[发明专利]用于涡轮机的废气门装置、用于废气涡轮增压机的涡轮机、废气涡轮增压机、机动车以及用于运行废气涡轮增压机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于涡轮机的废气门装置、用于废气涡轮增压机的涡轮机、废气涡轮增压机、机动车以及用于运行这种废气涡轮增压机的方法。

背景技术

文献DE 10 2004 041 166 A1描述了用于机动车的涡轮增压机的已知的结构，该涡轮增压机基本上由径向涡轮机以及布置在马达吸气侧中的径向压缩机组成，该径向压缩机通过涡轮增压机轴不可相对转动地与径向涡轮机的涡轮耦合。具有较高动能以及热能的废气流在运行中驱动涡轮，该涡轮通过与涡轮增压机轴的耦合使压缩机轮处于旋转中。径向压缩机吸入空气并且压缩空气，由此在发动机的吸气侧提供比在常规吸气发动机中相应更大量的新鲜空气并且因此提供更多的氧气。由此提高了发动机平均压力进而提高了发动机转矩，这引起了发动机的更高的功率输出。

为了调节流过涡轮机的废气量可以在涡轮增压机以及类似机构的涡轮机侧安装所谓的废气门阀门。废气门阀门是可控制的旁通阀。该旁通阀在调节在压缩机侧上的加载压力时引导一部分所产生的热废气在涡轮机旁通过直接导入排气管中。由此能够防止涡轮增压机过高的转速并且与之相联系地防止其支承的过载以及防止超过内燃机的机械极限以及热极限。

例如借助于废气门活门控制流过废气门阀门的废气量。所述废气门活门例如不可相对转动地布置在可旋转地支承在涡轮机壳体中的废气门轴上，该废气门轴也称作废气门心轴。通过废气门轴的在操作杠杆上的线性运动借助于气动或者电动的执行器实现废气门活门的操作。该线性运动在废气门轴上产生转矩，由此能够打开以及关闭废气门阀门。

由于较高的废气温度，在涡轮机壳体中、通常在轴套中滑动支承着废气门心轴。因为轴套以及废气门心轴由于它们的不同的材料特性而具有不同的热膨胀系数，并且因为此外在废气涡轮增压机中必须覆盖很大的温度区域，所以轴套和废气门轴之间的滑动支承是有间隔的。由此，在这种摩擦副（Reibpartnern）之间没有平面的，而只有点状的接触。基本上产生了两个支承位置。一方面在滑动轴套的配属于涡轮机壳体的外侧的端部上、并且另一方面在滑动轴套的远离涡轮机壳体的外侧的端部上形成了支承位置。

不仅在打开废气门阀门时而且在关闭废气门阀门时，由杠杆臂的操作力以及由作用到废气门活门上的废气力产生的法向力作用在所述支承位置上。在关闭废气门阀门时所述法向力相互叠加并且引起滑动轴套中所产生的相对较高的法向力，这导致了支承位置中非常高的摩擦力矩。在打开废气门阀门时，用于操作杠杆臂的执行器必须以特定的力保持废气门阀门关闭，由此刚好由流过废气门阀门的废气压开所述废气门活门。为此所需的力虽然小于在关闭废气门阀门时所需的力，但是由操作力以及废气力产生的力沿着相同的力作用方向作用在支承位置中并且相互叠加。由此在打开废气门阀门时也在支承位置中产生了不可忽略的摩擦力矩。因为用于操作所述操作杠杆的执行器必须克服这种摩擦力矩，所以最大有待克服的摩擦力矩对于执行器的设计来说是决定性的。

在应用以气动触发的废气门阀门时，至今为止几乎不考虑这一点并且有意地容忍以下缺点：例如由于执行器缺乏闭合力（Zuhaltekraft）而引起较大的泄漏流量并且因此在内燃机的较低转速范围内在全负载时涡轮增压机处于非最佳的工作方式。在用于触发废气门阀门的电动的执行器的第一系列应用中，为了克服较高的摩擦力矩使用非常强劲的电动的执行器。然而当执行器是冷的时这引起了非常大的力，从而会导致涡轮增压机的损坏。此外，使用强劲的并且因此也体积庞大的调节机构导致了较高的成本以及较大的结构空间需求。

当然要避免这一点。

发明内容

在所述背景下，本发明的任务在于提供一种用于涡轮机的改善的废气门装置。

该任务按本发明通过具有权利要求1所述特征的废气门装置和/或通过具有权利要求10所述特征的涡轮机和/或通过具有权利要求11所述特征的废气涡轮增压机和/或通过具有权利要求12所述特征的机动车和/或通过具有权利要求13所述特征的方法得到解决。

相应地提出：