DE10344815A1 - Turbolader - Google Patents

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DE10344815A1
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valve
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exhaust gas
rotation
region
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Withdrawn
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DE10344815A
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English (en)
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Takashi Kariya Sakumoto
Kazunari Chiryu Adachi
Shigehiro Toyota Tamura
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

Ein Turbolader enthält eine Welle (13), einen Turbinenrotor (22), ein Turbinengehäuse (21), das einen Abgaseinlass (21), einen Abgasauslass (21b) und einen Spiralbereich (24, 25) aufweist, einen Kompressorrotor (32) und ein Stromventil (26) zum Kontrollieren einer Abgasmenge, die von dem Abgaseinlass zum Abgasauslass strömt. Das Stromventil enthält einen Armbereich (26b), der integral an einem Antriebsschaft (26a) befestigt ist, der drehbar an dem Turbinengehäuse abgestützt ist, einen Ventilbereich (26e), der drehbar am Armbereich über den Schaftbereich (26c) davon abgestützt ist, um das Abgas zu kontrollieren, das in den Abgaseinlass und den Spiralbereich strömt, wobei der Ventilbereich einen Rotationsanschlag (26d) aufweist, der von dem Schaftbereich beabstandet positioniert ist, und einen Eingriffsbereich (26f), der am Armbereich ausgebildet ist und mit dem Rotationsanschlag zum Begrenzen einer Rotation des Ventilbereichs in Eingriff gelangt.

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Turbolader. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Turbolader zur Turboaufladung eines Verbrennungsmotors.
  • Ein bekannter Turbolader enthält eine Welle, einen Turbinenrotor, der an einem Ende der Welle befestigt ist, und ein Turbinengehäuse, das den Turbinenrotor aufnimmt und einen Abgaseinlass, einen Abgasauslass und einen Spiralbereich zum Verbinden des Abgaseinlasses und des Abgasauslasses über den Turbinenrotor aufweist, wobei die Querschnittsfläche des Spiralbereichs graduell abnimmt. Der bekannte Turbolader enthält auch einen Kompressorrotor, der an dem anderen Ende der Welle befestigt ist und in einem Kompressorgehäuse aufgenommen ist, und einen Überschussabsperrhahn zum Regeln einer Menge des Abgases, das in den Spiralbereich vom Abgaseinlass strömt, d.h. zum Öffnen oder Schließen eines Bypassdurchlasses, der eine Verbindung vom Abgaseinlass zum Abgasauslass herstellt. Der bekannte Turbolader steuert die Abgasmenge, die in den Spiralbereich vom Abgaseinlass des Turboladers strömt, durch den Überschussabsperrhahn, um einen Betrieb des Turboladers innerhalb eines vorgegebenen Leistungsbereichs des Motors zu begrenzen.
  • Ein derartiger Turbolader ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-044219 offenbart. Der beschriebene Turbolader enthält den Überschussabsperrhahn, der ein Ventil zum Öffnen oder Schließen des Bypassdurchlasses und einen Hebel (Arm) zum Betätigen des Ventils aufweist. Der Überschussabsperrhahn wird montiert, indem ein Schaftbereich des Ventils, der als Rotationszentrum des Überschussabsperrhahns dient, in eine Bohrung eingesetzt wird, wie z.B. eine längliche Bohrung, die Rotationsanschlagflächen aufweist, die auf dem Hebel geformt sind, wobei ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Schaftbereich und der Bohrung bleibt, und indem ein vorderer Endbereich des Schaftbereichs mit einem Befestigungselement, wie z.B. einer Mutter, befestigt wird.
  • Zusätzlich wird gemäß einem anderen bekannten Turbolader, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 07-19065 beschrieben ist, der Überschussabsperrhahn montiert, indem der Schaftbereich des Ventils, der als Rotationszentrum des Überschussabsperrhahns dient, in die auf dem Hebel (Arm) ausgebildete Bohrung eingesetzt wird, ein Kanal an einem Öffnungsbereich der Bohrung vorgesehen wird, der eine Rotationsanschlagfläche aufweist, und eine Rotationsanschlagsunterlegscheibe, die eine Fläche in Kontakt mit der Rotationsanschlagfläche des Kanals besitzt, mit dem Kanal in Eingriff gebracht wird, um die Unterlegscheibe an dem Schaftbereich zu befestigen.
  • Beim Steuern der Abgasmenge, die vom Abgaseinlass in den Spiralbereich strömt, d.h. beim Schließen des Bypassdurchlasses, der zwischen dem Abgaseinlass und dem Abgasauslass eine Verbindung herstellt, mittels des in den jeweiligen oben beschriebenen Turboladern eingesetzten Überschussabsperrhahns, der eine im Wesentlichen längliche abgerundete Gestalt (d.h. eine andere Gestalt als eine perfekt runde Gestalt) aufweist, wird eine Begrenzung für die Ventilrotation oder eine Zunahme der entsprechenden Dichtflächen des Ventils und des Turbinengehäuses erforderlich, um die ausreichende Abdichtbarkeit des Ventils zu erreichen.
  • Wenn die Ventilrotation durch einen Rotationsanschlagmechanismus begrenzt wird, der angrenzend an ein Rotationszentrum des Ventils vorgesehen ist, wie bei den jeweiligen Strukturen der beschrieben Turbolader, muss jedoch der Zwischenraum, der in dem Rotationsanschlagsmechanismus vorgesehen ist (d.h. der Zwischenraum zwischen der Bohrung, die die Anschlagflächen besitzt, und dem Wellenbereich des Ventils, oder dem Kanal, der die Rotationsanschlagfläche besitzt, und der Rotationsanschlagunterlegscheibe) äußerst klein sein. Daher müssen die Genauigkeit von jedem Bauteil und die Montagephase streng kontrolliert werden. Zusätzlich kann aufgrund eines Abnutzens des Rotationsanschlagsmechanismus die Phasenänderungsmenge in der Rotationsrichtung des Ventils zunehmen.
  • Wenn die jeweiligen Dichtflächen des Ventils und des Turbinengehäuses als große Bauteile vorgesehen sind, nimmt ferner die Außenabmessung des Turboladers insgesamt aufgrund des vergrößerten Ventils und Turbinengehäuses zu. Folglich können Probleme, wie eine Beeinträchtigung der Montagefähigkeit und eine Gewichtszunahme des Turboladers auftreten. Da das Ventil unter Bedingungen mit beträchtlicher Vibration eingesetzt wird, kann die Gewichtszunahme des Turboladers aufgrund von dessen erhöhter Größe eine merkliche Abnahme der Zuverlässigkeit hervorrufen.
  • Somit besteht die Notwendigkeit für einen Turbolader für einen Verbrennungsmotor, der eine ausreichende Abdichtbarkeit des Ventils bei einfacher Herstellung und Montage und geringem Gewicht des Turboladers erzielen kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Turbolader eine Welle, einen Turbinenrotor, der an einem ersten Ende der Welle befestigt ist, und ein Turbinengehäuse, das den Turbinenrotor aufnimmt und einen Abgaseinlass, einen Abgasauslass und einen Spiralbereich zum Verbinden des Abgaseinlasses und des Abgasauslasses über den Turbinenrotor aufweist, wobei der Querschnitt des Spiralbereichs graduell abnimmt. Der Turbolader enthält auch einen Kompressorrotor, der an einem zweiten Ende der Welle befestigt ist und in einem Kompressorgehäuse aufgenommen ist, und ein Stromventil zum Steuern einer Abgasmenge, die von dem Abgaseinlass zum Abgasauslass strömt. Das Stromventil enthält einen Armbereich, der integral an einem Antriebsschaft befestigt ist, der drehbar am Turbinengehäuse abgestützt ist, einen Ventilbereich, der drehbar am Armbereich über einen Schaftbereich davon abgestützt ist, um das Abgas, das in den Abgaseinlass und den Spiralbereich strömt, zu kontrollieren, wobei der Ventilbereich einen Rotationsanschlag aufweist, der beabstandet von dem Schaftbereich positioniert ist, und einen Eingriffsbereich, der an dem Armbereich ausgebildet ist und mit dem Rotationsanschlag in Eingriff ist, um eine Rotation des Ventilbereichs zu begrenzen.
  • Gemäß der oben beschrieben Erfindung wird die Rotation des Stromventils durch den Eingriff zwischen dem Rotationsanschlag, der beabstandet von dem Schaftbereich als Rotationszentrum des Stromventils positioniert ist, und dem Eingriffsbereich, der am Armbereich ausgebildet ist, begrenzt. Somit muss ein Zwischenraum zwischen dem Rotationsanschlag und dem Eingriffsbereich nicht extrem klein sein. Die Phasenänderungsmenge in der Rotationsrichtung des Stromventils kann dennoch verringert werden. Zusätzlich muss eine Dichtfläche des Stromventils nicht vergrößert werden. Folglich kann ein leichtgewichtiger Turbolader mit einfacher Herstellung und Montage erzielt werden, wobei eine ausreichende Abdichtbarkeit des Stromventils beibehalten wird.
  • Die vorstehenden Merkmale und zusätzliche Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, die in Bezug auf die beigefügten Zeichnungsdarstellungen zu betrachten ist, in denen gleiche Referenzziffern entsprechende Elemente bezeichnen und wobei:
  • 1 eine Querschnittsansicht in einer Axialrichtung eins Turboladers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Vorderansicht eines Turbinenbereichs entlang einer Linie II-II aus 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 eine Vorderansicht eines Stromventils betrachtet von A in 1 ist, wobei jedoch ein Abdeckbereich von 1 entfernt ist;
  • 4 eine Ansicht ist, die eine Dichtfläche von 3 erklärt;
  • 5 eine Draufsicht auf das Stromventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 eine Längsquerschnittsansicht des Stromventils entlang einer Linie VI-VI aus 5 ist;
  • 7 eine Draufsicht auf ein Stromventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 8 eine Längsquerschnittsansicht des Stromventils entlang einer Linie VII-VII aus 7 ist;
  • 9 eine Draufsicht auf ein Stromventil gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 10 eine Längsquerschnittsansicht des Stromventils entlang einer Linie X-X aus 9 ist.
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Verweis auf 1 bis 6 beschrieben. 1 und 2 zeigen einen Turbolader 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Turbolader 1 enthält einen Turbinenbereich 20 und einen Kompressorbereich 30, die miteinander über einen Lagerbereich 10 verbunden sind.
  • Der Lagerbereich 10 enthält ein Lagergehäuse 11 und eine Welle 13, die drehbar in dem Lagergehäuse 11 über ein Lager 12 abgestützt ist. Jeder Endbereich der Welle 13 steht aus dem Lagergehäuse 11 vor. Ein erster Endbereich der Welle 13 ist in einem Turbinengehäuse 21 positioniert, das den Turbinenbereich 20 bildet, während ein zweiter Endbereich der Welle 13 in einem Kompressorgehäuse 31 positioniert ist, das den Kompressorbereich 30 bildet. Ein Turbinenrotor 22, der den Turbinenbereich 20 bildet, ist an dem ersten Drehbereich der Welle 13 befestigt und zusammen mit diesem drehbar, während ein Kompressorrotor 32, der den Kompressorbereich 30 bildet, an dem zweiten Endbereich der Welle 13 befestigt ist und zusammen mit diesem drehbar ist.
  • Der Turbinenbereich 20 enthält das Turbinengehäuse 21 und den Turbinenrotor 22, der innerhalb des Turbinengehäuses 21 vorgesehen ist. Das Turbinengehäuse 21 ist an einem ersten Ende des Lagergehäuses 11 des Lagerbereichs 10 angebracht. Der Turbinenrotor 22 ist an dem sich durch das erste Ende des Lagergehäuses 11 erstreckenden ersten Endbereich der Welle 13 befestigt und integral damit drehbar, und ist in einem Abgasdurchlass positioniert, der innerhalb des Turbinengehäuses 21 geformt ist.
  • Das Turbinengehäuse 21 enthält einen Abgaseinlass 21a und einen Abgasauslass 21b. Der Abgasdurchlass ist zwischen dem Abgaseinlass 21a und dem Abgasauslass 21b geformt. Eine Trennwand 23 ist stromaufwärts des Turbinenrotors 22 in dem Abgasdurchlass vorgesehen. Die Trennwand 23 teilt einen Bereich der stromaufwärtigen Seite des Turbinenrotors 22 in einen internen Spiralbereich 24 und einen externen Spiralbereich 25. Mehrere Verbindungsbohrungen 28 sind auf der Trennwand 23 in Richtung auf die stromabwärtige Seite geformt. Die Verbindungsbohrungen 28 sind derart ausgebildet, dass sie eine mäßige Neigung auf der stromaufwärtigen Seite und eine starke Neigung auf der stromabwärtigen Seite besitzen. Die Verbindungsbohrungen 28 sind auf eine Wellenmitte des Turbinenrotors 22 mit einem vorgegebenen Neigungswinkel gerichtet.
  • Ein Stromventil 26 ist auf einer Seite des Abgaseinlasses 21a des Turbinengehäuses 21 in dem Turbinenbereich 20 angeordnet. Das Stromventil 26 kontrolliert einen Öffnungswinkel eines Einströmungsöffnungsbereichs 25a des externen Spiralbereichs 25 und sitzt auf einem Ventilsitzbereich, der an einem Endbereich der Trennwand 23 ausgebildet ist. In dem beschriebenen Zustand schließt das Stromventil 26 die den Einströmungsöffnungsbereich 25a des externen Spiralbereichs 25 und kontrolliert dessen Öffnen und Schließen durch ein Betätigungsmittel (nicht gezeigt) in Abhängigkeit von einem Motorzustand.
  • 3 bis 6 zeigen das Stromventil 26. Das Stromventil 26 enthält einen ersten Arm 26b, ein erstes Vene und einen ersten Eingriffsbereich 26f. Der erste Arm 26b ist integral an einem ersten Antriebsschaft 26a befestigt, der drehbar am Turbinengehäuse 21 abgestützt ist. Das erste Ventil 26e ist drehbar am ersten Arm 26b über einen ersten Schaftbereich 26c davon abgestützt, um eine Verbindung zwischen dem Abgaseinlass 21a und dem externen Spiralbereich 25 herzustellen oder zu unterbrechen. Das bedeutet, das erste Ventil 26e öffnet oder schließt den Einströmungsöffnungsbereich 25a. Zusätzlich enthält das erste Ventil 26e einen ersten Rotationsanschlag 26d, der in einer Position beabstandet zu dem ersten Schaftbereich 26c ausgebildet ist. Der erste Eingriffsbereich 26f ist am ersten Arm 26b geformt und in Eingriff mit dem ersten Rotationsanschlag 26d zum Begrenzen der Rotation des ersten Ventils 26e. Der erste Rotationsanschlag 26d wird durch zwei längs verlaufende Rippen gebildet, zwischen denen der erste Eingriffsbereich 26f, d.h. Seitenflächen des ersten Arms 26b, die einander gegenüberstehen, in Eingriff gelangt, wodurch die Rotation des ersten Ventils 26e eingeschränkt wird. Die Rotation des Stromventils 26 wird durch den Eingriff zwischen dem ersten Rotationsanschlag 26d des ersten Ventils 26e, der vom ersten Schaftbereich 26c als Rotationszentrum des Stromventils 26 beabstandet positioniert ist, und dem ersten Eingriffsbereich 26f, der am ersten Arm 26b gebildet ist, begrenzt. Daher muss ein Zwischenraum zwischen dem ersten Rotationsanschlag 26d und dem ersten Eingriffsbereich 26f nicht extrem klein sein und dennoch kann die Phasenänderungsmenge in der Rotationsrichtung des Stromventils 26 verringert werden. Ferner muss die Dichtfläche des Stromventils 26 nicht vergrößert werden.
  • Der Kompressorbereich 30 enthält das Kompressorgehäuse 31 und den Kompressorrotor 32, der innerhalb des Kompressorgehäuses 31 vorgesehen ist. Das Kompressorgehäuse 31 ist an einer zweiten Seite des Lagergehäuses 11, das den Lagerbereich 10 bildet, befestigt. Der Kompressorrotor 32 ist integral an dem zweiten Endbereich der Welle 13 drehbar befestigt, der sich durch die zweite Seite des Lagergehäuses 11 erstreckt, und ist in einem Lufteinlassdurchlass positioniert, der innerhalb des Kompressorgehäuses 31 geformt ist.
  • Das Kompressorgehäuse 31 enthält einen Kompressoreinlass 31a und einen Kompressorauslass 31b. Ein im wesentlichen ringförmiger Spiralbereich 33 ist zwischen dem Kompressoreinlass 31a und dem Kompressorauslass 31b entlang eines Außenumfangs des Kompressorgehäuses 31 geformt. Der Spiralbereich 33 dient als Lufteinlassdurchlass. Der Spiralbereich 33 ist derart geformt, dass er sich graduell von einer Seite angrenzend an den Kompressorauslass 31b zu einer Seite des Kompressoreinlasses 31a verengt.
  • Die Arbeitsweise des Turboladers 1 wird im Folgenden erklärt.
  • Der Turbolader 1 wird durch Einführen des Abgases vom Motor in den Abgasdurchlass über den Abgaseinlass 21a des Turbinengehäuses 21 des Turbinenbereichs 20 betrieben. Der Kompressorbereich 30 erzeugt einen vorgegebenen Turboladungsdruck, der einem Motoreinlass (nicht gezeigt) zuzuführen ist.
  • In einem Niedergeschwindigkeitsbereich des Motors, in dem die Abgasmenge klein ist, wird der Einströmungsöffnungsbereich 25a des externen Spiralbereichs 25 durch das Stromventil 26 geschlossen, und somit strömt das Abgas, das durch den Abgaseinlass 21 des Turbinengehäuses 21 strömt, in den internen Spiralbereich 24. Das in den internen Spiralbereich 24 strömende Abgas gelangt in Berührung mit dem Turbinenrotor 22 aus einer zu diesem tangentialen Richtung, wodurch der Turbinenrotor 22 effektiv gedreht wird. Das Abgas wird dann an eine Abgasleitung über den Abgasauslass 21b abgegeben.
  • Dabei wird die Welle 13 aufgrund der Rotation des Turbinenrotors 22 gedreht, um dadurch den Kompressorrotor 32 zu drehen. Umgebungsluft wird in den Kompressorbereich 30 über den Kompressorbereich 31a des Kompressorgehäuses 31 gebracht. Die Umgebungsluft wird auf einen vorgegebenen Turboladungsdruck durch den Kompressorrotor 32 komprimiert und in den Motoreinlass als Einlassluft mit hoher Dichte über den Kompressorauslass 31b gebracht.
  • Entsprechend dient der Turbolader 1 als Turbolader mit kleinem Volumen, mit einem Volumen des internen Spiralbereichs 24, das den Turbinenrotor 22 mit der geringen Abgasmenge effektiv drehen kann.
  • In einem mittleren Geschwindigkeitsubereich und einem Hochgeschwindigkeitsbereich des Motors hingegen, in dem die Abgasmenge groß ist, ist durch den Betrieb des Stromventils 26 als Antwort auf den Motorzustand der Einströmungsöffnungsbereich 25a des externen Spiralbereichs 25 offen. Das durch den Abgaseinlass 21a des Turbinengehäuses 21 strömende Abgas gelangt sowohl in den internen Spiralbereich 24 als auch in den externen Spiralbereich 25. Das in den internen Spiralbereich 24 gelangende Abgas dreht den Turbinenrotor 22 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben und wird an die Abgasleitung über den Abgasauslass 21b abgegeben.
  • Das in den externen Spiralbereich 25 gelangende Abgas strömt in den internen Spiralbereich 24 über die Verbindungsbohrungen 28 der Trennwand 23. Dabei entspricht die Luftströmungsrichtung des Abgases einer Richtung entlang einer Ausrichtung von jeder Verbindungsbohrung 28, d.h. einer Richtung auf die Wellenmitte des Turbinenrotors 22 zu. Die Strömung des in dem internen Spiralbereich 24 strömenden Abgases, das mit dem Turbinenrotor 22 aus der zu diesem tangentialen Richtung wie oben beschrieben in Kontakt gelangt, wird in Richtung auf die Rotationsmitte des Turbinenrotors 22 durch die Strömung des Abgases, das von dem externen Spiralbereich 25 in den internen Spiralbereich 24 strömt, umgelenkt. Ferner nimmt die Geschwindigkeit der Strömung des Abgases, das mit dem Turbinenrotor 22 in Kontakt gelangt, ab. Somit wird die Rotation des Turbinenrotors 22 begrenzt, um dadurch eine unnötige Rotation des Kompressorrotors 32 zu verhindern. Zusätzlich kann der vorgegebene Turboladungsdruck im mittleren Geschwindigkeitsbereich und Hochgeschwindigkeitsbereich des Motors, in denen die Abgasmenge groß ist, erreicht werden.
  • 7 und 8 zeigen ein Stromventil 226 des Turboladers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich nur die Struktur des Stromventils 226 von derjenigen der ersten Ausführungsform und somit wird eine Erklärung der gleichen Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform weggelassen.
  • Das Stromventil 226 enthält einen ersten Arm 226b, ein erstes Ventil 226e und einen ersten Eingriffsbereich 226f. Der erste Arm 226b ist integral an einem ersten Antriebsschaft 226a befestigt, der drehbar am Turbinengehäuse 21 abgestützt ist. Das erste Ventil 226e wird drehbar am ersten Arm 226b über einen ersten Schaftbereich 226c davon abgestützt, um eine Verbindung zwischen dem Abgaseinlass 21a und dem externen Spiralbereich 25 zu ermöglichen oder zu unterbinden. Das bedeutet, dass das erste Ventil 226e den Einströmungsöffnungsbereich 25a öffnet oder schließt. Zusätzlich enthält das erste Ventil 226e einen ersten Rotationsanschlag 226d, der in einer Position beabstandet zu dem ersten Schaftbereich 226c ausgebildet ist. Der erste Eingriffsbereich 226f ist an dem ersten Arm 226b geformt und ist mit dem ersten Rotationsanschlag 226d in Eingriff, um die Rotation des ersten Ventils 226e zu begrenzen. Der erste Rotationsanschlag 226d ist auf der Seite des ersten Antriebsschafts 226a des ersten Ventils 226e geformt und weist einen konvexen Bereich auf, dessen Außenumfang mit einem konkaven Bereich des ersten Eingriffsbereichs 226f in Eingriff gelangt, der in einer Position des ersten Arms 226b gerichtet auf den ersten Rotationsanschlag 226d vorgesehen ist, wodurch die Rotation des ersten Ventils 226e begrenzt wird. Da die Rotation des Stromventils 226 durch den Eingriff zwischen dem ersten Rotationsanschlag 226d, der entfernt von dem ersten Schaftbereich 226c als Rotationszentrum des Stromventils 226 positioniert ist, und dem ersten Eingriffsbereich 226f, der am ersten Arm 226b ausgebildet ist, begrenzt wird, muss ein Zwischenraum zwischen dem ersten Rotationsanschlag 226d und dem ersten Eingriffsbereich 226f nicht extrem klein sein. Die Phasenänderungsmenge in der Rotationsrichtung des Stromventils 226 kann dennoch verringert werden. Die Dichtfläche des Stromventils 226 muss nicht erhöht werden.
  • 9 und 10 zeigen ein Stromventil 326 des Turboladers 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der dritten Ausführungsform unterscheidet sich nur eine Struktur des Stromventils 326 von demjenigen der ersten Ausführungsform. Die Erklärung der gleichen Struktur wie bei der ersten Ausführungsform wird weggelassen.
  • Das Stromventil 326 enthält einen ersten Arm 326b, ein erstes Ventil 326e und einen ersten Eingriffsbereich 326f. Der erste Arm 326b ist integral an einem ersten Antriebschaft 326a befestigt, der drehbar am Turbinengehäuse 21 abgestützt ist. Das erste Ventil 326e ist drehbar am ersten Arm 326b über einen ersten Schaftbereich 326c davon abgestützt, um eine Verbindung zwischen dem Abgaseinlass 21a und dem externen Spiralbereich 25 herzustellen oder zu verhindern. Das bedeutet, dass das erste Ventil 326e den Einströmungsöffnungsbereich 25a öffnet oder schließt. Zusätzlich enthält das erste Ventil 326e einen ersten Rotationsanschlag 326d, der in einer Position beabstandet zu dem ersten Schaftbereich 326c geformt ist. Der erste Eingriffsbereich 326f ist am ersten Arm 326b geformt und ist in Eingriff mit dem ersten Rotationsanschlag 326d zum Begrenzen der Rotation des ersten Ventils 326e. Der erste Rotationsanschlag 326d ist auf der Seite des ersten Antriebsschafts 326a des ersten Ventils 326e geformt und weist zwei konvexe Bereich auf, zwischen denen der erste Eingriffsbereich 326f, d.h. Seitenflächen des ersten Arms 326b, die einander gegenüberstehen, in Eingriff gelangt, wodurch die Rotation des ersten Ventils 226e begrenzt wird. Da die Rotation des Stromventils 326 durch den Eingriff zwischen dem ersten Rotationsanschlag 326d, der beabstandet zu dem ersten Schaftbereich 326c als Rotationszentrum des Stromventils 326 positioniert ist, und dem ersten Eingriffsbereich 326f, der am ersten Arm 326b ausgebildet ist, begrenzt wird, muss ein Zwischenraum zwischen dem ersten Rotationsanschlag 326d und dem ersten Eingriffsbereich 326f nicht äußerst klein sein. Die Phasenänderungsmenge in der Rotationsrichtung des Stromventils 326 kann dennoch reduziert werden. Die Dichtfläche des Stromventils 326 muss nicht vergrößert werden.
  • Die Stromventile 26, 226 und 326 gemäß der vorliegenden Erfindung können in einem Überschussabsperrhahn 27 zum Öffnen oder Schließen eines Bypassdurchlasses 21c, der eine Verbindung zwischen dem Abgaseinlass 21a und dem Abgasauslass 21b des Turboladers 1 herstellt, eingesetzt werden. Das bedeutet, das Überschussabsperrventil 27 enthält einen zweiten Arm 27b, ein zweites Ventil 27e und einen zweiten Eingriffsbereich (nicht gezeigt). Der zweite Arm 27b ist integral an einer zweiten Antriebswelle 27a befestigt, die drehbar am Turbinengehäuse 21 abgestützt ist. Das zweite Ventil 27e ist drehbar am zweiten Arm 27b über einen zweiten Schaftbereich 27c abgestützt, um den Bypassdurchlass 21c zu öffnen oder zu schließen, der den Abgaseinlass 21a und den Abgasauslass 21b verbindet. Ein zweiter Rotationsanschlag (nicht dargestellt) kann am zweiten Arm 27b ausgebildet sein, und ein zweiter Eingriffsbereich (nicht dargestellt) kann am zweiten Ventil 27e ausgebildet sein. Die Rotation des Überschussabsperrhahns 27 wird durch den Eingriff zwischen dem zweiten Rotationsanschlag des zweiten Ventils 27e, der beabstandet von dem zweiten Schaftbereich 27c als Rotationszentrum des Überschussabsperrhahns 27 positioniert ist, und dem zweiten Eingriffsbereich, der am zweiten Arm 27b ausgebildet ist, begrenzt. Daher muss ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Rotationsanschlag und dem zweiten Eingriffsbereich nicht extrem klein sein. Die Phasenänderungsmenge in der Rotationsrichtung als Überschussabsperrhahn 27 kann dennoch verringert werden. Die Dichtfläche des Überschussabsperrhahns 27 muss ebenfalls nicht vergrößert werden.
  • Die Prinzipien, bevorzugte Ausführungsformen und Arbeitsweisen der vorliegenden Erfindung wurden in der vorhergehenden Beschreibung beschrieben. Die Erfindung, die geschützt werden soll, soll jedoch nicht als auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen begrenzt angesehen werden. Ferner sollen die hier beschrieben Ausführungsformen eher als veranschaulichend denn als einschränkend angesehen werden. Variationen und Änderungen können durch andere vorgenommen und Äquivalente eingesetzt werden, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Entsprechend wird ausdrücklich beabsichtigt, dass alle solche Variationen, Änderungen und Äquivalente, die in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, wie er in den Ansprüchen definiert ist, dadurch umfasst sein sollen.
  • Es wird explizit festgehalten, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung, unabhängig von den Zusammensetzungen der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen, als getrennt und unabhängig voneinander offenbart angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Zahlenbereiche oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder jede Zwischengruppe bezüglich der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie bezüglich des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren.

Claims (9)

  1. Turbolader, enthaltend eine Welle (13), einen Turbinenrotor (22), der an einem ersten Ende der Welle befestigt ist, ein Turbinengehäuse (21), das den Turbinenrotor aufnimmt und einen Abgaseinlass (21a), einen Abgasauslass (21b) und einen Spiralbereich (24, 25) zum Verbinden des Abgaseinlasses und des Abgasauslasses über den Turbinenrotor aufweist, wobei der Querschnitt des Spiralbereichs graduell abnimmt, einen Kompressorrotor (32), der an einem zweiten Ende der Welle befestigt ist und in einem Kompressorgehäuse (31) aufgenommen ist, und ein Stromventil (26) zum Kontrollieren einer Abgasmenge, die von dem Abgaseinlass zu dem Abgasauslass strömt, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromventil einen Armbereich (26b) enthält, der integral an einem Antriebsschaft (26a) befestigt ist, der drehbar an dem Turbinengehäuse abgestützt ist, einen Ventilbereich (26e) der drehbar an dem Armbereich über den Schaftbereich (26c) davon abgestützt ist, um das Abgas, das in den Abgaseinlass und den Spiralbereich strömt, zu kontrollieren, wobei der Ventilbereich einen Rotationsanschlag (26d), der beabstandet zu dem Schaftbereich positioniert ist, und einen Eingriffsbereich (26f) aufweist, der an dem Armbereich ausgebildet ist und in Eingriff mit dem Rotationsanschlag zum Einschränken einer Rotation des Ventilbereichs gelangt.
  2. Turbolader nach Anspruch 1, weiter enthaltend: eine Trennwand (23), die den Spiralbereich in einen internen Spiralbereich (24) und einen externen Spiralbereich (25) teilt und mehrere Verbindungsbohrungen (28) aufweist, die in Richtung auf ein Wellenzentrum des Turbinenrotors mit einem vorgegeben Neigungswinkel gerichtet sind.
  3. Turbolader nach Anspruch 2, wobei das Stromventil auf der Abgaseinlassseite des Turbinengehäuses vorgesehen ist, um einen Öffnungswinkel eines Einströmungsöffnungsbereichs (25a) zu kontrollieren, der auf dem externen Spiralbereich vorgesehen ist.
  4. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rotationsanschlag zwei längs verlaufende Rippen enthält, zwischen denen der Eingriffsbereich in Eingriff gelangt, um dadurch die Rotation des Ventilbereichs zu begrenzen.
  5. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Eingriffsbereich Seitenflächen des Armbereichs enthält, die sich gegenüberstehen.
  6. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rotationsanschlag einen konvexen Bereich enthält, der auf der Seite der Antriebswelle des Ventilbereichs ausgebildet ist und mit dem Eingriffsbereich in Eingriff gelangt, um dadurch die Rotation des Ventilbereichs zu begrenzen.
  7. Turbolader nach Anspruch 6, wobei der Eingriffsbereich einen konkaven Bereich enthält, der in einer vorgegebenen Position des Armsbereichs vorgesehen ist, die auf dem konvexen Bereich gegenübersteht.
  8. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rotationsanschlag zwei konvexe Bereiche enthält, die auf der Seite des Antriebsschafts des Ventilbereichs ausgebildet sind und zwischen denen der Eingriffsbereich in Eingriff gelangt, um dadurch die Rotation des Ventilbereichs zu begrenzen.
  9. Turbolader nach Anspruch 8, wobei der Eingriffsbereich Seitenflächen des Armbereichs, die sich gegenüberstehen, enthält.
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