DE3404769A1

DE3404769A1 - Ventil zum einbau in einen kruemmer einer fluidleitung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3404769A1
Application number: DE19843404769
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl.-Ing. 7506 Bad Herrenalb Rutschmann; Joachim Dipl.-Ing. Wagner (FH), 7000 Stuttgart
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1984-02-10
Publication date: 1985-08-14
Also published as: GB8503437D0; FR2559547A1; IT1183123B; IT8519303A0; GB2156045B; FR2559547B1; JPS60184772A; GB2156045A

Description

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Ventil zum Einbau in einen Krümmer einer Fluidleitung einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Einbau in einen Krümmer einer Fluidleitung einer Brennkraftmaschine, insbesondere ein Abgasventil für eine Turbolader-Anlage.

Bei derartigen Ventilen, mit denen Flüssigkeits- oder Gasströme in Rohrleitungen von Brennkraftmaschinen gesteuert werden, besteht immer der Wunsch, sie in Öffnungsstellung mit möglichst geringem Durchflußwiderstand auszuführen, um Leistungsverluste gering zu halten. Insbesondere besteht diese Forderung bei einem Abgasventil einer Turbolader-Anlage, da hier ein durch Verwirbelung hervorgerufener hoher Druckverlust auch die Regelbarkeit der Turbolader-Anlage beeinträchtigt. Denn diese Verwirbelungen ergeben eine rasch wechselnde und nicht reproduzierbare Strömungsform, die meistens die Ursache für das unerwünschte, sprunghafte Einsetzen der Turboladeraufladung ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ventil so zu gestalten, daß es im geöffneten Zustand einen möglichst geringen Druckverlust hervorruft.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Wenn sowohl das feststehende Ventilgehäuse als auch der Ventilkörper eine angenäherte kegelige Außenkontur aufweisen und in Öffnungsstellung mit ihren Kegelgrundflächen aneinander anliegen, ergibt sich insgesamt ein stromlinienförmiges Gebilde, das kaum Verwirbelungen und einen nur sehr geringen Druckverlust in der Fluidleitung verursacht,

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in die es eingesetzt ist. Da dieses Ventil in einen Krümmer eingebaut ist, ist es zweckmäßig, wenn nach Anspruch 5 der Kegelmantel des Ventilgehäuses in Richtung des Krümmerverlaufs abgebogen und nach Anspruch 6 und 7 der Kegelmantel des Ventilkörpers so gekrümmt ist, daß er in Öffnungsstellung des Ventils annähernd aquidistant zur Krümmerwand verläuft. Das Ventil hat somit die gleiche Wirkung wie bekannte Umlenkbleche, die in Krümmer eingesetzt werden, um Strömungsablösung und Verwirbelung zu vermeiden und den Druckverlust im Krümmer herabzusetzen.

Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale, die konstruktive Einzelheiten betreffen, enthalten die Ansprüche 2, 3 und

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils, das in der Zeichnung in Öffnungsstellung dargestellt ist, wird nachfolgend erläutert.

In einem Krümmer 1 einer Abgasleitung 2 einer Turbolader-Anlage ist an einem inneren Auge 3 des Krümmers 1 ein Ventilgehäuse angegossen. Das Ventilgehäuse 4 ist als Hohlkegel mit abgerundeter Spitze 5 ausgebildet, wobei der Kegelmantel in Richtung des Krümmerverlaufs abgebogen ist. An der Kegelgrundfläche des Ventilgehäuses 4 liegt die Kegelgrundfläche eines ebenfalls kegeligen Ventilkörpers 6 an. Der Kegelmantel des Ventilkörpers 6 ist aus einer ebenen Sitzfläche 7 und einem sich an sie anschließenden, nach außen gewölbten Teil 8 zusammengesetzt, der in Öffnungslage des Ventils über die gesamte Mantellänge aquidistant zum Krümmer 1 verläuft. Der Ventilkörper 6 bildet mit dem Ventilgehäuse 4 in Öffnungsstellung des Ventils einen Doppelkegel mit geschlossener Außenkontur, die mit der Krümmerwandung über die ganze Länge des Doppelkegels einen etwa konstant breiten Ringkanal 9 bildet. In diesem Ringkanal 9 wird das Abgas geführt und im Einlaufbereich des Krümmers nahezu ablösungs-und wirbelfrei umgelenkt.

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Mit einer Venilstange 10 ist der Ventilkörper 6 in einer Lagerbuchse 11 längsgeführt, die in das innere Auge 3 und ein am Krümmer 1 angegossenes, äußeres Auge 12 eingepreßt ist. An dem nach außen durchgeführten Ende 13 der Ventilstange 10 ist der Ventilkörper von außen betätigbar, wobei in Schließstellung des Ventilkörpers die Sitzfläche 7 auf dem zwischen Krümmer 1 und Abgasleitung 2 eingelegtem Sitzring 14 dicht aufliegt. Beim Schließen des Ventils verkleinert sich die freie Durchtrittsfläche etwa linear proportional mit dem Schließweg, so daß auch in der erwünschten Weise die durch das Ventil strömende Abgasmenge annähernd linear proportional zu dem jeweiligen Stellweg des Ventilkörpers ist. Wird ein solches Ventil in die Bypaßleitung einer Turbolader-Turbine eingesetzt, so läßt sich der Mengenstrom und damit auch das Einsetzen der Turboladung exakt und feinfühlig steuern. Diese gute Steuerbarkeit des Ventils ist auch von größter Wichtigkeit, wenn es als Umschaltventil für zwei zusaitimenschaltbare Turbolader verwendet wird, da somit ein großer Leistungseinbruch beim Umschalten vermieden werden kann.

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Claims

^04769 Patentansprüche

1. Ventil zum Einbau in einen Krümmer einer Fluidleitung einer Brennkraftmaschine, insbesondere Abgasventil für eine Turbolader-Anlage, das aus einem im Krümmer fest und mit Abstand zu der Krümmerwand angeordneten Ventilgehäuse sowie einem zu ihm längsverschieblichen Ventilkörper besteht, der in Schließstellung auf einem Sitz der Fluidleitung aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (4) und der Ventilkörper (6) etwa kegelartig gestaltet sind, wobei die beiden Kegelgrundflächen in Öffnungsstellung des Ventilkörpers (6) aneinander anliegen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (4) einstückig mit einem inneren Auge (3) des Krümmers (1) ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmer (1) fluchtend zum inneren Auge (3) ein äußeres Auge (12) aufweist und daß eine am Ventilkörper (6) angebrachte Ventilstange (10) in einer in das innere und äußere Auge eingepreßten Lagerbuchse (11) längsgeführt und von außen betätigbar ist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (6) und/oder das Ventilgehäuse (4) als Hohlkegel gestaltet sind.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelmantel des Ventilgehäuses (4) in Richtung des Krümmerverlaufs abgebogen ist und daß die Kegelspitze (5) abgerundet ist.

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6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelmantel des Ventilkörpers (6) aus einem ebenen, als Sitzfläche (7) ausgebildeten Teil und einem sich daran anschließenden, gekrümmten Teil (8) zusammengesetzt ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Teil (8) des Kegelmantels in Öffnungsstellung des Ventilkörpers (6) annähernd äquidistant zum Krümmer (1) verläuft.