專利名稱：增壓裝置的制作方法
增壓裝置背景技術由DE 42 43 448 Al公開了 一種用于控制布置在內燃機中的廢氣渦 輪增壓機的壓縮機功率的裝置，該裝置具有氣動的伺服驅動裝置。通 過獨立的調節壓力介質泵向氣動伺服驅動裝置提供調節壓力介質，該 調節壓力介質泵的調節壓力根據至少一個操作參數進行控制。設置電 操作的空氣泵作為調節壓力介質泵，該空氣泵的驅動裝置由控制設備 根據至少一個操作參數進行控制。在空氣泵的壓力側和伺服驅動裝置 之間的范圍內設置與環境空氣的節流連接。與環境空氣的連接的通流 橫截面由額外用于控制調節壓力的控制設備根據所述至少一個操作參 數通過電操作的閥門進行控制。電操作的閥門涉及以脈沖形式進行控 制的分配閥。目前還處于開發中的新一代內燃機結構更小并且越來越多地配備 了增壓裝置例如廢氣渦輪增壓機，以用于提高功率密度。在此，在增 壓裝置上例如在廢氣渦輪增壓機上，增壓壓力由廢氣-門-閥(Waste - Gate - Ventil)進行調節。如果廢氣-門-閥打開，那么增壓壓力下 降。如果提高對內燃機的功率要求，那么相應地關閉廢氣-門-閥并 且提高增壓壓力。通常通過真空控制單元或者過壓控制單元氣動地實現閥門的操 作。如由DE 42 43 448 Al所公開的，由內燃機控制設備的沖程閥預先 確定控制壓力。已經證明，由廢氣-門-閥釋放或者封閉的流動橫截面的橫截面 分布關于廢氣-門-閥的打開角度強烈地非線性地變化。緊鄰廢氣-門-閥的關閉位置，閥門反應非常敏感，而閥門在全開的位置附近對 角度變化的反應非常不敏感。然而因為在廢氣-門-閥關閉時在全負荷范圍附近調節內燃機上 的增壓壓力是絕對必要的，所以在該調節范圍內、也就是在實現內燃 機全負荷運行的位置中，廢氣-門-閥的敏感性是重要的，從而也在 內燃機的全負荷范圍附近實現增壓壓力的調節。相反，廢氣-門-閥 在相應于廢氣-門-閥完全打開的位置的偏轉范圍內的誤差更能容忍。發明內容按本發明提出，在廢氣-門-閥上設置機械隔離部位，該隔離部 位實現了剛好在內燃機的全負荷范圍附近的調節質量的改善以及調節 精度的改善。在內燃機的全負荷范圍附近廢氣-門-閥通常完全關閉 或者只是以少許角度保持打開，在內燃機的全負荷范圍附近，可以以 此以非常敏感的方式在內燃機的只是稍微位于全負荷以下的負荷范圍 內實現增壓壓力的計量。可以排除增壓壓力的跳躍式的改變。按本發 明提出的機械隔離部位優選地設置在廢氣-門-閥的氣門頂的指向排 氣歧管的側面上，從而廢氣-門-閥的閥蓋內側的機械隔離部位暴露 在廢氣流下，該廢氣流在關閉廢氣-門-閥時直接撞到優選構造為廢 氣渦輪增壓機的增壓裝置上。如果優選由氣動的調節器、例如由真空 控制單元或者過壓控制單元觸發的廢氣-門-閥只是以少許角度保持 打開，那么可以通過廢氣-門-閥的閥蓋的指向廢氣流的一側上的機 械隔離部位在理想情況下獲得在廢氣-門_閥的閥蓋的相關的調節范 圍內的線性的開口橫截面分布。由此可以獲得剛好在全負荷范圍附近 的調節質量的改善，這與至今使用的在全負荷范圍附近具有強烈非線 性的開口橫截面分布的廢氣-門-閥相反。機械隔離部位也可以在廢氣-門-開口所在的范圍內構造在廢氣 渦輪增壓機的殼體上，該廢氣-門-開口由廢氣-門的閥厚度關閉。
下面借助于附圖對本發明進行更深入的描述。附圖示出圖l是配屬于強迫點火的內燃機的、構造為廢氣渦輪增壓機的具有廢氣-門-閥的增壓裝置；圖2是按現有技術的廢氣-門的關閉位置和打開位置；以及圖3.1和3.2是按本發明提出的用于增壓裝置的廢氣-門-閥的打開和關閉位置。
具體實施方式
從按圖1的視圖中可以得悉一種強迫點火的內燃機，構造為廢氣 渦輪增壓機的增壓裝置配屬于該內燃機。圖1示出了內燃機，該內燃機在該實施例中作為強迫點火的內燃 機實現。然而對于本發明的使用不重要的是，該內燃機是涉及自點火 的內燃機還是涉及-如圖1所示的-強迫點火的內燃機。新鮮空氣通過空氣濾清器10吸入進氣短管12中，并且在優選構 造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置H的壓縮機部分16中進行壓縮。除 了壓縮機部分16，所述優選構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置14包括 渦輪機部分18。壓縮機部分16可以通過剛性的軸與渦輪機部分18耦 合。為了對優選構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置14進行增壓壓力調 節，渦輪機部分配屬于廢氣-門-閥20。廢氣-門-閥20通過氣動的 調節器22進行操作，該調節器例如可以構造為真空控制單元或者過壓 控制單元。氣動的調節器22通過例如構造為調整桿的調節元件24與 廢氣-門-閥的可圍繞回轉軸線30回轉的氣門頂26連接。氣門頂26 打開或者關閉-根據由氣動的調節器22進行的觸發-優選構造為廢氣 渦輪增壓機的增壓裝置14的殼體70中的開口 28。在通過優選構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置14的壓縮機部分16 后，預壓縮的新鮮空氣通過增壓空氣管32流向中間冷卻器34。在通過 中間冷卻器34后，預壓縮的、冷卻的新鮮空氣流向節流裝置36，通過 節流裝置調節輸入內燃機的空氣質量流。在通過節流裝置36后，預壓縮的并且在中間冷卻器34中冷卻的 新鮮空氣根據節流裝置36的位置通過內燃機的至少一個進氣門38流 向內燃機的燃燒室44。在內燃機的氣缸頭范圍內，每個氣缸有至少一個排氣門40位于已 經提到過的至少一個進氣門38之間。在內燃機中也可以給每個氣缸分 別布置兩個進氣門38和兩個排氣門40。按圖1中的視圖在內燃機的氣 缸頭范圍內，火花塞42位于進氣門和排氣門之間，在燃燒室44中在 活塞46向上運動時壓縮的燃料-空氣混合物由該火花塞42點燃，并 且在膨脹時做功。在示意性的復述中，在曲軸箱54的范圍內為內燃機 配屬了爆震傳感器50以及檢測冷卻介質溫度的傳感器52。在燃燒室44的工作沖程后通過至少一個排氣門40從燃燒室44中 排出的廢氣進入了排氣管56并且導入優選構造為廢氣渦輪增壓機的增 壓裝置14的渦輪機部分18。根據用于增壓裝置的增壓壓力調節的廢氣 -門-閥20的位置，不是在內燃機的全負荷范圍內將所有廢氣質量流 通過優選構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置14的渦輪機部分18進行 引導并且在那里提供用于壓縮新鮮空氣所要求的功，就是流過排氣管 56的廢氣的一部分根據廢氣-門-閥的氣門頂26的打開位置在優選構 造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置14的渦輪機部分18上流過。在通過優選構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置14的渦輪機部分18 后或者說在打開廢氣-門-閥20時通過開口 28后，降低壓力的廢氣 通過最多 一個催化器58流入排氣裝置的設置在排氣管道中的至少一個 消音器中。圖2的視圖涉及由現有技術公開的、至今為止在優選構造為廢氣 渦輪增壓機的增壓裝置中使用的廢氣-門-閥的關閉位置和打開位 置。在廢氣-門-閥20的氣門頂26的兩個在圖2中以附圖標記80和 82示出的位置中，示出了在增壓裝置14的示意性示出的殼體70中的 開口 28。開口 28在關閉位置80中由廢氣-門-閥20的氣門頂26關 閉并且通過鉸接在氣門頂26上的鉸接點78上的調整桿24固定在關閉 位置80中。根據圖2中視圖的關閉位置80相應于內燃機的全負荷運 行，其中所有從內燃機燃燒室44中排出的廢氣在排氣歧管中聚集后通 過優選構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置14的渦輪機部分18進行引 導。在同樣在圖2中示出的打開位置82中，廢氣-門-閥20的氣門頂 26圍繞回轉軸線30稍微偏轉。通過在圖1中示出的氣動的調節器的操 作實現了該偏轉，該調節器作用在與氣門頂26在鉸接點78上連接的 調整桿24上并且打開廢氣-門-閥20的氣門頂26。通過操作氣動的 調節器22將廢氣-門-閥20的氣門頂26圍繞回轉軸線30進行偏轉并 且將氣門頂26從支撐面76上放下，該支撐面限定了增壓裝置14的殼 體70中的開口 28。由于在氣門頂26圍繞回轉軸線30偏轉時在開口 28 上進行調節的非線性的橫截面分布，廢氣-門-閥在內燃機的全負荷 運行范圍附近反應非常敏感。在圖3.1和3.2中示出了按本發明提出的在內側具有機械隔離部位 的廢氣-門-閥的關閉位置80和打開位置82。可以從圖3.1中得悉，廢氣-門-閥20的氣門頂26位于關閉位置 80中。廢氣-門-閥20的氣門頂26通過由在圖1中示出的氣動的調 節器22操作的、構造為推桿的調整元件24放置到關閉位置80中。廢 氣 - 門-閥20的氣門頂26的外側由附圖標記74表示，氣門頂26的內
側由附圖標記72表示。圖3.1示出了在按圖1中視圖的廢氣-門-閥20的氣門頂26內側 72上構造了機械隔離部位84。在機械隔離部位84的在圖3.1中示出的 實施方案中，該機械隔離部位基本上構造成平截圓錐體狀。表面段86、 88、尤其圓錐面段以相互不同的角度90、 92進行延伸。平截圓錐體狀 的機械隔離部位84以其基面固定在氣門頂26的內側72上。從氣門頂 26的在圖3.1中示出的關閉位置80中得知，第一圓錐面段86位于背對 氣門頂26回轉軸線30的端部上。用于操作氣門頂26的構造成推桿狀 的調整元件24的鉸接點78位于氣門頂26的與笫一圓錐面段86對置的 外側74上。機械隔離部位84的第一圓錐面段86相對于水平線以一個 角度進行構造，該角度由附圖標記90標識。第二表面段88的第二角 度92優選地位于<90°的范圍內。此外，從圖3.1的視圖中得知，在廢氣-門-閥20的氣門頂26的 關閉位置80中，機械隔離部位84沉入增壓裝置l4的在圖3.1中只是 示意示出的殼體70的開口 28中。圖3.2示出了按本發明提出的廢氣-門-閥的打開位置。從圖3.2的視圖中得知，在氣門頂26的打開少許角度的位置82 中，增壓裝置14的殼體70中的開口 28的開口橫截面94保持打開。在 廢氣-門-閥20的氣門頂26的在圖3.2中示出的打開位置82中，機 械隔離部位84的笫二圓錐面段88沿水平線方向延伸。在將廢氣- 門 -閥20的氣門頂26以僅僅少許角度從圖3.1示出的關閉位置80打開 到圖3.2示出的打開位置82期間，第一表面段86、尤其圓錐面段86 連續地從增壓裝置14的殼體70內的開口 28中移出，并且在從關閉位 置80移出運動到打開位置82期間基本上線性地打開開口橫截面94， 從而在僅僅少許角度的打開路程期間產生了開口橫截面94的基本上線 性變化的增長，并且可以排除對尤其構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝 置14在全負荷運行范圍附近的增壓壓力調節具有不利后果的突然的或 者跳躍式的廢氣-門-閥20打開。從圖3.2的視圖中得知，實現了廢氣-門-閥20的氣門頂26從關 閉位置80圍繞回轉軸線30偏轉到以少許角度打開的位置82中的運 動。廢氣-門-閥20的氣門頂26的打開路程圍繞回轉軸線30延伸。 調節范圍位于0。和40。之間的角度范圍中，在該調節范圍中按至今為止
公開的實施方案的廢氣-門-閥具有高的非線性。通過按本發明提出的解決方案，在使用按本發明提出的隔離部位84時，如果隔離部位設 置在廢氣-門-閥20的氣門頂26上，如果隔離部位構造在廢氣-門 -閥20的殼體上，就可以在該角度范圍內獲得在操作廢氣-門-閥20時開口橫截面分布的線性變化。從圖3.2的視圖中也得知，基本上具有平截圓錐體配置的機械隔離 部位84的第一圓錐面段86相對于廢氣-門-閥20的氣門頂26的內側 92以位于90°和150。之間的范圍內的角度90進行構造。第一圓錐面段 86在安放點上接觸廢氣-門-閥20的氣門頂26內側72，該安放點相 對于殼體70的內側優選地稍微側向偏移，使得在打開廢氣-門-閥20 的氣門頂26時微量的廢氣質量流可以直接從排氣管56(參看圖1的視 圖)流向內燃機的其它排氣管道中。可以根據廢氣-門-閥20的氣門 開關性能選擇在氣門頂26內側72上的第一圓錐面段86的安放點和增 壓裝置14殼體70內的開口 28內壁之間的距離。其它用來有目的地影 響廢氣-門-閥20的氣門開關性能的參數是第一圓錐面段86的角度 90的選擇，如在圖3.1和3.2中示出的一樣。
權利要求
1.用于內燃機的具有廢氣-門-閥(20)的增壓裝置(14)，其中尤其構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置(14)包括壓縮機部分(16)和渦輪機部分(18)，這兩個部分布置在殼體(70)中，其特征在于，所述廢氣-門-閥(20)包括機械隔離部位(84)。
2. 按權利要求1所述的增壓裝置(14)，其特征在于，所述機械 隔離部位(84)構造在廢氣-門-閥(20)的氣門頂(26)的面對殼 體(70)的表面(72)上。
3. 按權利要求1所述的增壓裝置(14)，其特征在于，所述機械 隔離部位(84)構造在廢氣-門-閥U0)的殼體(70)上。
4. 按權利要求l所述的增壓裝置(14)，其特征在于，所述機械 隔離部位(84)包括第一表面段(86)，該第一表面段在廢氣-門-閥(20)的小的打開路程時或者在小的開口角度時獲得開口橫截面(94)的線性增長。
5. 按權利要求1所述的增壓裝置(14)，其特征在于，所述機械 隔離部位(84)在廢氣-門-閥(20)的關閉位置(80)中沉入殼體(70)的開口 (28)中。
6. 按權利要求2所述的增壓裝置(14)，其特征在于，所述機械 隔離部位(84)基本上以傾斜放置的平截圓錐體的形式構成，該平截 圓錐體以其基面布置在氣門頂(26)的面對殼體(70)的表面(72)上。
7. 按權利要求2所述的增壓裝置(14)，其特征在于，所述機械 隔離部位(84)基本上以傾斜放置的空心的平截圓錐體的形式構造在 氣門頂(26)的內側(72)上。
8. 按權利要求4所述的增壓裝置(14)，其特征在于，所述機械 隔離部位(84)的第一表面段(86)位于氣門頂(26)的背對回轉軸 線(30)的端部上。
9. 按權利要求6或7所述的增壓裝置，其特征在于，所述布置在 表面(72)上的平截圓錐體的軸線相對于廢氣-門-閥(20)的氣門 頂(26)的回轉軸線(30)傾斜地布置。
10. 按權利要求4所述的增壓裝置(14)，其特征在于，調整元 件(24)的鉸接點(78)在氣門頂(26)上與第一表面段(86)對置。
全文摘要
本發明涉及一種用于內燃機的具有廢氣-門-閥(20)的增壓裝置(14)。尤其構造為廢氣渦輪增壓機的增壓裝置(14)包括壓縮機部分(16)和渦輪機部分(18)，這兩個部分布置在殼體(70)中。廢氣-門-閥(20)包括機械隔離部位(84)，該機械隔離部位構造在廢氣-門-閥(20)的氣門頂(26)的面對殼體(70)的表面(72)上。
文檔編號F02B37/12GK101158311SQ200710163088
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月30日 優先權日2006年10月2日
發明者K·里斯—米勒, M·博厄爾 申請人:羅伯特.博世有限公司