DE112020004247T5 - Turbolader - Google Patents

Turbolader Download PDF

Info

Publication number
DE112020004247T5
DE112020004247T5 DE112020004247.2T DE112020004247T DE112020004247T5 DE 112020004247 T5 DE112020004247 T5 DE 112020004247T5 DE 112020004247 T DE112020004247 T DE 112020004247T DE 112020004247 T5 DE112020004247 T5 DE 112020004247T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
center
link
turbocharger
operating mechanism
operating lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112020004247.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Kuniaki IIZUKA
Asako Yasui
Hayata Sakaida
Toshihiro Sugitani
Yuichiro Akiyama
Takehiko Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of DE112020004247T5 publication Critical patent/DE112020004247T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02B37/186Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
    • 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
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Ein Turbolader umfasst einen Betätigungsmechanismus, der einen Betätigungshebel schwenkt, um einen Ventilkörper eines Wastegateventils zu betätigen. Der Betätigungsmechanismus umfasst einen sich hin- und herbewegenden Stab eines elektrischen Aktors, ein Verbindungselement, das an dem Stab durch eine Mutter befestigt ist und sich in einer hin- und herbewegenden Weise zusammen mit dem Stab bewegt, sowie eine Koppelplatte, die an dem Verbindungselement durch einen ersten Gelenkabschnitt angekoppelt ist, der eine Drehmitte hat, die sich in einer hin- und herbewegenden Weise auf einer vorbestimmten gedachten Linie in Übereinstimmung mit der Hin- und Herbewegung des Verbindungselements bewegt, und mit dem Betätigungshebel durch einen zweiten Gelenkabschnitt angekoppelt ist, und wobei ein Abstand von einer Schwenkmitte des Betätigungshebels zu einer Drehmitte des zweiten Gelenkabschnitts kürzer ist als ein Abstand von der Schwenkmitte zu der gedachten Linie.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Turbolader.
  • Stand der Technik
  • Herkömmlicherweise ist ein in Patentliteratur 1 beschriebener nachfolgender Turbolader bekannt. Um einen Druck einer Luft zu steuern, die einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, umfasst der Turbolader einen Umgehungsströmungspfad, der einen Abgaseinlass und einen Abgasauslass einer Turbine unmittelbar verbindet, sowie ein Wastegateventil, das den Umgehungsströmungspfad öffnet und schließt. Wenn der Druck der Luft, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird, einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das Wastegateventil geöffnet, sodass ein Teil eines Abgases, das der Turbine zugeführt wird, durch den Umgehungsströmungspfad ausgestoßen wird. Der Turbolader umfasst einen Betätigungsmechanismus zum Öffnen und Schließen des Wastegateventils. Bei dem Betätigungsmechanismus, wenn sich ein Stab eines Aktors vorwärts und rückwärts bewegt, schwenkt ein Hebel, der an der Spitze des Stabes angelenkt ist, und dreht sich eine Drehwelle eines Ventilkörpers, sodass das Wastegateventil geöffnet und geschlossen wird.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentlite ratu r
    • Patentliteratur 1: japanisches Patent Nr. 5845650
    • Patentliteratur 2: japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2003-148155
    • Patentliteratur 3: japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2012-132554
    • Patentliteratur 4: japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2013-210101
  • Zusammenfassung
  • Technische Aufgabe
  • Bei dem Wastegateventil nimmt der Ventilkörper eine Fluidkraft des Abgases auf, und wobei eine Kraft, die durch die Fluidkraft bewirkt wird, auf den Hebel und Stab des Betätigungsmechanismus wirkt. Wie in dem Fall des Wastegateventils gibt es, wenn eine Kraft wiederholt auf den Betätigungsmechanismus wirkt, der den bewegbaren Teil des Turboladers betätigt, eine Gefahr, dass ein Befestigungsabschnitt, an dem der Betätigungsmechanismus montiert ist, gelockert oder verlagert werden kann. Dann gibt es eine Gefahr, dass die Betätigungssteuerung aufgrund des Lockerns oder Verlagerns des Befestigungsabschnitts instabil wird. Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme, beschreibt die vorliegende Offenbarung einen Turbolader, der die Stabilität einer Betätigungssteuerung eines bewegbaren Teils sicherstellt.
  • Lösung der Aufgabe
  • Ein Turbolader gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Betätigungsmechanismus, der einen Betätigungshebel schwenkt, um einen bewegbaren Teil zu betätigen, indem er eine vorbestimmte Antriebskraft aufnimmt, wobei der Betätigungsmechanismus ein Antriebselement, das sich in einer hin- und herbewegbaren Weise durch die Antriebskraft bewegt, ein Verbindungselement, das an dem Antriebselement durch ein Befestigungselement befestigt ist und sich in einer hin- und herbewegbaren Weise zusammen mit dem Antriebselement bewegt, sowie eine Koppelplatte umfasst, die an dem Verbindungselement durch einen ersten Gelenkabschnitt angekoppelt ist und an dem Betätigungshebel durch einen zweiten Gelenkabschnitt angekoppelt ist, wobei sich eine Drehmitte des ersten Gelenkabschnitts auf einer vorbestimmten gedachten Linie in einer hin- und herbewegbaren Weise in Übereinstimmung mit der Hin- und Herbewegung des Verbindungselements bewegt, und wobei ein Abstand von einer Schwenkmitte des Betätigungshebels zu einer Drehmitte des zweiten Gelenkabschnitts kürzer ist als ein Abstand von der Schwenkmitte zu der gedachten Linie.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß dem Turbolader der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Stabilität einer Betätigungssteuerung eines bewegbaren Teils sicherzustellen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Schnittansicht eines Turboladers gemäß einer Ausführungsform.
    • 2 ist eine Schnittansicht, die die Umgebung eines Wastegateventils zeigt.
    • 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Betätigungsmechanismus.
    • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Befestigungszustand zwischen einem Verbindungselement und einem Stab zeigt.
    • 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Betätigungsmechanismus eines Vergleichsbeispiels.
    • 6 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen anderen Zustand des Betätigungsmechanismus des Vergleichsbeispiels zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ein Turbolader gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Betätigungsmechanismus, der einen Betätigungshebel schwenkt, um einen bewegbaren Teil aufzunehmen, indem er eine vorbestimmte Antriebskraft aufnimmt, wobei der Betätigungsmechanismus ein Antriebselement, das sich in einer hin- und herbewegbaren Weise durch die Antriebskraft bewegt, ein Verbindungselement, das an dem Antriebselement durch ein Befestigungselement befestigt ist und sich in einer hin- und herbewegbaren Weise zusammen mit dem Antriebselement bewegt, sowie eine Koppelplatte umfasst, die an dem Verbindungselement durch einen ersten Gelenkabschnitt angekoppelt ist und an dem Betätigungshebel durch einen zweiten Gelenkabschnitt angekoppelt ist, wobei sich eine Drehmitte des ersten Gelenkelements auf einer vorbestimmten gedachten Linie in einer hin- und herbewegbaren Weise in Übereinstimmung mit der Hin- und Herbewegung des Verbindungselements bewegt, und wobei ein Abstand von einer Schwenkmitte des Betätigungshebels zu einer Drehmitte des zweiten Gelenkelements kürzer ist als ein Abstand von der Schwenkmitte zu der gedachten Linie.
  • Der bewegbare Teil kann ein Teil sein, der eine Strömungsrate einer Turbine durch einen Betrieb einstellt. Der bewegbare Teil kann ein Ventilkörper eines Wastegateventils sein, das durch ein Schwenken des Betätigungshebels geöffnet und geschlossen wird. Der Turbolader der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen elektrischen Aktor umfassen, der die Antriebskraft erzeugt.
  • Ein Schwenkbereich des Betätigungshebels durch den Betätigungsmechanismus kann einen Bereich von einer Lage, in der die Drehmitte des zweiten Gelenkabschnitts auf einer senkrechten Linie angeordnet ist, die von der Schwenkmitte zu der gedachten Linie gezeichnet wird, zu einer Lage sein, in der sich die Drehmitte des zweiten Gelenkabschnitts um einen vorbestimmten Betrag in einer Richtung entgegengesetzt zu dem ersten Gelenkabschnitt bewegt.
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht eines Turboladers 1, der eine Drehachse H umfasst. Der Turbolader 1 wird beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine eines Schiffs oder eines Fahrzeugs verwendet.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Turbolader 1 eine Turbine 2 und einen Verdichter 3. Die Turbine 2 umfasst ein Turbinengehäuse 4 und ein Turbinenlaufrad 6, das in dem Turbinengehäuse 4 aufgenommen ist. Das Turbinengehäuse 4 umfasst einen Spiralströmungspfad 16, der sich in der Umfangsrichtung um das Turbinenlaufrad 6 erstreckt. Der Verdichter 3 umfasst ein Verdichtergehäuse 5 und ein Verdichterlaufrad 7, das in dem Verdichtergehäuse 5 aufgenommen ist. Das Verdichtergehäuse 5 umfasst einen Spiralströmungspfad 17, der sich in der Umfangsrichtung um das Verdichterlaufrad 7 erstreckt.
  • Das Turbinenlaufrad 6 ist an einem Ende einer Drehwelle 14 vorgesehen, und wobei das Verdichterlaufrad 7 an dem anderen Ende der Drehwelle 14 vorgesehen ist. Ein Lagergehäuse 13 ist zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Verdichtergehäuse 5 vorgesehen. Die Drehwelle 14 ist durch das Lagergehäuse 13 durch ein Lager 15 drehbar gestützt, und wobei die Drehwelle 14, das Turbinenlaufrad 6 und das Verdichterlaufrad 7 um die Drehachse H als ein einstückiger Drehkörper 12 drehen.
  • Das Turbinengehäuse 4 ist mit einem Abgaseinlass 8 und einem Abgasauslass 10 versehen. Ein Abgas, das aus einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) ausgestoßen wird, strömt in das Turbinengehäuse 4 durch den Abgaseinlass 8, strömt in das Turbinenlaufrad 6 durch den Spiralströmungspfad 16 und dreht das Turbinenlaufrad 6. Dann strömt das Abgas aus dem Turbinengehäuse 4 durch den Abgasauslass 10 aus.
  • Das Verdichtergehäuse 5 ist mit einem Einlass 9 und einem Auslass 11 versehen. Wenn das Turbinenlaufrad 6 wie vorstehend beschrieben dreht, dreht das Verdichterlaufrad 7 durch die Drehwelle 14. Das drehende Verdichterlaufrad 7 saugt Außenluft durch den Einlass 9 an. Die Luft strömt durch das Verdichterlaufrad 7 und den Spiralströmungspfad 17, um verdichtet zu werden, und wird aus dem Auslass 11 ausgestoßen. Die verdichtete Luft, die aus dem Auslass 11 ausgestoßen wird, wird der vorstehend beschriebenen Brennkraftmaschine zugeführt.
  • Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der Turbolader 1 einen Umgehungsströmungspfad 31 und ein Wastegateventil 33. Der Umgehungsströmungspfad 31 verbindet unmittelbar den Abgaseinlass 8 der Turbine 2 und den Abgasauslass 10. Das Wastegateventil 33 öffnet und schließt den Umgehungsströmungspfad 31. Indem der Öffnungsgrad des Wastegateventils 33 eingestellt wird, wird die Menge des Abgases, das die Turbine 2 umgeht, eingestellt, und wird die Strömungsrate der Turbine 2 eingestellt. Der Druck der verdichteten Luft, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wird eingestellt, indem die Strömungsrate der Turbine 2 eingestellt wird.
  • Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Turbolader 1 einen Betätigungsmechanismus 35 zum Öffnen und Schließen des Wastegateventils 33. Der Betätigungsmechanismus 35 umfasst einen elektrischen Aktor 37, ein Verbindungselement 39, eine Koppelplatte 41 sowie einen Betätigungshebel 43. Nachfolgend werden, wie in jeder der Zeichnungen gezeigt ist, die X-, Y- und Z-Richtungen, die senkrecht zueinander sind, definiert und für eine Beschreibung verwendet. Wenn die Begriffe „vorne“ und „hinten“ verwendet werden, ist die +X-Richtung vorne und ist die -X-Richtung hinten. Wenn die Begriffe „oben“ und „unten“ verwendet werden, ist die +Y-Richtung oben und ist die -Y-Richtung unten. Nachfolgend werden die Positionsbeziehung und ein Betrieb von jedem Teil des Betätigungsmechanismus 35 in einem Zustand beschrieben, in dem er auf die XY-Ebene projiziert ist.
  • Der Betätigungshebel 43 umfasst eine Drehwelle 57 eines Ventilkörpers 55 des Wastegateventils 33. Die Drehwelle 57 ist an dem oberen Endabschnitt des Betätigungshebels 43 vorgesehen und durchdringt das Turbinengehäuse 4, um mit dem Ventilkörper 55 verbunden zu sein. Der Betätigungshebel 43, die Drehwelle 57 und der Ventilkörper 55 sind in der XY-Ebene um eine Schwenkmitte 59 bezüglich dem Turbinengehäuse 4 relativ schwenkbar. Die Schwenkmitte 59 ist auch die Mitte der Drehwelle 57. Wenn der Betätigungshebel 43 um die Schwenkmitte 59 wie vorstehend beschrieben dreht, dreht der Ventilkörper 55, und wird das Wastegateventil 33 geöffnet und geschlossen.
  • Der elektrische Aktor 37 ist eine Antriebsquelle, die eine Antriebskraft zum Schwenken des Betätigungshebels 43 erzeugt. Der elektrische Aktor 37 umfasst beispielsweise einen Hauptkörperabschnitt 37a, der an dem Turbinengehäuse 4 fixiert ist, sowie einen Stab 37b (Antriebselement). Der Stab 37b erstreckt sich von dem Hauptkörperabschnitt 37a in der +X-Richtung und fährt aus und fährt ein in der +X-Richtung bezüglich dem Hauptkörperabschnitt 37a.
  • Wie in 4 gezeigt ist, ist der vordere Endabschnitt des Stabes 37b mit einem Gewinde versehen, und wobei Muttern 45 und 47 (Befestigungselemente) auf dieses geschraubt sind. Der hintere Endabschnitt des Verbindungselements 39 ist mit einem ebenen Plattenabschnitt 39a versehen, der eine ebene Plattenform hat, die senkrecht zu der X-Richtung ist. Der ebene Plattenabschnitt 39a ist mit einem Bolzenloch 39b versehen, das in der X-Richtung durchdringt. Der vordere Endabschnitt des Stabes 37b wird durch das Bolzenloch 39b des ebenen Plattenabschnitts 39a eingesetzt, während er zwischen zwei Muttern 45 und 47 in der Richtung nach vorne und nach hinten zusammengedrückt ist. Indem die Muttern 45 und 47 in diesem Zustand festgeschraubt werden, wird das Verbindungselement 39 an dem vorderen Endabschnitt des Stabes 37b befestigt und fixiert. Die Position des Verbindungselements 39 in der X-Richtung bezüglich dem Stab 37b kann eingestellt werden, indem die Schraubpositionen der Muttern 45 und 47 bezüglich dem Stab 37b eingestellt werden.
  • Wie in 3 gezeigt ist, ist der hintere Endabschnitt der Koppelplatte 41 an dem vorderen Endabschnitt des Verbindungselements 39 durch einen ersten Gelenkabschnitt 51 angekoppelt. Die Koppelplatte 41 ist in der XY-Ebene um eine Drehmitte 51a des ersten Gelenkabschnitts 51 bezüglich dem Verbindungselement 39 relativ drehbar. Der vordere Endabschnitt der Koppelplatte 41 ist an dem unteren Endabschnitt des Betätigungshebels 43 durch einen zweiten Gelenkabschnitt 52 angekoppelt. Die Koppelplatte 41 ist in der XY-Ebene um eine Drehmitte 52a des zweiten Gelenkabschnitts 52 bezüglich dem Betätigungshebel 43 relativ drehbar.
  • Bei dem Betätigungsmechanismus 35 mit der vorstehend beschriebenen Struktur wird eine elektrische Antriebsenergie dem elektrischen Aktor 37 zugeführt, sodass der Stab 37b in der X-Richtung durch die Antriebskraft des elektrischen Aktors 37 ausfährt und einfährt, sodass sich das Verbindungselement 39 in einer sich hin- und herbewegenden Weise in der X-Richtung bewegt. Dabei bewegt sich die Drehmitte 51a des ersten Gelenkabschnitts 51 in einer sich hin- und herbewegenden Weise auf der gedachten Linie L parallel zu der X-Richtung. Die gedachte Linie L ist mit der Achse des Stabes 37b fluchtend. Die Antriebskraft wird auf den zweiten Gelenkabschnitt 52 des unteren Endabschnitts des Betätigungshebels 43 über die Koppelplatte 41 durch die Hin- und Herbewegung des Verbindungselements 39 übertragen, sodass der Betätigungshebel 43 um die Schwenkmitte 59 schwenkt. Entsprechend dreht der Ventilkörper 55 so, dass das Wastegateventil 33 geöffnet und geschlossen wird.
  • Der Zustand, der durch die durchgezogene Linie in 3 angezeigt ist, zeigt einen Zustand, in dem das Wastegateventil 33 vollständig geschlossen ist (nachstehend einfach als „vollständig geschlossener Zustand“ bezeichnet). Das heißt, in dem vollständig geschlossenen Zustand ist die Drehmitte 52a auf der senkrechten Linie T angeordnet, die von der Schwenkmitte 59 zu der gedachten Linie L gezogen ist. Wenn der Stab 37b des elektrischen Aktors 37 in der +X-Richtung von der Lage des Betätigungshebels 43 ausfährt, bewegt sich die Drehmitte 52a in der +X-Richtung, und wobei der Betätigungshebel 43 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn in 3 dreht. Wie durch die Strich-Zweipunktlinie in 3 gezeigt ist, ist das Wastegateventil 33 in einem Zustand vollständig geöffnet (nachstehend einfach als „vollständig geöffneter Zustand“ bezeichnet), in dem sich die Drehmitte 52a um einen vorbestimmten Betrag in der +X-Richtung bewegt.
  • Der Schwenkbereich des Betätigungshebels 43 durch den Betätigungsmechanismus 35 ist der Bereich von einer Lage (die dem vollständig geschlossenen Zustand entspricht), in der die Drehmitte 52a auf der senkrechten Linie T angeordnet ist, die von der Schwenkmitte 59 zu der gedachten Linie L gezogen wird, zu einer Lage (die dem vollständig geöffneten Zustand entspricht), in der sich die Drehmitte 52a um einen vorbestimmten Betrag in der Richtung bewegt, die dem ersten Gelenkabschnitt 51 entgegengesetzt ist. Das heißt, der Bewegungsbereich der Drehmitte 52a durch den Betätigungsmechanismus 35 ist lediglich der Bereich der vorderen Seite der senkrechten Linie T, die von der Schwenkmitte 59 zu der gedachten Linie L gezogen wird.
  • In dem Betätigungsmechanismus 35 ist der Abstand von der Schwenkmitte 59 des Betätigungshebels 43 zu der Drehmitte 52a des zweiten Gelenkabschnitts 52 kürzer als der Abstand von der Schwenkmitte 59 zu der gedachten Linie L. Mit dieser Konfiguration bewegt sich die Drehmitte 52a nicht zu dem Bereich, der niedriger ist als die gedachte Linie L. In dem vollständig geschlossenen Zustand ist die Linie, die die Drehmitte 51a und die Drehmitte 52a verbindet, bezüglich der gedachten Linie L geneigt.
  • Der Betrieb und eine Wirkung des Turboladers 1, der den vorstehend beschriebenen Betätigungsmechanismus 35 umfasst, werden beschrieben. Zunächst wird, als ein Vergleichsbeispiel des Betätigungsmechanismus 35, ein Fall betrachtet, in dem der Abstand von der Schwenkmitte 59 des Betätigungshebels 43 zu der Drehmitte 52a des zweiten Gelenkabschnitts 52 festgelegt ist, um gleich dem Abstand von der Schwenkmitte 59 zu der gedachten Linie L zu sein. Bei dieser Festlegung ist die Linie, die die Drehmitte 51a und die Drehmitte 52a verbindet, senkrecht zu der Linie, die die Schwenkmitte 59 und die Drehmitte 52a in dem vollständig geschlossenen Zustand verbindet.
  • Allerdings kann gemäß dieser Festlegung der Zustand, der in 5 gezeigt ist, aufgrund von Faktoren wie etwa einem Fall auftreten, in dem die Größe des Betätigungshebels 43 aufgrund der Toleranz der Teile geringfügig größer ist. Nachfolgend wird der Betätigungsmechanismus in dem in 5 gezeigten Zustand als ein Vergleichsbetätigungsmechanismus 135 bezeichnet. Bei dem Vergleichsbetätigungsmechanismus 135 ist der Abstand von der Schwenkmitte 59 des Betätigungshebels 43 zu der Drehmitte 52a des zweiten Gelenkabschnitts 52 größer als der Abstand von der Schwenkmitte 59 zu der gedachten Linie L. Die Drehmitte 52a ist unter der gedachten Linie L in dem vollständig geschlossenen Zustand angeordnet, wie in 5 gezeigt ist, jedoch ist die Drehmitte 52a über der gedachten Linie L in dem vollständig geöffneten Zustand angeordnet, wie in 6 gezeigt ist. Das heißt, die Drehmitte 52a des Vergleichsbetätigungsmechanismus 135 bewegt sich über oder unter der gedachten Linie L durch den Öffnungs- und Schließbetrieb des Wastegateventils 33.
  • Im Übrigen nimmt der Ventilkörper 55 des Wastegateventils 33 die Fluidkraft des Abgases auf. Die Fluidkraft ist eine Kraft zum Drehen des Betätigungshebels 43 in der Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn in den 5 und 6. Die durch die Fluidkraft verursachte Kraft zieht das Verbindungselement 39 in Richtung des zweiten Gelenkabschnitts 52 durch die Koppelplatte 41. Das heißt, eine Kraft F, die durch einen Pfeil in der Zeichnung angezeigt ist, wirkt auf das Verbindungselement 39. Die Y-Richtungskomponente der Kraft F ist nach oben gerichtet, wenn die Drehmitte 52a über der gedachten Linie L angeordnet ist (siehe 6). Die Y-Richtungskomponente der Kraft F ist nach unten gerichtet, wenn die Drehmitte 52a unter der gedachten Linie L angeordnet ist (siehe 5).
  • Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, weil die Drehmitte 52a über oder unter der gedachten Linie L in dem Vergleichsbetätigungsmechanismus 135 angeordnet ist, wie vorstehend beschrieben wurde, wirken eine Kraft, die eine Aufwärtskomponente hat, sowie eine Kraft, die eine Abwärtskomponente hat, abwechselnd auf das Verbindungselement 39 während eines Betriebs. Wenn eine solche Kraft wiederholt auf das Verbindungselement 39 wirkt, gibt es eine Gefahr, dass die fixe Position des Verbindungselements 39 bezüglich dem Stab 37b nach oben und unten verlagert werden kann. Das heißt, das Verbindungselement 39 kann bezüglich dem Stab 37b nach oben und unten verlagert werden, indem es gegen die Befestigungskraft der Muttern 45 und 47 durch den Freiraum zwischen dem Stab 37b und dem Bolzenloch 39b nach oben und unten gleitet.
  • Die Korrelation zwischen dem Ausfahr- und Einfahrbetrag des Stabes 37b und dem Drehbetrag der Drehwelle 57 kann abweichen oder außerhalb einer Abstimmung gelangen. Infolgedessen kann die Öffnungs- und Schließsteuerung des Wastegateventils 33 in dem Vergleichsbetätigungsmechanismus 135 instabil werden. Weil der Turbolader 1 den elektrischen Aktor 37 verwendet, um den Öffnungsgrad des Wastegateventils 33 mit einer hohen Genauigkeit zu steuern, wird der Turbolader durch die geringfügige Verlagerung des Verbindungselements 39, wie vorstehend beschrieben wurde, einfach beeinträchtigt. Weil eine Kraft, die eine Aufwärtskomponente hat, sowie eine Kraft, die eine Abwärtskomponente hat, abwechselnd auf das Verbindungselement 39 wirken, wie vorstehend beschrieben wurde, können sich die Muttern 45 und 47 lockern.
  • Andererseits ist gemäß dem Betätigungsmechanismus 35, der in 3 gezeigt ist, die Drehmitte 52a im Voraus festgelegt, um über der gedachten Linie L in dem vollständig geschlossenen Zustand zu sein. Es ist unwahrscheinlich, dass die Toleranz der Teile ein Problem verursacht, das mit dem Betätigungsmechanismus 135 auftritt. Somit kann die Stabilität einer Öffnungs- und Schließsteuerung des Wastegateventils 33 sichergestellt werden.
  • Weil bei dem Betätigungsmechanismus 35 die Drehmitte 52a immer in dem Bereich über der gedachten Linie L angeordnet ist, wie in 3 gezeigt ist, ist die Y-Richtungskomponente der Kraft F, die auf das Verbindungselement 39 wirkt, immer nach oben gerichtet. Auch wenn die fixe Position des Verbindungselements 39 nach oben verlagert wird, trifft der untere Rand in dem Bolzenloch 39b des Verbindungselements 39 schließlich den Stab 37b und wird dann die fixe Position des Verbindungselements 39 bezüglich dem Stab 37b stabilisiert. Somit kann die Stabilität einer Öffnungs- und Schließsteuerung des Wastegateventils 33 sichergestellt werden. Wenn der Betätigungsmechanismus 35 montiert wird, kann das Verbindungselement 39 im Voraus montiert werden, sodass der untere Rand des Bolzenlochs 39b des Verbindungselements 39 den Stab 37b trifft.
  • Die vorliegende Offenbarung kann in verschiedenen Formen implementiert werden, die verschiedene Änderungen und Verbesserungen haben, basierend auf der Kenntnis der Fachleute, einschließlich der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ferner können die abgewandelten Beispiele der Ausführungsformen eingerichtet sein, indem sie die technischen Gegenstände, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind, verwenden. Die Konfigurationen der entsprechenden Ausführungsformen können bei Bedarf kombiniert und verwendet werden.
  • Beispielsweise wurde in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein Beispiel des Betätigungsmechanismus 35 zum Öffnen und Schließen des Wastegateventils 33 beschrieben, jedoch kann die Konfiguration des Betätigungsmechanismus 35 auch bei dem Betätigungsmechanismus des anderen bewegbaren Teils des Turboladers 1 verwendet werden. Der andere bewegbare Teil des Turboladers 1 kann beispielsweise ein Betätigungsmechanismus zum Drehen einer Düse eines Mechanismus einer variablen Düse sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Turbolader,
    2
    Turbine,
    33
    Wastegateventil,
    35
    Betätigungsmechanismus,
    37
    elektrischer Aktor,
    37b
    Stab (Antriebselement),
    39
    Verbindungselement,
    41
    Koppelplatte,
    43
    Betätigungshebel,
    45, 47
    Mutter (Befestigungselement),
    51
    erster Gelenkabschnitt,
    51a
    Drehmitte,
    52
    zweiter Gelenkabschnitt,
    52a
    Drehmitte,
    55
    Ventilkörper (bewegbarer Teil),
    59
    Schwenkmitte,
    L
    gedachte Linie,
    T
    senkrechte Linie.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 5845650 [0002]
    • JP 2003148155 [0002]
    • JP 2012132554 [0002]
    • JP 2013210101 [0002]

Claims (5)

  1. Turbolader, mit: einem Betätigungsmechanismus, der eingerichtet ist, einen Betätigungshebel zu schwenken, um einen bewegbaren Teil zu betätigen, indem er eine vorbestimmte Antriebskraft aufnimmt, wobei der Betätigungsmechanismus ein Antriebselement, das sich in einer hin- und herbewegenden Weise durch die Antriebskraft bewegt, ein Verbindungselement, das an dem Antriebselement durch ein Befestigungselement befestigt ist und sich in einer hin- und herbewegenden Weise zusammen mit dem Antriebselement bewegt, sowie eine Koppelplatte umfasst, die an dem Verbindungselement durch einen ersten Gelenkabschnitt angekoppelt ist und an dem Betätigungshebel durch einen zweiten Gelenkabschnitt angekoppelt ist, wobei eine Drehmitte des ersten Gelenkelements eingerichtet ist, sich auf einer vorbestimmten gedachten Linie in einer hin- und herbewegenden Weise in Übereinstimmung mit der Hin- und Herbewegung des Verbindungselements zu bewegen, und wobei ein Abstand von einer Schwenkmitte des Betätigungshebels zu einer Drehmitte des zweiten Gelenkabschnitts kürzer ist als ein Abstand von der Schwenkmitte zu der gedachten Linie.
  2. Turbolader nach Anspruch 1, wobei der bewegbare Teil ein Teil ist, der eine Strömungsrate einer Turbine durch einen Betrieb einstellt.
  3. Turbolader nach Anspruch 2, wobei der bewegbare Teil ein Ventilkörper eines Wastegateventils ist, das durch ein Schwenken des Betätigungshebels geöffnet und geschlossen wird.
  4. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: einem elektrischen Aktor, der die Antriebskraft erzeugt.
  5. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Schwenkbereich des Betätigungshebels durch den Betätigungsmechanismus ein Bereich von einer Lage, in der die Drehmitte des zweiten Gelenkabschnitts auf einer senkrechten Linie angeordnet ist, die von der Schwenkmitte zu der gedachten Linie gezogen wird, zu einer Lage ist, in der sich die Drehmitte des zweiten Gelenkabschnitts um einen vorbestimmten Betrag in einer Richtung entgegengesetzt zu dem ersten Gelenkabschnitt bewegt.
DE112020004247.2T 2019-10-10 2020-08-07 Turbolader Pending DE112020004247T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-187109 2019-10-10
JP2019187109 2019-10-10
PCT/JP2020/030464 WO2021070463A1 (ja) 2019-10-10 2020-08-07 過給機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112020004247T5 true DE112020004247T5 (de) 2022-06-09

Family

ID=75437068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112020004247.2T Pending DE112020004247T5 (de) 2019-10-10 2020-08-07 Turbolader

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11725574B2 (de)
JP (1) JP7322959B2 (de)
CN (1) CN114450472A (de)
DE (1) DE112020004247T5 (de)
WO (1) WO2021070463A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5845650B2 (ja) 1977-07-29 1983-10-12 ナシヨナル カ−ボナイジング カンパニ− リミテツド 流量測定用メ−タ−試験器
JP2003148155A (ja) 2001-11-09 2003-05-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変容量タービンのアクチュエータ装置
JP2012132554A (ja) 2010-06-30 2012-07-12 Denso Corp バルブ制御装置
JP2013210101A (ja) 2013-06-05 2013-10-10 Denso Corp バルブ駆動装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5845650U (ja) 1981-09-24 1983-03-28 小林製袋産業株式会社 二重果実掛袋
JPS62111941A (ja) 1985-11-12 1987-05-22 Mitsui Toatsu Chem Inc 芳香族アルケン誘導体およびその製造方法
JPH0435540Y2 (de) * 1985-12-28 1992-08-24
US8196403B2 (en) * 2008-07-31 2012-06-12 Caterpillar Inc. Turbocharger having balance valve, wastegate, and common actuator
JP5454358B2 (ja) 2010-05-31 2014-03-26 株式会社デンソー バルブ駆動装置
US8485498B2 (en) 2010-06-30 2013-07-16 Denso Corporation Valve control apparatus
JP5152261B2 (ja) 2010-07-02 2013-02-27 株式会社デンソー バルブ制御装置
DE102010031500A1 (de) 2010-07-19 2012-01-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Betätigung einer Klappe
JP5845650B2 (ja) 2011-06-22 2016-01-20 株式会社Ihi ウエストゲートバルブ
US9206735B2 (en) * 2012-08-02 2015-12-08 Honeywell International Inc. Actuator and valve linkage
DE102013207677A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit verschleißfreier Verbindung von Komponenten seines Wastegatesystems
US10167773B2 (en) 2015-08-20 2019-01-01 Garrett Transportation I Inc. Loaded turbocharger turbine wastegate control linkage joints
US20180334953A1 (en) 2017-05-16 2018-11-22 Borgwarner Inc. Linear Actuator Cable Linkage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5845650B2 (ja) 1977-07-29 1983-10-12 ナシヨナル カ−ボナイジング カンパニ− リミテツド 流量測定用メ−タ−試験器
JP2003148155A (ja) 2001-11-09 2003-05-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変容量タービンのアクチュエータ装置
JP2012132554A (ja) 2010-06-30 2012-07-12 Denso Corp バルブ制御装置
JP2013210101A (ja) 2013-06-05 2013-10-10 Denso Corp バルブ駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7322959B2 (ja) 2023-08-08
WO2021070463A1 (ja) 2021-04-15
US11725574B2 (en) 2023-08-15
CN114450472A (zh) 2022-05-06
JPWO2021070463A1 (de) 2021-04-15
US20220228525A1 (en) 2022-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2247839B1 (de) Turbolader mit einer betätigungseinrichtung zum öffnen und schliessen eines wastegate-kanals
EP2356893B1 (de) Lüfter
DE2610243A1 (de) Durchflussregelventil
EP2254795B1 (de) Triebwerks-einlaufklappe zur anbringung an dem gehäuse eines lufteinlasses eines flugzeug-triebwerks sowie triebwerk mit einer solchen triebwerks-einlaufklappe und flugzeugsystem
DE102006009153A1 (de) Abgasrückführeinrichtung
DE60115514T2 (de) Turbolader mit veränderlicher Kapazität
EP2951402B1 (de) Abgasturbolader mit verschleissfreier verbindung von komponenten seines wastegatesystems
DE2618727A1 (de) Einrichtung zur verstellung des schaufelanstellwinkels eines verdichterleitschaufelkranzes einer turbomaschine
DE102007018617B4 (de) Turbolader mit einer Regelklappe
DE2941704A1 (de) Turbolader fuer brennkraftmaschinen
DE10200459A1 (de) Lufteinlauf für ein Hilfstriebwerk in einem Flugzeug
DE102009007574A1 (de) Klappenteller-Einrichtung zum Öffnen und Schließen eines Wastegate-Kanals eines Turboladers
DE4105666A1 (de) Bypassventilklappe
DE102015223740A1 (de) Wastegate-Baugruppe für einen Turbolader
EP3199778A1 (de) Abgasturbolader für eine brennkraftmaschine
DE3447797A1 (de) Einrichtung zum regeln der foerdermenge von rotationsverdichtern
DE102004058719A1 (de) Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie
DE112020004247T5 (de) Turbolader
DE60203475T2 (de) Drosselklappe und Drossel
DE102018103284A1 (de) Turbolader
EP0995021B1 (de) Einrichtung zum verstellen einer ventilklappe
EP3320202A1 (de) Drei-wege-abgasrückführungs-ventilanordnung mit drei fluidöffnungen für eine abgasrückführung
EP1637783B1 (de) Schnellschluss-Stellventilkombination für eine Dampfturbine
DE102006061610B4 (de) Verfahren zur Verwendung eines Saugrohrs für eine Brennkraftmaschine
DE102011011451B4 (de) Betätigungseinrichtung für einen Abgasturbolader

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed