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Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
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Eine solche Turbine für einen Abgasturbolader, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2013 002 894 B4 als bekannt zu entnehmen. Die Turbine weist ein Turbinengehäuse auf, welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Fluten aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Turbine für einen Abgasturbolader sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer solchen Turbine zu schaffen, sodass eine besonders vorteilhafte Flutenverbindung realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere eines Personenkraftwagens, ausgebildete Kraftfahrzeug, welches auch einfach als Fahrzeug bezeichnet wird, in seinem vollständig hergestellten Zustand den Abgasturbolader mit der Turbine ausweist. Insbesondere weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand eine beispielsweise Hubkolbenmotor ausgebildete und auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ab. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein jeweiliges, einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die Turbine mittels des Abgases antreibbar. Das Gemisch weist dabei zumindest Luft und einen insbesondere flüssigen Kraftstoff auf. Insbesondere handelt es sich bei dem Kraftstoff um Benzin, mithin um einen Ottokraftstoff. Somit ist vorzugsweise die Verbrennungskraftmaschine als ein Ottomotor ausgebildet. Die Turbine weist ein Turbinengehäuse auf, welches zumindest oder genau zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte Fluten aufweist. Die jeweilige Flut ist von dem Abgas durchströmbar. Die Turbine weist außerdem ein Turbinenrad auf, welches, insbesondere drehbar, in dem Turbinengehäuse aufgenommen ist. Das Turbinenrad ist von dem Abgas antreibbar und somit beispielsweise um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbar. Insbesondere kann die jeweilige Flut als ein jeweiliger Spiralkanal ausgebildet sein, welcher sich beispielsweise in Umfangsrichtung des Turbinenrads über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen spiralförmig erstreckt. Insbesondere ist das Turbinenrad in einem auch als Aufnahmebereich bezeichneten Aufnahmeraum des Turbinengehäuses aufgenommen. Dabei mündet beispielsweise die jeweilige Flut in den Aufnahmebereich, sodass das die jeweilige Flut durchströmende Abgas aus der jeweiligen Flut in den Aufnahmebereich und somit zu dem Turbinenrad führbar ist. Somit kann das die jeweilige Flut durchströmende Abgas aus der jeweiligen Flut ausströmen und in den Aufnahmebereich einströmen und in der Folge das Turbinenrad anströmen und dadurch das Turbinenrad antreiben.
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Die Turbine, insbesondere das Turbinengehäuse, weist wenigstens oder genau einen Umgehungskanal auf, über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist. Insbesondere verläuft der Umgehungskanal zumindest teilweise innerhalb des Turbinengehäuses und/oder der Umgehungskanal ist zumindest teilweise direkt durch das Turbinengehäuse begrenzt. Unter dem Merkmal, dass zumindest ein Teil des Abgases das Turbinenrad über den Umgehungskanal umgehen kann, ist zu verstehen, dass das den Umgehungskanal durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht, mithin das Turbinenrad nicht antreibt. Der Umgehungskanal wird auch als Waste-Gate, Waste-Gate-Kanal, Bypass oder Bypass-Kanal bezeichnet.
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Die Turbine, insbesondere das Turbinengehäuse, weist außerdem wenigstens oder genau eine Durchströmöffnung auf, über welche die Fluten fluidisch miteinander verbindbar sind. Insbesondre kann die Durchströmöffnung, insbesondere direkt, durch das Turbinengehäuse begrenzt sein. Insbesondere ist die Durchströmöffnung eine von dem Umgehungskanal unterschiedliche und von dem Umgehungskanal separate beziehungsweise zusätzlich zu dem Umgehungskanal vorgesehene Durchströmöffnung, über die die Fluten fluidisch miteinander verbunden werden können. Der Umgehungskanal wird üblicherweise dazu verwendet, einen von dem Abgasturbolader bereitstellbaren Ladedruck einzustellen, insbesondere zu regeln.
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Die Turbine weist außerdem wenigstens ein Ventilelement auf, welches zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung, insbesondere relativ zu dem Turbinengehäuse, verstellbar, das heißt bewegbar ist. In der Schließstellung sind mittels des auch als Ventilkörper bezeichneten Ventilelements der Umgehungskanal und die Durchströmöffnung, insbesondere jeweils vollständig, verschlossen, das heißt fluidisch versperrt. Somit kann vorzugsweise in der Schließstellung kein Abgas durch den Umgehungskanal hindurchströmen, und vorzugsweise können in der Schließstellung kein Abgas durch die Durchströmöffnung hindurchströmen, sodass beispielsweise in der Schließstellung eine durch die Durchströmöffnung bewirkte, fluidische Verbindung zwischen den Fluten unterbunden, das heißt geschlossen ist. Ganz insbesondere ist es vorgesehen, dass die Fluten in der Schließstellung, insbesondere vollständig, fluidisch voneinander getrennt sind. In der Offenstellung gibt das Ventilelement sowohl der Umgehungskanal als auch die Durchströmöffnung jeweils zumindest bereichsweise, insbesondere gleichzeitig, frei, sodass in der Offenstellung das Abgas in den Umgehungskanal einströmen und den Umgehungskanal durchströmen kann. Außerdem kann das Abgas in der Offenstellung die Durchströmöffnung durchströmen und somit beispielsweise von einer der Fluten über die Durchströmöffnung in die jeweils andere Flut strömen, mithin überströmen.
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Sind die Fluten fluidisch voneinander getrennt, indem die Durchströmöffnung in der Schließstellung mittels des Ventilelements fluidisch verschlossen, das heißt fluidisch versperrt ist, so kann eine sogenannte Stoßaufladung zum Aufladen der Verbrennungskraftmaschine, das heißt zum Versorgen der Verbrennungskraftmaschine mit verdichteter Luft durchgeführt werden. Durch Freigeben der Durchströmöffnung, das heißt durch Verbinden der Fluten miteinander über die Durchströmöffnung kann eine sogenannte Stauaufladung zum Aufladen der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden.
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Vorzugsweise ist das Ventilelement einstückig ausgebildet, das heißt ein einstückiger Körper. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Ventilelement nicht aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten miteinander verbundenen Bauteilen zusammengesetzt ist, sondern vorzugsweise ist das Ventilelement ein integraler, mithin ein einstückiger und somit integral beziehungsweise einstückig hergestellter Körper, welcher als ein Monoblock ausgebildet ist. Ganz vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Ventilelement bei seiner Verstellung aus der Schließstellung in die Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal als auch die Durchströmöffnung jeweils zumindest bereichsweise frei gibt.
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Um nun die Fluten der Turbine besonders vorteilhaft fluidisch verbinden und somit eine besonders vorteilhafte Flutenverbindung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventilelement wenigstens oder genau einen das Ventilelement, insbesondere vollständig, durchdringenden und somit insbesondere innerhalb des Ventilelements verlaufenden und von dem Abgas durchströmbaren Strömungskanal aufweist, welcher somit beispielsweise entlang seiner Umfangsrichtung vollständig umlaufend, insbesondere über seine gesamte, in Strömungsrichtung des Durchströmungskanal durchströmende Abgas verlaufende Erstreckung hinweg, durch das Ventilelement (Ventilkörper) vollständig begrenzt ist. Der Strömungskanal kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Fluten beispielsweise in der Offenstellung zusätzlich zu einer nur teilweisen Freigabe der Durchströmöffnung fluidisch zu verbinden, das heißt insbesondere dann fluidisch miteinander zu verbinden, wenn beispielsweise in der Offenstellung das Ventilelement an sich einen ersten Teilbereich der Durchströmöffnung freigibt und noch in einen sich insbesondere direkt an den ersten Teilbereich anschließenden, zweiten Teilbereich der Durchströmöffnung hineinragt, mithin in dem zweiten Teilbereich angeordnet ist. Dann kann sich beispielsweise der Strömungskanal in einem Teil des zweiten Teilbereichs befinden beziehungsweise das Abgas kann den freigegebenen, ersten Teilbereich und den Strömungskanal und somit einen Teil des zweiten Teilbereichs durchströmen, sodass beispielsweise ein hoher Volumen- und/oder Massenstrom des Abgases von einer der Fluten in jeweils die andere Flut überströmen kann.
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Beispielsweise ist der Strömungskanal durch wenigstens oder genau eine Bohrung gebildet, wodurch das Strömungskanal besonders kostengünstig darstellbar ist. Beispielsweise ist die Turbine eine wenigstens oder genau zweiflutige Segmentturbine, wodurch ein besonders vorteilhafter beziehungsweise effizienter Betrieb darstellbar ist. Die Erfindung geht dabei von der bereits aus dem Stand der Technik bekannten Flutenverbindung aus, die insbesondere dadurch variabel ist, dass die Durchströmöffnung durch Bewegen des Ventilelements in die Schließstellung, insbesondere vollständig, fluidisch versperrt und somit verschlossen werden kann, wobei die Durchströmöffnung durch Bewegen des Ventilelements in die Offenstellung zumindest bereichsweise freigegeben werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass das Ventilelement in die Schließstellung und in die genannte, wenigstens eine Offenstellung sowie in wenigstens eine oder mehrere weitere Offenstellungen verstellbar, das heißt bewegbar ist, wobei in der jeweiligen, weiteren Offenstellung die Durchströmöffnung jeweils zumindest bereichsweise freigegeben ist. Insbesondere kann in der jeweiligen Offenstellung ein jeweiliger Volumen- und/oder Massenstrom des Abgases durch die Durchströmöffnung hindurch strömen, wobei sich die Volumen- und/oder Massenströme in den Offenstellungen voneinander unterscheiden. Dadurch kann eine besonders bedarfsgerechte und somit variable, auch als Flutenverbindung bezeichnete Verbindung der Fluten realisiert werden. Dem Ventilelement kommt dabei eine Doppelfunktion zu. Zum einen wird das Ventilelement als Flutenverbindungsventil verwendet, um die Durchströmöffnung wahlweise zu verschließen oder freizugeben. Zum anderen wird das Ventilelement als Waste-Gate-Ventil oder Bypass-Ventil verwendet, um den Umgehungskanal wahlweise freizugeben oder zu verschließen. Das Ventilelement definiert dabei, insbesondere in der jeweiligen Offenstellungen, gleichzeitig eine erste effektive Fläche einer Turbinenradbypassierung und eine zweite effektive Fläche der Flutenverbindung. Das Abgas kann die erste Effektive Fläche durchströmen und über diese in den Umgehungskanal einströmen, und das Abgas kann die zweite effektive Fläche durchströmen und dadurch von der einen Flut in die andere Flut überströmen. Unter der Turbinenradbypassierung ist zu verstehen, dass zumindest ein Teil des Abgases das Turbinenrad umgeht. Mit anderen Worten sind beispielsweise, insbesondere in der Offenstellung, die erste effektive Fläche und die zweite effektive Fläche jeweils zumindest teilweise direkt durch das Ventilelement, insbesondere durch eine außenumfangsseitige Mantelfläche des Ventilelements, begrenzt, wobei das die erste effektive Fläche durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht, und wobei das die zweite effektive Fläche durchströmende Abgas von einer der Fluten in die andere Flut überströmt. Hierdurch kann zum einen die Stoßaufladung beispielsweise bei Lastsprüngen und hohen Anforderungen an ein transientes Verhalten der Verbrennungskraftmaschine umgesetzt werden. Zum anderen kann auch bei Nennleistung mit vergleichsweise guten Wirkungsgraden die Turbine betrieben werden. Ein Merkmal des Ventilelements kann dessen oder ein Flächenverhältnis sein, mithin ein Verhältnis der ersten effektiven Fläche zur zweiten effektiven Fläche oder umgekehrt. Dabei kann eine, insbesondere außenumfangsseitige, Kontur des Ventilelements die genannten Flächen und somit das Flächenverhältnis und ein daraus resultierendes Massenstromverhältnis des Abgases abhängig von der jeweiligen Offenstellung und somit insbesondere von einem Öfnungswinkel des Ventilelements definieren. Unter dem Massenstromverhältnis ist ein Verhältnis eines ersten Massenstroms des Abgases zu einem zweiten Massenstrom des Abgases zu verstehen, wobei beispielsweise der erste Massenstrom die erste Fläche durchströmt beziehungsweise das Turbinenrad umgeht und der zweite Massenstrom die Durchströmöffnung durchströmt beziehungsweise von eine der Fluten in die andere Flut überströmt.
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Herkömmlicherweise kann jedoch nicht jede beliebige, aus Motorsicht wünschenswerte Flutenverbindungscarakteristik geometrisch erzeugt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen ermöglicht nun die Erfindung eine verbesserte und insbesondere bedarfsgerechtere Anpassung oder Einstellung des Massenstromverhältnisses, insbesondere in der jeweiligen Offenstellung. Insbesondere erweitert die Erfindung die Möglichkeit hinsichtlich der Anpassung des Massenstromverhältnisses, insbesondere in der jeweiligen Offenstellung, wobei nicht mehr alleine geometrische Spaltflächen variiert werden, sondern effektive Strömungsflächen. Hierzu ist der erfindungsgemäße, auch als Durchströmungskanal bezeichnete Strömungskanal in dem Ventilelement ausgebildet. Der Strömungskanal ermöglicht es, beispielsweise auch bei einem geringen Öffnungswinkel des Ventilelements, das heißt dann, wenn das Ventilelement nur sehr geringfügig geöffnet ist und dabei zwar sowohl den Umgehungskanal als auch die Durchströmöffnung, insbesondere gleichzeitig, freigibt, jedoch die Durchströmöffnung nur sehr geringfügig freigibt, beispielsweise derart, dass der zuvor genannte, erste Teilbereich freigegeben ist, während das Ventilelement an sich beispielsweise noch in dem weiten Teilbereich angeordnet ist, dass nun beispielsweise das Abgas sowohl den freigegeben, ersten Teilbereich als auch den Strömungskanal durchströmen kann. Dadurch kann trotz des geringen Öffnungswinkels beziehungsweise trotz der nur geringfügigen Öffnung des Ventilelements eine starke beziehungsweise umfangreiche Flutenverbindung dargestellt werden. Mit anderen Worten kann insbesondere trotz des geringen Öffnungswinkels oder auch bei geringem Öffnungswinkel des Ventilelements ein großer Volumen- und/oder Massenstrom realisiert werden, der von einer der Fluten in jeweils die andere Flut überströmen kann. Somit kann sich aufgrund einer Kinematik des Ventilelements auch bei geringen Öffnungswinkeln ein vergleichsweise geringer Flutenverbindungsmassenstrom ergeben, welcher sich bei größeren Öffnungswinkel deutlich erhöht. Unter dem jeweiligen Flutenverbindungsmassenstrom ist ein jeweiliger Massenstrom des von einer der Fluten in die jeweils andere Flut überströmenden Abgases zu verstehen.
Durch eine Gestaltung des Strömungskanals kann eine beispielsweise den ersten Teilbereich durchströmende Hauptverbindungsströmung des Abgases dazu genutzt werden, einen zusätzlichen, den Strömungskanal durchströmenden Verbindungsmassenstrom des Abgases zu aktivieren. Somit ermöglicht es die Erfindung, eine wünschenswerte oder geforderte Flutenverbindunscharakteristik erreichen zu können, wobei beispielsweise gleichzeitig eine vorteilhafte, insbesondere eine vorteilhaft geringe, Größe des Ventilelements realisiert oder beibehalten werden kann. Dadurch kann ein Leistungsgewinn erzielt werden, ohne zusätzliche Kräfte in einer beispielsweise zum Bewegen beziehungsweise Verstellen des Ventilkörpers vorgesehenen Kinematik zu erzeugen. Die zum Verstellen beziehungsweise Bewegen des Ventilelements, insbesondere zwischen der Offenstellung und der Schließstellung, vorgesehene Kinematik umfasst beispielsweise ein elektrisches Stellglied, welches auch als E-Steller bezeichnet wird. Das elektrische Stellglied ist ein elektrisch betreibbarer Aktor, mittels welchem beispielsweise das Ventilelements unter Nutzung von elektrischer Energie aus der Schließstellung in der Offenstellung und/oder aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegbar ist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich somit gezeigt, wenn die Fluten in der Offenstellung des Ventilelements über den Strömungskanal fluidisch miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Strömungskanal derart oder dazu ausgebildet ist, dass in der Offenstellung die Fluten über den Strömungskanal fluidisch miteinander verbunden sind. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann in der Offenstellung das Abgas aus eine der Fluten in den Strömungskanal einströmen und in der Folge den Strömungskanal durchströmen und über den Strömungskanal in die andere Flut strömen, sodass der Strömungskanal insbesondere dazu ausgebildet ist, in der Offenstellung das Abgas aus einen der Fluten in die jeweils andere Flut zu führen. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Betrieb realisiert werden, da die Fluten auch bei geringen Öffnungswinkeln, das heißt bei geringfügiger Öffnung des Ventilelements vorteilhaft stark miteinander fluidisch verbunden werden können.
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Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn in der Schließstellung eine mittels des Strömungskanals bewirkte fluidische Verbindung zwischen den Fluten unterbunden ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in der Schließstellung die Durchströmöffnung mittels des Ventilelements, insbesondere vollständig, verschlossen ist, und in der Schließstellung sind die Fluten auch über den Strömungskanal nicht fluidisch miteinander verbunden. Somit kann in der Schließstellung eine strikte Trennung der Fluten realisiert werden, sodass besonders bedarfsgerecht zwischen einer fluidischen Verbindung der Fluten und einer fluidischen Trennung der Fluten umgeschaltet werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Strömungskanal in der Schließstellung durch einen Wandungsbereich des Turbinengehäuses fluidisch versperrt ist. Dadurch kann auf besonders einfach Weise sichergestellt werden, dass in der Schießstellung kein Abgas von einer der Fluten in die jeweils andere Flut überströmen kann, sodass die Fluten besonders bedarfsgerecht und wahlweise fluidisch voneinander getrennt oder miteinander verbunden werden können.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der Schließstellung die Durchströmöffnung mittels des Ventilelements vollständig verschlossen ist. Dadurch kann besonders präzise und definiert zwischen einer Flutenverbindung, mithin zwischen einer fluidischen Verbindung der Fluten miteinander, und einer Flutentrennung, mithin einem solchen Zustand umgeschaltet werden, in welchem die Fluten, insbesondere vollständig, fluidisch voneinander getrennt sind. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Betrieb dargestellt werden.
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Um das Abgas besonders bedarfsgerecht und vorteilhaft durch den Strömungskanal hindurchführen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung und Erfindung vorgesehen, dass der Strömungskanal, insbesondere in wenigstens oder genau einer gedachten Ebene, wenigstens einen bogenförmig verlaufenden Längenbereich aufweist.
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Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Strömungskanal wenigstens zwei, insbesondere ein wenigstens oder genau einer gedachten Ebene, schräg oder senkrecht zueinander verlaufenden Längenbereiche aufweist, wodurch das Abgas besonders vorteilhaft durch den Strömungskanal und somit durch das Ventilelement hindurchgeleitet werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Strömungskanal zumindest in einem Teilbereich, insbesondere ein wenigstens oder genau einer gedachten Ebene, S-förmig oder Z-förmig Verlauf, verläuft. Dadurch können jeweilige Stellen, an welchen das Abgas in den Strömungskanal einströmt und aus dem Strömungskanal ausströmt, besonders vorteilhaft angeordnet werden, sodass sich eine besonders vorteilhafte Führung des Abgases darstellen lässt.
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Um das Abgas besonders strömungsgünstig durch den Strömungskanal hindurchführen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sich der Strömungskanal über seine gesamte, in dem Ventilelement verlaufende Erstreckung hinweg geradlinig erstreckt.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine einfach aus Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnete und beispielsweise Hubkolbenmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Abgasturbolader auf, welche eine Turbine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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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.
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Die Zeichnung zeigt Ihnen:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Turbine für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine;
- 2 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Turbine;
- 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Turbine;
- 4 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines Ventilelements der Turbine; und
- 5 eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform des Ventilelements.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 und 2 zeigen jeweils ausschnittsweise in einer schematischen Perspektivansicht eine Turbine 10 für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als ein Hubkolbenmotor ausgebildet und weist mehrere Brennräume auf. Beispielsweise weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens oder genau vier Brennräume auf. Der jeweilige Brennraum ist durch einen jeweiligen Zylinder teilweise begrenzt. In dem jeweiligen Zylinder ist ein jeweiliger Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei der jeweilige Brennraum teilweise durch den jeweiligen Zylinder und teilweise durch den jeweiligen, in dem jeweiligen Zylinder translatorisch bewegbar aufgenommenen Kolben begrenzt ist. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine werden in den Brennräumen Verbrennungsvorgänge durchgeführt. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein einfach auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt. Das jeweilige Gemisch umfasst zumindest Luft und einen insbesondere flüssigen Kraftstoff. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine ein Ottomotor. Aus dem jeweiligen Verbrennungsvorgang resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine. Das Abgas kann aus dem jeweiligen Brennraum ausströmen, in eine Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine einströmen und die Abgasanlage durchströmen. Dabei ist die Turbine 10 des Abgasturboladers in der Abgasanlage, welche auch als Abgastrakt bezeichnet wird, angeordnet.
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Der Abgasturbolader weist einen Verdichter auf, welcher in einem auch als Einlasstrakt bezeichneten Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Dabei kann die zuvor genannte Luft den Ansaugtrakt durchströmen und wird mittels des Ansaugtrakts zu den und in die Brennräume geführt. Mittels des Verdichters kann die den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichtet werden.
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Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass die Turbine 10 ein Turbinengehäuse 12 mit genau zwei Fluten 14 und 16 aufweist, wobei die Fluten 14 und 16 fluidisch voneinander getrennt und von dem Abgas durchströmbar sind. Bei dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Turbine 10 als zweiflutige Segmentturbine ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass die jeweilige Flut 14, 16 eine jeweilige Ausströmöffnung 18, 20 aufweist und über die jeweilige Ausströmöffnung 18, 20 in einen Aufnahmebereich 22 des Turbinengehäuses 12 mündet, wobei die Ausströmöffnungen 18 und 20 in Umfangsrichtung der Turbine 10 aufeinanderfolgend, das heißt hintereinander angeordnet sind. Die Turbine 10 weist außerdem ein Turbinenrad 24 auf, welches in dem Aufnahmebereich 22 und somit in dem Turbinengehäuse 12 aufgenommen und dabei um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse 12 drehbar ist. Die zuvor genannte Umfangsrichtung der Turbine 10 verläuft um die genannte Drehachse, sodass die Ausströmöffnungen 18 und 20 in Umfangsrichtung des Turbinenrads 24 über dessen Umfang betrachtet aufeinanderfolgend angeordnet sind. Dabei ist die jeweilige Flut 14, 16 als ein Spiralkanal ausgebildet. Die Fluten 14 und 16 sind durch eine Trennwand 26 des Turbinengehäuses 12 fluidisch voneinander getrennt. In 1 ist durch einen Pfeil 28 eine erste Strömung des Abgases, vorliegend durch die Flut 14 hindurch, veranschaulicht. Durch einen Pfeil 30 ist eine zweite Strömung des Abgases durch das Turbinengehäuse 12 hindurch veranschaulicht, wobei die zweite Strömung im Folgenden noch näher erläutert wird.
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Die Turbine 10, insbesondere das Turbinengehäuse 12, weist einen durch einen Pfeil 32 veranschaulichten Umgehungskanal auf, über welchen das Turbinenrad 24 von zumindest einem Teil des Abgases umgehbar ist. Durch den Pfeil 32 ist erkennbar, dass das den Umgehungskanal durchströmende Abgas das Turbinenrad 24 umgeht und somit das Turbinenrad 24 nicht antreibt. Das Abgas, welches durch die jeweilige Flut 14, 16 hindurchströmt und mittels der jeweiligen Flut 14, 16 in den Aufnahmebereich 22 geführt wird, strömt das Turbinenrad 24 an und treibt dadurch das Turbinenrad 24 an, wodurch das Turbinenrad 24 um seine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse 12 gedreht wird. Der Verdichter weist dabei ein in dem Ansaugtrakt angeordnetes Verdichterrad auf, welches, insbesondere über eine Welle von dem Turbinenrad 24 antreibbar ist. Durch Antreiben des Verdichterrads kann mittels des Verdichterrads die den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichtet werden.
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Die Turbine 10, insbesondere das Turbinengehäuse 12, weist vorliegend genau eine Durchströmöffnung 34 auf, welche in der Trennwand 26 ausgebildet ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, sind die Fluten 14 und 16 mittels der Durchströmöffnung 34, insbesondere an genau einer Stelle S, fluidisch miteinander verbindbar.
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Die Turbine 10 weist ein in 1 teilweise erkennbares Ventilelement 36 auf, welches auch als Ventilkörper bezeichnet wird. Das Ventilelement 36 ist relativ zu dem Turbinengehäuse 12 zwischen einer den Umgehungskanal und die Durchströmöffnung 34, insbesondere jeweils vollständig, verschließenden Schließstellung und wenigstens einer den Umgehungskanal und die Durchströmöffnung 34 jeweils zumindest bereichsweise freigebenden Offenstellung verstellbar, die in 1 und 2 veranschaulicht ist. Anhand der Pfeile 28 und 32 und anhand eines weiteren Pfeils 38 ist erkennbar, dass das Abgas beispielsweise zunächst durch die Flut 14 hindurchströmt. Befindet sich das Ventilelement 36 in seiner Offenstellung, so strömt beispielsweise ein erster Teil des zunächst die Flut 14 durchströmenden Abgases aus der Flut 14 aus, durch die Durchströmöffnung 34 hindurch und über die Durchströmöffnung 34 in die Flut 16 hinein, woraufhin der erste Teil die Flut 16 durchströmt und mittels der Flut 16 in den Aufnahmebereich 22 und somit zu dem Turbinenrad 24 geführt wird. Ein zweiter Teil des zunächst die Flut 14 durchströmenden Abgases verbleibt in der Flut 14 und wird mittels der Flut 14 zu dem und in den Aufnahmebereich 22 und somit zu dem Turbinenrad 24 geführt. Der erste Teil des Abgases ist durch den Pfeil 38 veranschaulicht, wobei der Pfeil 28 den zweiten Teil veranschaulicht. Durch den Pfeil 32 ist veranschaulicht, dass beispielsweise ein dritter Teil des zunächst die Flut 14 durchströmenden Abgases dadurch, dass sich das Ventilelement 36 in der Offenstellung befindet, von der Flut 14, insbesondere über die Durchströmöffnung 34, in den Umgehungskanal strömt und in der Folge den Umgehungskanal durchströmt und somit das Turbinenrad 24 umgeht. In der Schließstellung ist durch das Ventilelement 36 die Durchströmöffnung 34, insbesondere vollständig verschlossen und somit vollständig fluidisch versperrt, und vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in der Schließstellung durch das Ventilelement 36 der Umgehungskanal vollständig verschlossen, das heißt vollständig fluidisch versperrt ist. In der Offenstellung gibt das Ventilelement 36 sowohl die Durchströmöffnung 34 als auch den Umgehungskanal jeweils zumindest bereichsweise frei.
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Dabei kann die Turbine 10 einen in 1 besonders schematisch dargestellten oder auch als Stellglied bezeichneten Aktor 40 aufweisen, mittels welchem beispielsweise das Ventilelement 36 auf der Schließstellung in die Offenstellung und/oder aus der Offenstellung in die Schließstellung relativ zu dem Turbinengehäuse 12 bewegbar ist. Beispielsweise ist der Aktor 40 ein elektrischer Aktor, mithin ein elektrisch betreibbarer Aktor, sodass der Aktor 40 auch als E-Steller bezeichnet wird. Ganz vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Ventilelement 36 bei seiner Verstellung aus der Schließstellung in die Offenstellung gleichzeitig sowohl den Umgehungskanal als auch die Durchströmöffnung 34 jeweils zumindest teilweise freigibt.
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Um nun eine besonders vorteilhafte, auch als Flutenverbindung bezeichnete, fluidische Verbindung der Fluten 14 und 16 an der Stelle S realisieren zu können, weist das Ventilelement 36, wie besonders gut in Zusammenschau mit 4 und 5 erkennbar ist, wenigstens, oder wie es in 4 und 5 vorgesehen ist, genau einen das Ventilelement 36, insbesondere vollständig, durchdringenden und somit innerhalb des Ventilelements 36 verlaufenden und, wie es in 4 durch einen Pfeil 42 veranschaulicht ist, von dem Abgas durchströmbaren Strömungskanal 44 auf, welcher, insbesondere über seine gesamte, innerhalb des Ventilelements 36 verlaufende Erstreckung hinweg, in Umfangsrichtung des Strömungskanals 44 vollständig umlaufend durch das Ventilelement 36, insbesondere vollständig, begrenzt ist. Der in 4 gezeigte Pfeil 42 veranschaulicht eine Strömung des Abgases durch den Strömungskanal 44 hindurch. Die Turbine 10 ist dabei derart ausgebildet, dass die Fluten 14 und 16 in der Offenstellung des Ventilelements 36 über den Strömungskanal 44 fluidisch miteinander verbunden sind.
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Beispielsweise ist das Ventilelement 36 zwischen der Offenstellung und der Schließstellung, insbesondere um eine Schwenkachse, verschwenkbar. Somit kann das Ventilelement 36 beispielsweise in unterschiedliche, auch als Schwenkstellungen bezeichnete Winkelstellungen oder Winkellagen verschwenkt werden. Eine, insbesondere genau eine, der Winkelstellungen, ist die Schließstellung. Die anderen oder alle anderen Schwenkstellungen werden auch als Öffnungswinkel bezeichnet und sind Offenstellungen, in denen das Ventilelement 36 sowohl den Umgehungskanal als auch die Durchströmöffnung 34, insbesondere gleichzeitig, freigibt. Insbesondere bei geringen Öffnungswinkeln gibt beispielsweise das Ventilelement 36 einen ersten Teilbereich der Durchströmöffnung 34 frei, und das Ventilelement 36 ragt jedoch noch in einen sich insbesondere direkt an den ersten Teilbereich anschließenden, zweiten Teilbereich der Durchströmöffnung 34 hinein, sodass das Ventilelement 36 bei geringen Öffnungswinkeln noch in dem zweiten Teilbereich angeordnet ist. Würde das Ventilelement 36 frei von einem von dem Abgas durchströmbaren Strömungskanal wie dem Strömungskanal 44 sein, so könnte das Abgas nur den freigegebenen, ersten Teilbereich der Durchströmöffnung 34 durchströmen und nicht jedoch auch den zweiten Teilbereich nutzen, um von einer der Fluten 14 und 16 in die jeweils andere Flut 16 beziehungsweise 14 überzuströmen. Das Ventilelement 36 weist nun jedoch den Strömungskanal 44 auf, welcher sich beispielsweise von einem ersten Ende E1 bis zu einem zweiten Ende E2 des Strömungskanals 44 erstreckt. Dabei ist beispielsweise das Ende E1 insbesondere bei geringen Öffnungswinkeln in dem zweiten Teilbereich der Durchströmöffnung 34 angeordnet, sodass das Abgas nun an einem der Enden E1 und E2 in den Strömungskanal 44 einströmen und von dem einen Ende E1, E2 zu dem anderen Ende E2, E1 strömen und somit den Strömungskanal 44 durchströmen kann und in der Folge mittels des Strömungskanals 44 von einer der Fluten 14 und 16 zu der jeweils anderen Flut 16 beziehungsweise 14 geführt wird. Somit kann das Abgas nicht nur über den freigegebenen, ersten Teilbereich von einer der Fluten 14 und 16 zu der jeweils anderen Flut 16 beziehungsweise 14 strömen, sondern das Abgas kann auch den Strömungskanal 44 durchströmen und somit über den Strömungskanal 44 von einer der Fluten 14 und 16 zu der jeweils anderen Flut 16 beziehungsweise 14 strömen. Der Strömungskanal 44 ist somit sozusagen eine zusätzlich zu dem freigegebenen, ersten Teilbereich vorgesehene, fluidische Verbindung zwischen den Fluten 14 und 16, sodass beispielsweise auch große Abgasmassenströme zwischen den Fluten 14 und 16 überströmen können, insbesondere während das Ventilelement 36 den Umgehungskanal nur sehr geringfügig freigibt.
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4 zeigt eine erste Ausführungsform des Ventilelements 36. Bei der ersten Ausführungsform ist das Ende E2 an einer axialen Stirnseite 46 des Ventilelements 36 angeordnet.
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Üblicherweise und insbesondere dann, wenn der das Ventilelement 36 frei von einem von dem Abgas durchströmbaren Strömungskanal wie dem Strömungskanal 44 ist, definiert, insbesondere nur, eine insbesondere außenumfangsseitige Kontur des auch als Ventilkörper bezeichneten Ventilelements 36 ein auch als Massenstromverhältnis bezeichnetes Verhältnis aus einem den in der Offenstellung den Umgehungskanal durchströmenden, ersten Massenstrom des Abgases und einem in der Offenstellung die Durchströmöffnung 34 durchströmenden, zweiten Massenstrom des Abgases. Das Massenstromverhältnis ist dabei abhängig von dem jeweiligen Öffnungswinkel des Ventilelements 36. Jedoch kann herkömmlicherweise nicht jede beliebige, aus Motorsicht wünschenswerte Flutenverbindungscharakteristik geometrisch, das heißt durch die Kontur des Ventilelements 36 erzeugt werden. Aufgrund einer Größe des Abgasturboladers, einer Spezifikation des Aktors 40 und einer Katalysatoranströmung sind viele Parameter der Turbine 10 und vor allem des Ventilelements 36 insbesondere im Hinblick auf das Freigeben und Versperren des Umgehungskanals sowie auch der Flutenverbindung festgelegt. Nachträgliche Änderungen einer Öffnungskinematik insbesondere zum Verstellen des Ventilelements 36 oder einer außenumfangseitigen Form und somit der außenumfangsseitigen Kontur des Ventilelements 36 beeinflussen direkt einen erforderlichen Absicherungsumfang. Deswegen kommt dem Ventilelement 36 bei einer Definition der Flutenverbindung und insbesondere deren Charakteristik eine besondere Stellung zu.
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Motorische Ziele können in einer Motorprozesssimulation zu einer Zielkurve der Flutenverbindungscharakteristik führen. Häufig zeigt dieses einfach auch als Kurve bezeichnete Zielkurve einen weiten Verstellbereich des Ventilelements 36, in dem vor allem eine auch als Flutenverbindungsfläche bezeichnete Verbindungsfläche der Durchströmöffnung 34 erhöht wird, während eine auch als Wastegatefläche bezeichnete, zweite Fläche, über welche das Abgas in den Umgehungskanal einströmen kann, erst bei großen Öffnungswinkeln des Ventilelements 36 stark zunimmt. Sind die Möglichkeiten zum Beispiel durch Einstellungen des Ventilelements 36 ausgeschöpft und ist eine Vergrößerung des Ventilelements 36 insgesamt ausgeschlossen, so sind nach aktuellem Stand weitere Erhöhungen der Flutenverbindungfläche nicht mehr erreichbar. Somit kann ein Ziel sein, die Flutenverbindungscharakteristik auf andere Weise und dabei durch beispielsweise ein zusätzliches Merkmal weiter der Zielkurve anzunähern. Es sollte dabei ausgeschlossen werden, dass das zusätzliche Merkmal einen Einfluss auf die Flutenverbindungscharakteristik bei geschlossenem Ventilelement 36, das heißt in der Schließstellung hat. Simulationen haben gezeigt, dass trotz einer aufwändigen und komplexen, insbesondere außenumfangsseitigen Geometrie und somit Kontur des Ventilelements 36 ohne den Strömungskanal 44 zwar eine recht starke beziehungswiese umfangreichen Flutenverbindung realisiert werden kann, jedoch kann gegebenenfalls nicht der gesamte, in der jeweiligen Offenstellung durch das Ventilelement 36 freigegebene Teilbereich der Durchströmöffnung 34 zur fluidischen Verbindung der Fluten 14 und 16 genutzt werden. Dies kann auf die insbesondere bei einer kleinen Baugröße des Abgasturboladers nicht ideale Strömungsführung hin zum Ventilelement 36 zurückgeführt werden.
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Durch Versehen des Ventilelements 36 mit dem zumindest oder genau einen Strömungskanal 44 konnte eine zumindest nahezu punktuelle Optimierung der Flutenverbindung erreicht werden. Durch Versehen des Ventilelements 36 mit dem Strömungskanal 44 wird dem Abgas beziehungsweise dessen Strömung ein weiterer nutzbarer Querschnitt zur Flutenverbindung zur Verfügung gestellt, da das Abgas nun nicht mehr nur über den freigegebenen, ersten Teilbereich der Durchströmöffnung 34, sondern auch über den in der Offenstellung freigegebenen Strömungskanal 44 von einer Fluten 14 und 16 zu der jeweils anderen Flut 16 beziehungsweise 14 überströmen kann.
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Bei der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform ist beispielsweise das Ende E2 ein Austritt des Kanals, dessen Austritt beispielsweise bei der ersten Ausführungsform auf Höhe eines Trennstegs erfolgt. Hierdurch kann eine fluidische Verbindung zwischen Fluten 14 und 16 in der Schließstellung des Ventilelements 36 ausgeschlossen werden, insbesondere dadurch, dass in der Schließstellung das Ende E2 und somit der Strömungskanal 44 verschlossen, das heißt fluidisch versperrt ist, insbesondere dadurch, dass beispielsweise die axiale Stirnseite 46 und somit das Ende E2 in der Schließstellung, insbesondere direkt, an einem korrespondierenden Wandungsbereich des Turbinengehäuses 12 anliegen. Beispielsweise ist somit der, insbesondere gesamte, Austritt (Ende E2) durch den Wandungsbereich verschlossen. Es wurde gefunden, dass zudem eine lokal große Geschwindigkeit am Trennsteg beziehungsweise dadurch ein geringer statischer Druck genutzt werden kann, um einen möglichst großen Massenstrom von der aktiven Flut 14, 16 zur passiven Flut 16, 14 zu führen. Unter der aktiven Flut und der passiven Flut ist insbesondere folgendes zu verstehen: Zumindest ein erster der Brennräume, insbesondere wenigstens oder genau zwei erste der Brennräume, sind der Flut 14 zugeordnet, insbesondere fluidisch mit der Flut 14 verbunden, wobei zumindest ein zweiter der Brennräume, insbesondere wenigstens oder genau zwei zweite der Brennräume, der Flut 16 zugeordnet sind, insbesondere fluidisch mit der Flut 16 verbunden sind. Das Abgas aus den ersten Brennräumen strömt, insbesondere bezogen auf die Fluten 14 und 16 zunächst nur in die Flut 14 ein, nicht jedoch auch in die Flut 16. Das Abgas aus den zweiten Brennräumen strömt, insbesondere bezogen auf die Fluten 14 und 16, zunächst in die Flut 16 ein und nicht jedoch auch in die Flut 14 ein. In 1 ist die Flut 14 die aktive Flut, und die Flut 16 ist die passive Flut, da beispielsweise bezogen auf die ersten Brennräume und die zweiten Brennräume und nur die ersten Brennräume Abgas bereitstellen. Das Abgas aus den ersten Brennräumen strömt somit zunächst in die Flut 14 ein und dann, wenn sich das Ventilelement 36 in der Offenstellung befindet, zumindest teilweise von der Flut 14 in die Flut 16. In 2 ist die Flut 16 die aktive Flut, während die Flut 14 die passive Flut ist, denn gemäß 2 stellen bezogen auf die ersten Brennräume und die zweiten Brennräume nur die zweiten Brennräume, nicht jedoch auch die ersten Brennräume Abgas bereit, sodass das Abgas aus den zweiten Brennräumen zunächst in die Flut 16 einströmt und dann, wenn sich das Ventilelement 36 in der Offenstellung befindet, an der Stelle S zumindest teilweise aus der Flut 16 ausströmt und in die Flut 14 einströmt. Wie in 1 so veranschaulicht in 2 der Pfeil 28 das Abgas, welches zunächst in die aktive Flut einströmt und in der aktiven Flut verbleibt und mittels der aktiven Flut zu dem und in den Aufnahmebereich 22 und somit zu dem Turbinenrad 24 geführt wird. Wie in 1 so veranschaulicht in 2 der Pfeil 38 das Abgas, welches zunächst in die aktive Flut einströmt, nicht jedoch nicht in der aktiven Flut verbleibt, sondern an der Stelle S durch die zumindest teilweise freigegebene Durchströmöffnung 34 hindurchströmt und somit von der aktiven Flut in die passive Flut überströmt. Außerdem veranschaulicht in 2 wie in 1 der Pfeil 32 das den Umgehungskanal durchströmende Abgas.
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Da nun dem Abgas, insbesondere aus der aktiven Flut, nicht nur der in der jeweiligen Offenstellung freigegebene, erste Teilbereich, sondern auch der Strömungskanal 44 zur Verfügung steht, um von der aktiven Flut in die passive Flut überzuströmen, kann auch bei geringen Öffnungswinkeln ein großer Massestrom des Abgases realisiert werden, welches von der aktiven Flut in die passive Flut überströmt. Im Vergleich zu dem Ventilelement 36 ohne Strömungskanal 44 konnte eine deutliche Erhöhung von Flutenverbindungsgrößen, das heißt von von der aktiven Flut in die passive Flut überströmenden Massenströmen des Abgases festgestellt werden. Insbesondere kann durch Vorsehen des Strömungskanals 44 die Turbinenleistung bei gleicher Stellung des Ventilelements 36 erhöht werden.
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Beispielsweise ist das Ventilelement 36 an sich massiv ausgebildet und vorliegend mit dem Strömungskanal 44 versehen. Beispielsweise ist der Strömungskanal 44 durch wenigstens eine Bohrung oder durch genau eine Bohrung oder durch wenigstens oder genau zwei Bohrungen gebildet. Der Strömungskanal 44 ist ein interner Strömungskanal des Ventilelements 36, um eine besonders vorteilhafte Flutenverbindung realisieren zu können. In der Schließstellung erzeugt der Strömungskanal 44 keine fluidische Verbindung zwischen den Fluten 14 und 16. In der Offenstellung jedoch erzeugt der Strömungskanal 44 eine zusätzlich zu dem freigebenden, ersten Teilbereich vorgesehene, fluidische Verbindung zwischen den Fluten 14 und 16 und somit einen zusätzlichen, auch als Flutenverbindungsmassenstrom bezeichneten Massenstrom des von der aktiven Flut in die passive Flut überströmenden Abgases, wobei dieser zusätzliche Flutenverbindungsmassenstrom zusätzlich zu einem den freigebenden, ersten Teilbereich durchströmenden Massenstrom des Abgases erfolgt. Der zusätzliche Strömungskanal 44 kann durch eine einzige oder durch mehrere, sich treffende und somit fluidisch miteinander verbundene Bohrungen gebildet sein. Selbstverständlich ist es denkbar, dass das Ventilelement 36 mehrere, in dem Ventilelement 36 fluidisch voneinander getrennte Strömungskanäle wie den Strömungskanal 44 aufweist. Der Strömungskanal 44 kann insbesondere hinsichtlich seines Radius oder seiner Radien und/oder hinsichtlich seiner Verrundung oder Verrundungen strömungsgünstig gestaltet sein.
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Ein beispielsweise an dem Ende E1 vorgesehener oder durch das Ende E1 gebildet Eintritt des Strömungskanals 44, über dessen Eintritt das Abgas von der jeweils aktiven Flut in den Strömungskanal 44 einströmen kann, steht bei der jeweils aktiven und somit beaufschlagten Flut und beispielsweise bei signifikant geöffnetem Ventilelement 36 und beispielsweise bei Öffnungswinkeln, welche größer als 30 Prozent des Maximalöffnungswinkel sind, direkt in dem überströmenden Abgas beziehungsweise dessen Strömung und ermöglicht somit ein direktes Einströmen des Abgases in den Strömungskanal 44. Der beispielsweise an dem Ende E2 vorgesehene und durch das Ende E2 gebildete Austritt des Strömungskanals 44 befindet sich beispielsweise an einer solchen Stelle des Ventilelements 36, wobei die Stelle bei geschlossenem Ventilelement 36, das heißt in der Schließstellung versperrt ist.
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Bei der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform endet der Strömungskanal 44 an seinem Ende E2 direkt auf einer Trennwandfläche der Flutenverbindung.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der das Ende E2 auf einer Rückseite des Ventilelements 36 angeordnet ist, dessen Rückseite in der Schließstellung direkt an einer auch als Wandungsbereich bezeichneten Wandung anliegt, die beispielsweise durch ein Gehäuse gebildet ist, in welchem das Ventilelement 36 angeordnet ist. Bei dem Gehäuse handelt es sich beispielsweise um das Turbinengehäuse 12 oder aber um ein separat von dem Turbinengehäuse 12 ausgebildetes und mit dem Turbinengehäuse 12 verbundenes, weiteres Gehäuse.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Turbine
- 12
- Turbinengehäuse
- 14
- Flut
- 16
- Flut
- 18
- Ausströmöffnung
- 20
- Ausströmöffnung
- 22
- Aufnahmebereich
- 24
- Turbinenrad
- 26
- Trennwand
- 28
- Pfeil
- 30
- Pfeil
- 32
- Pfeil
- 34
- Durchströmöffnung
- 36
- Ventilelement
- 38
- Pfeil
- 40
- Aktor
- 42
- Pfeil
- 44
- Strömungskanal
- 46
- Stirnseite
- E1
- erstes Ende
- E2
- zweites Ende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013002894 B4 [0002]
