DE102016100900B4 - Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader - Google Patents
Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016100900B4 DE102016100900B4 DE102016100900.8A DE102016100900A DE102016100900B4 DE 102016100900 B4 DE102016100900 B4 DE 102016100900B4 DE 102016100900 A DE102016100900 A DE 102016100900A DE 102016100900 B4 DE102016100900 B4 DE 102016100900B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust gas
- spring element
- control device
- adjusting arm
- guide section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
- F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
- F02B37/186—Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/02—Sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
- F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/40—Use of a multiplicity of similar components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Regelvorrichtung für einen Abgasturbolader, mit einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt, welcher einen Umgehungskanal aufweist zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt drehbar angeordneten Turbinenrades, und mit einem Verstellarm (3) zur Aufnahme eines Ventilelementes (2), welches zum Öffnen oder Schließen eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals vorgesehen ist, wobei der Verstellarm (3) im Abgasführungsabschnitt bewegbar aufgenommen ist, und wobei zumindest zur Positionssicherung des Ventilelements (2) am Verstellarm (3) ein Federelement (14) vorgesehen ist, zur Reduzierung von Verstellkräften das Federelement (14) radial gleitbar ausgebildet ist, und wobei das Federelement (14) zwischen einer Deckscheibe (12) und dem Verstellarm (3) aufgenommen ist, und wobei die Deckscheibe (12) zur Unterstützung der radial gleitenden Bewegung des Federelementes (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (12) an ihrer dem Federelement (14) zugewandt ausgebildeten Deckfläche (20) eine Nut (21) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 5 angegebenen Art.
- Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2012 101 322 A1 geht eine Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader mit einer Turbine hervor, wobei die Turbine einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt und einen Umgehungskanal, welcher der Umgehung einer Abgasströmung eines im Abgasführungsabschnitt angeordneten Turbinenrades dient, aufweist. Die Verstellvorrichtung umfasst ein Ventilelement zum Schließen des Umgehungskanals, sowie einen Verstellarm, welcher das Ventilelement aufnimmt. Dieser Verstellarm ist im Abgasführungsabschnitt drehbar gelagert. Das Ventilelement ist am Verstellarm mit Hilfe eines Federelementes zur Vermeidung von Geräuschen während des Betriebs des Abgasturboladers positionsgesichert. - Problematisch ist, dass bedingt durch den Betrieb des Abgasturboladers, insbesondere in Verbindung des Abgasturboladers mit einer Brennkraftmaschine, der Abgasturbolader Temperaturschwankungen und Körperschwingungen ausgesetzt ist. Die Temperaturschwankungen führen zu einem ständigen Erwärmen und Abkühlen der einzelnen Komponenten des Abgasturboladers, wobei insbesondere im Bereich der Turbine des Abgasturboladers, aufgrund des den Abgasführungsabschnitt durchströmenden Verbrennungsprodukts der Brennkraftmaschine, die größten Temperaturschwankungen vorliegen. Je näher ein Bauteil des Abgasturboladers somit an einem das durchströmende Verbrennungsprodukt aufweisenden Kanal des Abgasführungsabschnitts angeordnet ist, desto höher ist eine Ausfallwahrscheinlichkeit dieses Bauteils. Denn die sich ständig wiederholenden Temperaturänderungen führen zu einer ständigen Änderung der Ausdehnung der Bauteile, wodurch es zu Lockerungen, Spannungen oder Materialermüdungen kommen kann. Da die bewegbare Verbindung mit Hilfe des Druckspannung ausübenden Sicherungselementes, somit die zu verbindenden Verstellglieder umfassend, ausgestaltet ist, ist eine Außenseite des Sicherungselementes nahe dem das Verbrennungsprodukt aufweisenden Kanal positioniert und unterliegt folglich den zuvor genannten Temperaturschwankungen.
- Das Federelement dient der Positionssicherung des Ventilelements in jeder Stellung. In einer Schließstellung ist der Strömungsquerschnitt mit Hilfe des Ventilelementes leckagefrei zu schließen, damit keine Wirkungsgradeinbußen des Abgasturboladers auftreten. In einer geöffneten Stellung des Ventilelementes, in welcher es den Strömungsquerschnitt teilweise oder vollständig freigibt, kann aufgrund der Abgasströmung im Umgehungskanal das Ventilelement zu Schwingungen angeregt werden. Auch diese gilt es zu vermeiden, da sie klappernde Geräusche mit sich bringen können.
- Aus der Offenlegungsschrift
DE 11 2013 002 861 T5 geht eine Verstellvorrichtung für eine Turbine eines Abgasturboladers hervor, wobei die Verstellvorrichtung an ihrem Verstellarm, welcher zur Aufnahme eines Ventilelementes in Form eines Schließelementes ausgebildet ist, ein Federelement aufweist, welches am Ventilarm radial gleitbar ausgeführt ist. Das Federelement ist zwischen einer Deckscheibe, welche eine radial gleitende Bewegung unterstützt, und dem Verstellarm aufgenommen. - Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2012 101 322 A1 geht ebenfalls eine Verstellvorrichtung für eine Turbine eines Abgasturboladers hervor, wobei die Verstellvorrichtung an ihrem Verstellarm, welcher zur Aufnahme eines Ventilelementes ausgebildet ist, ein Federelement aufweist. Das Federelement besitzt mindestens eine im Wesentlichen ringförmige Federstahlblechscheibe mit einer in Richtung der Ringachse federelastischen, die Ringachse umschließenden Sicke, wobei die Sicke unter Berücksichtigung der Federeigenschaften der Federstahlblechscheibe derart gestaltet und dimensioniert ist, dass zumindest ein Spiel zwischen einem Ventilelementträger und einer Schaftachse des Ventilelementes nahezu beseitigt ist. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine verbesserte Regelvorrichtung für einen Abgasturbolader bereitzustellen. Die weitere Aufgabe ist es einen verbesserten Abgasturbolader herbeizuführen.
- Diese Aufgabe wird durch eine Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weitere Aufgabe wird durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
- Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung für einen Abgasturbolader weist ein an einem Verstellarm der Regelvorrichtung aufgenommenes Ventilelement auf. Das Ventilelement ist in einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt des Abgasturboladers in einem Umgehungskanal des Abgasführungsabschnitts angeordnet und dient einem Öffnen oder Schließen eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals. Mit Hilfe des Umgehungskanals besteht die Möglichkeit ein im Abgasführungsabschnitt drehbar angeordnetes Turbinenrad zu umgehen, welches bei geschlossenem Strömungsquerschnitt von der gesamten den Abgasführungsabschnitt durchströmenden Abgasmenge durchströmt wird. Der Verstellarm ist im Abgasführungsabschnitt bewegbar aufgenommen. Zur Positionssicherung des Ventilelements ist am Verstellarm ein Federelement vorgesehen. Erfindungsgemäß ist zur Reduzierung von Verstellkräften das Federelement radial gleitbar ausgebildet.
- Üblicherweise sind Federelemente gemäß dem Stand der Technik in entlang einer Ventillängsachse axialer Richtung bewegbar. Mit anderen Worten sie lassen sich zusammendrücken, so dass ihre axiale Ausdehnung verringert wird, oder sie entspannen, so dass ihre axiale Ausdehnung zunimmt. Dies erfolgt in Abhängigkeit der das Ventilelement beaufschlagenden Kräfte. Eine dezentrale Belastung des Ventilelements führt zu einer hohen Belastung des Federelementes mit hohen Kompressionskräften sowie gesteigerten Verstellkräften, die vom Aktuator aufzubringen sind. Damit einher geht ein hoher Verschleiß des Federelementes, welcher eine reduzierte Lebensdauer der Regelvorrichtung mit sich bringt.
- Das Federelement der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung weist durch seine radiale Gleitbarkeit die Möglichkeit auf innerhalb des Systems, bestehend aus Ventilelement und Verstellarm, aus der dezentralen Belastung hervorgerufene Kippbewegungen zu kompensieren und entsprechende relative Bewegungen der Bauteile zuzulassen ohne selbst zusätzlich zu verspannen. Daher entstehen nur geringe zusätzliche Belastungen für den Aktuator und für die Federscheibe selbst. Dies führt zu einer gesteigerten Lebensdauer der Regelvorrichtung und der Möglichkeit den Aktuator kleiner zu dimensionieren. Ebenso werden insbesondere beim Schließen des Umgehungskanals auftretende Klappergeräusche vermieden.
- Des Weiteren entstehen bereits bei der Montage des Ventilelements am Verstellarm deutlich geringere Vorspannkräfte des Federelementes als bei bekannten Systemen, da es im Vergleich zu den bekannten Systemen nicht bzw. deutlich geringer komprimiert wird.
- Das Federelement ist zwischen einer Deckscheibe und dem Verstellarm aufgenommen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, das Federelement zwischen diesen beiden Bauteilen entsprechend anzuordnen und die radiale Gleitbarkeit an einem dieser beiden Bauteile auszubilden.
- Bevorzugt ist die Deckscheibe zur Unterstützung der radial gleitenden Bewegung des Federelementes ausgebildet. Das zur radial gleitenden Bewegung ausgebildete Bauteil ist entsprechend zu bearbeiten und die Deckscheibe bietet aufgrund ihrer Handhabbarkeit eine kostengünstige Herstellung im Vergleich zum Verstellarm.
- Die Deckscheibe weist an ihrer dem Federelement zugewandt ausgebildeten Deckfläche eine Nut auf. Dies begünstigt ein Eingreifen und ein Abstützen des Federelementes. Insbesondere sofern die Nut eine zumindest teilweise bogenförmige Querschnittsfläche aufweist, ist ein gemäß dem Kipppunkt angepasster Radius auszubilden, innerhalb dessen die Federscheibe radial gleiten kann.
- In einer Ausgestaltung ist das Federelement um einen Kipppunkt des Ventilelements gleitbar ausgebildet. Somit ist bereits der mögliche Kipppunkt, welcher konstruktionsbedingt ausgebildet ist, bestimmt und das Federelement kann diesem Kipppunkt angepasst dimensioniert werden. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Regelvorrichtung durch eine weitere Reduzierung der Verstellkräfte.
- Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, welcher einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt mit einem Umgehungskanal aufweist zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt drehbar angeordneten Turbinenrades, und mit einer Regelvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals, wobei die Regelvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. Somit ist ein Abgasturbolader bereitgestellt, der neben einer gesteigerten Lebensdauer auch ein schnelles Ansprechverhalten der Regelvorrichtung aufweist. Dies kann zu einer Reduktion einer Abgasemission der Verbrennungskraftmaschine führen, mit welcher der Abgasturbolader verbunden ist.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
- Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Regelvorrichtung eines Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik, -
2 eine perspektivische Schnittansicht der Regelvorrichtung gem.1 , -
3 einen Ausschnitt eines Längsschnittes der Regelvorrichtung gem.1 , -
4 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers, -
5 eine perspektivische Schnittansicht der Regelvorrichtung gem.4 , und -
6 einen Ausschnitt eines Längsschnittes der Regelvorrichtung gem.4 . - Eine Regelvorrichtung 1 eines nicht näher dargestellten Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik ist wie in
1 dargestellt ausgebildet. Der Abgasturbolader weist einen durchströmbaren nicht näher dargestellten Abgasführungsabschnitt auf, welcher im Betrieb des Abgasturboladers von einem Fluid, in der Regel von Abgas durchströmt wird. Das Abgas ist im Allgemeinen ein Verbrennungsprodukt einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Derartige Regelvorrichtungen sind unter dem Begriff der Wastegate-Vorrichtung bekannt. - Dem Abgasturbolader ist ein nicht näher dargestellter durchströmbarer Luftführungsabschnitt sowie ein zwischen dem Abgasführungsabschnitt und dem Luftführungsabschnitt positionierter nicht näher dargestellter Lagerabschnitt zugeordnet, wobei im Lagerabschnitt ein nicht näher dargestelltes Laufzeug drehbar aufgenommen ist. Das Laufzeug weist ein nicht näher dargestelltes Verdichterrad und ein nicht näher dargestelltes Turbinenrad auf, welche miteinander mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Welle drehfest verbunden sind. Das Verdichterrad ist in einer nicht näher dargestellten ersten Radkammer des Luftführungsabschnitts zum Ansaugen von im Allgemeinen Frischluft und das Turbinenrad ist in einer nicht näher dargestellten zweiten Radkammer des Abgasführungsabschnitts drehbar aufgenommen. Das Turbinenrad wird im Betrieb des Abgasturboladers von dem den Abgasführungsabschnitt durchströmenden Abgas beaufschlagt und angetrieben, wobei es eine Drehbewegung ausführen kann. Diese Drehbewegung ist mit Hilfe der Welle auf das Verdichterrad übertragbar, welches somit simultan zur Drehbewegung des Turbinenrads eine Drehbewegung ausführen kann. Mit Hilfe des Verdichterrades und dessen Drehbewegung wird Frischluft angesaugt, welche im Luftführungsabschnitt verdichtet wird.
- Der Abgasturbolader ist als so genannter Wastegate-Lader ausgebildet, das heißt, er weist die Regelvorrichtung 1 zur vollständigen oder teilweisen Umgehung des Turbinenrades mit Hilfe eines im Abgasführungsabschnitt ausgebildeten, nicht näher dargestellten Umgehungskanals, auf. Diese Regelvorrichtung 1, welche zur Regelung eines nicht näher dargestellten Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals ausgebildet ist, weist ein diesen schließ- und öffenbar ausgebildetes Ventilelement 2 vorzugsweise in Form einer Klappe, im Allgemeinen als Waste-Gate-Klappe oder Waste-Gate-Ventil bezeichnet, sowie eine nicht näher dargestellte Verstellvorrichtung zur Betätigung dieses Ventilelementes 2 auf.
- Das Ventilelement 2, aufweisend eine Ventilelementlängsachse 25, ist an einem Verstellarm 3 der Verstellvorrichtung angeordnet. Der Verstellarm 3 weist an seinem von einer Verstellwelle 4 des Verstellarms 3 abgewandt ausgebildeten Ende 5 eine gabelförmige Aufnahmeöffnung 6 zur Aufnahme eines Sicherungsstiftes 7 auf.
- Der Sicherungsstift 7 dient einer Verdrehsicherung des Ventilelementes 2, welches in einer weiteren Aufnahmeöffnung 8 des Verstellarmes 3 mit Hilfe eines stift- oder bolzenförmig ausgebildeten Zapfens 9 aufgenommen ist. Der Zapfen 9 und der Sicherungsstift 7 sind an einer dem Verstellarm 3 zugewandt ausgebildeten ersten Ventilfläche 10 ausgestaltet. Eine von der ersten Ventilfläche 10 abgewandt ausgebildete zweite Ventilfläche 11 des Ventilelementes 2 ist dem zu regelnden Strömungsquerschnitt zugewandt positioniert.
- Das Ventilelement 2 ist mit Hilfe einer Deckscheibe 12 am Verstellarm 3 fixiert. Der Zapfen 9 ragt durch die weitere Aufnahmeöffnung 8 hindurch und in die Deckscheibe 12 hinein. An seinem von der zweiten Ventilfläche 11 abgewandten Zapfenende 13 ist er nietartig mit dem Verstellarm 3 mit Hilfe der Deckscheibe 12 verbunden. Ebenso kann er auch verschweißt oder verschweißt und vernietet sein.
- Zwischen dem Verstellarm 3 und der Deckscheibe 12 ist ein Federelement 14 zur Verspannung des Ventilelementes 2 angeordnet, wodurch Klappergeräusche bei einer Bewegung des Ventilelementes 2 reduziert werden. Des Weiteren dient dieses Federelement 14 einem Spielausgleich, insbesondere auch einem Spielausgleich aufgrund hoher Temperaturwechsel im Betrieb des Abgasturboladers. Dadurch wird der Verschleiß zwischen dem Verstellarm 3, dem Ventilelement 2 und der Deckscheibe 12 vermindert.
- Das Federelement 14 ist in Form einer Tellerfeder ausgebildet und weist einen Innendurchmesser DI und einen Außendurchmesser DA auf. Im Bereich des Innendurchmessers DI ist eine erste Auflagefläche 15 ausgebildet, welche eben mit dem Verstellarm 3 ausgestaltet ist. Mit anderen Worten liegt die erste Auflagefläche 15 auf dem Verstellarm 3 flächig auf. Im Bereich des Außendurchmessers DA ist eine zweite Auflagefläche 16 ausgebildet, welche eben mit der Deckscheibe 12 ausgestaltet ist. Mit anderen Worten stützt sich die zweite Auflagefläche 16 flächig an der Deckscheibe 12 ab.
- Im Betrieb der Regelvorrichtung 1 rotiert bzw. schwenkt das Ventilelement 2 um eine Rotationsachse 17 der Verstellwelle 4. Dabei ist ein so genannter Kipppunkt 18 des Ventilelementes 2 ausgebildet, um welchen es aufgrund einer dezentralen Belastung kippt. Dies führt zu einer zusätzlichen Belastung des Federelementes 14, woraus hohe Stellkräfte resultieren. Diese Stellkräfte sind vom nicht näher dargestellten Aktuator aufzubringen, welcher eine Verstellung des Ventilelementes 2 bewirkt.
- In den
4 bis6 ist eine erfindungsgemäße Regelvorrichtung 1 dargestellt. Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung 1 weist das Federelement 14 auf, welches so ausgestaltet ist, dass das Federelement 14 im Betrieb des Abgasturboladers eine radial gleitende Bewegung entlang des Pfeiles 19 ausführen kann - Das Federelement 14 weist im Bereich seines Innendurchmessers DI die erste Auflagefläche 15 auf. An seinem Außendurchmesser DA ist das Federelement 14 gebogen ausgebildet, wobei ein Federelementradius RF am Außendurchmesser DA ausgebildet ist. Die erste Auflagefläche 15, welche eben mit dem Verstellarm 3 ausgestaltet ist, dient während der Montage einer Zentrierung des Federelementes 14.
- Die Deckscheibe 12 weist an ihrer dem Federelement 14 zugewandt ausgebildeten Deckfläche 20 eine Nut 21 auf, welche eine bogenförmig ausgestaltete Querschnittsfläche 24 besitzt. Die Querschnittsfläche 24 weist in einem an die Deckfläche 20 angrenzenden Bewegungsbereich 22 einen Deckscheibenradius RD auf, welcher einem Abstand A zwischen dem Kipppunkt 18 und einer Außenkante 23 des Federelementes 14 entspricht.
- Mit Hilfe des Federelementradius RF ist die zweite Auflagefläche 16 quasi linienförmig ausgebildet, da die Außenkante 23 nicht am Verstellarm 3 aufliegt und zwischen der Außenkante 23 und dem Verstellarm 3 ein weiterer Abstand 26 ausgebildet ist.
- Im Betrieb der Regelvorrichtung 1 kann das Federelement 14 eine Rotation um den Kipppunkt 18 ausüben, wodurch eine Entlastung des Federelements 14 herbeigeführt wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das Federelement 14 um den Kipppunkt 18 des Ventilelements 2 mit Hilfe seiner gebogenen Außenkante 23 in der Nut 21 gleiten kann. Die Deckscheibe 12 ist zur Unterstützung der radial gleitenden Bewegung des Federelementes 14 ausgebildet.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Regelvorrichtung
- 2
- Ventilelement
- 3
- Verstellarm
- 4
- Verstellwelle
- 5
- Ende
- 6
- Aufnahmeöffnung
- 7
- Sicherungsstift
- 8
- Aufnahmeöffnung
- 9
- Zapfen
- 10
- Erste Ventilfläche
- 11
- Zweite Ventilfläche
- 12
- Deckarm
- 13
- Zapfenende
- 14
- Federelement
- 15
- Erste Auflagefläche
- 16
- Zweite Auflagefläche
- 17
- Rotationsachse
- 18
- Kipppunkt
- 19
- Pfeil
- 20
- Deckfläche
- 21
- Nut
- 22
- Bewegungsbereich
- 23
- Außenkante
- 24
- Querschnittsfläche
- 25
- Ventilelementlängsachse
- 26
- Weiterer Abstand
- A
- Abstand
- DA
- Außendurchmesser
- DI
- Innendurchmesser
- RD
- Deckscheibenradius
- RF
- Federelementradius
Claims (5)
- Regelvorrichtung für einen Abgasturbolader, mit einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt, welcher einen Umgehungskanal aufweist zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt drehbar angeordneten Turbinenrades, und mit einem Verstellarm (3) zur Aufnahme eines Ventilelementes (2), welches zum Öffnen oder Schließen eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals vorgesehen ist, wobei der Verstellarm (3) im Abgasführungsabschnitt bewegbar aufgenommen ist, und wobei zumindest zur Positionssicherung des Ventilelements (2) am Verstellarm (3) ein Federelement (14) vorgesehen ist, zur Reduzierung von Verstellkräften das Federelement (14) radial gleitbar ausgebildet ist, und wobei das Federelement (14) zwischen einer Deckscheibe (12) und dem Verstellarm (3) aufgenommen ist, und wobei die Deckscheibe (12) zur Unterstützung der radial gleitenden Bewegung des Federelementes (14) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (12) an ihrer dem Federelement (14) zugewandt ausgebildeten Deckfläche (20) eine Nut (21) aufweist.
- Regelvorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) um einen Kipppunkt (18) des Ventilelements (2) gleitbar ausgebildet ist. - Regelvorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (21) eine zumindest teilweise bogenförmige Querschnittsfläche (24) aufweist. - Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Auflagefläche (16) des Federelementes (14), welche einen kleineren Durchmesser aufweist als eine Außenkante (23) des Federelementes (14), einen Kontakt zum Verstellarm (3) aufweist und wobei zwischen der Außenkante (23) und dem Verstellarm (3) ein weiterer Abstand (26) ausgebildet ist.
- Abgasturbolader, aufweisend einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt welcher einen Umgehungskanal aufweist zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt drehbar angeordneten Turbinenrades, und mit einer Regelvorrichtung (1) zum Öffnen und Schließen eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (1) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis4 ausgebildet ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016100900.8A DE102016100900B4 (de) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader |
US16/064,486 US10920660B2 (en) | 2016-01-20 | 2017-01-10 | Adjusting device for a turbocharger, and turbocharger |
JP2018536848A JP6847965B2 (ja) | 2016-01-20 | 2017-01-10 | 排気タービン式過給機のための制御装置 |
CN201780007151.1A CN108474293B (zh) | 2016-01-20 | 2017-01-10 | 用于废气涡轮增压器的调节设备和废气涡轮增压器 |
PCT/EP2017/000025 WO2017125240A1 (de) | 2016-01-20 | 2017-01-10 | Verstellvorrichtung für einen abgasturbolader und abgasturbolader |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016100900.8A DE102016100900B4 (de) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016100900A1 DE102016100900A1 (de) | 2017-07-20 |
DE102016100900B4 true DE102016100900B4 (de) | 2023-12-14 |
Family
ID=57860799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016100900.8A Active DE102016100900B4 (de) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10920660B2 (de) |
JP (1) | JP6847965B2 (de) |
CN (1) | CN108474293B (de) |
DE (1) | DE102016100900B4 (de) |
WO (1) | WO2017125240A1 (de) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018131939A (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャ |
DE102017213940B4 (de) * | 2017-08-10 | 2023-06-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ventileinrichtung für eine Turbine eines Abgasturboladers, sowie Turbine für einen Abgasturbolader |
DE102017218297A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Continental Automotive Gmbh | Ventilklappeneinrichtung für ein Bypass-Ventil eines Abgasturboladers sowie Abgasturbolader |
DE102017221403A1 (de) * | 2017-11-29 | 2019-05-29 | Continental Automotive Gmbh | Ventilklappeneinrichtung für ein Bypass-Ventil eines Abgasturboladers sowie Abgasturbolader |
GB2569542B (en) | 2017-12-19 | 2022-06-15 | Cummins Ltd | Wastegate for turbine |
JP6965756B2 (ja) * | 2018-01-10 | 2021-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャのウェイストゲートバルブ |
CN112313402B (zh) * | 2018-07-05 | 2022-05-31 | 株式会社Ihi | 流量可变阀机构以及增压器 |
DE102018116865A1 (de) | 2018-07-12 | 2020-01-16 | Ihi Charging Systems International Gmbh | Abgasturbolader |
US11203970B2 (en) | 2018-09-21 | 2021-12-21 | Borgwarner Inc. | Wastegate assembly |
CN215370025U (zh) | 2018-09-21 | 2021-12-31 | 博格华纳公司 | 废气门组件和涡轮增压器 |
DE102018220965A1 (de) | 2018-12-04 | 2020-06-04 | Borgwarner Inc. | Klappenanordnung für eine Turbine eines Abgasturboladers |
DE102019111011A1 (de) * | 2019-04-29 | 2020-10-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ventileinrichtung für eine Turbine eines Abgasturboladers sowie Turbine für einen Abgasturbolader |
CN214036915U (zh) | 2019-09-20 | 2021-08-24 | 博格华纳公司 | 废气门组件和涡轮增压器 |
US11136915B2 (en) | 2019-12-05 | 2021-10-05 | Borg Warner Inc. | Wastegate assembly and turbocharger including the same |
WO2021205826A1 (ja) | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 株式会社Ihi | バルブ装置、および、バルブ装置の製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012101322A1 (de) | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Elringklinger Ag | Turbolader |
DE112013002861T5 (de) | 2012-07-11 | 2015-02-19 | Borgwarner Inc. | Abgasturbolader |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010043147A1 (de) * | 2010-04-27 | 2011-10-27 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
DE102011076361A1 (de) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ventileinrichtung |
DE102011077766A1 (de) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Elringklinger Ag | Betätigungseinrichtung für ein Abgasstrom-Steuerelement eines Abgasturboladers |
DE102011079573A1 (de) * | 2011-07-21 | 2013-01-24 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ventileinrichtung |
JP2013185552A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Ihi Corp | 流量可変バルブ機構及び車両用過給機 |
WO2013192029A1 (en) | 2012-06-21 | 2013-12-27 | Borgwarner Inc. | Exhaust-gas turbocharger |
DE102015211748B4 (de) * | 2014-06-30 | 2024-01-04 | Borgwarner Inc. | Stellanordnung eines Abgasturboladers sowie Verfahren zur Montage einer Regelstange einer Stellanordnung eines Abgasturboladers |
CN204610022U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-09-02 | 宁波丰沃涡轮增压系统有限公司 | 一种涡轮增压器放气阀盖 |
-
2016
- 2016-01-20 DE DE102016100900.8A patent/DE102016100900B4/de active Active
-
2017
- 2017-01-10 JP JP2018536848A patent/JP6847965B2/ja active Active
- 2017-01-10 WO PCT/EP2017/000025 patent/WO2017125240A1/de active Application Filing
- 2017-01-10 US US16/064,486 patent/US10920660B2/en active Active
- 2017-01-10 CN CN201780007151.1A patent/CN108474293B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012101322A1 (de) | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Elringklinger Ag | Turbolader |
DE112013002861T5 (de) | 2012-07-11 | 2015-02-19 | Borgwarner Inc. | Abgasturbolader |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108474293A (zh) | 2018-08-31 |
JP6847965B2 (ja) | 2021-03-24 |
US10920660B2 (en) | 2021-02-16 |
CN108474293B (zh) | 2021-07-06 |
WO2017125240A1 (de) | 2017-07-27 |
US20190003376A1 (en) | 2019-01-03 |
DE102016100900A1 (de) | 2017-07-20 |
JP2019502860A (ja) | 2019-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016100900B4 (de) | Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader | |
EP1662094B1 (de) | Leitapparat für einen Abgasturbolader sowie Abgasturbolader | |
EP1394363B1 (de) | Verstellbares Leitgitter für eine Turbineneinheit | |
DE102012105402B4 (de) | Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader | |
EP3315728B1 (de) | Gedämpfte leitschaufellagerung | |
DE60312293T2 (de) | Lageranordnung für ein Torsionsrohr | |
DE112019003424B4 (de) | Ventilmechanismus mit variabler Strömungsrate und Turbolader | |
DE3206209A1 (de) | "luftsteuervorrichtung fuer ein gasturbinentriebwerk | |
DE102011089777A1 (de) | Abgasturbolader mit zumindest einem Bypass-Ventil | |
DE112019006143B4 (de) | Ventileinrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader | |
WO2015149732A2 (de) | Leitschaufelkranz, innenring und strömungsmaschine | |
DE10311205B3 (de) | Leitapparat für eine Radialturbine | |
DE102009053104A1 (de) | Lageranordnung für eine Welle eines Turboladers | |
DE102017221403A1 (de) | Ventilklappeneinrichtung für ein Bypass-Ventil eines Abgasturboladers sowie Abgasturbolader | |
WO2017125241A1 (de) | Verstellvorrichtung für einen abgasturbolader und abgasturbolader | |
DE102015111460B4 (de) | Ventil | |
DE102008020732A1 (de) | Ladeeinrichtung | |
DE102010034766A1 (de) | Lageranordnung für die Verdichterseite eines Turboladers einer Verbrennungskraftmaschine | |
EP1358397B1 (de) | Kipphebel für einen ventiltrieb eines verbrennungsmotors mit vorrichtung zur selbsttätigen ein-/nachstellung des ventilspiels | |
EP1635041A1 (de) | Stelleinrichtung für Leitschaufeln eines Abgasturboladers | |
WO2020001806A1 (de) | Regelvorrichtung für einen abgasführungsabschnitt eines abgasturboladers | |
DE202014009993U1 (de) | Dichtung für ein Ventil eines Verbrennungsmotors | |
EP1573240B1 (de) | Ventil | |
DE102004024056B4 (de) | Ventil für eine Abgasleitung | |
DE102016200737A1 (de) | Ventil mit Drehschieber-Dichtungskonzept für ein Wärmemanagementmodul zur Reduzierung der Reibleistung im Drehschiebersystem durch sektorweise Ausführung der Drehschieberkörper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02C0009180000 Ipc: F01D0017100000 |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: IHI CHARGING SYSTEMS INTERNATIONAL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: IHI CHARGING SYSTEMS INTERNATIONAL GMBH, 69126 HEIDELBERG, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: HEEB-KELLER, ANNETTE, DR., DE |
|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |