DE19853391A1

DE19853391A1 - Waste-Gate-Ventil für eine aufgeladene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19853391A1
Application number: DE19853391A
Authority: DE
Inventors: Ralf Steinert; Hermann Graf
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2000-05-25

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Waste-Gate-Ventil für aufgeladene Brennkraftmaschinen. Zur Regelung des Ladeluftdruckes bedient man sich sogenannter Waste-Gate-Ventile, bei denen ein Teil des Abgases über einen Bypass an der Turbine vorbei in das Abgassystem geleitet werden kann. Um Instabilitäten des Ventils beim Öffnen und Schließen zu vermeiden, wird der Ventilkörper 10 erfindungsgemäß so gestaltet, daß beim Öffnungsvorgang ein progressiv zunehmender Querschnitt erzielt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Ventilkörper 10 halbkugelförmig ausgebildet ist. Da das Waste-Gate-Ventil nur langsam öffnet, werden oszillierende Schwingungen des Ventilkörpers 10 vermieden (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Waste-Gate-Ventil gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Zur Regelung des Ladeluftdruckes bedient man sich in der Regel eines Waste-Gate- Ventils oder eines regelbaren Leitapparates, der den Durchfluß und den Anström winkel variiert. Beim Waste-Gate-Ventil wird ein Teil des Abgases bei Überschreiten eines vorgegebenen Ladeluftdruckes vor der Turbine des ATL abgezweigt und über einen Bypass in den Auslaß der Turbine geleitet. Die Steuerung des Ventils erfolgt mittels eines vom Ladeluftdruck beaufschlagten Kolbens. Eine derartige Vorrichtung gestattet keine stufenlose Regelung.

Aufgabe der Erfindung ist es den Ladeluftdruck stufenlos zu regeln.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru ches 1.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Ventilkörpers wird eine stufenlose, bei spielsweise auch eine progressive Regelung des über den Bypass geführten Abgas stromes möglich und nicht nur eine Schwarz-Weiß-Charakteristik. Bei partiell geöffnetem Ventil tritt bei Ventilen nach dem Stand der Technik eine Instabilität auf, die sich durch Öffnen und Schließen des Ventils in kurzen Zeitabständen äußert.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventilkörpers wird diese Instabilität vermieden.

Vorteilhafte Formgebungen des Ventilkörpers können den Unteransprüchen 2 und 3 entnommen werden.

Durch eine kugel- oder kegelförmige Gestaltung des Ventilkörpers läßt sich das Waste- Gate-Ventil viel besser regeln und erfüllt nicht nur die Aufgabe eines Absperrorgans.

Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventilkörpers sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ventilkörper mit halbkugelförmiger Gestalt

Fig. 2 einen Ventilkörper mit kegelförmiger Gestalt

Fig. 1 zeigt am Beispiel einer hier nicht dargestellten zweiflutigen Turbine eines ATL ein Waste-Gate-Ventil, welches im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1 mit einer ersten und zweiten Öffnung 2, 3 und einer dritten Öffnung 4 gebildet wird. Die Öff nungen 2 und 3 verbinden den Druckraum der beiden Fluten vor der Turbine mit der Öffnung 4, welche in einen Bypass mündet, der es gestattet, Teile des Abgases an der Turbine vorbei direkt in einen Auslaß nach der Turbine zu führen. Zum Abschluß der Öffnungen 2, 3 sind Ventile 5, 6 vorgesehen, welche durch ein Steuerorgan 7 geöffnet werden können. Das Steuerorgan 7 kann aus einem über eine Öffnung 8 mit Ladeluft beaufschlagbaren Kolben bestehen, der durch eine Rückstellfeder 9 die Ventile 5, 6 in Schließstellung hält, oder sie öffnet.

Erfindungsgemäß weist jedes der Ventile 5, 6 einen Ventilkörper 10 auf, der so gestal tet ist, daß er beim Anheben durch das Steuerorgan 7 einen variablen Öffnungsquer schnitt freigibt. Der Ventilkörper kann nach dem Beispiel in Fig. 1 halbkugelförmig gestaltet sein.

Durch die halbkugelförmige Gestalt des Ventilkörpers wird bei linearer Bewegung des Steuerorganes 7 ein progressiv öffnender Ventilquerschnitt erzielt. Die Ventile 5, 6 sind also nicht mehr nur Abschlußorgan, sondern haben eine definierte Öffnungscha rakteristik, so daß der Ladeluftdruck ohne Beeinträchtigung von Instabilitäten viel besser regelbar ist. In der Schließstellung können die Ventile 5, 6, wie nach dem Stand der Technik, mit einem Plansitz versehen sein.

Fig. 2 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Ventilkörper 10. Im darge stellten Beispiel sind die Ventilkörper 10 als Kegel ausgebildet. Es ist auch vorstellbar die Ventilkörper als Kegelstumpf auszubilden. In der Schließstellung können die Ventile 5, 6, wie nach dem Stand der Technik, mit einem Plansitz versehen sein.

Claims

1. Waste-Gate-Ventil für eine aufgeladene Brennkraftmaschine, bei der vor der Turbine eines ATL ein Ventil vorgesehen ist, welches den Eingang der Turbine über einen Bypass mit dem Ausgang der Turbine verbindet und das Ventil durch ein Regelorgan gesteuert wird, welches durch den Ladeluft druck betätigt wird, dadurch kennzeichnet, daß der Ventilkörper (10) derart gestaltet ist, daß in Abhängigkeit des Ventilhubes ein progressiver Öffnungs querschnitt erzielt wird.

2. Waste-Gate-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil körper (10) halbkugelförmig ausgebildet ist und daß in Schließstellung der Ventilsitz plan aufsitzt.

3. Waste-Gate-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil körper (10) kegelförmig ausgebildet ist und daß in Schließstellung der Ventil sitz plan aufsitzt.