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DE102015008803A1 - Auslasssystem mit entfernt angeordneter Auslasssteuervorrichtung mit mehreren Ventilen - Google Patents

Auslasssystem mit entfernt angeordneter Auslasssteuervorrichtung mit mehreren Ventilen Download PDF

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DE102015008803A1
DE102015008803A1 DE102015008803.3A DE102015008803A DE102015008803A1 DE 102015008803 A1 DE102015008803 A1 DE 102015008803A1 DE 102015008803 A DE102015008803 A DE 102015008803A DE 102015008803 A1 DE102015008803 A1 DE 102015008803A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
control device
exhaust
exhaust control
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015008803.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Nicholas Denman Norris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Progress Rail Locomotive Inc
Original Assignee
Electro Motive Diesel Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electro Motive Diesel Inc filed Critical Electro Motive Diesel Inc
Publication of DE102015008803A1 publication Critical patent/DE102015008803A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

Eine Auslasssteuervorrichtung (36) zur Verwendung mit einem Turbolader (34) in einem Auslasssystem (18) wird offenbart. Die Auslasssteuervorrichtung hat ein Gehäuse (38), welches zumindest teilweise einen langgestreckten Einlassdurchlass (44) und einen langgestreckten Auslassdurchlass (46) definiert, der in paralleler Orientierung relativ zum langgestreckten Einlassdurchlass angeordnet ist. Die Auslasssteuervorrichtung kann auch eine erste Ventilöffnung (54) haben, welche die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, und ein erstes Ventilglied (40), welches in der ersten Ventilöffnung angeordnet ist und konfiguriert ist, um sich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung der langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe zu bewegen. Die Auslasssteuervorrichtung kann außerdem eine zweite Ventilöffnung (54) aufweisen, welche die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, und ein zweites Ventilglied (40), welches in der zweiten Ventilöffnung angeordnet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Auslasssystem und insbesondere auf ein Auslasssystem mit einer entfernt montierten Auslasssteuervorrichtung mit mehreren Ventilen.
  • Hintergrund
  • Turboaufgeladene Motoren setzen oft Bypass- bzw. Überleitungsvorrichtungen ein, die üblicherweise als Auslasssteuervorrichtungen bekannt sind, um eine Turboladerdrehzahl und einen daraus resultierenden Ladedruck der Luft zu regeln, die zu einem Einlass des Motors geliefert wird. Eine typische Auslasssteuervorrichtung ist direkt an dem Turbolader oder an der assoziierten Auslasssammelleitung montiert und weist ein einzelnes Ventil auf, welches in einem Auslasssystem des Motors angeordnet ist, so wie eine pneumatische Betätigungsvorrichtung, die verwendet wird, um das Ventil zu bewegen. Die pneumatische Betätigungsvorrichtung bewegt selektiv das Ventil, um ein Volumen des Abgases zu modifizieren, welches in eine Turbine des Turboladers geleitet wird oder um diese herumgeleitet wird. Der Ladeluftdruck wird von einem Kompressor des Turboladers zu der pneumatischen Betätigungsvorrichtung geliefert, um eine Bewegung des damit verbundenen Ventils zu steuern. Wenn der Ladeluftdruck zunimmt, drückt eine Kraft der pneumatischen Betätigungsvorrichtung allmählich das Ventil auf, wodurch eine größere Menge an Abgas um die Turbine herum geleitet wird und die Turboladerdrehzahl und der Ladeluftdruck verringert werden. Wenn der Ladeluftdruck abnimmt, bringt die pneumatische Betätigungsvorrichtung das Ventil zu einer geschlossenen Position zurück, so dass mehr Abgas durch die Turbine läuft, wodurch die Turboladerdrehzahl und der Ladeluftdruck ansteigen.
  • In einigen Anwendungen kann es nötig sein, eine größere Menge an Abgasen an der Turbine vorbeizuleiten, als von einer einzigen Auslasssteuervorrichtung vorgesehen werden kann. In diesen Situationen werden mehrere Auslasssteuervorrichtungen verwendet, um das gesteigerte Volumen der Gase zu handhaben. Während dies effektiv war, kann die Verwendung von mehreren Auslasssteuervorrichtungen Probleme bei der Packung und bei der Steuerung erzeugen.
  • Ein Versuch, die Packung bzw. Konstruktionsanordnung einer Auslasssteuervorrichtung zu verbessern, wird in der Patentveröffentlichung Nr. WO 2012/121111 von NYNÄS offenbart, die am 22. August 2013 veröffentlicht wurde (die „111-Veröffentlichung”). Insbesondere beschreibt die „111-Veröffentlichung” ein System mit einer Ventilanordnung zu Steuerung des Gasflusses in einem turboaufgeladenen Verbrennungskolbenmotor. Die Ventilanordnung weist zwei oder mehr parallele Ventileinheiten auf, die mit einem Bypass- bzw. Überleitungskanal eines Turboladers verbunden sind. Jede Ventileinheit weist ein Butterfly- bzw. Drosselklappenventilglied auf, wobei die Ventilglieder von allen Einheiten in einem gemeinsamen Körper angeordnet sind. Ein Ableitungsverbindungsglied leitet Abgas von dem Bypass-Kanal axial durch jede Ventileinheit zu einem Zusammenleitungsverbindungsglied. In dieser kompakten Konfiguration kann eine große Anzahl von Ventilen verwendet werden, um einen großen Abgasfluss zu steuern, der an einer Turbine des Turboladers vorbeiläuft.
  • Während das System der „111-Veröffentlichung” dabei helfen kann, ein Ausmaß des Raums zu verringern, der von mehreren Auslasssteuervorrichtungen benötigt wird, ist es immer noch nicht ganz optimal. Insbesondere verwendet das System Drosselklappenventilglieder, die möglicherweise nicht vollständig abdichten. Zusätzlich kann die Konstruktion erfordern, dass die Ventileinheiten axial in dem Bypass-Kanal beim Turbolader positioniert werden, was die Packungs- bzw. Konstruktionsoptionen einschränken kann.
  • Die vorliegende Offenbarung ist darauf gerichtet, einen oder mehrere der oben dargelegten Nachteile und/oder andere Probleme des Standes der Technik zu überwinden.
  • Zusammenfassung
  • Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Auslasssteuervorrichtung zur Verwendung mit einem Turbolader gerichtet. Die Auslasssteuervorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen, welches zumindest teilweise einen langgestreckten Einlassdurchlass und einen langgestreckten Auslassdurchlass definiert, der in einer im Wesentlichen parallelen Orientierung relativ zum langgestreckten Einlassdurchlass angeordnet ist. Die Auslasssteuervorrichtung kann auch eine erste Ventilöffnung haben, welche die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, und ein erstes Ventilglied, welches in der ersten Ventilöffnung angeordnet ist und konfiguriert ist, um sich in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung der langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe zu bewegen. Die Auslasssteuervorrichtung kann zusätzlich eine zweite Ventilöffnung aufweisen, welche die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, und ein zweites Ventilglied, welches in der zweiten Ventilöffnung angeordnet ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine weitere Auslasssteuervorrichtung gerichtet. Diese Auslasssteuervorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen und zumindest teilweise einen langgestreckten Einlassdurchlass mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende definieren, und weiter einen langgestreckten Auslassdurchlass, der in einer im Wesentlichen parallelen Orientierung relativ zu dem langgestreckten Einlassdurchlass angeordnet ist und ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende hat. Die Auslasssteuervorrichtung kann auch eine erste Ventilöffnung aufweisen, die die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, weiter einen ersten Ventilsitz, der in der ersten Ventilöffnung angeordnet ist, und ein erstes Sitzventil, das in der ersten Ventilöffnung angeordnet ist und vorgespannt ist, um mit dem ersten Ventilsitz in Eingriff zu kommen. Die Auslasssteuervorrichtung kann weiter eine zweite Ventilöffnung aufweisen, die die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, weiter einen zweiten Ventilsitz, der an der zweiten Ventilöffnung angeordnet ist, und ein zweites Sitzventil, das vorgespannt ist, um mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff zu kommen. Die Auslasssteuervorrichtung kann zusätzlich eine erste pneumatische Betätigungsvorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, um das erste Sitzventil weg von dem ersten Ventilsitz zu bewegen, und eine zweite pneumatische Betätigungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um das zweite Sitzventil weg von dem zweiten Ventilsitz zu bewegen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Auslasssystem gerichtet. Das Auslasssystem kann eine Auslasssammelleitung aufweisen, die konfiguriert ist, um Abgas von dem Motor aufzunehmen, weiter einen Abgaskamin bzw. Endtopf, der konfiguriert ist, um Abgas in die Atmosphäre zu leiten, und einen Turbolader, der strömungsmittelmäßig zwischen der Auslasssammelleitung und dem Abgaskamin angeschlossen ist. Das Auslasssystem kann auch eine Auslasssteuervorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, um selektiv Abgase von der Auslasssammelleitung so zu leiten, dass sie an dem Turbolader vorbeilaufen und in den Abgaskamin fließen. Die Auslasssteuervorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen, welches zumindest teilweise einen Einlassdurchlass mit einem offenen Ende in Strömungsmittelverbindung mit dem Auslassdurchlass und ein geschlossenes Ende definiert. Weiter einen Auslassdurchlass mit einem offenen Ende in Strömungsmittelverbindung mit dem Abgaskamin bzw. Endtopf und ein geschlossenes Ende. Die Auslasssteuervorrichtung kann weiter eine erste Ventilöffnung aufweisen, welche die Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, weiter ein erstes Sitzventil, welches in der ersten Ventilöffnung angeordnet ist, eine zweite Ventilöffnung, welche die Ein- und Auslassdurchlässe verbindet, und ein zweites Sitzventil, das in der zweiten Ventilöffnung angeordnet ist. Die ersten und zweiten Sitzventile laufen vollständig durch den Auslassdurchlass, um die ersten und zweiten Ventilöffnungen zu verschließen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Motors mit einem beispielhaften offenbarten Auslasssystem;
  • 2 ist eine isometrische Darstellung einer beispielhaften offenbarten Auslasssteuervorrichtung, die mit dem Auslasssystem der 1 verwendet werden kann; und
  • 3 ist eine Querschnittsdarstellung der Auslasssteuervorrichtung der 2.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 veranschaulicht einen beispielhaften Motor 10. Für die Zwecke dieser Offenbarung wird der Motor 10 als ein mit Dieselbrennstoff angetriebener Verbrennungsmotor abgebildet und beschrieben. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass der Motor irgendeine andere Art eines Verbrennungsmotors verkörpern kann, beispielsweise einen Benzinmotor oder einen Gasbrennstoffmotor, der komprimiertes oder verflüssigtes Erdgas, Propan oder Methan verbrennt. Der Motor 10 kann einen Motorblock 12 aufweisen, der zumindest teilweise eine Vielzahl von Zylindern 14 definiert, und eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Kolbenanordnungen, die in den Zylindern 14 angeordnet sind, um eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Brennkammern zu bilden. Es wird in Betracht gezogen, dass der Motor 10 irgendeine Anzahl von Brennkammern aufweisen kann, und dass die Brennkammern in einer (gezeigten) Reihenkonfiguration, in einer „V-Konfiguration”, in einer Boxerkonfiguration bzw. einer Konfiguration mit gegenläufigen Kolben oder in irgendeiner anderen herkömmlichen Konfiguration angeordnet sein können.
  • Mehrere getrennte Untersysteme können mit dem Motor 10 assoziiert sein und zusammenarbeiten, um die Erzeugung von Leistung zu ermöglichen. Beispielsweise kann der Motor 10 ein Lufteinleitungssystem 16 und ein Auslasssystem 18 aufweisen. Das Lufteinleitungssystem 16 kann konfiguriert sein, um Luft oder eine Luft-Brennstoff-Mischung in den Motor 10 zur darauf folgenden Verbrennung zu leiten. Das Auslasssystem 18 kann Nebenprodukte der Verbrennung in die Atmosphäre auslassen.
  • Das Lufteinleitungssystem 16 kann mehrere Komponenten aufweisen, die konfiguriert sind, um Luft zu konditionieren und komprimierte Luft in die Zylinder 14 einzuleiten. Beispielsweise kann das Lufteinleitungssystem 16 einen Luftkühler 22 aufweisen, der stromabwärts von einem oder mehreren der Kompressoren 24 angeordnet ist. Der Kompressor (die Kompressoren) 24 kann (können) mit dem Kühler 22 (beispielsweise über einen Durchlass 20) verbunden sein und konfiguriert sein, um Einlassluft unter Druck zu setzen, die durch den Kühler 22 und in die Zylinder 14 des Motors 10 geleitet wird. Es wird in Betracht gezogen, dass das Lufteinleitungssystem 16 andere oder zusätzliche Komponenten aufweisen kann als oben beschrieben wurden, beispielsweise ein Drosselventil, variable Ventilbetätigungsvorrichtungen, die mit jedem Zylinder 14 assoziiert sind, Filterkomponenten, Kompressor-Bypass-Komponenten und andere bekannte Komponenten, die selektiv gesteuert werden können, um ein Luft-Brennstoff-Verhältnis des Motors zu beeinflussen, falls erwünscht. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass der Kühler 22 weggelassen werden kann, falls erwünscht.
  • Das Auslasssystem 18 kann mehrere Komponenten aufweisen, die Abgas aus den Zylindern 14 konditionieren und in die Atmosphäre leiten. Beispielsweise kann das Auslasssystem 18 einen Auslassdurchlass 26 (beispielsweise eine Auslasssammelleitung bzw. einen Abgaskrümmer), eine oder mehrere Turbinen 28, die von dem Abgas angetrieben werden, das durch den Durchlass 26 fließt, und einen Abgaskamin bzw. Endtopf 30 aufweisen, die mit einem Auslass der Turbine(n) 28 verbunden sind. Es wird in Betracht gezogen, dass das Auslasssystem 18 andere oder zusätzliche Komponenten aufweisen könnte als oben beschrieben wurden, beispielsweise Nachbehandlungskomponenten, eine Abgaskompressions- oder -freigabebremse bzw. Motorbremse, eine Dämpfungsvorrichtung und andere bekannte Komponenten, falls erwünscht.
  • Die Turbine(n) 28 kann (können) zur Aufnahme von Abgas angeordnet sein, welches den Motor 10 verlässt, und sie kann (können) mit einem oder mehreren Kompressoren 24 des Lufteinleitungssystems 16 durch eine gemeinsame Welle 32 verbunden sein, um einen Turbolader 34 zu bilden. Wenn die heißen Abgase, die aus dem Motor 10 austreten, sich durch die Turbine(n) 28 bewegen und gegen (nicht gezeigte) Flügel davon expandieren, kann (können) sich die Turbine(n) 28 drehen und den verbunden Kompressor (die Kompressoren) 24 antreiben, um Einlassluft unter Druck zu setzen.
  • In einigen Anwendungen kann die Menge des Abgases, die aus den Zylindern 14 des Motors 10 ausgelassen wird, mehr als eine erwünschte Menge sein, die durch die Turbine(n) 28 laufen sollte. Das heißt, wenn in diesen Situationen das gesamte Abgas durch die Turbine(n) 28 geleitet werden würde, könnte das Abgas eine übermäßig große Drehzahl des Turboladers 34 bewirken, weiter übermäßig große Ladedrücke, Wellenbildung bzw. Pumpstöße und/oder andere damit in Beziehung stehende Probleme. Aus diesem Grund kann das Auslasssystem 18 auch eine Auslasssteuervorrichtung 36 aufweisen, die strömungsmittelmäßig zwischen dem Auslassdurchlass 26 und dem Kamin bzw. Endtopf 30 angeschlossen ist (beispielsweise parallel zu der Turbine (den Turbinen) 28). Die Auslasssteuervorrichtung 36 kann einen Teil einer Bypass- bzw. Überleitungsschleife bilden, die selektiv gestattet, dass eine gesteuerte Menge des Abgases an der Turbine (den Turbinen) 28 vorbeiläuft und direkt von dem Abgasdurchlass 26 zum Kamin 30 fließt. Die Menge des Abgases, die an der Turbine (den Turbinen) 28 vorbeiläuft, kann basierend auf einer Turboladerdrehzahl, basierend auf einem Einlasssammelleitungsladedruck (d. h. einem Druck des Durchlasses 20), einer Temperatur (beispielsweise einer Abgas- oder Einlasslufttemperatur), basierend auf einem Brennstoffsteuerwert des Motors 10 oder basierend auf irgendeinem anderen in der Technik bekannten Parameter gesteuert werden.
  • Eine beispielhafte Auslasssteuervorrichtung 36 ist in den 2 und 3 veranschaulicht. Wie in diesen Figuren zu sehen ist, kann die Auslasssteuervorrichtung 36 ein Gehäuse 38, eine Vielzahl von (nur in 3 gezeigten) Ventilelementen 40, die bewegbar in dem Gehäuse 38 angeordnet sind, und eine Betätigungsvorrichtung 42 aufweisen, die mit jedem Ventilelement 40 assoziiert ist. Die Betätigungsvorrichtungen 42 können konfiguriert sein, um selektiv die Ventilelemente 40 zwischen Flussblockierungs- und Flussdurchlasspositionen zu bewegen, um dadurch strömungsmittelmäßig den Auslassdurchlass 26 mit dem Kamin 30 zu verbinden und eine erwünschte Menge des Abgases um die Turbine(n) 28 herumzuleiten.
  • Das Gehäuse 38 kann zumindest teilweise langgestreckte Ein- und Auslassdurchlässe 44, 46 definieren, die jeweils ein offenes Ende 48 und ein geschlossenes Ende 50 haben. Ein gemeinsamer Flansch 52 kann an den offenen Enden 48 angeordnet sein und eine Verbindung der Ein- und Auslassdurchlässe 44, 46 mit dem Auslassdurchlass 26 bzw. mit dem Abgaskamin 30 ermöglichen. Eine Vielzahl von Ventilöffnungen 54 kann in Längsrichtung des Gehäuses 38 zwischen den offenen und geschlossenen Enden 48, 50 beabstandet sein und konfiguriert sein, um strömungsmittelmäßig den Einlassdurchlass 44 mit dem Auslassdurchlass 46 zu verbinden. Obwohl zwei solcher Öffnungen 54 in 3 gezeigt sind, wird in Betracht gezogen, dass mehr als zwei vorgesehen sein können, falls erwünscht. Die Mittelachsen 56 der Ein- und Auslassdurchlässe 44, 46 können im Wesentlichen parallel (beispielsweise innerhalb ungefähr 0–5°) zueinander sein und eine Mittelachse 58 von jeder Öffnung 54 kann im Wesentlichen senkrecht (beispielsweise innerhalb ungefähr 0–5°) zu den Achsen 56 orientiert sein. In dieser Konfiguration kann Abgas, welches durch den Einlassdurchlass 44 fließt, über ungefähr 180° abgeleitet werden müssen, bevor es zurück aus dem Gehäuse 38 über den Auslassdurchlass 46 läuft.
  • Die Ventilöffnungen 54 können jeweils einen ringförmigen Ventilsitz 60 aufweisen, der konfiguriert ist, um mit einem entsprechenden einen der Ventilelemente 40 in Eingriff zu kommen. Insbesondere können die Ventilelemente 40 Sitzventile verkörpern, die eine kegelförmige ringförmige Oberfläche 62 haben, die konfiguriert ist, um mit dem Sitz 60 in Eingriff zu kommen und dadurch die Öffnungen 54 abzuschließen. Wie genauer unten beschrieben wird, können die Ventilelemente 40 sich zwischen einer Flussblockierungsposition (in der die Ventilelemente 40 mit den Sitzen 60 in Eingriff stehen und den Fluss dazwischen blockieren) und einer Flussdurchlassposition bewegen (in der die Elemente 40 entfernt von den Sitzen 60 sind, was einen Fluss dazwischen gestattet). Die Ventilelemente 40 können in Eingriff mit den Sitzen 60 federvorgespannt sein und durch die Betätigungsvorrichtungen 42 weg von den Sitzen 60 bewegt werden.
  • Die Betätigungsvorrichtungen 42 können konfiguriert sein, um an einer Außenwand des Gehäuses 38 montiert zu werden, beispielsweise an einer Außenwand des Auslassdurchlasses 46. In dieser Konfiguration können die Ventilelemente 40 im Allgemeinen mit der Achse 58 ausgerichtet sein und von den Sitzen 60 vollständig durch den Auslassdurchlass 46 zu den Betätigungsvorrichtungen 42 laufen. Entsprechend kann die Bewegung der Ventilelemente 40 in einer Richtung sein, die mit der Achse 58 ausgerichtet ist. Die Betätigungsvorrichtungen 42 können jeweils mit einer Betätigungsvorrichtungsbefestigungsanordnung 64 in Eingriff stehen, die integral mit dem Gehäuse 38 (beispielsweise von diesem vorstehend) an der Außenwand des Auslassdurchlasses 46 ausgebildet ist. In dem offenbarten Ausführungsbeispiel kann die Betätigungsvorrichtungsbefestigungsanordnung 64 eine Eingriffsstirnseite haben, die im Allgemeinen senkrecht zu der Eingriffsstirnseite des gemeinsamen Flansches 52 orientiert ist.
  • Die Betätigungsvorrichtungen 42 können pneumatische Betätigungsvorrichtungen sein. Insbesondere kann jede der Betätigungsvorrichtungen 42 (einen nur in 2 gezeigten) Einlassanschluss 66 aufweisen, der konfiguriert ist, um einen Fluss von komprimierter Luft (oder Gas) aufzunehmen. Wenn ein Druck der Luft einen Öffnungsdruck der Ventilelemente 40 überschreitet, können die Ventilelemente 40 weg von den Öffnungen 60 bewegt werden. Wenn der Druck der Luft unter den Öffnungsdruck abfällt, können die Ventilelemente 40 zurück in Eingriff mit den Sitzen 60 vorgespannt werden. Viele herkömmliche pneumatische Betätigungsvorrichtungen, die in der Technik bekannt sind, können für diesen Zweck verwendet werden.
  • Es wird in Betracht gezogen, dass die Betätigungsvorrichtungen 42 unabhängig und separat oder abhängig und gleichzeitig betätigt werden können, wie erwünscht. Beispielsweise könnte eine einzige (nicht gezeigte) Sammelleitung strömungsmittelmäßig eine Hochdruckluftquelle mit beiden Einlassanschlüssen 66 parallel verbinden, so dass beide Betätigungsvorrichtungen 42 dem gleichen Druck zur gleichen Zeit ausgesetzt sind. Unter der Annahme, dass beide Betätigungsvorrichtungen 42 die gleiche Vorspannung haben, die dahingehend wirkt, dass die Ventilelemente 40 in die geschlossene Position gedrückt werden, sollte der gleiche Steuerdruck bewirken, dass die Ventilelemente 40 der Betätigungsvorrichtungen 42 sich zur gleichen Zeit und um die gleiche Größe öffnen. In dieser gleichen Konfiguration können sich jedoch, wenn eine unterschiedliche Vorspannung auf die Ventilelemente 40 von zwei unterschiedlichen Betätigungsvorrichtungen 42 ausgeübt wird, die Ventilelemente 40 zu unterschiedlichen Zeiten und/oder um unterschiedliche Größen bewegen. Alternativ kann jede Betätigungsvorrichtung 42 mit ihrer eigenen (nicht gezeigten) Luftquelle verbunden sein und kann vollständig separat gesteuert werden, falls erwünscht.
  • Die Auslasssteuervorrichtung 36 kann zur Montage entfernt von dem Turbolader 34 konfiguriert sein. Insbesondere können ein oder mehrere Befestigungsmerkmale 68 integral mit dem Gehäuse 38 ausgebildet sein, welche gestatten, dass die Auslasssteuervorrichtung 36 in irgendeiner Orientierung und an irgendeiner Stelle an oder nahe dem Motor 10 montiert werden kann. Beispielsweise ist die offenbarte Auslasssteuervorrichtung 36 mit vier Befestigungsansätzen 68 gezeigt, wobei einer an jeder Ecke der Auslasssteuervorrichtung 36 angeordnet ist (beispielsweise an jedem Ende der Ein- und Auslassdurchlässe 44, 46). Dies kann gestatten, dass die Auslasssteuervorrichtung 36 an eine Seite des Motors 10 entfernt von dem Turbolader 34 angeschraubt wird, und dass der Auslassdurchlass 26 und/oder der Kamin 30 dann zu dem gemeinsamen Flansch 52 verlaufen. Es wird in Betracht gezogen, dass zusätzliche Leitungen, Rohre und/oder Schläuche (nicht gezeigt) verwendet werden können, um den Auslassdurchlass 26 und/oder den Kamin 30 mit der Auslasssteuervorrichtung 36 zu verbinden, falls erwünscht.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das offenbarte Auslasssystem und die Auslasssteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung können auf jegliche Motoranwendung anwendbar sein, wo eine Abgasüberleitung bzw. ein Bypass von Abgas über den Turbolader in einem kompakten Raum erwünscht ist. Die offenbarte Auslasssteuervorrichtung sieht die Überleitung von Abgas in einer kompakten Konfiguration vor, indem sie mehrere Ventilelemente in einem gemeinsamen Gehäuse verwendet.
  • Verschiedene Vorteile können mit dem offenbarten Auslasssystem und der Auslasssteuervorrichtung assoziiert sein. Weil beispielsweise die offenbarte Auslasssteuervorrichtung Sitzventile verwenden kann, kann eine bessere Flusssteuerung des übergeleiteten Abgases erreicht werden. Das heißt, die Sitzventile können im Vergleich zu anderen Arten von Ventilen, die gewöhnlicher Weise in Auslasssteuervorrichtungsanwendungen verwendet werden, besser abdichten. Weil außerdem die offenbarte Auslasssteuervorrichtung an irgendeiner Stelle in dem Auslasssystem montiert werden kann, kann die Flexibilität bei der Packung bzw. Konstruktion verbessert werden. Weiterhin kann die einzigartige Konfiguration der Ein- und Auslassdurchlässe kombiniert mit der Lage und der Betätigungs- bzw. Betriebsrichtung der offenbarten Ventilelemente weiter die Packung verbessern, ohne Leistung zu opfern.
  • Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem Auslasssystem und an der Auslasssteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer praktischen Ausführung des offenbarten Auslasssystems und der hier offenbarten Auslasssteuervorrichtung offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Schutzumfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2012/121111 [0004]

Claims (10)

  1. Auslasssteuervorrichtung (36) zur Verwendung mit einem Turbolader (34), die Folgendes aufweist: ein Gehäuse (38), welches zumindest teilweise einen langgestreckten Einlassdurchlass (44) und einen langgestreckten Auslassdurchlass (46) definiert, der in paralleler Orientierung relativ zum langgestreckten Einlassdurchlass angeordnet ist; eine erste Ventilöffnung (54), welche die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet; ein erstes Ventilglied (40), das in der ersten Ventilöffnung angeordnet ist und konfiguriert ist, um sich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung der langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe zu bewegen; eine zweite Ventilöffnung (54), welche die langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe verbindet; und ein zweites Ventilglied (40), das in der zweiten Ventilöffnung angeordnet ist.
  2. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der ersten und zweiten Ventilglieder Sitzventilglieder sind.
  3. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 2, die weiter einen Ventilsitz (60) an jeder der ersten und zweiten Ventilöffnungen aufweist, der konfiguriert ist, um mit den ersten und zweiten Ventilgliedern in Eingriff zu kommen.
  4. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 3, die weiter Folgendes aufweist: eine erste pneumatische Betätigungsvorrichtung (42), die konfiguriert ist, um das erste Ventilglied zu bewegen; und eine zweite pneumatische Betätigungsvorrichtung (42), die konfiguriert ist, um das zweite Ventilglied zu bewegen.
  5. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die ersten und zweiten pneumatischen Betätigungsvorrichtung konfiguriert sind, um die ersten und zweiten Ventilglieder weg von den Ventilsitzen an den ersten und zweiten Öffnungen zu bewegen; und wobei die ersten und zweiten Ventilglieder zu den Ventilsitzen an den ersten und zweiten Öffnungen federvorgespannt sind.
  6. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe ein offenes Ende (48) und ein geschlossenes Ende (50) aufweist, wobei die ersten und zweiten Öffnungen zwischen den offenen und geschlossenen Enden angeordnet sind.
  7. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 6, die weiter einen gemeinsamen Flansch (52) aufweist, der an den offenen Enden der langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe angeordnet ist, wobei der gemeinsame Flansch konfiguriert ist, um eine Verbindung zu den Auslassdurchlässen (20, 30) aufzunehmen bzw. zu ermöglichen, die mit dem Turbolader assoziiert sind.
  8. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 7, die weiter Befestigungsmerkmale (68) aufweist, die an den offenen und geschlossenen Enden der langgestreckten Ein- und Auslassdurchlässe angeordnet sind.
  9. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Befestigungsmerkmale Ansätze aufweisen.
  10. Auslasssteuervorrichtung nach Anspruch 7, die weiter Betätigungsvorrichtungsbefestigungsanordnungen (64) aufweist, die von einer Wand des langgestreckten Auslassdurchlasses vorstehen, wobei die Betätigungsvorrichtungsbefestigungsanordnungen jeweils eine Eingriffsstirnseite aufweisen, die im Allgemeinen senkrecht zu dem gemeinsamen Flansch orientiert ist; und wobei die ersten und zweiten Ventilglieder vollständig durch den langgestreckten Auslassdurchlass laufen, um die ersten und zweiten Ventilöffnungen zu verschließen.
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