DE112021000285T5

DE112021000285T5 - Ventilvorrichtung und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE112021000285T5
Application number: DE112021000285.6T
Authority: DE
Inventors: Jinhee BYON
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2022-09-08
Also published as: WO2021205826A1; US11906053B2; JP7400951B2; US20220307605A1; JPWO2021205826A1; CN114846260A

Abstract

Eine Ventilvorrichtung 100 weist Folgendes auf: ein Einsetzloch 181, das in einer Montageplatte 180 ausgebildet ist, die eine Drehwelle 181 aufweist; ein Ventil 190, das einen Wellenabschnitt 193 aufweist, der in das Einsetzloch 181 eingesetzt ist; einen großdurchmessrigen Abschnitt 193a des Wellenabschnitts 193, wobei sich mindestens ein Teil des großdurchmessrigen Abschnitts innerhalb des Einsetzlochs 181 befindet; ein kleindurchmessriger Abschnitt 193b des Wellenabschnitts 193, wobei ein Durchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts kleiner ist als jener des großdurchmessrigen Abschnitts 193a; eine Stufenfläche 193c, die zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt 193a und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b an dem Wellenabschnitt 193 ausgebildet ist; und ein Positionsregulierungsabschnitt 195, der an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b vorgesehen ist, wobei der Positionsregulierungsabschnitt an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b an einer Position befestigt ist, die von der Stufenfläche 193c in einer Mittelachsenrichtung des Wellenabschnitts 193 beabstandet ist.

Description

Technisches Gebiet
die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventilvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Ventilvorrichtung. Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil auf der Grundlage der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-069163 , die am 7. April 2020 eingereicht wurde, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme eingebunden ist.
Stand der Technik
Patentliteratur 1 offenbart eine Ventilvorrichtung für ein Turbinengehäuse. Die Ventilvorrichtung weist eine Drehwelle, eine Montageplatte, ein Ventil und einen Positionsregulierungsabschnitt auf. Die Drehwelle ist in dem Turbinengehäuse drehbar vorgesehen. Die Montageplatte ist an der Drehwelle einstückig befestigt. Ein Einsetzloch ist in der Montageplatte ausgebildet. Ein Wellenabschnitt ist in dem Ventil ausgebildet. Der Wellenabschnitt des Ventils ist in das Einsetzloch der Montageplatte eingesetzt. Mit dem Wellenabschnitt des Ventils, der in das Einsetzloch in der Montageplatte eingesetzt ist, ist der Positionsregulierungsabschnitt an dem Wellenabschnitt des Ventils befestigt. Das Ventil dreht einstückig mit der Drehwelle. Beispielsweise öffnet und schließt das Ventil den Wastegate-Anschluss, der in dem Turbinengehäuse ausgebildet ist.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2015-197068 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
Damit das Ventil den Wastegate-Anschluss ordnungsgemäß schließt, muss der Spalt zwischen der Montageplatte und dem Positionsregulierungsabschnitt korrekt eingestellt werden. Bei Patentliteratur 1 ist der Positionsregulierungsabschnitt an ein Ende des Wellenabschnitts des Ventils angeformt. In anderen Worten ist die Position des Positionsregulierungsabschnitts durch die Anformposition der Welle des Ventils bestimmt. Um den Spalt zwischen der Montageplatte und dem Positionseinstellungsabschnitt einzustellen, ist es daher nötig, die Abmessungstoleranz des Ventils und der Montageplatte streng einzustellen. In anderen Worten müssen Flächen des Ventils und der Montageplatte mit einer höheren Genauigkeit spanend bearbeitet werden, was eine Kostenerhöhung verursacht.
Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, eine Ventilvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Ventilvorrichtung vorzusehen, die Kosten verringern können.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen, weist die Ventilvorrichtung der vorliegenden Offenbarung Folgendes auf: eine Montageplatte, die eine Drehwelle aufweist; ein Einsetzloch, das in der Montageplatte ausgebildet ist; ein Ventil, das einen Wellenabschnitt aufweist, der in das Einsetzloch eingesetzt ist; einen großdurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei sich mindestens ein Teil des großdurchmessrigen Abschnitts innerhalb des Einsetzlochs befindet; einen kleindurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei ein Durchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts kleiner ist als jener des großdurchmessrigen Abschnitts; eine Stufenfläche, die zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt und dem kleindurchmessrigen Abschnitt an dem Wellenabschnitt ausgebildet ist; und einen Positionsregulierungsabschnitt, der an dem kleindurchmessrigen Abschnitt vorgesehen ist, wobei der Positionsregulierungsabschnitt an dem kleindurchmessrigen Abschnitt an einer Position befestigt ist, die von der Stufenfläche in einer Mittelachsenrichtung des Wellenabschnitts beabstandet ist.
Die Stufenfläche kann sich innerhalb des Einsetzlochs der Montageplatte befinden.
Die Ventilvorrichtung kann Folgendes aufweisen: einen gegenüberliegenden Abschnitt des Positionsregulierungsabschnitts, wobei der gegenüberliegende Abschnitt bezüglich einer Fläche in dem Positionsregulierungsabschnitt, die am nächsten zu der Montageplatte ist, von der Montageplatte beabstandet positioniert ist, wobei der gegenüberliegende Abschnitt der Stufenfläche in der Mittelachsenrichtung zugewandt ist, wobei die Stufenfläche bezüglich einer gegenüberliegenden Fläche der Montageplatte näher zu dem Positionsregulierungsabschnitt positioniert sein kann, wobei die gegenüberliegende Fläche dem Positionsregulierungsabschnitt in der Mittelachsenrichtung zugewandt ist.
Die Ventilvorrichtung kann eine Feder aufweisen, die zwischen dem Positionsregulierungsabschnitt und der Montageplatte angeordnet ist.
Um das obige Problem zu lösen, weist bei einem Verfahren zum Herstellen einer Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung die Ventilvorrichtung Folgendes auf: eine Montageplatte, die eine Drehwelle aufweist; ein Einsetzloch, das in der Montageplatte ausgebildet ist; ein Ventil, das einen Wellenabschnitt aufweist, der in das Einsetzloch eingesetzt ist; einen großdurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei sich mindestens ein Teil des großdurchmessrigen Abschnitts innerhalb des Einsetzlochs befindet; einen kleindurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei ein Durchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts kleiner ist als jener des großdurchmessrigen Abschnitts; eine Stufenfläche, die zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt und dem kleindurchmessrigen Abschnitt an dem Wellenabschnitt ausgebildet ist; und einen Positionsregulierungsabschnitt, der an dem kleindurchmessrigen Abschnitt vorgesehen ist, wobei der Positionsregulierungsabschnitt an dem kleindurchmessrigen Abschnitt an einer Position befestigt ist, die von der Stufenfläche in einer Mittelachsenrichtung des Wellenabschnitts beabstandet ist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Einsetzen des großdurchmessrigen Abschnitts des Ventils in das Einsetzloch der Montageplatte; Einsetzen des kleindurchmessrigen Abschnitts des Ventils in ein Loch des Positionsregulierungsabschnitts; Anpassen einer Position des Positionsregulierungsabschnitts zu einer Trennungsposition, die von der Stufenfläche in der Mittelachsenrichtung beabstandet ist; und Fixieren des Positionsregulierungsabschnitts an dem kleindurchmessrigen Abschnitt.
Die Trennungsposition kann auf der Grundlage eines Trennungsabstands bestimmt werden, der bezüglich der Montageplatte voreingestellt ist.
Das Verfahren kann einen Schritt des Einsetzens des kleindurchmessrigen Abschnitts in eine Feder vor dem Einsetzen des kleindurchmessrigen Abschnitts in das Loch aufweisen, wobei die Trennungsposition auf der Grundlage einer Last bestimmt sein kann, die auf die Feder aufgebracht wird.
Wirkungen der Offenbarung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, Kosten zu verringern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Schnittansicht eines Turboladers.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Turbinengehäuses.
3 ist eine Ansicht bei Betrachtung von einem Pfeil III in 2.
4 ist eine Darstellung einer Verbindungsstruktur eines Ventils und einer Montageplatte.
5 ist eine Innenansicht des Turbinengehäuses, nachdem das in 3 gezeigte Ventil in der Richtung von einem Pfeil c gedreht wurde.
6 ist eine schematische Schnittansicht der Montageplatte, des Ventils und eines Positionsregulierungsabschnitts gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Zusammenbauverfahren (Herstellungsverfahren) des Ventils, der Montageplatte und des Positionsregulierungsabschnitts darstellt.
8 ist eine Darstellung einer Konfiguration einer Ventilvorrichtung gemäß einer ersten Variante.
9 ist eine Darstellung einer Konfiguration einer Ventilvorrichtung gemäß einer zweiten Variante.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Zusammenbauverfahren (Herstellungsverfahren) eines Ventils, einer Montageplatte, einer Feder und eines Positionsregulierungsabschnitts darstellt.
11 ist eine Darstellung einer Konfiguration einer Ventilvorrichtung gemäß einer dritten Variante.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden untenstehend im Einzelnen in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Spezifische Abmessungen, Materialien und numerische Werte, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, sind lediglich Beispiele für ein besseres Verständnis und beschränken, sofern nicht anderweitig angegeben, die vorliegende Offenbarung nicht. In dieser Beschreibung und den Zeichnungen sind doppelte Erläuterungen für Elemente, die im Wesentlichen die gleichen Funktionen und Konfigurationen haben, weggelassen, indem das gleiche Bezugszeichen vergeben wird. Ferner sind Elemente von den Figuren weggelassen, die nicht direkt die vorliegende Offenbarung betreffen.
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Turbolader TC. Nachfolgend ist eine Richtung, die durch einen in 1 gezeigten Pfeil L angegeben ist, als die linke Seite des Turboladers TC beschrieben. Eine Richtung, die durch einen in 1 gezeigten Pfeil R angegeben ist, ist als die rechte Seite des Turboladers TC beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Turbolader TC einen Turboladerkörper 1 auf. Der Turboladerkörper 1 weist ein Lagergehäuse 3, ein Turbinengehäuse 5 und ein Verdichtergehäuse 7 auf. Das Turbinengehäuse 5 ist durch einen Befestigungsmechanismus 9 mit der linken Seite des Lagergehäuses 3 verbunden. Das Verdichtergehäuse 7 ist durch Befestigungsschrauben 11 mit der rechten Seite des Lagergehäuses 3 verbunden.
Ein Vorsprung 3a ist an einer Außenfläche des Lagergehäuses 3 vorgesehen. Der Vorsprung 3a ist näher an dem Turbinengehäuse 5 vorgesehen. Der Vorsprung 3a steht in einer Radialrichtung des Lagergehäuses 3 vor. Ein Vorsprung 5a ist an einer Außenfläche des Turbinengehäuses 5 vorgesehen. Der Vorsprung 5a ist näher an dem Lagergehäuse 3 vorgesehen. Der Vorsprung 5a steht in einer Radialrichtung des Turbinengehäuses 5 vor. Das Lagergehäuse 3 und das Turbinengehäuse 5 sind durch den Befestigungsmechanismus 9 zusammengebunden. Der Befestigungsmechanismus 9 weist beispielsweise eine G-Kupplung auf. Der Befestigungsmechanismus 9 klemmt die Vorsprünge 3a und 5a.
Ein Lagerloch 3b ist in dem Lagergehäuse 3 ausgebildet. Das Lagerloch 3b geht in der Links-/Rechtsrichtung des Turboladers TC hindurch. Ein Lager ist in dem Lagerloch 3b angeordnet. Eine Welle 13 ist in das Lager eingesetzt. Das Lager stützt die Welle 13 drehbar ab. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Lager ein Gleitlager. Das Lager ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann auch ein Wälzlager sein. Ein Turbinenlaufrad 15 ist an dem linken Ende der Welle 13 vorgesehen. Das Turbinenlaufrad 15 ist in dem Turbinengehäuse 5 drehbar aufgenommen. Ein Verdichterlaufrad 17 ist an dem rechten Ende der Welle 13 vorgesehen. Das Verdichterlaufrad 17 ist in dem Verdichtergehäuse 7 drehbar aufgenommen.
Ein Einlass 19 ist in dem Verdichtergehäuse 7 ausgebildet. Der Einlass 19 ist zu der rechten Seite des Turboladers TC geöffnet. Der Einlass 19 ist mit einem Luftreiniger (nicht gezeigt) verbunden. Ein Diffusor-Strömungspfad 21 ist durch die gegenüberliegenden Flächen des Lagergehäuses 3 und des Verdichtergehäuses 7 ausgebildet. Der Diffusor-Strömungspfad 21 beaufschlagt Luft mit Druck. Der Diffusor-Strömungspfad 21 ist in einer Kreisringform ausgebildet. Der Diffusor-Strömungspfad 21 ist über das Verdichterlaufrad 17 an einem radial inneren Teil mit dem Einlass 19 verbunden.
Ein Verdichterschnecken-Strömungspfad 23 ist in dem Verdichtergehäuse 7 ausgebildet. Der Verdichterschnecken-Strömungpfad 23 ist in einer Kreisringform ausgebildet. Der Verdichterschnecken-Strömungspfad 23 befindet sich beispielsweise außerhalb des Diffusor-Strömungspfads 21 in einer Radialrichtung der Welle 13. Der Verdichterschnecken-Strömungspfad 23 ist mit einer Kraftmaschinenansaugung (nicht gezeigt) und dem Diffusor-Strömungspfad 21 verbunden. Beim Drehen des Verdichterlaufrads 17 wird Luft aus dem Einlass 19 in das Verdichtergehäuse 7 gesaugt. Die Ansaugluft wird beim Gehen durch Schaufeln des Verdichterlaufrads 17 mit Druck beaufschlagt und beschleunigt. Die mit Druck beaufschlagte und beschleunigte Luft wird in dem Diffusor-Strömungspfad 21 und dem Verdichterschnecken-Strömungpfad 23 weiter mit Druck beaufschlagt. Die mit Druck beaufschlagte Luft wird zu der Kraftmaschinenansaugung geleitet.
Ein Auslass 25 ist in dem Turbinengehäuse 5 ausgebildet. Der Auslass 25 ist zu der linken Seite des Turboladers TC geöffnet. Der Auslass 25 ist mit einem Abgasreiniger (nicht gezeigt) verbunden. Ein Innenraum 27 ist innerhalb des Turbinengehäuses 5 ausgebildet. Der Innenraum 27 ist zu dem Auslass 25 geöffnet. Der Innenraum 27 ist stromabwärtig des Turbinenlaufrads 15 (näher zu dem Auslass 25) ausgebildet.
Ein Verbindungspfad 29 und ein Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 sind in dem Turbinengehäuse 5 ausgebildet. Der Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 ist in einer Kreisringform ausgebildet. Der Turbinenschnecken-Strömungsgrad 31 befindet sich beispielsweise außerhalb des Verbindungspfads 29 in der Radialrichtung der Welle 13. Der Turbinenschnecken-Strömungsgrad 31 ist mit einem Gaseinlass 33 verbunden (siehe 2). Abgas, das aus einem Abgaskrümmer (nicht gezeigt) der Kraftmaschine abgegeben wird, wird zu dem Gaseinlass 33 geleitet. Der Verbindungspfad 29 verbindet den Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 durch das Turbinenlaufrad 15 mit dem Auslass 25 (Innenraum 27). Das Abgas, das aus dem Gaseinlass 33 zu dem Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 geführt wird, wird durch den Verbindungspfad 29, das Turbinenlaufrad 15 und den Innenraum 27 zu dem Auslass 25 geführt. Das zu dem Auslass 25 geführte Abgas dreht das Turbinenlaufrad 15 beim Hindurchgehen.
Die Drehkraft des Turbinenlaufrads 15 wird über die Welle 13 zu dem Verdichterlaufrad 17 übertragen. Beim Drehen des Verdichterlaufrads 17 wird die Luft mit Druck beaufschlagt, wie oben beschrieben ist. Als solches wird die Luft zu der Kraftmaschinenansaugung geleitet.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Turbinengehäuses 5. Wie in 2 gezeigt ist, ist das Turbinengehäuse 5 mit einer Ventilvorrichtung 100 versehen. Die Ventilvorrichtung 100 weist ein Stellglied 110 und einen Koppelmechanismus 120 auf. Der Koppelmechanismus 120 weist eine Stange 130, einen Verbindungsstift 140, eine Koppelplatte 150 und eine Drehwelle 160 auf. Wie in 2 gezeigt ist, befinden sich das Stellglied 110, die Stange 130, der Verbindungsstift 140 und die Koppelplatte 150 außerhalb des Turbinengehäuses 5.
Das Stellglied 110 ist mit der Stange 130 verbunden. Das Stellglied 110 bewegt die Stange 130 in einer Mittelachsenrichtung der Stange 130 (Richtungen, die in 2 durch einen Pfeil a und einen Pfeil b angegeben sind). Die Stange 130 ist an einem Ende mit dem Stellglied 110 und an dem anderen Ende mit dem Verbindungsstift 140 verbunden. Der Verbindungsstift 140 verbindet die Stange 130 mit der Koppelplatte 150. In dieser Ausführungsform ist der Verbindungsstift 140 an der Stange 130 fixiert. Der Verbindungsstift 140 hält die Koppelplatte 150 drehbar.
Ein Stiftloch 151 und ein Wellenloch 153 sind in der Koppelplatte 150 ausgebildet. Der Verbindungsstift 140 ist in das Stiftloch 151 eingesetzt. Die Drehwelle 160 ist in das Wellenloch 153 eingesetzt. Die Drehwelle 160 ist an der Koppelplatte 150 fixiert. Die Drehwelle 160 dreht einstückig mit der Koppelplatte 150.
Beim Antreiben des Stellglieds 110 bewegt sich die Stange 130 in der Richtung des Pfeils a oder in der Richtung des Pfeils b in 2. Beim Bewegen der Stange 130 in der Richtung des Pfeils a in 2 dreht die Koppelplatte 150 in einer Richtung des Pfeils c in 2 um eine Mittelachse der Drehwelle 160. Beim Bewegen der Stange 130 in der Richtung des Pfeils b in 2 dreht die Koppelplatte 150 in einer Richtung des Pfeils d in 2 um die Mittelachse der Drehwelle 160.
3 ist eine Ansicht bei Betrachtung von einem Pfeil III in 2. 3 ist eine Innenansicht des Turbinengehäuses 5. Wie in 3 gezeigt ist, weist der Koppelmechanismus 120 einen Lagerabschnitt 170, eine Montageplatte 180 und ein Ventil 190 auf. Der Lagerabschnitt 170, die Montageplatte 180 und das Ventil 190 sind in dem Innenraum 27 des Turbinengehäuses 5 angeordnet.
Ein Durchgangsloch 5b ist in dem Turbinengehäuse 5 ausgebildet. Der Lagerabschnitt 170 ist in das Durchgangsloch 5b eingesetzt. Der Lagerabschnitt 170 hat eine Zylinderform. Die Drehwelle 160 ist in den Lagerabschnitt 170 eingesetzt. Der Lagerabschnitt 170 stützt die Drehwelle 160 drehbar ab.
Die Drehwelle 160 ist an einem Ende außerhalb des Turbinengehäuses 5 angeordnet und an dem anderen Ende innerhalb des Turbinengehäuses 5 angeordnet. Die Drehwelle 160 ist an dem einen Ende mit der Koppelplatte 150 verbunden und an dem anderen Ende mit der Montageplatte 180 verbunden. Die Montageplatte 180 ist einstückig an der Drehwelle 160 befestigt. Beispielsweise ist die Montageplatte 180 an der Drehwelle 61 verschweißt und dreht einstückig mit der Drehwelle 160. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Montageplatte 180 separat von der Drehwelle 160 ausgebildet. Die Montageplatte 180 ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann als ein einstückiger Teil der Drehwelle 160 ausgebildet sein. Bei der Montageplatte 180 ist das Ventil 190 an einem Teil befestigt, der entgegengesetzt dazu ist, wo die Drehwelle 160 verbunden ist. Die Montageplatte 180 hält das Ventil 190.
4 ist eine Darstellung einer Verbindungsstruktur des Ventils 190 und der Montageplatte 180. Wie in 4 gezeigt ist, weist das Ventil 190 einen Körperabschnitt 191 und einen Wellenabschnitt 193 auf. Ein Positionsregulierungsabschnitt 195 ist an dem Wellenabschnitt 193 des Ventils 190 befestigt. Der Körperabschnitt 191 weist eine Kontaktfläche 191a auf. Der Wellenabschnitt 193 ist an dem Körperabschnitt 191 an einer Seite ausgebildet, die entgegengesetzt dazu ist, wo die Kontaktfläche 191a ausgebildet ist. Der Wellenabschnitt 193 erstreckt sich in einer Richtung, die senkrecht zu der Kontaktfläche 191a ist. Der Positionsregulierungsabschnitt 195 hat eine Scheibenform. Der Positionsregulierungsabschnitt 195 weist ein Loch 195a auf.
Ein Einsetzloch 181 ist in der Montageplatte 180 ausgebildet. Der Wellenabschnitt 193 des Ventils 190 ist in das Einsetzloch 181 der Montageplatte 180 eingesetzt. Der Wellenabschnitt 193 ist in das Loch 195a des Positionsregulierungsabschnitts 195 eingesetzt. Der Positionsregulierungsabschnitt 195 befindet sich an der Montageplatte 180 auf einer Seite, die entgegengesetzt zu dem Körperabschnitt 191 ist. Der Positionsregulierungsabschnitt 195 ist beispielsweise durch Schweißen oder Kleben an dem Wellenabschnitt 193 befestigt (fixiert). Die Montageplatte 180 ist zwischen dem Körperabschnitt 191 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 zwischengeordnet. Der Positionsregulierungsabschnitt 195 verhindert, dass sich das Ventil 190 von der Montageplatte 180 ablöst.
Wie in 1 gezeigt ist, sind ein Bypass-Strömungspfad 35 und ein Wastegate-Anschluss 37 in dem Turbinengehäuse 5 ausgebildet. Der Bypass-Strömungspfad 35 ist an einem Ende mit dem Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 verbunden und das andere Ende ist über den Wastegate-Anschluss 37 mit dem Innenraum 27 verbunden. Der Bypass-Strömungspfad 35 verbindet den Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 mit dem Innenraum 27. Der Bypass-Strömungspfad 35 und der Wastegate-Anschluss 37 befinden sich radial außerhalb des Turbinenlaufrads 15. Der Bypass-Strömungspfad 35 leitet einen Teil des Abgases, das in dem Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 strömt, mit einem Umgehen des Turbinenlaufrads 15 in den Innenraum 27.
Der Wastegate-Anschluss 37 ist bei einer Innenwand, die den Innenraum 27 des Turbinengehäuses 5 ausbildet, an einer Sitzfläche 39 ausgebildet, an der das Ventil 190 in Kontakt gelangen kann. Der Wastegate-Anschluss 37 ist stromabwärtig des Turbinenlaufrads 15 (näher zu dem Auslass 25) ausgebildet. Der Wastegate-Anschluss 37 verbindet den Bypass-Strömungspfad 35 mit dem Innenraum 27.
Das Ventil 190 ist ein Ventilkörper, dessen Außendurchmesser größer ist als ein Innendurchmesser des Wastegate-Anschlusses 37. Bei dieser Ausführungsform ist das Ventil 190 ein Wastegate-Ventil. Das Ventil 190 schließt den Wastegate-Anschluss 37 beim In-Kontakt-Gelangen mit der Sitzfläche 39. Wenn der Wastegate-Anschluss 37 geschlossen ist, strömt ein Teil des Abgases, das in dem Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 strömt, nicht durch den Bypass-Strömungspfad 35 und den Wastegate-Anschluss 37 zu dem Innenraum 27 heraus.
Das Ventil 190 öffnet den Wastegate-Anschluss 37, wenn es von der Sitzfläche 39 beabstandet ist. Wenn der Wastegate-Anschluss 37 geöffnet ist, strömt ein Teil des Abgases, das in dem Turbinenschnecken-Strömungspfad 31 strömt, durch den Bypass-Strömungspfad 35 und den Wastegate-Anschluss 37 zu dem Innenraum 27 heraus.
Wenn in Rückkehr zu 3 das Stellglied 110 (siehe 2) die Drehwelle 160 antreibt, um in der Richtung des Pfeils c in 3 zu drehen, dreht die Montageplatte 180 einstückig mit der Drehwelle 160 in der Richtung des Pfeils c in 3. Wenn die Montageplatte 180 in der Richtung des Pfeils c in 3 dreht, dreht das Ventil 190, das durch die Montageplatte 180 abgestützt ist, um die Mittelachse der Drehwelle 160 in der Richtung des Pfeils c in 3.
5 ist eine Innenansicht des Turbinengehäuses 5, nachdem das in 3 gezeigte Ventil 190 in der Richtung des Pfeils c gedreht wurde. Wie in 5 gezeigt ist, bewegt sich das Ventil 190 in eine Richtung, die von der Sitzfläche 39 beabstandet ist, wenn das Ventil 190 in der Richtung des Pfeils c dreht. Wenn das Ventil 190 von der Sitzfläche 39 beabstandet ist, ist der Wastegate-Anschluss 37 in einem offenen Zustand. Wenn das Stellglied 110 (siehe 2) indes die Montageplatte 180 mit der Drehwelle 160 antreibt, um in der Richtung des Pfeils d in 5 zu drehen, dreht das Ventil 190 um die Mittelachse der Drehwelle 160 in der Richtung des Pfeils d in 5. Beim Drehen des Ventils 190 in der Richtung des Pfeils d bewegt sich das Ventil 190 in eine Richtung, die näher zu der Sitzfläche 39 ist, wie in 3 gezeigt ist. Wenn sich das Ventil 190 der Sitzfläche 39 nähert und damit in Kontakt gelangt, ist der Wastegate-Anschluss 37 in einem geschlossenen Zustand.
Wie in 4 gezeigt ist, ist ein kleiner Spalt zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 ausgebildet. Beim Verringern dieses Spalts ist die Bewegung des Ventils 190 bezüglich der Montageplatte 180 weiter beschränkt. Beim Verringern der Bewegung des Ventils 190 gelangt das Ventil 190 wahrscheinlich teilweise in Kontakt mit der Sitzfläche 39, wo der Wastegate-Anschluss 37 in dem Turbinengehäuse 5 ausgebildet ist. Wenn das Ventil 190 teilweise in Kontakt mit der Sitzfläche 39 gelangt, kann das Ventil 190 den Wastegate-Anschluss 37 nicht schließen.
Demgegenüber ist beim Zunehmen des Spalts zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 die Bewegung des Ventils 190 bezüglich der Montageplatte 180 weiter ermöglicht. Beim Zunehmen der Bewegung des Ventils 190 bewirkt der Druck des Abgases, das aus dem Wastegate-Anschluss 37 abgegeben wird, dass sich das Ventil 190 leicht in die Richtung bewegt, die von der Sitzfläche 39 beabstandet ist. Wenn sich das Ventil 190 in die Richtung bewegt, die von der Sitzfläche 39 beabstandet ist, kann das Ventil 190 den Wastegate-Anschluss 37 nicht schließen. Beim Zunehmen der Bewegung des Ventils 190 trifft das Ventil 190 wahrscheinlich auf andere Komponenten (z. B., die Sitzfläche 39), wenn das Abgas aus dem Wastegate-Anschluss 37 abgegeben wird, was zu einer Vibration und einem Geräusch führt.
In Anbetracht der obigen Umstände ist es erforderlich, den Spalt zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 korrekt einzustellen. Bei der oben beschriebenen Patentliteratur 1 ist der Positionsregulierungsabschnitt an dem Ende des Wellenabschnitts des Ventils angeformt. In anderen Worten ist die Position des Positionsregulierungsabschnitts durch die Anformposition des Wellenabschnitts des Ventils bestimmt. Um den Spalt zwischen der Montageplatte und dem Positionseinstellungsabschnitt einzustellen, ist es daher nötig, die Abmessungstoleranz des Ventils und der Montageplatte streng einzustellen. In anderen Worten müssen Flächen des Ventils und der Montageplatte mit einer höheren Genauigkeit spanend bearbeitet werden, was eine Kostenerhöhung verursacht.
6 ist eine schematische Schnittansicht der Montageplatte 180, des Ventils 190 und des Positionsregulierungsabschnitts 195 gemäß einer Ausführungsform. Wie in 6 gezeigt ist, weist der Wellenabschnitt 193 des Ventils 190 einen großdurchmessrigen Abschnitt 193a, einen kleindurchmessrigen Abschnitt 193b und eine Stufenfläche 193c auf.
Der großdurchmessrige Abschnitt 193a hat im Wesentlichen eine Zylinderform. Der großdurchmessrige Abschnitt 193a hat im Wesentlichen einen konstanten Außendurchmesser. Der großdurchmessrige Abschnitt 193a ist kontinuierlich mit dem Körperabschnitt 191 des Ventils 190. Der großdurchmessrige Abschnitt 193a befindet sich mindestens teilweise innerhalb des Einsetzlochs 181.
Der kleindurchmessrige Abschnitt 193b hat im Wesentlichen eine Zylinderform. Der kleindurchmessrige Abschnitt 193b hat im Wesentlichen einen konstanten Außendurchmesser. Der Außendurchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts 193b ist kleiner als jener des großdurchmessrigen Abschnitts 193a. Die Mittelachse des kleindurchmessrigen Abschnitts 193b entspricht im Wesentlichen der Mittelachse des großdurchmessrigen Abschnitts 193a. Der kleindurchmessrige Abschnitt 193b ist auf einer Seite, die entgegengesetzt zu dem Körperabschnitt 191 ist, kontinuierlich mit dem großdurchmessrigen Abschnitt 193a. Der Positionsregulierungsabschnitt 195 ist an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b befestigt. Ein Innendurchmesser des Positionsregulierungsabschnitts 195 ist größer als der Außendurchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts 193b und kleiner als der Außendurchmesser des großdurchmessrigen Abschnitts 193a. Bei dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b ist eine Fläche, die der Innenfläche des Positionsregulierungsabschnitts 195 zugewandt ist, bündig mit einer Fläche, die der Innenfläche des Positionsregulierungsabschnitts 195 nicht zugewandt ist.
Die Stufenfläche 193c hat im Wesentlichen eine Kreisringform. Die Stufenfläche 193c ist zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt 193a und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b ausgebildet. Die Stufenfläche 193c ist kontinuierlich mit dem großdurchmessrigen Abschnitt 193a und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b. Die Stufenfläche 193c ist im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des großdurchmessrigen Abschnitts 193a und des kleindurchmessrigen Abschnitts 193b.
Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Stufenfläche 193c innerhalb des Einsetzlochs 181. Insbesondere ist die Stufenfläche 193c bei der Montageplatte 180 bezüglich einer gegenüberliegenden Fläche 183, die dem Positionsregulierungsabschnitt 195 in der Mittelachsenrichtung des Wellenabschnitts 193 (nachfolgend vereinfacht als die Mittelachsenrichtung bezeichnet) zugewandt ist, von dem Positionsregulierungsabschnitt 195 beabstandet positioniert.
Teure Materialien wie etwa Inconel werden für das Ventil 190 verwendet. Falls dementsprechend der gesamte Wellenabschnitt 193 des Ventils 190 mit einem großdurchmessrigen Abschnitt 193a ausgebildet ist, erhöhen sich die Kosten. Daher weist der Wellenabschnitt 193 bei dieser Ausführungsform den kleindurchmessrigen Abschnitt 193b auf, dessen Durchmesser kleiner ist als jener des großdurchmessrigen Abschnitts 193a, um das Material des Ventils 190 zu verringern. Der kleindurchmessrige Abschnitt 193b verringert die Kosten des Ventils 190 im Vergleich zu dem Fall, in dem der gesamte Wellenabschnitt 193 durch den großdurchmessrigen Abschnitt 193a ausgebildet ist.
Bei dieser Ausführungsform befindet sich die Stufenfläche 193c in dem Einsetzloch 181. In anderen Worten steht der großdurchmessrige Abschnitt 193a nicht von der Montageplatte 180 zu einer Seite vor, die näher zu dem Positionsregulierungsabschnitt 195 ist. Dementsprechend kann im Vergleich zu dem Fall, in dem der großdurchmessrige Abschnitt 193a bezüglich der Montageplatte 180 näher zu dem Positionsregulierungsabschnitt 195 vorsteht, das Volumen des großdurchmessrigen Abschnitts 193a verringert werden. Im Ergebnis können die Kosten des Ventils 190 verringert werden.
Der großdurchmessrige Abschnitt 193a muss in Kontakt mit der Innenfläche des Einsetzlochs 181 der Montageplatte 180 sein, wenn die Montageplatte 180, die die Drehwelle 160 aufweist, dreht (siehe 5). In anderen Worten, wenn die Montageplatte 180 bezüglich des großdurchmessrigen Abschnitts 193a geneigt ist, muss der großdurchmessrige Abschnitt 193a in Kontakt mit der Innenfläche des Einsetzlochs 181 in der Neigungsrichtung (Bewegungsrichtung) der Montageplatte 180 sein. Falls die Innenfläche des Einsetzlochs 181 nicht in Kontakt mit dem großdurchmessrigen Abschnitt 193a gelangt, ist die Bewegung der Montageplatte 180 in der Neigungsrichtung nicht beschränkt und ein Neigungswinkel der Montageplatte 180 bezüglich des großdurchmessrigen Abschnitts 193a nimmt zu. Falls der Neigungswinkel der Montageplatte 180 bezüglich des großdurchmessrigen Abschnitts 193a zunimmt, kann die Montageplatte 180 in Kontakt mit dem Positionsregulierungsabschnitt 195 gelangen. Falls die Montageplatte 180 in Kontakt mit dem Positionsregulierungsabschnitt 195 gelangt, kann sich der Positionsregulierungsabschnitt 195 von dem Wellenabschnitt 193 des Ventils 190 ablösen.
Dementsprechend ist die Stufenfläche 193c an eine Position gesetzt, wo die Innenfläche des Einsetzlochs 181 mit dem großdurchmessrigen Abschnitt 193a in der Neigungsrichtung der Montageplatte 180 in Kontakt gelangen kann, wenn die Montageplatte 180 bezüglich des großdurchmessrigen Abschnitts 193a geneigt ist. Beispielsweise ist die Stufenfläche 193c an eine Position gesetzt, sodass eine Höhe des großdurchmessrigen Abschnitts 193a in der Mittelachsenrichtung mindestens die Hälfte einer Dicke der Montageplatte 180 ist. Wenn im Ergebnis die Montageplatte 180 bezüglich des großdurchmessrigen Abschnitts 193a geneigt wird, kann die Innenfläche des Einsetzlochs 181 in Kontakt mit dem großdurchmessrigen Abschnitt 193a gelangen. Dementsprechend kann vermieden werden, dass sich der Positionsregulierungsabschnitt 195 von dem Wellenabschnitt 193 des Ventils 190 ablöst.
Das Ventil 190 und die Montageplatte 180 haben bei der vorliegenden Ausführungsform keine Oberflächenbehandlung. In anderen Worten sind das Ventil 190 und die Montageplatte 180 so ausgebildet, dass Oberflächen von Werkstücken nach dem Herstellen spanend unbearbeitet verbleiben. Dementsprechend können das Ventil 190 und die Montageplatte 180 der vorliegenden Ausführungsform Kosten im Vergleich zu jenen mit einer hochpräzisen Oberflächenbehandlung verringern.
Da das Ventil 190 und die Montageplatte 180 keine hochpräzise Oberflächenbehandlung haben, ist es jedoch schwierig, aufgrund einer Variation und Anhäufung von Abmessungstoleranzen (kumulierte Toleranzen) des Ventils 190 und der Montageplatte 180 den Spalt zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 korrekt einzustellen.
Dementsprechend ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Position des Positionsregulierungsabschnitts 195 an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b gemäß dem Spalt zwischen dem Positionsregulierungsabschnitt 195 und der Montageplatte 180 angepasst und der Positionsregulierungsabschnitt 195 ist an einer beliebigen Position an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b fixiert. Indem die Position des Positionsregulierungsabschnitts 195 an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b angepasst und fixiert wird, kann der Spalt zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 korrekt eingestellt werden, sogar falls es eine Variation oder Anhäufung der Abmessungstoleranzen des Ventils 190 und der Montageplatte 180 gibt.
Um eine Anpassung (Einstellung) des Spalts zwischen dem Positionsregulierungsabschnitt 195 und der Montageplatte 180 zu ermöglichen, ist die Stufenfläche 193c an einer Position ausgebildet, die nicht in Kontakt mit dem Positionsregulierungsabschnitt 195 gelangen kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Stufenfläche 193c innerhalb des Einsetzlochs 181. Im Ergebnis kann der Positionsregulierungsabschnitt 195 nicht in Kontakt mit der Stufenfläche 193c gelangen, sogar wenn der Positionsregulierungsabschnitt 195 und die Montageplatte 180 in Kontakt miteinander sind. Als solches ist der Positionsregulierungsabschnitt 195 an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b an einer Position befestigt, die von der Stufenfläche 193c in der Mittelachsenrichtung beabstandet ist.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Zusammenbauverfahren (Herstellungsverfahren) des Ventils 190, der Montageplatte 180 und des Positionsregulierungsabschnitts 195 darstellt. Das in 7 gezeigte Ablaufdiagramm wird beispielsweise durch eine Zusammenbauvorrichtung (nicht gezeigt) ausgeführt. Wie in 7 gezeigt ist, setzt die Zusammenbauvorrichtung den großdurchmessrigen Abschnitt 193a des Ventils 190 in das Einsetzloch 181 der Montageplatte 180 ein (Schritt S1). Die Zusammenbauvorrichtung setzt den kleindurchmessrigen Abschnitt 193b des Ventils 190 in das Loch 195a des Positionsregulierungsabschnitts 195 ein (Schritt S2). Die Zusammenbauvorrichtung passt den Positionsregulierungsabschnitt 195 zu einer Trennungsposition an, die von der Stufenfläche 193c in der Mittelachsenrichtung beabstandet ist (Schritt S3).
Die Zusammenbauvorrichtung bestimmt beispielsweise die Trennungsposition auf der Grundlage eines vorbestimmten Trennungsabstands, der bezüglich der gegenüberliegenden Fläche 183 der Montageplatte 180 (oder der Stufenfläche 193c) voreingestellt ist. Die Zusammenbauvorrichtung verwendet einen Abstandssensor, der einen Abstand zwischen der gegenüberliegenden Fläche 183 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 misst, um die Position des Positionsregulierungsabschnitts 195 anzupassen. Dies ermöglicht es, leicht und korrekt eine Last einzustellen, die beim Schließen des Wastegate-Anschlusses 37 zwischen dem Ventil 190 und der Sitzfläche 39 aufgebracht wird.
Die Zusammenbauvorrichtung fixiert den Positionsregulierungsabschnitt 195, der zu der Trennungsposition an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b angepasst ist (Schritt S4). Die Zusammenbauvorrichtung fixiert den Positionsregulierungsabschnitt 195 an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b beispielsweise durch Schweißen oder Kleben. Als solches ist ein Zusammenbauvorgang des Ventils 190, der Montageplatte 180 und des Positionsregulierungsabschnitts 195 abgeschlossen.
Wie oben beschrieben ist, sind das Ventil 190 und die Montageplatte 180 ohne spanende Bearbeitung ausgebildet. Der Positionsregulierungsabschnitt 195 ist hinsichtlich des Trennungsabstands von der Montageplatte 180 angepasst und ist hinsichtlich der Position fixiert, die von der Stufenfläche 193c in der Mittelachsenrichtung beabstandet ist. Dies ermöglicht, dass der Spalt zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 korrekt eingestellt ist, während die Kosten der Ventilvorrichtung 100 verringert sind.
(Erste Variante)
8 ist eine Darstellung einer Konfiguration eines Ventilsystems 200 einer ersten Variante. Komponenten, die im Wesentlichen äquivalent zu jenen des Turboladers TC der obigen Ausführungsform sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen markiert und von den Beschreibungen weggelassen. Die Ventilvorrichtung 200 der ersten Variante weist anstatt des Wellenabschnitts 193 der obigen Ausführungsform einen Wellenabschnitt 293 auf und weist anstatt des Positionsregulierungsabschnitts 195 der obigen Ausführungsform einen Positionsregulierungsabschnitt 295 auf. Wie in 8 gezeigt ist, weist der Wellenabschnitt 293 einen großdurchmessrigen Abschnitt 293a, einen kleindurchmessrigen Abschnitt 293b und eine Stufenfläche 293c auf.
Der großdurchmessrige Abschnitt 293a hat im Wesentlichen eine Zylinderform. Der großdurchmessrige Abschnitt 293a hat im Wesentlichen einen konstanten Außendurchmesser. Der großdurchmessrige Abschnitt 293a ist kontinuierlich mit dem Körperabschnitt 191. Der großdurchmessrige Abschnitt 293a befindet sich mindestens teilweise innerhalb des Einsetzlochs 181.
Der kleindurchmessrige Abschnitt 293b hat im Wesentlichen eine Zylinderform. Der kleindurchmessrige Abschnitt 293b hat im Wesentlichen einen konstanten Außendurchmesser. Der Außendurchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts 293b ist kleiner als jener des großdurchmessrigen Abschnitts 293a. Eine Mittelachse des kleindurchmessrigen Abschnitts 293b entspricht im Wesentlichen einer Mittelachse des großdurchmessrigen Abschnitts 293a. Der kleindurchmessrige Abschnitt 293b ist auf einer Seite, die entgegengesetzt zu dem Körperabschnitt 191 ist, kontinuierlich mit dem großdurchmessrigen Abschnitt 293a. Der Positionsregulierungsabschnitt 295 ist an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 293b befestigt. Ein Innendurchmesser des Positionsregulierungsabschnitts 295 ist größer als der Außendurchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts 293b und kleiner als der Außendurchmesser des großdurchmessrigen Abschnitts 293a.
Die Stufenfläche 293c hat im Wesentlichen eine Kreisringform. Die Stufenfläche 293c ist zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt 293a und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 293b ausgebildet. Die Stufenfläche 293c ist kontinuierlich mit dem großdurchmessrigen Abschnitt 293a und dem kleindurchmessrigen Abschnitt 293b. Die Stufenfläche 293c ist im Wesentlichen senkrecht zu der Mittelachse des großdurchmessrigen Abschnitts 293a und des kleindurchmessrigen Abschnitts 293b.
Der Positionsregulierungsabschnitt 295 weist eine proximale Fläche 295b auf, die am nächsten zu der Montageplatte 180 ist. Der Positionsregulierungsabschnitt 295 weist einen gegenüberliegenden Abschnitt 295c auf, der bezüglich der proximalen Fläche 295b von der Montageplatte 180 beabstandet positioniert ist und der Stufenfläche 293c in der Mittelachsenrichtung zugewandt ist. Der gegenüberliegende Abschnitt 295c hat im Wesentlichen eine Kreisringform. Ein Außendurchmesser des zugewandten Abschnitts 295c ist geringfügig größer als ein Außendurchmesser der Stufenfläche 293c (großdurchmessriger Abschnitt 293a). Ein Trennungsabstand in der Mittelachsenrichtung zwischen der proximalen Fläche 295b und dem gegenüberliegenden Abschnitt 295c ist größer als ein Trennungsabstand zwischen der gegenüberliegenden Fläche 183 der Montageplatte 180 und der Stufenfläche 293c. Der Trennungsabstand in der Mittelachsenrichtung zwischen der proximalen Fläche 295b und dem gegenüberliegenden Abschnitt 295c kann jedoch gleich oder kleiner als der Trennungsabstand in der Mittelachsenrichtung zwischen der gegenüberliegenden Fläche 183 der Montageplatte 180 und der Stufenfläche 293c sein.
Bei der ersten Variante ist die Stufenfläche 293c bezüglich der Montageplatte 180 näher zu dem Positionsregulierungsabschnitt 195 positioniert. Insbesondere ist die Stufenfläche 293c bezüglich der gegenüberliegenden Fläche 183, die in der Montageplatte 180 dem Positionsregulierungsabschnitt 295 in der Mittelachsenrichtung zugewandt ist, näher zu dem Positionsregulierungsabschnitt 195 positioniert. Als solches können im Vergleich zu dem Fall, in dem sich die Stufenfläche 193c in dem Einsetzloch 181 befindet, wie bei der obigen Ausführungsform, die Festigkeit und Verschleißbeständigkeit des Wellenabschnitts 293 verbessert werden.
Bei der ersten Variante ist der Abstand zwischen der proximalen Fläche 295b und dem gegenüberliegenden Abschnitt 295c in der Mittelachsenrichtung größer als der Trennungsabstand zwischen der gegenüberliegenden Fläche 183 der Montageplatte 180 und der Stufenfläche 293c. Als solches können der gegenüberliegende Abschnitt 295c und die Stufenfläche 193c nicht in Kontakt miteinander gelangen, sogar wenn die proximale Fläche 295b und die gegenüberliegende Fläche 183 in Kontakt miteinander sind. Dementsprechend kann im Vergleich zu dem Fall, in dem der gegenüberliegende Abschnitt 295c nicht in dem Positionsregulierungsabschnitt 295 ausgebildet ist, ein Anpassungsbetrag des Spalts zwischen dem Positionsregulierungsabschnitt 295 und der Montageplatte 180 erhöht werden. Bei der ersten Variante sind das Ventil 190 und die Montageplatte 180 wie in der obigen Ausführungsform ohne spanende Bearbeitung ausgebildet. Der Positionsregulierungsabschnitt 295 ist hinsichtlich des Trennungsabstands von der Montageplatte 180 angepasst und der gegenüberliegende Abschnitt 295c ist hinsichtlich einer Position fixiert, die von der Stufenfläche 293c in der Mittelachsenrichtung beabstandet ist. Als solches können die gleichen Funktionen und Wirkungen wie in der obigen Ausführungsform erzielt werden.
(Zweite Variante)
9 ist eine Darstellung einer Konfiguration eines Ventilsystems 300 einer zweiten Variante. Komponenten, die im Wesentlichen äquivalent zu jenen des Turboladers TC der obigen Ausführungsform sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen markiert und von den Erläuterungen weggelassen. Die Ventilvorrichtung 300 der zweiten Variante weist zusätzlich zu der Ventilvorrichtung 100 der obigen Ausführungsform eine Feder 310 zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 195 auf. Die anderen Konfigurationen sind gleich wie jene bei der Ventilvorrichtung 100 der obigen Ausführungsform.
Die Feder 310 hat eine Scheibenform. Bei der zweiten Variante ist die Feder 310 eine Tellerfeder. Die Feder 310 ist an einem Ende in Kontakt mit der Montageplatte 180 und das andere Ende ist in Kontakt mit dem Positionsregulierungsabschnitt 195. Die Feder 310 spannt die Montageplatte 180 und den Positionsregulierungsabschnitt 195 in Richtungen vor, die voneinander beabstandet sind. Dies verhindert eine Bewegung des Ventils 190 bezüglich der Montageplatte 180. Beim Schließen des Wastegate-Anschlusses 37 presst die Feder 310 die Kontaktfläche 191a des Ventils 190 gegen die Sitzfläche 39, wodurch eine Vibration des Ventils 190 aufgrund einer Abgaspulsation verhindert wird.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Zusammenbauverfahren (Herstellungsverfahren) des Ventils 190, der Montageplatte 180, der Feder 310 und des Positionsregulierungsabschnitts 195 darstellt. Das in 10 gezeigte Ablaufdiagramm wird beispielsweise durch eine Zusammenbauvorrichtung (nicht gezeigt) ausgeführt. Wie in 10 gezeigt ist, setzt die Zusammenbauvorrichtung den großdurchmessrigen Abschnitt 193a des Ventils 190 in das Einsetzloch 181 der Montageplatte 180 ein (Schritt S11). Die Zusammenbauvorrichtung setzt den kleindurchmessrigen Abschnitt 193b des Ventils 190 in die Feder 310 (Schritt S12) in den kleindurchmessrigen Abschnitt 193b des Ventils ein (Schritt S12). Die Zusammenbauvorrichtung setzt den kleindurchmessrigen Abschnitt 193b des Ventils 190 in das Loch des Positionsregulierungsabschnitts 195 ein (Schritt S13). Als solches wird der kleindurchmessrige Abschnitt 193b in die Feder 310 eingesetzt, nachdem der großdurchmessrige Abschnitt 193a in die Montageplatte 180 eingesetzt wird und bevor der kleindurchmessrige Abschnitt 193b in den Positionsregulierungsabschnitt 195 eingesetzt wird. Die Zusammenbauvorrichtung passt die Position des Positionsregulierungsabschnitts 195 zu der Trennungsposition an, die von der Stufenfläche 193c in der Mittelachsenrichtung beabstandet ist (Schritt S14).
Die Zusammenbauvorrichtung bestimmt die Trennungsposition beispielsweise auf der Grundlage der Last, die auf die Feder 310 aufgebracht wird. Die Zusammenbauvorrichtung ordnet einen Drucksensor an der Kontaktfläche 191a des Ventils 190 an und bewegt den Positionsregulierungsabschnitt 195 in der Mittelachsenrichtung. Beim Bewegen des Positionsregulierungsabschnitts 195 in der Mittelachsenrichtung ändert sich ein Ausgabewert des Drucksensors in Abhängigkeit von einem Kompressionszustand der Feder 310. Die Zusammenbauvorrichtung passt die Position des Positionsregulierungsabschnitts 195 dorthin an, wo der Ausgabewert des Drucksensors einem vorbestimmten Wert entspricht. Als solches kann die Last, die auf das Ventil 190 und die Sitzfläche 39 aufgebracht wird, mit einer hohen Präzision (korrekt) eingestellt werden, wenn der Wastegate-Anschluss 37 geschlossen ist.
Die Zusammenbauvorrichtung fixiert den Positionsregulierungsabschnitt 195, der zu der Trennungsposition zu dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b angepasst wird (Schritt S15). Die Zusammenbauvorrichtung fixiert den Positionsregulierungsabschnitt 195 an dem kleindurchmessrigen Abschnitt 193b beispielsweise durch Schweißen oder Kleben. Als solches ist der Zusammenbauvorgang des Ventils 190, der Montageplatte 180, der Feder 310 und des Positionsregulierungsabschnitts 195 abgeschlossen. Bei der zweiten Variation können die gleichen Funktionen und Wirkungen wie jene bei der obigen Ausführungsform erzielt werden.
(Dritte Variante)
11 ist eine Darstellung einer Konfiguration eines Ventilsystems 400 gemäß einer dritten Variante. Komponenten, die im Wesentlichen äquivalent zu jenen des Turboladers TC der obigen Ausführungsform sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen markiert und von den Erläuterungen weggelassen. Die Ventilvorrichtung 400 der dritten Variante weist zusätzlich zu der Ventilvorrichtung 200 der obigen ersten Variante eine Feder 410 zwischen der Montageplatte 180 und dem Positionsregulierungsabschnitt 295 auf. Andere Konfigurationen sind gleich wie jene bei der Ventilvorrichtung 200 der obigen ersten Variante. Bei der dritten Variante können die gleichen Funktionen und Wirkungen wie jene bei der obigen Ausführungsform, der ersten Variante und der zweiten Variante erzielt werden.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung oben in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Es ist ersichtlich, dass ein Fachmann verschiedene Beispiele von Variationen oder Modifikationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche erdenken kann, welche ebenfalls als zum technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung zugehörig verstanden werden.
Bei der obigen Ausführungsform und der erstem, der zweiten und der dritten Variante sind die Beispiele beschrieben, bei welchen das Ventil 190 ein Wastegate-Ventil ist, das den Wastegate-Anschluss 37 öffnet und schließt. Das Ventil 190 ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann auf andere Ventile angewendet werden, die Öffnungen öffnen und schließen. Beispielsweise kann das Ventil 190 auf ein Ventil angewendet werden, das eine Öffnung öffnet und schließt, die zwei Turbinenschnecken-Strömungspfade in dem Turbinengehäuse eines Doppelschnecken-Turboladers verbindet.
Bezugszeichenliste

100: Ventilvorrichtung,
160: Drehwelle,
180: Montageplatte,
181: Einsetzloch,
190: Ventil,
193: Wellenabschnitt,
193a: großdurchmessriger Abschnitt,
193b: kleindurchmessriger Abschnitt,
193c: Stufenfläche,
195: Positionsregulierungsabschnitt,
195a: Loch,
200: Ventilvorrichtung,
293: Wellenabschnitt,
293a: großdurchmessriger Abschnitt,
293b: kleindurchmessriger Abschnitt,
293c: Stufenfläche,
295: Positionsregulierungsabschnitt,
295b: proximale Fläche (Fläche),
295c: gegenüberliegender Abschnitt,
300: Ventilvorrichtung,
310: Feder,
400: Ventilvorrichtung,
410: Feder

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 2020069163 [0001]
JP 2015197068 A [0003]

Claims

Ventilvorrichtung mit: einer Montageplatte, die eine Drehwelle aufweist; einem Einsetzloch, das in der Montageplatte ausgebildet ist; einem Ventil, das einen Wellenabschnitt aufweist, der in das Einsetzloch eingesetzt ist; einem großdurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei sich mindestens ein Teil des großdurchmessrigen Abschnitts innerhalb des Einsetzlochs befindet; einem kleindurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei ein Durchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts kleiner ist als jener des großdurchmessrigen Abschnitts; einer Stufenfläche, die zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt und dem kleindurchmessrigen Abschnitt an dem Wellenabschnitt ausgebildet ist; und einem Positionsregulierungsabschnitt, der an dem kleindurchmessrigen Abschnitt vorgesehen ist, wobei der Positionsregulierungsabschnitt an dem kleindurchmessrigen Abschnitt an einer Position befestigt ist, die von der Stufenfläche in einer Mittelachsenrichtung des Wellenabschnitts beabstandet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die Stufenfläche innerhalb des Einsetzlochs der Montageplatte befindet.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, mit: einem gegenüberliegenden Abschnitt des Positionsregulierungsabschnitts, wobei der gegenüberliegende Abschnitt bezüglich einer Fläche in dem Positionsregulierungsabschnitt, die am nächsten zu der Montageplatte ist, von der Montageplatte beabstandet positioniert ist, wobei der gegenüberliegende Abschnitt der Stufenfläche in der Mittelachsenrichtung zugewandt ist, wobei die Stufenfläche bezüglich einer gegenüberliegenden Fläche der Montageplatte näher zu dem Positionsregulierungsabschnitt positioniert ist, wobei die gegenüberliegende Fläche dem Positionsregulierungsabschnitt in der Mittelachsenrichtung zugewandt ist.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Feder, die zwischen dem Positionsregulierungsabschnitt und der Montageplatte angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Ventilvorrichtung mit: einer Montageplatte, die eine Drehwelle aufweist; einem Einsetzloch, das in der Montageplatte ausgebildet ist; einem Ventil, das einen Wellenabschnitt aufweist, der in das Einsetzloch eingesetzt ist; einem großdurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei sich mindestens ein Teil des großdurchmessrigen Abschnitts innerhalb des Einsetzlochs befindet; einem kleindurchmessrigen Abschnitt des Wellenabschnitts, wobei ein Durchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts kleiner ist als jener des großdurchmessrigen Abschnitts; einer Stufenfläche, die zwischen dem großdurchmessrigen Abschnitt und dem kleindurchmessrigen Abschnitt an dem Wellenabschnitt ausgebildet ist; und einem Positionsregulierungsabschnitt, der an dem kleindurchmessrigen Abschnitt vorgesehen ist, wobei der Positionsregulierungsabschnitt an dem kleindurchmessrigen Abschnitt an einer Position befestigt ist, die von der Stufenfläche in einer Mittelachsenrichtung des Wellenabschnitts beabstandet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Einsetzen des großdurchmessrigen Abschnitts des Ventils in das Einsetzloch der Montageplatte; Einsetzen des kleindurchmessrigen Abschnitts des Ventils in ein Loch des Positionsregulierungsabschnitts; Anpassen einer Position des Positionsregulierungsabschnitts zu einer Trennungsposition, die von der Stufenfläche in der Mittelachsenrichtung beabstandet ist; und Fixieren des Positionsregulierungsabschnitts an dem kleindurchmessrigen Abschnitt.
Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Trennungsposition auf der Grundlage eines Trennungsabstands bestimmt wird, der bezüglich der Montageplatte voreingestellt ist.
Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, mit einem Schritt des Einsetzens des kleindurchmessrigen Abschnitts in eine Feder vor dem Einsetzen des kleindurchmessrigen Abschnitts in das Loch, wobei die Trennungsposition auf der Grundlage einer Last bestimmt wird, die auf die Feder aufgebracht wird.