DE102015016586A1 - Valve device for a turbine of an exhaust gas turbocharger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung (10) für eine wenigstens zwei von Abgas durchströmbare Fluten (12, 14) aufweisende Turbine eines Abgasturboladers, mit einem an einem Gehäuse (16) der Turbine anordnenbaren Ventilkörper (20) zum fluidischen Trennen der Fluten (12, 14), welcher zum Abstützen des Ventilkörpers (20) an dem Gehäuse der Turbine einen Anlagebereich (22) aufweist, der eine in den Ventilkörper (20) mündende Öffnung (24) begrenzt, mit einem die Öffnung (24) zumindest bereichsweise segmentierenden und mit dem Anlagebereich (22) verbundenen Strebenelement (26), und mit einem Stellelement (28) zum relativen Bewegen des Ventilkörpers (20) zu der Turbine, welches an dem Strebenelement (26) aufgenommen ist.The invention relates to a valve device (10) for a turbine of an exhaust gas turbocharger having at least two exhaust passages (12, 14), with a valve body (20) which can be arranged on a housing (16) of the turbine for fluidically separating the flows (12, 14 ), which for supporting the valve body (20) on the housing of the turbine has a contact area (22) defining an opening into the valve body (20) opening (24) with a the opening (24) at least partially segmenting and with the An actuator (28) for relative movement of the valve body (20) to the turbine, which is accommodated on the strut element (26).
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für eine Turbine eines Abgasturboladers.The invention relates to a valve device for a turbine of an exhaust gas turbocharger.
Derartige Ventilvorrichtungen werden beispielsweise zur Ladedruckregelung von Turbomotoren eingesetzt, bei welchen ein Teil der durch den Turbomotor erzeugten Abgasenergie mittels eines Turboladers zur Verdichtung von dem Turbomotor zuzuführender Ladeluft herangezogen wird. Durch das Verdichten der Ladeluft kann eine Leistungssteigerung des Turbomotors herbeigeführt werden. Beim Erreichen eines bestimmten Soll-Werts des Ladedrucks wird die Ventilvorrichtung verstellt und dadurch ein Teil des Abgases an einer Turbine des Abgasturboladers vorbei direkt in den Auspuff des Turbomotors geleitet. Dadurch wird ein weiteres Beschleunigen des Laufzeugs (Turbine und Verdichter des Abgasturboladers) wirksam unterbunden. Die Ventilvorrichtung ist aufgrund ihrer Position im heißen Abgasstrom thermisch besonders hoch belastet und zudem beim Verstellen der Ventilvorrichtung auch mechanischen Belastungen ausgesetzt.Such valve devices are used for example for boost pressure control of turbo engines, in which a part of the exhaust gas energy generated by the turbo engine is used by means of a turbocharger for compression of the turbo engine to be supplied charge air. By compressing the charge air, an increase in performance of the turbo engine can be brought about. Upon reaching a certain target value of the boost pressure, the valve device is adjusted, thereby passing a portion of the exhaust gas past a turbine of the exhaust gas turbocharger directly into the exhaust of the turbo engine. As a result, further acceleration of the power tool (turbine and compressor of the exhaust gas turbocharger) is effectively prevented. Due to its position in the hot exhaust gas flow, the valve device is subject to particularly high thermal loads and is also exposed to mechanical stresses during adjustment of the valve device.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventilvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche auch bei hohen thermischen und/oder mechanischen Belastungen besonders ausfallsicher ist.Object of the present invention is to provide a valve device of the type mentioned, which is particularly fail-safe even at high thermal and / or mechanical loads.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a valve device having the features of patent claim 1. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung für eine wenigstens zwei von Abgas durchströmbare Fluten aufweisende Turbine eines Abgasturboladers, mit einem an einem Gehäuse der Turbine anordnenbaren Ventilkörper zum fluidischen Trennen der Fluten, welcher zum Abstützen des Ventilkörpers an dem Gehäuse der Turbine einen Anlagebereich aufweist, der eine in den Ventilkörper mündende Öffnung begrenzt, mit einem die Öffnung zumindest bereichsweise segmentierenden und mit dem Anlagebereich verbundenen Strebenelement, und mit einem Stellelement zum relativen Bewegen des Ventilkörpers zu der Turbine, welches an dem Strebenelement aufgenommen ist, vorgesehen.According to the invention, a valve device for a turbine of an exhaust gas turbocharger having at least two passages through which exhaust gas can flow, with a valve body for fluidically separating the floods which can be arranged on a housing of the turbine, which has an abutment region for supporting the valve body on the housing of the turbine delimited opening into the valve body, with a the opening at least partially segmented and connected to the contact area strut element, and provided with an actuating element for relatively moving the valve body to the turbine, which is accommodated on the strut element.
Der Ventilkörper kann beispielsweise als Hohlkörper ausgebildet sein und eine erste Dichtfläche aufweisen, welche zum fluidischen Trennen der besagten Fluten voneinander in einer Schließstellung des Ventilkörpers an einer korrespondierenden zweiten Dichtfläche des Gehäuses der Turbine anliegt. Der Anlagebereich kann beispielsweise ringförmig ausgebildet sein und dementsprechend einem Anlagering entsprechen, welcher beispielsweise einteilig an den Ventilkörper angeschlossen ist. Durch das zumindest bereichsweise Ausbilden des Ventilkörpers als Hohlkörper ist die gesamte Ventilvorrichtung insbesondere im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen besonders resistent gegenüber etwaigen Abgaspulsationen und damit einhergehenden Bauteilschwingungen sowie gegenüber etwaigen Thermospannungen am Ventilkörper. Über das Stellelement kann eine Stellkraft zum relativen Bewegen des Ventilkörpers zu der Turbine und damit zu dem Gehäuse der Turbine in das Strebenelement und von dem Strebenelement in den Anlagebereich und damit in den Ventilkörper eingeleitet werden. Aufgrund dessen, dass das Strebenelement die Öffnung zumindest bereichsweise segmentiert kann die Stellkraft an wenigstens zwei voneinander verschiedenen Kraftübertragungsstellen in den Anlagebereich eingeleitet werden und auf die jeweiligen Kraftübertragungsstellen verteilt werden. Damit ist eine besonders gleichmäßige Krafteinleitung an dem beispielsweise ringförmigen Anlagebereich gegeben, wodurch eine besonders geringe mechanische Belastung des Ventilkörpers bei dessen Verstellung auftritt.The valve body may be formed, for example, as a hollow body and having a first sealing surface, which rests for fluidly separating said floods from each other in a closed position of the valve body to a corresponding second sealing surface of the housing of the turbine. The contact area may, for example, be annular and accordingly correspond to an abutment ring, which is connected, for example, in one piece to the valve body. Due to the at least partially forming the valve body as a hollow body, the entire valve device is particularly resistant to any exhaust gas pulsations and associated component vibrations, as well as to any thermal stresses on the valve body in particular compared to known from the prior art devices. About the actuator, a force for relatively moving the valve body to the turbine and thus to the housing of the turbine can be introduced into the strut element and of the strut element in the contact area and thus in the valve body. Due to the fact that the strut element at least partially segmented the opening, the actuating force can be introduced into the contact area at at least two mutually different force transmission points and distributed to the respective force transmission points. For a particularly uniform force is applied to the example annular abutment area, whereby a particularly low mechanical load of the valve body occurs during its adjustment.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Ventilvorrichtung an einem dem Anlagebereich abgewandten Flutenbereich des Ventilkörpers ein von diesem abragendes, erstes Wandelement auf, welches eine erste Dichtfläche des Ventilkörpers bildet, die zum fluidischen Trennen der Fluten voneinander in einer Schließstellung des Ventilkörpers an einer korrespondierenden zweiten Dichtfläche des Gehäuses der Turbine anliegt. Das Wandelement kann im Vergleich zu dem Ventilkörper besonders dünnwandig ausgebildet sein, wodurch die Anfälligkeit der Ventilvorrichtung gegenüber Schwingungen und thermischen Belastungen besonders weitgehend verringert werden kann. An dem Flutenbereich erfolgt dabei in der Einbaulage der Ventilvorrichtung an dem Gehäuse eine Trennung der jeweiligen Fluten in der Schließstellung des Ventilkörpers und eine zumindest bereichsweise Verbindung der Fluten in einer von der Schließstellung verschiedenen Stellung.In an advantageous embodiment of the invention, the valve device at a remote from the contact area flood region of the valve body on this protruding, first wall element, which forms a first sealing surface of the valve body, for fluidically separating the floods from each other in a closed position of the valve body to a corresponding second Sealing surface of the housing of the turbine is applied. The wall element may be formed particularly thin-walled compared to the valve body, whereby the susceptibility of the valve device to vibrations and thermal loads can be particularly reduced. At the flood area, a separation of the respective floods in the closed position of the valve body takes place in the installation position of the valve device on the housing and an at least partially connection of the floods in a different position from the closed position.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung schließt an das erste Wandelement zumindest ein zweites Wandelement an, welches den Ventilkörper zumindest bereichsweise an dessen Flutenbereich begrenzt. Das erste Wandelement und das zweite Wandelement können somit eine Begrenzungseinheit in Form einer Aussparung an dem Ventilkörper bilden, mittels welcher einerseits ein ungewolltes Übertreten von Abgas aus der einen Flut in die andere Flut in der Schließstellung unterbunden werden kann und andererseits ein etwaiges Austreten von Abgas durch den Ventilkörper hindurch ebenfalls vermieden werden kann. Die beiden Wandelemente können dabei hinsichtlich ihrer Form und zusätzlich oder alternativ hinsichtlich ihrer gegenseitigen Anordnung zueinander auf eine Kanalgeometrie der ihnen jeweils zugeordneten Flut angepasst werden. Durch dieses Anpassen können etwaige Strömungswiderstände, welche an der Ventilvorrichtung entstehen können besonders gering gehalten werden.According to a further advantageous embodiment of the invention connects to the first wall element at least a second wall element, which limits the valve body at least partially at the flood area. The first wall element and the second wall element can thus form a limiting unit in the form of a recess on the valve body, by means of which on the one hand an unintentional transgression of exhaust gas from one flood into the other flood in the closed position can be prevented and on the other hand a possible leakage of exhaust gas the valve body can also be avoided. The Both wall elements can be adapted to each other in terms of their shape and additionally or alternatively with respect to their mutual arrangement to a channel geometry of their respective associated flood. By means of this adaptation, any flow resistances which may arise at the valve device can be kept particularly low.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung schließen das erste Wandelement und das zumindest eine zweite Wandelement einen rechten Winkel miteinander ein. Dadurch ist eine besonders groß dimensionierte Begrenzungseinheit in Form einer Aussparung an dem Ventilkörper geschaffen, welche eine Strömung von Abgas durch die jeweilige Flut in besonders geringem Maße behindert.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first wall element and the at least one second wall element form a right angle with one another. As a result, a particularly large dimensioned limiting unit in the form of a recess on the valve body is created, which obstructs a flow of exhaust gas through the respective flood to a particularly small extent.
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.
Dabei zeigen:Showing:
In der in
Des Weiteren ist die Ventilvorrichtung
Die vorliegende Ventilvorrichtung
Das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Einzelstrebe ausgebildete Strebenelement
Das erste Wandelement
Durch die vorliegende Ventilvorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Ventilvorrichtungvalve device
- 1212
- erste Flutfirst tide
- 1414
- zweite Flutsecond tide
- 1616
- Gehäusecasing
- 1818
- Flutenbereichflood area
- 2020
- Ventilkörpervalve body
- 2222
- Anlagebereichplant area
- 2424
- Öffnungopening
- 2626
- Strebenelementstrut element
- 2828
- Stellelementactuator
- 3030
- erstes Wandelementfirst wall element
- 3232
- zweites Wandelementsecond wall element
- 3434
- drittes Wandelementthird wall element
- 3636
- erste Dichtflächefirst sealing surface
- 3838
- zweite Dichtflächesecond sealing surface
- 4040
- Schließstellungclosed position
- 4242
- erste Kraftübertragungsstellefirst power transmission point
- 4444
- zweite Kraftübertragungsstellesecond transmission point
- 5050
- Wastegatewastegate
- 5252
- WastegatewelleWastegate shaft
- 5454
- WastegatehebelWastegate lever
- M1M1
- Mittelliniecenter line
- M2M2
- Mittelliniecenter line
- SS
- Symmetrieebeneplane of symmetry
Claims (4)
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-
2016
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |