[发明专利]具有废气门阀和倒拖旁通阀的废气涡轮增压机

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气涡轮增压机，它具有一废气门阀和一倒拖旁通阀（Schubumlaufventil）。

背景技术

由一种废气涡轮增压机进行增压的内燃机通过下述的对于新鲜空气和废气进行引导的布置而出众：

在通常的增压操作中，所述废气从内燃机流入到涡轮机中，并且驱动该涡轮机的涡轮转子转动。由于所述涡轮转子通过一共同的轴而与所述废气涡轮增压机的压缩机转子相连接，所述压缩机转子同样也转动，并且在吸气侧中在进入到内燃机之前对于空气进行压缩。以这种方式，可以在每个气缸行程中混合更多的燃料。由此提高了所述内燃机的转矩。在图1中示出了这种工作状态。其中展示了涡轮1、废气门阀2、轴3、压缩机4、倒拖旁通阀5、节气阀6和内燃机7。可以看出的是，废气门阀2关闭，倒拖旁通阀5关闭，而节气阀6完全开启。对于增压的控制可以如下实现，即通过所述废气门阀使一部分废气质量流从旁边流过所述涡轮转子。

需要指出的是，出于表示清楚的目的在图1中未展示出气流引导部的一些部件。其中包括例如一被布置在压缩机之前的空气滤清器、一被布置在压缩机之前的空气流量计、一被布置在压缩机之后的增压空气冷却器、一被布置在节气阀之后的油箱/曲轴箱通风装置和一被布置在涡轮之后的催化净化器。同样，也省去了可能存在的废气再循环或者二次进气。

当驾驶员不再加油，则内燃机从增压操作过渡到节气操作或者说倒拖操作或者说惯性行驶（Schubbetrieb）。这时开启所述废气门阀2并且关闭所述节气阀6。所述废气涡轮增压机的转子首先由于其惯性而转动，然后由于所述废气门阀的最终很快的开启特性仍然继续以很高的速度转动，从而使所述压缩机继续输送新鲜空气。当压缩机继续输送，但是内燃机接受的新鲜空气比之前的工作状态下少时，则随着空气流量的减小而使得压缩机之后的压力将增大。

图3示出了废气涡轮增压机的压缩机的特性曲线。这里，横坐标表示质量流量MS，沿着纵坐标表示压力系数PQ。PG表示喘振界限，SG表示塞满极限(Stopfgrenze)。TDL涉及Iso转速线。

从图3中可以看出，压缩机在低流量的范围中的稳定运行受到所述喘振界限PG的限制。当超过所述喘振界限时，压缩机不再具有克服高压力水平地进行输送的能力。可能出现：积聚的空气经过所述压缩机而回流，即所谓的喘振（Pumpen）。应该避免这种压缩机喘振，因为所出现的压力波动可能导致强烈的机械载荷。此外，所述喘振会被感觉为不舒适的噪声。

为了避免在所述情况下的压缩机的喘振，可以通过在所述压缩机之后的倒拖旁通阀排出已被压缩的新鲜空气。为了不使得所述空气流量计的测量失真，有利的是，将排出的空气在所述压缩机之前重新导入到所述吸气侧中，从而使所述压缩机在回路中输送空气。如果到节气的发动机运行中的过渡仅仅持续很短的时间，例如在一至两秒的范围之内，正如同在换挡时的情况那样，则当接下来重新对发动机提出很大的转矩需求时，再次关闭所述倒拖旁通阀以及废气门阀。所述废气涡轮增压机的转子在该很短的持续时间内近似地保持其转速，并且在离合器接合之后非常快地重新达到所需要的增压压力水平。

在图2中示出了所述节气的或者说倒拖工况。从那里可以看出，所述废气门阀开启，同样开启所述倒拖旁通阀5，并且关闭所述节气阀6。

为人所知的是，借助于一自身的、附属于所述废气门阀的执行机构来操作所述废气门阀。此外为人所知的是，也借助于一自身的、附属于所述废气门阀的执行机构来操作所述倒拖旁通阀。所述废气门阀的调节机构以及所述倒拖旁通阀的调节机构各自单独地借助于自身的供应管道（它们可以电地或者气动地进行工作）进行操控。这除了很高的成本之外，在对于所述废气涡轮增压机进行封装的方面也同样具有缺点，因为必须将所述执行机构安装在涡轮增压机上，并且因此增大了所述废气涡轮增压机在发动机舱中的所需要的安装空间。

由DE 10 2008 045 871 A1可知一种涡轮增压机，它具有一废气门阀和一倒拖旁通阀，其中所述倒拖旁通阀和所述废气门阀可以借助于唯一一个调节装置来进行操作，并且其中所述废气门阀和所述倒拖旁通阀可以借助于一连接机构机械地相耦合。

发明内容

本发明的任务在于，提供另一种改进后的废气涡轮增压机。

该任务通过一种根据本发明的废气涡轮增压机来解决。本发明的有利的设计方案和改进方案在优选实施方案中给出。