[发明专利]具有盖裙的旁通阀和具有这种旁通阀的废气涡轮增压机

说明书

本发明涉及一种用于废气涡轮增压机的旁通阀，旁通阀具有构造在旁通通道（50）的端部上的阀盖座（51）和阀盖（55），其中阀盖（55）在其关闭面（56）的外边缘上具有盖裙（57），盖裙在旁通阀的关闭状态下从关闭面（56）出发主要沿阀座轴线（53）的方向延伸超过阀盖座（51），并且至少在阀盖外周（59）的一部分上延伸，从而盖裙（57）至少部分包围阀盖座（51）的阀座外周（54a），并且在重叠区域中以裙高度（58）为幅度搭接该阀盖座。

技术领域

本发明涉及用于废气涡轮增压机，尤其是用于内燃机的旁通阀和废气涡轮增压机，旁通阀构造为具有阀盖座和与阀盖座共同作用的阀盖的盖阀，废气涡轮增压机的涡轮机壳体和/或压缩机壳体具有带有阀盖和阀盖座的旁通阀。

背景技术

废气涡轮增压机越来越多地用于在机动车内燃机中的功率提升。这越来越多地发生，目标是在相同的或甚至升高的功率的情况下减小内燃机的结构大小和重量，并且同时鉴于对此越来越严格的法律规定减小消耗和因此CO₂排放。作用原理是：在废气流中包含的能量用于提高内燃机的进气道中的压力，并且因此导致给燃烧室更好地填充空气-氧气，并且因此可以在每个燃烧过程中转换更多的燃料、汽油或柴油，即提高内燃机的功率。

废气涡轮增压机为此具有在内燃机的废气系中布置的带有通过废气流驱动的涡轮机叶轮的涡轮机和在进气道中布置的带有增加压力的压缩机叶轮的压缩机。涡轮机叶轮和压缩机叶轮抗相对转动地紧固在转动支承在涡轮机与压缩机之间布置的轴承单元中的转子轴的对置的端部上。因此，借助废气质量流驱动涡轮并且通过转子轴又驱动压缩机叶轮，并且废气能量因此用于进气道中的压力增加。

涡轮机和压缩机是流动机械并且基于物理规律具有分别依赖于结构大小和结构类型的最佳的运行区域，其特征在于质量流量、压缩比和相应的叶轮的转速。

与之不同地，机动车中的内燃机的运行由负载和运行区域的动态改变表示。

现在，为了可以使废气涡轮增压机的运行区域匹配于内燃机的改变的运行区域，并且因此尽可能在不可感觉到的延迟（涡轮孔）的情况下确保期望的响应特性，废气涡轮增压机装备有所谓的可变的涡轮机几何结构并且在涡轮机壳体和压缩机壳体中装备有有待通过阀盖打开的旁通通道。

在涡轮机侧的相应的旁通通道装置被称为废气门阀。废气门阀连接沿流动方向在涡轮机叶轮前方的废气通道和在涡轮机叶轮后方的废气通道。废气门阀可以通过关闭设备，例如阀盖打开或关闭。在内燃机的低的转速，但高的负载要求和相应小的废气质量流的情况下，废气门阀关闭，并且整个废气质量流通过涡轮机叶轮引导。这确保了涡轮机叶轮和压缩机叶轮的足够的转速，并且因此即使在内燃机的低的转速的情况下也确保压缩机的足够的压力增加。在内燃机的高的转速、高的负载和相应大的废气质量流的情况下，废气门阀打开并且将至少一部分废气质量流在涡轮机叶轮旁边经过地直接导入沿流动方向在涡轮机叶轮后方的排气区域，以便使涡轮机叶轮和压缩机叶轮的转速以及涡轮机和压缩机的压缩比保持在废气涡轮增压机的期望的工作区域内。

在压缩机侧的相应的旁通通道装置被称为空气转向阀（Schubumluft-Ventil）。空气转向阀连接沿流动方向在压缩机叶轮前方的新鲜空气抽吸通道和沿流动方向在压缩机叶轮后方的压缩空气通道。在内燃机的如下运行区域中，空气换向阀保持关闭，在这些运行区域中，内燃机抽吸和消耗如此多压缩空气，使得压缩机在内燃机的进气道中没有产生太高的过压升高。然而，如果内燃机的进气道中的过压太强地升高，当在高的转速的情况下节气门突然关闭时例如是这样的情况，那么存在发生所谓的压缩机泵吸的危险，这通过随之发生的振动可能有害地影响涡轮增压机的机械装置，并且因此应该避免。在该情况下，空气转向阀打开，并且内燃机的进气道中的过压通过使压缩空气从压缩空气通道回流到废气涡轮增压机的新鲜空气抽吸通道中而下降。