DE69912460T2

DE69912460T2 - Bypass-ventil steuervorrichtung

Info

Publication number: DE69912460T2
Application number: DE69912460T
Authority: DE
Inventors: Remi Bastien; Pierrick Cornet; Frederic Levard
Original assignee: Renault SA; Renault SAS
Current assignee: Renault SA; Renault SAS
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2019-08-07
Also published as: EP1109995B1; FR2782746A1; WO2000012883A1; EP1109995A1; DE69912460D1; FR2782746B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufladevorrichtung eines Motors mit Turbolader, welche eine Steuereinrichtung eines Auslassventils eines Ausstoßes von Abgasen aufweist, welche zu einem Turbinenrad eines Turbokompressors bzw. Turboladers geleitet werden.
Die Erfindung betrifft noch genauer eine Aufladevorrichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, welche eine Steuereinrichtung für ein Auslassventil eines Ausstoßes von Abgasen aufweist, welche zu einem Turbinenrad eines Turboladers eines Motors geleitet werden, von der Art, in welcher die Steuereinrichtung ein Druckgehäuse aufweist, das ein vorderes Teil aufweist, das mit einem vorderen Ende ausgestattet ist, und einen hinteren Teil, der mit einem hinteren Ende ausgestattet ist, in dessen Innerem zwei transversale, bewegliche Wände, eine vordere und eine hintere, aneinander gereiht sind, welche in dem Gehäuse eine vordere Druckkammer und eine hintere Druckkammer longitudinal begrenzen, welche fähig sind, unterschiedlichen Drücken ausgesetzt zu sein, insbesondere dem atmosphärischen Druck, einem Überdruck oder einem Unterdruck eines Ansaugkrümmers des Motors von dem Typ, in welchem eine vordere Seite der beweglichen, transversalen vorderen Wand eine longitudinale Steuerstange aufweist, welche fähig ist, eine zurückgezogene Position und eine ausgestreckte Position einzunehmen, in welcher sie die Öffnung des Ventils hervorruft, welche zum Turbinenauslass gehört, und von dem Typ, in welchem die hintere, transversale, bewegliche Wand eine vordere Seite aufweist, welche mit einer zweiten longitudinalen Stange zusammenwirkt, wobei die zwei Stangen unterschiedlich und von dem Typ sind, in welchem die zweite longitudinale Stange fähig ist, von einer zurückgezogenen Position in eine ausgestreckte Position in Richtung nach vorne in Kontakt mit der hinteren Seite der beweglichen, transversalen, vorderen Wand zu kommen, um diese in Richtung zu ihrer ausgestreckten Position einer Öffnung des Auslassventils der Turbine zu belasten.
Es bestehen vielzählige Steuereinrichtungen diesen Typs, welche für derartige Vorrichtungen von Motoren mit Turboladern bestimmt sind.
Es handelt sich bei der Mehrzahl um Einrichtungen, die dazu bestimmt sind, wenn der Druck der Einlassgase stromabwärts des Turboladers einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, die Öffnung eines Auslassventils zu steuern, welches stromaufwärts von der Turbine des Turboladers angeordnet ist, und welches es erlaubt, die zu der Turbine des Turboladers geleiteten Abgase in Richtung zu einer Abzweigungsleitung abzulenken, welche gemeinhin „Bypass" genannt wird, welche in der Abgasleitung stromabwärts von der Turbine des Turboladers mündet. Eine derartige Einrichtung ermöglicht es, zu vermeiden, dass die Turbine des Turboladers zu schnell läuft, was eine Beschädigung ihrer Schaufeln und der Lager des Turboladers zur Folge haben würde.
Jedoch weist diese Einrichtung den Nachteil auf, die Abgase in Richtung zu dem Bypass nur abzulenken, wenn der Druck der Einlassgase hoch ist und sehr hohen Drehgeschwindigkeiten des Turboladers entspricht. Man hat nun festgestellt, dass für geringe Druckwerte der Einlass- und Auslassgase und geringe Drehgeschwindigkeiten des Turboladers die Turbine von diesem trotzdem durch die Abgase des Motors angetrieben wurde und den Kompressor mit einer Geschwindigkeit antrieb, die unzureichend dafür ist, die Leistung des Motors verbessern zu können. Sogar ganz im Gegenteil bremst die Turbine bei schwachen Drehgeschwindigkeiten des Turboladers die Abgase und verschlechtert die Leitung des Motors.
Man hat somit in Betracht gezogen, auch die zuvor beschriebene Steuereinrichtung zu benutzen, um die Abgase in Richtung zu dem Bypass für schwache Druckwerte der Einlassgase umzulenken bzw. abzulenken.
Das Dokument FR-A-2 564 145 beschreibt eine derartige Einrichtung, welche ein Druckgehäuse aufweist, das von vorne nach hinten aufgeteilt ist in eine erste und in eine zweite Druckkammer. Eine Membran, welche elastisch im Verhältnis zum Körper des Druckgehäuses zurückgestellt ist, begrenzt die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer. Die Membran ist direkt mit einer Steuerstange eines Auslassventils der Turboladervorrichtung des Motors fest verbunden, welche die erste Druckkammer durchquert und deren Ende, außen von dem Druckgehäuse, die Abgase in Richtung zu der Turbine des Turboladers oder in Richtung zum Bypass lenkt. Die zweite Druckkammer wird dem Überdruck ausgesetzt, welcher in dem Ansaugkrümmer herrscht, wenn der Turbolader durch die Abgase angetrieben wird, und die erste Druckkammer ist fähig, einem Unterdruck ausgesetzt zu werden, der von einem Unterdruckerzeuger herkommt.
Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung weist den Nachteil auf eine perfekte, dynamische Dichtigkeit zu erfordern, welche z. B. mittels einer Dichtung zwischen dem Körper des Druckgehäuses und dem Auslassventil der Turbine realisiert wird, was eine derartige Steuereinrichtung kostspielig in der Herstellung macht. Des Weiteren ist die Dichtigkeit nicht mehr sichergestellt, wenn die Dichtung abgenutzt ist und der Unterdruck in der ersten Druckkammer kann nicht aufrecht erhalten werden.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, hat man in Erwägung gezogen, wie es das Dokument FR-A-2 461 869 beschreibt, eine Steuereinrichtung zu realisieren, welche ein Druckgehäuse aufweist, das mit einer vorderen Membran und einer hinteren Membran ausgestattet ist, wobei die Membranen durch eine gemeinsame, longitudinale Stange durchquert werden, die das Auslassventil der Turbine betätigt und welche elastisch zurückgestellt ist. Die zwei Membranen begrenzen zwei Druckkammern, eine vordere Druckkammer, wobei sie durch die zwei Membranen begrenzt ist, und eine hintere Druckkammer, wobei sie einerseits durch die hintere Membran und andererseits durch den Körper des Druckgehäuses begrenzt ist. Die vordere Membran ist fest mit dem Körper des Druckgehäuses verbunden und bil det eine Dichtigkeitsverbindungsstelle. Die vordere Druckkammer ist fähig, einem Unterdruck des Ansaugkrümmers bei atmosphärischem Betrieb des Motors ausgesetzt zu werden, wohingegen die hintere Druckkammer fähig ist, einem Überdruck des Ansaugkrümmers im aufgeladenen Betrieb des Motors ausgesetzt zu werden.
Das in diesem Dokument beschriebene Prinzip ist anlog zu demjenigen, welches in dem Dokument FR-A-2 564 145 beschrieben ist, mit dem Unterschied, dass die Dichtigkeit auf Höhe der Steuerstange hier durch die vordere Membran sichergestellt wird. Dennoch durchquert die Steuerstange die zwei Membranen, wobei das in dem Dokument FR-A-2 564 145 angetroffene Problem sich im Hinblick auf die statische Dichtigkeit zwischen der Steuerstange und den zwei Membranen, welche sie durchquert, verschoben befindet.
Um diesen Nachteil zu lösen, hat man in dem Dokument JP-A-09 287 463 eine Einrichtung vom zuvor beschriebenen Typ vorgeschlagen, in welcher die vordere Membran die Dichtigkeit der vorderen Druckkammer sicherstellt und nicht von der Steuerstange durchquert wird, wobei diese durch zwei unabhängige longitudinale Stangen ersetzt ist.
Bei dieser Konfiguration sind die zwei Stangen unterschiedlich und die zweite longitudinale Stange ist fähig, in eine Position zu gelangen, welche im Verhältnis zu einer zurückgezogenen Position in Richtung nach vorne ausgefahren bzw. ausgestreckt ist, in Kontakt auf der hinteren Seite der beweglichen, transversalen vorderen Wand, um diese in ihre ausgefahrene Position einer Öffnung des Auslassventils der Turbine zu belasten. Die vordere Druckkammer ist longitudinal durch die zwei beweglichen, transversalen Wände begrenzt und die zweite Druckkammer ist durch die bewegliche, transversale hintere Wand und durch eine feste Wand des Druckgehäuses begrenzt. Die zweite longitudinale Stange belastet in ausgefahrener Position die vordere, bewegliche, transversale Wand in Richtung zu der Öffnungsstellung des zugehörigen Ventils, wenn der Druck, welchem die vor dere Druckkammer ausgesetzt ist, geringer als derjenige ist, welchem die hintere Druckkammer ausgesetzt ist.
Der Nachteil dieses Konzepts ist, dass die zweite longitudinale Stange keinerlei Führung aufweist und daher Gefahr läuft, die bewegliche, transversale, vordere Wand unvollständig zu belasten.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, schlägt die Erfindung Führungsmittel der zweiten longitudinalen Stange vor.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vom zuvor beschriebenen Typ vor, in welcher die vordere Membran die Dichtigkeit der vorderen Druckkammer sicherstellt und nicht von der Steuerstange durchquert wird, wobei diese durch zwei unabhängige, longitudinale Stangen ersetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Druckkammer der Steuereinrichtung an der Vorderseite durch die bewegliche, transversale, vordere Wand und an der Rückseite durch eine transversale, starre Zwischenwand begrenzt ist, welche longitudinal in dem Gehäuse zwischen die zwei beweglichen, transversalen Wände zwischengesetzt bzw. zwischengeschaltet ist, dass die hintere Druckkammer an der Vorderseite durch die transversale, starre Zwischenwand und an der Rückseite durch die bewegliche, transversale, hintere Wand begrenzt ist, wobei die starre Zwischenwand eine Öffnung aufweist, durch welche die zweite longitudinale Stange fähig ist, in einer dichten Weise zu gleiten, wobei der atmosphärische Druck in einem Abschnitt des Gehäuses herrscht, der zwischen der beweglichen vorderen Wand und seinem vorderen Ende enthalten ist und in einem Abschnitt des Gehäuses, der zwischen der hinteren beweglichen Wand und dem hinteren Ende enthalten ist.
Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung:

– ist die zweite longitudinale Stange in Richtung ihrer ausgestreckten bzw. ausgefahrenen Position belastet, wenn der Druck, welchem die hintere Druckkammer ausgesetzt ist, niedriger als diejenigen Drücke ist, welchen die anderen Teile des Gehäuses ausgesetzt sind,
– sind in einem entladenen Funktionsmodus der Turbine die vordere und die hintere Druckkammer jeweils dem Überdruck des Ansaugkrümmers und dem atmosphärischen Druck ausgesetzt, wobei die erste longitudinale Stange in Richtung ihrer ausgestreckten Position durch die transversale, bewegliche, vordere Wand belastet ist,
– sind in einem entladenen Funktionsmodus der Turbine die vordere und hintere Druckkammer jeweils dem atmosphärischen Druck und dem Unterdruck des Ansaugkrümmers ausgesetzt, wobei die zweite longitudinale Stange in ihrer ausgestreckten Position durch die transversale, bewegliche, hintere Wand belastet ist, um in Abstützung auf der transversalen, beweglichen, vorderen Wand zu gelangen und die erste, longitudinale Stange in Richtung der ausgestreckten Position zu belasten,
– sind in einem aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine die vordere und die hintere Druckkammer dem atmosphärischen Druck ausgesetzt, wobei die zwei Stangen eine zurückgezogene Position einnehmen.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der detaillierten, nachfolgenden Beschreibung offenbar, für deren Verständnis man sich auf die beigefügten Figuren bezieht, in welchen:
1 eine schematische Ansicht ist, welche die Montage einer Steuereinrichtung in einer Vorrichtung eines turboaufgeladenen Motors darstellt;
2 eine schematische Ansicht in Axialschnitt einer Einrichtung gemäß einem Stand der Technik ist, die gemäß einem aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine wiedergegeben ist;
3 eine Ansicht gemäß 2 ist, wobei sie die Funktionsweise der Vorrichtung des Standes der Technik gemäß einem ersten, entladenen Funktionsmodus der Turbine des Motors darstellt;
4 eine Ansicht gemäß 2 ist, wobei sie die Funktionsweise der Vorrichtung des Standes der Technik gemäß einem zweiten, entladenen Funktionsmodus der Turbine darstellt;
5 eine schematische Ansicht in Axialschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist, die gemäß einem aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine dargestellt ist;
6 eine Ansicht gemäß 5 ist, wobei sie die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung gemäß einem dritten, entladenen Funktionsmodus der Turbine darstellt; und
7 eine Ansicht gemäß 5 ist, wobei sie die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung gemäß einem vierten, entladenen Funktionsmodus der Turbine darstellt.
In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile oder solche, welche ähnliche Funktionen aufweisen.
Man sieht in 1 die Gesamtheit einer Aufladevorrichtung 10 eines Motors 12 eines Kraftfahrzeugs, welche eine Steuereinrichtung 14 aufweist, die gemäß dem Stand der Technik realisiert ist.
Auf bekannte Weise weist eine derartige Vorrichtung 10 einen Turbolader 16 auf, von dem eine Turbine 18 stromaufwärts mit einem Auspuffkrümmer 20 des Motors 12 verbunden ist, und von dem ein Kompressor 22 stromabwärts mit einem Ansaugkrümmer 24 des Motors 12 verbunden ist. Die Turbine 18 ist außerdem stromaufwärts mit einer Abgasleitung bzw. Auslassleitung 26 verbunden und der Kompressor 22 ist stromaufwärts mit einer Ansaugleitung 28 verbunden.
Der in 1 dargestellte Motor 12 ist auf eine nicht beschränkende Weise ein Motor mit gesteuerter ündvorrichtung, welcher mindestens ein Einlassventil 30, ein Auslassventil 32 und eine Zündkerze 34 in einer Weise aufweist, um Luft und Treibstoff in seine Brennkammer 36 einzusaugen, dann die Luft- und Treibstoffmischung zu entzünden, dann die verbrannten Gase zurückzustoßen. Der Motor 12 ist fähig, gemäß einem atmosphärischen Funktionsmodus zu funktionieren, in welchem der Turbolader 16 nicht durch die Abgase angetrieben wird, oder gemäß einem aufgeladenen Funktionsmodus, in welchem der Turbolader 16 durch die Abgase in Drehung angetrieben wird.
So herrscht im atmosphärischen Funktionsmodus des Motors 12 in dem Ansaugkrümmer ein Unterdruck P_dep in dem Ansaugkrümmer 24, wohingegen im aufgeladenen Funktionsmodus des Motors 12 in dem Ansaugkrümmer ein Überdruck P_sur in dem Ansaugkrümmer 24 herrscht.
In aufgeladenem Betrieb des Motors 12 ist der Turbolader 16 dafür bestimmt, die Ansaufluft vor ihrem Einführen in die Brennkammer 36 zu verdichten. Hierfür wird die Turbine 18 des Turboladers 16 in Drehung durch die Abgase, welche von dem Abgaskrümmer 20 herkommen, angetrieben und treibt seinerseits den Verdichter bzw. Kompressor 22 des Turboladers 16 an, mit welchem er in Drehung verbunden ist. Die Verbindung in Drehung der Turbine 18 mit dem Kompressor 22 ist durch eine Welle 19 realisiert, die in Drehung über Lager 21 geführt wird.
Auf bekannte Weise kann der Antrieb des Turboladers 16 für gewisse Druckbedingungen der Einlassgase unterbrochen werden.
Dies ist der Fall, wenn der Druck der Einlassgase zu hoch ist und die Gefahr birgt, einen Überdruck der Auslassgase am Ausgang des Abgaskrümmers 20 hervorzu rufen. Das Aufrechterhalten des Betriebs des Turboladers 16 würde somit Gefahr laufen, seine Turbine 18 und seine Lager 21 zu beschädigen.
Dies ist auch der Fall, wenn im Gegensatz dazu der Druck der Abgase zu schwach ist, und der verlangsamte Antrieb der Turbine die Leistung des Motors 12 verschlechtert, wobei der Kompressor 22 nicht genügend Einlassgase verdichtet.
Um die Unterbrechung des Betriebs des Turboladers 16 zu ermöglichen, ist der Abgaskrümmer auch mit einem Ende 38 stromaufwärts einer Abzweigungsleitung 40, welche auch gemeinhin als "Bypass" bezeichnet wird, verbunden, von der das andere Ende rechtwinklig in die Abgasleitung 26 mündet. Das Ende 38 des Bypass 40, das sich stromaufwärts befindet, weist ein Auslassventil 42 in der Turbine koaxial zu dem Ende 38 des Bypass 40 auf, welches fähig ist, selektiv den Bypass 40 zu verschließen oder ihn in Verbindung mit dem Abgaskrümmer 20 zu setzen, um mindestens einen Teil der Abgase in Richtung zu der Abgasleitung 26 zu leiten, womit diese Gase die Turbine 18 des Turboladers 16 weder durchqueren noch antreiben. Die Steuereinrichtung 14 ist also fähig, die Verstellung des Auslassventils 42 der Turbine koaxial zu dem Ende 38 des Bypass 40 zwischen zwei extremen Stellungen hervorzurufen, einer geschlossenen Stellung, welche der aufgeladenen Position der Turbine 18 entspricht, und in welcher ein trichterförmiger Teller 41 des Auslassventils 42 auf einem Sitz 44 ruht und den Bypass 40 verschließt, und einer Umleitungsstellung, welche der entladenen Stellung der Turbine 18 entspricht, in welcher das Auslassventil 42 axial im Verhältnis zum Ende 38 des Bypass 40 verstellt ist und in welcher der trichterförmige Teller 41 nicht mehr auf seinem Sitz 44 ruht, wobei er so den Abgaskrümmer 26 und den Bypass 40 in Verbindung setzt.
Auf bekannte Weise weist das Auslassventil an seinem Ende, das gegenüberliegend des trichterförmigen Tellers 41 liegt, ein hinteres Endstück 43 auf, welches durch einen Schwingarm 46 betätigt wird. Der Schwingarm 46 ist in Drehung um eine transversale Mittelachse 48 angelenkt. Der Schwingarm 46 weist ein erstes Ende 50 auf, welches in Drehung parallel zu der Achse 48 an dem hinteren Endstück 43 des Ventils 42 angelenkt ist, und ein zweites Ende 52, welches in Drehung parallel zu der Achse 48 an dem Ende 54 einer ersten longitudinalen Stange 56 angelenkt ist, welche einen Teil der Steuereinrichtung 14 bildet, die nachfolgend unter Bezugnahme auf den Stand der Technik und unter Bezugnahme auf die Erfindung beschrieben werden wird.
Beispielhaft und auf nicht beschränkende Weise ist der Schwingarm 46 gerade und die erste longitudinale Stange 56 ist im Wesentlichen parallel zu der allgemeinen Richtung des Auslassventils 42. So hat eine Translationsbewegung in einer Richtung der ersten longitudinalen Stange 56 eine Translationsbewegung des Auslassventils 42 in der umgekehrten Richtung zur Folge. Die Öffnung des Auslassventils 42 entspricht folglich einer Stellung der ersten longitudinalen Stange 56, für welche diese aus einem Gehäuse 58 der Steuereinrichtung 14 herauskommt.
Außerdem ist die Funktionsweise bzw. der Betrieb der Steuervorrichtung 14 durch unterschiedliche Drücke bestimmt, welche im Innern des Motors 12 herrschen.
So weist die Vorrichtung 10 ein pneumatisches Elektroventil 60 auf, welches mit zwei Druckeingängen 62 und 64 des Gehäuses 58 der Steuereinrichtung 14 verbunden ist. Das Elektroventil 60 selbst ist mit einer Druckanschlussstelle 66 verbunden, welche an dem Ansaugkrümmer 24 vorgesehen ist und mit einer atmosphärischen Druckanschlussstelle 70, welche auf dem Körper des pneumatischen Elektroventils 60 vorgesehen ist. Das pneumatische Elektroventil 60 ist fähig, je nach den Funktionsmodi des Motors 12 den Unterdruck P_dep, welcher in dem Ansaugkrümmer 24 im atmosphärischen Betrieb des Motors 12 herrscht, den Überdruck P_sur, welcher in dem Ansaugkrümmer 24 im aufgeladenen Betrieb des Mo tors 12 herrscht, zu verteilen, oder auch den atmosphärischen Umgebungsdruck P_a an den Eingängen 62 und 63 der Steuereinrichtung 14.
Die 1 bis 4 stellen eine Steuereinrichtung 14 gemäß dem Stand der Technik dar.
Auf bekannte Weise ist das Druckgehäuse 58, welches in 2 dargestellt ist, von einer im Allgemeinen im Wesentlichen röhrenförmigen Form und weist drei Teile auf, einen vorderen Teil 72, einen Zwischenteil 74 und einen hinteren Teil 76. Der Teil 72 ist von einem kleinen Durchmesser und sein vorderes Ende 78 weist eine Bohrung 79 auf, die dazu bestimmt ist, das Hindurchführen der ersten longitudinalen Stange 56 zu erlauben. Ein vorderes Ende 82 des Zwischenteils 74 vom gleichen Durchmesser wie der vordere Teil 72 ist an einem hinteren Ende 80 des vorderen Teils 72 befestigt. Der Zwischenteil 74 weist ein hinteres Ende 84 von einem großen Durchmesser auf, an welchem auf analoge Weise ein vorderes Ende 86 des hinteren Teils 76 befestigt ist, das ebenfalls einen großen Durchmesser aufweist. Schließlich wird ein hinteres Ende 88 des hinteren Teils 76 aus einer transversalen Wand gebildet, welche den hinteren Teil 76 verschließt.
Außerdem weist der Zwischenteil 74 im Innern eine transversale Wand 90 auf, welche eine Schulteroberfläche bildet, welche den kleinen und den großen Durchmesser des röhrenförmigen Zwischenteils 74 begrenzt.
Vorteilhafterweise sind der vordere Teil 72, der Zwischenteil 74 und der hintere Teil 76 durch Gießen realisiert, was es erlaubt, im Hinblick auf die Herstellung, ihnen passende Formen und Durchmesser bei geringen Kosten zu verleihen.
Zwei bewegliche, transversale Wände, eine vordere 92 und ein hintere 94, sind in dem Gehäuse 58 der Steuereinrichtung 14 vorgesehen. Vorzugsweise sind die beweglichen Wände Membranen aus einem elastomeren Material, welche fähig sind, sich axial unter ihrem Verformen unter der Betätigung eines Druckes oder einer Kraft zu verstellen.
Die bewegliche Wand 92 ist zwischen den vorderen Teil 72 und den Zwischenteil 74 des Gehäuses 58 zwischengeschaltet, und die hintere bewegliche Wand 94 ist zwischen den Zwischenteil 74 und den hinteren Teil 76 des Gehäuses 58 zwischengeschaltet. In dem Fall, wo die beweglichen Wände Membranen aus elastomerem Material sind, ist jede der Membranen, welche zu den beweglichen Wänden gehören, zwischen den Enden der zugehörigen Teile des Gehäuses 58 eingeklemmt. So weist z. B. das hintere Ende 80 des vorderen Teils 72 einen äußeren Kragen 98 auf, von dem eine Schulteroberfläche 96, welche in Richtung nach hinten umgekehrt ist, gegenüber einer Schulteroberfläche 100, welche in Richtung nach vorne umgekehrt ist, eines Kragens 102, der außen von dem Zwischenteil 74 getragen wird, vorgesehen ist. Auf diese Weise können die zwei Schulteroberflächen 96 und 100 bei der Montage die zwei Flächen eines peripheren Randes der Membran, welche zu der beweglichen Wand 92 gehört, einspannen. Vorzugsweise kann der periphere Rand der beweglichen Wand 92 mit Löchern durchbohrt werden, welche das Hindurchführen von Schrauben 101 erlauben, wobei sie die Montage der radialen, äußeren Kragen 98 und 102 erlauben.
Eine in allen Punkten ähnliche Montage kann für die hintere bewegliche Wand 94 vorgesehen werden und wird folglich nicht beschrieben.
Die beweglichen Wände 92 und 94 begrenzen in dem Druckgehäuse 58 eine vordere Druckkammer 104 und eine hintere Druckkammer 106. Die vordere Druckkammer 104 ist somit axial durch die beweglichen Wände 92 und 94 begrenzt und die hintere Druckkammer 106 ist axial durch die bewegliche Wand 104 und die transversale Wand 88 des Gehäuses 58 begrenzt.
Die Druckkammer 104 wird durch den Druckeingang 62 gespeist und die Druckkammer 106 wird durch den Druckeingang 64 gespeist, die zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden.
Auf diese Weise sind die vordere Druckkammer 104 und die hintere Druckkammer 106 Kammern mit variablem Volumen, wobei die Veränderung des Volumens durch die Einführung von unterschiedlichen Drücken in die vordere Druckkammer 104 und hintere Druckkammer 106 hervorgerufen wird und Verschiebungen bzw. Verstellungen in der beweglichen vorderen Wand 92 und hinteren Wand 94 hervorruft.
Die vordere longitudinale Stange 56 ist mit der Vorderseite der vorderen beweglichen Wand 92 fest verbunden und ragt nach außen von dem Gehäuse 58 hervor unter einem Hindurchgehen durch die Bohrung 79 des vorderen Teils 72 in einer Weise, um in ihren axialen Verstellungen fest verbunden zu sein mit den axialen Verstellungen der vorderen beweglichen Wand 92. Die vordere longitudinale Stange 56 ist zwischen einer ausgefahrenen, vorderen Stellung, entsprechend zu der Öffnung des Auslassventils 42 der Turbine, wie es bei 1 beschrieben wurde, und einer eingezogenen, hinteren Stellung, welche dem Schließen des Auslassventils 42 der Turbine entspricht, beweglich.
Zu diesem Zweck ist die vordere longitudinale Stange 56 mit einer vorderen Schale 108 fest verbunden, welche auf der vorderen Seite der vorderen beweglichen Wand 92 z. B. durch Klebung befestigt ist. Die longitudinale, vordere Stange 56 erstreckt sich axial quer durch den vorderen Teil 72 und ist elastisch in Rich tung nach hinten zurückgeholt. Hierfür liegt eine Rückstellfeder 110 einerseits an der Schale 108 und andererseits an der inneren Wand des vorderen Teils 72 an.
Eine hintere, longitudinale Stange 112 ist auf die gleiche Art und Weise fest mit einer hinteren Schale 114 verbunden, welche z. B. durch Klebung auf der vorderen Seite der hinteren beweglichen Wand 94 befestigt ist. Die longitudinale, hintere Stange 112 erstreckt sich axial quer durch die vordere Druckkammer, d. h. im Wesentlichen axial durch den Zwischenteil 74 und ist, wie man es später sehen wird, fähig, mit der hinteren Seite der vorderen beweglichen Wand 92 zusammenzuwirken und folgend auf gewisse Druckbedingungen in der vorderen Kammer 104 und hinteren Kammer 106, um longitudinal die longitudinale, vordere Stange 56 unter Anliegen an der vorderen, beweglichen Wand 92 zu betätigen.
Die hintere Schale 114 ist nicht notwendigerweise elastisch zurückgeholt und zu diesem Zweck kann die Rückstellfeder 110 der vorderen Schale 108 in einer Weise tariert sein, um das elastische Rückstellen in Richtung nach hinten der zwei longitudinalen Stangen 56 und 112 zu erlauben, wenn dies notwendig ist.
In dieser Konfiguration ist das pneumatische Elektroventil 60, welches zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, fähig, mehrere Betriebsmodi der Steuereinrichtung 14 zu definieren unter einem Verteilen unterschiedlicher Drücke an den Druckeingängen 62 und 64 des Gehäuses 58. Zu diesem Zweck steuern Steuermittel (nicht wiedergegeben), welche z. B. Betriebsparameter des Motors des Fahrzeugs berücksichtigen, wie z. B. die Motordrehzahl, die Last, die Stellung eines Gaspedals des Fahrzeugs oder die Drehgeschwindigkeit des Turboladers, den Betrieb des pneumatischen Elektroventils 60.
2 stellt eine Funktionsweise der Steuereinrichtung 14 entsprechend zu einem aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine 18 dar. Diese Konfiguration entspricht einem Benutzen des Motors 12 in Aufladung, wie zuvor bei 1 beschrieben. In diesem Fall herrscht der atmosphärische Druck P_a in der vorderen Kammer 104 und der hinteren Kammer 106. Die zwei beweglichen Wände, die vordere Wand 104 und die hintere Wand 106, nehmen eine Ruhestellung ein und die longitudinale, vordere Stange nimmt die nach hinten zurückgezogene Stellung ein. Das Auslassventil 42 ist folglich geschlossen und das gesamte Abgas wird in Richtung zu der Turbine 18 des Turboladers 16, der bei 1 beschrieben wurde, geleitet.
3 stellt eine Funktionsweise der Steuereinrichtung 14 dar, welche einem ersten entladenen Funktionsmodus der Turbine 18, die zuvor beschrieben wurde, entspricht. Diese Konfiguration entspricht einer atmosphärischen Benutzung des Motors 12, für welche es nicht wünschenswert ist, den Turbolader 16 anzutreiben, z. B. wenn der Motor langsamer läuft oder bei geringen Drehzahlen. In diesem Fall ist der Druck, welcher im Innern des Ansaugkrümmers 24, der zuvor beschrieben wurde, herrscht, der Unterdruck P_dep aufgrund des Einziehens von Ansauggas durch die Zylinder des Motors 12. Die Steuermittel (nicht dargestellt) steuern das zuvor bei 1 beschriebene, pneumatische Elektroventil 60 in einer Weise, dass dieses jeweils den Unterdruck P_dep und den atmosphärischen Druck P_a an die Eingänge 62 und 64 verteilt. Folglich herrschen der Unterdruck P_dep und der atmosphärische Druck P_a jeweils in der vorderen Kammer 104 und in der hintere Kammer 106. Der Druckunterschied zwischen der vorderen Kammer 104 und der hinteren Kammer 106 verstellt die bewegliche hintere Wand 94 in Richtung nach vorne. Folglich treibt die hintere Schale 114 die longitudinale, hintere Stange 112 in Richtung nach vorne an, welche an der beweglichen, vorderen Wand 92 anliegt, welche simultan in Richtung nach vorne die vordere Schale 108 und die longitudinale, vordere Stange 56 entgegen der Rückstellkraft der Feder 110 bewegt. Es folgt hieraus entsprechend den Lehren aus 1 eine longitudinale Verstellung in Richtung nach hinten des hinteren Endstücks 43 des Auslass ventils 42 der Turbine, was zur Folge hat, den Bypass 40 zu öffnen, und die Abgase direkt in Richtung zu der Abgasleitung 26 abzulenken. Die Richtung der Verstellungen der longitudinalen, vorderen Stange 56 und des Ventils 42 ist durch Pfeile bezeichnet.
Auf analoge Art und Weise stellt 4 eine Funktionsweise der Steuereinrichtung 14 entsprechend zu einem zweiten, aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine 18 dar. Diese Konfiguration entspricht einer aufgeladenen Benutzung des Motors 12, für welche es notwendig ist, den Antrieb des Turboladers 16 zu unterbrechen, z. B. wenn der Motor bei einer hohen Drehzahl läuft und der beträchtliche Druck der Abgase die Gefahr birgt, eine Beschädigung der Schaufeln und der Lager der Turbine 18 zu verursachen. In diesem Fall ist der Druck, welcher im Innern des Ansaugkrümmers 24, der zuvor beschrieben wurde, herrscht, der Überdruck P_sur aufgrund der Drehung des Kompressors 22 des Turboladers 16. Die Steuermittel (nicht wiedergegeben) steuern das zuvor bei 1 beschriebene pneumatische Elektroventil 60 in einer Art und Weise, dass dieses jeweils den atmosphärischen Druck P_a und den Überdruck P_sur an den Eingängen 62 und 64 verteilt. Folglich herrschen der atmosphärische Druck P_a und der Überdruck P_sur jeweils in der vorderen Kammer 104 und in der hinteren Kammer 106. Der Druckunterschied zwischen den Kammern, der vorderen Kammer 104 und der hinteren Kammer 106, ruft die Verstellung der beweglichen hinteren Wand 94 in Richtung nach vorne hervor. Als eine Folge davon wird die hintere Schale 114 in Richtung nach vorne von der longitudinalen, hinteren Stange 112 bewegt, welche an der beweglichen vorderen Wand 92 anliegt, welche simultan die vordere Schale 108 und die longitudinale, vordere Stange 56 entgegen der Rückstellkraft der Feder 110 bewegt. Daraus folgt entsprechend zu den Lehren der 1 eine longitudinale Verstellung in Richtung nach hinten von dem hinteren Endstück 43 des Auslassventils 42 der Turbine, was als Folge hat, den Bypass 40 zu öffnen und die Abgase direkt in Richtung zu der Abgasleitung 26 abzulenken. Die Entladung bzw. Entlastung der Turbine 18 ermöglicht es, die Drehzahl des Turboladers 16 zu verlangsamen. Die Richtung der Verstellungen der longitudinalen, vorderen Stange 56 und des Ventils 42 ist durch Pfeile angegeben.
Die Steuermittel (nicht wiedergegeben) stellen ebenso den Übergang von einem entladenen Funktionsmodus zu dem anderen sicher.
Tatsächlich ist es notwendig, im Fall einer brutalen Beschleunigung oder Verlangsamung des Motors 12, dass das pneumatische Elektroventil in der vorderen Druckkammer 104 und hinteren Druckkammer 106 angepasste Drücke aufbauen kann. In Abhängigkeit der Steifigkeitswerte der Feder 110 und der Steifigkeit der beweglichen Wände 92 und 94 kann die Einrichtung 14 mehr oder weniger schnell reagieren. Für mehr Sicherheit kann man vorsehen, dass die Steuermittel das pneumatische Elektroventil steuern über den aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine zurückzugehen, ob es sich um einen Übergang vom ersten entladenen Funktionsmodus der Turbine zu dem zweiten oder von dem zweiten in Richtung zu dem ersten handelt. Der Durchgang durch den aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine, welcher dem Einrichten des atmosphärischen Drucks gleichzeitig in den zwei Kammern, der vorderen Kammer 104 und der hinteren Kammer 106 entspricht, ermöglicht es, zu vermeiden, dass in irgendeinem Moment ein Überdruck P_sur auf einer Seite der beweglichen, hinteren Wand 94 und ein Unterdruck P_dep auf der anderen Seite besteht, was die Gefahr bergen würde, die bewegliche hintere Wand 94 in dem Fall zu beschädigen, wo die bewegliche hintere Wand 94 eine dünne Membran ist.
Der Nachteil dieser Konzeption ist, dass die longitudinale hintere Stange 112 keinerlei Führung aufweist und damit Gefahr läuft, unvollkommen bzw. unzulänglich die hintere Seite der beweglichen vorderen Wand 92 zu belasten.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, schlägt die Erfindung Führungsmittel der longitudinalen, hinteren Stange 112 vor.
5 bis 7 stellen eine Einrichtung 14 gemäß der Erfindung dar. Auf eine analoge Art und Weise zu dem Gehäuse, das unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde, ist das Druckgehäuse 58, das in 5 dargestellt ist, ebenfalls röhrenförmig und weist drei Teile auf, einen vorderen Teil 72, einen Zwischenteil 74 und einen hinteren Teil 76. Die Teile 72, 74 und 76 sind vom gleichen Durchmesser. Der Zwischenteil 74 weist eine transversale, starre Zwischenwand 89 auf, welche in ihrer Mitte eine Öffnung 91 aufweist, und welche axial das Gehäuse 58 im Wesentlichen durch zwei teilt. Die Funktionen der transversalen Zwischenwand 89 und der Öffnung 91 werden später beschrieben werden.
Das vordere Ende 78 des vorderen Teils 72 weist wie für das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Bohrung 79 auf, die dazu bestimmt ist, das Hindurchführen der ersten longitudinalen Stange 56 zu erlauben. Das vordere Ende 82 des Zwischenteils 74 ist an dem hinteren Ende 80 des vorderen Teils 72 befestigt und sein hinteres Ende 84 ist an dem vorderen Ende 86 des hinteren Teils 76 befestigt. Das hintere Ende 88 des hinteren Teils 76 ist aus einer transversalen Wand gebildet, welche den hinteren Teil 76 verschließt.
Vorteilhafterweise sind die Teile, der vordere Teil 72, der Zwischenteil 74 und der hintere Teil 76, durch Gießen realisiert, was es ermöglicht, ihnen im Hinblick auf die Herstellung die passenden Formen bei den geringsten Kosten zu verleihen.
Zwei bewegliche, transversale Wände, eine vordere Wand 92 und eine hintere Wand 94, sind in dem Gehäuse 58 der Steuerreinrichtung 14 vorgesehen. Die beweglichen Wände sind Membranen aus einem Elastomer-Material vom gleichen Typ wie diejenigen, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurden.
Die bewegliche vordere Wand 92 ist zwischen dem hinteren Teil 72 und dem Zwischenteil 74 des Gehäuses 58 zwischengesetzt und die bewegliche hintere Wand 94 ist zwischen die Zwischenteile 74 und 76 des Gehäuses 58 zwischengesetzt. Jede der Membranen, welche zu den beweglichen Wänden gehören, ist zwischen den Enden der zugehörigen Teile des Gehäuses 58 eingeklemmt. Das hintere Ende 80 des vorderen Teils 72 weist einen äußeren Kragen 98 auf, von dem eine Schulteroberfläche 96, die in Richtung nach hinten umgedreht ist, gegenüber einer Schulteroberfläche 100, welche nach vorne umgedreht ist, eines Kragens 102, der außen durch das Zwischenteil 74 getragen wird, angeordnet ist. Auf diese Weise können die zwei Schulteroberflächen 96 und 100 bei der Montage die zwei Flächen der zugehörigen Membran an der beweglichen vorderen Wand 92 einspannen. Vorteilhafterweise kann der periphere Rand der Membran, die zu der beweglichen vorderen Wand 92 gehört, mit Löchern durchbohrt sein, wobei das Hindurchführen von Schrauben 101, welche die Montage der radialen, äußeren Kragen 98 und 102 erlauben, ermöglicht wird.
Eine in allen Punkten ähnliche Montage ist für die bewegliche hintere Wand 94 vorgesehen und wird folglich nicht beschrieben.
Eine deformierbare und dichte, nachgiebige Membran 93 ist auf der Öffnung 91 der transversalen Zwischenwand 89 vorgesehen.
Die beweglichen Wände 92, 94 und die transversale Zwischenwand 89, die mit der nachgiebigen Membran 93 ausgestattet ist, begrenzen in dem Druckgehäuse 58 eine vordere Druckkammer 104 und eine hintere Druckkammer 106. Die vordere Druckkammer 104 ist also axial durch die bewegliche, vordere Wand 92 und die transversale Zwischenwand 89, die mit ihrer nachgiebigen Membran 93 ausgestattet ist, begrenzt. Gleichermaßen ist die hintere Druckkammer 106 axial durch die transversale Zwischenwand 89, die mit ihrer nachgiebigen Membran 93 ausgestattet ist, und der beweglichen hinteren Wand 94 begrenzt.
Die Druckkammer 104 wird durch den Druckeingang 62 gespeist und die Druckkammer 106 wird durch den Druckeingang 64 gespeist, wobei die Druckeingänge 62 und 64 zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden. Der Abschnitt des hinteren Teils 76, welcher zwischen der beweglichen hinteren Wand 94 und dem hinteren Ende 88 enthalten ist, weist einen Druckeingang 63 auf, welcher unter Atmosphärendruck P_a gesetzt wird, um freie Verstellungen bzw. Verschiebungen der beweglichen hinteren Wand 94 zu erlauben.
Auf diese Weise sind die vordere Druckkammer 104 und die hintere Druckkammer 106 Kammern mit einem variablen Volumen, wobei die Veränderung des Volumens durch das Vorsehen unterschiedlicher Drücke in der vorderen Druckkammer 104 und der hinteren Druckkammer 106 hervorgerufen wird und Verstellungen der beweglichen vorderen Wand 92 und hinteren Wand 94 hervorruft.
Die longitudinale vordere Stange 56 ist an der Vorderseite mit der beweglichen vorderen Wand 92 fest verbunden und ragt nach außen von dem Gehäuse 58 hervor unter einem Durchqueren der Bohrung 79 des vorderen Teils 72 in einer Weise, um in ihren axialen Verstellungen fest verbunden zu sein mit den axialen Verstellungen der beweglichen vorderen Wand 92. Die longitudinale vordere Stange 56 ist beweglich zwischen der ausgefahrenen Position, welche der Öffnung des Auslassventils 42 der Turbine entspricht, wie es bei 1 ist, und der hinteren, eingezogenen Position, welche dem Schließen des Auslassventils 42 der Turbine entspricht.
Zu diesem Zweck ist die longitudinale vordere Stange 56 fest mit der vorderen Schale 108 verbunden und wird elastisch in Richtung nach hinten durch die Rückstellfeder 110 zurückgeholt, welche einerseits an der Schale 108 und andererseits an der inneren Wand des vorderen Teils 72 anliegt.
Auf analoge Weise ist die longitudinale hintere Stange 112 fest mit der vorderen Seite der Schale 114 verbunden, welche an der Vorderseite der beweglichen hinteren Wand 94 befestigt ist, und ist fähig, die transversale, feste Zwischenwand 89 über die Öffnung 91 zu durchqueren unter einem lokalen Verformen der nachgiebigen Membran 93. Die longitudinale hintere Stange 112 ist selbst ebenfalls zwischen einer ausgefahrenen vorderen Position, welche dem Öffnen des Auslassventils 42 der Turbine entspricht, und in welcher sie fähig ist, an der beweglichen vorderen Wand 92 anzuliegen, unter einem Durchqueren der Öffnung 91 und einer zurückgezogenen hinteren Position, welche dem Schließen des Auslassventils 42 der Turbine entspricht, und in welcher die longitudinale hintere Stange nicht die Öffnung 91 durchquert, beweglich.
Außerdem wird die longitudinale hintere Stange 112 elastisch in Richtung nach hinten durch eine Rückstellfeder 111 zurückgeholt, welche einerseits an der Schale 114 und andererseits an der transversalen Zwischenwand 89 des Zwischenteils 74 anliegt.
Ähnlich wie beim Stand der Technik, welcher zuvor beschrieben wurde, ist das pneumatische Elektroventil 60 fähig, mehrere Funktionsmodi der Steuereinrichtung 14 unter einem Verteilen unterschiedlicher Drücke an den Druckeingängen 62 und 64 des Gehäuses 58 zu definieren.
5 stellt eine Funktionsweise der Steuereinrichtung 14 dar, welche einem aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine 18 entspricht. Diese Konfiguration entspricht einer Benutzung des Motors 12 in Aufladung, wie es zuvor bei 1 beschrieben wurde. In diesem Fall herrscht der atmosphärische Druck P_a in der vorderen Kammer 104 und hinteren Kammer 106. Die zwei beweglichen Wände, die vordere Wand 104 und die hintere Wand 106, nehmen eine zurückgesetzte Ruheposition ein und die longitudinale vordere Stange 56 und die hintere Stange 112 nehmen die eingezogene hintere Positionen ein. Das Auslassventil 42, welches bei
1 beschrieben wurde, ist folglich geschlossen und die gesamten Abgase werden in Richtung zu der Turbine 18 des Turboladers 16 geleitet.
6 stellt eine Funktionsweise der Steuereinrichtung 14 dar, die einem dritten, entladenen Funktionsmodus der Turbine 18 entspricht. Diese Konfiguration entspricht einer aufgeladenen Benutzung des Motors 12, für welche es erforderlich ist, den Antrieb des Turboladers 16 zu unterbrechen, z. B. wenn der Motor bei hohen Drehzahlen dreht und der beträchtliche Druck von Abgasen die Gefahr birgt, eine Beschädigung der Schaufeln und der Lager der Turbine 18 zu verursachen. In diesem Fall ist der Druck, welcher im Innern des Ansaugkrümmers 24, der zuvor beschrieben wurde, herrscht, der Überdruck P_sur aufgrund der Rotation des Kompressors 22 des Turboladers 16. Die Steuermittel (nicht dargestellt) steuern das pneumatische Elektroventil 60, das zuvor bei 1 beschrieben wurde, auf eine Weise, dass dieses jeweils den Überdruck P_sur und den atmosphärischen Druck P_a an die Eingänge 62 und 64 verteilt.
Folglich herrschen der Überdruck P_sur und der atmosphärische Druck P_a jeweils in der vorderen Kammer 104 und der hinteren Kammer 106. Außerdem herrscht der atmosphärische Druck P_a in dem Abschnitt des hinteren Teils 76, welcher zwischen der beweglichen hinteren Wand 94 und dem hinteren Ende 88 enthalten ist, aufgrund der Kommunikation zwischen diesem Abschnitt und der Atmosphäre über den Eingang 63. Auf analoge Art und Weise herrscht der atmosphärische Druck P_a in dem Abschnitt des vorderen Teils 72, der zwischen der beweglichen wand 92 und dem vorderen Ende 88 enthalten ist, aufgrund der Kommunikation zwischen diesem Abschnitt und der Atmosphäre über die Bohrung 79.
Der Druckunterschied zwischen der vorderen Kammer 104 und dem Abschnitt des vorderen Teils 72, welcher auf der Vorderseite der beweglichen vorderen Wand 92 angeordnet ist, ruft die Verstellung bzw. Verschiebung der beweglichen vorderen Wand 92 in Richtung nach vorne hervor. Folglich verstellen sich die vordere Schale 108 und die longitudinale vordere Stange 56 in Richtung nach vorne entgegen der Rückstellkraft der Feder 110. Es folgt hieraus gemäß den Lehren der 1 eine longitudinale Verstellung in Richtung nach hinten von dem hinteren Endstück 43 des Auslassventils 42 der Turbine, was als Folge hat, den Bypass 40 zu öffnen und die Abgase direkt in Richtung zu der Abgasleitung 26 abzulenken. Die Entladung bzw. Entlastung der Turbine 18 erlaubt es vorteilhafterweise die Drehzahl des Turboladers 16 zu verlangsamen. Die Richtung der Verstellungen der longitudinalen vorderen Stange 56 und des Ventils 42 ist durch Pfeile angegeben.
Auf analoge Art und Weise stellt 7 eine Funktionsweise der Steuereinrichtung 14 dar, welche einem vierten entladenen Funktionsmodus der Turbine 18, die zuvor beschrieben wurde, entspricht. Diese Konfiguration entspricht einer atmosphärischen Verwendung des Motors 12, für welche es nicht wünschenswert ist, den Turbolader 16 anzutreiben, z. B. wenn der Motor langsamer dreht oder bei geringen Drehzahlen. In diesem Fall ist der Druck, welcher im Innern des Ansaugkrümmers 24, der zuvor beschrieben wurde, herrscht, der Unterdruck P_dep aufgrund des Ansaugens von Ansauggas durch die Zylinder des Motors 12. Die Steuermittel (nicht dargestellt) steuern das pneumatische Elektroventil 60, das zuvor bei 1 beschrieben wurde, in einer Art und Weise, dass dieses jeweils dem atmosphärischen Druck P_a und dem Unterdruck P_dep an den Eingängen 62 und 64 verteilt. Folglich herrschen der atmosphärische Druck P_a und der Unterdruck P_dep jeweils in der vorderen Kammer 104 und in der hinteren Kammer 106. Der Druckunterschied zwischen der vorderen Kammer 104 und dem Abschnitt des hinteren Teils 76, welcher hinter der beweglichen Wand 94 angeordnet ist, ruft die Verstellung der beweglichen hinteren Wand 94 in Richtung nach vorne entgegen der Rückstellkraft der Feder 111 hervor. Folglich treibt die hintere Schale 114 die longitudinale hintere Stange 112 in Richtung nach vorne an, welche die nachgiebige Membran 93 verformt, welche die Öffnung 91 durchquert und welche an der beweglichen vorderen Wand 92 anliegt, welche gleichzeitig die vordere Schale 108 in Richtung nach vorne antreibt und die longitudinale vordere Stange 56 entgegen der Rückstellkraft der Feder 110. Es folgt hieraus gemäß den Lehren der 1 eine longitudinale Verstellung in Richtung nach hinten des hinteren Endstücks 43 des Auslassventils 42 der Turbine, was als Folge hat, den Bypass 40 zu öffnen und die Abgase direkt in Richtung zu der Abgasleitung 26 zu lenken. Die Richtung der Verstellungen der longitudinalen vorderen Stange 56 und des Ventils 42 ist durch Pfeile angegeben.
Vorteilhafterweise stellen die Steuermittel (nicht dargestellt) wie im Stand der Technik das Übergehen von einem entladenen Funktionsmodus zu dem anderen sicher.
Tatsächlich ist es in dem Fall einer brutalen Beschleunigung oder Verlangsamung des Motors 12 notwendig, dass das pneumatische Elektroventil die passenden Drücke in der vorderen Kammer 104 und der hinteren Kammer 106 aufbauen kann. In Abhängigkeit der Werte der Steifigkeit der Federn 110 und 111 und der Starrheit bzw. Steifigkeit der beweglichen Wände 92, 94 und der nachgiebigen Membran 93 kann die Einrichtung 14 mehr oder weniger schnell reagieren. Für mehr Sicherheit und auf eine für die Erfindung nicht beschränkende Art und Weise kann man vorsehen, dass die Steuermittel das pneumatische Elektroventil steuern, über den aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine zurückzugehen, sei es, dass es sich um einen Übergang vom ersten entladenen Funktionsmodus der Turbine in Richtung zu dem zweiten oder von dem zweiten in Richtung zu dem ersten handelt. Vorteilhafterweise erlaubt es der Übergang über den aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine, welcher dem Aufbau des atmosphärischen Drucks gleichzeitig in den zwei Kammern, der vorderen Kammer 104 und der hinteren Kammer 106, entspricht, zu verhindern, dass in irgendeinem Moment ein Überdruck P_sur auf einer Seite der nachgiebigen Membran 93 besteht und ein Unterdruck P_dep auf der anderen Seite, was die Gefahr bergen würde, die nachgiebige Membran 93 zu beschädigen.
Die Einrichtung 14 erlaubt es also vorteilhafterweise, die Funktionsweise eines Turboladers 16 einschließlich für geringe Drehzahlen des Motors 12 zu steuern.

Claims

Aufladevorrichtung (10) eines Verbrennungsmotors (12) eines Automobilfahrzeugs, welche aufweist eine Steuereinrichtung (14) für ein Auslassventil (42) eines Ausstoßes von Abgasen, welche zu dem Turbinenrad (18) eines Turbokompressors (16) des Motors (12) geleitet werden von der Art, in welcher die Steuervorrichtung (14) ein Druckgehäuse (58) aufweist, wobei es ein vorderes Teil (72) aufweist, das mit einem vorderen Ende (78) ausgestattet ist, und einem hinteren Teil (76), das mit einem hinteren Ende (88) ausgestattet ist, in dessen Innerem zwei transversale, bewegliche Wände, eine vordere (92) und eine hintere (94), aneinander gereiht sind, welche in dem Gehäuse (58) eine vordere Druckkammer (104) und hintere Druckkammer (106) longitudinal begrenzen, welche fähig sind, unterschiedlichen Drücken ausgesetzt zu sein, insbesondere dem atmosphärischen Druck (Pa), einem Überdruck (Psur) oder einem Unterdruck (Pdep) eines Ansaugkrümmers (24) des Motors (12) von dem Typ, in welchem eine vordere Seite der beweglichen, transversalen vorderen Wand (92) eine longitudinale Steuerstange (56) aufweist, welche fähig ist, eine zurückgezogene Position und eine ausgestreckte Position einzunehmen, in welcher sie die Öffnung des Ventils (42) hervorruft, welches zum Turbinenauslass (18) gehört und von dem Typ, in welchem die hintere, transversale, bewegliche Wand (94) eine vordere Seite aufweist, welche mit einer zweiten longitudinalen Stange (112) zusammenwirkt, wobei die zwei Stangen unterschiedlich und von dem Typ sind, in welchem die zweite longitudinale Stange (112) fähig ist, von einer zurückgezogenen Position in eine ausgestreckte Position in Richtung nach vorne in Kontakt mit der hinteren Seite der beweglichen, transversalen, vorderen Wand (92) zu kommen, um diese in Richtung ihrer ausgestreckten Position einer Öffnung des Ventils (42) eines Turbinenauslasses (18) zu belasten, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Druckkammer (104) der Steuereinrichtung (14) an der Vorderseite durch die bewegliche, transversale, vordere Wand (92) begrenzt ist und an der Hinterseite durch eine transversale, starre Zwischenwand (89), welche longitudinal in dem Gehäuse (58) zwischen den zwei beweglichen, transversalen Wänden (92, 94) zwischengeschaltet ist, dadurch, dass die hintere Druckkammer (106) an der Vorderseite durch die transversale, starre Zwischenwand (89) begrenzt ist und an der Hinterseite durch die bewegliche, transversale, hintere Wand (94), wobei die starre Zwischenwand (89) eine Öffnung (91) aufweist, durch welche die zweite longitudinale Stange (112) fähig ist, in einer dichten Weise zu gleiten, wobei der atmosphärische Druck in einem Abschnitt des Gehäuses (58) herrscht, der zwischen der beweglichen, vorderen Wand (92) und seinem vorderen Ende (78) und in einem Abschnitt des Gehäuses (58), der zwischen der beweglichen, hinteren Wand (94) und dem hinteren Ende (88) enthalten ist, herrscht.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite longitudinale Stange (112) der Steuereinrichtung (14) in Richtung ihrer ausgestreckten Position belastet ist, wenn der Druck, welchem die hintere Druckkammer (106) ausgesetzt ist, niedriger als diejenigen ist, welchen die anderen Teile des Gehäuses (58) ausgesetzt sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem entladenen Funktionsmodus der Turbine (18) die vordere Druckkammer (104) und die hintere Druckkammer (106) der Steuereinrichtung (14) jeweils dem Überdruck (P_sur) des Ansaugkrümmers (24) und dem atmosphärischen Druck (P_a) ausgesetzt sind, wobei die erste longitudinale Stange (56) in Richtung ihrer ausgestreckten Position durch die transversale, bewegliche, vordere Wand (92) belastet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem entladenen Funktionsmodus der Turbine (18) die vordere Druckkammer (104) und die hintere Druckkammer (106) der Steuereinrichtung (14) jeweils dem atmosphärischen Druck (P_a) und dem Unterdruck (P_dep) des Ansaugkrümmers (24) ausgesetzt sind, wobei die zweite longitudinale Stange (112) in ihrer ausgestreckten Position durch die transversale, bewegliche, hintere Wand (94) belastet ist, um in Abstützung an die transversale, bewegliche, vordere Wand (92) zu kommen und die erste longitudinale Stange (56) in Richtung ihrer ausgestreckten Position zu belasten.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem aufgeladenen Funktionsmodus der Turbine (18) die vordere Druckkammer (104) und die hintere Druckkammer (106) der Steuereinrichtung (14a) dem atmosphärischen Druck (P_a) ausgesetzt sind, wobei die zwei Stangen eine zurückgezogene Position einnehmen.