DE102020106610B4 - Jet pump with valve-controlled propulsion nozzle - Google Patents

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Abstract

Strahlpumpe (2) mit ventilgesteuerter Treibdüse (3), aufweisend in einem Gehäuse (4) einen in eine Mischkammer (7) mündenden Treibkanal (9) und einen in die Mischkammer (7) mündenden Saugkanal (6), wobei ein Treibkanalventil (10) als ein axial verschiebbares im Gehäuse (4) gelagertes in Strömungsrichtung des durch die Strahlpumpe (2) geleiteten Treibmediums öffnendes Hubventil mit einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper (12) ausgeführt und in einer rotationssymmetrischen Ventiltasche (13) in einem Treibkanalauslass (11) aufgenommen ist und die Treibdüse (3) durch den Verschlusskörper (12) und den Treibkanalauslass (11) gebildet wird, indem eine maximale radiale Ausdehnung der Ventiltasche (13) größer als eine maximale radiale Ausdehnung des Verschlusskörpers (12) ist, so dass sich zwischen dem Verschlusskörper (12) und der Ventiltasche (13) ein ringförmiger Strömungsquerschnitt ergibt, in einer ersten Verschlussstellung der Verschlusskörper (12) und der Treibkanalauslass (11) in einem ersten Ventildichtsitz (15) dichtend aneinander anliegen, so dass der Treibkanal (9) geschlossen ist, und in einer Pumpstellung nicht dichtend aneinander liegen, so dass das Treibmedium über den Treibkanal (9) zum Treibkanalauslass (11) geleitet wird, wobei der Verschlusskörper (12) mit rotationssymmetrischer Form und die Ventiltasche (13) mit rotationssymmetrischer Form derart ausgestaltet sind, dass sich diese ausgehend vom ersten Ventildichtsitz (15) in Strömungsrichtung des durch den Treibkanal (9) geleiteten Treibmediums bis zu ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung aufweiten.Jet pump (2) with valve-controlled propulsion nozzle (3), having in a housing (4) a propulsion channel (9) opening into a mixing chamber (7) and a suction channel (6) opening into the mixing chamber (7), with a propulsion channel valve (10) designed as an axially displaceable in the housing (4) mounted in the direction of flow of the propellant medium passed through the jet pump (2) opening lift valve with a rotationally symmetrical closure body (12) and received in a rotationally symmetrical valve pocket (13) in a propulsion channel outlet (11) and the propulsion nozzle (3) is formed by the closure body (12) and the drive channel outlet (11) in that a maximum radial expansion of the valve pocket (13) is greater than a maximum radial expansion of the closure body (12), so that between the closure body (12) and the valve pocket (13) results in an annular flow cross-section, in a first closed position the closure body (12) and the drive channel outlet (11) in FIG a first valve sealing seat (15) abut each other so that the drive channel (9) is closed, and do not lie tightly against each other in a pumping position, so that the drive medium is conducted via the drive channel (9) to the drive channel outlet (11), the closure body (12) with a rotationally symmetrical shape and the valve pocket (13) with a rotationally symmetrical shape are designed in such a way that, starting from the first valve sealing seat (15), they expand in the flow direction of the propellant medium passed through the propulsion channel (9) up to their respective maximum radial extent.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlpumpe mit ventilgesteuerter Treibdüse. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Abgasturbine mit einem als Strahlpumpe ausgeführten Bypass, welcher die ventilgesteuerte Treibdüse aufweist.The present invention relates to a jet pump with a valve-controlled propulsion nozzle. In particular, the invention relates to an exhaust gas turbine with a bypass designed as a jet pump, which has the valve-controlled propulsion nozzle.

Aus dem Stand der Technik sind Strahlpumpen bekannt, mittels welchen eine Pumpwirkung durch einen Fluidstrahl erzeugt wird. Dazu weisen die Strahlpumpen jeweils einen Einlass für ein Treibmedium und ein Saugmedium, eine Mischkammer und einen Auslass für das gemischte Medium auf. In der Mischkammer treffen das Treibmedium und das Saugmedium aufeinander, wobei eine teilweise Impulsübertragung vom Treibmedium auf das Saugmedium erfolgt. Diese Strahlpumpen sind aufgrund des einfachen Aufbaus vielseitig einsetzbar.Jet pumps are known from the prior art, by means of which a pumping effect is generated by a fluid jet. For this purpose, the jet pumps each have an inlet for a motive medium and a suction medium, a mixing chamber and an outlet for the mixed medium. The propellant and the suction medium meet in the mixing chamber, with a partial transfer of impulses from the propellant to the suction medium. These jet pumps are versatile due to their simple design.

Aus dem Stand der Technik sind ferner Abgasturbinen mit einem Bypass, einem sogenannten Wastegate bekannt. Mittels eines Bypasskanals und eines Bypassventils wird ein Teil des Abgases über den Bypass an der Turbine vorbeigeleitet, um somit eine Steuerung der mittels der Turbine bereitgestellten Wellenleistung zu ermöglichen. Dieses Bypassventil ist im Allgemeinen bei Abgasturboladern für Brennkraftmaschinen als Klappe direkt im Turbinengehäuse integriert. Die Ausströmung von durch den Bypass geleitetem Abgas wirkt dabei aufgrund der Positionierung des Bypassventils und der Ausführung des Bypassventils als Klappenventil teilweise störend auf die Hauptströmung. Diese störende Wirkung ist zudem noch von dem Öffnungswinkel des Bypassventils als Klappenventil abhängig. Durch diesen Bypass und insbesondere durch das Bypassventil werden zusätzliche Strömungswiderstände erzeugt, welche sich negativ auf die Ladungswechselarbeit auswirken.Exhaust gas turbines with a bypass, a so-called wastegate, are also known from the prior art. By means of a bypass duct and a bypass valve, part of the exhaust gas is bypassed by the turbine in order to enable the shaft power provided by the turbine to be controlled. In exhaust gas turbochargers for internal combustion engines, this bypass valve is generally integrated as a flap directly in the turbine housing. The outflow of exhaust gas passed through the bypass has a partially disruptive effect on the main flow due to the positioning of the bypass valve and the design of the bypass valve as a flap valve. This disruptive effect is also dependent on the opening angle of the bypass valve as a flap valve. This bypass and in particular the bypass valve generate additional flow resistances which have a negative effect on the gas exchange work.

Aus der Offenlegungsschrift DE 29 39 152 A1 ist eine Turbine eines Abgasturboladers für Brennkraftmaschinen bekannt, mittels welcher der negative Einfluss auf die Ladungswechselverluste gesenkt werden soll. Dies wird dadurch erreicht, dass der Bypass über eine etwa in Abströmrichtung des die Turbine verlassenden Abgases gerichtete Düse in den Turbinenauslass mündet und mit diesem eine Strahlpumpe bildet. Die in den Turbinenabgasstrom gerichtete Düse wirkt in Verbindung mit dem Turbinenauslass als Treibdüse einer Strahlpumpe. Dadurch soll die Abgasenergie des durch den Bypass geführten Abgases nicht ungenutzt bleiben, sondern zu einer Absenkung des Drucks nach der Turbine führen. Die Strahldüse ist dazu beispielsweise als ringschiebergesteuerte Ringdüse, welche den Turbinenauslass ummantelt, oder alternativ als hubventil- oder klappengesteuerte Einmündung eines Bypasskanals in einer Wandung des Turbinenauslasses ausgeführt.From the published patent application DE 29 39 152 A1 a turbine of an exhaust gas turbocharger for internal combustion engines is known, by means of which the negative influence on the gas exchange losses is to be reduced. This is achieved in that the bypass opens into the turbine outlet via a nozzle directed approximately in the outflow direction of the exhaust gas leaving the turbine and forms a jet pump with it. The nozzle directed into the turbine exhaust gas flow acts in conjunction with the turbine outlet as a driving nozzle of a jet pump. As a result, the exhaust gas energy of the exhaust gas routed through the bypass should not remain unused, but rather lead to a lowering of the pressure downstream of the turbine. For this purpose, the jet nozzle is designed, for example, as a ring valve-controlled ring nozzle which surrounds the turbine outlet, or alternatively as a lift valve or flap-controlled confluence of a bypass duct in a wall of the turbine outlet.

Aus der Offenlegungsschrift DE 30 48 933 A1 ist eine Vorrichtung zur Regelung des Ladedrucks bei einer mit Abgasturboaufladung betriebenen Brennkraftmaschine bekannt, welche als eine die Abgasturbine umgehende, ventilgesteuerte Abgasnebenleitung ausgeführt ist. Die Abgasnebenleitung weist einen Ejektor mit einer Treibdüse und einem Regelventil auf, über welchen die Abgasnebenleitung in Strömungsrichtung nach der Abgasturbine in die Abgasleitung mündet. Der ringförmige Strömungsquerschnitt der Treibdüse wird mittels des nach innen in die Abgasnebenleitung öffnenden Regelventils gesteuert, wobei das stromlinienförmige Regelventil einen im Bereich der Treibdüse in Strömungsrichtung eines Treibstrahls verjüngenden Kegelteil aufweist. Dadurch soll die Austrittsgeschwindigkeit der Abgase aus der Treibdüse des Ejektors unterstützt werden.From the published patent application DE 30 48 933 A1 a device for regulating the boost pressure in an internal combustion engine operated with exhaust gas turbocharging is known, which is designed as a valve-controlled exhaust gas secondary line bypassing the exhaust gas turbine. The secondary exhaust line has an ejector with a driving nozzle and a control valve, via which the secondary exhaust line opens into the exhaust line in the flow direction downstream of the exhaust gas turbine. The annular flow cross-section of the propellant nozzle is controlled by means of the regulating valve opening inward into the secondary exhaust gas line, the streamlined regulating valve having a conical part that tapers in the direction of flow of a propellant jet in the area of the propellant nozzle. This is intended to support the exit speed of the exhaust gases from the propellant nozzle of the ejector.

Aus der Offenlegungsschrift FR 23 38 382 A1 ist ein Abgasturbolader bekannt, bei welchem eine Einmündung eines Bypasses als Strahlpumpe ausgebildet ist. Dabei erfolgt die Einleitung des umgeleiteten Bypassabgasstroms mittig in den durch die Turbine geleiteten Hauptabgasstrom durch eine am Ende des Bypasses angeordnete Treibdüse. Die Treibdüse ist in Richtung des abströmenden Hauptabgasstroms ausgereichtet, um einen Ejektoreffekt zu erzielen. Ein Bypassventil zur Steuerung des Bypasses ist im Verlauf des Bypasskanals integriert.From the published patent application FR 23 38 382 A1 an exhaust gas turbocharger is known in which an opening of a bypass is designed as a jet pump. In this case, the diverted bypass exhaust gas flow is introduced centrally into the main exhaust gas flow directed through the turbine through a propellant nozzle arranged at the end of the bypass. The propellant nozzle is aligned in the direction of the outflowing main exhaust gas flow in order to achieve an ejector effect. A bypass valve for controlling the bypass is integrated in the course of the bypass channel.

Aus der Patentschrift DE 10 2011 105 710 B4 ist eine Rezirkulationsanordnung zur Rezirkulation von Anodenabgasen einer Brennstoffzelle bekannt. Die Rezirkulationsanordnung weist ein Rezirkulationsgebläse und eine von einem Treibstrahl eines unter Druck stehenden Gases angetriebene Strahlvorrichtung auf. Die Strahlvorrichtung ist als variables Nadelventil ausgeführt.From the patent specification DE 10 2011 105 710 B4 a recirculation arrangement for recirculating anode exhaust gases from a fuel cell is known. The recirculation arrangement has a recirculation fan and a jet device driven by a propulsion jet of a pressurized gas. The blasting device is designed as a variable needle valve.

Aus der Patentschrift EP 1 775 441 B1 ist eine Vorrichtung zur Aufladung eines Verbrennungsmotors sowie Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Hochdruckturbine und eine Niederdruckturbine, wobei die Hochdruckturbine mittels einer als Strahlpumpe ausgeführten Bypassleitung umgehbar ist.From the patent specification EP 1 775 441 B1 a device for charging an internal combustion engine and vehicle with such a device is known. The device comprises a high-pressure turbine and a low-pressure turbine, the high-pressure turbine being able to be bypassed by means of a bypass line designed as a jet pump.

Aus der Patentschrift EP 1 421 639 B1 ist ein Brennstoffzellensystem bekannt. Das Brennstoffzellensystem weist eine Primärbrennstoffleitung und eine Abgasrückführungsleitung auf, wobei die Einmündung der Abgasrückführleitung in die Primärbrennstoffleitung als Strahlpumpe ausgeführt ist. Mittels des Primärbrennstoffs wird die Strahlpumpe angetrieben, um das Abgas in die Mischkammer der Strahlpumpe zu saugen.From the patent specification EP 1 421 639 B1 a fuel cell system is known. The fuel cell system has a primary fuel line and an exhaust gas recirculation line, the confluence of the exhaust gas recirculation line in the primary fuel line being designed as a jet pump. The jet pump is driven by the primary fuel in order to suck the exhaust gas into the mixing chamber of the jet pump.

Aus der Patentschrift US 5,333,456 A ist eine Steuervorrichtung für ein Abgasrückführungsventil einer aufgeladenen Brennkraftmaschine bekannt. Eine Venturidüse im Einlasskanal erzeugt einen Unterdruck als Reaktion auf den angesaugten Luftstrom. Der Unterdruck wird an einen Kolben angelegt, um die Position des Abgasrückführungsventils in einem Abgasrückführungskanal einzustellen.From the patent specification U.S. 5,333,456 A a control device for an exhaust gas recirculation valve of a supercharged internal combustion engine is known. A Venturi nozzle in the inlet duct creates a negative pressure in response to the sucked in air flow. The negative pressure is applied to a piston in order to adjust the position of the exhaust gas recirculation valve in an exhaust gas recirculation duct.

Aus der Patentschrift US 4,813,452 A ist ein Rückschlagventil mit strömungsgünstig geformtem Fluiddurchgang und Fluidausgang bekannt, um ein Ventil mit verbesserten Fluidströmungseigenschaften bereitzustellen.From the patent specification U.S. 4,813,452 A For example, a non-return valve having a fluid passage and fluid outlet shaped for fluid flow is known to provide a valve with improved fluid flow properties.

Aus der Offenlegungsschrift JP 2007-40193 A ist ein Ejektor zur Verbesserung der Saugkapazität von Flüssigkeit in einem Brennstoffzellensystem bekannt. Der Ejektor saugt eine zweite Flüssigkeit durch Ausstoßen einer ersten Flüssigkeit an, so dass die erste Flüssigkeit und die zweite Flüssigkeit miteinander vermischt werden. Die Düse ist als nadelförmiges Hubventil ausgeführt.From the published patent application JP 2007-40193 A an ejector for improving the suction capacity of liquid in a fuel cell system is known. The ejector sucks in a second liquid by ejecting a first liquid so that the first liquid and the second liquid are mixed with each other. The nozzle is designed as a needle-shaped lift valve.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Strahlpumpe mit ventilgesteuerter Treibdüse und insbesondere eine Abgasturbine mit entsprechender Strahlpumpe bereitzustellen, mittels welcher der Ejektoreffekt und die Steuerung des Ejektoreffektes weiter verbessert sind.The object of the invention is to provide a jet pump with a valve-controlled drive nozzle and in particular an exhaust gas turbine with a corresponding jet pump, by means of which the ejector effect and the control of the ejector effect are further improved.

Die Aufgabe wird durch eine Strahlpumpe mit ventilgesteuerter Treibdüse nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 und insbesondere durch eine Abgasturbine mit entsprechender Strahlpumpe nach den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. The object is achieved by a jet pump with a valve-controlled propulsion nozzle according to the features of claim 1 and in particular by an exhaust gas turbine with a corresponding jet pump according to the features of claim 3.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen.Advantageous further developments result from the subclaims and the exemplary embodiments.

Die Erfindung stellt eine erfindungsgemäß vorteilhafte Strahlpumpe mit ventilgesteuerter Treibdüse bereit, bei welcher die Durchmischung von Treibmedium und Saugmedium verbessert ist, wodurch eine bessere Impulsübertragung vom Treibstrahl auf den Saugstrahl erfolgt. Weiter ist durch die erfindungsgemäß vorteilhafte Strahlpumpe mit ventilgesteuerter Treibdüse die Steuerung des Ejektoreffektes verbessert.The invention provides a jet pump which is advantageous according to the invention and has a valve-controlled propellant nozzle, in which the mixing of propellant and suction medium is improved, as a result of which a better impulse transfer takes place from the propulsion jet to the suction jet. Furthermore, the control of the ejector effect is improved by the jet pump with valve-controlled propulsion nozzle, which is advantageous according to the invention.

Die erfindungsgemäß vorteilhafte Strahlpumpe mit ventilgesteuerter Treibdüse weist in einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse einen Treibkanal, einen Saugkanal und eine Mischkammer auf. Der Treibkanal wiederum umfasst einen Treibkanaleinlass, ein Treibkanalventil und einen Treibkanalauslass. Das Treibkanalventil ist im Bereich des Treibkanalauslasses angeordnet und bildet zusammen mit dem Treibkanalauslass die ventilgesteuerte Treibdüse. Der Treibkanalauslass ist rohrförmig ausgebildet und koaxial mittig in der Mischkammer angeordnet.The inventive jet pump with valve-controlled propulsion nozzle has a propulsion channel, a suction channel and a mixing chamber in a one-part or multi-part housing. The driving channel in turn comprises a driving channel inlet, a driving channel valve and a driving channel outlet. The drive channel valve is arranged in the area of the drive channel outlet and, together with the drive channel outlet, forms the valve-controlled drive nozzle. The drive channel outlet is tubular and arranged coaxially in the center of the mixing chamber.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist das Treibkanalventil als ein axial verschiebbares, im Gehäuse gelagertes und in Strömungsrichtung des Treibmediums durch den Treibkanal öffnendes Hubventil mit einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper ausgeführt und koaxial innerhalb einer rotationssymmetrischen Ventiltasche im Treibkanalauslass aufgenommen.In an advantageous manner according to the invention, the drive channel valve is designed as an axially displaceable lift valve, mounted in the housing and opening through the drive channel in the direction of flow of the drive medium, with a rotationally symmetrical closure body and housed coaxially within a rotationally symmetrical valve pocket in the drive channel outlet.

Der Verschlusskörper und der Treibkanalauslass weisen jeweils wenigstens eine Dichtfläche auf. Eine erste Dichtfläche des Verschlusskörpers und eine erste Dichtfläche des Treibkanalauslasses wirken im Sinne einer Dichtung in einem ersten Ventildichtsitz zusammen. Eine maximale radiale Ausdehnung der Ventiltasche ist größer als eine maximale radiale Ausdehnung des Verschlusskörpers, so dass sich zwischen dem Verschlusskörper und der Ventiltasche ein ringförmiger Strömungsquerschnitt ergibt. Eine Betätigungseinrichtung für das Treibkanalventil ist am zum Verschlusskörper entgegengesetzten Ende mit dem Treibkanalventil verbunden.The closure body and the drive channel outlet each have at least one sealing surface. A first sealing surface of the closure body and a first sealing surface of the drive channel outlet cooperate in the sense of a seal in a first valve sealing seat. A maximum radial expansion of the valve pocket is greater than a maximum radial expansion of the closure body, so that an annular flow cross section results between the closure body and the valve pocket. An actuating device for the drive channel valve is connected to the drive channel valve at the end opposite to the closure body.

In einer ersten Verschlussstellung liegen der Verschlusskörper und der Treibkanalauslass in dem ersten Ventildichtsitz dichtend aneinander an, so dass der Treibkanal geschlossen ist.In a first closed position, the closure body and the drive channel outlet in the first valve sealing seat are in sealing contact with one another, so that the drive channel is closed.

In einer Pumpstellung liegen der Verschlusskörper und der Treibkanalauslass nicht dichtend aneinander, so dass das Treibmedium über den Treibkanal und das Treibkanalventil vom Treibkanaleinlass zum Treibkanalauslass und weiter in die Mischkammer als Treibstrahl geleitet wird. Das Saugmedium wird parallel über den Saugkanal als Saugstrahl in die Mischkammer geleitet. In der Mischkammer erfolgt dann eine Impulsübertragung vom Treibstrahl auf den Saugstrahl.In a pumping position, the closure body and the propulsion channel outlet do not lie against one another in a sealing manner, so that the propellant medium is guided via the propulsion channel and the propulsion channel valve from the propulsion channel inlet to the propulsion channel outlet and further into the mixing chamber as a propulsion jet. The suction medium is fed into the mixing chamber in parallel via the suction channel as a suction jet. In the mixing chamber, impulses are then transmitted from the propulsion jet to the suction jet.

Der Verschlusskörper mit rotationssymmetrischer Form und die Ventiltasche mit rotationssymmetrischer Form sind derart ausgestaltet, dass sich diese ausgehend vom ersten Ventildichtsitz in Strömungsrichtung des Treibmediums bis zu ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung aufweiten. Insbesondere sind der Verschlusskörper beziehungsweise die Ventiltasche als Kegel oder Rotationsparaboloid ausgebildet.The closure body with a rotationally symmetrical shape and the valve pocket with a rotationally symmetrical shape are designed in such a way that, starting from the first valve sealing seat, they expand in the flow direction of the propellant medium up to their respective maximum radial extent. In particular, the closure body or the valve pocket are designed as a cone or paraboloid of revolution.

In erfindungsgemäß besonders vorteilhafter Weise ist das Treibkanalventil gegenüber dem Treibkanalauslass als ein zusätzlich entgegen der Strömungsrichtung des Treibmediums öffnendes Hubventil ausgestaltet. Eine zweite Dichtfläche des Verschlusskörpers und eine zweite Dichtfläche des Treibkanalauslasses wirken im Sinne einer Dichtung in einem zweiten Ventildichtsitz zusammen, wobei der zweite Ventildichtsitz in Strömungsrichtung des Treibmediums nach dem ersten Ventildichtsitz und nach der jeweils maximalen radialen Ausdehnung von Verschlusskörper und Ventiltasche angeordnet ist.In a particularly advantageous manner according to the invention, the drive channel valve opposite the drive channel outlet is designed as a lift valve that additionally opens against the direction of flow of the drive medium. A second sealing surface of the closure body and a second sealing surface of the drive channel outlet act together in the sense of a seal in a second valve sealing seat, the second valve sealing seat after the first valve sealing seat and after the respective maximum radial expansion in the flow direction of the drive medium is arranged by the closure body and valve pocket.

In einer zweiten Verschlussstellung liegen der Verschlusskörper und der Treibkanalauslass in dem zweiten Ventildichtsitz dichtend aneinander an, so dass der Treibmediumkanal geschlossen ist. Demnach ist das Hubventil zwischen dem ersten Ventildichtsitz und dem zweiten Ventildichtsitz axial verschiebbar, so dass der Treibkanal entweder bei Anliegen des Verschlusskörpers am Treibkanalauslass im ersten Ventildichtsitz oder im zweiten Ventildichtsitz geschlossen ist. Zwischen der ersten Verschlussstellung und der zweiten Verschlussstellung werden unterschiedliche Pumpstellungen realisiert.In a second closed position, the closure body and the drive channel outlet in the second valve sealing seat are in sealing contact with one another, so that the drive medium channel is closed. Accordingly, the lift valve is axially displaceable between the first valve sealing seat and the second valve sealing seat, so that the drive channel is closed either when the closure body is in contact with the drive channel outlet in the first valve sealing seat or in the second valve sealing seat. Different pumping positions are implemented between the first closed position and the second closed position.

Der Verschlusskörper mit rotationssymmetrischer Form und die Ventiltasche mit rotationssymmetrischer Form sind dann derart ausgestaltet, dass sich diese ausgehend vom ersten Ventildichtsitz in Strömungsrichtung des Treibmediums bis zu ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung des Verschlusskörpers beziehungsweise der Ventiltasche aufweiten und anschließend zum zweiten Ventildichtsitz hin verjüngen. Das durch die Ventiltasche bereitgestellte Volumen ist größer als das Volumen, welches vom Verschlusskörper und dessen Betätigung benötigt wird. Die rotationssymmetrische Form des Verschlusskörpers ist anschließend weitergeführt, so dass sich eine Spitze ausbildet, welche in die Mischkammer mündet. Insbesondere sind der Verschlusskörper beziehungsweise die Ventiltasche als doppelter Kegel oder doppelter Rotationsparaboloid ausgebildet. Insbesondere ist die rotationssymmetrische Form des Verschlusskörpers derart ausgestaltet, dass diese in Strömungsrichtung des Treibmediums eine Krümmung aufweist, so dass für eine Ausrichtung des Treibstrahls der Coanda-Effekt nutzbar ist.The closure body with a rotationally symmetrical shape and the valve pocket with a rotationally symmetrical shape are then designed in such a way that, starting from the first valve sealing seat, they expand in the direction of flow of the propellant up to their respective maximum radial expansion of the closure body or valve pocket and then taper towards the second valve sealing seat. The volume provided by the valve pocket is greater than the volume required by the closure body and its actuation. The rotationally symmetrical shape of the closure body is then continued, so that a tip is formed which opens into the mixing chamber. In particular, the closure body or the valve pocket are designed as a double cone or double paraboloid of revolution. In particular, the rotationally symmetrical shape of the closure body is designed in such a way that it has a curvature in the direction of flow of the propellant medium, so that the Coanda effect can be used to align the propellant jet.

Der effektive Strömungsquerschnitt der durch den Verschlusskörper und den Treibkanalauslass gebildeten Treibdüse wird in Abhängigkeit der Betätigung des Treibkanalventils durch den Abstand zwischen Verschlusskörper und Ventiltasche gesteuert. Dieser Strömungsquerschnitt ergibt sich durch die rotationssymmetrische Form von Verschlusskörper und Ventiltasche und deren Verlauf entlang der Strömungsrichtung des Treibmediums. Bei einer Betätigung ausgehend vom ersten Ventildichtsitz ergibt sich ein im Verlauf des Zwischenraums zwischen Verschlusskörper und Ventiltasche vom ersten Ventildichtsitz aus vergrößernder Strömungsquerschnitt. Bei einer Betätigung ausgehend vom zweiten Ventildichtsitz ergibt sich ein im Zwischenraum zwischen Verschlusskörper und Ventiltasche zum zweiten Ventildichtsitz hin verringernder Strömungsquerschnitt. Insbesondere kann durch die Ausführung des Treibkanalventils mit zwei Ventildichtsitzen ein in Abhängigkeit der Betätigung unterschiedlicher Verlauf im zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt zwischen Verschlusskörper und Ventiltasche erreicht werden, wobei dieser sich vergrößern und / oder verringern kann. Durch die variable Betätigung des Treibkanalventils lassen sich im Zwischenraum zwischen Verschlusskörper und Ventiltasche Düsen- und / oder Diffusor-Effekte erzielen, welche sich auf die Ausbreitung des Treibstrahles aus der ventilgesteuerten Treibdüse in die Mischkammer auswirken.The effective flow cross-section of the drive nozzle formed by the closure body and the drive channel outlet is controlled as a function of the actuation of the drive channel valve by the distance between the closure body and the valve pocket. This flow cross-section results from the rotationally symmetrical shape of the closure body and valve pocket and their course along the direction of flow of the propellant medium. When actuated starting from the first valve sealing seat, a flow cross-section that increases in the course of the space between the closure body and the valve pocket from the first valve sealing seat results. When actuated starting from the second valve sealing seat, there is a flow cross-section that decreases in the space between the closure body and the valve pocket towards the second valve sealing seat. In particular, by designing the drive channel valve with two valve sealing seats, depending on the actuation, a different course in the available flow cross-section between the closure body and the valve pocket can be achieved, which can increase and / or decrease. The variable actuation of the drive channel valve allows nozzle and / or diffuser effects to be achieved in the space between the closure body and the valve pocket, which affect the propagation of the drive jet from the valve-controlled drive nozzle into the mixing chamber.

In erfindungsgemäß ganz besonders vorteilhafter Weise sind im Bereich des Treibkanalauslasses in Strömungsrichtung des Treibmediums nach dem ersten Ventildichtsitz Strömungsleitelemente vorgesehen, welche als Mischer wirken, um die Impulsübertragung durch eine Vergrößerung der Wirkflächen zwischen Treibstrahl und Saugstrahl weiter zu verbessern. Diese Strömungsleitelemente können als einfache Drallleitelemente oder auch als komplexere Blütenmischer ausgeführt sein, welche der Strömung eine Strömungsstruktur quer zur Hauptströmungsrichtung aufprägen.In a particularly advantageous manner according to the invention, flow guide elements are provided in the area of the drive channel outlet in the direction of flow of the drive medium after the first valve sealing seat, which act as a mixer to further improve the impulse transmission by increasing the effective areas between the drive jet and suction jet. These flow guide elements can be designed as simple swirl guide elements or also as more complex flower mixers, which impress a flow structure on the flow transversely to the main flow direction.

Diese Strömungsleitelemente sind im Zwischenbereich von Verschlusskörper und Ventiltasche am Verschlusskörper und / oder an der Ventiltasche positioniert und / oder bilden die Austrittskontur als Übergang zur Mischkammer am Treibkanalauslass oder am der Mischkammer zugeordneten Ende des Verschlusskörpers.These flow guide elements are positioned in the intermediate area of the closure body and valve pocket on the closure body and / or on the valve pocket and / or form the exit contour as a transition to the mixing chamber at the drive channel outlet or at the end of the closure body assigned to the mixing chamber.

In erfindungsgemäß ganz besonders vorteilhafter Weise ist im Treibkanal in Strömungsrichtung des Treibmediums vor den ersten Ventildichtsitz ein Strömungsgleichrichter vorgesehen, mittels welchem die Strömung vor Eintritt in das Treibkanalventil gerichtet wird, so dass Querströmungen vermindert werden.In a particularly advantageous manner according to the invention, a flow straightener is provided in the drive channel in the flow direction of the drive medium in front of the first valve sealing seat, by means of which the flow is directed before entering the drive channel valve so that cross flows are reduced.

Mittels der erfindungsgemäß vorteilhaften Strahlpumpe mit ventilgesteuerter Treibdüse ist die Steuerbarkeit und Durchmischung von Treibstrahl und Saugstrahl in der Mischkammer und somit die Impulsübertragung verbessert. Die Impulsübertragung vom Treibstrahl auf den Saugstrahl erfolgt intensiver, was bei gegebener Strömungsgeschwindigkeit zu einer Verkürzung der Mischstrecke führt. So kann der Bauraumbedarf reduziert werden, oder auch der Wirkungsgrad innerhalb eines verfügbaren Bauraumes vergrößert werden.By means of the jet pump with valve-controlled propulsion nozzle, which is advantageous according to the invention, the controllability and mixing of propulsion jet and suction jet in the mixing chamber and thus the impulse transmission is improved. The impulse transfer from the propulsion jet to the suction jet takes place more intensively, which leads to a shortening of the mixing section for a given flow velocity. In this way, the installation space requirement can be reduced, or the efficiency within an available installation space can also be increased.

In einer erfindungsgemäß besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Strahlpumpe als Bypassanordnung in einer Abgasturbine aufgenommen, wobei durch eine Umleitung von Abgas durch den Bypass der Treibstrahl und durch eine Abströmung von Abgas vom Turbinenlaufrad der Saugstrahl gebildet wird. Im Turbinenauslass ist die Mischkammer gebildet, in welche der Treibstrahl und der Saugstrahl münden. Demnach stellt die Erfindung eine erfindungsgemäß außergewöhnlich vorteilhafte Abgasturbine mit Bypass und ventilgesteuerter Treibdüse bereit, bei welcher die Durchmischung und Impulsübertragung von durch den Bypass geleitetem Abgas als Treibmedium in einen Hauptabgasstrom vom Turbinenlaufrad als Saugmedium und somit auch der Ejektoreffekt verbessert sind.In an embodiment of the invention that is particularly advantageous according to the invention, the jet pump is accommodated as a bypass arrangement in an exhaust gas turbine, the propulsion jet being formed by a diversion of exhaust gas through the bypass and the suction jet being formed by an outflow of exhaust gas from the turbine impeller. The mixing chamber into which the propulsion jet and the suction jet open is formed in the turbine outlet. Accordingly, the Invention an exhaust gas turbine with bypass and valve-controlled propulsion nozzle, which is extraordinarily advantageous according to the invention, in which the mixing and impulse transmission of exhaust gas passed through the bypass as a propulsion medium into a main exhaust gas flow from the turbine impeller as a suction medium and thus also the ejector effect are improved.

Beispielhaft wird hier eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Strahlpumpe 2 mit ventilgesteuerter Treibdüse 3 dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigt:

  • 1: eine schematische Darstellung der Strahlpumpe 2 mit ventilgesteuerter Treibdüse 3 in einer ersten Verschlussstellung und
  • 2: eine schematische Darstellung der Strahlpumpe 2 mit ventilgesteuerter Treibdüse 3 in einer Pumpstellung.
An embodiment of a jet pump according to the invention is exemplified here 2 with valve-controlled propulsion nozzle 3 shown. In the accompanying figures shows:
  • 1 : a schematic representation of the jet pump 2 with valve-controlled propulsion nozzle 3 in a first closed position and
  • 2 : a schematic representation of the jet pump 2 with valve-controlled propulsion nozzle 3 in a pumping position.

Die Ausführung der erfindungsgemäß vorteilhaften Strahlpumpe 2 mit ventilgesteuerter Treibdüse 3, dargestellt in 1 und 2, weist in einem Gehäuse 4 einen Treibkanaleinlass 8, einen Treibkanal 9, ein Treibkanalventil 10, einen Treibkanalauslass 11, einen Saugkanal 6 und eine Mischkammer 7 auf. Der Treibkanal 9 und der Saugkanal 6 münden in die Mischkammer 7, wobei der Treibkanal 9 vom Saugkanal 6 räumlich umgriffen ist, so dass der Treibkanal 9 koaxial mittig im Saugkanal 6 verläuft. Der Treibkanalauslass 11 ist rohrförmig ausgebildet und mündet mittig in die Mischkammer 7.The embodiment of the jet pump which is advantageous according to the invention 2 with valve-controlled propulsion nozzle 3 , shown in 1 and 2 , has in a housing 4th a drive duct inlet 8th , a drift channel 9 , a drive channel valve 10 , a drive duct outlet 11th , a suction channel 6th and a mixing chamber 7th on. The drift channel 9 and the suction channel 6th open into the mixing chamber 7th , the drive channel 9 from the suction channel 6th is spatially encompassed, so that the driving channel 9 coaxially in the middle of the suction channel 6th runs. The drive duct outlet 11th is tubular and opens in the middle of the mixing chamber 7th .

Das Treibkanalventil 10 ist im Treibkanal 9 im Bereich des Treibkanalauslasses 11 angeordnet, wobei das Treibkanalventil 10 zusammen mit dem Treibkanalauslass 11 die ventilgesteuerte variable Treibdüse 3 bildet. Das Treibkanalventil 10 ist als ein axial verschiebbares im Gehäuse 4 gelagertes in Strömungsrichtung des durch den Treibkanal 9 geleiteten Treibmediums öffnendes Hubventil mit einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper 12 ausgeführt und in einer rotationssymmetrischen Ventiltasche 13 im Treibkanalauslass 11 aufgenommen.The driving channel valve 10 is in the drift channel 9 in the area of the drive duct outlet 11th arranged, the driving channel valve 10 together with the drive duct outlet 11th the valve-controlled variable propellant nozzle 3 forms. The driving channel valve 10 is as an axially displaceable in the housing 4th stored in the direction of flow through the drive channel 9 guided drive medium opening lift valve with a rotationally symmetrical closing body 12th executed and in a rotationally symmetrical valve pocket 13th in the drive duct outlet 11th recorded.

Eine maximale radiale Ausdehnung der Ventiltasche 13 ist größer als eine maximale radiale Ausdehnung des Verschlusskörpers 12, so dass sich zwischen dem Verschlusskörper 12 und der Ventiltasche 13 ein ringförmiger Strömungsquerschnitt ergibt. Eine Betätigungseinrichtung 14 für das Treibkanalventil 10 ist am zum Verschlusskörper 12 entgegengesetzten Ende mit dem Treibkanalventil 10 verbunden. A maximum radial expansion of the valve pocket 13th is greater than a maximum radial extension of the closure body 12th so that there is between the closure body 12th and the valve pocket 13th results in an annular flow cross-section. An actuator 14th for the drive channel valve 10 is on to the closure body 12th opposite end with the drive channel valve 10 connected.

In einer ersten Verschlussstellung, dargestellt in 1, liegen der Verschlusskörper 12 und der Treibkanalauslass 11 in einem ersten Ventildichtsitz 15 dichtend aneinander an, so dass der Treibkanal 9 geschlossen ist. In der Pumpstellung, dargestellt in 2, liegen der Verschlusskörper 12 und der Treibkanalauslass 11 nicht dichtend aneinander, so dass das Treibmedium über den Treibkanal 9 zum Treibkanalauslass 11 geleitet wird. Der effektive Strömungsquerschnitt der durch den Verschlusskörper 12 und den Treibkanalauslass 11 gebildeten Treibdüse 3 wird in Abhängigkeit der Betätigung des Treibkanalventils 10 gebildet.In a first closed position, shown in 1 , lie the closure body 12th and the drive duct outlet 11th in a first valve seat 15th sealing to each other, so that the driving channel 9 closed is. In the pumping position, shown in 2 , lie the closure body 12th and the drive duct outlet 11th not sealing to each other, so that the propellant over the propellant channel 9 to the drive duct outlet 11th is directed. The effective cross-section of flow through the closure body 12th and the drive duct outlet 11th formed propellant nozzle 3 is dependent on the actuation of the drive channel valve 10 educated.

Der Verschlusskörper 12 mit rotationssymmetrischer Form und die Ventiltasche 13 mit rotationssymmetrischer Form sind derart ausgestaltet, dass sich diese ausgehend vom ersten Ventildichtsitz 15 in Strömungsrichtung des durch den Treibkanal 9 geleiteten Treibmediums bis zu ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung des Verschlusskörpers 12 beziehungsweise der Ventiltasche 13 aufweiten. Anschließend folgt der Übergang vom Treibkanalauslass 11 in die Mischkammer 7.The closure body 12th with a rotationally symmetrical shape and the valve pocket 13th with a rotationally symmetrical shape are designed in such a way that they extend from the first valve sealing seat 15th in the direction of flow through the drive channel 9 guided propellant medium up to their respective maximum radial expansion of the closure body 12th or the valve pocket 13th widen. This is followed by the transition from the drive duct outlet 11th into the mixing chamber 7th .

Beispielhaft wird hier eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Abgasturbine 1 mit einer Strahlpumpe 2 als Bypass und ventilgesteuerter Treibdüse 3 dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigt:

  • 3: eine schematische Darstellung der Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 in einer ersten Verschlussstellung,
  • 4: eine schematische Darstellung der Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 in einer Pumpstellung, und
  • 5: eine schematische Darstellung der Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 mit Strömungsleitelementen 16 in einer Pumpstellung.
An embodiment of an exhaust gas turbine according to the invention is exemplified here 1 with a jet pump 2 as a bypass and valve-controlled propellant nozzle 3 shown. In the accompanying figures shows:
  • 3 : a schematic representation of the exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 in a first locking position,
  • 4th : a schematic representation of the exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 in a pumping position, and
  • 5 : a schematic representation of the exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 with flow guide elements 16 in a pumping position.

Die Ausführung der erfindungsgemäß vorteilhaften Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 als Bypass, dargestellt in 3, 4 und 5, weist in einem Gehäuse 4 einen Turbineneinlass 5, ein im Gehäuse 4 drehbar gelagertes Turbinenlaufrad (nicht dargestellt), einen Saugkanal 6 als Turbinenauslass mit einer Mischkammer 7 und die das Turbinenlaufrad umgehende Strahlpumpe 2 als Bypass auf. Die Strahlpumpe 2 wiederum umfasst einen Treibkanaleinlass 8 als Bypasseinlass im Bereich des Turbineneinlasses 5, einen Treibkanal 9 als Bypasskanal, ein Treibkanalventil 10 als Bypassventil und einen Treibkanalauslass 11 als Bypassauslass im Bereich der Mischkammer 7. Das Treibkanalventil 10 ist im Treibkanal 9 im Bereich des Treibkanalauslasses 11 angeordnet, wobei das Treibkanalventil 10 zusammen mit dem Treibkanalauslass 11 die ventilgesteuerte variable Treibdüse 3 bildet. Der Treibkanalauslass 11 ist rohrförmig ausgebildet und mittig in der Mischkammer 7 angeordnet. Das Treibkanalventil 10 ist als ein axial verschiebbares im Gehäuse 4 gelagertes in Strömungsrichtung des durch den Treibkanal 9 geleiteten Abgases öffnendes Hubventil mit einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper 12 ausgeführt und in einer rotationssymmetrischen Ventiltasche 13 im Treibkanalauslass 11 aufgenommen.The execution of the inventive exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 as a bypass, shown in 3 , 4th and 5 , has in a housing 4th a turbine inlet 5 , one in the case 4th rotatably mounted turbine impeller (not shown), a suction channel 6th as a turbine outlet with a mixing chamber 7th and the jet pump bypassing the turbine runner 2 as a bypass. The jet pump 2 in turn includes a drive channel inlet 8th as a bypass inlet in the area of the turbine inlet 5 , a drift channel 9 as a bypass channel, a drive channel valve 10 as a bypass valve and a drive duct outlet 11th as a bypass outlet in the area of the mixing chamber 7th . The driving channel valve 10 is in the drift channel 9 in the area of the drive duct outlet 11th arranged, the driving channel valve 10 together with the drive duct outlet 11th the valve-controlled variable propellant nozzle 3 forms. The drive duct outlet 11th is tubular and in the middle of the mixing chamber 7th arranged. The driving channel valve 10 is as an axially displaceable in the housing 4th stored in the direction of flow through the drive channel 9 guided exhaust gas opening lift valve with a rotationally symmetrical closure body 12th executed and in a rotationally symmetrical valve pocket 13th in the drive duct outlet 11th recorded.

Eine maximale radiale Ausdehnung der Ventiltasche 13 ist größer als eine maximale radiale Ausdehnung des Verschlusskörpers 12, so dass sich zwischen dem Verschlusskörper 12 und der Ventiltasche 13 ein ringförmiger Strömungsquerschnitt ergibt. Eine Betätigungseinrichtung 14 für das Treibkanalventil 10 ist am zum Verschlusskörper 12 entgegengesetzten Ende mit dem Treibkanalventil 10 verbunden.A maximum radial expansion of the valve pocket 13th is greater than a maximum radial extension of the closure body 12th so that there is between the closure body 12th and the valve pocket 13th results in an annular flow cross-section. An actuator 14th for the drive channel valve 10 is on to the closure body 12th opposite end with the drive channel valve 10 connected.

In einer ersten Verschlussstellung, dargestellt in 3, liegen der Verschlusskörper 12 und der Treibkanalauslass 11 in einem ersten Ventildichtsitz 15 dichtend aneinander an, so dass der Treibkanal 9 und somit der Bypass geschlossen sind. In der Pumpstellung, dargestellt in 4 und 5, liegen der Verschlusskörper 12 und der Treibkanalauslass 11 nicht dichtend aneinander, so dass Abgas über die Strahlpumpe 2 vom Turbineneinlass 5 zur Mischkammer 7 geleitet wird. Der effektive Strömungsquerschnitt der durch den Verschlusskörper 12 und den Treibkanalauslass 11 gebildeten Treibdüse 3 wird in Abhängigkeit der Betätigung des Treibkanalventils 10 gebildet.In a first closed position, shown in 3 , lie the closure body 12th and the drive duct outlet 11th in a first valve seat 15th sealing to each other, so that the driving channel 9 and thus the bypass is closed. In the pumping position, shown in 4th and 5 , lie the closure body 12th and the drive duct outlet 11th not sealing against each other, so that exhaust gas over the jet pump 2 from the turbine inlet 5 to the mixing chamber 7th is directed. The effective cross-section of flow through the closure body 12th and the drive duct outlet 11th formed propellant nozzle 3 is dependent on the actuation of the drive channel valve 10 educated.

Der Verschlusskörper 12 mit rotationssymmetrischer Form und die Ventiltasche 13 mit rotationssymmetrischer Form sind derart ausgestaltet, dass sich diese ausgehend vom ersten Ventildichtsitz 15 in Strömungsrichtung des durch die Strahlpumpe 2 geleiteten Abgases bis zu ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung des Verschlusskörpers 12 beziehungsweise der Ventiltasche 13 aufweiten. Anschließend folgt der Übergang vom Treibkanalauslass 11 in die Mischkammer 7.The closure body 12th with a rotationally symmetrical shape and the valve pocket 13th with a rotationally symmetrical shape are designed in such a way that they extend from the first valve sealing seat 15th in the direction of flow through the jet pump 2 conducted exhaust gas up to their respective maximum radial expansion of the closure body 12th or the valve pocket 13th widen. This is followed by the transition from the drive duct outlet 11th into the mixing chamber 7th .

Im Bereich des Treibkanalauslasses 11 in Strömungsrichtung des durch die Strahlpumpe 2 geleiteten Abgases nach dem ersten Ventildichtsitz 15 sind am Verschlusskörper 12 Strömungsleitelemente 16 positioniert, dargestellt in 5.In the area of the drive duct outlet 11th in the direction of flow through the jet pump 2 directed exhaust gas after the first valve seat 15th are on the closure body 12th Flow guide elements 16 positioned, shown in 5 .

Beispielhaft wird hier eine alternative Ausführung einer erfindungsgemäßen Abgasturbine 1 mit einer Strahlpumpe 2 als Bypass und ventilgesteuerter Treibdüse 3 dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigt:

  • 6: eine schematische Darstellung der Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 in einer ersten Verschlussstellung,
  • 7: eine schematische Darstellung der Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 in einer Pumpstellung,
  • 8: eine schematische Darstellung der Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 in einer zweiten Verschlussstellung 17, und
  • 9: eine schematische Darstellung der Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibstrahldüse 3 mit Strömungsleitelementen 16 in einer Pumpstellung.
An alternative embodiment of an exhaust gas turbine according to the invention is exemplified here 1 with a jet pump 2 as a bypass and valve-controlled propellant nozzle 3 shown. In the accompanying figures shows:
  • 6th : a schematic representation of the exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 in a first locking position,
  • 7th : a schematic representation of the exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 in a pumping position,
  • 8th : a schematic representation of the exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 in a second locking position 17th , and
  • 9 : a schematic representation of the exhaust gas turbine 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion jet nozzle 3 with flow guide elements 16 in a pumping position.

Die Ausführung der erfindungsgemäß vorteilhaften Abgasturbine 1 mit Strahlpumpe 2 und ventilgesteuerter Treibdüse 3 als Bypass, dargestellt in 6, 7, 8 und 9, weist insbesondere ein Treibkanalventil 10 auf, welches als ein axial verschiebbares im Gehäuse 4 gelagertes in Strömungsrichtung und zusätzlich entgegen der Strömungsrichtung des durch den Treibkanal 9 geleiteten Abgases öffnendes Hubventil ausgeführt ist.The embodiment of the exhaust gas turbine advantageous according to the invention 1 with jet pump 2 and valve-controlled propulsion nozzle 3 as a bypass, shown in 6th , 7th , 8th and 9 , in particular has a drive channel valve 10 on, which as an axially displaceable in the housing 4th stored in the direction of flow and also against the direction of flow through the drive channel 9 directed exhaust gas opening lift valve is executed.

In einer ersten Verschlussstellung, dargestellt in 6, liegen der Verschlusskörper 12 und der Treibkanalauslass 11 in dem ersten Ventildichtsitz 15 dichtend aneinander an, so dass der Treibkanal 9 und somit der Bypass geschlossen ist.In a first closed position, shown in 6th , lie the closure body 12th and the drive duct outlet 11th in the first valve seat 15th sealing to each other, so that the driving channel 9 and thus the bypass is closed.

In der Pumpstellung, dargestellt in 7 und 9, liegen der Verschlusskörper 12 und der Treibkanalauslass 11 nicht dichtend aneinander, so dass Abgas über die Strahlpumpe 2 vom Turbineneinlass 5 zur Mischkammer 7 geleitet wird.In the pumping position, shown in 7th and 9 , lie the closure body 12th and the drive duct outlet 11th not sealing against each other, so that exhaust gas over the jet pump 2 from the turbine inlet 5 to the mixing chamber 7th is directed.

In einer zweiten Verschlussstellung, dargestellt in 8, liegen der Verschlusskörper 12 und der Treibkanalauslass 11 in einem zweiten Ventildichtsitz 17 dichtend aneinander an, so dass der Treibkanal 9 und somit der Bypass geschlossen ist.In a second locking position, shown in 8th , lie the closure body 12th and the drive duct outlet 11th in a second valve seat 17th sealing to each other, so that the driving channel 9 and thus the bypass is closed.

Der Verschlusskörper 12 mit rotationssymmetrischer Form und die Ventiltasche 13 mit rotationssymmetrischer Form sind derart ausgestaltet, dass sich diese ausgehend vom ersten Ventildichtsitz 15 in Strömungsrichtung des durch die Strahlpumpe 2 geleiteten Abgases bis zu ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung des Verschlusskörpers 12 beziehungsweise der Ventiltasche 13 aufweiten und weiter sich zum zweiten Ventildichtsitz 17 hin verjüngen. Anschließend folgt der Übergang vom Treibkanalauslass 11 in die Mischkammer 7.The closure body 12th with a rotationally symmetrical shape and the valve pocket 13th with a rotationally symmetrical shape are designed in such a way that they extend from the first valve sealing seat 15th in the direction of flow through the jet pump 2 conducted exhaust gas up to their respective maximum radial expansion of the closure body 12th or the valve pocket 13th widen and continue to the second valve seat 17th rejuvenate. This is followed by the transition from the drive duct outlet 11th into the mixing chamber 7th .

Im Bereich des Treibkanalauslasses 11 in Strömungsrichtung des durch die Strahlpumpe 2 geleiteten Abgases nach dem zweiten Ventildichtsitz 17 sind am Verschlusskörper 12 Strömungsleitelemente 16 positioniert, dargestellt in 9. In the area of the drive duct outlet 11th in the direction of flow through the jet pump 2 directed exhaust gas after the second valve seat 17th are on the closure body 12th Flow guide elements 16 positioned, shown in 9 .

11
AbgasturbineExhaust turbine
22
StrahlpumpeJet pump
33
TreibdüsePropulsion nozzle
44th
Gehäusecasing
55
TurbineneinlassTurbine inlet
66th
SaugkanalSuction channel
77th
MischkammerMixing chamber
88th
TreibkanaleinlassDriving channel inlet
99
TreibkanalDrift channel
1010
TreibkanalventilDrive channel valve
1111th
TreibkanalauslassTraction duct outlet
1212th
VerschlusskörperLocking body
1313th
VentiltascheValve pocket
1414th
BetätigungseinrichtungActuator
1515th
erster Ventildichtsitzfirst valve seat
1616
StrömungsleitelementFlow guide element
1717th
zweiter Ventildichtsitzsecond valve seat

Claims (3)

Strahlpumpe (2) mit ventilgesteuerter Treibdüse (3), aufweisend in einem Gehäuse (4) einen in eine Mischkammer (7) mündenden Treibkanal (9) und einen in die Mischkammer (7) mündenden Saugkanal (6), wobei ein Treibkanalventil (10) als ein axial verschiebbares im Gehäuse (4) gelagertes in Strömungsrichtung des durch die Strahlpumpe (2) geleiteten Treibmediums öffnendes Hubventil mit einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper (12) ausgeführt und in einer rotationssymmetrischen Ventiltasche (13) in einem Treibkanalauslass (11) aufgenommen ist und die Treibdüse (3) durch den Verschlusskörper (12) und den Treibkanalauslass (11) gebildet wird, indem eine maximale radiale Ausdehnung der Ventiltasche (13) größer als eine maximale radiale Ausdehnung des Verschlusskörpers (12) ist, so dass sich zwischen dem Verschlusskörper (12) und der Ventiltasche (13) ein ringförmiger Strömungsquerschnitt ergibt, in einer ersten Verschlussstellung der Verschlusskörper (12) und der Treibkanalauslass (11) in einem ersten Ventildichtsitz (15) dichtend aneinander anliegen, so dass der Treibkanal (9) geschlossen ist, und in einer Pumpstellung nicht dichtend aneinander liegen, so dass das Treibmedium über den Treibkanal (9) zum Treibkanalauslass (11) geleitet wird, wobei der Verschlusskörper (12) mit rotationssymmetrischer Form und die Ventiltasche (13) mit rotationssymmetrischer Form derart ausgestaltet sind, dass sich diese ausgehend vom ersten Ventildichtsitz (15) in Strömungsrichtung des durch den Treibkanal (9) geleiteten Treibmediums bis zu ihrer jeweils maximalen radialen Ausdehnung aufweiten.Jet pump (2) with valve-controlled propulsion nozzle (3), having in a housing (4) a propulsion channel (9) opening into a mixing chamber (7) and a suction channel (6) opening into the mixing chamber (7), with a propulsion channel valve (10) designed as an axially displaceable in the housing (4) mounted in the direction of flow of the propellant medium passed through the jet pump (2) opening lift valve with a rotationally symmetrical closure body (12) and received in a rotationally symmetrical valve pocket (13) in a propulsion channel outlet (11) and the propulsion nozzle (3) is formed by the closure body (12) and the drive channel outlet (11) in that a maximum radial expansion of the valve pocket (13) is greater than a maximum radial expansion of the closure body (12), so that between the closure body (12) and the valve pocket (13) results in an annular flow cross-section, in a first closed position the closure body (12) and the drive channel outlet (11) in FIG a first valve sealing seat (15) abut each other so that the drive channel (9) is closed, and do not lie tightly against each other in a pumping position, so that the drive medium is conducted via the drive channel (9) to the drive channel outlet (11), the closure body (12) with a rotationally symmetrical shape and the valve pocket (13) with a rotationally symmetrical shape are designed in such a way that, starting from the first valve sealing seat (15), they expand in the flow direction of the propellant medium passed through the propulsion channel (9) up to their respective maximum radial extent. Strahlpumpe (2) mit ventilgesteuerter Treibdüse (3) nach nach Patentanspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Treibkanalauslasses (11) in Strömungsrichtung des Treibmediums nach dem ersten Ventildichtsitz (15) Strömungsleitelemente (16) vorgesehen sind, welche als Mischer wirken.Jet pump (2) with valve-controlled propulsion nozzle (3) after Claim 1 ,, characterized in that in the area of the drive channel outlet (11) in the direction of flow of the drive medium after the first valve sealing seat (15) flow guide elements (16) are provided which act as mixers. Abgasturbine (1) mit Strahlpumpe (2) und ventilgesteuerter Treibdüse (3) nach Patentanspruch 1, aufweisend in dem Gehäuse (4) einen Turbineneinlass (5), ein im Gehäuse (4) drehbar gelagertes Turbinenlaufrad, einen Turbinenauslass und die Strahlpumpe (2) als Bypass, wobei der Saugkanal (6) mit der Mischkammer (7) als Turbinenauslass, ein Treibkanaleinlass (8) als Bypasseinlass im Bereich des Turbineneinlasses (5), der Treibkanal (9) als Bypasskanal, das Treibkanalventil (10) als Bypassventil und der Treibkanalauslass (11) als Bypassauslass im Bereich der Mischkammer (7) ausgeführt sind.Exhaust gas turbine (1) with jet pump (2) and valve-controlled propulsion nozzle (3) after Claim 1 , having in the housing (4) a turbine inlet (5), a turbine impeller rotatably mounted in the housing (4), a turbine outlet and the jet pump (2) as a bypass, the suction channel (6) with the mixing chamber (7) as the turbine outlet, a drive duct inlet (8) as a bypass inlet in the area of the turbine inlet (5), the drive duct (9) as a bypass duct, the drive duct valve (10) as a bypass valve and the drive duct outlet (11) as a bypass outlet in the area of the mixing chamber (7).
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