WO2017108160A1 - Abgasführungsabschnitt für einen abgasturbolader und verfahren zum betreiben eines abgasturboladers - Google Patents

Abgasführungsabschnitt für einen abgasturbolader und verfahren zum betreiben eines abgasturboladers Download PDF

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WO2017108160A1
WO2017108160A1 PCT/EP2016/002049 EP2016002049W WO2017108160A1 WO 2017108160 A1 WO2017108160 A1 WO 2017108160A1 EP 2016002049 W EP2016002049 W EP 2016002049W WO 2017108160 A1 WO2017108160 A1 WO 2017108160A1
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WO
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exhaust gas
section
cover element
gas guide
guide section
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PCT/EP2016/002049
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Jason WALKINGSHAW
Tobias Scheuermann
Georgios IOSIFIDIS
Manfred GUTHÖRLE
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Ihi Charging Systems International Gmbh
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Exhaust gas guide section for an exhaust gas turbocharger and method for operating a
  • the invention relates to an exhaust gas guide section for an exhaust gas turbocharger of the type specified in the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating an exhaust gas turbocharger.
  • Exhaust gas duct sections for exhaust gas turbochargers which have a control device for controlling a fluid flowing through the exhaust gas duct section, generally exhaust gas, are known.
  • the control device is provided for opening and closing a bypass passage in the flow-through exhaust gas guide section for bypassing a turbine wheel of the exhaust gas guide section rotatably arranged in the exhaust gas guide section in a wheel chamber of the exhaust gas guide section. It has a cover element for opening and closing a flow cross-section of the bypass channel.
  • Opening characteristic of the control device which is adapted to meet the requirements of a connected to the exhaust gas turbocharger internal combustion engine.
  • the published patent application DE 198 24 913 A1 discloses an exhaust gas guide section for an exhaust gas turbocharger with a regulating device whose opening characteristic has a progressive course. Depending on a travel of a
  • Cover element of the control device increases, starting from a closed position, with increasing travel, an opening cross-section of a bypass passage of the exhaust passage section progressively, in particular exponentially. There is thus a progressive opening characteristic which is suitable for the application described.
  • Exhaust gas guide section for an exhaust gas turbocharger with a control device forth the cover has a progressive opening characteristic starting from a closed position of the cover.
  • the object of the present invention is now an improved
  • the further object is to provide a method for operating an exhaust gas turbocharger.
  • an exhaust gas guide section for an exhaust gas turbocharger has a control device with a cover element for opening and closing a
  • bypass passage of the exhaust passage section is in the flow-through exhaust guide section for bypassing a in
  • Exhaust guiding portion provided in a wheel chamber of the exhaust gas guide portion rotatably arranged turbine wheel of the exhaust gas guide portion and has a second flow cross-section.
  • the second flow cross section is by means of the cover at least starting from a closed position in one
  • a degressive opening of the second flow cross-section starting from a closed position into an open position proves to be advantageous.
  • the advantage of the degressive opening is an improved controllability of the exhaust gas turbocharger, with which an improved response of the exhaust gas turbocharger is connected.
  • the degressive opening offers an improved possibility of tuning with further possible flow openings which can be opened and / or closed, for example a flow cross-section of a flood connection.
  • a first spiral channel and a second spiral channel are in the exhaust gas guide section
  • An inflow opening is provided between the first spiral channel and the second spiral channel, which is designed to bring about an overflow of exhaust gas of the first spiral channel into the second spiral channel and vice versa, and wherein the flow opening a movable cover element for opening or closing having the flow-through.
  • Exhaust gas guide section are formed. This leads to a further increase in the achievable during operation of the exhaust gas turbocharger efficiency.
  • the cover element is starting from a closed position to an intermediate position second flow cross-section formed degressive releasable.
  • a degressive opening of the second flow cross section during the so-called bypassing or bypassing is advantageous for the application of the turbine wheel. It is not necessarily necessary that the opening of the second flow cross section completely, thus starting from the closed position to a second position, in which the second
  • Flow cross section is fully open, degressive occurs. This provides the advantage of improved controllability of the first flow cross-section and the second flow cross-section.
  • Flow cross section and the second flow cross section is to be seen in that during operation with the internal combustion engine, a valve opening period of an exhaust valve of the internal combustion engine can be advantageously extended. As a result, on the one hand, a charge cycle phase of the internal combustion engine can be extended for improved purging.
  • the cover element or the cover is using a
  • Regulating device movable Also, a self-regulating cover element could be formed, which automatically opens or closes with the help of applied pressures in the spiral channels.
  • a controllable by means of the control device control of the cover element is to be preferred, since thus active on the pressure ratio at
  • Turbine wheel can be influenced.
  • the control device of the cover element of the control device corresponds to the cover.
  • the cover element and the cover can be with a single
  • a movement of the cover triggers a movement of the cover element.
  • a movement of the Covering element can be selectively influenced on the opening of the first flow cross section and the second flow cross section. This means in other words that the movement of the cover element can be displayed as a function of the movement of the cover. This leads to a simplified control of the two flow cross sections, for example. In a computer-controlled control of
  • the cover element corresponds to the cover. In other words, this means that with a single element, both the first flow cross-section and the second
  • the cover element and / or the cover element preferably has a pot-shaped outer contour.
  • a pot-shaped outer contour is the possibility of a relatively large flow-through ble flow cross-section already at the beginning of the opening, starting from the closed position of the cover and / or the
  • Covering and / or the cover element increases degressive, given.
  • the cover element and / or the cover element along its longitudinal axis a first element portion and a second
  • a first inclination angle of a first outer surface of the first element portion is greater than a second inclination angle of a second outer surface of the second element portion, wherein the second element portion of a second channel wall is arranged opposite.
  • Element sections can be easily the degressive opening characteristic cause.
  • the cover element and / or the cover element can be produced easily.
  • this has an annular surface, which adjoins one another
  • Channel wall of the exhaust gas guide portion is formed supporting. Furthermore, it is advantageous if the ring of the cover element is located in the bypass. As a result, the cover element can be opened more easily with the aid of the amount of exhaust gas flowing through the bypass channel.
  • Regulating device received, which is pivotable about an axis of rotation. Due to the possible rotational movement, relatively low activation forces are required to move the corresponding element.
  • the cover element is at least partially the first flow cross section
  • thermodynamically connected cylinder in an intake and / or combustion phase of a cycle of the internal combustion engine are.
  • the exhaust valve and the exhaust valves are closed while the exhaust valves and the exhaust valve of the cylinders connected to the other spiral channel are opened, respectively.
  • the cover member and / or the cover element is formed at least partially receivable on a wall of the exhaust gas guide section and / or vice versa. This can ensure that in the closed position of the cover no overflow from one spiral channel into the other takes place or that in the closed position of the cover element no outflow into the
  • Bypass channel takes place. Furthermore, it can be ensured, in particular in the case of the design of the cover element in the form of the cover element, that, for example, the second flow cross section is opened before the first flow cross section, insofar as this requires a corresponding operation of the internal combustion engine.
  • the second aspect of the invention relates to a method for operating a
  • Exhaust gas turbocharger with a flow-through exhaust gas guide section, wherein in the exhaust gas guide section, a bypass channel for bypassing a in
  • the bypass channel has a second flow cross section, which is to be opened and closed by means of a cover.
  • Flow cross section is starting from a closed position of the
  • Exhaust back pressure can be improved with regard to the reduction of a so-called Ausschiebearbeit. Due to the possibility to use longer opening times of the exhaust valve of the internal combustion engine with improved efficiency of the internal combustion engine, a consumption and thus emission-reduced internal combustion engine are provided. Furthermore, a tendency to knock the internal combustion engine is substantially reduced.
  • Fig. 1 in a perspective view a section along a first
  • Fig. 3 is a perspective view of a section along a second
  • 5 is a sA diagram of an opening characteristic of the exhaust gas turbocharger according to the invention
  • 6 shows a perspective view of a cover element of the exhaust gas guide section according to the invention in a first variant
  • FIG. 7 shows a perspective view of the cover element of the exhaust gas guide section according to the invention in a second variant
  • FIG. 8 shows a perspective view of the cover element of the exhaust gas guide section according to the invention in a third variant
  • FIG. 9 shows a perspective view of the cover element of the exhaust gas guide section according to the invention in a fourth variant
  • FIG. 10 shows a perspective view of the cover element of the exhaust gas guide section according to the invention in a fifth variant
  • Fig. 11 in a schematic representation of the cover of the exhaust gas guide section according to the invention.
  • Exhaust gas guide section 1 of an exhaust gas turbocharger 2 comprises an inlet channel 3 for the entry of fluid flow into the exhaust gas guide section 1, generally exhaust gas of an internal combustion engine 7, a first spiral channel 4 and a second spiral channel 5 downstream of the inlet channel 3 for conditioning the flow and an outlet channel not shown downstream the spiral channels 4, 5, via which the exhaust gas can escape from the exhaust gas guide section 1 targeted.
  • an outlet channel not shown downstream the spiral channels 4, 5, via which the exhaust gas can escape from the exhaust gas guide section 1 targeted Between the spiral channels 4, 5 and the outlet channel a non-illustrated wheel chamber is formed, in which a not shown in detail
  • Turbine is rotatably received.
  • the exhaust gas guide portion 1 is provided with an exhaust manifold 6 of
  • Combustion engine 7 connected so that the exhaust gas of the Internal combustion engine 7 can enter via the inlet channel 3 in the spiral channels 4, 5 to act on the turbine wheel.
  • a control device 8 for separating and connecting the first spiral channel 4 and the second spiral channel 5 is arranged in the exhaust gas guide section 1.
  • 5 is a cover element 9 'of
  • the two spiral channels 4, 5 are completely separated by flow through, wherein the flow-through opening 10 by means of the cover member 9' is completely closed.
  • the exhaust gas of the internal combustion engine flows through the two spiral channels 4, 5, wherein a first part of the exhaust gas flows through the first spiral channel 4 and a second part of the exhaust gas flows through the second spiral channel 5.
  • the flow opening 10 is fully open and exhaust gas can flow from the first spiral channel 4 in the second spiral channel 5 and vice versa. That is, exhaust gas from the one spiral channel 4; 5 in the other spiral channel 5; 4 via the flow-through opening 10, which has a first flow cross-section 11, can flow over.
  • the cover element 9 ' is to be positioned between the first position and the second position into further intermediate positions, so that the first flow cross section 11 can be adapted to a corresponding requirement to achieve the best possible efficiency of the exhaust gas turbocharger 2 according to the amount of exhaust gas flowing through. It has been found that a degressive opening of the first
  • Flow cross-section 11 starting from the first position, thus starting from the fully closed first flow cross-section 11, in the direction of the second Position, thus in the direction of a fully opened first flow cross-section 11, is advantageous.
  • the cover element 9 ' has a degressive opening of the first flow cross-section 11 designed to bring about.
  • the regulating device 8 has a degressive opening characteristic for opening the first flow cross-section 11.
  • the cover element 9 ' is designed to have a pot-shaped outer contour 12. It has a base plate 13, which on a first plate surface 14 a
  • Element body 15 receives.
  • a movement device 17 of the regulating device 8 is fixed to a second plate surface 16 facing away from the element body 15.
  • the element body 15 has a basic body cross section KQ which is smaller than a plate cross section PQ of the first plate surface 14
  • Element body 15 completely comprehensive annular surface 18 is formed.
  • This annular surface 18 serves for a support of the cover element 9 'at a first
  • Channel wall 19 of the flow-through opening 10 serves as a sealing surface for sealing the two spiral channels 4, 5 in the first position of the cover element 9 '.
  • the element body 15 has to achieve the degressive opening characteristic two element sections, a first element section 20 and a second
  • Element portion 21 which are arranged in series in the direction of a longitudinal axis 22 of the element body 15.
  • the first element portion 20 is fixedly connected to the base plate 13 and disposed between the second element portion 21 and the base plate 13.
  • the second element section 21 is also firmly connected to the first element section 20.
  • the second element section 21 has a cover surface 23 of the cover element 9 ', which is remote from the first element section 20.
  • the first element section 20 and the second element section 21 have in principle, starting from the base plate 13 in the direction of the top surface 23 in the direction of the longitudinal axis 22 inclined outer surfaces 24, 25 on.
  • a first inclination angle a1 of the first outer surface 24 of the first element section 20 is greater than a second inclination angle a2 of the second outer surface 25 of the second element section 21.
  • FIGS. 1 to 4, 6 both the body base cross section KQ and the
  • the element body 15 has a groove 28 with a width BR, which is formed over its circumference along the transverse axis 26 extending over the top surface 23.
  • BR width
  • one of the first channel wall 19 opposite the second channel wall 29 has a complementary to the groove 30 survey.
  • the top surface 23 of the cover element 9 ' is flat.
  • the cover element 9 ' has a circular cross-section.
  • the second element section 21 is designed in the form of a cone, whereas in the fourth variant it is designed in the manner of a spherical layer.
  • the illustrated in Fig. 10 fifth variant of the cover element 9 ' also has a pot-shaped outer contour 12, wherein the top surface 23 is rectangular
  • bypass channel 31 is provided in the flow-through exhaust gas guide section 1 for bypassing the wheel chamber in the exhaust gas guide section 1.
  • the bypass channel 31 has an inlet opening 32 with a second Flow cross-section 33, wherein the inlet opening 32 by means of
  • the cover 9 of the control device 8 which corresponds to the cover element 9 ', is rotatably received in the bypass channel 31, and thus in the exhaust gas guide section 1, wherein the cover 9 about an axis of rotation 34 of
  • Exhaust gas guide section 1 is mounted. In other words, that is
  • Cover member 9 is a pivotal movement in the exhaust guide portion 1 executable added, with the aid of the pivoting movement of the second
  • Flow cross-section 33 of the inlet opening 32 is adjustable.
  • Bypass passage 31 are derived. When the first one is fully open
  • Turbine wheel can be done over.
  • FIG. 5 shows an sA diagram, where s is a normalized adjustment path of the
  • the displacement s is a function of an opening angle of the
  • Covering element 9 corresponds.
  • the opening angle with a value of 0 ° corresponds to the closed position of the cover element 9 or of the cover element 9 '.
  • a first line A represents the first flow cross-section 11 over the adjustment path s of the cover element 9 'according to the exemplary embodiment.
  • a second line B represents the free second flow cross-section 33, which with the aid of
  • Cover 9 is changeable.
  • a third line C represents the free first flow area 11.
  • the lines A, B, C describe an opening characteristic of the control device 8 in their course.
  • the regulating device 8 has a degressive opening characteristic with respect to the first flow cross-section 11. In other words, that means that the first flow cross-section 11, starting from a closed position of the cover element 9 ', in which the first flow cross-section 11 is completely closed, is opened degressively.
  • the regulating device 8 has a degressive opening characteristic with respect to the second flow cross section 33.
  • the first flow cross section 11 is opened only when the second flow cross section 33 is already partially opened.
  • the opening of the first flow cross-section 11 takes place at a Opening angle of about 5 ° of the cover 9. Particularly preferred is the opening angle in an interval of 0 ° to 3 °.
  • Flow cross-section 11 according to the line A is the first flow cross-section 11 to a travel s1 of the cover 9 is smaller than the second

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader, mit einer Regelvorrichtung (1) aufweisend ein Abdeckelement (9) zum Öffnen und Schließen eines Umgehungskanals (31) des Abgasführungsabschnitts (1), wobei der Umgehungskanal (31) im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt (1) zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt (1) in einer Radkammer des Abgasführungsabschnitts (1) drehbar angeordneten Turbinenrades des Abgasführungsabschnitts (1) vorgesehen ist, und wobei der Umgehungskanal (31) einen zweiten Strömungsquerschnitt (33) aufweist. Erfindungsgemäß ist der zweite Strömungsquerschnitt (33) mit Hilfe des Abdeckelementes (9) zumindest ausgehend von einer Schließstellung in eine Zwischenstellung degressiv freigebbar.

Description

Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader und Verfahren zum Betreiben eines
Abgasturboladers
Die Erfindung betrifft einen Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers.
Abgasführungsabschnitte für Abgasturbolader, welche eine Regelvorrichtung zur Regelung eines den Abgasführungsabschnitt durchströmenden Fluids, im Allgemeinen Abgas, aufweisen, sind bekannt. Die Regelvorrichtung ist zum Öffnen und Schließen eines Umgehungskanals im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt in einer Radkammer des Abgasführungsabschnitts drehbar angeordneten Turbinenrades des Abgasführungsabschnitts vorgesehen. Sie weist ein Abdeckelement zum Öffnen und Schließen eines Strömungsquerschnitts des Umgehungskanals auf. Mit Hilfe einer derartigen Regelvorrichtung ist es möglich in bestimmten Betriebspunkten des Abgasturboladers, insbesondere in Betriebspunkten, welche große Strömungsmengen aufweisen, das Turbinenrad vollständig oder teilweise zu umgehen, so dass ein effizienter Betrieb des Abgasturboladers ermöglicht ist. Der effiziente Betrieb des Abgasturboladers ist abhängig von einer bestimmten
Öffnungscharakteristik der Regelvorrichtung, welche den Erfordernissen einer mit dem Abgasturbolader verbundenen Verbrennungskraftmaschine angepasst auszubilden ist.
So geht aus der Offenlegungsschrift DE 198 24 913 A1 ein Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader mit einer Regelvorrichtung hervor, deren Öffnungscharakteristik einen progressiven Verlauf aufweist. In Abhängigkeit eines Stellwegs eines
Abdeckelementes der Regelvorrichtung nimmt, ausgehend von einer Schließposition, mit Zunahme des Stellwegs ein Öffnungsquerschnitt eines Umgehungskanals des Abgasführungsabschnitts progressiv, insbesondere exponentiell zu. Es liegt somit eine progressive Öffnungscharakteristik vor, die für die beschriebene Anwendung geeignet ist.
Ebenso geht aus der Offenlegungsschrift WO 2010/039596 A2 ein
Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader mit einer Regelvorrichtung hervor, deren Abdeckelement eine progressive Öffnungscharakteristik ausgehend von einer Schließposition des Abdeckelementes aufweist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun einen verbesserten
Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader bereitzustellen. Die weitere Aufgabe ist es ein Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß weist ein Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader eine Regelvorrichtung mit einem Abdeckelement zum Öffnen und Schließen eines
Umgehungskanals des Abgasführungsabschnitts auf. Der Umgehungskanal ist im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt zur Umgehung eines im
Abgasführungsabschnitt in einer Radkammer des Abgasführungsabschnitts drehbar angeordneten Turbinenrades des Abgasführungsabschnitts vorgesehen und weist einen zweiten Strömungsquerschnitt auf. Der zweite Strömungsquerschnitt ist mit Hilfe des Abdeckelementes zumindest ausgehend von einer Schließstellung in eine
Offenstellung degressiv freigebbar. Entgegen der bisherigen Erkenntnisse des Standes der Technik, welche eine progressive Öffnung des zweiten Strömungsquerschnittes bevorzugen, erweist sich eine degressive Öffnung des zweiten Strömungsquerschnitts, ausgehend von einer Schließstellung in eine Offenstellung als vorteilhaft. Der Vorteil der degressiven Öffnung ist eine verbesserte Regelbarkeit des Abgasturboladers, womit ein verbessertes Ansprechverhalten des Abgasturboladers verbunden ist. Des Weiteren bietet die degressive Öffnung eine verbesserte Abstimmungsmöglichkeit mit weiteren möglichen zu öffnenden und/oder zu schließenden Strömungsquerschnitten bspw. einem Strömungsquerschnitt einer Flutenverbindung.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts sind im Abgasführungsabschnitt ein erster Spiralkanal und ein zweiter Spiralkanal zur
Anströmung des Turbinenrades ausgebildet, wobei zwischen dem ersten Spiralkanal und dem zweiten Spiralkanal eine Durchströmöffnung vorgesehen ist, welche zur Herbeiführung einer Überströmung von Abgas des ersten Spiralkanals in den zweiten Spiralkanal und vice versa ausgestaltet ist, und wobei die Durchströmöffnung ein bewegbares Deckelement zum Öffnen oder Schließen der Durchströmöffnung aufweist. Der Vorteil ist die Möglichkeit Abgas nicht ausschließlich an dem Turbinenrad vorbei zu führen, sondern es kann das Abgas insbesondere in mittleren und hohen Last- und Drehzahlbereichen einer mit dem Abgasturbolader mechanisch und thermodynamisch verbundenen Verbrennungskraftmaschine von einem Spiralkanal in den anderen und umgekehrt geführt werden. Dadurch kann in eben diesen Betriebsbereichen eine quasi staudruckartige Beaufschlagung des Turbinenrades ausgebildet werden. Somit kann bei dem Abgasführungsabschnitt, welcher den ersten Spiralkanal und den zweiten Spiralkanal als jeweils in Form eines üblichen Teilspiralkanals aufweist, derart, dass eine Umschlingung des Spiralkanals um eine Längsachse des
Abgasführungsabschnitts nur 180° aufweist, eine um 360° ausgebildete Umschlingung herbeigeführt werden. Somit kann ein kleinerer und kompakterer
Abgasführungsabschnitt ausgebildet werden. Dies führt zu einer weiteren Steigerung des im Betrieb des Abgasturboladers erzielbaren Wirkungsgrads.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts ist das Abdeckelement ausgehend von einer Schließstellung in eine Zwischenposition den zweiten Strömungsquerschnitt degressiv freigebbar ausgebildet. Wie bereits beim Überströmen des Turbinenrades hat sich gezeigt, dass eine degressive Öffnung des zweiten Strömungsquerschnitts beim so genannten Umströmen bzw. Bypassieren für die Beaufschlagung des Turbinenrades vorteilhaft ist. Es ist nicht zwangsläufig notwendig, dass die Öffnung des zweiten Strömungsquerschnitts vollständig, somit ausgehend von der Schließposition in eine zweite Position, in der der zweite
Strömungsquerschnitt vollständig geöffnet ist, degressiv erfolgt. Dadurch ist der Vorteil einer verbesserten Regelbarkeit des ersten Strömungsquerschnitts und des zweiten Strömungsquerschnitts gegeben.
Ein wesentlicher Vorteil einer Kombination der degressiven Öffnung des ersten
Strömungsquerschnitts und des zweiten Strömungsquerschnitts ist darin zu sehen, dass im Betrieb mit der Verbrennungskraftmaschine eine Ventilöffnungsdauer eines Auslassventils der Verbrennungskraftmaschine vorteilhaft verlängert werden kann. Dadurch kann zum einen eine Ladungswechselphase der Verbrennungskraftmaschine zur verbesserten Spülung verlängert werden.
Bevorzugt ist das Deckelement bzw. das Abdeckelement mit Hilfe einer
Regelvorrichtung bewegbar. Auch könnte ein selbstregelndes Deckelement ausgebildet sein, welches sich mit Hilfe anliegender Drücke in den Spiralkanälen selbsttätig öffnet oder schließt. Allerdings ist eine mit Hilfe der Regelvorrichtung steuerbare Regelung des Deckelementes zu bevorzugen, da somit aktiv auf das Druckverhältnis am
Turbinenrad Einfluss genommen werden kann. Besonders bevorzugt entspricht die Regelvorrichtung des Deckelementes der Regelvorrichtung dem Abdeckelement. Somit lassen sich das Deckelement und das Abdeckelement mit einer einzigen
Regelvorrichtung bewegen, wodurch die Möglichkeit einer kompakten Bauweise des Abgasturboladers gegeben ist. Ein weiterer Vorteil ist eine kostengünstige Herstellung des Abgasturboladers aufgrund einer geringeren Anzahl an Bauteilen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung löst eine Bewegung des Abdeckelementes eine Bewegung des Deckelementes aus. Somit kann bei einer Bewegung des Abdeckelementes gezielt auf die Öffnung des ersten Strömungsquerschnitts und des zweiten Strömungsquerschnitts Einfluss genommen werden. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Bewegung des Deckelementes als Funktion von der Bewegung des Abdeckelementes darstellbar ist. Dies führt zu einer vereinfachten Regelung der beiden Strömungsquerschnitte, bspw. bei einer computergesteuerten Regelung der
Strömungsquerschnitte.
Zur weiteren kompakten Bauweise des Abgasturboladers entspricht das Deckelement dem Abdeckelement. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass mit einem einzigen Element sowohl der erste Strömungsquerschnitt als auch der zweite
Strömungsquerschnitt geöffnet und geschlossen werden kann. Dies führt neben einer kompakten Bauweise zu einer kostengünstigen Herstellung des Abgasturboladers, da eine Teileanzahl des Aggregats reduziert ist.
Zur Herbeiführung einer degressiven Öffnungscharakteristik weist das Abdeckelement und/oder das Deckelement bevorzugt eine topfformartige Außenkontur auf. Mit Hilfe einer derartigen Außenkontur ist auf einfache Weise die Möglichkeit einen relativ großen durchström baren Strömungsquerschnitt bereits zu Beginn der Öffnung ausgehend von der Schließposition des Abdeckelementes und/oder des
Deckelementes freizugeben, welcher über einen bestimmten Stellweg des
Abdeckelements und/oder des Deckelements degressiv zunimmt, gegeben.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Abdeckelement und/oder das Deckelement entlang seiner Längsachse einen ersten Elementabschnitt und einen zweiten
Elementabschnitt auf, wobei zur Herbeiführung einer degressiven
Öffnungscharakteristik ein erster Neigungswinkel einer ersten Außenfläche des ersten Elementabschnitts größer ist als ein zweiter Neigungswinkel einer zweiten Außenfläche des zweiten Elementabschnitts, wobei der zweite Elementabschnitt einer zweiten Kanalwandung gegenüberliegend angeordnet ist. Mit Hilfe der beiden
Elementabschnitte lässt sich auf einfache Weise die degressive Öffnungscharakteristik herbeiführen. Das Abdeckelement und/oder das Deckelement lässt sich einfach herstellen.
Zur Herbeiführung einer Abdichtung des ersten Strömungsquerschnitts bzw. des zweiten Strömungsquerschnitts in der Schließposition des Abdeckelements und/oder des Deckelements weist dieses eine Ringfläche auf, welche sich an einer
Kanalwandung des Abgasführungsabschnitts abstützend ausgebildet ist. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Ring des Deckelementes im Umströmkanal liegt. Dadurch lässt sich das Deckelement mit Hilfe der durch den Umgehungskanal strömenden Abgasmenge leichter öffnen.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts sind das Abdeckelement und/oder das Deckelement an einem Hebelarm der
Regelvorrichtung aufgenommen, welcher um eine Rotationsachse verschwenkbar ist. Aufgrund der möglichen Rotationsbewegung sind relativ geringe Aktivierungskräfte zur Bewegung des entsprechenden Elements erforderlich.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts ist das Deckelement den ersten Strömungsquerschnitt nach zumindest teilweise
geöffnetem zweiten Strömungsquerschnitt öffnend ausgebildet. Der Vorteil ist, dass ein Überströmen aus dem ersten Spiralkanal und dem zweiten Spiralkanal erst dann möglich ist, sofern bereits der Umgehungskanal geöffnet ist. Dadurch ist es möglich ein Klopfen der Verbrennungskraftmaschine aufgrund eines zu hohen Abgasgegendruckes am Turbinenrad zu vermeiden. Gleichzeitig wird ein mögliches Rückströmen von überströmendem Abgas in den Spiralkanal vermieden, dessen mit ihm
thermodynamisch verbundene Zylinder in einer Ansaug- und/oder Verbrennungsphase eines Kreisprozesses der Verbrennungskraftmaschine liegen. Mit anderen Worten, deren Auslassventil bzw. Auslassventile geschlossen sind, während die Auslassventile bzw. das Auslassventil der mit dem anderen Spiralkanal verbundenen Zylinder geöffnet sind. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Abdeckelement und/oder das Deckelement eine Wandung des Abgasführungsabschnitts zumindest teilweise aufnehmbar ausgebildet und/oder vice versa. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in der Schließposition des Abdeckelementes kein Überströmen von einem Spiralkanal in den anderen erfolgt bzw. dass in der Schließposition des Deckelementes kein Abströmen in den
Umgehungskanal erfolgt. Des Weiteren kann insbesondere bei der Ausbildung des Deckelementes in Form des Abdeckelementes sichergestellt werden, dass bspw. der zweite Strömungsquerschnitt vor dem ersten Strömungsquerschnitt geöffnet wird, sofern dies ein entsprechender Betrieb der Verbrennungskraftmaschine erfordert.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines
Abgasturboladers mit einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt, wobei im Abgasführungsabschnitt ein Umgehungskanal zum Umgehen eines im
Abgasführungsabschnitt drehbar aufgenommenen Turbinenrads ausgebildet ist. Der Umgehungskanal weist einen zweiten Strömungsquerschnitt auf, welcher mit Hilfe eines Abdeckelementes zu öffnen und zu schließen ist. Der zweite
Strömungsquerschnitt wird ausgehend von einer Schließposition des
Abdeckelementes, in der der zweite Strömungsquerschnitt vollständig geschlossen ist, degressiv geöffnet.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere in Verbindung mit den Merkmalen der Unteransprüche 14 bis 17 ist es möglich einen besonders effizienten Betrieb des Abgasturboladers in Verbindung mit der Verbrennungskraftmaschine herbeizuführen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt einen Betrieb der
Verbrennungskraftmaschine mit längeren Öffnungszeiten des Auslassventils der Verbrennungskraftmaschine. Dadurch kann ein Ladungswechsel der
Verbrennungskraftmaschine aufgrund einer möglichen Reduzierung eines
Abgasgegendruckes verbessert werden im Hinblick auf die Reduzierung einer so genannten Ausschiebearbeit. Aufgrund der Möglichkeit längere Öffnungszeiten des Auslassventils der Verbrennungskraftmaschine bei verbessertem Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine anzuwenden, kann eine Verbrauchs- und damit emissionsreduzierte Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt werden. Des Weiteren ist eine Klopfneigung der Verbrennungskraftmaschine wesentlich reduziert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Schnitt entlang einer ersten
Schnittebene durch einen erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader,
Fig. 2 den Abgasführungsabschnitt gem. Fig. 1 mit der Regelvorrichtung in einer zweiten Position,
Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht einen Schnitt entlang einer zweiten
Schnittebene durch den erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitt gem. Fig. 1 mit der Regelvorrichtung in der ersten Position,
Fig. 4 den Abgasführungsabschnitt gem. Fig. 3 mit der Regelvorrichtung in einer zweiten Position,
Fig. 5 ein s-A-Diagramm einer Öffnungscharakteristik des erfindungsgemäßen Abgasturboladers, Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht ein Abdeckelement des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts in einer ersten Variante,
Fig. 7 in einer perspektivischen Ansicht das Abdeckelement des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts in einer zweiten Variante,
Fig. 8 in einer perspektivischen Ansicht das Abdeckelement des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts in einer dritten Variante,
Fig. 9 in einer perspektivischen Ansicht das Abdeckelement des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts in einer vierten Variante,
Fig. 10 in einer perspektivischen Ansicht das Abdeckelement des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts in einer fünften Variante, und
Fig. 11 in einer prinzipiellen Darstellung das Abdeckelement des erfindungsgemäßen Abgasführungsabschnitts.
Ein gemäß Fig. 1 ausgebildeter erfindungsgemäßer durchströmbarer
Abgasführungsabschnitt 1 eines Abgasturboladers 2, umfasst einen Eintrittskanal 3 zum Eintritt einer Fluidströmung in den Abgasführungsabschnitt 1 , im Allgemeinen Abgas einer Verbrennungskraftmaschine 7, einen ersten Spiralkanal 4 und einen zweiten Spiralkanal 5 stromab des Eintrittskanals 3 zur Konditionierung der Strömung und einen nicht näher dargestellten Austrittskanal stromab der Spiralkanäle 4, 5, über welchen das Abgas aus dem Abgasführungsabschnitt 1 gezielt entweichen kann. Zwischen den Spiralkanälen 4, 5 und dem Austrittskanal ist eine nicht näher dargestellte Radkammer ausgebildet, in welcher ein nicht näher dargestelltes
Turbinenrad drehbar aufgenommen ist.
Der Abgasführungsabschnitt 1 ist mit einem Abgaskrümmer 6 der
Verbrennungskraftmaschine 7 verbunden, so dass das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 7 über den Eintrittskanal 3 in die Spiralkanäle 4, 5 eintreten kann um das Turbinenrad zu beaufschlagen.
Zur Anpassung eines Betriebsverhaltens des Abgasturboladers 2 an die Fluidstromung der Verbrennungskraftmaschine, und somit an die Verbrennungskraftmaschine, ist im Abgasführungsabschnitt 1 eine Regelvorrichtung 8 zur Trennung und zur Verbindung des ersten Spiralkanals 4 und des zweiten Spiralkanals 5 angeordnet. Zur Trennung und zur Verbindung der beiden Spiralkanäle 4, 5 ist ein Deckelement 9' der
Regelvorrichtung 8 in einer Durchströmöffnung 10, welche die beiden Spiralkanäle 4, 5 miteinander durchströmbar ausgebildet ist, angeordnet.
In einer ersten Position, der Schließposition des Deckelementes 9', wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die beiden Spiralkanäle 4, 5 vollständig voneinander getrennt durchströmbar, wobei die Durchströmöffnung 10 mit Hilfe des Deckelementes 9' vollständig geschlossen ist. Das Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmt die beiden Spiralkanäle 4, 5, wobei ein erster Teil des Abgases den ersten Spiralkanal 4 und ein zweiter Teil des Abgases den zweiten Spiralkanal 5 durchströmt.
In einer zweiten Position des Deckelementes 9', wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Durchströmöffnung 10 vollständig geöffnet und Abgas kann aus dem ersten Spiralkanal 4 in den zweiten Spiralkanal 5 überströmen und vice versa. D. h., dass Abgas von dem einen Spiralkanal 4; 5 in den anderen Spiralkanal 5; 4 über die Durchströmöffnung 10, welche einen ersten Strömungsquerschnitt 11 aufweist, überströmen kann.
Das Deckelement 9' ist zwischen der ersten Position und der zweiten Position in weitere Zwischenpositionen zu positionieren, so dass der erste Strömungsquerschnitt 11 einem entsprechenden Bedarfsfall zur Erzielung eines gemäß der durchströmenden Abgasmenge bestmöglichen Wirkungsgrades des Abgasturboladers 2 anpassbar ist. Es hat sich herausgestellt, dass eine degressive Öffnung des ersten
Strömungsquerschnitts 11 ausgehend von der ersten Position, somit vom vollständig geschlossenen ersten Strömungsquerschnitt 11 ausgehend, in Richtung der zweiten Position, somit in Richtung eines vollständig geöffneten ersten Strömungsquerschnitts 11 , vorteilhaft ist. Mit anderen Worten ist das Deckelement 9' eine degressive Öffnung des ersten Strömungsquerschnitts 11 herbeiführend ausgebildet. Das bedeutet, dass die Regelvorrichtung 8 eine degressive Öffnungscharakteristik zur Öffnung des ersten Strömungsquerschnitts 11 aufweist.
Zur Herbeiführung der degressiven Öffnung des ersten Strömungsquerschnitts 11 ist das Deckelement 9' eine topfformartige Außenkontur 12 aufweisend ausgestaltet. Es weist eine Basisplatte 13 auf, welche an einer ersten Plattenfläche 14 einen
Elementkorpus 15 aufnimmt. An der Basisplatte 13 ist an einer vom Elementkorpus 15 abgewandt ausgebildeten zweiten Plattenfläche 16 eine Bewegungsvorrichtung 17 der Regelvorrichtung 8 fixiert.
Der Elementkorpus 15 weist einen Korpusgrundquerschnitt KQ auf, der kleiner ist als ein Plattenquerschnitt PQ der ersten Plattenfläche 14. Dadurch ist eine den
Elementkorpus 15 vollständig umfassende Ringfläche 18 ausgebildet. Diese Ringfläche 18 dient zum einen einer Abstützung des Deckelementes 9' an einer ersten
Kanalwandung 19 der Durchströmöffnung 10 und zum anderen dient sie als Dichtfläche zur Abdichtung der beiden Spiralkanäle 4, 5 in der ersten Position des Deckelementes 9'.
Der Elementkorpus 15 weist zur Erzielung der degressiven Öffnungscharakteristik zwei Elementabschnitte, einen ersten Elementabschnitt 20 und einen zweiten
Elementabschnitt 21 , auf, welche in Richtung einer Längsachse 22 des Elementkorpus 15 seriell angeordnet sind. Der erste Elementabschnitt 20 ist mit der Basisplatte 13 fest verbunden und zwischen dem zweiten Elementabschnitt 21 und der Basisplatte 13 angeordnet. Der zweite Elementabschnitt 21 ist mit dem ersten Elementabschnitt 20 ebenfalls fest verbunden. Der zweite Elementabschnitt 21 weist eine Deckfläche 23 des Deckelementes 9' auf, welche vom ersten Elementabschnitt 20 abgewandt ausgebildet ist. Das Deckelement 9' in einer prinzipiellen Darstellung zeigt Fig. 11. Der erste Elementabschnitt 20 und der zweite Elementabschnitt 21 weisen prinzipiell sich ausgehend von der Basisplatte 13 in Richtung der Deckfläche 23 in Richtung der Längsachse 22 geneigte Außenflächen 24, 25 auf. Ein erster Neigungswinkel a1 der ersten Außenfläche 24 des ersten Elementabschnitts 20 ist größer als ein zweiter Neigungswinkel a2 der zweiten Außenfläche 25 des zweiten Elementabschnitts 21.
In einer ersten Variante des Abdeckelements 9 bzw. des Deckelementes 9' gem. der Fig. 1 bis 4, 6, sind sowohl der Korpusgrundquerschnitt KQ als auch der
Plattenquerschnitt PQ oval ausgebildet. Der Elementkorpus 15 besitzt eine Nut 28 mit einer Breite BR, welche sich über seinen Umfang entlang der Querachse 26 über die Deckfläche 23 erstreckend ausgebildet ist. Zur gesicherten Abdichtung des ersten Spiralkanals 4 und des zweiten Spiralkanals 5 in der ersten Position weist eine der ersten Kanalwandung 19 gegenüberliegende zweite Kanalwandung 29 eine zur Nut komplementär ausgebildete Erhebung 30 auf.
In einer zweiten Variante gem. Fig. 7 ist die Deckfläche 23 des Deckelementes 9' eben ausgebildet. In einer dritten und vierten Variante gem. der Figuren 8 und 9 weist das Deckelement 9' einen kreisförmigen Querschnitt auf. In der dritten Variante ist der zweite Elementabschnitt 21 in Form eines Konus ausgebildet, wohingegen er in der vierten Variante kugelschichtformartig ausgebildet ist.
Die in Fig. 10 dargestellte fünfte Variante des Deckelementes 9' weist ebenfalls eine topfformartige Außenkontur 12 auf, wobei die Deckfläche 23 rechteckförmig
ausgebildet ist, wodurch die Außenkontur 12 des zweiten Elementabschnitts 21 im Bereich der Deckfläche 23 eine vom übrigen Bereich des zweiten Elementabschnitts 21 abweichende, größere Steigung aufweist.
Des Weiteren ist ein Umgehungskanal 31 im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt 1 zur Umgehung der Radkammer im Abgasführungsabschnitt 1 vorgesehen. Der Umgehungskanal 31 weist eine Eintrittsöffnung 32 mit einem zweiten Strömungsquerschnitt 33 auf, wobei die Eintrittsöffnung 32 mit Hilfe der
Regelvorrichtung 8, resp. dem Abdeckelement 9 vollständig oder teilweise
verschließbar ist bzw. vollständig oder teilweise geöffnet werden kann.
Das Abdeckelement 9 der Regelvorrichtung 8, welches dem Deckelement 9' entspricht, ist im Umgehungskanal 31 , und somit im Abgasführungsabschnitt 1 , verdrehbar aufgenommen, wobei das Abdeckelement 9 um eine Rotationsachse 34 des
Abdeckelements 9 im Umgehungskanal 31 verschwenkbar und somit im
Abgasführungsabschnitt 1 gelagert ist. Das heißt mit anderen Worten, das
Abdeckelement 9 ist eine Schwenkbewegung im Abgasführungsabschnitt 1 ausführbar aufgenommen, wobei mit Hilfe der Schwenkbewegung der zweite
Strömungsquerschnitt 33 der Eintrittsöffnung 32 einstellbar ist.
Mit Hilfe des Abdeckelementes 9 ist über einen weiten Öffnungsbereich, s. Fig. 4, eine überwiegend degressive Öffnung des zweiten Strömungsquerschnitts 33 herbeiführbar. Somit kann bis zum vollständigen Öffnen des ersten Strömungsquerschnitts 11 eine nur geringe Abgasmenge über den zweiten Strömungsquerschnitt 33 in den
Umgehungskanal 31 abgeleitet werden. Bei vollständig geöffnetem ersten
Strömungsquerschnitt 11 ist auch der zweite Strömungsquerschnitt 33 vollständig geöffnet, so dass eine Überströmung vom ersten Spiralkanal 4 in den zweiten
Spiralkanal 5 und vice versa sowie gleichzeitig ein Abblasen von Abgas am
Turbinenrad vorbei erfolgen kann.
Zur Bewegbarkeit des Abdeckelementes 9 und somit der Regel Vorrichtung 8 ist im Abgasführungsabschnitt 1 eine zylinderartig ausgebildete Öffnung 35 ausgestaltet, in welcher eine Welle 36 mit einer zweiten Längsachse 37 der Regelvorrichtung 8 rotierbar aufgenommen ist. Ein zwischen der Welle 36 und dem Abdeckelement 9 angeordneter Hebelarm 38 dient der Verbindung des Abdeckelementes 9 mit der Welle 36, so dass das Abdeckelement 9 durch ein Verdrehen der Welle 36 verschwenkt werden kann. Fig. 5 zeigt ein s-A-Diagramm, wobei s ein normierter Verstellweg des
Abdeckelementes 9 bzw. des Deckelementes 9' und AF einen in Abhängigkeit des Verstellweges s normierten freien Strömungsquerschnitt der Strömungsquerschnitte 11 , 33 kennzeichnet. Der Verstellweg s ist eine Funktion eines Öffnungswinkels des
Abdeckelementes 9 bzw. des Deckelementes 9', da das Deckelement 9' dem
Abdeckelement 9 entspricht. Der Öffnungswinkel mit einem Wert 0° entspricht der Schließposition des Abdeckelementes 9 bzw. des Deckelementes 9'.
Eine erste Linie A stellt den ersten Strömungsquerschnitt 11 über dem Verstellweg s des Deckelementes 9' gemäß dem Ausführungsbeispiel dar. Eine zweite Linie B stellt den freien zweiten Strömungsquerschnitt 33 dar, welche mit Hilfe des
, Abdeckelementes 9 veränderbar ist. Eine dritte Linie C stellt in einer Variante die freie erste Strömungsfläche 11 dar. Die Linien A, B, C beschreiben in ihrem Verlauf eine Öffnungscharakteristik der Regelvorrichtung 8.
Gemäß der ersten Linie A sowie der dritten Linie C weist die Regelvorrichtung 8 eine degressive Öffnungscharakteristik bezüglich des ersten Strömungsquerschnitts 11 auf. Das heißt mit anderen Worten, dass der erste Strömungsquerschnitt 11 ausgehend von einer Schließposition des Deckelementes 9', in der der erste Strömungsquerschnitt 11 vollständig geschlossen ist, degressiv geöffnet wird.
Entsprechend dem Verlauf der Linie B weist die Regelvorrichtung 8 eine degressive Öffnungscharakteristik bezüglich des zweiten Strömungsquerschnitts 33 auf. Das heißt mit anderen Worten, dass auch der zweite Strömungsquerschnitt 33 ausgehend von einer Schließposition des Abdeckelementes 9, in der der zweite Strömungsquerschnitt 33 vollständig geschlossen ist, degressiv geöffnet wird.
In der Variante gemäß der Linie C wird der erste Strömungsquerschnitt 11 erst geöffnet, wenn der zweite Strömungsquerschnitt 33 bereits teilweise geöffnet ist.
Bevorzugt erfolgt die Öffnung des ersten Strömungsquerschnitts 11 bei einem Öffnungswinkel von ca. 5° des Abdeckelementes 9. Besonders bevorzugt liegt der Öffnungswinkel in einem Intervall von 0° bis 3°.
Zur Vermeidung eines Überströmens von Abgas aus dem ersten Spiralkanal 4 in den zweiten Spiralkanal 5 und vice versa bei einem Öffnen des ersten
Strömungsquerschnitts 11 gemäß der Linie A ist der erste Strömungsquerschnitt 11 bis zu einem Stellweg s1 des Abdeckelementes 9 kleiner als der zweite
Strömungsquerschnitt 33. Sofern der erste Strömungsquerschnitt 11 gemäß der Linie C geöffnet wird, ist der erste Strömungsquerschnitt 11 bis zu einem Stellweg s1 ' kleiner als der zweite Strömungsquerschnitt 33 auszubilden.

Claims

Patentansprüche
1. Abgasführungsabschnitt für einen Abgasturbolader, mit einer Regelvorrichtung (1 ) aufweisend ein Abdeckelement (9) zum Öffnen und Schließen eines
Umgehungskanals (31 ) des Abgasführungsabschnitts (1 ), wobei der
Umgehungskanal (31 ) im durchströmbaren Abgasführungsabschnitt (1 ) zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt (1 ) in einer Radkammer des Abgasführungsabschnitts (1 ) drehbar angeordneten Turbinenrades des
Abgasführungsabschnitts (1 ) vorgesehen ist, und wobei der Umgehungskanal (31 ) einen zweiten Strömungsquerschnitt (33) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Strömungsquerschnitt (33) mit Hilfe des Abdeckelementes (9) zumindest ausgehend von einer Schließstellung in eine Zwischenstellung degressiv freigebbar ist.
2. Abgasführungsabschnitt nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Abgasführungsabschnitt (1 ) ein erster Spiralkanal (4) und ein zweiter
Spiralkanal (5) zur Anströmung des Turbinenrades ausgebildet sind, wobei zwischen dem ersten Spiralkanal (4) und dem zweiten Spiralkanal (5) eine Durchströmöffnung (10) vorgesehen ist, welche zur Herbeiführung einer
Überströmung von Abgas des ersten Spiralkanals (4) in den zweiten Spiralkanal (5) und vice versa ausgestaltet ist, und wobei die Durchströmöffnung (10) ein bewegbares Deckelement (9') zum Öffnen oder Schließen der
Durchströmöffnung (10) aufweist.
3. Abgasführungsabschnitt nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deckelement (9') einen ersten Strömungsquerschnitt ( 1) der
Durchströmöffnung (10) degressiv freigebbar ausgebildet ist.
4. Abgasführungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Bewegung des Deckelementes (9') und/oder des Abdeckelementes (9) eine Regelvorrichtung (8) im Abgasführungsabschnitt (1 ) ausgebildet ist.
5. Abgasführungsabschnitt nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Bewegung des Deckelementes (9') eine Bewegung des Abdeckelementes (9) auslöst.
6. Abgasführungsabschnitt nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deckelement (9') dem Abdeckelement (9) entspricht.
7. Abgasführungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdeckelement (9) und/oder das Deckelement (9') eine topfformartige Außenkontur (12) aufweist.
8. Abgasführungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdeckelement (9) und/oder das Deckelement (9') entlang seiner
Längsachse (22) einen ersten Elementabschnitt (20) und einen zweiten
Elementabschnitt (21 ) aufweist, wobei zur Herbeiführung einer degressiven Öffnungscharakteristik ein erster Neigungswinkel (a1 ) einer ersten Außenfläche 24 des ersten Elementabschnitts (20) größer ist als ein zweiter Neigungswinkel (α2) einer zweiten Außenfläche (25) des zweiten Elementabschnitts (21 ), wobei der zweite Elementabschnitt (21 ) einer zweiten Kanalwandung (29)
gegenüberliegend angeordnet ist.
9. Abgasführungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdeckelement (9) und/oder das Deckelement (9') eine Ringfläche (18) aufweist, welche sich an einer Kanalwandung (19) des Abgasführungsabschnitts (1 ) abstützend ausgebildet ist.
10. Abgasführungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdeckelement (9) und/oder das Deckelement (9') an einem Hebelarm (38) der Regelvorrichtung (8, 8') aufgenommen ist, welcher um eine Rotationsachse (34) verschwenkbar ist.
11.Abgasführungsabschnitt nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deckelement (9') die Durchströmöffnung (10) nach zumindest teilweise geöffnetem zweiten Strömungsquerschnitt (33) öffnend ausgebildet ist.
12. Abgasführungsabschnitt nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abdeckelement (9) und/oder das Deckelement (9') eine Wandung des Abgasführungsabschnitts (1 ) zumindest teilweise aufnehmbar ausgebildet ist und/oder vice versa.
13. Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers, mit einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt (1 ), wobei im Abgasführungsabschnitt (1 ) ein
Umgehungskanal (31 ) zum Umgehen eines im Abgasführungsabschnitt (1 ) drehbar aufgenommenen Turbinenrades ausgebildet ist, und wobei der Umgehungskanal (31 ) einen zweiten Strömungsquerschnitt (33) aufweist, und der zweite Strömungsquerschnitt (33) mit Hilfe eines Abdeckelementes (9) zu Öffnen und zu Schließen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Strömungsquerschnitt (33) ausgehend von einer Schließposition des Abdeckelementes (9), in der der zweite Strömungsquerschnitt (33) vollständig geschlossen ist, degressiv geöffnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Abgasführungsabschnitt (1 ) ein erster Spiralkanal (4) und ein zweiter
Spiralkanal (5) ausgestaltet sind, und wobei zwischen dem ersten Spiralkanal (4) und dem zweiten Spiralkanal (5) eine Durchströmöffnung (10) mit einem ersten Strömungsquerschnitt (11 ) ausgebildet ist, wobei der erste Strömungsquerschnitt (11 ) mit einem Deckelement (9') zu öffnen und zu schließen ist, und wobei ausgehend von einer Schließposition des Deckelementes (9') der erste
Strömungsquerschnitt (11 ) geöffnet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Strömungsquerschnitt (11 ) degressiv geöffnet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Strömungsquerschnitt (11) bis zu einem Stellweg (s1 , s1 ') des
Deckelementes (9') kleiner ist als der zweite Strömungsquerschnitt (33) des Umgehungskanals (31 ).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsquerschnitt (11 ) nach dem zweiten Strömungsquerschnitt (33) geöffnet wird.
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