ausgebildet ist. Somit ist eine einfache Bewegungsinitiation des Abdeckelementes herbeiführbar, die einem sicheren Betrieb der Regelvorrichtung dient.In a preferred and easy to manufacture manner, the cover is movable by means of a shaft of the control device. The shaft is an element of the movement device, wherein a shaft rotation axis is formed coaxially to the axis of rotation of the cover. Thus, a simple Bewegungsinitiation the cover is brought about, which serves a safe operation of the control device.

Vorteilhafterweise weist in einer weiteren Ausgestaltung zur einfachen Lagerung des Abdeckelementes das Abdeckelement eine rotationssymmetrische und koaxial mit der Rotationsachse ausgebildete Lageröffnung auf, wobei in selbige ein komplementär ausgebildetes Aufnahmeelement des Abgasführungsabschnitts eingreifbar ausgestaltet ist. Mit Hilfe dieser rotationssymmetrischen und koaxial mit der Rotationsachse ausgebildeten Lageröffnung ist eine einfache und sichere Lagerung des Abdeckelementes gewährleistet.Advantageously, in a further embodiment for easy storage of the cover, the cover on a rotationally symmetrical and coaxial with the axis of rotation formed bearing opening, wherein in selbige a complementary trained receiving element of the exhaust gas guide section is designed engageable. With the help of this rotationally symmetrical and coaxial with the axis of rotation formed bearing opening a simple and secure storage of the cover is guaranteed.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Abdeckelement aus einem keramischen Material ausgebildet. Die Regelvorrichtung und insbesondere das Abdeckelement sind im Betrieb Temperaturschwankungen ausgesetzt, welche einen hohen Temperaturgradienten aufweisen, wobei sehr hohe absolute Temperaturen im Bereich von ca. 1000°C üblicherweise auftreten. Keramisches Material ist ein besonders temperaturbeständiges Material, so dass Bauteile, gefertigt aus diesem Material, hochtemperaturfest sind und geringe bzw. je nach Temperatur auch keine Deformationen aufweisen. Somit ist die erfindungsgemäße Regelvorrichtung, welche aus keramischem Material hergestellt ist, besonders betriebssicher.In a further preferred embodiment, the cover is formed of a ceramic material. The control device and in particular the cover are exposed during operation temperature fluctuations, which have a high temperature gradient, with very high absolute temperatures in the range of about 1000 ° C usually occur. Ceramic material is a particularly temperature-resistant material, so that components made of this material are resistant to high temperatures and have little or no deformation depending on the temperature. Thus, the control device according to the invention, which is made of ceramic material, is particularly reliable.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele 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 jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 in einer perspektivischen Ansicht einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitt für eine Turbine mit einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung; 1 in a perspective view of a partial section through an exhaust gas guide portion according to the invention for a turbine with a control device according to the invention;

2 eine perspektivische Ansicht eines Abdeckelementes einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung; 2 a perspective view of a cover of a control device according to the invention;

3 eine Vorderansicht des Abdeckelementes gem. 1; 3 a front view of the cover according to. 1 ;

4 eine Seitenansicht des Abdeckelementes gem. 1; 4 a side view of the cover according to. 1 ;

5 eine Draufsicht des Abdeckelementes gem. 1; 5 a plan view of the cover according to. 1 ;

6 eine Unteransicht des Abdeckelementes gem. 1; 6 a bottom view of the cover according to. 1 ;

Ein gemäß 1 ausgebildeter erfindungsgemäßer durchströmbarer Abgasführungsabschnitt 1 einer Turbine 2, insbesondere einer Turbine eines Abgasturboladers, umfasst einen Eintrittskanal 3 zum Eintritt einer Fluidströmung in den Abgasführungsabschnitt 1, im Allgemeinen Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, einen nicht näher dargestellten Spiralkanal stromab des Eintrittskanals 3 zur Konditionierung der Strömung und einen Austrittskanal 4 stromab des Spiralkanals, über welchen das Abgas aus dem Abgasführungsabschnitt 1 gezielt entweichen kann. Zwischen dem Spiralkanal und dem Austrittskanal 4 ist eine nicht näher dargestellte Radkammer ausgebildet, in welcher ein nicht näher dargestelltes Turbinenrad drehbar aufgenommen ist.One according to 1 trained inventive flow-through exhaust gas guide section 1 a turbine 2 , in particular a turbine of an exhaust gas turbocharger, comprises an inlet channel 3 for the entry of a fluid flow into the exhaust gas guide section 1, generally exhaust gas of an internal combustion engine, a spiral channel, not shown, downstream of the inlet channel 3 for conditioning the flow and an exit channel 4 downstream of the spiral channel, via which the exhaust gas from the exhaust gas guide section 1 can escape specifically. Between the spiral channel and the outlet channel 4 a non-illustrated wheel chamber is formed, in which a not-shown turbine wheel is rotatably received.

Zur Anpassung eines Betriebsverhaltens der Turbine 2 an die Fluidströmung ist im Abgasführungsabschnitt 1 eine Regelvorrichtung 5 zum Öffnen oder Schließen eines Umgehungskanals 6 im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt 1 zur Umgehung der Radkammer im Abgasführungsabschnitt 1 vorgesehen. Der Umgehungskanal 6 weist eine Eintrittsöffnung 7 mit einem Strömungsquerschnitt 8 auf, wobei die Eintrittsöffnung 7 mit Hilfe der Regelvorrichtung 5 vollständig oder teilweise verschließbar ist bzw. vollständig oder teilweise geöffnet werden kann. Entsprechend einer Positionierung der Regelvorrichtung 5 ist es möglich dass die Fluidströmung an der Radkammer und somit an dem in der Radkammer drehbar aufgenommenen Turbinenrad vollständig oder teilweise anströmt, bzw. vollständig oder nur teilweise an dem in der Radkammer drehbar aufgenommenen Turbinenrad vorbei strömt.To adapt a performance of the turbine 2 to the fluid flow is in the exhaust gas guide section 1 a control device 5 to open or close a bypass channel 6 in the flow-through exhaust gas guide section 1 for bypassing the wheel chamber in the exhaust gas guide section 1 intended. The bypass channel 6 has an inlet opening 7 with a flow cross section 8th on, with the inlet opening 7 with the help of the control device 5 is completely or partially closed or can be opened completely or partially. According to a positioning of the control device 5 it is possible that the fluid flow to the wheel chamber and thus to the wheel chamber rotatably received turbine wheel flows completely or partially, or completely or only partially flows past the rotatably received in the wheel chamber turbine wheel over.

Ein Abdeckelement 9 der Regelvorrichtung 5 ist in dem Umgehungskanal 6, und somit im Abgasführungsabschnitt 1, verdrehbar aufgenommen, wobei das Abdeckelement 9 um eine Rotationsachse 10 des Abdeckelements 9 rotierbar im Umgehungskanal 6 und somit im Abgasführungsabschnitt 1 gelagert ist. Das heißt mit anderen Worten, das Abdeckelement 9 ist eine Rotationsbewegung im Abgasführungsabschnitt 1 ausführbar aufgenommen, wobei mit Hilfe der Rotationsbewegung der Strömungsquerschnitt 8 der Eintrittsöffnung 7 einstellbar ist.A cover element 9 the control device 5 is in the bypass channel 6 , and thus in the exhaust gas guide section 1 , rotatably received, with the cover 9 around a rotation axis 10 of the cover 9 rotatable in the bypass channel 6 and thus in the exhaust gas guide section 1 is stored. In other words, the cover member 9 is a rotational movement in the exhaust gas guide section 1 executable recorded, with the aid of the rotational movement of the flow cross-section 8th the entrance opening 7 is adjustable.

Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung 5 weist zur rotatorischen Bewegung des Abdeckelements 9 eine Welle 11 auf, welche mit dem Abdeckelement 9 drehfest verbunden ist, so dass das Abdeckelement 9 mit Hilfe der Welle 11 bewegbar ist, wobei die Rotationsachse 10 des Abdeckelementes 9 einer Rotationsachse der Welle 11 entspricht.The control device according to the invention 5 indicates the rotational movement of the cover 9 a wave 11 on, which with the cover 9 rotatably connected, so that the cover 9 with the help of the wave 11 is movable, the axis of rotation 10 of the cover 9 a rotation axis of the shaft 11 equivalent.

Zur rotatorischen Bewegbarkeit des Abdeckelementes 9 ist im Abgasführungsabschnitt 1 eine zylinderartig ausgebildete Öffnung 12 mit einer Längsachse 13 ausgestaltet, in welcher die Regelvorrichtung 5 rotierbar aufnehmbar ist. Die Öffnung 12 ist quasi senkrecht zu einer Eintrittsachse 14 der Eintrittsöffnung 7 in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet. Allerdings könnte die Längsachse 13 auch in einem von 90° abweichend ausgebildeten Winkel zur Eintrittsachse 14 im Abgasführungsabschnitt 1 vorliegen.For rotational mobility of the cover 9 is in the exhaust gas guide section 1 a cylinder-like opening 12 with a longitudinal axis 13 designed in which the control device 5 is rotatably receivable. The opening 12 is almost perpendicular to an entrance axis 14 the entrance opening 7 formed in this embodiment. However, the longitudinal axis could be 13 also in an angle deviating from 90 ° to the entrance axis 14 in the exhaust gas guide section 1 available.

Das Abdeckelement 9 ist gegenüber dem Strömungsquerschnitt 8 eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 10 im Umgehungskanal 6 durchführbar ausgestaltet, wobei die Rotationsachse 10 den Umgehungskanal 6 durchdringend positioniert ist.The cover element 9 is opposite the flow cross section 8th a rotational movement about the axis of rotation 10 in the bypass channel 6 designed feasible, wherein the axis of rotation 10 the bypass channel 6 is positioned penetrating.

Das gemäß den 1 bis 6 ausgebildete Abdeckelement 9 der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung 5 ist mindestens abschnittsweise zylinderartig ausgestaltet. Das Abdeckelement 9 weist eine Mantelfläche 15 sowie eine an einem ersten Ende 16 die Mantelfläche 15 quer zur Rotationsachse 10 begrenzende erste Deckfläche 17 und eine die Mantelfläche 15 quer zur Rotationsachse 10 begrenzende zweite Deckfläche 18 auf, wobei die zweite Deckfläche 18 von der ersten Deckfläche 17 am Abdeckelement 9 abgewandt ausgebildet ist. Die abschnittsweise zylinderartige Ausgestaltung ist dabei so zu verstehen, dass das Abdeckelement 9 im Wesentlichen als Zylinder ausgebildet ist, wobei quer zur Rotationsachse 10 des Zylinders eine das Abdeckelement 9 vollständig durchdringende Durchströmöffnung 19 ausgebildet ist. Die Mantelfläche 15 dient überwiegend als Schließfläche 20 zum Verschließen des Strömungsquerschnitts 8.That according to the 1 to 6 trained cover 9 the control device according to the invention 5 is designed at least partially cylindrical. The cover element 9 has a lateral surface 15 and one at a first end 16 the lateral surface 15 transverse to the axis of rotation 10 limiting first deck area 17 and one the lateral surface 15 transverse to the axis of rotation 10 limiting second deck area 18 on, with the second top surface 18 from the first top surface 17 on the cover 9 is formed away. The partially cylindrical configuration is understood to mean that the cover 9 is formed substantially as a cylinder, wherein transversely to the axis of rotation 10 the cylinder a the cover 9 completely penetrating flow opening 19 is trained. The lateral surface 15 serves mainly as a closing area 20 for closing the flow cross-section 8th ,

Die Durchströmöffnung 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einem Winkel α von 90° quer zur Rotationsachse 10 ausgebildet. Sofern das Abdeckelement 9 abweichend von einer lotrechten Positionierung im Umgehungskanal 6 angeordnet ist, ist der Winkel α so zu wählen, dass eine dem Umgehungskanal 6 angepasste Durchströmung des Abdeckelementes 9 erfolgen kann. Mit anderen Worten sind kantige Übergänge oder Hinterschneidungen zu vermeiden, da dies zu Störungen und somit zu einem Abriss der Strömungen führen kann und Strömungsverluste erzeugt.The flow opening 19 is in this embodiment at an angle α of 90 ° transverse to the axis of rotation 10 educated. If the cover 9 deviating from a vertical positioning in the bypass channel 6 is arranged, the angle α is to be chosen such that one of the bypass channel 6 adapted flow through the cover 9 can be done. In other words, angular transitions or undercuts are to be avoided, as this can lead to disruptions and thus to a disruption of the flows and generate flow losses.

Die Schließfläche 20 des Abdeckelements 9 ist parallel zur Rotationsachse 10 ausgestaltet. Das bedeutet, dass durch Rotation des Abdeckelementes 9 um seine Rotationsachse 10 der Umgehungskanal 6 und somit der Strömungsquerschnitt 8 geöffnet oder freigegeben bzw. teilweise freigegeben werden kann.The closing surface 20 of the cover 9 is parallel to the axis of rotation 10 designed. This means that by rotation of the cover 9 around its axis of rotation 10 the bypass channel 6 and thus the flow cross section 8th opened or released or partially released.

Das Abdeckelement 9 weist an seiner ersten Deckfläche 17 eine kreisförmige Vertiefung 21 auf, welche zu Aufnahme eines Befestigungsmittels 22 einer Bewegungsvorrichtung zur Initiierung der Rotationsbewegung des Abdeckelementes 9 vorgesehen ist, wie in 5 dargestellt. In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 21 quadratisch ausgebildet, sie kann allerdings auch eine beliebige Anzahl von Ecken aufweisen, das heißt polygonal sein, oder anderweitig gestaltet sein, wobei darauf zu achten ist, dass das Befestigungsmittel 22 komplementär zur Kontur der Vertiefung ausgebildet ist. Das Befestigungsmittel 22 ist drehfest mit dem Abdeckelement 9 verbunden.The cover element 9 points to its first deck area 17 a circular depression 21 on, which for receiving a fastener 22 a movement device for initiating the rotational movement of the cover 9 is provided as in 5 shown. In a non-illustrated embodiment, the recess 21 However, it may also have any number of corners, that is polygonal, or otherwise designed, care being taken that the fastener 22 is formed complementary to the contour of the recess. The fastener 22 is rotationally fixed with the cover 9 connected.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Abdeckelement 9 einstückig mit dem Befestigungsmittel 22 ausgebildet. Bevorzugterweise sind das Befestigungsmittel 22 und die Vertiefung 21 symmetrisch zur Rotationsachse 10 ausgebildetIn the in 1 illustrated embodiment, the cover 9 integral with the fastener 22 educated. Preferably, the fastening means 22 and the depression 21 symmetrical to the axis of rotation 10 educated

Das in 6 beispielhaft gezeigte Abdeckelement 9 weist zur Lagerung im Abgasführungsabschnitt 1 eine Lageröffnung 23 auf, welche idealerweise symmetrisch zur Rotationsachse 10 vorgesehen ist. Das im Abgasführungsabschnitt 1 ausgebildete Aufnahmeelement 24 ist komplementär mit der Lageröffnung 23 ausgestaltet. Zur Vermeidung eines Verkantens sind die Lageröffnung 23 und entsprechend das Aufnahmeelement 24 rotationssymmetrisch ausgeformt.This in 6 Example shown cover 9 has for storage in the exhaust gas guide section 1 a bearing opening 23 which is ideally symmetrical to the axis of rotation 10 is provided. This in the exhaust gas guide section 1 trained receiving element 24 is complementary to the bearing opening 23 designed. To avoid tilting are the bearing opening 23 and accordingly the receiving element 24 formed rotationally symmetrical.

Zur Initiierung der Rotation ist aufgrund eines geringen Bauraumbedarfs ein elektronischer Aktuator vorgesehen, wobei auch eine stangengeführte Bewegungsvorrichtung zur Bewegungsinitiierung ausgebildet sein kann. Mit Hilfe von stangengeführten Bewegungsvorrichtungen ist eine lineare Bewegung des Abdeckelementes herbeizuführen, wohingegen vorteilhafterweise mit einem elektronischen Aktivierungselement beliebige Bewegungen des Abdeckelementes realisierbar sind. Das elektronische Aktivierungselement ist vorteilhafterweise direkt an der Welle der Regelvorrichtung anzubringen, sodass aufgrund der direkten Verbindung zwischen Welle und elektronischem Aktivierungselement neben einer Verschleißverringerung auch eine wesentliche Bauraumreduzierung erreichbar ist. Idealerweise ist eine thermische Trennung zwischen der Welle und dem elektronischen Aktivierungselement ausgebildet, wobei das elektronische Aktivierungselement bevorzugt von einem keramischen Gehäuse ummantelt ist.To initiate the rotation, an electronic actuator is provided due to a small space requirement, wherein a rod-guided movement device can be designed to initiate the movement. With the help of rod-guided movement devices, a linear movement of the cover is to bring about, whereas advantageously with an electronic activation element any movements of the cover can be realized. The electronic activation element is advantageously mounted directly on the shaft of the control device, so that due to the direct connection between the shaft and electronic activation element in addition to a reduction in wear and a significant space reduction can be achieved. Ideally, a thermal separation between the shaft and the electronic activation element is formed, wherein the electronic activation element is preferably encased by a ceramic housing.

Das Abdeckelement ist aus einem keramischen Material ausgebildet, da dieses gegenüber hohen Temperaturen, die im Betrieb eines Abgasturboladers Werte von ca. 1000°C aufweisen, weniger zum Verzug neigt, als ein Metall.The cover is made of a ceramic material, since this is less prone to distortion than high temperatures, which have values of approximately 1000 ° C. during operation of an exhaust gas turbocharger, than a metal.

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Claims (6)

Abgasführungsabschnitt für eine Turbine, insbesondere für eine Turbine eines Abgasturboladers, mit einer Regelvorrichtung (5) zum Öffnen und Schließen eines Umgehungskanals (6) im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt in einer Radkammer des Abgasführungsabschnitts drehbar angeordneten Turbinenrades des Abgasführungsabschnitts, wobei die Regelvorrichtung eine Bewegungsvorrichtung und ein Abdeckelement (9) aufweist, wobei das Abdeckelement (9) zum Öffnen oder Schließen eines Strömungsquerschnitts (8) des Umgehungskanals (6) mit Hilfe einer Rotationsbewegung des Abdeckelementes (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Umgehungskanal (6) eine quer zu einer Kanalströmungslängsrichtung angeordnete zylinderartige Öffnung (12) vorgesehen ist, welche das Abdeckelement (9) in der Öffnung (12) drehbar aufnehmbar ausgestaltet ist, wobei das Abdeckelement (9) gegenüber dem Strömungsquerschnitt (8) eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse (10) des Abdeckelementes (9) im Umgehungskanal (6) durchführbar ausgestaltet ist, wobei die Rotationsachse (10) den Umgehungskanal (6) durchdringend positioniert ist.Exhaust gas guide section for a turbine, in particular for a turbine of an exhaust gas turbocharger, with a control device ( 5 ) for opening and closing a bypass channel ( 6 ) in the flow-through exhaust gas guide section for bypassing a turbine wheel of the exhaust gas guide section rotatably arranged in the exhaust gas guide section in a wheel chamber of the exhaust gas guide section, wherein the control device comprises a movement device and a cover element ( 9 ), wherein the cover element ( 9 ) for opening or closing a flow cross-section ( 8th ) of the bypass channel ( 6 ) by means of a rotational movement of the cover ( 9 ), characterized in that in the bypass channel ( 6 ) a transversely to a channel flow longitudinal direction arranged cylinder-like opening ( 12 ) is provided, which the cover ( 9 ) in the opening ( 12 ) is configured rotatably receivable, wherein the cover ( 9 ) with respect to the flow cross-section ( 8th ) a rotational movement about an axis of rotation ( 10 ) of the cover element ( 9 ) in the bypass channel ( 6 ) is feasible, wherein the axis of rotation ( 10 ) the bypass channel ( 6 ) is positioned penetrating. Abgasführungsabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schließfläche (20) des Abdeckelements (9) zum Schließen des Strömungsquerschnitts (8) weitestgehend parallel zur Rotationsachse (10) ausgestaltet ist, wobei die Rotationsachse (10) weitestgehend lotrecht zum Umgehungskanal (6) ausgebildet ist.Exhaust guide section according to claim 1, characterized in that a closing surface ( 20 ) of the cover element ( 9 ) for closing the flow cross section ( 8th ) as far as possible parallel to the axis of rotation ( 10 ) is configured, wherein the axis of rotation ( 10 ) largely perpendicular to the bypass channel ( 6 ) is trained. Abgasführungsabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (9) mindestens abschnittsweise zylinderartig ausgestaltet ist.Exhaust-gas guide section according to claim 1 or 2, characterized in that the cover element ( 9 ) is configured at least partially cylinder-like. Abgasführungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (9) mit Hilfe einer Welle (11) der Regelvorrichtung (5) bewegbar ist.Exhaust guide portion according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cover ( 9 ) with the help of a wave ( 11 ) of the control device ( 5 ) is movable. Abgasführungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (9) eine rotationssymmetrische und koaxial mit der Rotationsachse (10) ausgebildete Lageröffnung (23) aufweist, wobei in selbige ein komplementär ausgebildetes Aufnahmeelement (24) des Abgasführungsabschnitts (1) eingreifbar ausgestaltet ist.Exhaust-gas guide section according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cover element ( 9 ) a rotationally symmetric and coaxial with the axis of rotation ( 10 ) formed bearing opening ( 23 ), wherein in selbige a complementary trained receiving element ( 24 ) of the exhaust gas guide section ( 1 ) is configured engageable. Abgasführungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (5) aus einem keramischen Material ausgebildet ist.Exhaust guide section according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control device ( 5 ) is formed of a ceramic material.
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