JP5322137B2 - 伝動装置アッセンブリならびに排ガスターボチャージャ - Google Patents
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Description
本発明は、特に排ガスターボチャージャのウェイストゲートの調節装置に用いられる伝動装置アッセンブリであって、該伝動装置アッセンブリが、4リンク機構を備えており、該4リンク機構が、伝動装置を介して駆動装置に作用結合された駆動ロッカと、従動ロッカと、駆動ロッカと従動ロッカとを作用結合する連結ロッドとを有しており、伝動装置が、前記駆動装置に対応配置された駆動車と、駆動ロッカに対応配置された、駆動車と協働する従動車とを有している伝動装置アッセンブリに関する。
さらに、本発明は、排ガスターボチャージャであって、該排ガスターボチャージャが、ウェイストゲートと、該ウェイストゲートを調節するための調節装置とを備えており、該調節装置が、特に前述した伝動装置アッセンブリを有しており、該伝動装置アッセンブリが、4リンク機構を備えており、該4リンク機構が、伝動装置を介して駆動装置に作用結合された駆動ロッカと、従動ロッカと、駆動ロッカと従動ロッカとを作用結合する連結ロッドとを有しており、伝動装置が、前記駆動装置に対応配置された駆動車と、駆動ロッカに対応配置された、駆動車と協働する従動車とを有している排ガスターボチャージャに関する。
背景技術
ウェイストゲートを備えた排ガスターボチャージャは、公知先行技術に基づき公知である。この公知の排ガスターボチャージャは、調節装置もしくは作動駆動装置によって調節可能である。この作動駆動装置は、たとえばニューマチック式の作動駆動装置として形成することができる。しかし、択一的には、ウェイストゲートの制御もしくは調節が、電気式の作動駆動装置によって行われてもよい。この電気式の作動駆動装置によって、ニューマチック式の作動駆動装置に比べて著しく大きな作動力が提供可能となる。電気式の作動駆動装置では、通常、常時最大約250Nの値が達成される。この値は、ウェイストゲートをその閉鎖位置に最適に密に保持するために必要となる。電気式の作動駆動装置がロータリアクチュエータである場合には、力伝達がしばしば4リンク機構もしくは四節リンク機構を介して行われる。4リンク機構は、駆動ロッカ(駆動レバー)と、従動ロッカ(従動レバー)と、駆動ロッカを従動ロッカに作用結合する連結ロッドとを有している。駆動ロッカは直接的にまたは伝動装置を介して駆動装置に作用結合することができる。伝動装置は、駆動車と従動車とを有しており、両車は互いに協働して、つまり、相互作用して、トルクを駆動装置から駆動ロッカに伝達する。駆動車は駆動装置に対応配置されており、従動車は駆動ロッカに対応配置されている。
ウェイストゲートを備えた排ガスターボチャージャは、公知先行技術に基づき公知である。この公知の排ガスターボチャージャは、調節装置もしくは作動駆動装置によって調節可能である。この作動駆動装置は、たとえばニューマチック式の作動駆動装置として形成することができる。しかし、択一的には、ウェイストゲートの制御もしくは調節が、電気式の作動駆動装置によって行われてもよい。この電気式の作動駆動装置によって、ニューマチック式の作動駆動装置に比べて著しく大きな作動力が提供可能となる。電気式の作動駆動装置では、通常、常時最大約250Nの値が達成される。この値は、ウェイストゲートをその閉鎖位置に最適に密に保持するために必要となる。電気式の作動駆動装置がロータリアクチュエータである場合には、力伝達がしばしば4リンク機構もしくは四節リンク機構を介して行われる。4リンク機構は、駆動ロッカ(駆動レバー)と、従動ロッカ(従動レバー)と、駆動ロッカを従動ロッカに作用結合する連結ロッドとを有している。駆動ロッカは直接的にまたは伝動装置を介して駆動装置に作用結合することができる。伝動装置は、駆動車と従動車とを有しており、両車は互いに協働して、つまり、相互作用して、トルクを駆動装置から駆動ロッカに伝達する。駆動車は駆動装置に対応配置されており、従動車は駆動ロッカに対応配置されている。
4リンク機構は、通常、ウェイストゲートの閉鎖位置で駆動ロッカが伸長状態の範囲内にあるように設計されている。しかし、4リンク機構、調節装置および/またはウェイストゲートの継続運転中の摩耗およびドリフト現象を補償することができるようにするためには、駆動ロッカが、ウェイストゲートの閉鎖位置での伸長状態から逸脱して配置されていてもよい。なお、伸長状態とは、(駆動ロッカが駆動装置に作用結合されている)駆動装置支承箇所と、駆動ロッカと連結ロッドとの間の結合箇所との間の仮想直線が、連結ロッドにほぼ整合しているかもしくは連結ロッドと駆動ロッカとの結合点と、連結ロッドと従動ロッカとの結合点との間の仮想直線にほぼ整合している、つまり、いわば、連結ロッドもしくは両結合点の間の仮想直線に対する延長線を成している駆動ロッカの位置を意味している。ウェイストゲートの閉鎖位置において設定されている駆動ロッカの回動角位置範囲は、摩耗範囲と呼ぶこともできる。なぜならば、この回動角位置範囲が、前述したように、摩耗もしくはドリフト現象を補償するために提供されるからである。
駆動ロッカの位置が、ウェイストゲートの閉鎖位置における伸長状態に近ければ近いほど、閉鎖位置を保つために駆動装置支承位置において加えられなければならないかもしくは駆動装置から駆動ロッカに加えられなければならないトルクはますます少なくなる。しかし、逆に、これは、駆動ロッカが伸長状態に近い場合、駆動ロッカを介して連結ロッドに加えられる調節力が増加することも意味している。これは、連結ロッドに発生させられる調節力が、伸長状態への近接に基づく摩耗範囲内で、調節したい装置、たとえば排ガスターボチャージャの、連結ロッドに作用する許容可能な調節力を上回ることを意味している。このことは、装置の損傷に繋がることがある。
公知先行技術に基づき、たとえばドイツ連邦共和国特許出願第102009051623.9号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第102005028372号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第10245193号明細書が公知である。ドイツ連邦共和国特許出願第102009051623.9号明細書には、弁フラップに用いられる作動装置が記載されている。この作動装置は四節リンク機構を備えている。この四節リンク機構は、アクチュエータによって間接的にまたは直接的に回動可能な第1の旋回腕を有している。この旋回腕の自由端部には、伝達部材が回動可能に支承されている。この伝達部材は、弁フラップを調節する第2の旋回腕を操作する。この第2の旋回腕はその自由端部で伝達部材に同じく回動可能に結合されている。第1の旋回腕の長手方向軸線が伝達部材に対してほぼ平行に延びる四節リンク機構の伸長状態において、この状態でストッパに当て付けられて閉鎖される弁フラップを緊締力で負荷する弾性的な手段が設けられている。この弾性的な手段は、ばね容器もしくはばねアキュムレータとして形成されている。弾性的な手段は、2つの部材から成る伝達部材の両部材の間に介装されている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第102005028372号明細書は、作動機構に用いられるアクチュエータに関する。このアクチュエータは、電動式のサーボモータと、作動機構を調節する調節軸と、サーボモータと作動軸との間に配置された伝動装置とを備えている。この伝動装置は、サーボモータによって駆動可能な第1の歯車と、この第1の歯車に噛み合った第2の歯車とを備えた伝動装置入力段を有している。両歯車の各々は、歯のオフセットを伴って軸方向に相並んで配置された、等しいピッチ円直径を備えた少なくとも2つの歯列を有している。また、それぞれ第1の歯車に設けられた一方の歯列が、第2の歯車に設けられた一方の歯列に噛み合っていることも提案されている。最後、ドイツ連邦共和国特許出願公開第10245193号明細書は、アクチュエータハウジングを備えた作動ユニットに関する。この作動ユニットは、車対を備えた変速装置を有している。サーボモータ側の車はその第1の係合端部と第2の係合端部との間に、変化するサーボモータ側の転動曲率半径を有しており、スロットルボディ側の車はその第1の係合端部と第2の係合端部との間に、サーボモータ側の転動曲率半径に対して相補的に変化するスロットルボディ側の転動曲率半径を有している。
発明の開示
本発明に係る伝動装置アッセンブリによれば、駆動車が、周方向で変化する転動曲率半径を有しており、従動車が、前記転動曲率半径に対して相補的に延びる転動曲率半径を有しており、転動曲率半径が、4リンク機構の伸長状態周辺の回動角範囲内では、少なくとも部分的に伝動装置の第1の変速比を形成するために選択されていて、前記回動角範囲外では、第1の変速比に比べて大きな少なくとも1つの第2の変速比を形成するために選択されている。
本発明に係る伝動装置アッセンブリによれば、駆動車が、周方向で変化する転動曲率半径を有しており、従動車が、前記転動曲率半径に対して相補的に延びる転動曲率半径を有しており、転動曲率半径が、4リンク機構の伸長状態周辺の回動角範囲内では、少なくとも部分的に伝動装置の第1の変速比を形成するために選択されていて、前記回動角範囲外では、第1の変速比に比べて大きな少なくとも1つの第2の変速比を形成するために選択されている。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの有利な態様によれば、駆動車と従動車とが、歯車として形成されている。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの有利な態様によれば、転動曲率半径は、駆動車および/または従動車の各回動角位置に対して、伝動装置の規定の変速比が設定されているように、かつ/または前記駆動装置によって規定の駆動トルクが発生させられた際に、従動ロッカに規定の作動トルクが獲得可能であるように選択されている。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの有利な態様によれば、駆動車および/または従動車が、360゜以下の転動角を有している。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの有利な態様によれば、第1の変速比が、最小変速比である。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの有利な態様によれば、前記回動角範囲外に、第2の変速比よりも小さい第3の変速比が設けられている。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの有利な態様によれば、駆動ロッカが、従動車に相対回動不能に結合されていて、特に該従動車と共に1つの共通の支承部材に支承されている。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの有利な態様によれば、駆動ロッカと従動車とが、一体に形成されている。
本発明に係る排ガスターボチャージャによれば、駆動車が、周方向で変化する転動曲率半径を有しており、従動車が、前記転動曲率半径に対して相補的に延びる転動曲率半径を有しており、転動曲率半径が、4リンク機構の伸長状態周辺の回動角範囲内では、少なくとも部分的に伝動装置の第1の変速比を形成するために選択されていて、前記回動角範囲外では、第1の変速比に比べて大きな少なくとも1つの第2の変速比を形成するために選択されている。
本発明に係る排ガスターボチャージャの有利な態様によれば、前記駆動装置が、前記排ガスターボチャージャのコンプレッサハウジングに設けられており、前記ウェイストゲートが、前記排ガスターボチャージャのタービンハウジングに設けられている。
公知先行技術に基づき公知の伝動装置アッセンブリに比べて、請求項1に記載の特徴を備えた伝動装置アッセンブリは、調節したい装置の許容可能な調節力の超過が回避されるという利点を有している。これは、本発明によれば、駆動車が、周方向で変化する転動曲率半径を有しており、従動車が、この転動曲率半径に対して相補的に延びる転動曲率半径を有しており、これらの転動曲率半径が、4リンク機構の伸長状態周辺の回動角範囲内では、伝動装置の第1の変速比を形成するために選択されていて、4リンク機構の伸長状態周辺の回動角範囲外では、第1の変速比に比べて大きな少なくとも1つの第2の変速比を形成するために選択されていることによって達成される。本発明において、「比べて大きな変速比」とは、駆動車に加えられるトルクに対する、従動車に加えられるトルクの比がより大きいことを意味している。したがって、伝動装置は、駆動車もしくは従動車の回動角位置にわたって可変の変速比を有している。駆動車の転動曲率半径と従動車の転動曲率半径とは、駆動車と従動車とが各回動角位置において協働して、駆動装置から駆動ロッカにトルクを伝達するように互いに調整されている。駆動車と従動車とが、歯車として形成されている場合には、両歯車が各回動角位置において互いに噛み合っているように、転動曲率半径が選択されていなければならない。この転動曲率半径の相応の選択によって、4リンク機構の伸長状態周辺の回動角範囲内の変速比が、この回動角範囲外の変速比よりも小さくなっている。したがって、駆動装置のトルクが不変であるにもかかわらず、連結ロッドに加えられる調節力が、許容可能な調節力を上回らないことが達成される。こうして、伝動装置アッセンブリ、調節装置および/または排ガスターボチャージャの損傷が回避される。しかし、第1の変速比は全回動角範囲にわたって設定されている必要はない。むしろ、第1の変速比は、回動角範囲の一部範囲に設けられていればよいかもしくは規定された回動角位置に割り当てられていればよい。有利には、第1の変速比は、駆動車と従動車との間に設定されている最小の変速比である。すなわち、回動角範囲内の別の変速比と回動角範囲外の別の変速比とは、第1の変速比よりも大きい。
有利には、変速比が回動角位置にわたってなだらかに変化している。これは、第1の変速比が設定されている駆動車の回動角位置では、4リンク機構がその伸長状態にあることを意味している。第1の変速比を起点として、伝動装置の変速比はなだらかに上昇している。この場合には、たとえば線形の上昇が行われていてもよいし、別の任意の法則性に従う上昇が行われていてもよい。前述した伝動装置アッセンブリの態様から、調節装置の作動時間を減少させることができるという利点が得られる。なぜならば、伝動装置の平均的な変速比が減少しているからである。これは、公知先行技術に基づき公知の調節装置と同じ作動作用を達成するために、すなわち、たとえば排ガスターボチャージャのウェイストゲートをその開放位置から閉鎖位置にもたらすために、駆動装置が、より少ない回数の回転を実施しなければならないことを意味している。また、すでに前述したように、調節したい装置は、許容できないほど高い調節力に対して防護される。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの改良態様では、駆動車と従動車とが、歯車として形成されている。これによって、駆動装置から駆動ロッカへのトルクの確実な伝達が保証されている。歯車の転動曲率半径は、常に歯車の噛合いが保証されているように互いに調整されていなければならない。有利には、転動曲率半径は、歯車の可能な限り少ない摩耗が生じるように選択されている。歯車は、たとえば平歯車として提供されていて、インボリュート歯列またはヴィルトハーバー・ノビコフ歯列(WN歯列)を有している。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの改良態様では、転動曲率半径は、駆動車および/または従動車の各回動角位置に対して、伝動装置の規定の変速比が設定されているように、かつ/または駆動装置によって規定の駆動トルクが発生させられた際に、従動ロッカに規定の作動トルクが獲得可能であるように選択されている。この態様では、変速比が、駆動車の転動曲率半径と従動車の転動曲率半径とによって規定される。したがって、これらの転動曲率半径の相応の選択によって、各回動角位置に対して、それぞれ1つの対応した規定の変速比を得ることができる。すでに前述したように、有利には、変速比のなだらかな変化が選択される。4リンク機構がその伸長状態にある回動角範囲内では、最小の変速比が設定されている。転動曲線列の選択は、規定された、特にコンスタントな駆動モーメントによって、規定された、特にコンスタントな作動モーメントが駆動ロッカに達成されるように行うことができる。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの改良態様では、駆動車および/または従動車が、360゜以下の転動角を有している。転動角とは、たとえばウェイストゲートの開放位置もしくは閉鎖位置において設定された回動角位置の間にある角度である。すなわち、転動角とは、駆動車もしくは従動車によって占めることができる終端回動角位置の間の差である。転動角が360°よりも小さい場合、駆動車もしくは従動車はその全周の一部範囲にわたってしか互いに作用結合されない。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの改良態様では、第1の変速比が、最小変速比である。これは、第1の変速比が伝動装置の最小の変速比であるように、転動曲率半径が選択されていることを意味している。すなわち、4リンク機構の伸長状態周辺の回動角範囲内に設定された第1の変速比を起点として、変速比は単に増加しているかもしくはコンスタントに保たれている。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの改良態様では、前述した回動角範囲、すなわち、伸長状態付近の回動角範囲の外側に、第2の変速比よりも小さい第3の変速比が設けられている。すなわち、第1の変速比を起点として、変速比は第2の変速比にまで上昇している。次いで、変速比はより小さくなり、第2の変速比よりも小さい第3の変速比が達成される。この場合、第2の変速比は最大の変速比である、すなわち、伝動装置に設定された最大の変速比である。伝動装置アッセンブリの全ての態様において、第3の変速比は、第2の変速比よりは小さいが、第3の変速比よりは大きく設定されている。しかし、択一的には、第3の変速比が第1の変速比よりも小さく設定されていてもよい。第1の変速比、第2の変速比および/または第3の変速比の間の変速比の変化は、原理的に任意に選択することができる。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの改良態様では、駆動ロッカが、従動車に相対回動不能に結合されていて、特にこの従動車と共に1つの共通の支承部材に支承されている。したがって、伝動装置の従動車は、駆動ロッカに直接作用する。これら両エレメントの間に別の伝動装置は設けられていない。伝動装置アッセンブリのこのような態様では、駆動ロッカと従動車とが、共通の支承部材に支承されていると特に有利である。
本発明に係る伝動装置アッセンブリの改良態様では、駆動ロッカと従動車とが、一体に形成されている。したがって、このような態様では、これら両エレメントの間で材料接続的な結合が行われている。
本発明に係る排ガスターボチャージャの改良態様では、駆動装置が、排ガスターボチャージャのコンプレッサハウジングに設けられており、ウェイストゲートが、排ガスターボチャージャのタービンハウジングに設けられている。コンプレッサハウジングへの駆動装置の配置は、熱的な理由に基づき行われている。これに対して、ウェイストゲートは、高温のタービン側でタービンハウジングに配置されていなければならない。したがって、調節装置の運転時には、排ガスターボチャージャのコンプレッサハウジングとタービンハウジングとの間で負荷伝達が生じる。この負荷伝達は、4リンク機構の連結ロッドを介して伝達される調節力に対応している。本発明に係らない排ガスターボチャージャの使用時には、負荷伝達が許容できないほど大きくなり、これによって、排ガスターボチャージャが場合により損傷される場合がある。このことは、伝動装置の駆動車の転動曲率半径と従動車の転動曲率半径との相応の選択によって回避される。なぜならば、こうして、連結ロッドを介して伝達される調節力ひいては負荷伝達も許容可能な調節力に制限されるからである。
本発明を以下に図示の実施の形態につき詳しく説明する。ただし、この説明は本発明を限定するものではない。
図1には、伝動装置アッセンブリ1の概略図が示してある。この伝動装置アッセンブリ1は4リンク機構2を備えている。このような4リンク機構2は、たとえば排ガスターボチャージャのウェイストゲートの調節装置(図示せず)に使用される。この調節装置は、電気的に操作される調節装置である。すなわち、調節装置は、電気式のアクチュエータもしくは電気式の駆動装置を有している。4リンク機構2は、駆動ロッカ3と、従動ロッカ4と、駆動ロッカ3と従動ロッカ4とを作用結合する連結ロッド5とを有している。駆動ロッカ3は支承箇所6を中心として回動可能に支承されている。この支承箇所6で駆動ロッカ3は、図1に示していない伝動装置11に作用結合されている。連結ロッド5は駆動ロッカ3に連結ロッド支承箇所7で回動可能に支承されている。従動ロッカ4には、別の連結ロッド支承箇所8が設けられている。この別の連結ロッド支承箇所8で連結ロッド5は従動ロッカ4に回動可能に支承されている。この従動ロッカ4は従動装置支承箇所9を中心として回動可能に支承されていて、このために、有利には従動軸10に取り付けられている。この従動軸10を介して、従動ロッカ4と排ガスターボチャージャのウェイストゲートとの間に作用結合部が形成されている。すなわち、伝動装置アッセンブリ1もしくは図1に示した4リンク機構2は、ウェイストゲートの調節装置の構成要素である。
図1に示した駆動ロッカ3の回動角位置では、4リンク機構2がその伸長状態にある。この伸長状態では、支承箇所6と連結ロッド支承箇所7との間の仮想直線が、主として、両連結ロッド支承箇所7,8の間の仮想直線の延長線を成している。従動ロッカ4の回動角位置では、排ガスターボチャージャのウェイストゲートがその閉鎖位置にある。したがって、従動ロッカ4の図示の回動角位置を閉鎖位置と呼ぶこともできる。この回動角位置に従動ロッカ4を保持したい場合には、駆動ロッカ3の図示の伸長状態が特に有利である。なぜならば、この伸長状態では、駆動装置(図示せず)によって加えられるトルクが極めて小さいかまたはゼロに等しいからである。したがって、極めて僅かなエネルギ消費で従動ロッカ4を閉鎖位置に保持することが可能となる。図1に示した伸長状態にある4リンク機構2の位置は、有利には、最大の摩耗および/または最大の温度ドリフトに達した場合にしか達成されないかもしくは得られない。有利には、4リンク機構2は、従動ロッカ4の閉鎖位置で伸長状態が(まだ)達成されておらず、これによって、摩耗、誤差および/または温度ドリフトを後調整するかもしくは補償するための予備回動角範囲が提供されているように形成されている。
図1から明らかであるように、連結ロッド5には、伸長状態の範囲内で駆動ロッカ3によって、駆動装置の比較的少ないトルクの消費のもと、極めて大きな調節力を加えることができる。しかし、特に一般的には、駆動装置が排ガスターボチャージャのコンプレッサハウジングに設けられていて、ウェイストゲートが排ガスターボチャージャのタービンハウジング内に設けられているので、連結ロッド5を介して伝達される調節力を許容可能な値に制限することが必要となる。
これは、駆動ロッカ3が、図2に示した伝動装置11を介して駆動装置に結合されることによって達成される。伝動装置11は、駆動車12と従動車13とを有している。両車12,13は歯車14として形成されている。すなわち、両車12,13は歯列を有している。駆動車12は駆動装置に対応配置されており、従動車13は駆動ロッカ3に対応配置されている。通常、この駆動ロッカ3は従動車13に相対回動不能に結合されている。理想的には、駆動ロッカ3と従動車13とが支承箇所6の共通の支承部材に支承されている。駆動車12は従動車13と協働して、駆動装置によって提供されたトルクを駆動ロッカ3に伝達する。この目的のためには、駆動車12の歯列と従動車13の歯列とが互いに噛み合っている。図2に認めることができるように、駆動車12も従動車13も、それぞれ周方向で変化する転動曲率半径を有している。このことは、駆動車12には転動曲線15によって図示してあり、従動車13には転動曲線16によって図示してある。駆動車12の歯列と従動車13の歯列とが互いに噛み合っている範囲内では、両転動曲線15,16は合致している。また、従動車13の転動曲率半径が駆動車12の転動曲率半径に対して相補的に延びている、つまり、従動車13の転動曲率半径が駆動車12の転動曲率半径を補完していることも認めることができる。こうして、歯列が常に互いに噛み合っていることが確保される。駆動車12は、駆動装置に支承箇所17で結合されていて、たとえば駆動装置の軸18に取り付けられている。これに対して、従動車13は駆動ロッカ3と一緒に支承箇所6に支承されている。この支承箇所6と支承箇所17とは位置不変である。
伝動装置11の機能形式は、図3および図4につき明らかである。両図には、それぞれ異なる回動角位置における伝動装置11のそれぞれ1つの別の実施の形態が示してある。図2では、駆動車12もしくは従動車13が、ウェイストゲートもしくは調節装置の開放位置に対応する回動角位置にある。この回動角位置は第1の終端回動角位置を成している。この場合には、4リンク機構2の駆動ロッカ3(図示せず)がその伸長状態から逸脱して配置されている。
図2には、駆動車12の転動曲率半径r1,r2,r3と従動車13の転動曲率半径r1’,r2’,r3’とが示してある。こうして、駆動車12および/または従動車13の各回動角位置に伝動装置11の規定の変速比を割り当てることができる。半径r1,r1’の範囲内には、伝動装置11の第3の変速比が設定されており、半径r2,r2’の範囲内には、伝動装置11の第2の変速比が設定されており、半径r3,r3’の範囲内には、伝動装置11の第1の変速比が設定されている。難なく認めることができるように、r1がr2よりも大きく、r2がr3よりも小さく、r3がr1よりも大きく設定されている。また、r1’がr2’よりも小さく、r2’がr3’よりも大きく、r3’がr1’よりも小さく設定されている。このことから明らかであるように、第3の変速比が第2の変速比よりも小さいのに対して、第1の変速比は第3の変速比よりも小さいと共に第2の変速比よりも小さい。図2で駆動車12と従動車13とが占めている回動角位置では、4リンク機構2がその伸長状態から逸脱している。これは、第1の変速比が伸長状態周辺の回動角範囲内に設定されているのに対して、第2の変速比と第3の変速比とは回動角範囲外に設定されていることを意味している。こうして、4リンク機構2の伸長状態の範囲内では、連結ロッド5に加えられる調節力もしくは駆動ロッカ3に導入されるトルクが減少させられることが達成される。
このことは、図3の線図に示してある。この線図には、従動車13の回動角位置α[°]と伝動装置11の変速比iとの関係が示してある。図3の線図では、α=0゜の回動角位置が、4リンク機構2の伸長状態に対応している。したがって、α=0゜の回動角位置では、この実施の形態において最小変速比である第1の変速比が設定されている。この第1の変速比を起点として、伝動装置11の変速比iは回動角位置αの増加と共に上昇し、約α=32゜の回動角位置において、伝動装置11の最大変速比に対応する第2の変速比に到達している。回動角位置αが引き続き増加すると、変速比iは再び下降し、約α=62゜で第3の変速比に到達している。以後、変速比は、回動角位置αの更なる増加時でもコンスタントに第3の変速比の値にとどまる。
図4に示した線図には、駆動車12の転動曲線15と従動車13の転動曲線16とが再び示してある。図4の線図には、座標X[mm]と座標Y[mm]との関係が示してある。図4の線図の点(0;0)には、従動車13の回動点、すなわち、支承箇所6が位置している。これに対して、支承箇所17に対応する駆動車12の回動点は(0;−28)に位置している。
1 伝動装置アッセンブリ
2 4リンク機構
3 駆動ロッカ
4 従動ロッカ
5 連結ロッド
6 支承箇所
7 連結ロッド支承箇所
8 連結ロッド支承箇所
9 従動装置支承箇所
10 従動軸
11 伝動装置
12 駆動車
13 従動車
14 歯車
15 転動曲線
16 転動曲線
17 支承箇所
18 軸
r1,r1’,r2,r2’,r3,r3’ 転動曲率半径
2 4リンク機構
3 駆動ロッカ
4 従動ロッカ
5 連結ロッド
6 支承箇所
7 連結ロッド支承箇所
8 連結ロッド支承箇所
9 従動装置支承箇所
10 従動軸
11 伝動装置
12 駆動車
13 従動車
14 歯車
15 転動曲線
16 転動曲線
17 支承箇所
18 軸
r1,r1’,r2,r2’,r3,r3’ 転動曲率半径
Claims (10)
- 排ガスターボチャージャのウェイストゲートの調節装置に用いられる伝動装置アッセンブリ(1)であって、該伝動装置アッセンブリ(1)が、4リンク機構(2)を備えており、該4リンク機構(2)が、伝動装置(11)を介して駆動装置に作用結合された駆動ロッカ(3)と、従動ロッカ(4)と、駆動ロッカ(3)と従動ロッカ(4)とを作用結合する連結ロッド(5)とを有しており、伝動装置(11)が、前記駆動装置に対応配置された駆動車(12)と、駆動ロッカ(3)に対応配置された、駆動車(12)と協働する従動車(13)とを有している伝動装置アッセンブリにおいて、駆動車(12)が、周方向で変化する転動曲率半径(r1,r2,r3)を有しており、従動車(13)が、前記転動曲率半径(r1,r2,r3)に対して相補的に延びる転動曲率半径(r1’,r2’,r3’)を有しており、転動曲率半径(r1,r2,r3;r1’,r2’,r3’)が、4リンク機構(2)の伸長状態周辺の回動角範囲内では、少なくとも部分的に伝動装置(11)の第1の変速比を形成するために選択されていて、前記回動角範囲外では、第1の変速比に比べて大きな少なくとも1つの第2の変速比を形成するために選択されていることを特徴とする、伝動装置アッセンブリ。
- 駆動車(12)と従動車(13)とが、歯車(14)として形成されている、請求項1記載の伝動装置アッセンブリ。
- 転動曲率半径(r1,r2,r3;r1’,r2’,r3’)は、駆動車(12)および/または従動車(13)の各回動角位置に対して、伝動装置(11)の規定の変速比が設定されているように、かつ/または前記駆動装置によって規定の駆動トルクが発生させられた際に、従動ロッカ(4)に規定の作動トルクが獲得可能であるように選択されている、請求項1または2記載の伝動装置アッセンブリ。
- 駆動車(12)および/または従動車(13)が、360゜以下の転動角を有している、請求項1から3までのいずれか1項記載の伝動装置アッセンブリ。
- 第1の変速比が、最小変速比である、請求項1から4までのいずれか1項記載の伝動装置アッセンブリ。
- 前記回動角範囲外に、第2の変速比よりも小さい第3の変速比が設けられている、請求項1から5までのいずれか1項記載の伝動装置アッセンブリ。
- 駆動ロッカ(3)が、従動車(13)に相対回動不能に結合されていて、該従動車(13)と共に1つの共通の支承部材に支承されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の伝動装置アッセンブリ。
- 駆動ロッカ(3)と従動車(13)とが、一体に形成されている、請求項1から7までのいずれか1項記載の伝動装置アッセンブリ。
- 排ガスターボチャージャであって、該排ガスターボチャージャが、ウェイストゲートと、該ウェイストゲートを調節するための調節装置とを備えており、該調節装置が、請求項1から8までのいずれか1項記載の伝動装置アッセンブリ(1)を有しており、該伝動装置アッセンブリ(1)が、4リンク機構(2)を備えており、該4リンク機構(2)が、伝動装置(11)を介して駆動装置に作用結合された駆動ロッカ(3)と、従動ロッカ(4)と、駆動ロッカ(3)と従動ロッカ(4)とを作用結合する連結ロッド(5)とを有しており、伝動装置(11)が、前記駆動装置に対応配置された駆動車(12)と、駆動ロッカ(3)に対応配置された、駆動車(12)と協働する従動車(13)とを有している排ガスターボチャージャにおいて、駆動車(12)が、周方向で変化する転動曲率半径(r1,r2,r3)を有しており、従動車(13)が、前記転動曲率半径(r1,r2,r3)に対して相補的に延びる転動曲率半径(r1’,r2’,r3’)を有しており、転動曲率半径(r1,r2,r3;r1’,r2’,r3’)が、4リンク機構(2)の伸長状態周辺の回動角範囲内では、少なくとも部分的に伝動装置(11)の第1の変速比を形成するために選択されていて、前記回動角範囲外では、第1の変速比に比べて大きな少なくとも1つの第2の変速比を形成するために選択されていることを特徴とする、排ガスターボチャージャ。
- 前記駆動装置が、前記排ガスターボチャージャのコンプレッサハウジングに設けられており、前記ウェイストゲートが、前記排ガスターボチャージャのタービンハウジングに設けられている、請求項9記載の排ガスターボチャージャ。
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