DE102012221911A1

DE102012221911A1 - Abgastorbolader

Info

Publication number: DE102012221911A1
Application number: DE102012221911.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kellner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-06-05
Also published as: WO2014082778A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer durch einen Abgasstrom antreibbaren Turbine (2), die eine Druckölversorgung (10) mit Schmiermittel zur Schmierung beweglicher Teile und eine Stelleinrichtung (8) zum Beeinflussen des Abgasstroms aufweist, wobei der Stelleinrichtung (8) ein Stellantrieb (9) zugeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass der Stellantrieb (9) einen mit der Stelleinrichtung (8) wirkverbundenen Hydraulikzylinder (11) aufweist, der mit der Druckölversorgung (10) durch ein betätigbares Ventil (18) wirkverbunden/wirkverbindbar ist.The invention relates to an exhaust gas turbocharger (1), in particular for a motor vehicle, with a turbine (2) which can be driven by an exhaust gas flow and which has a pressurized oil supply (10) with lubricant for lubricating moving parts and an adjusting device (8) for influencing the exhaust gas flow the adjusting device (8) is assigned an actuator (9). It is provided that the actuator (9) has a hydraulic cylinder (11) which is operatively connected to the actuating device (8) and which is operatively connected / operatively connectable to the pressure oil supply (10) through an actuatable valve (18).

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer durch einen Abgasstrom antreibbaren Turbine, die eine Druckölversorgung mit Schmiermittel, insbesondere Öl, zur Schmierung beweglicher Teile und eine Stelleinrichtung zum Beeinflussen des Abgasstroms aufweist, wobei der Stelleinrichtung ein Stellantrieb zugeordnet ist. The invention relates to an exhaust gas turbocharger, in particular for a motor vehicle, having a turbine which can be driven by an exhaust gas stream and which has a pressurized oil supply with lubricant, in particular oil, for lubricating movable parts and an adjusting device for influencing the exhaust gas flow, wherein the actuating device is associated with an actuator.

Stand der Technik State of the art

Abgasturbolader der Eingans genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie weisen eine Turbine auf, der ein Abgasstrom einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, um die Turbine anzutreiben. Die Turbine ist wiederum über eine Welle mit einem Verdichter fest verbunden, der durch die Turbine angetrieben Frischluft verdichtet und der Brennkraftmaschine zuführt. Um die Effizienz bei der Brennkraftmaschine zu erhöhen und um gesetzliche Vorgaben zu Schadstoffen im Abgas einzuhalten, ist es bekannt, der Turbine eines Abgasturboladers eine Stelleinrichtung zuzuordnen, die den der Turbine zugeführten Abgasstrom beeinflusst, indem sie ihn entweder ganz oder teilweise an der Turbine vorbei leitet, sogenanntes „waste gate“-Prinzip, oder den Strömungswinkel mittels einer variablen Turbinengeometrie verändert. In beiden Fällen wird die Leistung der Turbine und damit die des Abgasturboladers beeinflusst. Exhaust gas turbochargers of the type mentioned are known from the prior art. They have a turbine to which an exhaust gas stream of an internal combustion engine is supplied in order to drive the turbine. The turbine is in turn fixedly connected via a shaft to a compressor which, driven by the turbine, compresses fresh air and supplies it to the internal combustion engine. In order to increase the efficiency in the internal combustion engine and to comply with legal requirements for pollutants in the exhaust gas, it is known to assign the turbine of an exhaust gas turbocharger an adjusting device which influences the exhaust gas flow supplied to the turbine by passing it either wholly or partially past the turbine , so-called "waste gate" principle, or changed the flow angle by means of a variable turbine geometry. In both cases, the performance of the turbine and thus the turbocharger is influenced.

Ein entsprechender Abgasturbolader ist beispielsweise aus der DE 10 2011 904 027 A1 bekannt. Die Stelleinrichtung wird dabei durch einen elektromotorischen Stellantrieb betätigt. Auch sind Lösungen bekannt, bei denen der Stellantrieb pneumatisch ausgebildet ist. Die bisherigen Lösungen haben jedoch meist eine ungünstige Bauform und sind insofern schwer in die übrige Geometrie des Abgasturboladers integrierbar. A corresponding exhaust gas turbocharger is for example from the DE 10 2011 904 027 A1 known. The adjusting device is actuated by an electric motor actuator. Also solutions are known in which the actuator is pneumatically formed. However, the previous solutions usually have an unfavorable design and are so far difficult to integrate into the rest of the geometry of the exhaust gas turbocharger.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Abgasturbolader mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Stellantrieb keine gesonderte Leistungsquelle benötigt und einfach und kompakt in den Abgasturbolader integrierbar ist. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass der Stellantrieb einen mit der Stelleinrichtung wirkverbundenen Hydraulikzylinder aufweist, der mit der Druckölversorgung des Abgasturboladers durch ein betätigbares Ventil wirkverbunden/wirkverbindbar ist. Der Stellantrieb nutzt somit die im Abgasturbolader sowieso vorhandene Druckölversorgung als Leistungsquelle uns lässt sich durch das Ventil mit der Druckölversorgung verbinden, um mittels des Schmiermittels betätigt zu werden. Das Ventil ist also zwischen Hydraulikzylinder und Druckölversorgung des Abgasturboladers zwischengeschaltet. Der Druck in der Druckölversorgung reicht aus, um den Hydraulikzylinder und damit die Stelleinrichtung zu betätigen. The exhaust gas turbocharger according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the actuator no separate power source needed and can be easily and compactly integrated into the exhaust gas turbocharger. According to the invention, provision is made here for the actuator to have a hydraulic cylinder operatively connected to the adjusting device, which is operatively connected / operatively connected to the pressure oil supply of the exhaust gas turbocharger by an actuatable valve. The actuator thus uses the pressure oil supply anyway present in the exhaust gas turbocharger as a power source and can be connected through the valve to the pressure oil supply in order to be actuated by means of the lubricant. The valve is thus interposed between the hydraulic cylinder and pressure oil supply of the exhaust gas turbocharger. The pressure in the pressure oil supply is sufficient to actuate the hydraulic cylinder and thus the adjusting device.

Bevorzugt weist der Hydraulikzylinder ein Zylinderrohr mit einem darin axial verschieblich gelagerten Kolben auf, die zusammen wenigstens eine Druckkammer bilden, wobei die wenigstens eine Druckkammer mit dem Ventil verbunden ist. Bei der Verbindung handelt es sich um eine fluidtechnische Verbindung, so dass das von der Druckölversorgung bereitgestellte und unter Druck stehende Öl bei entsprechender Betätigung des Ventils in die Druckkammer geführt wird, um dort einen Druck auf den Kolben zu dessen Betätigung auszuüben. Preferably, the hydraulic cylinder has a cylinder tube with a piston axially displaceably mounted therein, which together form at least one pressure chamber, wherein the at least one pressure chamber is connected to the valve. When the connection is a fluidic connection, so that the provided by the pressure oil supply and pressurized oil is performed with appropriate actuation of the valve in the pressure chamber, there to exert a pressure on the piston to its actuation.

Bevorzugt ist dem Kolben mindestens eine Rückstellfeder zugeordnet. Dadurch reicht es aus, den Druck in der einen Druckkammer zu erzeugen, um den Kolben beziehungsweise den Hydraulikzylinder zu betätigen, da die Rückstellfeder dafür sorgt, dass der Kolben anschließend wieder in seine ursprüngliche Ausgangsstellung zurückverlagert wird. Die Rückstellfeder ist insbesondere als Schraubenfeder ausgebildet, die insbesondere koaxial zu den Kolben angeordnet ist. Preferably, at least one return spring is assigned to the piston. As a result, it is sufficient to generate the pressure in the one pressure chamber in order to actuate the piston or the hydraulic cylinder, since the return spring ensures that the piston is subsequently moved back to its original starting position. The return spring is designed in particular as a helical spring, which is arranged in particular coaxially to the piston.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kolben mit der Stelleinrichtung, insbesondere mit einem Stellhebel der Stelleinrichtung, durch ein Gelenk verbunden ist. Der Kolben, der nur in einer Richtung axial verschieblich ist, kann somit relativ zu der Stelleinrichtung, insbesondere zu dem Stellhebel zu dessen Betätigung verlagert werden. Durch das Gelenk wird insbesondere die Linearbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung und damit in ein Betätigungsdrehmoment gewandelt. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the piston is connected to the adjusting device, in particular to an adjusting lever of the adjusting device, by means of a joint. The piston, which is axially displaceable only in one direction, can thus be displaced relative to the adjusting device, in particular to the adjusting lever for its actuation. The joint in particular, the linear motion of the piston is converted into a rotational movement and thus in an actuating torque.

Besonders bevorzugt ist das Gelenk als Langlochführung ausgebildet. Dazu weisen der Kolben oder der Stellhebel ein Langloch auf, in das ein an dem Stellhebel oder an dem Kolben angeordneter Gleitbolzen eingreift, so dass er längs verschieblich in dem Langloch gelagert ist. Es wird somit eine Art Kulissenführung zwischen Kolben und Stellhebel geboten. Particularly preferably, the joint is designed as a slot guide. For this purpose, the piston or the adjusting lever on a slot into which engages a arranged on the adjusting lever or on the piston slide pin, so that it is mounted longitudinally displaceable in the slot. It is thus offered a kind of slotted guide between the piston and lever.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventil als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, das mit der Druckkammer, mit der Druckölversorgung und mit einem das Öl der Druckölversorgung sammelnden/lagernden Tank verbunden ist. Das 3/2-Wege-Ventil weist drei Anschlüsse und zwei Schaltstellungen auf, zwischen denen es verstellbar ist. Dadurch lässt sich auf einfache Art und Weise der Hydraulikzylinder und damit die Stelleinrichtung betätigen. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the valve is designed as a 3/2-way valve, which is connected to the pressure chamber, with the pressure oil supply and with the oil of the pressure oil supply / storage tank. The 3/2-way valve has three connections and two switching positions, between which it is adjustable. This makes it easy to operate the hydraulic cylinder and thus the actuator.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass das Ventil als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet ist. Dieses Ventil weist somit auch zwei Extremalstellungen, jedoch nur zwei Anschlüsse auf, von denen der eine mit der Druckölversorgung und der andere zumindest mit der Druckkammer verbunden ist. Diese Variante ist kostengünstiger realisierbar, da das Ventil selbst einfacher gestaltet ist. According to an alternative embodiment of the invention, it is preferably provided that the valve is designed as a 2/2-way valve. This valve thus has two extreme positions, but only two ports, one of which is connected to the pressure oil supply and the other at least with the pressure chamber. This variant is less expensive to implement, since the valve itself is designed simpler.

Vorzugsweise weist der Hydraulikzylinder zwei Druckkammern auf, wobei das 2/2-Wege-Ventil mit einem Ausgang mit der Druckkammer direkt und mit der anderen Druckkammer und dem Tank durch eine Drossel verbunden ist. Die Drossel gewährleistet, dass das Schmiermittel zunächst der Druckkammer zugeführt wird und nur sekundär zum Auffüllen der anderen Druckkammer dient, so dass stets eine korrekte Betätigung des Hydraulikzylinders gewährleistet wird. Preferably, the hydraulic cylinder on two pressure chambers, wherein the 2/2-way valve is connected with an output to the pressure chamber directly and with the other pressure chamber and the tank through a throttle. The throttle ensures that the lubricant is first supplied to the pressure chamber and serves only secondarily to fill the other pressure chamber, so that always a correct actuation of the hydraulic cylinder is ensured.

Besonders bevorzugt ist das Ventil als Proportionalventil ausgebildet, so dass es zwischen den Extremalzuständen Zwischenzustände einnehmen kann, wodurch beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens angepasst oder eine bestimmte Zwischenstellung des Kolbens gehalten werden kann. Particularly preferably, the valve is designed as a proportional valve, so that it can assume intermediate states between the extreme states, whereby, for example, the speed of movement of the piston adapted or a certain intermediate position of the piston can be maintained.

Besonders bevorzugt sind der Stellantrieb und die Stelleinrichtung zwischen der Turbine und einem durch die Turbine antreibbaren Verdichter des Abgasturboladers angeordnet. Naturgemäß ist zwischen Verdichter und Turbine Bauraum vorhanden. Während das Vorsehen eines elektromotorischen Antriebs in diesem Bauraum aufgrund der hohen Temperaturen nicht unproblematisch ist, bietet die Erfindung durch das Nutzen der Druckölversorgung den Vorteil, dass der Stellantrieb ohnehin hohen Temperaturen, nämlich den Temperaturen des Drucköls, ausgesetzt ist. Die Betätigung des Ventils erfolgt vorzugsweise elektromagnetisch, wobei hier keine hohen Leistungen vonnöten sind und insofern Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit leicht erfüllt werden können. Particularly preferably, the actuator and the adjusting device between the turbine and a driven by the turbine compressor of the exhaust gas turbocharger are arranged. Naturally there is space between the compressor and the turbine. While the provision of an electric motor drive in this space is not unproblematic due to the high temperatures, the invention provides the advantage of the pressure oil supply the advantage that the actuator is already exposed to high temperatures, namely the temperatures of the pressure oil. The actuation of the valve is preferably carried out electromagnetically, in which case no high power levels are required and insofar requirements for temperature resistance can be easily met.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. To show:

1 einen Abgasturbolader in einer schematischen Darstellung, 1 an exhaust gas turbocharger in a schematic representation,

2 eine erstes Ausführungsbeispiel eines Stellantriebs des Abgasturboladers und 2 a first embodiment of an actuator of the exhaust gas turbocharger and

3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Stellantriebs jeweils in einer vereinfachten Darstellung. 3 A second embodiment of the actuator in each case in a simplified representation.

1 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Abgasturbolader 1, der eine Turbine 2 und einen Verdichter 3 aufweist. Die Turbine 2 weist ein im Gehäuse angeordnetes und ein Turbinenrad auf, das über eine Turboladerwelle mit einem Verdichterrad des Verdichters 3 fest verbunden ist (nicht sichtbar). Der Turbine 2 wird über einen Einlass 4 ein Abgas einer Brennkraftmaschine zugeführt, welches das Turbinenrad antreibt. Durch einen Auslass 5 verlässt das Abgas die Turbine 2 anschließend wieder. Der Verdichter 3 weist entsprechend einen Einlass 6 für Frischluft auf, die durch das rotierende Verdichterrad angesaugt und verdichtet durch einen Auslass 7 aus dem Abgasturbolader 1 wieder herausgeführt und insbesondere der Brennkraftmaschine zugeführt wird. 1 shows in a schematic plan view of an exhaust gas turbocharger 1 that a turbine 2 and a compressor 3 having. The turbine 2 has a housing disposed in the housing and a turbine wheel, which via a turbocharger shaft with a compressor wheel of the compressor 3 firmly connected (not visible). The turbine 2 is via an inlet 4 an exhaust gas of an internal combustion engine is supplied, which drives the turbine wheel. Through an outlet 5 the exhaust gas leaves the turbine 2 then again. The compressor 3 correspondingly has an inlet 6 for fresh air, which is sucked in by the rotating compressor wheel and compressed by an outlet 7 from the exhaust gas turbocharger 1 led out again and in particular the internal combustion engine is supplied.

Weiterhin weist der Abgasturbolader 1 eine Stelleinrichtung 8 auf, die zum Einstellen einer variablen Turbinengeometrie ausgebildet ist. Durch Betätigen der Stelleinrichtung 8 wird der Anströmwinkel des Abgases auf das Turbinenrad verstellt und dadurch der Abgasstrom derart beeinflusst, dass die Leistung der Turbine 2 verändert wird. Mittels der Stelleinrichtung 8 lässt sich somit die Leistung des Abgasturboladers einstellen. Der Stellenrichtung 8 ist ein Stellantrieb 9 zugeordnet, der hydraulisch arbeitet und hierzu mit einer Druckölversorgung 10 des Abgasturboladers 1 verbunden ist. Die Druckölversorgung 10 dient dazu, bewegliche Teile des Abgasturboladers, insbesondere die der Turboladerwelle zugeordneten Lager mit Schmiermittel, insbesondere mit Öl, zu schmieren. Die Druckölversorgung 10 kann beispielsweise Bestandteil des Ölkreislaufs der zuvor erwähnten Brennkraftmaschine sein, wobei der zum Schmieren notwendige Druck beispielsweise durch eine entsprechende Pumpe erzeugt wird. Furthermore, the exhaust gas turbocharger 1 an adjusting device 8th which is designed to set a variable turbine geometry. By actuating the adjusting device 8th the angle of attack of the exhaust gas is adjusted to the turbine wheel and thereby the exhaust gas flow is influenced such that the power of the turbine 2 is changed. By means of the adjusting device 8th Thus, the performance of the exhaust gas turbocharger can be adjusted. The job direction 8th is an actuator 9 assigned, which works hydraulically and this with a pressure oil supply 10 the exhaust gas turbocharger 1 connected is. The pressure oil supply 10 serves to lubricate moving parts of the exhaust gas turbocharger, in particular the bearing associated with the turbocharger shaft with lubricant, in particular with oil. The pressure oil supply 10 may for example be part of the oil circuit of the aforementioned internal combustion engine, wherein the pressure necessary for lubrication is generated for example by a corresponding pump.

Im Folgenden soll der Stellantrieb 9 anhand der 2 und 3 näher erläutert werden. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Stellantriebs 9 des Abgasturboladers 1 in einer vereinfachten Darstellung. Der Stellantrieb 9 weist einen Hydraulikzylinder 11 auf, der von einem Zylinderrohr 12 und einem in dem Zylinderrohr 12 axial verschieblich gelagerten Kolben 13 gebildet wird. Der Kolben 13 ragt dabei einendig aus dem Zylinderrohr 12 mit einer Kolbenstange 14 heraus. Die Kolbenstange 14 ist dabei mittels einer Dichtung 15 an dem Zylinderrohr abgedichtet, so dass aus dem Zylinderrohr 12 kein Medium austreten kann. Auf der der Kolbenstange 14 gegenüberliegenden Seite bildet der Kolben 13 zusammen mit dem Zylinderrohr 12 eine erste Druckkammer 16 und auf der Seite der Kolbenstange 14 eine zweite Druckkammer 17. The following is the actuator 9 based on 2 and 3 be explained in more detail. 2 shows a first embodiment of the actuator 9 the exhaust gas turbocharger 1 in a simplified representation. The actuator 9 has a hydraulic cylinder 11 on top of a cylinder tube 12 and one in the cylinder tube 12 axially displaceably mounted piston 13 is formed. The piston 13 protrudes unilaterally out of the cylinder tube 12 with a piston rod 14 out. The piston rod 14 is by means of a seal 15 sealed to the cylinder tube, so that out of the cylinder tube 12 no medium can escape. On the piston rod 14 opposite side forms the piston 13 together with the cylinder tube 12 a first pressure chamber 16 and on the side of the piston rod 14 a second pressure chamber 17 ,

Der Stellantrieb 9 weist weiterhin ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 18 auf, das als 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet ist und hierzu drei Anschlüsse 19, 20, 21 aufweist und zwischen zwei Extremalzuständen hin und her schaltbar ist. Aufgrund der Ausbildung als Proportionalventil kann das Ventil 18 auch Zwischenzustände einnehmen. The actuator 9 also has an electromagnetically actuated valve 18 on, which is designed as a 3/2-way proportional valve and this three connections 19 . 20 . 21 and between two extremal states can be switched back and forth. Due to the design as a proportional valve, the valve 18 also take intermediate states.

Der Anschluss 19 ist mit der Druckölversorgung 10 verbunden. Der Anschluss 20 ist mit der ersten Druckkammer 16 verbunden. Der Anschluss 21 ist mit einem das Öl der Druckölversorgung 10 sammelnden Tank 22 oder alternativ mit einer Rücklaufleitung der Druckölversorgung 10 verbunden. Von der zu dem Tank 22 führenden Leitung beziehungsweise von der Rücklaufleitung führt eine weitere Leitung zu der zweiten Druckkammer 17 des Hydraulikzylinders 11. The connection 19 is with the pressure oil supply 10 connected. The connection 20 is with the first pressure chamber 16 connected. The connection 21 is with one the oil of the pressure oil supply 10 collecting tank 22 or alternatively with a return line of the pressure oil supply 10 connected. From to the tank 22 leading line or from the return line leads another line to the second pressure chamber 17 of the hydraulic cylinder 11 ,

Der Kolben 13 ist mittels der Kolbenstange 14 mit einem Stellhebel 23 der Stelleinrichtung 8 gelenkig verbunden. Dazu weist die Kolbenstange 14 nahe zu ihrem freien Ende einen Gleitbolzen 24 auf, der in einem in dem Stellhebel 23 ausgebildeten Langloch 25 längsverschieblich gelagert ist. Der Gleitbolzen 24 und das Langloch 25 bilden somit zusammen eine Langlochführung. Ein dem Stellhebel 23 zugeordneter Winkelsensor 26 erfasst den Drehwinkel, um welchen der Stellhebel 23 um seine Drehachse 27 durch den Kolben 13 verstellt wird. Eine Rückstellfeder 28, die vorliegend als Schraubenfeder ausgebildet ist, ist zwischen einer Seite des Stellhebels 23 und einem Gehäuseabschnitt 29 des Abgasturboladers 1 vorgespannt gehalten. Die Rückstellfeder 28 ist somit indirekt dem Kolben 13 zugeordnet, da sie über den Stellhebel 23 auf den Kolben 13 einwirkt. The piston 13 is by means of the piston rod 14 with a lever 23 the adjusting device 8th articulated. For this purpose, the piston rod 14 near its free end a sliding bolt 24 on, in one in the lever 23 trained long hole 25 is mounted longitudinally displaceable. The sliding bolt 24 and the slot 25 thus together form a slot guide. A lever 23 associated angle sensor 26 detects the angle of rotation about which the adjusting lever 23 around its axis of rotation 27 through the piston 13 is adjusted. A return spring 28 , which is presently designed as a helical spring is between one side of the actuating lever 23 and a housing section 29 the exhaust gas turbocharger 1 held biased. The return spring 28 is thus indirectly the piston 13 assigned as it is over the lever 23 on the piston 13 acts.

Der Betrieb stellt sich wie folgt dar: In dem dargestellten Zustand des Ventils 18 ist der Ausgang 20 mit dem Ausgang 21 verbunden, so dass die erste Druckkammer 16 drucklos geschaltet ist. Da die zweite Druckkammer 17 direkt mit dem Ausgang 20 verbunden ist, ist sie ebenfalls drucklos. Die Rückstellfeder 28 drängt somit den Kolben 13 in seine Ausgangslage. Durch Betätigen des Ventils 18 wird dieses in seinen zweiten Extremalzustand gebracht, so dass der zuvor blind geschaltete Ausgang 19 mit dem Ausgang 20 verbunden und der Ausgang 21 blind geschaltet wird. Damit wird die erste Druckkammer 16 mit der Druckölversorgung 10 verbunden und die erste Druckkammer 16 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der Kolben 13 gegen die Kraft der Rückstellfeder 28 verlagert und dadurch der Stellhebel 23 um die Drehachse 27 verdreht, was mit dem Winkelsensor 26 erfasst werden kann. Durch Einstellen von Zwischenzuständen lässt sich der Kolben 13 mit einer gewünschten Geschwindigkeit und in eine gewünschte Position verfahren, um die variable Turbinengeometrie entsprechend einzustellen. Die Ansteuerung des Ventils 18 erfolgt zweckmäßigerweise von einem Motorsteuergerät, insbesondere mittels einer pulsweiten Modulation/Ansteuerung abhängig von der Rückmeldung der ersten Lage des Stellantriebs durch den Winkelsensor 26. Alternativ oder zusätzlich zu dem Winkelsensor 26 kann zu diesem Zweck auch noch ein Wegmesssensor 30 vorgesehen und dem Kolben 13 zugeordnet sein. Vorliegend ist der Wegmesssensor 30 gestrichelt dargestellt. The operation is as follows: In the illustrated state of the valve 18 is the exit 20 with the exit 21 connected so that the first pressure chamber 16 is depressurized. Because the second pressure chamber 17 directly to the exit 20 is connected, it is also depressurized. The return spring 28 thus urges the piston 13 into his starting position. By actuating the valve 18 this is brought into its second extreme state, so that the previously blinded output 19 with the exit 20 connected and the output 21 is switched blind. This will be the first pressure chamber 16 with the pressure oil supply 10 connected and the first pressure chamber 16 pressurized. This will cause the piston 13 against the force of the return spring 28 shifted and thereby the lever 23 around the axis of rotation 27 twisted, what about the angle sensor 26 can be detected. By setting intermediate states, the piston can be 13 at a desired speed and in a desired position to adjust the variable turbine geometry accordingly. The control of the valve 18 expediently takes place by an engine control unit, in particular by means of a pulse-width modulation / control depending on the feedback of the first position of the actuator by the angle sensor 26 , Alternatively or in addition to the angle sensor 26 can for this purpose also a distance sensor 30 provided and the piston 13 be assigned. In the present case is the distance measuring sensor 30 shown in dashed lines.

Wie in 1 gezeigt werden die Hydraulikkomponenten, also der Hydraulikzylinder 11 sowie das Ventil 18 zweckmäßigerweise in das Turbinengehäuse des Abgasturboladers 1 integriert, da dort die Schmier- und Kühlversorgung des Abgasturboladers erfolgt. Die einzelnen Komponenten können dabei als komplette Einschraubteile realisiert werden, wo sie unabhängig vom Abgasturboladerhersteller mit normierten Einpassgeometrien im Abgasturboladergehäuse verwendet werden können. As in 1 shown are the hydraulic components, so the hydraulic cylinder 11 as well as the valve 18 expediently in the turbine housing of the exhaust gas turbocharger 1 integrated, since there is the lubrication and cooling supply of the exhaust gas turbocharger. The individual components can be realized as complete Einschraubteile, where they can be used independently of the turbocharger manufacturer with standardized Einpassgeometrien in the exhaust gas turbocharger housing.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stellantriebs 9, wobei aus den vorhergehenden Figuren bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen werden. 3 shows a further embodiment of the actuator 9 , wherein from the preceding figures already known elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the above description. In the following, the differences should be dealt with essentially.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist bei dem Stellantrieb 9 gemäß 3 das Ventil 18 als 2/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet, das nur zwei Anschlüsse 19 und 31 aufweist. In dem gezeigten ersten Extremalzustand sind beide Anschlüsse blind geschaltet. Der Anschluss 31 ist über eine Leitung 32 mit dem Tank 22 beziehungsweise mit dem Rücklauf der Druckölversorgung 10 verbunden. Von der Leitung 32 geht eine Verbindungsleitung 33 ab, die mit der ersten Druckkammer 16 verbunden ist und eine zweite Verbindungsleitung 34, die mit der zweiten Druckkammer 17 verbunden ist. Die zweite Verbindungsleitung 34 ist stromabwärts der ersten Verbindungsleitung 33 an der Leitung 32 abgehend angeordnet. Zwischen den Verbindungsstellen der Leitungen 33, 34 mit der Leitung 32 ist eine Drossel 35 vorgesehen, so dass der Ausgang 31 direkt mit der ersten Druckkammer 16 und über die Drossel 35 mit der zweiten Druckkammer 17 und mit dem Tank 22 verbunden ist. In dem zweiten Extremalzustand des Ventils 18 sind die Anschlüsse 19 und 31 miteinander verbunden. In contrast to the embodiment according to 2 is at the actuator 9 according to 3 the valve 18 designed as a 2/2-way proportional valve, the only two ports 19 and 31 having. In the first extreme state shown, both ports are switched blind. The connection 31 is over a line 32 with the tank 22 or with the return of the pressure oil supply 10 connected. From the line 32 goes a connection line 33 starting with the first pressure chamber 16 is connected and a second connection line 34 connected to the second pressure chamber 17 connected is. The second connection line 34 is downstream of the first connection line 33 on the line 32 arranged outgoing. Between the connection points of the cables 33 . 34 with the line 32 is a throttle 35 provided so that the output 31 directly with the first pressure chamber 16 and over the throttle 35 with the second pressure chamber 17 and with the tank 22 connected is. In the second extremal state of the valve 18 are the connections 19 and 31 connected with each other.

In dem dargestellten Extremalzustand des Ventils 18 sind die Druckkammern 16 und 17 drucklose geschaltet, so dass der Kolben 13 durch die Rückstellfeder 28 in seine Ausgangsposition, die auch eine Rücklaufposition darstellt, gedrängt wird. Durch Ansteuern des Ventils 18, so dass dieses in seinen zweiten Extremalzustand gelangt, wird die erste Druckkammer 16 direkt mit der Druckölversorgung 10 verbunden. Aufgrund der Drossel 35 wird gewährleistet, dass der in der Druckkammer 16 entstehende Druck größer ist, als der in der Druckkammer 17, die indirekt durch die Drossel 35 mit der Druckölversorgung 10 ebenfalls verbunden ist. Dadurch wird der Kolben 13 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 28 bewegt, und der Stellhebel 23 der Stelleinrichtung 8 zum Einstellen der variablen Turbinengeometrie verstellt. Entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel kann auch hier durch Einstellen von Zwischenzuständen des Ventils 18 die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens und/oder die Endposition des Kolbens und damit die Schwenkstellung des Stellhebels 23 bestimmt werden. In the illustrated extremal state of the valve 18 are the pressure chambers 16 and 17 unpressurized, so that the piston 13 by the return spring 28 is forced into its initial position, which is also a return position. By controlling the valve 18 , so that this enters its second extremal state, the first pressure chamber 16 directly with the pressure oil supply 10 connected. Due to the throttle 35 ensures that the pressure in the chamber 16 resulting pressure is greater than that in the pressure chamber 17 indirectly through the choke 35 with the pressure oil supply 10 is also connected. This will be the piston 13 against the force of the return spring 28 moved, and the lever 23 the adjusting device 8th adjusted to adjust the variable turbine geometry. According to the embodiment described above, here too, by setting intermediate states of the valve 18 the speed of movement of the piston and / or the end position of the piston and thus the pivotal position of the actuating lever 23 be determined.

Anstelle des Betätigen der variablen Turbinengeometrie ist es auch denkbar, den Stellantrieb mit einem sogenannten Waste-Gate-Ventil zu dessen Betätigung zu verbinden, welches entsprechend der Stellung des Kolbens 13 den Abgasstrom der Turbine 1 zuführt oder ganz oder teilweise an dieser vorbeiführt. Instead of actuating the variable turbine geometry, it is also conceivable to connect the actuator with a so-called waste gate valve for its actuation, which corresponds to the position of the piston 13 the exhaust gas flow of the turbine 1 feeds or wholly or partially past this.

Insgesamt wird somit ein Abgasturbolader 1 geboten, dessen Stellantrieb 9 aufgrund seiner kompakten Bauform einfach und kostengünstig realisierbar ist, wobei de Stellantrieb 9 direkt mit der Stelleinrichtung 8 verbindbar ist und der Bauraum zwischen Turbine 2 und Verdichter 3 für die Stelleinrichtung 8 und den Stellantrieb 9 genutzt werden kann. Vorzugsweise ist ein Hitzeabschirmblech 36 vorgesehen, das zumindest das Ventil 18 und dessen Aktor thermisch von der Turbine 2 abkoppelt. Overall, therefore, an exhaust gas turbocharger 1 commanded, whose actuator 9 Due to its compact design is simple and inexpensive to implement, the de actuator 9 directly with the adjusting device 8th is connectable and the space between turbine 2 and compressors 3 for the adjusting device 8th and the actuator 9 can be used. Preferably, a heat shield is 36 provided that at least the valve 18 and its actuator thermally from the turbine 2 disconnects.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011904027 A1 [0003]

Claims

Exhaust gas turbocharger ( 1 ), in particular for a motor vehicle, having a turbine which can be driven by an exhaust gas flow (US Pat. 2 ), which supplies a pressurized oil supply ( 10 ) with lubricant for the lubrication of moving parts and an adjusting device ( 8th ) for influencing the exhaust gas flow, wherein the actuating device ( 8th ) an actuator ( 9 ), characterized in that the actuator ( 9 ) one with the adjusting device ( 8th ) operatively connected hydraulic cylinders ( 11 ), which is connected to the pressure oil supply ( 10 ) by an actuatable valve ( 18 ) is operatively connected / operably connected.

Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the hydraulic cylinder ( 11 ) a cylinder tube ( 12 ) with a piston axially displaceably mounted therein ( 13 ), which together at least one pressure chamber ( 16 . 17 ), wherein the at least one pressure chamber ( 16 . 17 ) with the valve ( 18 ) connected is.

Exhaust gas turbocharger according to claim 2, characterized in that the piston ( 13 ) at least one return spring ( 28 ) assigned.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 2 and 3, characterized in that the piston ( 13 ) with the adjusting device ( 8th ), in particular with a lever ( 23 ) the actuator ( 8th ), articulated.

Exhaust gas turbocharger according to claim 4, characterized in that the piston ( 13 ) with the adjusting lever ( 23 ) is hingedly connected by a slot guide.

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 18 ) is designed as a 3/2-way valve, which with the at least one pressure chamber ( 16 ), with the pressurized oil supply ( 10 ) and with a lubricant collecting / storing tank ( 22 ) connected is.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valve ( 18 ) is designed as a 2/2-way valve.

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic cylinder ( 11 ) two pressure chambers ( 16 . 17 ), wherein the valve ( 18 ) through an exit ( 31 ) with one of the pressure chambers ( 16 . 17 ) directly and with the other pressure chamber ( 17 . 16 ) and the tank ( 22 ) through a throttle ( 35 ) connected is.

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 18 ) is designed as a proportional valve.

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 9 ) between the turbine ( 2 ) and one through the turbine ( 2 ) drivable compressor ( 3 ) of the exhaust gas turbocharger ( 1 ) is arranged.