具有旁路閥的廢氣渦輪增壓器制造技術

本發明專利技術涉及一種用于內燃機(3)的廢氣渦輪增壓器(1)。所述廢氣渦輪增壓器(1)具有用于繞過該廢氣渦輪增壓器(1)的渦輪機(5)的旁路通道(4)。在渦輪機(5)的排出口截面(6)與廢氣壓力導管(10)之間，在旁路通道(4)內設置有旁路閥(2)。所述旁路閥(2)通過閥桿可軸向移動地保持，并且旁路閥(2)的閥盤能夠在旁路閥(2)處于關閉狀態時緊貼閥座，其中，閥盤的與閥桿相連的一側朝向所述廢氣壓力導管(10)。此外，優選在旁路閥上設計壓緊板，所述壓緊板能夠在廢氣渦輪增壓器(1)的殼體(13)的凹槽中移動。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有旁路閥的廢氣渦輪增壓器本專利技術涉及一種用于內燃機的廢氣渦輪增壓器，所述廢氣渦輪增壓器設計具有旁路閥，所述旁路閥布置在所述廢氣渦輪增壓器的渦輪機的排出ロ截面與廢氣壓カ導管之間的渦輪機旁路通道內。所述旁路閥與可電動式和/或氣動式操作的調節器件相連以控制廢氣流過旁路通道的流量，并且旁路閥由閥盤和閥桿組成。通過所述旁路閥能夠按照需求引導廢氣的支流從所述渦輪機旁邊流過。所述閥桿可軸向移動地保持在滑動導引裝置中。為了流體密封地封閉旁路通道，閥盤能夠在所述旁路閥處于關閉狀態時緊貼閥座。在具有廢氣渦輪增壓器的內燃機運行時，通過用于廢氣渦輪增壓器的渦輪機的旁路通道選擇性地引導廢氣的支流從渦輪機旁邊經過。為此，在旁路通道內布置有也稱為排泄閥門(Wastegateventil)的用于打開或關閉旁路通道的旁路閥。旁路閥由閥盤和閥桿組成。閥盤在旁路閥處于關閉狀態時壓靠在閥座上。在對內燃機有加載要求時，旁路閥關閉并且通過預設的カ壓靠在閥座上，其中所述カ這樣選擇，使得在加載要求期間，旁路通道流體和壓カ密封地克服內燃機的廢氣壓力保持封閉。具有用于廢氣渦輪增壓器的渦輪機的旁路通道的廢氣渦輪增壓器由專利文獻W02006/046810Al,US4, 171，936A, GBl, 049，656A 和 GB2033007A 已知。這些專利文獻記載了具有布置在旁路通道中的旁路閥的廢氣渦輪增壓器。機械式和/或氣動式工作的調節器件作用在由所述現有技術已知的旁路閥上。對于氣動式控制來說，所述調節器件是與閥桿相連的壓カ活塞或者可移動地布置在與旁路通道分開的工作室內的壓カ薄膜。該工作室通過壓力導管與進氣側的吸氣管相連。由專利文獻US2002/0078934A1已知ー種電動或機電式驅動的調節器件。通過使用電動調節器件對旁路閥的控制更加準確并且與廢氣渦輪增壓器中的壓力狀況無關，但是隨時與內燃機的工作區域和加載要求有夫。因為電動調節器件不能充分利用廢氣渦輪增壓器的氣動力，所以它們的功率必須設計得足夠大。這種大功率的電動調節器件不僅需要較多能量，而且它們的質量也相應較大，由此會產生成本并且增大空間需求。為了減少調節器件克服廢氣壓力的力消耗，已知將旁路閥設計為具有閥盤和閥桿的盤閥的形式。在此，廢氣壓カ在閥門處于關閉狀態時反作用于閥盤并且將閥盤壓入閥座，由此輔助實現壓力和流體密封性。在此背景下，本專利技術所要解決的技術問題在干，將開頭所述類型的廢氣渦輪增壓器設計為，使得可以為廢氣渦輪增壓器的渦輪機的旁路通道中的旁路閥設置一種成本低廉的調節器件，所述調節器件的功率消耗較小，尤其是具有較小的結構空間和/或較小的質量。該技術問題按本專利技術通過具有獨立權利要求1的特征的廢氣渦輪增壓器解決。從屬權利要求涉及本專利技術特別相宜的擴展設計。按照本專利技術提供ー種廢氣渦輪增壓器，其中，閥盤與閥桿相連的ー側朝向廢氣壓カ導管，因此閥盤為了打開旁路閥而朝排出ロ截面的方向運動。閥盤與閥桿相連的ー側尤其與氣體流體接觸。通過按本專利技術地在廢氣渦輪增壓器中進行這樣的布置，以有利的方式實現了較小的功率消耗需求，因為閥盤在打開狀態下不會受到沿關閉方向的氣體作用力。在此，在ー種特別優選的實施形式中，在旁路閥上設計有壓緊板，該壓緊板能夠在廢氣渦輪增壓器的殼體的凹槽中移動。通過使用壓緊板，可以減小旁路閥所需的調節力。壓緊板這樣布置在旁路閥上，使得旁路閥的來自廢氣壓カ導管的迎流正好進入到閥盤和壓緊板之間。尤其是壓緊板與閥盤對置布置的一側與氣體流體接觸。因此，氣體作用力同時作用在閥盤和壓緊板上。所述壓緊板與氣體接觸的一側的面積小于或等于閥盤與氣體接觸的ー側的面積。因為氣體作用力沿相反的方向作用在閥盤和壓緊板上，所以所述カ幾乎相互抵消。廢氣壓カ導管(也稱為肘管)是內燃機和廢氣渦輪增壓器之間的連接，處于高壓下的廢氣在廢氣壓力導管中從內燃機氣缸運輸至廢氣渦輪增壓器的渦輪機。優選借助壓緊板的密封元件相對旁路通道幾乎流體密封地封閉所述凹槽。由此在很大程度上防止了氣體壓力可流到壓緊板后方。氣體壓力以幾乎相同的但方向相反的力(通過彼此反平行定向的力)作用在閥盤和壓緊板上。因為壓緊板通過閥桿與閥盤相連，所以所述力幾乎完全相互抵消。旁路閥的調節器件基本上只需克服密封件的摩擦阻力來控制廢氣流過旁路通道的流量。這在強烈脈動的廢氣加載的情況下是特別有利的。優選可電動和/或氣動地操作所述調節器件。然而，對于穿過閥座安裝閥門特別相宜(可能需要)的是，壓緊板的直徑略小于閥盤的直徑。因此調節器件只需要提供用于改變旁路閥位置的力，該カ只由密封件的摩擦力與閥盤和壓緊板對廢氣壓カ有效的橫截面的比例關系中剰余的剩余力組成。因為由于安裝原因，閥盤的壓カ有效橫截面積大于壓緊板的壓カ有效橫截面積，所以合成的廢氣作用力始終沿打開旁路閥的方向作用。因為合成的廢氣作用カ大于需要克服的密封件摩擦力，所以在調節器件失效時可確保旁路閥自動打開。為了使當旁路閥在凹槽中運動時不會在壓緊板之后形成背壓，有利的是，所述凹槽通過補償導管與渦輪機的排出ロ截面相連，所述補償導管尤其設計在廢氣渦輪增壓器的殼體內。由此同時確保了在設置用于導引和密封旁路閥的滑動導引裝置處總是存在位于渦輪機之后的較低廢氣壓カ。這種壓力水平在密封技術上比存在于廢氣壓カ導管中渦輪機之前的壓カ更容易控制。較高的壓カ只存在于更大的壓緊板密封件上。在按照本專利技術的廢氣渦輪增壓機的一種擴展設計的有利實施形式中，在閥座上設置有掩膜。掩膜使得能夠按照期望地模擬或塑造廢氣流量特征曲線。掩模設計為環岸狀的凸起，其沿閥座相對緊鄰的周邊朝排出ロ截面的方向突出。由此，在預期的旁路閥打開行程以內，閥盤和閥座之間的打開間隙的面積與掩膜尺寸相應地受到限制。通過這種掩膜，可以在打開行程較小時阻止通過旁路閥的廢氣流在閥座的全部圓形截面上流出。對于例如相對閥座高出一毫米并且遮蓋閥座圓周六分之ー的掩膜，廢氣流可以在閥行程不超過一毫米時只在圓周的六分之五上流過旁路閥，并且在閥行程超過一毫米時在整個圓周上流過旁路閥。此外，可以通過選擇掩膜的位置影響廢氣的流出方向。由于相對現有技術大幅減小的調節カ以及能夠借助掩膜靈活地塑造廢氣流量特征的可能性，按照本專利技術的旁路閥也可以作為ニ級或多級的調節閥使用。本專利技術具有大量實施形式。尤其是這些實施形式可以具有單個、多個或全部所述的特征。為了進一步闡述它們的基本原理，在附圖中示出了兩種實施形式并且在以下進行描述。在附圖中:附圖說明圖1是廢氣渦輪增壓器的一種實施形式的示意圖；圖2是第一種實施形式的旁路閥在關閉狀態中的剖視圖；圖3是第一種實施形式的旁路閥在打開狀態中的剖視圖；圖4是具有按照第二種實施形式的處于關閉狀態中的旁路閥的廢氣渦輪增壓器的排出ロ截面的示意圖；圖5是第二種實施形式的旁路閥在關閉狀態中的剖視圖；圖6是第二種實施形式的旁路閥在部分打開狀態中的剖視圖；圖7是第二種實施形式的旁路閥在完全打開狀態中的剖視圖；圖8是廢氣渦輪增壓器的另ー種變型方案的剖視圖，并且示出了廢氣渦輪增壓器的旁路閥的局部放大視圖。圖1示出內燃機3的廢氣渦輪增壓器I。廢氣渦輪增壓器I在內燃機的進氣側具有壓縮機9并且在內燃機的排氣側具有渦輪機5。在廢氣渦輪增壓器I的殼體13內設置有旁路通道4用于繞過渦輪機5。旁路通道4將廢氣壓カ導管10與渦本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.08 DE 102010044683.11.一種尤其用于內燃機(3)的廢氣渦輪增壓器(I)，所述廢氣渦輪增壓器(I)設計具有旁路閥(2)，所述旁路閥(2)布置在所述廢氣渦輪增壓器(I)的渦輪機(5)的排出ロ截面(6)與廢氣壓カ導管(10)之間的渦輪機(5)旁路通道(4)內并且與調節器件(7)相連，以控制廢氣流過旁路通道(4)的流量，其中，通過所述旁路閥(2)能夠按照需求引導廢氣的支流從所述渦輪機(5)旁邊流過，所述旁路閥⑵具有閥盤(12)和閥桿(15)，所述旁路閥(2)通過所述閥桿(15)可軸向移動地保持，并且閥盤(12)能夠在所述旁路閥(2)處于關閉狀態時緊貼閥座(18)，以便氣密且壓力密封地封閉所述旁路通道(4)，其特征在于，所述閥盤(12)與閥桿(15)相連的ー側朝向所述廢氣壓カ導管(10)。2.按權利要求1所述的廢氣渦輪增壓器(I)，其特征在于，在所述旁路閥(2)上設計有壓緊板(14)，所述壓緊板(14)能夠在所述廢氣渦輪增壓器(I)的殼體(13)的凹槽(11)中移動。3.按權利要求2所述的廢氣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J庫爾梅耶，D哈格爾斯坦，E利珀特，
申請(專利權)人：大眾汽車有限公司，
類型：
國別省市：