DE102013002894B4 - Turbine for an exhaust gas turbocharger - Google Patents

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Abstract

Turbine (10) für einen Abgasturbolader, mit einem Turbinengehäuse (12), welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Fluten (14, 16) aufweist und in welchem ein von dem Abgas antreibbares Turbinenrad aufgenommen ist, mit wenigstens einem Umgehungskanal (24), über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist, mit wenigstens einer Durchströmöffnung (32), über welche die Fluten (14, 16) fluidisch miteinander verbindbar sind, und mit wenigstens einem Ventilelement (26), welches zwischen einer den Umgehungskanal (24) und die Durchströmöffnung (32) verschließenden und wenigstens einer den Umgehungskanal (24) und die Durchströmöffnung (32) jeweils zumindest bereichsweise freigebenden Offenstellung verstellbar ist und das Ventilelement (26) bei einer Verstellung dieses aus der Schließstellung in die Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal (24) als auch die Durchströmöffnung (32) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Schließstellung mittels des Ventilelements (26) fluidisch versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement (26) freigegebener, erster Strömungsquerschnitt (C) der Durchströmöffnung (32) in der Offenstellung größer ist als ein in der Schließstellung mittels des Ventilelements (26) fluidisch versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement (26) freigegebener, zweiter Strömungsquerschnitt (B) des Umgehungskanals (24).Turbine (10) for an exhaust gas turbocharger, comprising a turbine housing (12) which at least two at least partially fluidly separated from each other and exhaust of an internal combustion engine durchströmmbare flood (14, 16) and in which a turbine wheel driven by the exhaust gas is received, at least a bypass channel (24), by means of which the turbine wheel can be bypassed by at least part of the exhaust gas, with at least one flow-through opening (32), via which the flows (14, 16) can be fluidically connected to one another, and with at least one valve element (26) which is adjustable between a the bypass channel (24) and the flow opening (32) and at least one of the bypass channel (24) and the flow opening (32) at least partially releasing open position and the valve element (26) in an adjustment of this from the closed position in the open position at the same time both the bypass channel (24) as well as the flow opening (32) releases, characterized in that in the closed position by means of the valve element (26) fluidly obstructed and released in the open position of the valve element (26), the first flow cross-section (C) of the flow opening (32) in the open position is greater than one in the closed position by means of the valve element (26) fluidly obstructed and released in the open position of the valve element (26), second flow cross-section (B) of the bypass passage (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a turbine for an exhaust gas turbocharger according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Turbine für einen Abgasturbolader ist aus der DE 10 2010 008 411 A1 bekannt. Die Turbine umfasst ein Turbinengehäuse, welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Fluten aufweist. In dem Turbinengehäuse ist ein von dem Abgas antreibbares Turbinenrad aufgenommen. Das Turbinengehäuse weist auch wenigstens einen Umgehungskanal auf, über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist. Dies bedeutet, dass das den Umgehungskanal durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht und somit nicht antreibt.Such a turbine for an exhaust gas turbocharger is from the DE 10 2010 008 411 A1 known. The turbine comprises a turbine housing, which has at least two at least partially fluidly separated from each other and exhaust gas of an internal combustion engine can flow through flooding. In the turbine housing, a turbine wheel driven by the exhaust gas is accommodated. The turbine housing also has at least one bypass channel over which the turbine wheel is to bypass at least part of the exhaust gas. This means that the exhaust gas flowing through the bypass channel bypasses the turbine wheel and thus does not drive.

Üblicherweise wird der Umgehungskanal auch als Wastegate oder Bypass-Kanal bezeichnet. Der Umgehungskanal wird üblicherweise dazu verwendet, einen vom Abgasturbolader bereitstellbaren Ladedruck einzustellen.Usually, the bypass channel is also referred to as a wastegate or bypass channel. The bypass channel is usually used to set a supply available from the exhaust gas turbocharger boost pressure.

Die Turbine weist auch wenigstens eine Durchströmöffnung auf, über welche die Fluten fluidisch miteinander verbindbar sind. Diese Durchströmöffnung ist dabei eine vom Umgehungskanal unterschiedliche und von diesem separate Durchströmöffnung, über die die Fluten fluidisch miteinander verbunden werden können.The turbine also has at least one flow-through opening, via which the flows can be fluidly connected to one another. In this case, this through-flow opening is a different one from the bypass channel and from this separate flow-through, via which the floods can be fluidly connected to each other.

Sind die Fluten fluidisch voneinander getrennt, indem die Durchströmöffnung fluidisch verschlossen ist, so kann die sogenannte Stoßaufladung zum Aufladen der Verbrennungskraftmaschine, d.h. zum Versorgen dieser mit verdichteter Luft, durchgeführt werden. Durch Freigeben der Durchströmöffnung, d.h. durch das Verbinden der Fluten miteinander, kann die sogenannte Stauaufladung zum Aufladen der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden.If the flows are fluidically separated from one another by the flow-through opening being fluidically closed, so-called surge charging for charging the internal combustion engine, i. to supply these with compressed air. By releasing the flow-through opening, i. By connecting the floods with each other, the so-called accumulation charge for charging the internal combustion engine can be realized.

Die Turbine umfasst darüber hinaus wenigstens ein Ventilelement, welches zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbar ist. In der Schließstellung sind der Umgehungskanal und die Durchströmöffnung verschlossen. In der Offenstellung sind der Umgehungskanal und die Durchströmöffnung fluidisch freigegeben. Wird das Ventilelement aus seiner Schließstellung in Richtung seiner Offenstellung verstellt, so wird zunächst die Durchströmöffnung zumindest bereichsweise fluidisch freigegeben, während der Umgehungskanal noch verschlossen ist. Wird das Ventilelement dann weiter in die Offenstellung bewegt, so werden schließlich sowohl die Durchströmöffnung als auch der Umgehungskanal fluidisch freigegeben.The turbine further comprises at least one valve element, which is adjustable between a closed position and at least one open position. In the closed position of the bypass channel and the flow opening are closed. In the open position of the bypass channel and the flow opening are fluidly released. If the valve element is moved from its closed position in the direction of its open position, the flow-through opening is at first fluidly released at least in regions, while the bypass channel is still closed. If the valve element is then moved further into the open position, finally both the throughflow opening and the bypass channel are fluidically released.

Das Freigeben des Umgehungskanals wird üblicherweise auch als Abblasen bezeichnet, da zumindest ein Teil des Abgases stromauf des Turbinenrads abgezweigt und um das Turbinenrad herum geführt wird, ohne das Turbinenrad anzutreiben. Demzufolge wird der Umgehungskanal auch als Abblasekanal bezeichnet.The release of the bypass passage is commonly referred to as exhaust because at least a portion of the exhaust gas is branched off upstream of the turbine wheel and passed around the turbine wheel without driving the turbine wheel. Consequently, the bypass channel is also referred to as Abblasekanal.

Aus der DE 197 00 662 A1 ist eine Turbine für einen Abgasturbolader, mit einem Turbinengehäuse, welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Fluten aufweist und in welchem ein von dem Abgas antreibbares Turbinenrad aufgenommen ist. Die Turbine weist wenigstens einem Umgehungskanal, über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist auf. Des Weiteren weist die Turbine wenigstens eine Durchströmöffnung, über welche die Fluten fluidisch miteinander verbindbar sind, und mit wenigstens einem Ventilelement, welches zwischen einer den Umgehungskanal und die Durchströmöffnung verschließenden und wenigstens einer den Umgehungskanal und die Durchströmöffnung jeweils zumindest bereichsweise freigebenden Offenstellung verstellbar ist, auf. Das Ventilelement gibt bei einer Verstellung dieses aus der Schließstellung in die Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal als auch die Durchströmöffnung frei.From the DE 197 00 662 A1 is a turbine for an exhaust gas turbocharger, with a turbine housing which at least two at least partially fluidly separated from each other and exhaust gas of an internal combustion engine can flow through flooding and in which a turbine driven by the exhaust turbine is received. The turbine has at least one bypass channel over which the turbine wheel is to bypass at least part of the exhaust gas. Furthermore, the turbine has at least one through-flow opening, via which the flows can be fluidically connected to one another, and with at least one valve element which is adjustable between an open position closing the bypass channel and the throughflow opening and at least one open position permitting the bypass channel and the throughflow opening at least in regions , The valve element is at an adjustment of this from the closed position to the open position at the same time both the bypass channel and the flow-through freely.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Turbine der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich ein besonders effizienter Betrieb der Turbine ermöglichen lässt.It is an object of the present invention to provide a turbine of the type mentioned, by means of which a particularly efficient operation of the turbine can be made possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Turbine für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a turbine for an exhaust gas turbocharger having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Turbine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders effizienter Betrieb der Turbine und somit der der Turbine zugeordneten Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventilelement bei einer Verstellung des Ventilelements aus der Schließstellung in die Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal als auch die Durchströmöffnung freigibt. Dies bedeutet, dass das Ventilelement sowohl die Durchströmöffnung als auch den Umgehungskanal sofort und unmittelbar dann zumindest bereichsweise freigibt, wenn das Ventilelement aus der Schließstellung bewegt wird. Ist das Ventilelement somit in eine beliebige, von der Schließstellung unterschiedliche Stellung bzw. Offenstellung eines Verstellbereichs, in welchen das Ventilelement verstellbar ist, verstellt, so sind sowohl die Durchströmöffnung als auch der Umgehungskanal zumindest bereichsweise freigegeben, so dass diese von Abgas durchströmt werden können. Eine Stellung des Ventilelements, in welcher die Durchströmöffnung fluidisch verschlossen und der Umgehungskanal fluidisch freigegeben oder umgekehrt ist, ist nicht vorgesehen.In order to further develop a turbine of the type indicated in the preamble of patent claim 1 such that a particularly efficient operation of the turbine and thus of the turbine associated internal combustion engine can be realized, it is inventively provided that the valve element in an adjustment of the valve element from the closed position in the Open position simultaneously releases both the bypass channel and the flow opening. This means that the valve element immediately and immediately at least partially releases both the flow-through opening and the bypass channel when the valve element is moved out of the closed position. Is this Valve element thus in any, different from the closed position or open position of an adjustment in which the valve element is adjustable, adjusted so both the flow and the bypass channel are at least partially released, so that they can be traversed by exhaust gas. A position of the valve element in which the flow-through opening is closed fluidically and the bypass channel is fluidically released or vice versa is not provided.

Bei der erfindungsgemäßen Turbine wird somit beim Verstellen des Ventilelements aus der Schließstellung heraus sogleich eine insbesondere sukzessive Verbindung zwischen den Fluten geschaffen, so dass ein in der Schließstellung realisierbarer Stoßaufladeeffekt reduziert und ein Stauaufladeeffekt eingestellt werden kann. Mit anderen Worten ist es dadurch möglich, besonders vorteilhaft von der sogenannten Stoßaufladung in die sogenannte Stauaufladung umzuschalten. Dadurch wird die Turbinenleistung ebenfalls bei einem Abblasen gegenüber der Schließstellung gesenkt, wobei eine Wirkungsgradverschlechterung und eine Massenreduktion zumindest sehr gering gehalten werden können.In the case of the turbine according to the invention, an especially successive connection between the floods is thus created immediately when adjusting the valve element from the closed position, so that a shock charging effect that can be realized in the closed position can be reduced and a jam charging effect can be set. In other words, it is thereby possible to switch particularly advantageous from the so-called shock charging in the so-called Stauaufladung. As a result, the turbine power is also reduced when it is blown off the closed position, wherein a deterioration in efficiency and a mass reduction can be kept at least very low.

Durch das gleichzeitige Öffnen sowohl der Durchströmöffnung als auch des Umgehungskanals kann einerseits ein hoher Durchsatzparameter realisiert werden, da die Turbine von einer besonders hohen Masse an Abgas durchströmt werden kann. Gleichzeitig kann jedoch zumindest ein Teil und vorzugsweise zumindest ein überwiegender Teil dieser Abgasmasse zu dem Turbinenrad geführt werden und dieses antreiben, so dass im Abgas enthaltene Energie genutzt werden kann.By simultaneously opening both the flow opening and the bypass channel, on the one hand, a high throughput parameter can be realized, since the turbine can be flowed through by a particularly high mass of exhaust gas. At the same time, however, at least a part and preferably at least a predominant part of this exhaust gas mass can be guided to the turbine wheel and drive it, so that energy contained in the exhaust gas can be utilized.

Die Turbine und somit die der Turbine zugeordnete Verbrennungskraftmaschine können daher besonders effizient betrieben werden, was mit einem nur geringen Kraftstoffverbrauch sowie mit geringen CO2-Emissionen einhergeht. Darüber hinaus können vom Abgas durchströmbare Strömungsquerschnitte der Turbine gering gehalten werden, um so ein sehr gutes Ansprechverhalten sowie eine sehr vorteilhafte Drehmomentencharakteristik zu erzeugen. Trotz der geringen Strömungsquerschnitte kann ein hoher Durchsatzparameter aufgrund des gleichzeitigen Freigebens der Durchströmöffnung und des Umgehungskanals realisiert werden.The turbine and thus the turbine associated internal combustion engine can therefore be operated very efficiently, which is associated with only low fuel consumption and low CO 2 emissions. In addition, can be kept low by the exhaust gas flow cross-sections of the turbine, so as to produce a very good response and a very advantageous torque characteristics. Despite the small flow cross sections, a high throughput parameter can be realized due to the simultaneous release of the flow opening and the bypass channel.

Ein in der Schließstellung fluidisch versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement freigegebener, erster Strömungsquerschnitt der Durchströmöffnung ist größer als ein in der Schließstellung fluidisch versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement freigegebener, zweiter Strömungsquerschnitt des Umgehungskanals. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass das Freigeben des Umgehungskanals mit dem Freigeben der Durchströmöffnung, d.h. mit dem Verbinden der Fluten, einhergeht, wobei die fluidische Verbindung der Fluten betont, d.h. gegenüber der Freigabe des Umgehungskanals stärker gewichtet ist.A in the closed position fluidly obstructed and released in the open position by the valve element, first flow cross section of the flow opening is larger than a fluidically obstructed in the closed position and released in the open position of the valve element, the second flow cross section of the bypass channel. In other words, it is provided that the release of the bypass channel with the release of the flow-through, i. associated with the joining of the floods, whereby the fluidic connection of the floods emphasizes, i. is more weighted towards the release of the bypass channel.

Aufgrund des gegenüber dem zweiten Strömungsquerschnitt größeren, ersten Strömungsquerschnitts ist es möglich, dass zwischen den Fluten ein erster Volumen- und/oder Massenstrom des Abgases überströmen kann, welcher größer ist als ein zweiter Volumen- und/oder Massenstrom des Abgases, welcher in den Umgehungskanal einströmen und diesen durchströmen kann. Dies bedeutet, dass die Verbindung der Fluten miteinander stärker erfolgt als die Freigabe des Umgehungskanals, so dass ein besonders hoher Teil des Abgases zum Antreiben des Turbinenrads genutzt werden kann. Vereinfacht ausgedrückt ist es bei dieser Ausführungsform somit vorgesehen, dass die Fluten stärker miteinander fluidisch verbunden werden als der Umgehungskanal fluidisch freigegeben wird. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb der Turbine und somit der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden.Due to the first flow cross-section, which is larger than the second flow cross-section, it is possible for a first volume and / or mass flow of the exhaust gas to flow over between the floods, which is greater than a second volume and / or mass flow of the exhaust gas, which flows into the bypass channel can flow in and flow through it. This means that the connection of the floods with each other is stronger than the release of the bypass passage, so that a particularly high part of the exhaust gas can be used to drive the turbine wheel. In simple terms, it is thus provided in this embodiment that the floods are more strongly fluidically connected to each other than the bypass channel is fluidly released. As a result, a particularly efficient operation of the turbine and thus of the internal combustion engine can be ensured.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der 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 a preferred embodiment 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:

  • 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbares Ventilelement vorgesehen ist, welches bei seiner Verstellung aus der Schließstellung gleichzeitig eine Durchströmöffnung zum fluidischen Verbinden von zwei Fluten der Turbine miteinander sowie einen Umgehungskanal der Turbine freigibt; und
  • 2 eine schematische Seitenansicht des Ventilelements
The drawing shows in:
  • 1 a schematic sectional view of a turbine for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, wherein an adjustable between a closed position and at least one open valve element is provided which at the same time a flow opening for fluidically connecting two floods of the turbine with each other and a bypass channel of the turbine in its adjustment from the closed position releases; and
  • 2 a schematic side view of the valve element

1 zeigt eine Turbine 10 für einen Abgasturbolader einer in 1 nicht erkennbaren Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst mehrere Brennräume in Form von Zylindern. Während eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in den Zylindern Verbrennungsvorgänge ab, aus denen Abgas resultiert. 1 shows a turbine 10 for an exhaust gas turbocharger one in 1 unrecognizable internal combustion engine. The internal combustion engine is designed for example as a reciprocating internal combustion engine and comprises a plurality of combustion chambers in the form of cylinders. While a fired operation of the internal combustion engine run in the cylinders from combustion processes, which results in exhaust gas.

Die Turbine 10 umfasst ein in 1 ausschnittsweise erkennbares Turbinengehäuse 12 mit einem in 1 nicht erkennbaren Aufnahmeraum. In dem Aufnahmeraum ist ein in 1 nicht erkennbares Turbinenrad der Turbine 10 aufgenommen. Das Turbinenrad ist um eine Drehachse relativ zum Turbinengehäuse 12 drehbar.The turbine 10 includes an in 1 partial recognizable turbine housing 12 with an in 1 unrecognizable recording room. In the reception room is an in 1 unrecognizable turbine wheel of the turbine 10 added. The turbine wheel is about an axis of rotation relative to the turbine housing 12 rotatable.

Das Turbinengehäuse 12 weist darüber hinaus wenigstens zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte Fluten 14, 16 auf. Wie durch Richtungspfeile 18, 20 veranschaulicht ist, sind die Fluten 14, 16 von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar. In 1 ist auch eine Zwischenwandung 22 des Turbinengehäuses 12 erkennbar, mittels welcher die Fluten 14, 16 fluidisch voneinander getrennt sind.The turbine housing 12 moreover has at least two floods fluidly separated from one another, at least in regions 14 . 16 on. As by directional arrows 18 . 20 Illustrated are the floods 14 . 16 permeable by the exhaust gas of the internal combustion engine. In 1 is also an intermediate wall 22 of the turbine housing 12 recognizable, by means of which the floods 14 . 16 are fluidly separated from each other.

Ein erster Teil der Zylinder ist nun beispielsweise mit der Flut 14 verbunden, während ein vom ersten Teil unterschiedlicher, zweiter Teil der Zylinder fluidisch mit der Flut 16 verbunden sind. Somit wird das Abgas aus den zum ersten Teil gehörenden Zylindern der Flut 14 zugeführt, während das Abgas aus den zum zweiten Teil gehörenden Zylindern der Flut 16 zugeführt wird. Mit anderen Worten fördert der erste Teil der Zylinder sein Abgas zur Flut 14, während der zweite Teil der Zylinder sein Abgas zur Flut 20 fördert.A first part of the cylinder is now, for example, with the tide 14 connected during a different from the first part, second part of the cylinder fluidly with the tide 16 are connected. Thus, the exhaust gas from the cylinders belonging to the first part of the flood 14 supplied while the exhaust gas from the second part belonging to the cylinders of the flood 16 is supplied. In other words, the first part of the cylinder promotes its exhaust to the flood 14 while the second part of the cylinder floods its exhaust 20 promotes.

Durch diese Flutentrennung ist gegenüber den Zylindern insgesamt eine Verkleinerung von Abgas führenden Volumina zwischen den Zylindern und dem Turbinenrad geschaffen, was zum Effekt der sogenannten Stoßaufladung führt. Mit anderen Worten sind der Abgasturbolader und somit die Verbrennungskraftmaschine durch die Flutentrennung in einem Stoßaufladebetrieb betreibbar, in welchem die Verbrennungskraftmaschine mittels der Stoßaufladung aufgeladen, d.h. mit verdichteter Luft versorgt wird.As a result of this flow separation, a reduction of exhaust gas-carrying volumes between the cylinders and the turbine wheel is created overall, which leads to the effect of so-called surge charging. In other words, the exhaust gas turbocharger and thus the internal combustion engine are operable by the flood separation in a shock charging operation in which the internal combustion engine is charged by means of the impact charging, i. supplied with compressed air.

Die Turbine 10 umfasst auch einen Umgehungskanal 24, über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist. Mit anderen Worten ist mittels des Umgehungskanals 24 zumindest ein Teil des Abgases aus den Zylindern in Strömungsrichtung des Abgases durch die Turbine 10 stromauf des Turbinenrads abzweigbar, so dass das abgezweigte und den Umgehungskanal 24 durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht und somit nicht antreibt.The turbine 10 also includes a bypass channel 24 over which the turbine wheel is to bypass at least part of the exhaust gas. In other words, by means of the bypass channel 24 at least a portion of the exhaust gas from the cylinders in the flow direction of the exhaust gas through the turbine 10 Branchable upstream of the turbine wheel, so that the branched and the bypass channel 24 flowing exhaust gas bypasses the turbine wheel and thus does not drive.

Die Turbine 10 umfasst darüber hinaus ein Ventilelement 26, welches zwischen einer in 1 gezeigten Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbar ist. Hierzu ist das Ventilelement 26 mit einem Schwenkarm 28 gekoppelt, welcher um eine Schwenkachse 30 relativ zum Turbinengehäuse 12 verschwenkbar ist. Dies bedeutet, dass das Ventilelement 26 zwischen seiner Schließstellung und seiner Offenstellung um die Schwenkachse 30 relativ zum Turbinengehäuse 12 verschwenkar ist. Die Offenstellung ist in 1 durch gestrichelte Linien veranschaulicht.The turbine 10 moreover comprises a valve element 26 which is between an in 1 shown closed position and at least one open position is adjustable. For this purpose, the valve element 26 with a swivel arm 28 coupled, which about a pivot axis 30 relative to the turbine housing 12 is pivotable. This means that the valve element 26 between its closed position and its open position about the pivot axis 30 relative to the turbine housing 12 is swiveling. The open position is in 1 illustrated by dashed lines.

In der Schließstellung ist der Umgehungskanal 24 fluidisch versperrt, d.h. verschlossen, so dass das Abgas nicht in den Umgehungskanal 24 einströmen und diesen durchströmen kann. In der Offenstellung ist der Umgehungskanal 24 freigegeben.In the closed position is the bypass channel 24 fluidly obstructed, ie closed, so that the exhaust gas is not in the bypass channel 24 can flow in and flow through it. In the open position is the bypass channel 24 Approved.

Durch das Verstellen des Ventilelements 26 aus der Schließstellung in die Offenstellung und dem damit einhergehenden Freigeben des Umgehungskanals 24 kann der Abgasturbolader und insbesondere sein sogenannter Ladedruck gesteuert oder insbesondere geregelt werden.By adjusting the valve element 26 from the closed position to the open position and the concomitant release of the bypass channel 24 the exhaust-gas turbocharger and, in particular, its so-called boost pressure can be controlled or, in particular, regulated.

Die Turbine 10 weist auch eine stromauf des Turbinenrads angeordnete Durchströmöffnung 32 auf, über welche die Fluten 14, 16 fluidisch miteinander verbindbar sind. Wie aus 1 erkennbar ist, zweigt von der Flut 14 ein erster Abzweigkanal 34 ab, während von der Flut 16 ein zweiter Abzweigkanal 36 abzweigt. Der fluidisch mit der Flut 14 verbundene Abzweigkanal 34 ist über die Durchströmöffnung 32 fluidisch mit dem fluidisch mit der Flut 16 verbundenen Abzweigkanal 36 verbindbar.The turbine 10 also has a flow-through opening arranged upstream of the turbine wheel 32 on, over which the floods 14 . 16 fluidly connected to each other. How out 1 recognizable branches of the tide 14 a first branch channel 34 while away from the tide 16 a second branch channel 36 branches. The fluid with the tide 14 connected branch channel 34 is over the flow opening 32 fluidically with the fluidic with the tide 16 connected branch channel 36 connectable.

Wie aus 1 erkennbar ist, ist die Durchströmöffnung 32 in der Schließstellung des Ventilelements 26 ebenfalls mittels des Ventilelements 26 fluidisch versperrt, d.h. verschlossen.How out 1 can be seen, is the flow opening 32 in the closed position of the valve element 26 also by means of the valve element 26 fluidly obstructed, ie closed.

Wird nun das Ventilelement 26 aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung verstellt, so werden die Fluten 14, 16 fluidisch miteinander verbunden, so dass dadurch von der Stoßaufladung in die Stauaufladung umgeschaltet werden kann.Will now the valve element 26 moved from its closed position to its open position, so are the floods 14 . 16 fluidly connected to each other, so that it can be switched by the supercharging in the accumulation charge.

2 zeigt dabei das Ventilelement 26 in seiner Offenstellung. Wie aus einer Zusammenschau von 1 mit 2 erkennbar ist, gibt das Ventilelement 26 bei einer Verstellung dieses aus der Schließstellung in die Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal 24 als auch die Durchströmöffnung 32 frei. Wird das Ventilelement 26 somit aus der Schließstellung herausbewegt, so werden unmittelbar und gleichzeitig sowohl die Durchströmöffnung 32 als auch der Umgehungskanal 24 freigegeben. 2 shows the valve element 26 in its open position. Like from a synopsis of 1 With 2 is recognizable, gives the valve element 26 at an adjustment of this from the closed position to the open position simultaneously both the bypass channel 24 as well as the flow-through 32 free. Will the valve element 26 thus moved out of the closed position, so both directly and simultaneously both the flow-through 32 as well as the bypass channel 24 Approved.

Ein in der Schließstellung versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement 26 freigegebener, erster Strömungsquerschnitt C der Durchströmöffnung 32 ist dabei in der Offenstellung größer als ein in der Schließstellung fluidisch versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement 26 freigegebener, zweiter und im Ganzen mit B bezeichneter Strömungsquerschnitt des Umgehungskanals 24. Der Strömungsquerschnitt B wird dabei durch das Ventilelement 26 und das Turbinengehäuse 12 begrenzt. Der Strömungsquerschnitt C wird durch das Ventilelement 26 und das Turbinengehäuse 12, insbesondere die Zwischenwandung 22 begrenzt.One in the closed position obstructed and in the open position of the valve element 26 released, first flow cross-section C the flow-through 32 is in the open position greater than a fluidically obstructed in the closed position and in the open position of the valve element 26 shared, second and whole with B designated flow cross-section of the bypass channel 24 , The flow cross section B is doing through the valve element 26 and the turbine housing 12 limited. The flow cross section C is through the valve element 26 and the turbine housing 12 , in particular the intermediate wall 22 limited.

Das Ventilelement 26 ist dazu ausgelegt, bei der Verstellung aus der Schließstellung in die Offenstellung eine Zunahme des ersten Strömungsquerschnitts C zu bewirken, welche bezogen auf die Verstellung aus der Schließstellung in die Offenstellung stärker ist als eine Zunahme des zweiten Strömungsquerschnitts B. Mit anderen Worten nimmt der erste Strömungsquerschnitt C schneller zu als der zweite Strömungsquerschnitt B, wenn das Ventilelement 26 aus seiner Schließstellung herausbewegt wird. Durch diesen Flächenzugewinn oder Flächenzuwachs des ersten Strömungsquerschnitts C, welcher größer als der Flächenzugewinn bzw. Flächenzuwachs des zweiten Strömungsquerschnitts B ist, wird bei der gleichzeitigen Öffnung des Umgehungskanals 24 und der Durchströmöffnung 32 die Öffnung der Durchströmöffnung 32 betont, d.h. stärker gewichtet als die Öffnung, d.h. das Freigeben des Umgehungskanals 24.The valve element 26 is designed to increase the first flow cross-section when adjusting from the closed position to the open position C to effect, which is based on the adjustment from the closed position to the open position stronger than an increase of the second flow cross-section B , In other words, the first flow cross-section decreases C faster than the second flow cross-section B when the valve element 26 is moved out of its closed position. By this area gain or area increase of the first flow cross section C , which is greater than the surface gain or area increase of the second flow cross section B is at the simultaneous opening of the bypass channel 24 and the flow opening 32 the opening of the flow-through 32 emphasizes, ie more weighted than the opening, ie the release of the bypass channel 24 ,

Um dies zu realisieren, ist es bei der anhand von 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform vorgesehen, dass eine außenumfangsseitige Mantelfläche 38 des Ventilelements 26 zum Verschließen zumindest der Durchströmöffnung 32 in der Schließstellung zumindest in einem Teilbereich konvex ausgebildet ist. Dabei kann die außenumfangsseitige Mantelfläche 38 zumindest in dem Teilbereich zumindest im Wesentlichen kugelförmig oder kugelsegmentförmig ausgebildet sein. Aufgrund dieser Ausgestaltung nimmt ein Abstand zwischen dem Ventilelement 26 und der Zwischenwandung 22 und somit die Durchströmöffnung 32 stärker zu als ein Abstand zwischen dem Ventilelement und Wandungsbereichen 40 des Turbinengehäuses 12, mit denen das Ventilelement 26 den zweiten Strömungsquerschnitt B begrenzt, wenn das Ventilelement 26 aus der Schließstellung bewegt wird. Durch diese Betonung der Verbindung der Fluten 14, 16 kann ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchs- und CO2-emissionsarmer Betrieb realisiert werden.To realize this, it is at the basis of 1 and 2 illustrated embodiment provided that an outer peripheral side surface 38 of the valve element 26 for closing at least the flow-through opening 32 is formed convex in the closed position, at least in a partial area. In this case, the outer peripheral side lateral surface 38 be formed at least in the partial region at least substantially spherical or spherical segment. Due to this configuration, a distance between the valve element increases 26 and the partition wall 22 and thus the flow opening 32 stronger than a distance between the valve member and wall portions 40 of the turbine housing 12 with which the valve element 26 the second flow cross section B limited when the valve element 26 is moved from the closed position. By this emphasis on the connection of the floods 14 . 16 a particularly efficient and thus fuel consumption and CO 2 emission-poor operation can be realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Turbineturbine
1212
Turbinengehäuseturbine housing
1414
Abgasflutexhaust gas flow
1616
Abgasflutexhaust gas flow
1818
Richtungspfeilarrow
2020
Richtungspfeilarrow
2222
Zwischenwandungintermediate wall
2424
Umgehungskanalbypass channel
2626
Ventilelementvalve element
2828
Schwenkarmswivel arm
3030
Schwenkachseswivel axis
3232
Durchströmöffnungflow-through
3434
Abzweigkanalbranch channel
3636
Abzweigkanalbranch channel
3838
außenumfangsseitige Mantelflächeouter peripheral side surface
4040
Wandungsbereichwall region
BB
zweiter Strömungsquerschnittsecond flow cross section
CC
erster Strömuhgsquerschnittfirst Strömuhgsquerschnitt

Claims (4)

Turbine (10) für einen Abgasturbolader, mit einem Turbinengehäuse (12), welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Fluten (14, 16) aufweist und in welchem ein von dem Abgas antreibbares Turbinenrad aufgenommen ist, mit wenigstens einem Umgehungskanal (24), über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist, mit wenigstens einer Durchströmöffnung (32), über welche die Fluten (14, 16) fluidisch miteinander verbindbar sind, und mit wenigstens einem Ventilelement (26), welches zwischen einer den Umgehungskanal (24) und die Durchströmöffnung (32) verschließenden und wenigstens einer den Umgehungskanal (24) und die Durchströmöffnung (32) jeweils zumindest bereichsweise freigebenden Offenstellung verstellbar ist und das Ventilelement (26) bei einer Verstellung dieses aus der Schließstellung in die Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal (24) als auch die Durchströmöffnung (32) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Schließstellung mittels des Ventilelements (26) fluidisch versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement (26) freigegebener, erster Strömungsquerschnitt (C) der Durchströmöffnung (32) in der Offenstellung größer ist als ein in der Schließstellung mittels des Ventilelements (26) fluidisch versperrter und in der Offenstellung von dem Ventilelement (26) freigegebener, zweiter Strömungsquerschnitt (B) des Umgehungskanals (24).Turbine (10) for an exhaust gas turbocharger, comprising a turbine housing (12) which at least two at least partially fluidly separated from each other and exhaust of an internal combustion engine durchströmmbare flood (14, 16) and in which a turbine wheel driven by the exhaust gas is received, at least a bypass channel (24), by means of which the turbine wheel can be bypassed by at least part of the exhaust gas, with at least one flow-through opening (32), via which the flows (14, 16) can be fluidically connected to one another, and with at least one valve element (26) which is adjustable between a the bypass channel (24) and the flow opening (32) and at least one of the bypass channel (24) and the flow opening (32) at least partially releasing open position and the valve element (26) in an adjustment of this from the closed position in the open position at the same time both the bypass channel (24) and the flow-through opening (32) releases, characterized in that in the closed position by the valve member (26) fluidically obstructed and in the open position of the valve element (26) released, the first flow cross section (C) of the flow-through opening (32) in the open position is greater than one in the closed position by means of the valve element (26) fluidly obstructed and released in the open position of the valve element (26), second flow cross-section (B) of the bypass passage (24). Turbine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (26) dazu ausgelegt ist, bei der Verstellung aus der Schließstellung in die Offenstellung eine Zunahme des ersten Strömungsquerschnitts (C) zu bewirken, welche bezogen auf die Verstellung aus der Schließstellung in die Offenstellung stärker ist als eine Zunahme des zweiten Strömungsquerschnitts (B).Turbine (10) after Claim 1 , characterized in that the valve element (26) is adapted to cause during the adjustment from the closed position to the open position an increase of the first flow cross-section (C), which based on the adjustment from the closed position to the open position is stronger than an increase of the second flow cross-section (B). Turbine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (26) eine außenumfangsseitige Mantelfläche (38) zum Verschließen zumindest der Durchströmöffnung (32) aufweist, wobei die Mantelfläche (38) zumindest in einem Teilbereich konvex ausgebildet ist.Turbine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (26) has an outer peripheral side surface (38) for closing at least the flow opening (32), wherein the lateral surface (38) is convex, at least in a partial region. Turbine (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (38) zumindest in dem Teilbereich kugelförmig oder kugelsegmentförmig ausgebildet ist.Turbine (10) after Claim 3 , characterized in that the lateral surface (38) is formed at least in the partial area spherical or spherical segment-shaped.
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