WO2017207081A1

WO2017207081A1 - Turbine für einen abgasturbolader

Info

Publication number: WO2017207081A1
Application number: PCT/EP2017/000519
Authority: WO
Inventors: Viktor Buchmiller; Sunny Junge
Original assignee: Daimler Ag
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2017-12-07
Also published as: DE102016006718A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturbolader, mit einem von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Turbinengehäuse (12), welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von dem Abgas durchströmbare Fluten (14, 16) und zumindest eine Überströmöffnung (18) aufweist, über welche die Fluten (14, 16) fluidisch miteinander verbindbar sind, mit einem in dem Turbinengehäuse (12) drehbar aufgenommenen und von dem Abgas antreibbaren Turbinenrad, mit wenigstens einem Umgehungskanal (22), über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist, und mit einem relativ zu dem Turbinengehäuse (12) bewegbaren Ventilelement (10), mittels welchem eine den Umgehungskanal (22) durchströmende erste Menge des Abgases und eine die Überströmöffnung (18) durchströmende zweite Menge des Abgases einstellbar sind, wobei das Ventilelement zwei in Bewegungsrichtung des Ventilelements (10) aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnete Ventilteller (32, 34) aufweist, wobei die Ventilteller (32, 34) relativ zueinander unbeweglich und gemeinsam zwischen einer ersten Stellung (S1), in welcher der Umgehungskanal (22) mittels eines ersten der Ventilteller (32, 34) versperrt ist, und einer zweiten Stellung (S2), in welcher der Umgehungskanal (22) mittels des zweiten Ventiltellers (34) versperrt ist, bewegbar sind.

Description

Turbine für einen Abgasturboiader

Die Erfindung betrifft eine Turbine für einen Abgasturboiader gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Turbine für einen Abgasturboiader ist beispielsweise bereits der

WO 2011/101005 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Turbine weist dabei ein von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine durchströmbares Turbinengehäuse auf, welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von dem Abgas durchströmbare Fluten und zumindest eine Überströmöffnung aufweist, über welche die Fluten fluidisch miteinander verbindbar sind.

Die Turbine umfasst ferner ein in dem Turbinengehäuse drehbar aufgenommenes und von dem Abgas antreibbares Turbinenrad, welches somit um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbar ist. Ferner weist die Turbine wenigstens einen

Umgehungskanal auf, über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist. Dieses Umgehen des Turbinenrads wird auch als Bypassieren, Abblasen oder Abblasung bezeichnet, da das den Umgehungskanal durchströmende Abgas das Turbinenrad nicht umströmt und demzufolge nicht antreibt.

Die Turbine umfasst ferner ein relativ zu dem Turbinengehäuse bewegbares

Ventilelement, mittels welchem eine den Umgehungskanal durchströmende erste Menge des Abgases und eine die Überströmöffnung durchströmende zweite Menge des

Abgases einstellbar sind. Beispielsweise sind mittels des Ventilelements die

Überströmöffnung und der Umgehungskanal fluidisch versperrbar, sodass dann kein Abgas durch die Überströmöffnung hindurch- und kein Abgas in den Umgehungskanal einströmen kann. Durch das fluidische Versperren des Umgehungskanals wird somit kein Abgas gezielt abgeblasen. Dabei weist das Ventilelement zwei in Bewegungsrichtung des Ventilelements aufeinanderfolgende und voneinander beabstandet angeordnete

Ventilteller auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Turbine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb der Turbine auf besonders einfache Weise realisieren lässt.

Diese Aufgabe wird durch eine Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Um eine Turbine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter und insbesondere effizienter sowie bedarfsgerechter Betrieb der Turbine auf besonders einfache und insbesondere kostengünstige Weise realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventilteller relativ zueinander unbeweglich und dabei gemeinsam zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar sind. In der ersten Stellung ist der Umgehungskanal mittels eines ersten der Ventilteller fluidisch versperrt, sodass in der ersten Stellung mittels des ersten Ventiltellers - gegebenenfalls bis auf etwaig

auftretende Leckagen - verhindert ist, dass Abgas aus den Fluten in den

Umgehungskanal einströmt und somit abgeblasen wird. Hierzu wirkt beispielsweise in der ersten Stellung der erste Ventilteller mit einer korrespondierenden Dichtfläche

beziehungsweise mit einem korrespondierenden Ventilsitz zusammen, wobei die

Dichtfläche beziehungsweise der Ventilsitz beispielsweise durch das Turbinengehäuse gebildet ist. Beispielsweise wirkt der erste Ventilteller in seiner ersten Stellung derart mit der Dichtfläche beziehungsweise mit dem Ventilsitz zusammen, dass der erste Ventilteller die Dichtfläche berührt beziehungsweise auf dem Ventilsitz sitzt.

In der zweiten Stellung ist der Umgehungskanal mittels des zweiten Ventiltellers fluidisch versperrt, sodass in der zweiten Ventilstellung mittels des zweiten Ventiltellers - gegebenenfalls bis auf etwaig auftretende Leckagen - verhindert wird, dass Abgas in den Umgehungskanal einströmt und somit abgeblasen wird. Dadurch, dass die Ventilteller relativ zueinander unbeweglich sind, kann die Komplexität des Ventilelements und somit der Turbine insgesamt gering gehalten werden, sodass beispielsweise die Teileanzahl und die Kosten der Turbine besonders gering gehalten werden können. Insbesondere kann die Anzahl an relativ zueinander bewegbaren Teilen der Turbine gering gehalten werden, sodass sich eine besonders hohe Funktionserfüllungssicherheit der Turbine realisieren lässt.

Beispielsweise sind die Ventilteller durch einen einstückig ausgebildeten Ventilkörper des Ventilelements gebildet, sodass die Ventilteller beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Dadurch können die Teileanzahl und somit die Kosten der Turbine besonders gering gehalten werden. Ferner lässt sich ein besonders bedarfsgerechter und somit vorteilhafter, insbesondere effizienter, Betrieb der Turbine realisieren, da die Turbine mittels des Ventilelements gezielt und bedarfsgerecht an unterschiedliche Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine angepasst werden kann.

Der Vorgang, dass Abgas in den Umgehungskanal einströmen und somit den

Umgehungskanal durchströmt, wird auch als Abblasen bezeichnet, da das den

Umgehungskanal durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht und somit nicht antreibt, sodass in dem den Umgehungskanal durchströmenden Abgas enthaltene Energie nicht zum Antreiben des Turbinenrads genutzt wird. Da mittels des

Ventilelements die den Umgehungskanal durchströmende erste Menge des Abgases einstellbar ist, kann das Abblasen, das auch als Abblasung bezeichnet wird, mittels des Ventilelements eingestellt werden. Ferner wird das Ventilelement genutzt, um die zweite Menge und somit die Verbindung der Fluten einzustellen. Dem Ventilelement kommt somit eine Doppelfunktion zu, da es einerseits zum Einstellen der ersten Menge sowie andererseits zum Einstellen der zweiten Menge genutzt wird. Aufgrund dieser

Doppelfunktion können die Teileanzahl und somit das Gewicht und der Bauraumbedarf der Turbine gering gehalten werden, sodass ein besonders vorteilhafter und effizienter Betrieb der Turbine realisierbar ist. Ist beispielsweise der zuvor genannte einstückige Ventilkörper vorgesehen, so wird dieser einstückige Ventilkörper genutzt, um sowohl die erste Menge als auch die zweite Menge einzustellen, sodass die Teileanzahl und somit die Kosten der Turbine besonders gering gehalten werden können.

In wenigstens einer Stellung, insbesondere in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung, des Ventilelements ist beispielsweise die Überströmöffnung mittels des

Ventilelements versperrt, sodass kein Abgas durch die Überströmöffnung

hindurchströmen kann. Somit sind die Fluten auch im Bereich der Überströmöffnung voneinander getrennt. Dadurch kann beispielsweise eine Stoßaufladung der Turbine eingestellt werden. Ferner ist es denkbar, dass das Ventilelement in eine Stellung bewegbar ist, in welcher das Ventilelement die Überströmöffnung freigibt. Dadurch sind die Fluten fluidisch miteinander verbunden, sodass dann beispielsweise eine Stauaufladung der Turbine eingestellt ist. Somit ermöglicht es das Ventilelement, bedarfsgerecht zwischen der Stoßaufladung und der Stauaufladung umzuschalten, sodass die Turbine bedarfsgerecht an unterschiedliche Betriebspunkte der

Verbrennungskraftmaschine angepasst werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels 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.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht einer

erfindungsgemäßen Turbine, wobei sich ein Ventilelement der Turbine in einer ersten Stellung befindet;

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht des Ventilelements;

Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Turbine, wobei sich das Ventilelement in einer zweiten Stellung befindet;

Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Turbine, wobei sich das Ventilelement in einer dritten Stellung befindet;

Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Turbine, wobei sich das Ventilelement in der dritten Stellung befindet;

Fig. 6 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Turbine, wobei sich das Ventilelement in einer vierten Stellung befindet; und

Fig. 7 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Turbine, wobei sich das Ventilelement in einer fünften Stellung befindet. In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Seitenansicht eine Turbine eines Abgasturboladers, wobei die Turbine ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Ventilelement umfasst. Dabei ist beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit dem Abgasturbolader ausgestattet, wobei der Abgasturbolader die Turbine und einen Verdichter umfasst. Die Turbine ist in einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, wobei der Abgastrakt von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar ist. Der Verdichter ist in einem

Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, wobei der Ansaugtrakt von Luft, die von der Verbrennungskraftmaschine angesaugt wird, durchströmbar ist. Die den Ansaugtrakt durchströmende Luft wird mittels des Verdichters verdichtet, sodass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, sind der Verdichter von der Turbine und die Turbine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbar, sodass im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden kann.

Die Turbine weist ein in Fig. 1 teilweise erkennbares Turbinengehäuse 12 auf, welches von dem Abgas durchströmbar ist. In Zusammenschau mit Fig. 5 ist erkennbar, dass das Turbinengehäuse 12 zwei Fluten 14 und 16 aufweist, welche von dem Abgas

durchströmbar sind. Die Fluten 14 und 16 sind dabei zumindest teilweise fluidisch voneinander getrennt und münden in einen Aufnahmeraum des Turbinengehäuses 12. In dem Aufnahmeraum ist ein Turbinenrad der Turbine drehbar aufgenommen, sodass das Turbinenrad um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse 12 drehbar ist. Mittels der Fluten 14 und 16 wird das die Fluten 14 und 16 durchströmende Abgas zu dem Turbinenrad geführt. Somit kann das die Fluten 14 und 16 durchströmende Abgas aus den Fluten 14 und 16 aus- und in den Aufnahmeraum einströmen, sodass das in den Aufnahmeraum einströmende Abgas das Turbinenrad anströmen und dadurch antreiben kann.

Das Turbinenrad ist Bestandteil eines Rotors des Abgasturboladers, wobei der Rotor auch eine Welle und ein Verdichterrad des Verdichters umfasst. Dabei umfasst der Verdichter ein Verdichtergehäuse, in welchem das Verdichterrad drehbar aufgenommen ist. Das Turbinenrad und das Verdichterrad sind dabei drehfest mit der Welle verbunden, sodass das Verdichterrad über die Welle von dem Turbinenrad antreibbar ist. Besonders gut aus Fig. 6 ist erkennbar, dass das Turbinengehäuse 12 zumindest eine Überströmöffnung 18 aufweist, über welche die Fluten 14 und 16 fluidisch miteinander verbindbar sind. Das Turbinengehäuse 12 weist beispielsweise eine Trennwand 20 auf, durch welche die Fluten 14 und 16 zumindest in einem ersten Teilbereich fluidisch voneinander getrennt sind. Die Überströmöffnung 18 ist beispielsweise in einem sich an den ersten Teilbereich anschließenden, zweiten Teilbereich angeordnet, sodass die Fluten 14 und 16 in dem zweiten Teilbereich über die Überströmöffnung 18 fluidisch miteinander verbindbar sind.

Außerdem weist die Turbine, insbesondere das Turbinengehäuse 12, einen

Umgehungskanal 22 auf, über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist. Dies bedeutet, dass das Turbinengehäuse 12, insbesondere der Umgehungskanal 22, beispielsweise eine Einströmöffnung 44 aufweist, über welche dem Umgehungskanal zumindest ein Teil des Abgases aus den Fluten 14 und 16 zuführbar ist. Das über die Einströmöffnung 44 - wenn diese freigegeben ist - in den Umgehungskanal 22 einströmende Abgas kann den Umgehungskanal 22 durchströmen und somit das Turbinenrad umgehen, was auch als Bypassieren bezeichnet wird. Das den Umgehungskanal 22 durchströmende Abgas strömt das Turbinenrad nicht an, sodass das den Umgehungskanal 22 durchströmende Abgas das Turbinenrad nicht antreibt. Dieses Umgehen des Turbinenrads wird auch als Abblasen oder Abblasung bezeichnet, da in dem den Umgehungskanal 22 durchströmenden Abgas enthaltene Energie nicht zum Antreiben des Turbinenrads genutzt wird.

Das Ventilelement 10 wird auch als Waste-Gate- Ventil bezeichnet und ist beispielsweise in fertig hergestelltem Zustand der Turbine mit einem Hebel 24 gekoppelt, welcher auch als Waste-Gate-Hebel bezeichnet wird. Der Hebel 24 ist ferner mit einer Welle 26 drehfest verbunden, wobei die Welle 26 auch als Waste-Gate-Welle bezeichnet wird. Die Welle 26 ist um eine Drehachse 28 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 drehbar, sodass der Hebel 24 um die Drehachse 28 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 verschwenkbar ist. Da das Ventilelement 10 mit dem Hebel 24 gekoppelt ist, ist das Ventilelement 10 über den Hebel 24 um die Drehachse 28 relativ zu dem Turbinengehäuse 12

verschwenkbar beziehungsweise drehbar, sodass das Ventilelement 10 zwischen einer Mehrzahl von Stellungen relativ zu dem Turbinengehäuse 12 bewegbar und dabei verschwenkbar ist.

Um die Teileanzahl und somit das Gewicht, den Bauraumbedarf und die Kosten der Turbine besonders gering zu halten, kommt dem Ventilelement 10 eine Doppelfunktion zu. Hierzu weist das Ventilelement 10 in dem in den Fig. veranschaulichten

Ausführungsbeispiel einen beispielsweise einstückig ausgebildeten Ventilkörper 30 auf, dessen Ausgestaltung und Funktion im Folgenden noch genauer erläutert werden. Mittels des Ventilkörpers 30 und somit mittels des Ventilelements 10 ist eine den

Umgehungskanal 22 durchströmende erste Menge des Abgases einstellbar. Ferner ist mittels des Ventilkörpers 30 und somit mittels des Ventilelements 10 insgesamt eine die Überströmöffnung 18 durchströmende zweite Menge des Abgases einstellbar.

Insbesondere sind mittels des Ventilkörpers 30 und somit mittels des Ventilelements 10 ein von dem Abgas durchströmbarer erster Strömungsquerschnitt der genannten

Einströmöffnung 44 sowie ein von dem Abgas durchströmbarer, zweiter

Strömungsquerschnitt der Überströmöffnung 18 einstellbar. Dies bedeutet, dass beide Mengen des Abgases mittels des einen Ventilelements 10, insbesondere mittels des einen Ventilkörpers 30, einstellbar sind, sodass nicht etwa jeweilige, voneinander separate und relativ zueinander bewegbare Einstellelemente zum Einstellen der Mengen vorgesehen werden müssen.

Um nun einen besonders vorteilhaften und insbesondere effizienten Betrieb der Turbine auf besonders einfache Weise realisieren zu können, weist das Ventilelement 10, insbesondere der Ventilkörper 30, - wie besonders gut aus Fig. 2 erkennbar ist - zwei in Bewegungsrichtung des Ventilelements 10, insbesondere des Ventilkörpers 30, aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnete Ventilteller 32 und 34 auf, welche vorliegend durch den einstückig ausgebildeten Ventilkörper 30 gebildet sind. Somit sind die Ventilteller 32 und 34 einstückig miteinander ausgebildet.

Die Ventilteller 32 und 34 sind relativ zueinander unbeweglich, sodass die Ventilteller 32 und 34 nicht relativ zueinander bewegt werden können. Ferner sind die Ventilteller 32 und 34 zwischen einer in Fig. 1 veranschaulichten ersten Stellung S1 und einer in Fig. 3 gezeigten zweiten Stellung S2 gemeinsam, das heißt gleichzeitig bewegbar.

In der ersten Stellung ist der Umgehungskanal 22, insbesondere dessen Einströmöffnung 44, mittels des ersten Ventiltellers 32 fluidisch versperrt, sodass - gegebenenfalls bis auf etwaig auftretende Leckagen - kein Abgas aus den Fluten 14 und 16 die Einströmöffnung 44 durchströmen und somit in den Umgehungskanal 22 einströmen kann. Zum

fluidischen Versperren des Umgehungskanals 22 beziehungsweise der Einströmöffnung 44 wirkt in der ersten Stellung S1 der erste Ventilteller 32 mit einem korrespondierenden Ventilsitz 33 zusammen, indem der erste Ventilteller 32 in der ersten Stellung S1 auf dem Ventilsitz 33 sitzt und beispielsweise eine den Ventilsitz 33 bildende Wandung des Turbinengehäuses 12 berührt. Der Umgehungskanal 22 beziehungsweise die

Einströmöffnung 44 ist somit in der ersten Stellung S1 mittels des Ventilsitzes 33 und mittels des mit dem Ventilsitz 33 zusammenwirkenden ersten Ventiltellers 32 fluidisch versperrt.

In der zweiten Stellung S2 ist der Umgehungskanal 22, insbesondere dessen

Einströmöffnung 44, mittels des zweiten Ventiltellers 34 fluidisch versperrt. Dabei ist in der zweiten Stellung S2 der erste Ventilteller 32 von dem korrespondierenden Ventilsitz 33 beabstandet und somit abgehoben, sodass der Ventilteller 32 in der zweiten Stellung S2 nicht mit dem Ventilsitz 33 zusammenwirkt.

Durch den Einsatz der relativ zueinander unbeweglichen und gemeinsam relativ zu dem Turbinengehäuse 12 bewegbaren, insbesondere verschwenkbaren, Ventilteller 32 und 34 ist es möglich, das Abblasen des Abgases und das Verbinden der Fluten 14 und 16 zumindest im Wesentlichen unabhängig voneinander einzustellen, insbesondere zu steuern. Die Form der Ventilteller 32 und 34 sowie die Form des gesamten Ventilkörpers 30 kann von dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel unterschiedlich sein und insbesondere je nach Anforderung variieren, sodass die Ventilteller 32 und 34, insbesondere der Ventilkörper 30 insgesamt, jedwede Geometrie aufweisen kann.

Aus Fig. 1 und 3 ist erkennbar, dass die Überströmöffnung 18 sowohl in der ersten Stellung S1 als auch in der zweiten Stellung S2 mittels des Ventilelements 10,

insbesondere mittels des Ventilkörpers 30, fluidisch versperrt ist. Hierzu weist das

Ventilelement 10, insbesondere der Ventilkörper 30, eine in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 30 zwischen den Ventiltellern 32 und 34 angeordnete erste Wandung 36 auf, mittels welcher in der ersten Stellung S1 zumindest ein Teilbereich der

Überströmöffnung 18 fluidisch versperrt ist. Ferner weist das Ventilelement 10, insbesondere der Ventilkörper 30, eine sich in Bewegungsrichtung des Ventilelements 10, insbesondere des Ventilkörpers 30, an den Ventilteller 34 anschließende zweite Wandung 38 auf, mittels welcher in der zweiten Stellung S2 zumindest ein Teilbereich der

Überströmöffnung 18 fluidisch versperrt ist. Dabei ist der Ventilteller 34 zwischen den Wandungen 36 und 38 angeordnet, sodass die Wandung 38 auf einer der Wandung 36 abgewandten Seite des Ventiltellers 34 angeordnet ist. Ferner ist die genannte

Bewegungsrichtung des Ventilelements 10 in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 40

veranschaulicht. Das Ventilelement 10 und somit der Ventilkörper 30 sind ferner in eine von der ersten Stellung S1 und von der zweiten Stellung S2 unterschiedliche, in Fig. 4 gezeigte dritte Stellung S3 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 bewegbar. In der dritten Stellung S3 gibt der Ventilkörper 30 den Umgehungskanal 22 beziehungsweise dessen Einströmöffnung 44 frei, sodass - wie in Fig. 4 durch Pfeile 42 veranschaulicht ist - in der dritten Stellung S3 Abgas aus den Fluten 14 und 16 durch die Einströmöffnung 44 hindurchströmen und in den Umgehungskanal 22 einströmen kann. Somit wird in der dritten Stellung S3 Abgas aus den Fluten 14 und 16 abgeblasen. In der dritten Stellung S3 versperrt jedoch der Ventilkörper 30 die Überströmöffnung 18, wobei jeweilige Teilbereiche der

Überströmöffnung 18 mittels der Wandungen 36 und 38 fluidisch versperrt sind. Dies bedeutet, dass in der dritten Stellung S3 Abgas abgeblasen wird, jedoch die Fluten 14 und 16 auch in dem zuvor genannten zweiten Teilbereich, das heißt im Bereich der Überströmöffnung 18, fluidisch voneinander getrennt sind.

Fig. 5 zeigt die dritte Stellung S3, wobei in Fig. 5 die zuvor beschriebene Einströmöffnung des Umgehungskanals 22 mit 44 bezeichnet ist. Besonders gut aus Fig. 5 ist erkennbar, dass der erste Ventilteller 32 einen Außenumfang aufweist, welcher größer als der Innenumfang der Einströmöffnung 44 ist. Somit liegt der Ventilteller 32 in der ersten Stellung S1 an einer die Einströmöffnung 44 begrenzenden Wandung des

Turbinengehäuses 12 an, und der Ventilteller 32 kann nicht durch die Einströmöffnung 44 hindurchbewegt werden.

Der zweite Ventilteller 34 hingegen weist einen geringeren Außenumfang als der erste Ventilteller 32 auf, wobei der zweite Ventilteller 34 in die Einströmöffnung 44 hinein- und insbesondere durch diese hindurchbewegt werden kann. In der zweiten Stellung S2 ist zumindest ein Längenbereich des zweiten Ventiltellers 34 in der Einströmöffnung 44 angeordnet, wodurch die Einströmöffnung 44 mittels des zweiten Ventiltellers 34 zumindest im Wesentlichen fluidisch versperrt ist.

Der Ventilkörper 30 und somit die Ventilteller 32 und 34 sind ferner in eine in Fig. 6 veranschaulichte vierte Stellung S4 relativ zu dem Turbinengehäuse 12 bewegbar. In dieser vierten Stellung S4 ist der erste Ventilteller 32 von dem Ventilsitz 33 abgehoben, wobei in der vierten Stellung S4 der zweite Ventilteller 34 den Umgehungskanal 22 beziehungsweise die Einströmöffnung 44 fluidisch versperrt. Dabei ist in der vierten Stellung S4 ist zumindest ein Längenbereich des zweiten Ventiltellers 34 in der

Einströmöffnung 44 angeordnet, wodurch die Einströmöffnung 44 mittels des zweiten Ventiltellers 34 zumindest im Wesentlichen fluidisch versperrt ist. In der vierten Stellung S4 gibt der Ventilkörper 30 jedoch die Überströmöffnung 18 zumindest teilweise frei, sodass in der vierten Stellung S4 die Fluten 14 und 16 über die Überströmöffnung 18 fluidisch miteinander verbunden sind. Somit kann - wie in Fig. 6 durch einen Pfeil 46 veranschaulicht ist - Abgas von einer der Fluten 14 und 16 in die entsprechende andere Flut 16 beziehungsweise 14 überströmen.

Darüber hinaus sind das Ventilelement 10 und somit der Ventilkörper 30 sowie die Ventilteller 32 und 34 in eine in Fig. 7 veranschaulichte fünfte Stellung S5 bewegbar. In der fünften Stellung S5 gibt das Ventilelement 10 beziehungsweise der Ventilkörper 30 sowohl den Umgehungskanal 22 beziehungsweise die Einströmöffnung 44 als auch die Überströmöffnung 8 jeweils zumindest teilweise frei, sodass - wie in Fig. 7 durch Pfeile 42 veranschaulicht ist - in der fünften Stellung S5 Abgas abgeblasen wird und - wie in Fig. 7 durch den Pfeil 46 veranschaulicht ist - die Fluten 14 und 16 fluidisch miteinander verbunden sind. Durch den Einsatz des Ventilkörpers 30 kann somit das Abblasen und das Verbinden der Fluten unabhängig voneinander eingestellt werden. Hierdurch kann ein besonders großer Freiheitsgrad hinsichtlich der Funktion des Ventilelements 10 dargestellt werden.

Bezugszeichenliste

10 Ventilelement

12 Turbinengehäuse

14 Flut

16 Flut

18 Überströmöffnung

20 Trennwand

22 Umgehungskanal

24 Hebel

26 Welle

28 Drehachse

30 Ventilkörper

32 Ventilteller

33 Ventilsitz

34 Ventilteller

36 erste Wandung

38 zweite Wandung

40 Doppelpfeil

42 Pfeil

44 Einströmöffnung

46 Pfeil

S1 erste Stellung

S2 zweite Stellung

S3 dritte Stellung

S4 vierte Stellung

S5 fünfte Stellung

Claims

Patentansprüche

Turbine für einen Abgasturbolader, mit einem von Abgas einer

Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Turbinengehäuse (12), welches zumindest zwei zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennte und von dem Abgas durchströmbare Fluten (14, 16) und zumindest eine Überströmöffnung (18) aufweist, über welche die Fluten (14, 16) fluidisch miteinander verbindbar sind, mit einem in dem Turbinengehäuse (12) drehbar aufgenommenen und von dem Abgas antreibbaren Turbinenrad, mit wenigstens einem Umgehungskanal (22), über welchen das Turbinenrad zumindest von einem Teil des Abgases zu umgehen ist, und mit einem relativ zu dem Turbinengehäuse (12) bewegbaren Ventilelement (10), mittels welchem eine den Umgehungskanal (22) durchströmende erste Menge des Abgases und eine die Überströmöffnung (18) durchströmende zweite Menge des Abgases einstellbar sind, wobei das Ventilelement zwei in Bewegungsrichtung des Ventilelements (10) aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnete Ventilteller (32, 34) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ventilteller (32, 34) relativ zueinander unbeweglich und gemeinsam zwischen einer ersten Stellung (S1), in welcher der Umgehungskanal (22) mittels eines ersten der Ventilteller (32, 34) versperrt ist, und einer zweiten Stellung (S2), in welcher der Umgehungskanal (22) mittels des zweiten Ventiltellers (34) versperrt ist, bewegbar sind.

Turbine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmöffnung (18) in der ersten Stellung (S1) und in der zweiten Stellung

(S2) mittels des Ventilelements (10) versperrt ist.

Turbine nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Ventilelement (10) in eine dritte Stellung

(S3) bewegbar ist, in welcher das Ventilelement (10) den Umgehungskanal (22) freigibt und die Überströmöffnung (18) versperrt.

Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Ventilelement (10) in eine vierte Stellung

(S4) bewegbar ist, in welcher der zweite Ventilteller (34) den Umgehungskanal (22) versperrt und das Ventilelement (10) die Überströmöffnung (18) freigibt.

Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Ventilelement (10) in eine fünfte Stellung

(S5) bewegbar ist, in welcher das Ventilelement (10) sowohl den Umgehungskanal (22) als auch die

Überströmöffnung (18) freigibt.

6. Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Ventilelement (10) eine zwischen den Ventiltellern (32, 34) angeordnete erste Wandung (36) zum zumindest teilweisen Versperren der Überströmöffnung (18) und eine sich in Bewegungsrichtung des Ventilelements (10) an den zweiten Ventilteller (34) anschließende zweite Wandung (38) zum zumindest teilweisen Versperren der Überströmöffnung (18) aufweist.