[發明專利]具有廢氣門閥和倒拖旁通閥的廢氣渦輪增壓機

有效

• 申請號: 201380014192.5
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN104302888B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: F·克龍施納布爾;R·赫富爾特;C·施帕雷爾
• 申請（專利權）人: 大陸汽車有限公司
• 主分類號: F02B37/16
• 分類號: F02B37/16;F02B37/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 梁冰,汲長志

技術領域

本發明涉及一種廢氣渦輪增壓機，它具有一廢氣門閥和一倒拖旁通閥（Schubumlaufventil）。

背景技術

由一種廢氣渦輪增壓機進行增壓的內燃機通過下述的對于新鮮空氣和廢氣進行引導的布置而出眾：

在通常的增壓操作中，所述廢氣從內燃機流入到渦輪機中，并且驅動該渦輪機的渦輪轉子轉動。由于所述渦輪轉子通過一共同的軸而與所述廢氣渦輪增壓機的壓縮機轉子相連接，所述壓縮機轉子同樣也轉動，并且在吸氣側中在進入到內燃機之前對于空氣進行壓縮。以這種方式，可以在每個氣缸行程中混合更多的燃料。由此提高了所述內燃機的轉矩。在圖1中示出了這種工作狀態。其中展示了渦輪1、廢氣門閥2、軸3、壓縮機4、倒拖旁通閥5、節氣閥6和內燃機7。可以看出的是，廢氣門閥2關閉，倒拖旁通閥5關閉，而節氣閥6完全開啟。對于增壓的控制可以如下實現，即通過所述廢氣門閥使一部分廢氣質量流從旁邊流過所述渦輪轉子。

需要指出的是，出于表示清楚的目的在圖1中未展示出氣流引導部的一些部件。其中包括例如一被布置在壓縮機之前的空氣濾清器、一被布置在壓縮機之前的空氣流量計、一被布置在壓縮機之后的增壓空氣冷卻器、一被布置在節氣閥之后的油箱/曲軸箱通風裝置和一被布置在渦輪之后的催化凈化器。同樣，也省去了可能存在的廢氣再循環或者二次進氣。

當駕駛員不再加油，則內燃機從增壓操作過渡到節氣操作或者說倒拖操作或者說慣性行駛（Schubbetrieb）。這時開啟所述廢氣門閥2并且關閉所述節氣閥6。所述廢氣渦輪增壓機的轉子首先由于其慣性而轉動，然后由于所述廢氣門閥的最終很快的開啟特性仍然繼續以很高的速度轉動，從而使所述壓縮機繼續輸送新鮮空氣。當壓縮機繼續輸送，但是內燃機接受的新鮮空氣比之前的工作狀態下少時，則隨著空氣流量的減小而使得壓縮機之后的壓力將增大。

圖3示出了廢氣渦輪增壓機的壓縮機的特性曲線。這里，橫坐標表示質量流量MS，沿著縱坐標表示壓力系數PQ。PG表示喘振界限，SG表示塞滿極限(Stopfgrenze)。TDL涉及Iso轉速線。

從圖3中可以看出，壓縮機在低流量的范圍中的穩定運行受到所述喘振界限PG的限制。當超過所述喘振界限時，壓縮機不再具有克服高壓力水平地進行輸送的能力?？赡艹霈F：積聚的空氣經過所述壓縮機而回流，即所謂的喘振（Pumpen）。應該避免這種壓縮機喘振，因為所出現的壓力波動可能導致強烈的機械載荷。此外，所述喘振會被感覺為不舒適的噪聲。

為了避免在所述情況下的壓縮機的喘振，可以通過在所述壓縮機之后的倒拖旁通閥排出已被壓縮的新鮮空氣。為了不使得所述空氣流量計的測量失真，有利的是，將排出的空氣在所述壓縮機之前重新導入到所述吸氣側中，從而使所述壓縮機在回路中輸送空氣。如果到節氣的發動機運行中的過渡僅僅持續很短的時間，例如在一至兩秒的范圍之內，正如同在換擋時的情況那樣，則當接下來重新對發動機提出很大的轉矩需求時，再次關閉所述倒拖旁通閥以及廢氣門閥。所述廢氣渦輪增壓機的轉子在該很短的持續時間內近似地保持其轉速，并且在離合器接合之后非?？斓刂匦逻_到所需要的增壓壓力水平。

在圖2中示出了所述節氣的或者說倒拖工況。從那里可以看出，所述廢氣門閥開啟，同樣開啟所述倒拖旁通閥5，并且關閉所述節氣閥6。

為人所知的是，借助于一自身的、附屬于所述廢氣門閥的執行機構來操作所述廢氣門閥。此外為人所知的是，也借助于一自身的、附屬于所述廢氣門閥的執行機構來操作所述倒拖旁通閥。所述廢氣門閥的調節機構以及所述倒拖旁通閥的調節機構各自單獨地借助于自身的供應管道（它們可以電地或者氣動地進行工作）進行操控。這除了很高的成本之外，在對于所述廢氣渦輪增壓機進行封裝的方面也同樣具有缺點，因為必須將所述執行機構安裝在渦輪增壓機上，并且因此增大了所述廢氣渦輪增壓機在發動機艙中的所需要的安裝空間。

由DE 10 2008 045 871 A1可知一種渦輪增壓機，它具有一廢氣門閥和一倒拖旁通閥，其中所述倒拖旁通閥和所述廢氣門閥可以借助于唯一一個調節裝置來進行操作，并且其中所述廢氣門閥和所述倒拖旁通閥可以借助于一連接機構機械地相耦合。

發明內容

本發明的任務在于，提供另一種改進后的廢氣渦輪增壓機。

該任務通過一種根據本發明的廢氣渦輪增壓機來解決。本發明的有利的設計方案和改進方案在優選實施方案中給出。