DE102015203678B3 - bypass valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bypassventil (2) mit einem Verschlussteil (4), das zwischen einer ersten Endlage (I) und einer zweiten Endlage (IV) verlagerbar ist, und mit einem ersten Ventilsitz (6) und einem zweiten Ventilsitz (8), wobei das Verschlussteil (4) in der ersten Endlage (I) mit dem ersten Ventilsitz (6) das Bypassventil (2) verschließend zusammenwirkt, wobei das Verschlussteil (4) in einer Position zwischen der ersten Endlage (I) und einer Zwischenposition (III) zwischen der ersten Endlage (I) und der zweiten Endlage (IV) einen ersten Ventildurchgang (10) des Bypassventils (2) freigibt, wobei das Verschlussteil (4) in einer Position zwischen der Zwischenposition (III) und der zweiten Endlage (IV) einen zweiten Ventildurchgang (12) freigibt, wobei das Verschlussteil (4) an seinem distalen Ende einen kugelförmigen Abschnitt (14) aufweist, der mit dem ersten Ventilsitz (6) das Bypassventil (2) verschließend zusammenwirkt, und wobei das Verschlussteil (4) einen zylinderförmigen Abschnitt (16) aufweist, der mit dem zweiten Ventilsitz (8) das Bypassventil (2) verschließend zusammenwirkt.The invention relates to a bypass valve (2) having a closure part (4) which is displaceable between a first end position (I) and a second end position (IV), and having a first valve seat (6) and a second valve seat (8) the closure part (4) in the first end position (I) cooperating closably with the first valve seat (6), the closure part (4) being in a position between the first end position (I) and an intermediate position (III) between the first end position (I) and the second end position (IV) a first valve passage (10) of the bypass valve (2) releases, wherein the closure part (4) in a position between the intermediate position (III) and the second end position (IV) has a second Valve passage (12) releases, wherein the closure part (4) at its distal end a spherical portion (14) cooperating with the first valve seat (6) the bypass valve (2) cooperating, and wherein the closure part (4) is a cylindrical Section (16) which cooperates with the second valve seat (8), the bypass valve (2) occlusive.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bypassventil mit einem Verschlussteil, das zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage verlagerbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine turboaufgeladene Verbrennungskraftmaschine mit einem derartigen Bypassventil und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a bypass valve with a closure part, which is displaceable between a first end position and a second end position. Furthermore, the invention relates to a turbo-charged internal combustion engine with such a bypass valve and a motor vehicle with such an internal combustion engine.
Bei turboaufgeladenen Verbrennungskraftmaschinen dreht sich prinzipbedingt die Welle des Abgasturboladers durch die antreibenden Abgasmengen mit steigender Motordrehzahl immer schneller. Je schneller sich die Turbine dreht, desto mehr Luft fördert der Verdichter, was durch die wachsende Abgasmenge wiederum die Turbine noch mehr antreibt. Hierdurch kann der Verdichter des Abgasturboladers seine Fördergrenze erreichen oder die mechanischen und thermischen Grenzen der Verbrennungskraftmaschine werden überschritten. Die im niedrigen Drehzahlbereich gewünschte Aufladung der Verbrennungskraftmaschine kann also in höheren Drehzahlbereichen problematisch werden. Um die Abgabeleistung in praktikablen Grenzen zu halten, also die Aufladung der Verbrennungskraftmaschine zu begrenzen, bedarf es einer Einrichtung, die im allgemeinen Sprachgebrauch „Ladedruckregelung“ genannt wird. Diese Ladedruckregelung kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Die einfachste Ladedruckregelung wird durch Abblasen überschüssiger komprimierter Luft auf der Verdichterseite durch ein Überdruckventil, auch genannt Pop-Off-Ventil genannt, realisiert.In turbocharged internal combustion engines, in principle, the shaft of the exhaust gas turbocharger rotates by the driving exhaust quantities with increasing engine speed ever faster. The faster the turbine rotates, the more air the compressor delivers, which in turn drives the turbine even more as a result of the increasing amount of exhaust gas. As a result, the compressor of the exhaust gas turbocharger reach its delivery limit or the mechanical and thermal limits of the internal combustion engine are exceeded. The desired in the low speed range charging the internal combustion engine can thus be problematic in higher speed ranges. In order to keep the output within practical limits, so to limit the charging of the internal combustion engine, it requires a device that is commonly referred to as "boost pressure control". This charge pressure control can be done in different ways. The simplest charge pressure control is realized by blowing excess compressed air on the compressor side through a pressure relief valve, also called a pop-off valve.
Eine andere Form der Ladedruckregelung verwendet ein Bypassventil, auch Wastegate genannt, im Abgasstrom der Verbrennungskraftmaschine. Ab einem bestimmten Ladedruck wird das Bypassventil durch einen Geber auf der Verdichterseite des Abgasturboladers geöffnet und leitet dann Abgas an der Turbine des Abgasturboladers vorbei direkt in den Auspuff der Verbrennungskraftmaschine, was ein weiteres Ansteigen der Turbinendrehzahl unterbindet. Another form of boost pressure control uses a bypass valve, also called wastegate, in the exhaust stream of the internal combustion engine. From a certain boost pressure, the bypass valve is opened by a donor on the compressor side of the exhaust gas turbocharger and then passes exhaust gas past the turbine of the exhaust gas turbocharger directly into the exhaust of the internal combustion engine, which prevents a further increase in turbine speed.
Derartige Bypassventile sind z. B. aus der
Ein derartiges Bypassventil hat in geschlossenem Zustand eine geringe Leckage aufzuweisen und beim Übergang in den geöffneten Zustand eine lineare Zunahme der Durchflussfläche des Bypassventils bereitzustellen, um steuerbar bzw. regelbar zu sein. Jedoch weisen bekannte Bypasssventile im geschlossenen Zustand eine zu große Leckage und beim Übergang in den geöffneten Zustand eine nicht-lineare Zunahme der Durchflussfläche des Bypassventils auf.Such a bypass valve has to have a small leakage in the closed state and to provide a linear increase in the flow area of the bypass valve to be controllable when the transition to the open state. However, known bypass valves in the closed state to a large leakage and the transition to the open state, a non-linear increase in the flow area of the bypass valve.
Aus
Aus
Es besteht daher Bedarf daran, ein verbessertes Bypassventil bereitzustellen, bei dem die Leckage des Bypassventils im geschlossen Zustand reduziert ist und das beim Übergang in den geöffneten Zustand eine lineare Zunahme der Durchflussfläche des Bypassventils bereitstellt.There is therefore a need to provide an improved bypass valve in which the leakage of the bypass valve is reduced in the closed state and which provides a linear increase in the flow area of the bypass valve in the transition to the open state.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Bypassventil mit einem Verschlussteil, das zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage verlagerbar ist. Das Bypassventil weist ferner einen ersten Ventilsitz und einen zweiten Ventilsitz auf, wobei das Verschlussteil in der ersten Endlage mit dem ersten Ventilsitz das Bypassventil verschließend zusammenwirkt, und wobei das Verschlussteil in einer Position zwischen der ersten Endlage und einer Zwischenposition zwischen der ersten Endlage und der zweiten Endlage einen Ventildurchgang des Bypassventils freigibt. Das Verschlussteil gibt in einer Position zwischen der Zwischenposition und der zweiten Endlage einen zweiten Ventildurchgang frei. Mit der Freigabe des zweiten Ventildurchgangs ist das Bypassventil vollständig geöffnet. Das Verschlussteil weist an seinem distalen Ende einen kugelförmigen Abschnitt aufweist, der mit dem ersten Ventilsitz das Bypassventil verschließend zusammenwirkt. Ferner weist das Verschlussteil einen zylinderförmigen Abschnitt auf, der mit dem zweiten Ventilsitz das Bypassventil verschließend zusammenwirkt. Durch die beiden Ventilsitze wird die Leckage bei geschlossenem Ventil verbessert, da diese in Reihe angeordnet sind und sich daher ihre Verschlusswirkung addiert, wenn sie mit dem Verschlusskörper zusammenwirken. Ferner wird durch die zwei Ventilsitze eine zweistufige Öffnung des Bypassventils bereitgestellt, was zu einer Linearisierung der Zunahme der Durchflussfläche des Baypassventils führt. Der zylinderförmige Abschnitt kann mit dem Grundkörper des Bypassventils zusammenwirkend eine Führung für den Verschlusskörper bilden, die den Verschlusskörper bei der Verlagerung zwischen den beiden Endlagen führt. Des Weiteren erlaubt der zylinderförmige Abschnitt eine Verlagerung des Verschlusskörpers, z. B. zwischen der ersten Endlage und der Zwischenposition, ohne das der zweite Ventildurchgang geöffnet wird.The object of the invention is achieved by a bypass valve with a closure part, which is displaceable between a first end position and a second end position. The bypass valve further comprises a first valve seat and a second valve seat, wherein the closure member in the first end position with the first valve seat cooperating closes the bypass valve, and wherein the closure member in a position between the first end position and an intermediate position between the first end position and the second End position releases a valve passage of the bypass valve. The closure part releases a second valve passage in a position between the intermediate position and the second end position. With the release of the second valve passage, the bypass valve is fully open. The closure part has at its distal end a spherical portion which cooperates with the first valve seat closing the bypass valve. Furthermore, the closure part has a cylindrical portion which cooperates with the second valve seat closing the bypass valve. Through the two valve seats, the leakage is improved when the valve is closed, as they are arranged in series and therefore their closing effect adds together when they Collaborate closure body. Furthermore, a two-stage opening of the bypass valve is provided by the two valve seats, resulting in a linearization of the increase of the flow area of the Baypassventils. The cylindrical portion may cooperatively form with the main body of the bypass valve a guide for the closure body, which guides the closure body during the displacement between the two end positions. Furthermore, the cylindrical portion allows a displacement of the closure body, for. B. between the first end position and the intermediate position without the second valve passage is opened.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Ventildurchgang einen sich durch das Verschlussteil erstreckenden Durchgang auf. Dies erlaubt einen besonders einfachen Aufbau des Bypassventils, bei dem durch Zusammenwirken des Verschlusskörpers mit einem Grundkörper des Bypassventils der erste Ventildurchgang verschlossen und geöffnet werden kann.According to a further embodiment, the first valve passage has a passage extending through the closure part. This allows a particularly simple construction of the bypass valve, in which the first valve passage can be closed and opened by cooperation of the closure body with a base body of the bypass valve.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verschlussteil translatorisch entlang einer Achse verlagerbar. Somit erfolgt keine Dreh- oder Schwenkbewegung des Verschlussteils, wenn diese zwischen der ersten Endlage und der zweiten Endlage verlagert wird. Dadurch wird ein Bypassventil mit einem besonders einfachen Aufbau bereitgestellt, da nur eine Führung für eine translatorische Bewegung erforderlich ist. According to a further embodiment, the closure part is translationally displaceable along an axis. Thus, there is no rotational or pivotal movement of the closure member when it is displaced between the first end position and the second end position. Thereby, a bypass valve is provided with a particularly simple structure, since only one guide for a translational movement is required.
Ferner gehören zur Erfindung eine turboaufgeladene Verbrennungskraftmaschine, insbesondere ein turboaufgeladener Otto- oder Dieselmotor, mit einem derartigen Bypassventil und ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein PKW, mit einer derartigen turboaufgeladenen Verbrennungskraftmaschine.Furthermore, the invention includes a turbo-charged internal combustion engine, in particular a turbocharged gasoline or diesel engine, with such a bypass valve and a motor vehicle, in particular a car, with such a turbocharged internal combustion engine.
Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained with reference to a drawing. Show it:
Es wird zunächst auf die
Dargestellt ist ein Bypassventil
Das Bypassventil
Der Verschlusskörper
Der erste Ventildurchgang
Ferner weist das Bypassventil
Der erste Ventilsitz
In der in
In der in
In der in
In der in
In
Zu erkennen ist, dass sich im Bereich zwischen der ersten Endlage
Im Betrieb wirken bei geschlossenem Bypassventil
Das geschlossene Bypassventil
Durch weiteres Verlagern des Verschlusskörpers
Somit weist das Bypassventil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Bypassventil bypass valve
- 44
- Verschlussteil closing part
- 66
- erster Ventilsitz first valve seat
- 88th
- zweiter Ventilsitz second valve seat
- 1010
- erster Ventildurchgang first valve passage
- 1212
- zweiter Ventildurchgang second valve passage
- 1414
- kugelförmiger Abschnitt spherical section
- 1616
- zylinderförmiger Abschnitt cylindrical section
- 1818
- Steuerstange control rod
- 2020
- Grundkörper body
- 2222
- zylinderförmiger Innenflächenabschnitt cylindrical inner surface portion
- 2424
- konisch ausgebildeter Innenflächenabschnitt conical inner surface section
- AA
- Achse axis
- II
- erste Endlage first end position
- IIII
- Übergangsposition Transition position
- IIIIII
- Zwischenposition intermediate position
- IVIV
- zweite Endlage second end position
Claims (6)
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-
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- 2015-03-02 DE DE102015203678.2A patent/DE102015203678B3/en active Active
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