KR102426886B1 - 바이패스 밸브 및 흐름 연결용 조합형 조정 장치를 구비한 배기 가스 터보차저 - Google Patents

Abstract

- 터빈(105), 터빈 휠, 제1 흐름(1) 및 제2 흐름(2); 상기 터빈 휠을 바이패스하기 위한 바이패스 라인(6); 상기 바이패스 라인(6)을 통해 바이패스 배기 가스 흐름의 크기를 조정하는 바이패스 밸브 유닛(107)을 포함하고, 상기 흐름(1, 2)에서 배기 가스의 연결 정도를 조정하기 위한 흐름 연결 유닛(108)을 포함하는, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101)이며, 상기 바이패스 밸브 유닛(107) 및 상기 흐름 연결 유닛(108)이 커플링 유닛(109)에 의해 기계적으로 결합된 방식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 배기 가스 터보차저(101)에 관한 것이다.

Description

바이패스 밸브 및 흐름 연결용 조합형 조정 장치를 구비한 배기 가스 터보차저{EXHAUST GAS TURBOCHARGER WITH COMBINED ADJUSTMENT DEVICE FOR BYPASS VALVE AND FLOW CONNECTION}

본 발명은 터빈, 터빈 휠, 제1 흐름 및 흐름, 상기 터빈 휠을 위한 바이패스 라인, 바이패스 유로를 통한 바이패스 가스 흐름의 크기를 조정하기 위한 바이패스 밸브 유닛을 구비하며, 상기 흐름에서의 배기 가스 흐름의 연결 정도를 조정하기 위한 흐름 연결 유닛을 포함하는 멀티-플로우 배기가스 터보차저에 관한 것이다. 다른 양태들에서, 본 발명은 배기 가스 터보 차저용 제어기 및 배기 가스 터보차저를 제어하기 위한 두 가지 방법에 관한 것이다.

멀티-플로우 배기 가스 터보차저는 종래의 기술에 알려져 있으며, 특히 6 기통 엔진에 사용되고 있다. 또한 특히 터보차저에 배기 가스를 공급하는 엔진의 낮은 회전 속도에서 펄스 충전이 발생할 수 있다는 것이 알려져 있다. 펄스 충전은 배기 가스 중의 가스 펄스에 존재하는 에너지를 사용하여 터빈을 구동한다. 6 기통 엔진에서는, 유리하게는 각각의 3개의 실린더가 서로 보완하기 때문에, 바람직하게는 3개의 실린더로부터의 배기가 하나의 흐름으로 조합된다. 더 높은 회전 속도의 엔진 및 그에 대응하여 증가된 배기 가스 흐름에서 2개의 흐름을 연결하는 것이 흐름 조건에 유리한 것으로 알려져 있다. 두 흐름 사이의 압력 균등화가 발생하여 배기 가스 중의 펄스가 감소한다. 다음에 터보차저는 밀집 충전 동작(congestion charging operation)으로 전환되며, 여기서 터빈은 배기 가스의 밀집 압력을 주로 회전 운동으로 변환한다. 터빈 주위의 바이 패스 라인을 통해 배기 가스를 터빈으로 전환시켜, 강력한 배기 가스 흐름을 갖는 작동 상태에서 터빈의 과부하를 방지하는 것이 또한 알려져 있으며, 바이패스 흐름의 강도는 바이패스 밸브에 의해 조정 가능하다.

예를 들어, 배기 가스가 한 흐름으로부터 다른 흐름으로 통과할 수 있는 전환 메커니즘을 제공하는 것이 DE 10 2007 0254 37A1에 공지되어 있다. 또한, 이 특허 출원에서는 흐름 연결과 무관한 바이패스 밸브가 제공되며, 이에 따라 배기 가스가 2개의 흐름으로부터 전환될 수 있다.

본 발명의 목적은 배기 가스 터보차저를 보다 쉽게 제어할 수 있게 하는 것이다.

상기 과제는 독립 청구항의 특징에 의해 해결된다. 종속 청구항은 본 발명의 유리한 실시형태를 주제로 갖는다.

본 발명의 목적은 바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛이 커플링 유닛에 의해 기계적으로 결합된 방식으로 작동될 수 있는 배기 가스 터보차저이다. 바이패스 라인을 통해 안내되는 배기 가스는 바람직하게는 2개의 흐름으로부터 전환된다.

바이패스 밸브 유닛은 바람직하게는 흐름 연결 유닛에 공간적으로 밀접하게 근접하여 배치된다. 상기 흐름은 바람직하게는 적어도 대략 동일한 크기로 구성된다. 흐름 연결 유닛은 터빈의 나선형 입구로의 공급부 내에 배치 될 수 있다. 대체적으로 또는 부가적으로, 터빈에 대한 흐름 연결부의 거리는 배기 가스가 터빈에 도달하기 전에 흐름 사이의 압력 맥동을 보상하기에 충분히 클 수 있다. 상기 흐름은 더 높은 회전 속도 및/또는 더 높은 부하에서 연결되는 것이 바람직하다.

흐름 연결 유닛과 바이패스 밸브 유닛의 기계적 결합은 두 유닛이 함께 조정 가능하게 되며, 이것은 결국 작동 상태를 조정하기 위한 실질적으로 단순화 된 구조를 가능하게 한다. 특히 단지 하나의 조정 장치가 필요하다. 이와 같이, 재료, 중량 및 궁극적으로 비용을 절감할 수 있다.

커플링 유닛은 조정 장치로서 설계하는 것이 바람직하다. 이 조정 장치는 바이패스 밸브 유닛과 흐름 연결 장치를 결합한다. 따라서, 바이패스 라인 내의 배기 가스 흐름 및 2개의 흐름 사이의 배기 가스 흐름은 단지 조정 장치를 작동시킴으로써 조정된다.

바이패스 밸브 유닛에 의해 바이패스 배기 가스 흐름에 도입된 흐름 저항은 조정 장치에 의해 변경하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 하나 또는 다수의 흐름으로부터 바이패스 라인으로 이송 지점에서 기능하는 바이패스 관통류 단면은 이 목적을 위해 조정할 수 있다. 흐름 저항은 마찬가지로 흐름 연결 유닛에 의해 제공되는, 하나의 흐름에서 다른 흐름으로의 이행시에 조정 장치에 의해 변화시킬 수 있다. 연결 단면은, 예를 들어, 그 크기를 조정할 수 있으며, 이것은 서로에 대한 흐름의 이행시에 기능한다. 따라서 흐름의 분리 또는 연결의 정도를 조정할 수 있다.

그러나, 바이패스 관통류 단면 또는 연결 단면은 하나의 흐름 내에 또는 2개의 흐름 사이에 개구부의 단면을 가질 필요는 없지만, 대신에 유효 단면은 흐름 내 또는 다른 요소 내의 개구부에 대해 일정 각도로 연장하고 추가의 요소 및 개구의 에지와 상호작용한다. 일 예는 흐름내의 개구를 일종의 커버로 덮는 것이며, 이를 리프팅함으로써, 유효 단면이 커버와 에지 사이에서 발생한다. 흐름 저항을 위한 조정 장치는 또한, 양호한 밀봉 효과가 발생하도록, 다수의 작동 상태에서 흐름들 사이 및/또는 흐름과 바이패스 흐름 사이의 차압에 의해 가압할 수 있다.

조정 장치는 원피스 조정 요소로서 설계하는 것이 바람직하다. 이것은 조정 장치가 서로 고정적으로 연결된 일부분 또는 섹션으로만 구성된다는 것을 의미한다. 조정 요소에는 바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛의 기능을 가진 섹션 사이에 조인트 또는 가이드를 갖지 않는다. 이러한 유형의 조정 요소가 이동하면, 바이패스 밸브 유닛 및 유동 연결 유닛의 흐름 저항의 변화가 동시에 일어날 수 있다. 이것은 조정 요소의 모든 조정 범위에서 발생할 필요는 없다.

2개의 흐름 내의 일부와 각각 만나는 공통의 바이패스 관통 개구부는 추가적으로 2개의 흐름으로 배치하는 것이 바람직하다. 조정 장치는 바이패스 관통 개구부의 두개 부분을 동시에 폐쇄할 수 있다. 흐름과 조정 장치 사이의 상대 이동에 의해, 바이패스 밸브 유닛의 흐름 저항을 조정할 수 있다. 상대 이동은 바람직하게는 병진 상대 이동이다. 대체적으로 또는 추가적으로, 회전 상대 이동을 적용할 수 있으며, 특히, 회전 축은 이를 중심으로 선회 가능한 조정 장치를 통해 연장된다.

바람직하게는, 조정 장치는 조정 슬라이더의 형태의 조정 요소로서 설계되고, 조정 슬라이더는 흐름으로부터 멀리 직선으로 이동가능하고, 외부에 흐름 상에 놓여지면, 폐쇄면에 의해 흐름 내의 바이패스 관통 개구부의 모든 부분을 폐쇄한다. 상대 이동을 위한 가이드는 가이드, 특히 직선 가이드에 의해 영향을 받을 수 있다. 조정 장치의 회전 상대 이동을 갖는 다른 변형예에서, 회전축은, 조정 장치의 편평한 폐쇄부가 바이패스 관통 개구부를 폐쇄하기 위해 흐름상 외부로 적용되도록 배치된다.

다른 실시형태에서, 조정 장치는 조정 드럼을 포함한다. 조정 드럼은 실질적으로 원통형으로 설계되고 내부에서 중공인 것이 바람직하다. 조정 드럼은 바람직하게는 각각의 흐름을 위한 흐름 연결 개구부를 가지며, 이를 통해 흐름이 연결 가능하다.

대안적으로 또는 추가적으로, 상기 조정 드럼은 배기 가스가 바이패스 라인에 도달 할 수 있는 바이패스 오목부, 특히 바이패스 관통 개구부를 가질 수 있다.

배기 가스는 상기 드럼의 내부를 통해 흘러서, 바람직하게는 터빈의 방향으로 흐름내의 배기가스 관통 개구부를 통해 및/또는 바이패스 라인의 방향으로 바이패스 오목부를 통해, 여기로부터 유출할 수 있다.

바이패스 오목부, 특히 바이패스 관통 개구부는 바람직하게는 흐름의 에지 또는 다른 에지와 함께 배기 가스 관통 개구부를 형성한다; 개구부는 특히 배기 가스 관통류 단면에서 조정 가능하다. 바람직하게는, 배기 가스 관통류 단면의 조정은 흐름에 대해 조정 드럼을 회전 및/또는 변위시킴으로써 수행된다.

조정 드럼은 두 흐름 내에서 연장되는 것이 바람직하다. 그것은 바람직하게는 흐름을 횡단하여 행해지며, 특히 흐름의 단면 전체를 채운다. 이러한 유형의 횡단은 배기 가스 흐름에 대해 직각으로 수행될 수 있지만 반드시 그렇게 할 필요는 없다.

조정 드럼의 중심 축과 터빈의 중심 축은 바람직하게는 서로 적어도 대략 평행하게 배치된다.

조정 드럼내의 배기가스 관통 오목부는 하나 또는 복수의 흐름의 에지를 사용하여 조정할 때 배기 가스 관통 흐름 단면의 소정의 변화에 영향을 주는 기하학 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 초기에는 조정 드럼의 변위의 증분마다 배기 가스 관통류 단면의 약간의 증가가 발생할 수 있지만, 다른 조정 범위에서는 배기 가스 관통류 단면의 실질적으로 더 큰 증가가 조정 드럼의 변위의 증분마다 수행 될 수 있다. 조정 드럼의 내부를 2개의 상이한 흐름으로부터의 배기 가스용 혼합 챔버로서 사용하는 것이 고려되기 때문에, 배기 가스가 조정 드럼의 내부를 통과할 때, 2개의 흐름 내의 상이한 압력 사이의 압력 균등화가 수행될 수 있다.

조정 드럼은 바람직하게는 드럼의 축 방향으로 상이한 범위로 돌출하는 단부 에지를 갖는다. 이러한 유형의 조정 드럼은 바람직하게는 흐름에 대해 일정 각도로 단부 에지의 영역에 배치된다. 단부 에지를 갖는 단부는 바람직하게는 흐름의 내부로 돌출한다. 서로 다른 범위로 돌출하는 에지 부분은 다른 범위로 흐름의 내부에 돌출한다. 드럼이 회전할 때, 서로 다른 범위로 돌출하는 에지 부분은 배기 가스 흐름과 다른 각도로 이뤄지며, 이것은 상이한 수준에서 스로틀링 된다는 것을 의미한다.

배기 가스 흐름은 바람직하게는 조정 드럼의 내부로 흐름으로부터 유출한다. 단부 에지는 바람직하게는 조정 드럼의 길이 방향 축에 대해 경사면으로 연장된다. 이와 같이, 조정 드럼의 축 방향으로 최대까지 단부 에지의 돌출부의 증가를 초래한다. 이 유형의 기하 구조는 설치 상태에서 흐름 저항의 조정에 적합하며, 여기서 단부 에지는 조정 드럼의 회전으로 인하여 흐름의 내부로 돌출한다.

다른 실시형태에서, 조정 드럼은 흐름이 터빈 휠로 이행하는 배기 가스 터보차저 내의 지점에 배치된다. 조정 드럼은 각각 흐름마다 하나의 노즐을 갖는 것이 바람직하다. 조정 드럼을 회전시킴으로써, 유효한 배기 가스 관통류 단면은 노즐을 통해 배기 가스를 통과시키 위해 조정할 수 있다.

단면의 조정은 노즐 개구부를 함께 정의하는 터보차저의 에지와 조정 드럼의 오목부를 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 노즐은 바람직하게는 엔진 브레이크로서 기능하도록 완전히 폐쇄될 수 있다.

노즐 영역은 블레이드를 가지도록 설계할 수 있거나 또는 베인(vane)이 없도록 설계될 수 있다. 조정 드럼의 회전으로 인해 발생하는 노즐의 단면 특성은 상이한 유형의 배기 가스 터보차저에 대해 다르게 정의할 수 있다. 터빈 차저의 입구 단면적 대 터빈 휠의 반경의 비로서의 터보차저의 A/R 비는 조정 드럼의 조정 영역을 통한 단면 특성에 의해 변경될 수 있다. 따라서, A/R 비는 바람직한 조건 하에서 작동하는 터보차저의 배기 가스 공급 엔진의 출력 범위에 연결된다.

또한, 흐름 연결 유닛은 터빈으로부터의 바람직한 거리를 가지며, 이것은 연결된 흐름 사이의 압력 보상이 터빈에 도달할 때까지 배기 가스 흐름의 실질적인 보상을 유도하기에 충분하다. 터빈으로부터의 흐름 연결 유닛의 거리는 바람직하게는 흐름의 평균 내경의 적어도 5 배, 특히 바람직하게는 흐름의 평균 내경의 적어도 10 배이다.

다른 실시형태에서 조정 드럼은 조정 드럼의 내부를 2개의 서브 챔버로 분할하는 분리 벽을 구비하는 것이 제안된다. 이들 중 하나는 흐름 연결을 위해 사용하고 및/또는 노즐 개구의 기능적 크기를 조정하기 위해 사용할 수 있고, 다른 하나는 바이패스 라인을 통한 배기 가스 흐름의 크기를 제어하는데 사용할 수있다. 특히, 조정 드럼의 2개의 서브 챔버에는 배기 가스 흐름의 크기를 제어하는데 사용될 수 있는 각각의 오목부가 설치된다. 분리벽은 특히, 유동적으로 최적화된 방식으로 조정된 전환 기하학을 사용하여 배기 가스 흐름을 전환할 수 있는 형상을 갖는다.

조정 드럼이 장착될 수 있는 샤프트는 조정 드럼 상에 고정되는 것이 바람직하다. 샤프트는 조정 드럼의 내부의 중간벽에 고정되는 것이 특히 바람직하다. 샤프트는 또한 중간벽과 일체로 설계 될 수 있다.

배기 가스 터보차저는 가변 기하구조를 갖는 터빈, 즉 블레이드 조정 장치에 의해 조정 가능한 특히 조정 가능한 블레이드를 갖는 것이 바람직하다. 블레이드 조정 장치의 작동을 바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛의 작동과 특히 기계적으로 결합시키는 것이 제안된다. 조정 장치가 조정 드럼으로서 실행되는 경우, 이것은 블레이드 조정 장치내에, 특히 조정 링내에 통합될 수 있다. 이 유형의 터보차저는 가변 터빈 지오메트리를 갖는 가솔린 엔진용 터보차저 뿐만 아니라 가변 터빈 지오메트리를 갖는 디젤 엔진용 터보차저로 적합하며, 이것은 흐름 분리를 갖는다.

다른 실시형태에서, 조정 장치는 적어도 하나의 작동 상태에서 흐름의 완전한 또는 강한 분리를 일으키도록 설계된 분리부(드럼 분리부로 지칭된 조정 드럼 내)을 가지며, 반면 덜 강한 분리 또는 다른 작동 상태에서의 흐름의 연결 증가를 수행하도록 추가로 설계된다. 분리부는 또한 분리 요소상에 형성될 수 있다.

분리부는 흐름에 대해 상대적으로 이동 가능하며, 이에 따라 흐름 사이의 흐름 저항이 변화할 수 있다. 따라서, 분리부 또는 분리부가 위치되는 조정 장치는 가이드 유닛 내에서 가이드될 수 있고 및/또는 회전 축을 중심으로 회전할 수 있다.

특히, 가이드 유닛은 분리부 또는 조정 장치 상에 배치 및/또는 고정된다.

분리부는 바람직하게는 슬롯을 가지며, 이 슬릿을 통하여, 2개의 흐름 중 적어도 하나의 에지와 함께, 흐름 사이의 흐름 저항의 변화가 이루어질 수 있으며, 슬롯의 크기가 조정 중에 변화할 수 있다. 분리부는 바람직하게는 평탄하게 설계된다.

특히, 분리부는 유동 연결을 조정하기 위해 조정 드럼의 외부에 배치된다.　이 때　조정 드럼의 회전은 분리부와 흐름 사이의 상대 이동을 일으킨다.

분리 요소로서 형성된 분리부는 바람직하게는 조정 드럼의 외면의 곡률을 따라 원주 방향으로 그리고 조정 드럼의 반경 방향으로 연장한다. 분리부는 적어도 하나의 작동 상태에서 흐름 사이의 영역에 배치되는 것이 바람직하다.

다른 실시형태에서, 2개의 흐름은 각각 배기 가스 입구 개구부 및 배기 가스 출구 개구부가 제공된다. 하나의 흐름의 배기 가스 출구 개구부는 다른 흐름의 배기 가스 입구 개구부에 연결되거나 또는 연결 가능하다.

배기 가스 입구 개구부 및 출구 개구부의 연결 정도는 조정 가능하다. 이것은 배기 가스 유출 개구부 및/또는 배기 가스 입구 개구부의 유효 크기를 조정함으로써 달성될 수 있다.

이러한 목적을 위해, 배기 가스 입구 개구부 및 배기 가스 출구 개구부는 바람직하게는 완전하게 덮이거나, 부분적으로 덮이거나, 커버 디스크에 의해 덮이지 않는다.

커버 디스크는 이 목적을 위해 배기 가스 입구 개구부 및 출구 개구부와 중첩되거나, 부분적으로 겹치거나, 중첩되지 않는 슬롯을 가지며, 후자의 경우, 커버 디스크의 재료는 배기 가스 입구 개구부 및 배기 가스 출구 개구부 앞에 배치되어 이들을 폐쇄한다.

배기 가스 입구 개구부 및 배기 가스 출구 개구부가 인도되는 과전류 챔버(또한, 흐름 연결 챔버)가 설치되는 것이 바람직하다. 이 챔버에서는, 흐름 사이의 압력 보상이 생길 수 있으며, 과전류 챔버내로 흐름의 배기 가스 출구 개구부로부터 가이드된 배기가스는 배기 가스 입구 개구부를 통해 흘러서 터빈으로 복귀할 수 있다.

바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛은 모두 폐쇄 위치에서 폐쇄되는 것이 바람직하다. 폐쇄된 위치로부터, 바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛의 흐름 저항이 각각 감소되는 위치로 전환하는 중에, 바이패스 밸브 유닛의 흐름 저항은 바람직하게는 폐쇄된 상태를 이탈하면 흐름 연결 유닛의 흐름 저항보다 더 빨리 및/또는 더 강하게 감소된다. 이와 같이, 배기 가스는 실질적인 흐름 연결이 발생하기 전에 바이패스 라인을 통해 가이드되는 것이 바람직하다.

이미 설명한 바와 같이, 바이패스 가스 흐름은 바이패스 밸브 유닛의 바이 패스 라인 상류에 의해 터빈 휠을 통과하여 가이드된다. 바이패스 라인의 단부는 촉매 컨버터로의 유입을 최적화하기 위해 상응하여 배치되는 것이 바람직하다. 특히 표면의 흐름 방향 및 유입 지점에 대한 촉매 컨버터로의 흐름은 바이 패스 라인의 단부의 대응하는 위치 설정에 의해 명확하게 구성될 수 있다. 이렇게 하여, 촉매 컨버터의 가열 단계가 단축될 수 있다. 이것은 특히, 본 발명에 따른 구성에 기초하여, 바이패스 밸브 유닛이 바이패스 라인의 시작부에 배치되고 바이패스 라인의 단부가 비교적 자유롭게 구성될 수 있다는 사실로부터 가능하다.

본 발명의 다른 측면에서, 배기가스 터보차저의 제어기는 전술한 실시형태의 적어도 하나의 특징을 갖는다. 제어기에 의해, 바람직하게는 조정 장치로서 설계된 커플링 유닛은 특히 엔진 속도의 증가 및/또는 엔진 부하의 증가시에 작동 가능하다. 바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛의 결합된 변위로 인해, 터보차저의 거동이 최적화되고, 이것을 위해 단일 제어 신호 및/또는 단일 제어 이동으로 충분하다.

본 발명의 다른 태양에서, 전술한 실시형태의 하나의 특징을 갖는 배기 가스 터보차저를 제어하기 위한 방법이 제안된다. 이 방법에서, 바람직하게는 조정 장치로서 설계된 커플링 유닛은 엔진 속도 및/또는 엔진 부하가 증가하면 점차적으로 작동한다. 상기 증가는 폐쇄 위치로부터의 작동으로 이해된다.

본 방법의 일 실시형태에서, 바이패스 밸브 유닛은 폐쇄 위치에서 시작하여 흐름 연결 유닛보다 더 빨리 및/또는 강하게 작동된다. 이와 같이, 바이 패스 밸브 유닛의 흐름 저항은 흐름 연결 유닛의 흐름 저항보다 더 빨리 및/또는 더 강하게 감소된다. 더 빨리 및/또는 더 강한 감소는 바람직하게는 조정 장치로서 설계되는 커플링 유닛의 메커니즘에 의해 달성된다. 제어는 단일 제어 신호 및/또는 단일 제어 이동에 의해 수행될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 사시도를 나타낸다.
도 2는 조정 요소가 폐쇄 위치에 있는 작동 상태에서 본 발명의 제1 실시형태의 단면도를 나타낸다.
도 3은 조정 요소가 부분적으로 개방 위치에 있는 도 2의 단면도를 나타낸다.
도 4는 조정 요소가 완전히 개방 위치에 있는 도 2의 단면을 나타낸다.
도 5는 도 2 내지 도 4에 나타낸 것과 다른 변형예에서 제1 실시형태의 조정 요소를 나타낸다.
도 5a는 흐름을 통한 단면에서 상이하게 구성된 가이드를 갖는 제1 실시형태의 추가 변형예를 나타낸다.
도 5b는 흐름을 통한 단면에서 다른 상이하게 구성된 가이드를 갖는 제1 실시형태의 다른 변형예를 나타낸다.
도 5c는 도 5a 및 5b에 나타낸 2개의 변형예에 대한 조정 요소를 나타낸다.
도 5d는 도 5a 및 도 5b에 나타낸 제1 실시형태의 변형예에 대한 조정 요소의 다른 버전을 나타낸다.
도 5e 내지 도 5g는 제1 실시형태에 따른 조정 요소의 다른 버전을 나타낸다.
도 5h 내지 도 5k는 제1 실시형태에 따른 조정 요소의 다른 버전을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시형태의 단면도를 나타낸다.
도 7은 위에서 본 제2 실시형태의 조정 드럼의 전개도를 나타낸다.
도 8은 도 7의 조정 드럼의 전개도를 나타낸다.
도 9는 폐쇄 위치에서 본 제2 실시형태의 배기가스 터보차저의 2개의 흐름으로 설치 상태에서 조정 드럼을 통한 단면도를 나타낸다.
도 10은 바이패스 밸브 유닛의 약간의 개방을 갖는 위치에서 조정 드럼을 구비한 도 9와 동일한 단면도를 나타낸다.
도 11은 더욱 완전하게 개방된 바이패스 밸브 유닛 및 부분적으로 개방 된 흐름 연결 유닛을 갖는 위치에서 조정 드럼을 구비한 도 10의 단면도를 나타낸다.
도 12는 완전히 개방된 바이패스 밸브 유닛과 완전히 개방된 흐름 연결부를 구비한 도 11과 동일한 단면도를 나타낸다.
도 13은 추가의 변형예에서 제2 실시형태의 조정 드럼의 전개도를 나타낸다.
도 14는 배기 가스 터보차저의 제3 실시형태에서 바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛을 포함하는 조정 장치의 개략도를 나타낸다,
도 15는 도 14의 조정 장치의 설치 상태를 나타낸다.
도 16은 폐쇄 위치의 조정 장치를 포함하는 도 15의 설치 상태를 통한 단면도를 나타낸다.
도 17은 조정 장치의 바이패스 밸브 유닛이 부분적으로 개방되어 있는 도 16의 단면도를 나타낸다.
도 18은 바이패스 유닛 및 흐름 유닛이 둘다 완전히 개방되어 있는 도 17의 단면도를 나타낸다.
도 19는 샤프트를 구비한 변형예에서 조정 장치로부터 절취를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 제4 실시형태에서 2개의 흐름부를 갖는 배기 가스 터보차저로부터 절취한 사시도를 나타낸다.
도 21은 조정 장치를 포함하는 도 20에 나타낸 절취를 통한 단면도를 나타낸다.
도 22는 도 21의 조정 장치를 폐쇄 위치에서 나타내는 개략적인 상면도이다.
도 23은 바이패스 밸브 유닛이 부분적으로 개방되어 있는 위치에서 도 22의 조정 장치를 나타낸다.
도 24는 바이패스 밸브 유닛 및 흐름 연결 유닛이 완전히 개방되어 있는 위치에서 도 22의 조정 장치를 나타낸다.
도 25는 모든 실시형태에 대해 내연 기관의 흡입 및 배기 가스관에서 본 발명에 따른 배기 가스 터보차저의 설치 상태의 도식 표현을 나타내다.
도 26 및 도 27은 제5 실시형태에 따른 조정 장치를 나타낸다.
도 28은 제5 실시형태의 제1 변형예를 나타낸다.
도 29는 제5 실시형태의 제2 변형예를 나타낸다.
도 30 내지 도 32는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 흐름 연결 유닛을 나타낸다.
도 33 내지 도 35는 본 발명의 제7 실시형태에 따른 조정 장치를 나타낸다.
도 36은 제7 실시형태의 제1 변형예를 나타낸다.
도 37은 제7 실시형태의 제2 변형예를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 배기 가스 터보차저의 2개의 흐름(1, 2)을 통한 절단 사시도이다. 흐름(1, 2)은 평행하게 이동하며 분리벽(3)에 의해 서로 분리된다. 흐름(1, 2)은 2개의 흐름(1, 2)을 외부와 연결하는 공통의 바이패스 관통 개구부(4)를 가진다. 또한, 분리벽(3)은 바이패스 관통 개구부(4)의 위치에서 제거되어, 이 간극에서 흐름(1, 2)의 연결이 가능해진다.

도 2는 바이패스 관통 개구부(4)가 위치되는 지점에서 도 1에 나타낸 흐름(1, 2)을 통한 단면도를 나타낸다. 또한, 조정 요소(5)는 도 2에 도시되어 있다. 바이패스 관통 개구부(4)를 둘러싸는 바이패스 라인(6)의 단부는 추가로 도시되어 있다. 조정 요소(5)는 폐쇄부(5a)를 사용하여 바이패스 관통 개구부(4)를 폐쇄한다. 분리부(5b)를 사용하여, 분리벽(3)의 갭에서 흐름(1, 2)을 서로 분리한다. 조정 요소(5)는 조정 요소(5)를 벽(3)에 가이드하는 가이드부(5c)를 추가로 가진다. 도 2에서, 조정 요소(5)는 흐름(1, 2)이 서로 완전히 분리되고 바이패스 관통 개구부(4)가 완전히 폐쇄되어 있는 폐쇄 상태로 도시되어 있다.

따라서, 조정 요소(5)는 바이패스 밸브 유닛(107)으로 형성됨과 동시에 흐름 연결 유닛(108)으로 형성된다.

도 3은 도 2의 단면도를 나타내지만, 조정 요소(5)는, 2개의 흐름(1, 2)으로부터의 배기 가스가 바이패스 라인(6)으로 들어갈 수 있도록, 바이패스 관통 개구부(4)가 부분적으로 개방되어 있는 위치에 도시되어 있다. 이 위치에서, 폐쇄부(5a)는 외벽 바이패스 관통 개구부(4)가 위치하는 흐름(1, 2)의 외벽으로부터 떨어진 방향으로 리프팅한다. 가이드부(5c)은 분리벽(3)에 대해 장치의 폐쇄 위치에 대하여 변위된다. 조정 요소(5)에 대하여 나타낸 위치에서, 흐름(1, 2)은 서로 분리된다.

도 4는 도 2 및 도 3과 동일한 단면도를 나타내지만, 조정 요소(5)가 완전하게 신장된 위치에서 나타내고 있다는 점이 다르다. 바이패스 관통 개구부(4)가 완전히 개방된다. 또한, 가이드부(5c)는 분리벽(3)에 대하여 흐름 연결 개구부(5d)가 차단 해제된 상태까지 변위된다. 흐름 연결 개구부(5d)는 가이드부(5c)의 다리에 각각 배치된 2개의 개별 개구부를 포함한다. 분리벽(3)이 흐름 연결 개구부(5d)의 개방 전에 가이드부(5c)의 다리 사이에 배치되는 경우, 흐름(1, 2)은 서로 분리된다.　흐름 연결부(5d)의 개구부를 부분적으로 덮음으로써, 흐름 연결 정도를 조정할 수 있다.　따라서, 흐름 연결 개구부(5d)는 가이드부(5c)내의 창을 나타낸다.

도 5는 도 1 내지 도 4에 나타낸 배기 가스 터보차저의 제1 실시형태의 조정 장치(5)의 변형예를 나타낸다. 도 2 내지 도 4에 나타낸 변형예와 달리, 도 5에서 조정 장치(5)는 슬라이딩 가능하지 않고 회전 가능하도록 설계되어 있다. 조정 장치(5)는 이 목적을 위해 회전축(7)을 갖는다. 회전축(7)은 바람직하게는 흐름(1, 2)의 길이 방향에 대하여 가로지르도록 배치된다. 폐쇄부(5a)는 마찬가지로 도 2 내지 도 4에 나타낸 변형예와 같이 바이패스 관통 개구부를 폐쇄할 수 있다. 회전축(7)을 중심으로 조정 장치(5)의 회동은 흐름(1, 2)의 외측으로부터 폐쇄부(5a)를 리프팅 하여서 바이패스 관통 개구부(4)의 적어도 부분적인 개방을 수행하며, 배기 가스의 흐름은 흐름(1, 2)으로부터 바이 패스라인(6)으로 흐른다. 조정 장치(5)의 폐쇄 위치에서 흐름(1, 2)을 분리하는 분리부(5b)는 폐쇄부(5a)에 연결된다. 흐름 연결 개구부(5d)는 분리부(5b)에 인접하여 배치된다. 분리 벽(3)은 이 변형예에서는 폐쇄 위치의 흐름 연결 개구부(5d)를 완전히 덮도록 설계된다. 조정 장치의 증가된 개구부에서, 흐름 연결 개구부(5d)는 흐름(1, 2)의 연결의 증가하는 정도가 조정되도록 적어도 하나의 조정 범위에서 점점 차단 해제된다. 흐름 연결부는 바이패스 관통 개구부(4)의 개방의 개시와 동시에 시작될 필요는 없지만, 대신에 바이패스 관통 개구부(4)의 더 큰 개방 정도로 초기에 발생할 수 있다.

도 5a는 조정 요소(5)에 대해 상이하게 구성된 가이드를 구비한 제1 실시형태의 변형예의 단면도를 나타낸다. 도 5a는 많은 세부 사항에 있어서 도 2 내지 도 4와 일치한다. 이하에서는 차이점만 자세히 설명한다. 또한, 바이패스 밸브 유닛(107) 또는 흐름 연결 유닛(108)으로 설계된 조정 요소(5)의 개방은 도 2 내지 도 4와 유사한 방식으로 발생할 수 있으며, 여기서 차이점은 조정 요소(5)의 가이드 유형에 있다. 구체적으로, 도 5a의 변형예는 조정 요소(5)의 지점에서 흐름(1, 2) 사이에 분리벽(3)을 갖지 않는다. 흐름(1, 2)의 분리는 조정 요소(5)의 분리부(5b)에 의해 이루어진다. 조정 요소(5)는 흐름(1, 2)의 내부의 가이드 오목부(38) 및 흐름(1)과 흐름(2) 사이의 이행 영역에 배치된다.

가이드 오목부(38)는 조정 요소(5)의 가이드부(5c)보다 약간 더 큰 폭을 갖는다. 도 5a에 나타낸 조정 요소(5)의 폐쇄 위치에서, 흐름 연결 개구부(5d)는 조정 요소(5) 내의 가이드 오목부(38)에 배치된다. 도 5a에 따른 표현에 있어서 우측으로 이동되는 조정 요소(5)의 개방은 흐름 연결 개구부(5d)가 차단 해제되고 압력 보상이 제1 흐름(1)과 제2 흐름(2) 사이에서 수행된다. 대표적인 변형예 대신에, 조정 요소(5)의 가이드는 조정 요소(5)의 가이드 유닛에서 수행될 수 있으며, 이는 조정 요소(5)의 개방 방향으로 기능하며 도면의 평면 외측에 놓이며, 따라서 특히 도면의 평면 외측의 조정 요소(5)에 인접하는 흐름(1, 2)의 분리벽과 관련하여 나타내지 않는다. 따라서, 조정 요소가 가이드 오목부로부터 인출되어 가이드 유닛 내에서 더 가이드되기 때문에 흐름 연결 개구부(5d)가 생략될 수 있다.

도 5b는 흐름(1, 2)을 통한 단면에서의 본 발명의 제1 실시형태의 다른 변형예를 나타낸다. 도 5b의 변형예는 조정 요소(5)를 위한 가이드가 다르게 구성된 것을 제외하고는 도 5a에 나타낸 변형예와 동일하다. 따라서, 가이드의 구성에 대해서만 자세히 설명하며, 다른 특징들에 대해서는 도 5a를 참조한다. 2개의 다리를 갖는 분리벽(3)은 흐름(1, 2) 사이에 배치된다. 가이드 오목부(38)는 다리 사이에 배치된다. 조정 요소(5)는 도 5a의 조정 요소(5)와 동일하게 설계된다. 흐름 연결 개구부(5d)는 조정 요소(5)의 개방중에 동일한 방식으로 노출된다.

도 5c는 도 5a 및 도 5b의 변형예에 적합한 조정 요소(5)를 통한 단면도를 나타낸다. 흐름 연결 개구부(5d)는 조정 요소(5)의 단부 영역에서 창으로서 구성된다. 흐름 연결부(5d)가 가이드 오목부(38)로부터 인출되는 경우에는, 가이드 오목부(38)에서 조정 요소(5)를 가이드하기 위해, 흐름 연결 개구부(5d)에 인접하여 위치하는 가이드부(5c)가 필요하다.　가이드부(5c)와는 독립적인 조정 요소(5) 상에 가이드 유닛이 설치되는 경우, 도 5a를 참조하여 설명한 바와 같이, 흐름 연결 개구부(5d)는 생략할 수 있다. 도 5c의 조정 요소(5)는 조정 요소(5)의 병진 개구 운동을 위해 설치된다.

도 5d는, 도 5의 변형예와 마찬가지로, 회전축(7)을 중심으로 회전할 수 있도록 구성된 조정 요소(5)의 다른 버전의 단면도를 나타낸다. 회전축(7)이 조정 요소(5)의 가이드를 이어받기 때문에, 가이드부(5c)는 생략할 수 있다. 도시된 버전에서, 조정 요소(5)는 이용 가능한 흐름 연결 개구부 (5d)를 가진다. 하나의 버전(도시되지 않음)에서, 가이드 오목부(38)와 주변 부분 내의 조정 요소(5)의 계합이 배기 가스를 위한 관통로가 조정 요소(5)의 개방 중에 분리부(5b)의 에지에서 차단 해제되도록 구성되는 경우(도시하지 않음), 흐름 연결 개구부(5d)는 생략할 수 있다.

도 5e 내지 도 5g는 조정 요소(5)의 다른 실시형태를 바이패스 밸브 유닛(107)으로 나타냄과 동시에 흐름 연결 유닛(108)으로 나타낸다.

도 5e에 따르면, 흐름(1, 2)과 바이패스 라인(6) 사이의 배기 가스 흐름을 조정하기 위해 흐름(1, 2)에 대해 병진 이동 가능한 십자형의 조정 요소(5)가 설치된다. 도 5e는 분해도를 나타낸다. 도 5f에서, 조정 요소(5)는 명확성을 위해 생략한다. 도 5g는 배열의 부분 절취를 나타낸다.

도 5e 내지 도 5g에 따르면, 2개의 흐름(1, 2)이 개방되고 2개의 흐름(1, 2)이 다시 가이드되는 공통 챔버(또한, 흐름 연결 챔버)가 제공된다.　따라서 흐름 연결은 공통 챔버에서 일어난다. 또한, 공통 챔버는 2개의 바이패스 관통 개구부(4)를 갖는다. 2개의 분리된 바이패스 관통 개구부(4)는 둘 다 공통 바이패스 라인(6)으로 이어진다.

조정 요소(5)는 폐쇄부(5a)를 갖는다. 폐쇄된 상태에서, 폐쇄부(5a)는 2개의 바이패스 관통 개구부(4)를 덮는다. 조정 요소(5)의 상응하는 병진 이동으로 인해, 폐쇄부(5a)가 리프팅하여 2개의 바이패스 관통 개구(4)가 개방된다.

또한, 조정 요소(5)는 분리부(5b)를 포함한다. 분리부(5b)와 폐쇄부(5a)는 서로 고정적으로 연결되고 여기에 도시된 설계에서 서로 수직이다.

분리부(5b)는 2개의 흐름(1, 2) 사이의 공통 챔버내에 배치된다. 폐쇄된 상태에서, 분리부(5b)는 2개의 흐름(1, 2)을 서로 분리시킨다. 이 목적을 위해, 분리부(5b)는 2개의 흐름(1, 2) 사이에 및 2개의 바이패스 관통 개구부(4) 사이에 배치된다.

조정 요소(5)의 대응하는 리프팅에 의해, 배기 가스는 2개의 흐름(1, 2)으로부터 흘러서 공통 챔버내에서 혼합할 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 분리부(5b)는 폐쇄부(5a)의 측면에 배치되며, 반면 조정 요소(5)의 연속부(5e)는 폐쇄부(5a)의 반대측에 형성된다. 연속부(5e)는 폐쇄부(5a)의 반대측에 분리부(5b)의 연속부를 형성한다.

도 5f는 홈으로 설계된 가이드 오목부(38)를 나타낸다. 조정 요소(5)는 2개의 측방향 가이드 오목부(38)에서 직선적으로 이동 가능하게 가이드된다.

연장부(5e)는 하부 가이드 오목부(38)에 삽입된다. 이것은 조정 요소(5)가 폐쇄 위치로부터 리프팅하는 동안 2개의 흐름(1, 2)이 처음에는 연속부(5e)에 의해 서로 분리된 상태로 잔류한다. 이 상태에서, 바이패스 라인(6)에 대하여 2개의 흐름(1, 2)에서만 개방이 이루어진다. 조정 요소(5)의 추가적인 직선 이동 후에만 연속부(5e)가 하부 가이드 오목부(38)로부터 미끄러지며, 이것은 흐름 연결이 이루어지는 것을 의미한다.

상술한 공통 챔버는 커버(5f)에 의해 폐쇄된다. 조정 요소(5)가 커버(5f)의 외측으로부터 이동 가능하도록, 조정 요소(5)가 이 커버를 통해 외측으로 돌출되는 것이 바람직하다.

도 5h 내지도 5k는 조정 요소(5)의 다른 실시형태를 바이패스 밸브 유닛 (107)으로 나타냄과 동시에 흐름 연결 유닛(108)으로 나타낸다. 따라서 도 5h는 배기 가스 터보차저에서 조정 요소(5) 및 그의 배치를 도식적으로 단순화한 표현으로 나타낸다. 도 5i 내지 5k는 구축된 구성을 나타낸다.

도 5h 내지도 5k에 따르면, 조정 요소(5)는 2개의 흐름(1, 2) 사이에서 직선적으로 이동 가능하게 배치된다. 조정 요소(5)를 위한 수용 챔버는 커버(5f)에 의해 폐쇄된다. 이 목적을 위해, 2개의 흐름(1, 2)이 또한 설계되는 하우징은 하우징 플랜지(5h)를 갖는다. 커버(5f)는 이 하우징 플랜지(5h)상에 고정되고, 특히 나사로 고정된다.

조정 요소(5)는, 외측으로부터 작동 가능하도록, 커버(5f)를 통해 외측으로 돌출된다. 조정 요소(5)는 커버(5f)내의 부싱(5g)을 통해 직선적으로 이동 가능하게 장착된다.

바이패스 라인(6)은 마찬가지로 2개의 흐름(1, 2)이 또한 배치하는 하우징 내에 설계된다. 특히, 도 5k는 하우징 내의 바이패스 라인(6)의 배치를 나타낸다.

도 5j는 조정 요소(5)를 상세히 나타낸다. 조정 요소(5)는 분리부(5b)를 포함한다. 분리부(5b)는 2개의 흐름(1, 2) 사이에 배치된다. 연속부(5e)는 분리부(5b)상에 형성된다. 이러한 연속부(5e)는 폐쇄된 상태에서 및 조정 요소(5)의 약간의 개방 중에 대응하는 홈에 삽입된다. 홈은 2개의 흐름 (1, 2) 사이의 단면 범위를 정의한다.

또한, 조정 요소(5)는 폐쇄부(5a)를 포함한다. 폐쇄부(5a)은 원통형면으로 형성되는 폐쇄면(5i)을 갖는다. 폐쇄면(5i)은 바이패스 관통 개구부(4)를 바이패스 라인(6)으로 완전히 폐쇄한다.

폐쇄부(5a)의 폐쇄면(5i)은 2개의 돌출부(5j)로 이행한다. 2개의 돌출부(5j)는 조정 요소(5)의 반대측에 배치된다. 하나의 돌출부(5j)는 흐름(1, 2) 중의 하나에 각각 돌출한다. 돌출부(5j)는 또한 돔형의 표면으로 특징지어 질 수 있다.

폐쇄면(5i)이 바이패스 관통 개구부(4)로부터 이동하자마자, 바이패스 관통 개구부(4)와 각각의 돌출부(5j) 사이의 클리어런스(clearance)는 2개의 흐름(1, 2)으로부터 바이패스 라인(6)으로의 개구부 단면을 결정한다.

각각의 돌출부(5j)는 볼록한 면(5l)을 포함한다. 폐쇄면(5i)은 2개의 볼록한 면(5l)으로 이행한다.

조정 요소(5)의 특성, 즉 바이패스 라인(6)에 대한 개구 단면 및 2개의 흐름(1, 2) 사이의 개구 단면은, 조정 요소(5)의 위치에 따라, 돌출부(5j)의 대응하는 구성에 의해 그리고 연속부(5e)의 구성에 의해 구성된다.

따라서, 제1 실시형태의 범위 내에서, 본 명세서에 기술되는 모든 변형예에서 조정 요소(5)가 돔형의 표면을 갖는 적어도 하나의 돌출부(5j)를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 하나의 돌출부(5j)가 흐름(1, 2) 마다 조정 요소 (5)상에 형성된다. 각각의 돌출부(5j)와 바이패스 관통 개구(4) 사이의 거리는 흐름(1, 2)으로부터 바이패스 라인(6)으로의 단면을 정의한다. 유리한 실시형태에서, 적어도 하나의 돌출부(5j)는 볼록한 면(5l)을 갖는다.

도 6은 본 발명에 따른 배기 가스 터보차저의 제2 실시 형태의 단면도를 나타낸다. 조정 장치로서, 배기 가스 터보차저는 바이패스 밸브 유닛(107)으로 설계됨과 동시에 흐름 연결 유닛(108)으로 설계되는 조정 드럼(8)을 갖는다. 조정 드럼(8)은 배기 가스 터보차저의 터빈 휠에 대한 수용 챔버(9)에 인접하여 배치된다. 조정 드럼(8)은, 수용 챔버(9) 내로 들어가기 전에 배기 가스 흐름이 적어도 부분적으로 통과하도록 배치된다. 조정 드럼(8)은 배기 가스가 흐름으로부터 유입될 수 있고 배기 가스가 터빈 휠로 가이드될 수 있는 공급 챔버(8a)를 갖는다. 공급 챔버(8a)는 조정 드럼(8)의 내부에 배치된다. 또한, 조정 드럼(8)은 마찬가지로 조정 드럼(8)의 내부에 배치되는 바이패스 챔버(8b)를 갖는다. 공급 챔버(8a)와 바이패스 챔버(8b)는 드럼 분리벽(8c)에 의해 서로 분리된다.

유입하는 배기가스는 바이패스 챔버(8b) 내로 반경방향으로 유입된다. 유입하는 배기 가스 흐름은 바이패스 챔버(8b) 내에서 편향되며, 따라서 바이패스 챔버(8b)가 배치된 조정 드럼(8)의 단부로부터 축 방향으로 배출한다. 이렇게 하여 배출되는 배기 가스 흐름은 바이패스 라인(6)으로 가이드된다. 바이패스 챔버(8b)로의 공급은 흐름(1, 2)으로부터 수행된다. 드럼 분리벽(8c)은 바이패스 챔버(8b)의 측면에 형성될 수 있어서, 벽의 형상은 반경방향으로 유입되는 배기 가스 흐름을 축방향으로 편향하는 것을 돕는다. 특히, 배기 가스 와류가 형성될 수 있는 데드스페이스(dead space)는 피할 수 있다. 조정 드럼(8)은 터빈의 볼루트의 터빈 휠로의 이행부에 배치할 수 있다.

도 7은 바이패스 챔버(8b)를 둘러싸는 조정 드럼(8)의 일부의 전개도에 대한 상면도를 나타낸다. 조정 드럼(8)의 외벽(10)은 바이패스 관통 개구(4)에 의해 차단된다. 조정 드럼(8)을 회전시킴으로써, 이러한 바이패스 관통 개구부(4)는 흐름(1, 2) 내의 대응하는 개구와 적어도 부분적으로 정렬되어, 배기 가스가 바이패스 챔버 (8b)를 흐름(1, 2)으로부터 유입할 수 있으며, 이러한 챔버는 도시된 조정 드럼(8)의 전개도 부분에 의해 둘러싸여 있다. 조정 드럼(8)은 바이패스 관통 개구부(4)가 완전히 폐쇄되거나, 부분적으로 폐쇄되거나, 또는 완전히 개방되도록 회전할 수 있다.

그 외에, 조정 드럼(8)은, 그의 외주에 드럼 분리부(11)를 가지며, 드럼 분리부(11)는 2개의 흐름(1, 2) 사이에서 이들을 상이한 정도로 분리하도록 설치된다. 분리 정도를 조정하기 위해, 조정 드럼(8)이 회전될 수 있다. 조정 드럼(8)의 회전은 예컨대 흐름(1, 2) 사이에서 분리벽(3)과 관련하여 드럼 분리부(11)의 이동에 대응한다.

도 8은 도 7에 나타낸 조정 드럼(8)의 전개도를 측면도로 나타낸 것이다. 도 8에서 드럼 분리부(11)는 외벽(10)으로부터 돌출되어 있다는 것이 명백하다.

도 9는 바이패스 밸브 유닛(107) 및 흐름 연결 유닛(108)으로서 다시 설계된 조정 드럼(8)의 변형예의 단면도를 나타낸다. 조정 드럼(8)은 조정 드럼(8)의 내부를 관통하는 배기 가스를, 바이패스 라인(6)의 방향으로 흐름에 유리한 방식으로, 방향전환시키는 드럼 분리벽(8c)을 포함한다. 조정 드럼(8)은 도 9에 나타낸 폐쇄된 위치에서 흐름(1, 2)을 서로 분리시키는 드럼 분리부(11)을 지지한다. 바이패스 밸브 유닛(107)은 명시적으로 나타내지 않았지만, 이것은 조정 드럼(8) 내의 바이패스 관통 개구부(4)(도 10 참조)를 접촉하며, 이것은 흐름(1, 2) 내의 개구와 일직선으로 이동할 수 있으며, 따라서 배기 가스가 바이패스 관통 개구부를 통해 조정 가능한 정도로 흐를 수 있다. 이 배기 가스는 바이패스 챔버(8b)에 도달하여 바이패스 라인(6)으로 가이드될 수 있다. 조정 드럼(8)에 유입하지 않은 배기 가스는 도시되지 않은 유로에 의해 터빈 휠로 가이드된다. 그러나, 도 9에 나타낸 폐쇄된 위치에서, 배기 가스는 조정 드럼(8)을 통해 흐르지 않는다.

도 10은, 배기 가스가 바이패스 관통 개구(4)를 통해 바이패스 유로(6)에 도달할 수 있도록, 바이패스 밸브 유닛(107)이 도시된 조정 드럼(8)의 위치에서 개방되는 것에 차이를 가진 도 9의 표현을 나타낸다. 드럼 분리부(11)은 도 9에서와 같이 흐름(1, 2) 사이의 재료에 연결된 부분(11a)를 가지므로, 흐름 분리가 제공된다.

도 11은 도 10에서와 같이 바이패스 밸브 유닛(107)이 개방되고, 추가로 흐름 연결이 발생하는 위치에서 조정 드럼(8)을 나타낸다. 흐름(1, 2) 사이의 관통로는 흐름(1, 2)을 서로 분리하는 재료와 드럼 분리부(11)의 상측 에지(11b) 사이에서 차단 해제되며, 이 상태에서 효과적이다. 상측 에지(11b)는 조정 드럼 (8)의 접선 방향에 비스듬히 이어져 있으므로, 조정 드럼(8)의 회전은 드럼 분리부(11)의 높이가 흐름 연결 개구부(5d)에서 상이한 높이로 나타나도록 하여 이를 조정 가능한 정도로 폐쇄한다. 이것에 의해, 조정 드럼(8)은 그의 중심 축(M)을 중심으로 회전한다.

도 12는 도 11의 단면도를 나타내지만, 조정 드럼(8)은 추가로 회전된다. 흐름 연결 개구부(5d)는 최대 흐름 연결부에서 작용한다. 동시에, 드럼 분리 부(11)에 의해 덮이지 않은 바이패스 관통 개구부(4)의 일부는 배기 가스를 바이패스 라인(6)으로 흐르게 한다. 이러한 상황은 도 7로부터 분명하며, 도 7의 수평 방향으로 흐름 연결 개구(5d)의 길이의 단지 약 절반을 가로질러 드럼 분리부(11)가 우측에서 시작하여 연장되는 것을 나타낸다. 도 7에서 그의 좌측으로 나타낸 바이패스 관통 개구(4)의 일부는 드럼 분리부(11)에 의해 덮이지 않으며, 조정될 때, 드럼 분리부(11)은 흐름 연결 개구부(5d)를 완전히 차단 해제한다. 또한 배기 가스가 바이패스 라인(6)으로 들어가는 최대 관통 개구 단면을 가능하게 한다. 이러한 설정은 도 12에 나타낸다.

도 13은 조정 드럼(8)의 변형예의 전개도를 나타낸다. 배기 가스를 위한 3개의 관통 개구부는 조정 드럼(8)의 외주에 위치하며, 즉 도 7 내지 도 12에 나타낸 드럼 분리부(11)를 갖는 바이패스 관통 개구부(4) 및 제1 또는 제2 흐름(1, 2)를 위한 노즐 개구부(12 또는 13)이다. 도시된 전개도를 조정 드럼(8)에 감아 올리는 동안, 이것은 도 13에서 수평 방향으로 이동하는 축의 주위에 감겨진다. 흐름(1, 2) 또는 노즐 개구(12, 13)에 속하는 터빈 휠에 대한 통로는 조정 드럼(8)의 회전이 노즐의 크기를 변화시키도록 배열된다. 이렇게 하여, 터보차저의 A/R 비를 변경할 수 있다. 그리하여 터빈 휠의 반경은 일정하게 유지된다. 그러나 배기 가스의 공급 단면적이 변화한다. 이렇게 하여, 터보차저의 특성을 변경할 수 있다. 이 유형의 조정은 양쪽 유닛에 대해 바이패스 밸브 유닛(107)을 갖는 흐름 연결 유닛(108)의 기계적 결합에 의해 수행될 수 있으며, 흐름 연결부의 조정은 드럼 분리부(11)로 수행하고 바이패스 관통 개구(4)를 이용한 바이패스 밸브 유닛(107)으로 조정한다.

도 14는 배기 가스 터보차저의 제3 실시형태의 조정요소로서 조정 드럼 (14)을 나타낸다. 조정 드럼(14)은 베이스 형상의 튜브를 갖는다. 배기 가스는 조정 드럼(14)의 각각의 일 단부에서 흐름(1, 2)으로부터 조정 드럼(14) 내로 가이드된다. 배기 가스는 조정 드럼(14)의 내부에서 흐름 연결 개구부(15 또는 16)로 각각 가이드된다. 배기 가스가 흐름 연결 개구부(15 또는 16)를 통해 흐른 후에, 압력 보상이 2개의 흐름(1, 2)으로부터의 배기 가스 사이에서 수행될 수 있다. 그 후, 배기 가스가 터빈 휠에 공급된다.

또한, 조정 드럼(14)은 2개의 흐름(1, 2)의 각각에 대하여 바이패스 관통 개구부(17 또는 18)를 갖는다. 조정 드럼(14)은 조정 드럼(14)의 길이 방향의 중앙을 중심으로 대칭으로 설계되는 것이 바람직하다. 조정 드럼(14) 내에서 흐름(1, 2)을 서로 분리시키는 중간 벽(19)은 2개의 단부 사이 및 각각의 흐름(1, 2)에 할당되는 흐름 연결 개구부(15, 16) 사이에 배치된다. 조정 드럼(14)의 양 단부는 조정 드럼 (14)의 길이 방향 축(M)에 대해 경사지게 배치되고 조정 드럼(14)의 튜브형의 단부를 포함하는 평면의 면취 면으로 설계하는 것이 바람직하다. 이것은 단부 에지(20 및 21)을 생기게 한다. 단부 에지(20 및 21)는 각각 흐름(1 또는 2) 중 하나의 단부에 배열되고, 흐름(1, 2)은 이들 단부로의 출구에서 만곡된 방식으로 이동한다. 이와 같이, 조정 드럼(14)의 회전은 단부 에지(20 또는 21)의 돌출 부분이 다른 방식으로 흐름(1 또는 2)의 단부 내로 돌출하게 된다. 단부 에지(20 또는 21)의 상이한 돌출부로 인해, 흐름 저항은 조정 드럼(14) 내로 유입할 때 변경된다. 이러한 방식으로, 조정 드럼(14) 내로 유입하는 동안 배기 가스 흐름을 조정하고 이러한 방식으로 터빈의 출력에 영향을 주는 것이 가능하다.

도 15는, 조정 드럼(14)에 추가하여, 바이패스 유로(6) 및 흐름 연결 유로(22)가 표시되어 있는 도 14와 동일한 실시형태의 배기 가스 터보차저를 개략적으로 나타낸다. 도 14와 통합된 도면에서, 조정 드럼(14)의 흐름 연결 개구부(15 및 16)로부터 배출되는 배기 가스는 배기 가스 흐름 사이의 압력 보상이 발생하는 흐름 연결 유로(22)로 들어간다는 것이 명백하다. 조정 드럼(14)으로부터의 배기 가스는 도시되지 않은 유로를 통해 터빈 휠에 도달할 수도 있다.

바이패스 관통 개구(17, 18)에 인접한 분리벽의 개구와 관련하여, 배기 가스 드럼(14)을 회전시킴으로써 배기 가스가 바이패스 라인(6)으로 통과하는 정도가 달성될 수 있다. 마찬가지로, 개구가 조정 드럼(14)의 흐름 연결 개구(15 및 16)에 인접한 분리벽의 개구와 관련하여 흐름 연결의 정도는 조정 드럼(14)을 회전시킴으로써 조정할 수 있다.

도 16은 조정 드럼(14), 흐름 연결 유로(22) 및 바이패스 유로(6)를 통한 단면도를 나타내며, 조정 드럼(14)은 배기 가스가 흐름 연결 유로(22) 또는 바이패스 라인(6)으로 흐르지 않는 폐쇄 위치에 배치된다.

도 17은 조정 드럼(14)의 바이패스 관통 개구부(17 또는 18)가 부분적으로 개방되어 배기 가스가 조정 드럼(14)으로부터 바이패스 유로(6) 내로 들어가는 위치에 조정 드럼(14)이 도시되어 있는 도 16의 단면도를 나타낸다.　흐름 연결 유로(22)는 조정 드럼(14)의 내부로부터 분리되어 있다.

도 18은 도 17과 동일한 단면도를 나타내고 있지만, 조정 드럼(14)은 배기 가스가 흐름 연결 유로(22) 내로 유입할 수 있도록 흐름 연결 개구부(15 또는 16)가 회전되는 위치로 이동된다. 따라서, 흐름(1, 2)은 서로 연결되어 밀집 충전(congestion charging)이 발생한다. 동시에, 바이패스 관통 개구부(17 또는 18)의 위치를 통해 조정 가능한 바이패스 밸브 유닛(107)은 완전히 개방되어 있다.

도 19는, 일 예로서, 단부 에지(20)를 갖는 조정 드럼(14)의 단부의 사시도이다. 도시된 변형예에서, 조정 드럼(14)은 샤프트(23)를 갖는다. 샤프트(23)는 조정 드럼(14)의 중간벽(19)에 고정될 수 있다. 조정 드럼(14)의 양단에는 축(23)이 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 조정 드럼(14)은 각 샤프트 (23)에 대한 베어링의 양 단부에 장착될 수 있다.

도 20은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 배기 가스 터보차저의 2개의 흐름(1, 2)의 사시도를 나타낸다. 2개의 흐름(1, 2)의 각각은 배기 가스 출구 개구부(24 또는 25) 및 배기 가스 입구 개구부(26 또는 27)를 갖는다. 이들은 흐름(1, 2) 중 하나의 외벽을 관통하는 관통부이다. 개구부(24, 25, 26, 27)는 바람직하게는 4-잎 클로버의 형태로 구성되고 배열된다. 배기 가스 입구 개구부(26, 27)는 배기 가스 출구 개구부(24, 25)에 대해 배기 가스의 흐름방향으로 하류에 위치한다.

도 21은 도 20에 나타낸 흐름(1, 2) 중의 일부를 절취한 것이다. 또한, 조정 요소(28)가 도시되어 있다. 조정 요소(28)는 바이패스 밸브 유닛(107)으로 형성됨과 동시에 흐름 연결 유닛(108)으로 형성된다. 조정 요소(28)는 4개의 개구부(24, 25, 26 및 27) 모두를 덮는다. 흐름(1, 2)을 대면하는 조정 요소(28)의 단부에 커버 디스크(31)가 있으며, 이 커버 디스크는 커버 디스크(31)를 회전시킴으로써 정도의 차이는 있지만 개구부(24 내지 27)의 전방에 배치될 수 있다. 이렇게 하여, 흐름(1, 2)는 서로 상이한 정도로 연결된다.

커버 디스크(31)는 바이패스 밸브 디스크(30)에 양자가 함께 회전할 수 있도록 바이패스 밸브 디스크(30)에 연결된다. 바이패스 밸브 디스크(30)는 고정 된 폐쇄 요소(33)와 함께 바이패스 유로(6)의 방향으로 배기 가스에 대한 더 큰 또는 더 작은 흐름 저항을 도입하여 바이패스 밸브 유닛(107)으로서 작용하는 슬롯(도시하지 않음)을 갖는다. 따라서, 커버 디스크(31) 및 바이패스 밸브 디스크(30)의 조인트 회전을 통해, 흐름 연결의 정도 및 바이패스 밸브의 개방 정도는 바이패스 밸브 디스크(30) 및 관련 폐쇄 요소(33)로부터 조정할 수 있다. 그의 장착부를 포함하는 조정 요소(28)가 양 흐름(1, 2)을 덮기 때문에, 양 흐름(1, 2)의 배기 가스는 조정 요소(28)의 오버플로 챔버(29)에서 혼합된다.

도 22는 개구부(24 내지 27)를 갖는 흐름(1, 2)의 측면의 상면도를 개략적으로 나타낸다. 조정 요소(28)는 상징적으로 원으로 나타낸다. 커버 디스크(31)는 4잎 클로버와 대략 동일한 형상을 가지며, 조정 요소(28)의 내부에 배치된다.

커버 디스크(31)의 잎 모양의 로브(34, 35, 36, 37)는 각각 개구부(24, 25, 26 또는 27) 중의 하나를 덮을 수 있다. 이와 같이, 조정 요소(28)는 배기 가스가 흐름(1, 2)으로부터 조정 요소(28)로 배출될 수 없는 폐쇄 위치에서 도 22에 나타낸다.

커버 디스크(31)는 그의 중심(M) 둘레에 회전 가능하게 장착된다. 커버 디스크(31)는 흐름 연결의 정도 및 배기 가스가 조정 요소(28)로 들어가는 정도를 조정하기 위해 회전할 수 있다. 동시에, 도시하지는 않았지만, 도 21에 나타낸 바이패스 밸브 디스크(30)는 커버 디스크(31)와 함께 회전된다. 바이패스 밸브 디스크 (30)에 의한 개구를 통한 바이패스 차단 해제의 시간 및 범위의 적절한 조정에 의해, 배기 가스가 바이패스 라인(6)으로 배출하는 거동은 커버 디스크(31)에 의해 조정 가능하다.

도시된 버전에 대체하여, 커버 디스크(31)에 슬롯을 갖는 버전도 고려될 수 있으며, 슬롯은 적절한 순서 및 적절한 정도로 조정 특징의 의미로 개구부(24 내지 27)를 차단 해제하도록 배치된다. 특히 그들을 폐쇄하거나, 부분적으로 또는 완전히 차단 해제한다

도 23은 도 22와 동일한 상면도를 개략적으로 나타내지만, 배기 가스 입구 개구부(26 및 27)는 부분적으로 노출되지만, 배기 가스 출구 개구부(24 및 25)는 여전히 커버 디스크(31)에 의해 덮여있다. 이러한 방식으로, 배기 가스는 조정 요소(28)의 내부로 들어가고, 바이패스 관통 개구부를 통과하고, 바이패스 라인(6)을 통해 조정 요소(28)를 이탈할 수 있다. 바이패스 밸브 유닛(107)은 이 목적을 위해 적어도 부분적으로 개방된다. 도 23에 나타낸 조정 요소(28)의 설정에서는 흐름 연결이 발생하지 않는다.

도 24는 도 22 및 도 23과 동일한 상면도를 나타내지만, 커버 디스크(31)는 배기 가스 입구 개구부(26, 27) 및 배기 가스 출구 개구부(24, 25)가 차단 해제되는 위치에 있다. 이러한 방식으로, 배기 가스 출구 개구부(24 및 25)로부터 배출되는 배기 가스의 일부분이 바이패스 밸브 유닛(107) 및 바이패스 라인(6)을 통해 가이드되는 흐름 연결이 발생한다.

도 22 내지 도 24에 의해 명시된 조정 요소(28)의 기능을 달성하기 위해, 커버 디스크(31)의 잎 모양의 로브(34 및 35)는 로브(36 및 37)보다 원주 방향으로 더 넓게 설계된다. 이러한 방식으로, 돌출부(34 및 35)는 커버 디스크(31)의 더 큰 회전 영역을 가로질러 출구 개구부(24 및 25)를 덮을 수 있고, 따라서 도 23에 나타낸 바와 같이, 배기 가스의 조정 요소(28)로의 유입이 배기 가스 출구 개구부(26, 27)를 통한 배기 가스의 출구이다. 따라서, 바이패스 밸브 유닛(107)은 흐름 연결의 발생없이 개방될 수 있다.

도 25는 본 발명에 따른 배기 가스 터보차저(101)를 갖는 6기통 엔진으로서 이 실시예에서 설계된 피스톤 구동 내연 기관(100)의 개략도를 나타낸다. 배기 터보차저(101)는 신선한 가스를 압축하고 내연 기관(100)의 흡입관(103)을 공급하는 압축기(102)를 갖는다. 내연 기관(100)의 배기 가스 측에 2개의 매니폴드(104a, 104b)가 배치되고, 각각 3개의 실린더로부터 각각 배기 가스를 수용한다. 각 매니 폴드(104a, 104b)로부터의 배기 가스는 각각 흐름(1 또는 2) 중 하나에 공급된다. 흐름(1 및 2)은 배기 가스를 배기 터보차저(101)의 터빈(105)에 공급한다.

이 배기 가스의 일부는 흐름(1, 2)으로부터 제거될 수 있고, 바이패스 라인(6)을 통해 터빈(105)을 바이패스 될 수 있다. 배기 가스의 제거 정도는 바이패스 밸브 유닛(107)을 통해 조정될 수 있다. 또한, 흐름(1, 2)은 흐름 연결 유닛(108)에 의해 서로 연결될 수 있다. 흐름 연결 유닛(108)은 흐름(1, 2)이 서로 연결되어 있는 정도를 결정하기 위하여 조정할 수 있다.

흐름 연결 유닛(108) 및 바이패스 밸브 유닛(107)의 조정 장치는 파선으로 나타낸 커플링 유닛(109)에 의해 서로 기계적으로 연결된다. 이와 같이, 흐름 연결 유닛(108) 및 바이패스 밸브 유닛(107)은 함께 조정할 수 있으며, 단지 단일의 제어 신호 또는 단일의 제어 이동(111)이 필요하다. 흐름 연결 유닛(108) 및 바이패스 밸브 유닛(107)은 조정 장치(110)에 개략적으로 일체화 된다.

본 명세서에서 도식적으로 나타낸 조정 장치(110)는 설명된 실시 형태의 조정 요소(5), 조정 드럼(8), 조정 드럼(14) 또는 조정 요소(28)를 나타낸다. 실시형태에서, 도 30을 제외하고는, 바이패스 밸브 유닛(107) 및 흐름 연결 유닛(108)은 조정 장치(110)의 이동에 의해 동시에 작동하기 때문에, 조정 장치(110)는 커플링 유닛(109)으로 동시에 기능한다.

도 30에 따른 실시형태에서, 흐름 연결 유닛(108)만이 밸브 바디(131)의 회전에 의해 작동된다. 바이패스 밸브 유닛(107)은 종래의 웨이스트 게이트 밸브(도시하지 않음)에 의해 실현된다. 커플링 유닛(109)은 밸브 바디(131)를 웨이스트 게이트 밸브와 기계적 방법으로 연결하여, 커플링 유닛(109)의 이동에 의해 밸브 바디(131)와 웨이스트 게이트 밸브가 동시에 이동한다.

이하에서, 본 발명의 다른 실시형태는 도 26 내지 도 37에 의거하여 구체적인 실시예에 의해 더 상세히 설명될 것이다.

도 26 내지 도 29는 제5 실시 형태를 나타낸다. 도 26은 2개의 흐름(1, 2)및 2개의 흐름(1, 2) 사이의 조정 장치(110)를 절단한 것을 나타낸다. 이 조정 장치(110)는 여기서 바이패스 밸브 유닛(107) 및 흐름 연결 유닛(108)의 기능을 통합한다. 도 27은 조정 장치(110)가 터빈 하우징의 입구에 가능한 한 가깝게 2개의 흐름(1, 2) 사이의 벽(3)을 분리하는 방법을 나타낸다.

조정 장치(110)는 여기서 슬리브(130)를 포함한다. 슬리브(130)는 분리 벽(3)에 고정 배치된다. 각각의 흐름(1, 2)에 대한 개구부는 슬리브(130)의 측면에 배치된다. 추가로, 슬리브(130)는 그의 표면측으로 개구되어 있다. 축 방향으로 이동 가능한 밸브 바디(131)는 피스톤으로 설계된 슬리브(130) 내로 삽입된다. 밸브 바디(131)는 도 26에서 화살표로 표시된 축 방향으로 대응하여 이동 가능하다.

좌측으로 슬리브(130)의 개방 전면은 바이패스 관통 개구부(4) 또는 바이패스 라인(6) (여기서는 도시하지 않음)으로 개방된다.

피스톤 링(133)(시일)의 세 쌍은 적어도 3개의 다른 스위치 설정을 가능하게 한다. 흐름(1, 2)에 대한 개구부 및 바이패스 관통 개구부(4)는 도 26에 나타낸 위치에서 폐쇄된다. 밸브 바디(131)가 우측으로 이동하면, 밸브 바디(131)내의 테이퍼는 흐름(1, 2)에 대한 2개의 개구부를 오버랩한다. 밸브 바디(131)가 더 우측으로 이동하면, 흐름(1, 2)에 대한 개구부는 바이패스 관통 개구부(4)에 연결된다.

도 28은 슬리브(130)에 대한 밀봉 면취부(134)가 밸브 바디(131)의 좌측 단부에 설계되어 있는 제1 변형예를 추가로 나타낸다. 대응하는 피스톤 링(133) 은 이러한 밀봉 면취부(134)로 인해 생략될 수 있다.

도 29는 제2 변형예를 나타낸다. 제2의 변형예에서, 밀봉 면취부(134)가 또한 설치된다. 또한, 슬리브(130)는 흐름(1, 2)에 대한 개구 영역에 오목부(132)를 구비한다. 이러한 오목부(132)의 구성에 따라, 흐름(1, 2)에서 바이패스 관통 개구부(4)로의 통과 유량을 조정할 수 있다. 오목부(132)는 슬리브(130)의 내주 및/또는 밸브 바디(131)의 외주에 구성할 수 있다.

제5 실시형태에 따르면, 본 발명은 바람직하게는 고정 슬리브(130)가 2개의 흐름(1, 2) 사이의 분리벽 (3)내에 배치되는 것도 제공한다. 대응하는 밸브 바디(131)는 밸브 바디(131)의 위치에 따라 2개의 흐름(1, 2)이 서로 연결되고 및/또는 바이패스 관통 개구부(4)에 연결되도록 슬리브(130) 내에서 축방향으로 이동 가능하게 가이드된다.

도 30 내지 도 32는 제6 실시형태를 나타낸다. 이 경우에는 특히 흐름 연 유닛(108)을 나타낸다. 관련된 바이패스 밸브 유닛(107)은 이 실시형태에서 종래의 웨이스트 게이트 밸브(도 31 및 도 32)에 의해 수행된다.

도 30은 흐름 연결 유닛(108)의 구조를 분해하여 나타낸다. 도 31 및 도 32는 2개의 상이한 스위치 위치를 순전히 개략적으로 나타내며, 여기서 흐름 연결 유닛(108)은 분리벽(3)에서 2개의 흐름(1, 2) 사이에 배치되어 있음을 알 수 있다. 도 31에서 흐름 연결 유닛(108)은 개방되어 있다. 도 32에서 흐름 연결 유닛(108)은 폐쇄되어 있다.

도 30에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 흐름 연결 유닛(108)은 다시 분리 벽(3)에 고정하여 배치된 슬리브(130)를 구비한다. 이 실시형태에서, 슬리브(130)는 2개의 흐름(1, 2)에 대한 측면에서 개구부를 갖는다. 밸브 바디(131)는 슬리브(130) 내로 삽입된다. 제5 실시형태와는 대조적으로, 제6 실시형태에서 밸브 바디(131)는 축 방향으로 이동 가능하지 않지만, 대신에 도 30의 화살표로 나타내는 바와 같이 회전할 수 있다.

밸브 바디(131)는 관통부를 갖는다. 피스톤 링(133)은 밀봉을 위해 관통부의 양측에 배치된다. 슬리브(130) 내의 밸브 바디(131)의 회전 위치에 따라, 밸브 바디(131)의 관통부는 슬리브(130)의 개구부와 중첩된다. 이와 같이, 2개의 흐름(1, 2) 사이의 교환을 조정할 수 있다.

제6 실시 형태에 대응하여, 슬리브(130)는 바림직하게는 분리벽(3)에 배치하도록 설치되며, 여기서 회전 가능한 밸브 바디(131)는 슬리브(130) 내에 배치되어 2개의 흐름(1, 2) 사이의 용량 교환을 조정한다.

도 33 내지 도 37은 제7 실시형태를 나타낸다. 제7 실시형태에서, 웨이스트 게이트 밸브(135)는 바이패스 밸브 유닛(107) 및 흐름 연결 유닛(108)의 기능을 달성하도록 변형된다. 웨이스트 게이트 밸브(135)는 본 명세서에는 도 25에서 설명된 조정 장치(110)를 나타낸다.

도 33 및 도 34는 2개의 다른 관점에서 웨이스트 게이트 밸브(135)를 나타낸다. 이러한 웨이스트 게이트 밸브(135)는 통상적으로 샤프트(136)를 통해 레버(137)에 연결된다. 레버(137)를 통해, 상응하는 액추에이터는 샤프트(136)를 선회하여 웨이스트 게이트 밸브(135)를 개폐할 수 있다. 도 33에 따르면, 2개의 바이패스 유로(141)가 웨이스트 게이트 밸브(135)에서 결합된다. 각 바이패스 유로(141)은 흐름(1, 2)에 항시 연결된다.

웨이스트 게이트 밸브(135)는 바이패스 라인(6)에 연결되는 플랩 플레이트에 추가하여 밸브 바디(131)를 포함한다. 이 밸브 바디(131)는 플랩 플레이트에 고정적으로 연결되고, 따라서 웨이스트 게이트 밸브(135)로 개방된다. 폐쇄된 상태에서, 웨이스트 게이트 밸브(135)는 바이패스 라인(6)에 대하여 2개의 바이패스 유로(141)을 폐쇄한다. 동시에, 밸브 바디(131)는 2개의 바이패스 유로(141)를 서로 분리하여 2개의 흐름(1, 2) 사이에서 교환이 가능하지 않게 한다.

따라서, 도 35는 웨이스트 게이트 밸브(135)의 정확한 설계를 나타낸다. 이와 같이, 밸브 바디(131)가 플랩 플레이트에 대면하는 측면에 원통형의 측면(138)을 갖는다는 것을 명확하게 알 수 있다. 이러한 원통형 측면(138)은 원추형 측면(139)으로 이행한다. 밸브 바디(131)의 절두 원추에 홈(140)이 제공되는 것이 바람직하다. 폐쇄된 상태에서, 도 33이 예시로서 나타내는 바와 같이, 바(bar)가 2개의 바이패스 유로(141) 사이에서 이 홈(140)에 맞물린다.

특히, 원통형 측면(138)의 높이의 설계는 바이패스 라인(6)내로 관통 유량의 대응하는 조정을 가능하게 한다. 예를 들어, 원통형 측면(138)이 상대적으로 높게 설계되면, 웨이스트 게이트 밸브(135)는 그에 상응하여 넓게 개방될 수 있으며, 여기서 바이패스 라인(6)에 대한 개구는 가능한 한 오랫동안 폐쇄된 상태로 유지되고, 원추형 측면(139)으로 인하여, 2개의 흐름(1, 2) 사이에서 교환이 가능하다.

도 35에서 밸브 바디(131)는 비대칭으로(회전 대칭이 아님) 설계된다. 따라서, 샤프트(136)에 대면하는 원추형 측면(139)의 측부는 직경 방향으로 대향하는 측부보다 더 가파르다. 웨이스트 게이트 밸브(135)가 편심으로 배치된 샤프트(136)를 통해 선회함에 따라 이러한 비대칭이 바람직하게 사용된다.

그러나, 도 36 및 도 37의 변형예는 또한 밸브 바디(131)가 대칭적으로 설계될 수 있음을 나타낸다. 이와 같이 생산성이 단순화된다.

도 37의 변형예는 홈(140)이 밸브 바디(131)의 절두 원추상에 강제적으로 설계될 필요가 없음을 나타낸다.

제7 실시 형태는 또한 바람직하게는 본 발명에 따른 조정 장치(110)가 밸브 바디(131)를 갖는 웨이스트 게이트 밸브(135)를 포함하며, 밸브 바디(131)는, 바이패스 밸브 유닛(107)로서 기능함과 동시에 흐름 연결 유닛(108)으로 작동하기 위하여, 원통형 측면(138) 및/또는 원추형 측면(139)를 포함한다.

1 흐름
2 흐름
3 분리벽
4 바이패스 관통 개구부
5 제1 실시형태의 조정 요소; 일반적으로 조정 장치로 지정됨
5a 폐쇄부
5b 분리부
5c 가이드부
5d 흐름 연결 개구부
5e 연속부
5f 커버
5g 부싱
5h 하우징 플랜지
5i 폐쇄면
5j 돌출부
5j 볼록면
6 바이패스 라인
7 회전축
8 제2 실시형태의 조정 요소로서의 조정 드럼; 일반적으로 조정 장치로 지정됨
8a 공급 챔버
8b 바이 패스 챔버
8c 드럼 분리벽
9 터빈 휠을 위한 수용 챔버
10 조정 드럼(8)의 외벽
11 드럼 분리부
11a 부분
11b 상측 에지
12 노즐 개구부
13 노즐 개구부
14 제3 실시형태의 조정 요소로서 조정 드럼; 일반적으로 조정 장치로 지정됨
15 흐름 연결 개구부
16 흐름 연결 개구부구
17 바이패스 관통 개구부
18 바이패스 관통 개구부
19 중간벽
20 단부 에지
21 단부 에지
22 흐름 연결 유로
23 샤프트
24 배기 가스 출구 개구부
25 배기 가스 출구 개구부
26 배기 가스 입구 개구부
27 배기 가스 입구 개구부
28 제4 실시형태의 조정 요소; 일반적으로 조정 장치로 지정됨'
29 오버플로우 챔버
30 바이패스 밸브 디스크
31 커버 디스크
32 슬롯
33 폐쇄 요소
34 로브
35 로브
36 로브
37 로브
38 가이드 오목부
100 내연 기관
101 배기 가스 터보차저
102 압축기
103 흡입관
104a 매니폴드
104b 매니폴드
105 터빈
107 바이패스 밸브 유닛
108 흐름 연결 유닛
109 기계식 커플링 유닛
110 조정 장치
111 제어 이동
130 슬리브
131 밸브 바디
132 오목부
133 피스톤 링
134 밀봉 면취부
135 웨이스트 게이트 플랩; 일반적으로 조정 장치로 지정됨
136 샤프트
137 레버
138 원통 측면
139 원추 측면
140 홈
141 바이패스 유로
M 중심 축

Claims (14)

1. 터빈을 포함하는 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101)에 있어서,
   터빈 휠을 둘러싸는 터빈 하우징으로서, 상기 터빈 하우징은 제1 배기 흐름(1) 및 제2 배기 흐름(2)을 분리하는 분리 벽(3)을 포함하는, 터빈 하우징;
   상기 터빈 휠을 통과하는 2개의 상기 제1 배기 흐름(1) 및 제2 배기 흐름(2)으로부터의 배기 가스 흐름을 바이패스하기 위한 바이패스 라인(6);
   상기 바이패스 라인(6)을 통해 바이패스 배기 가스 흐름을 조정하는 바이패스 밸브 유닛(107);을 포함하고,
   상기 바이패스 밸브 유닛(107)은
   - 상기 터빈 하우징에 바이패스 밸브 개구부 및 상기 바이패스 밸브 개구부를 선택적으로 차단하기 위한 바이패스 밸브, 및,
   - 펄스 충전 동작과 밀집 충전 동작 사이의 전환을 위한 흐름 연결 유닛(108)으로서, 상기 제1 배기 흐름(1)에서 상기 제2 배기 흐름(2)으로 그리고 상기 제2 배기 흐름(2)에서 상기 제1 배기 흐름(1)으로 향하는 양방향 배기 흐름을 위한 상기 분리 벽(3)을 관통하는 개구부 및 상기 분리 벽을 관통하는 개구부를 선택적으로 차단하기 위한 밸브를 포함하는, 흐름 연결 유닛(108)을 포함하고,
   상기 바이패스 밸브 유닛(107)의 바이패스 밸브 및 상기 흐름 연결 유닛(108)의 밸브는 기계적으로 결합되는, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
2. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스 밸브 유닛(107)의 바이패스 밸브와 상기 흐름 연결 유닛(108)의 밸브는 결합되어 조정 장치(5, 8, 14, 28, 110, 135)를 형성하는, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
3. 제2항에 있어서,
   폐쇄 위치에서 상기 조정 장치(5, 8, 14, 28, 110, 135)에 의해, 상기 제1 및 제2 배기 흐름(1, 2)으로부터의 배기 가스를 위한 하나 이상의 바이패스 관통 개구부(4)가 적어도 부분적으로 폐쇄되며, 상기 제1 및 제2 배기 흐름에 대한 상기 조정 장치(5, 8, 14, 28, 110, 135)의 이동에 의해, 바이패스 관통류 단면이 적어도 하나의 바이패스 관통 개구부(4)에서, 상기 조정 장치(5, 8, 14, 28, 110, 135)를 관통하는 회전 축(7, M)을 중심으로한, 직선의 병진 상대 운동 및 회전 상대 운동 중 적어도 하나의 운동에 의해서 조정되는, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
4. 제2항에 있어서,
   상기 조정 장치는 조정 드럼(8, 14)이고,
   - 상기 조정 드럼(8, 14)이 배기 가스를 바이패스 라인(6)으로 가이드하기 위한 적어도 하나의 바이패스 관통 개구부(4, 17, 18)를 가지며,
   - 상기 바이패스 관통 개구부(4, 17, 18)가, 상기 제1 및 제2 배기 흐름들(1, 2)에 대해 상기 조정 드럼(8, 14)을 회전시키거나 변위시키는 것 중 적어도 한가지에 의해서, 그의 바이패스 관통류 단면에서 조정이 가능한, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
5. 제4항에 있어서,
   상기 조정 드럼(8, 14)은 상기 제1 및 제2 배기 흐름들(1, 2)이 상기 터빈 휠로 이행하는 지점에 배치되고, 각각의 제1 및 제2 흐름들(1, 2)마다 노즐 개구부(12, 13) 또는 흐름 개구부(15, 16)를 가지며, 각각의 노즐 개구부(12, 13) 또는 각각의 흐름 개구부(15, 16)의 배기가스 흐름-관통 단면은 상기 조정 드럼(8, 14)을 회전시켜 조정할 수 있는, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
6. 제2항에 있어서,
   상기 2개의 제1 및 제2 배기 흐름들(1, 2)로부터 혼합된 배기 가스를 균질화 하기 위해, 상기 흐름 연결 유닛(108)은 상기 바이패스 밸브 유닛(107)의 조정 장치와 상기 흐름 연결 유닛(108)의 밸브가 있는 곳에 상기 제1 및 제2 배기 흐름들(1, 2) 중 하나의 평균 직경의 적어도 5배인 상기 터빈으로부터의 거리를 갖는 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
7. 제2항에 있어서,
   상기 터빈은 조정 링 및 조정 가능한 블레이드들을 갖는 가변 터빈 지오메트리를 가지며,
   - 조정 가능한 블레이드들의 작동은 바이패스 밸브 유닛(107) 및 흐름 연결 유닛(108)의 작동에 동시에 영향을 미치며,
   - 상기 조정 장치(110)는 터빈 휠(9)을 둘러싸는 상기 조정 링과 통합된 조정 드럼(8, 14)인, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
8. 제2항에 있어서,
   상기 조정 장치(5, 8)는 분리부(5b) 또는 드럼 분리부(11)를 가지며, 이를 통해 하나 이상의 개구부의 크기에 의해 또는 분리부(5b) 또는 드럼 분리부(11)의 돌출 정도에 의해 영향을 받는 상기 제1 및 제2 배기 흐름들(1, 2) 사이의 흐름 저항이 상기 제1 및 제2 배기 흐름들(1, 2)에 대해 조정 장치(5, 8)의 이동에 의해 변화되며, 상기 분리부(5b) 또는 드럼 분리부(11)는 상대 운동을 따라서 조정 요소(5, 8)의 조정을 가이드하기 위해 가이드 유닛을 갖고 있거나 또는 가이드 유닛에 고정되는 것 중 적어도 하나를 취하고 있는, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
9. 제2항에 있어서,
   상기 바이패스 밸브 유닛(107)의 조정 장치 및 상기 흐름 연결 유닛(108)의 밸브를 작동시킬 때, 상기 바이패스 밸브 유닛(107) 및 상기 흐름 연결 유닛(108)은 완전히 폐쇄된 위치로부터 시작하여 완전히 개방된 위치로 진행하고, 상기 바이 패스 밸브 유닛(107)은 상기 흐름 연결 유닛(108)이 상기 분리 벽을 관통하는 개구부의 개방을 시작하기 전에 상기 바이패스 밸브 개구부의 개방을 시작하는, 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101).
10. 제2항에 따른 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101)를 위한 제어기로서, 상기 조정 장치(5, 8, 14, 28, 110, 135)는 증가하는 엔진 속도 및 엔진 부하 중 적어도 하나의 상태에서 작동되는, 제어기.
11. 제2항에 따른 멀티-플로우 배기 가스 터보차저(101)를 제어하는 방법으로서, 상기 조정 장치(5, 8, 14, 28, 110, 135)는 증가하는 엔진 속도 및 엔진 부하 중 적어도 하나의 상태에서 작동되는, 제어방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브 유닛(107)의 조정 장치 및 상기 흐름 연결 유닛(108)의 일체형 밸브를 작동시킬 때, 상기 바이패스 밸브 유닛(107) 및 상기 흐름 연결 유닛(108)은 완전히 폐쇄된 위치로부터 시작하여 완전히 개방된 위치로 진행하고, 바이 패스 밸브 유닛(107)은 상기 흐름 연결 유닛(108)이 상기 분리 벽을 관통하는 개구부의 개방을 시작하기 전에 상기 바이패스 밸브 개구부의 개방을 시작하는, 제어방법.
13. 삭제
14. 삭제

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