WO2022048705A1 - Valve apparatus of an exhaust gas conveying portion of an exhaust gas turbocharger and exhaust gas conveying portion of an exhaust gas turbocharger - Google Patents

Valve apparatus of an exhaust gas conveying portion of an exhaust gas turbocharger and exhaust gas conveying portion of an exhaust gas turbocharger Download PDF

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WO2022048705A1
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WO
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valve
exhaust gas
arm
lever arm
valve body
Prior art date
Application number
PCT/DE2021/100699
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German (de)
French (fr)
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Dietmar FILSINGER
Carsten Weinhold
Stephan WENIGER
Viktor Dick
Original Assignee
Ihi Charging Systems International Gmbh
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Publication date
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Priority claimed from DE102020123177.6A external-priority patent/DE102020123177A1/en
Priority claimed from DE102020123179.2A external-priority patent/DE102020123179A1/en
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger of the type indicated in the preamble of patent claim 1.
  • the invention also relates to an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger according to the preamble of patent claim 16.
  • Valve devices for exhaust gas routing sections are known.
  • exhaust gas guide sections have a bypass channel for the controllable inflow of a turbine wheel rotatably accommodated in the exhaust gas guide section, which bypass channel is opened or closed with the aid of a valve device.
  • the valve devices serve to open and close a flow opening formed between the two flows.
  • the valve device can be designed to open and close the flow opening and to open and close the bypass channel. In other words, this means that a single valve device, comprising a single valve body, is designed to regulate the inflow onto the turbine wheel.
  • Patent specification DE 10 2012 015 536 B4 discloses a valve device for an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger, the exhaust gas routing section having a single-flow design and having a bypass channel to bypass a turbine wheel rotatably accommodated in the exhaust gas routing section.
  • a valve disk of the valve device In a closed position, in which a valve opening formed in the bypass channel is closed with the aid of the valve disk, a valve disk of the valve device has a longitudinal center axis of the valve disk at a distance from a longitudinal center axis of the valve opening.
  • the published application WO 2017/108160 A1 discloses a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger, the exhaust gas routing section having two flows and a bypass channel.
  • the valve device is used to open and close the bypass duct and to open and close a flow connection cross section formed in the exhaust gas routing section.
  • the object of the present invention is to provide an improved valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger.
  • the further object is to specify an improved exhaust-gas routing section of an exhaust-gas turbocharger.
  • this object is achieved with a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger with the features of claim 1 .
  • the further object is achieved according to the invention with an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger with the features of claim 16.
  • a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger has a valve system comprising a valve body and a valve arm.
  • the valve body is arranged on a valve lever arm of the valve device with the aid of the valve arm fastened to the valve body, the valve lever arm being movable with the aid of a movement device of the valve device.
  • the valve body has a projection facing away from the valve lever arm. At least one movement gap is formed between the valve system and the valve lever arm.
  • the valve body has a valve longitudinal axis and the valve arm has an arm longitudinal axis.
  • the valve system and/or the valve lever arm are designed for complete or at least partial compensation of exhaust gas forces acting on the valve system and/or on the valve lever arm.
  • valve device can be implemented in a simple manner by offsetting the valve arm.
  • this means that the valve arm is not accommodated centrally on the valve body, viewed in a section along the longitudinal axis of the valve, but rather the valve arm is arranged at a radial distance from the longitudinal axis of the valve.
  • An asymmetrical shape is also achieved by arranging indentations or protuberances on the valve body or on the valve arm or on the valve lever arm.
  • FIG. 1 is a perspective view of a section through a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger according to the prior art in a first position
  • FIG. 2 shows a further valve device according to the prior art in a section in a second position with exemplary isotherms during operation of the exhaust gas turbocharger
  • FIG. 3 shows a perspective view of a valve device according to the invention in a first exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a second embodiment
  • FIG. 5 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a third exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a fourth exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a fifth exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a sixth embodiment
  • FIG. 9 shows a sectional view of the valve device according to the invention in a seventh exemplary embodiment
  • 10 shows a sectional view of the valve device according to the invention in an eighth exemplary embodiment
  • FIG. 11 shows a sectional view of the valve device according to the invention in a ninth embodiment
  • FIG. 12 shows a sectional view of the valve device according to the invention in a tenth exemplary embodiment
  • FIG. 13 shows a sectional view of the valve device according to the invention in an eleventh exemplary embodiment
  • valve device 14 shows the valve device according to the invention in a top view in a twelfth embodiment
  • FIG. 15 shows the valve device according to the invention in a sectional illustration along a section line XV-XV. Fig. 14, and
  • FIG. 16 shows the valve device according to the invention in a sectional illustration along a section line XVI-XVI. 14
  • An exhaust gas guide section 1 of an exhaust gas turbocharger 2 that can be flowed through according to FIG. 1 according to the prior art comprises an inlet channel 3 for the entry of a fluid flow into the exhaust gas guide section 1, generally exhaust gas from an internal combustion engine 7, a first spiral channel 4 and a second spiral channel 5 downstream of the inlet channel 3 for conditioning the flow, and an outlet channel, not shown in detail, downstream of the spiral channels 4, 5, through which the exhaust gas can escape from the exhaust gas guide section 1 in a targeted manner.
  • a wheel chamber not shown in detail, is formed, in which a turbine wheel, not shown in detail, is rotatably accommodated.
  • the spiral channels 4, 5 are using a Partition T can be flown through separately from one another.
  • a through-flow opening 10 is formed in the partition T so that exhaust gas can flow from the first spiral channel 4 into the second spiral channel 5 and vice versa.
  • the exhaust gas routing section 1 is connected to an exhaust manifold 6 of the internal combustion engine 7, so that the exhaust gas of the internal combustion engine 7 can enter the spiral ducts 4, 5 via the inlet duct 3 in order to act on the turbine wheel.
  • a valve device 8 for separating and connecting the first spiral channel 4 and the second spiral channel 5 is arranged in the exhaust gas guide section 1.
  • a valve body 9 of the valve device 8 is arranged in a throughflow opening 10, with the aid of which the two spiral channels 4, 5 are designed so that a flow can flow through them.
  • the valve device 8 comprises a valve system 11 which has the valve body 9 and a valve arm 13 connecting the valve body 9 to a valve lever arm 12 of the valve device 8 .
  • a bypass channel 14 formed in the exhaust gas guide section 1, which is designed to bypass a rotatably accommodated turbine wheel of the exhaust gas turbocharger 2 (not shown in detail) in the exhaust gas guide section 1, can be opened and closed with the aid of the valve body 9.
  • the through-flow opening 10 is open and exhaust gas can flow out of the first spiral channel 4 into the second spiral channel 5 and vice versa. That is, exhaust gas from the one spiral channel 4; 5 into the other spiral channel 5; 4 can overflow via the flow opening 10.
  • a valve opening 15 of the bypass channel 14 is open.
  • a flow rate of the exhaust gas or its mass flow, which is routed via the bypass duct 14, depends on an opening position of the valve body 9 a small amount of flow can flow via the bypass channel 14 . If the valve body 9 is in a maximum opening position, the flow opening 10 and the valve opening 15 are fully open.
  • the valve body 9 is to be arranged in further positions between the first position and the maximum opening position, so that the exhaust gas flowing through the flow opening 10 and/or the valve opening 15 can be adapted to achieve the best possible efficiency of the exhaust gas turbocharger 2 in accordance with the exhaust gas quantity flowing through
  • the valve body 9 has a projection 16 which faces away from the valve lever arm 12 .
  • the valve lever arm 12 is connected to a moving device 18 for moving the valve device 8 . It is designed for pivoting about a pivot axis 20 at its end 19 of the lever arm facing away from the valve system 11 .
  • the valve body 9 of the valve device 8 like. Fig. 1 is solid, the valve body 9 of the valve device 8 like. 2 is hollow, in particular in the form of a pot.
  • the valve arm 13 extends from a base 22 formed in an interior space 21 of the valve body 9 along the longitudinal valve axis 23 of the valve body 9 in the form of a cylinder, with its longitudinal extension projecting beyond a body ring 24 of the valve body 9.
  • a longitudinal arm axis 31 of the valve arm 13 is configured coaxially with the longitudinal valve axis 23 , which forms an axis of symmetry of the valve body 9 at least in one plane of the valve body 9 .
  • the body ring 24 surrounds the valve body 9 and projects beyond it in the radial direction and has a contact surface 25 for sealing rising contact in a valve seat 26 in the exhaust gas guide section 1, which is associated with the valve opening 15.
  • the valve lever arm 12 is designed to receive the valve arm 13 in a receiving opening 27 at its end designed to face the valve arm 13 .
  • the valve lever arm 12 is designed to extend into the interior space 21 and is supported with its bottom 22 opposite end at the bottom 22 from.
  • the receiving opening 27 has a longitudinal opening axis 28 which is coaxial with the longitudinal valve axis 23 in the first position of the valve body 9 .
  • the valve arm 13 has a securing element 29 for secure mounting on the valve lever arm 12 , the valve lever arm 12 being arranged between the valve body 9 and the securing element 29 .
  • valve device 8 in particular the valve body 9 and a section of the valve lever arm 12 facing the valve body 9, are permanently directly exposed to the exhaust gas flow and acted upon by it.
  • the temperature and mass of the exhaust gas flow fluctuates depending on the operation of the internal combustion engine 7.
  • a spatial expansion of the valve system 11 and the valve lever arm 12 is, however, dependent on the temperature of the exhaust gas flow and thus also fluctuates or changes with the operation of the internal combustion engine 7.
  • the movement gap 30 therefore also changes, depending on the operation of the internal combustion engine 7. In the first position of the valve device 8, this is irrelevant with regard to undesirable noise emissions, but forces of the exhaust gas flow act almost completely on the valve body 9, especially at the maximum opening position, which, for example, result in rattling due to movement of the valve system 11 relative to the valve lever arm 12.
  • An example is a temperature distribution on and in the valve system 11 and the valve lever arm 12 with the aid of isotherms 11, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8, I9, a first isotherm 11, a second isotherm I2, a third isotherm I3, a fourth isotherm I4, a fifth isotherm I5, a sixth isotherm I6, a seventh isotherm I7, an eighth isotherm I8 and a ninth isotherm I9 shown in Fig. 2, the first isotherm 11 being a highest temperature of the temperature distribution and the ninth isotherm I9 have a lowest temperature of the temperature distribution and the isotherms I2 to I8 in between have a descending temperature of the temperature distribution in the order of their ascending digits.
  • valve system 11 and/or the valve lever arm 12 of the valve device 8 is designed for complete or at least partial compensation of exhaust gas forces acting on the valve body 9 .
  • an asymmetrical configuration of the valve system 11 and/or the valve lever arm 12 is provided.
  • this means that the valve system 11 is positionally stable with regard to the position of the valve system 11 relative to the valve lever arm 12, in particular in the open position, in particular in the maximum open position.
  • exhaust gas forces of the exhaust gas flow which flows around the valve system 11 and act on it, are at least partially compensated, so that the movement caused by the attack of the exhaust gas forces is eliminated or at least reduced between the valve lever arm 12 and the valve system 11.
  • the valve system 11 and/or the valve lever arm 12 are designed in such a way that a particularly abrupt change in direction of the applied exhaust gas force 55 is avoided.
  • valve longitudinal axis 23 is formed at a distance from the arm longitudinal axis 31 .
  • the two longitudinal axes 23, 31 are not coaxial, but have a radial spacing 32 in the present exemplary embodiment.
  • the valve arm 13 is preferably designed in the form of a cylinder, which enables simple production with, for example, a one-piece design of the valve system 11, the distance 32 in this exemplary embodiment is in the form of a radial distance.
  • the distance 32 has a value which is greater than a maximum value of the movement gap 30.
  • a support element 33 is formed on the valve arm 13 to support the valve lever arm 12 and is produced in one piece with the valve arm 13 .
  • the valve arm 13 is completely ring-shaped.
  • the support element 33 which is provided to support the valve lever arm 12 in the direction of the longitudinal axis 31 of the arm, can have a relatively short extension in the direction of the longitudinal axis 31 of the arm in order to reduce weight.
  • the valve lever arm 12 can have an annular or segment-shaped bead (not shown in detail) opposite the support element 33 for improved mobility of the valve system 11 to avoid jamming during operation of the exhaust gas turbocharger.
  • valve device 8 is shown in a second embodiment.
  • the valve body 9 is pot-shaped and is designed to partially accommodate the valve lever arm 12 in its interior space 21 .
  • the contour 17 of the valve body 9 has an indentation 34 , the indentation 34 being formed in the area of a lateral surface 35 of the valve body 9 .
  • the valve lever arm 12 is held between two pins 36, the two pins 36 on the body ring 24 extending from the body ring 24 in a direction away from the projection 16.
  • the valve lever arm 12 is arranged between the securing element 29 and the base 22 in order to securely accommodate it.
  • the indentation 34 is designed to avoid stalls in the exhaust gas flow when the exhaust gas hits it, as a result of which the exhaust gas forces acting on the valve body 9 can be reduced. This leads to a reduction in the relative movement of the valve body 9 in relation to the valve lever arm 12. An abrupt change in the direction of the applied exhaust gas force 55 is thus avoided.
  • the indentation 34 has a fin 37 .
  • the indentation 34 has a first step 38 relative to the lateral surface 35 .
  • the valve body 9 is designed in such a way that the pressure distribution on the valve surface resulting from the inflow leads to a resultant exhaust gas force, which remains as stable as possible in its direction of force over an engine cycle and thus prevents movement on the valve body.
  • a valve device 8 according to the invention designed according to FIG. 6 has a force application point on the valve body 9 which is designed at a distance from the longitudinal valve axis 23 in the radial direction.
  • a bulge (not shown) is formed that protrudes into the interior space 21, which in a simple manner leads to a displacement of a center of gravity SK of the valve body 9 of the valve body 9, which is otherwise designed according to its contour 17 symmetrically to its longitudinal valve axis 23, in the radial direction at a distance from the longitudinal valve axis 23 .
  • a shift in the point of application of force which leads to a reduction in the movement of the valve system 11 in the open position of the valve device 8, relates to the valve arm 13 in an exemplary embodiment that is not shown in detail. This has a center of gravity which is formed at a distance from its arm longitudinal axis 31 in the radial direction.
  • the realization of the asymmetry of the valve body 9 and/or the valve arm 13 and/or their mutual arrangement in the direction of the valve longitudinal axis 23 of the valve body 9 and/or in the radial direction can be designed in many ways.
  • the indentation can be arranged closer to the valve lever arm 12 in the axial direction of the valve longitudinal axis 23 . It could also be designed to be deeper, or it could be designed to extend further over a circumference of the lateral surface 35 .
  • a further implementation of the asymmetry can be achieved with the aid of a nose 39 formed on the valve lever arm 12 .
  • the lug 39 can be designed to be more or less inclined in relation to an arm surface 40 of the valve lever arm 12. It can be rounded on its side surfaces 41 in order to avoid a flow separation of the exhaust gas flow, or it can be designed with relatively sharp edges in order to bring about turbulence.
  • the asymmetry can be formed with respect to all spatial valve axes. Influencing the pressure distribution from the exhaust gas flow on the valve surface is decisive for the execution of the asymmetry. The resulting force at the point of force application should prevent movement on the valve as far as possible.
  • FIGS. 7 and 8 variants with respect to the indentation 34 and the nose 39 are shown in a fifth or sixth exemplary embodiment of the valve device according to the invention.
  • a defined form of the valve system 11 and the valve lever arm 12 can be determined in a simulation program which is used for flow simulation or flow calculation.
  • a spring element is formed between the valve body 9 and the valve lever arm 12 and/or between the securing element 29 and the valve lever arm 12 to encompass the valve arm 13 for damping purposes.
  • the valve device 8 is, with the aid of its contour 17 and/or the spaced arrangement of the valve longitudinal axis 23 and the arm longitudinal axis 31 or the opening longitudinal axis 28 and/or the shape of the valve lever arm 12 with the formation of the lug 39 at its end facing away from the valve system 11 Avoiding points of attack of the exhaust gas flow designed to avoid moments in at least more than two quadrants, see Fig. 9, lead.
  • the valve device 8 is preferably designed in such a way that torques occur exclusively in one quadrant during operation.
  • a zero point of the associated axis system is defined by the point of application of force, which corresponds to the center of gravity SK or the center of gravity of the valve arm 13 .
  • a perfectly stable position of the valve system 11 is achieved by a torque effect, which is described by a position in the coordinate system that is fixed over the time of an engine cycle.
  • designs are also advantageous which have the smallest possible orbit in a quadrant over the time of an engine cycle or avoid zero crossings, i.e. quadrant changes of the momentarily acting torques.
  • valve system 11 of the valve device 8 is designed for complete or at least partial compensation of exhaust gas forces acting on the valve body 9 also formed in the seventh embodiment of FIG.
  • the valve lever arm 12 has a convexly curved lever arm surface 43 in an end region 42 accommodated in the interior space 21 of the valve body 9 .
  • the end area 42 is characterized by a sudden increase in a diameter D of the valve lever arm 12 for contacting the valve body 9 , with a second step 48 being formed between the end area 42 and the rest of the valve lever arm 12 .
  • Quasi-complementary in this context means that the two surfaces 43, 44 are mostly but not completely complementary.
  • a gap 46 is formed between the two surfaces 43, 44, which is formed to permit relative movement between the valve body 9 and the valve lever arm 12.
  • the gap 46 is larger than in the central region 47 of the end region 42.
  • the gap 46 is also over a small area 49 running from the second paragraph 48 towards the end 45 increases. The enlargement of the gap 46 in the end 45 and in the small area 49 allows the relative movement between the valve body 9 and the valve lever arm 12.
  • the two curved surfaces 43, 44 have a center of rotation M which, starting from a first body surface contacting the partition T in the position of the valve device 8 in which the flow opening 10 is completely closed 50 in the direction of the valve lever arm 12 at a further distance IM, characterized by the second shoulder 48 is formed.
  • a spring element 51 is provided, which is used as a damping element. It is arranged between the securing element 29 and the valve lever arm 12 .
  • valve body 9 Depending on an embodiment of the valve system 11 and depending on the position of the center of rotation M as a function of the further distance IM, there are large or small deflections of the valve body 9.
  • Figures 10 to 13 each show a sectional view of the valve device 8 according to the invention in an eighth embodiment, in a ninth embodiment, in a tenth embodiment and in an eleventh embodiment, with the center of rotation M in the direction of the valve longitudinal axis 23 between the first body surface 50 and a second body surface 52 , which is designed to face away from the first body surface 50 , is arranged approximately centrally.
  • the two body surfaces 50, 52 form the maximum extent of the valve body 9 in the direction of the valve longitudinal axis 23, and thus its axial extent lv.
  • the eighth exemplary embodiment of the valve device 8 according to the invention is designed to be lighter, with the valve lever arm 12 comprising the valve arm 13 having, on its end region 42 designed to face the base 22, the lever arm surface 43 designed for sliding on the inner surface 44, with the end region 42 being designed in the shape of a shell and the valve lever arm 12 rises from a shell interior 54 of end portion 42.
  • valve device 8 is designed in a ninth embodiment, as shown in FIG.
  • the valve arm 13 is designed to slide off the valve lever arm 12 .
  • the valve arm 13 is spherical at its end facing the base 22, wherein it has a valve arm surface 56 which is convex relative to the base 22 and which is used to slide the valve lever arm 12, which has its lever arm surface 43 complementary to the valve arm surface 56.
  • the lever arm surface 43 and the valve arm surface 56 have a radius of curvature 59 which is related to the center of rotation M. In other words, this means that the radius of curvature 59 changes depending on the further distance IM, and thus depending on the positioning of the center of rotation M, a greater or lesser degree of curvature is formed.
  • the movement gap 30 is of conical design, with a first gap radius 57 of the movement gap 30 having a value which differs from an axially spaced second gap radius 58 of the movement gap 30. In other words, this means that either the valve arm 13 or the receiving opening 27 or both are conical. Likewise, the movement gap 30 can be double-conical, thus having a waist.
  • the valve device 8 has the spring element 51 arranged obliquely in the direction of the longitudinal valve axis 23 in order to achieve improved damping.
  • a surface of the valve lever arm 12 opposite the securing element 29 is conically formed in the direction of the valve longitudinal axis 23, the securing element 29 being designed complementary to the surface of the valve lever arm 12 on its surface opposite.
  • the spring element 51 is arranged between the two surfaces.
  • the paragraph 48 of the valve lever arm 12 relevant for marking the center of rotation M is also formed in this exemplary embodiment and represents a represents the deepest point of the cone forming the conical surfaces, which point faces the bottom 22.
  • valve device 8 according to the invention is shown in a twelfth embodiment, in Fig. 14 in a plan view, in Fig. 15 in a sectional view along a section line XV-XV and in Fig. 16 in a sectional view along the Section line XVI-XVI is illustrated.
  • the spring element 51 is designed to be supported in the axial direction along its spring axis 53 on the valve arm 13 and on the valve lever arm 12 , as a result of which the valve body 9 is braced relative to the valve lever arm 12 . So that a controlled movement is possible with the help of the spring element 51, the spring element 51 is designed to support itself on the second shoulder 48 at its first spring end 60 facing the floor 22, with the spring element being able to slide off with the help of its curvature in the region of the first spring end 60 60 on the valve lever arm 12 is possible.
  • the spring element 51 extends radially outwards in the area of the body ring 24 and is convexly curved, whereby sliding contact can be produced between the body ring 24 and the spring element 51, with the aid of which the valve body 9 is supported.
  • the spring element 51 has five spring arms 61 which are arranged on a spring ring 63 of the spring element 51 which is arranged on the second spring end 62 which is designed to face away from the first spring end 60 .
  • the spring element 51 could also have a different number of spring arms 61 .
  • the spring ring 63 is designed to surround the valve arm 13 for securely holding the spring element 51, the valve arm 13 having an arm shoulder 64 which is designed to receive the spring ring 63 securely.
  • a support of the spring element 51 can be realized at its second spring end 62 on the valve arm 13 and a support of the spring ring 63 on the valve lever arm 12, whereby a Avoidance of a function-eliminating support of the second spring end 62 on the valve lever arm 12 is achieved.

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Abstract

The invention relates to a valve apparatus of an exhaust gas conveying portion of an exhaust gas turbocharger, having a valve system (11) comprising a valve body (9) and a valve arm (13), the valve body (9) being provided on a valve lever arm (12) of the valve apparatus (8) with the aid of the valve arm (13) fastened to the valve body (9), the valve lever arm (12) being movable with the aid of a movement device (18) of the valve apparatus (8), and the valve body (9) having a projection (16) facing away from the valve lever arm (12). At least one movement gap (30) is formed between the valve system (11) and the valve lever arm (12), the valve body (9) having a valve longitudinal axis (23) and the valve arm (13) having an arm longitudinal axis (31). According to the invention, in order to prevent or reduce a relative movement formed at least between the valve system (11) and the valve lever arm (12), the valve system (11) and/or the valve lever arm (12) is designed to completely or at least partially compensate for exhaust gas forces acting on the valve system (11) and/or on the valve lever arm (12), the valve body (9) and/or the valve arm (13) and/or the arrangement thereof relative to one another being formed asymmetrically in the direction of a valve longitudinal axis (23) of the valve body (9) and/or in the radial direction. The invention further relates to an exhaust gas conveying portion (1) of an exhaust gas turbocharger (2).

Description

Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers und Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers Valve device of an exhaust gas guide section of an exhaust gas turbocharger and exhaust gas guide section of an exhaust gas turbocharger
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ferner betrifft die Erfindung einen Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16. The invention relates to a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger of the type indicated in the preamble of patent claim 1. The invention also relates to an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger according to the preamble of patent claim 16.
Ventilvorrichtungen für Abgasführungsabschnitte sind bekannt. So weisen Abgasführungsabschnitte zur regelbaren Anströmung eines im Abgasführungsabschnitt drehbar aufgenommenen Turbinenrades einen Umgehungskanal auf, welcher mit Hilfe einer Ventilvorrichtung geöffnet oder geschlossen wird. Des Weiteren dienen bei insbesondere zweiflutig ausgebildeten Abgasführungsabschnitten die Ventilvorrichtungen zum Öffnen und Schließen einer zwischen den beiden Fluten ausgebildeten Durchströmöffnung. Dabei kann die Ventilvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Durchströmöffnung und zum Öffnen und Schließen des Umgehungskanals ausgebildet sein. Das heißt mit anderen Worten, dass eine einzige Ventilvorrichtung, umfassend einen einzigen Ventilkörper, zur Regelung der Anströmung des Turbinenrades ausgebildet ist. Valve devices for exhaust gas routing sections are known. For example, exhaust gas guide sections have a bypass channel for the controllable inflow of a turbine wheel rotatably accommodated in the exhaust gas guide section, which bypass channel is opened or closed with the aid of a valve device. Furthermore, in the case of exhaust gas routing sections, in particular designed with two flows, the valve devices serve to open and close a flow opening formed between the two flows. The valve device can be designed to open and close the flow opening and to open and close the bypass channel. In other words, this means that a single valve device, comprising a single valve body, is designed to regulate the inflow onto the turbine wheel.
Im geöffneten Zustand ist der Ventilkörper in einem den Abgasführungsabschnitt durchströmenden Abgasstrom positioniert, und wird von diesem kraftbeaufschlagt. Hierdurch können Bewegungen des Ventilkörpers initiiert werden, welche zu Relativbewegungen zwischen dem Ventilkörper und einem ihn bewegbar im Abgasführungsabschnitt aufnehmenden Ventilhebelarm führen. Daraus können Geräusche, bspw. aufgrund eines Klapperns, resultieren. So geht aus der Patentschrift DE 10 2012 015 536 B4 eine Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers hervor, wobei der Abgasführungsabschnitt einflutig ausgeführt ist und zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt drehbar aufgenommenen Turbinenrads einen Umgehungskanal besitzt. Ein Ventilteller der Ventilvorrichtung weist in einer Schließposition, in welcher eine im Umgehungskanal ausgebildete Ventilöffnung mit Hilfe des Ventiltellers geschlossen ist, eine Längsmittelachse des Ventiltellers beabstandet zu einer Längsmittelachse der Ventilöffnung auf. In the open state, the valve body is positioned in an exhaust gas stream flowing through the exhaust gas guide section and is subjected to a force by this stream. As a result, movements of the valve body can be initiated, which lead to relative movements between the valve body and a valve lever arm that accommodates it movably in the exhaust gas guide section. This can result in noises, for example due to rattling. Patent specification DE 10 2012 015 536 B4 discloses a valve device for an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger, the exhaust gas routing section having a single-flow design and having a bypass channel to bypass a turbine wheel rotatably accommodated in the exhaust gas routing section. In a closed position, in which a valve opening formed in the bypass channel is closed with the aid of the valve disk, a valve disk of the valve device has a longitudinal center axis of the valve disk at a distance from a longitudinal center axis of the valve opening.
Die Offenlegungsschrift WO 2017/108160 A1 offenbart eine Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers, wobei der Abgasführungsabschnitt zweiflutig und einen Umgehungskanal aufweisend ausgebildet ist. Die Ventilvorrichtung dient einem Öffnen und Schließen des Umgehungskanals sowie einem Öffnen und Schließen eines im Abgasführungsabschnitt ausgebildeten Flutenverbindungsquerschnitts. The published application WO 2017/108160 A1 discloses a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger, the exhaust gas routing section having two flows and a bypass channel. The valve device is used to open and close the bypass duct and to open and close a flow connection cross section formed in the exhaust gas routing section.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine verbesserte Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers bereitzustellen. Die weitere Aufgabe ist es einen verbesserten Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers anzugeben. The object of the present invention is to provide an improved valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger. The further object is to specify an improved exhaust-gas routing section of an exhaust-gas turbocharger.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. According to the invention, this object is achieved with a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger with the features of claim 1 . The further object is achieved according to the invention with an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger with the features of claim 16. Advantageous configurations with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß weist eine Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers ein Ventilsystem umfassend einen Ventilkörper und einen Ventilarm auf. Der Ventilkörper ist mit Hilfe des am Ventilkörper befestigten Ventilarms an einem Ventilhebelarm der Ventilvorrichtung angeordnet, wobei der Ventilhebelarm mit Hilfe einer Bewegungseinrichtung der Ventilvorrichtung bewegbar ist. Der Ventilkörper weist einen vom Ventilhebelarm abgewandt ausgebildeten Vorsprung auf. Zwischen dem Ventilsystem und dem Ventilhebelarm ist zumindest ein Bewegungsspalt ausgebildet. Der Ventilkörper besitzt eine Ventillängsachse und der Ventilarm besitzt eine Armlängsachse. Erfindungsgemäß sind zur Vermeidung oder Reduzierung einer zumindest zwischen dem Ventilsystem und dem Ventilhebelarm ausgebildeten relativen Bewegung das Ventilsystem und/oder der Ventilhebelarm zur vollständigen oder zumindest teilweisen Kompensation von am Ventilsystem und/oder am Ventilhebelarm angreifenden Abgaskräften ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass der Ventilkörper und/oder der Ventilarm und/oder der Ventilhebelarm zur zumindest teilweisen Absorption oder Ableitung von angreifenden Kräften ausgebildet sind. Dies erfolgt im Wesentlichen mit Hilfe einer asymmetrischen Form des Ventilkörpers oder des Ventilarms oder des Ventilhebelarms, oder asymmetrischen Anordnung von Schwerpunkten. According to the invention, a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger has a valve system comprising a valve body and a valve arm. The valve body is arranged on a valve lever arm of the valve device with the aid of the valve arm fastened to the valve body, the valve lever arm being movable with the aid of a movement device of the valve device. The valve body has a projection facing away from the valve lever arm. At least one movement gap is formed between the valve system and the valve lever arm. The valve body has a valve longitudinal axis and the valve arm has an arm longitudinal axis. According to the invention, to avoid or reduce a relative movement formed at least between the valve system and the valve lever arm, the valve system and/or the valve lever arm are designed for complete or at least partial compensation of exhaust gas forces acting on the valve system and/or on the valve lever arm. In other words, this means that the valve body and/or the valve arm and/or the valve lever arm are designed to at least partially absorb or divert forces that are applied. This is essentially done with the help of an asymmetrical shape of the valve body or the valve arm or the valve lever arm, or asymmetrical arrangement of centers of gravity.
Sofern eine Armlängsachse des Ventilarms einen radialen Abstand zu einer Ventillängsachse aufweist, kann auf einfache Weise durch Versatz des Ventilarms die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung realisiert werden. Das heißt mit anderen Worten, dass der Ventilarm nicht, in einem Schnitt entlang der Ventillängsachse betrachtet, zentral am Ventilkörper aufgenommen ist, sondern der Ventilarm in einem radialen Abstand zur Ventillängsachse angeordnet ist. If a longitudinal axis of the valve arm is at a radial distance from a longitudinal axis of the valve, the valve device according to the invention can be implemented in a simple manner by offsetting the valve arm. In other words, this means that the valve arm is not accommodated centrally on the valve body, viewed in a section along the longitudinal axis of the valve, but rather the valve arm is arranged at a radial distance from the longitudinal axis of the valve.
Ebenso ist eine asymmetrische Form erzielt durch Anordnung von Einbuchtungen oder Ausstülpungen am Ventilkörper oder am Ventilarm oder am Ventilhebelarm. An asymmetrical shape is also achieved by arranging indentations or protuberances on the valve body or on the valve arm or on the valve lever arm.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the invention to leaving. Identical reference symbols are assigned to elements that are the same or have the same function. Show it:
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Schnitt durch eine Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik in einer ersten Position, 1 is a perspective view of a section through a valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger according to the prior art in a first position,
Fig. 2 in einem Schnitt eine weitere Ventilvorrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer zweiten Position mit beispielhaften Isothermen im Betrieb des Abgasturboladers, 2 shows a further valve device according to the prior art in a section in a second position with exemplary isotherms during operation of the exhaust gas turbocharger,
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel, 3 shows a perspective view of a valve device according to the invention in a first exemplary embodiment,
Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a second embodiment,
Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel, 5 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a third exemplary embodiment,
Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel, 6 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a fourth exemplary embodiment,
Fig. 7 in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem fünften Ausführungsbeispiel, 7 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a fifth exemplary embodiment,
Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem sechsten Ausführungsbeispiel, 8 shows a perspective view of the valve device according to the invention in a sixth embodiment,
Fig. 9 in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem siebten Ausführungsbeispiel, Fig. 10 in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem achten Ausführungsbeispiel, 9 shows a sectional view of the valve device according to the invention in a seventh exemplary embodiment, 10 shows a sectional view of the valve device according to the invention in an eighth exemplary embodiment,
Fig. 11 in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem neunten Ausführungsbeispiel, 11 shows a sectional view of the valve device according to the invention in a ninth embodiment,
Fig. 12 in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem zehnten Ausführungsbeispiel, 12 shows a sectional view of the valve device according to the invention in a tenth exemplary embodiment,
Fig. 13 in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem elften Ausführungsbeispiel, 13 shows a sectional view of the valve device according to the invention in an eleventh exemplary embodiment,
Fig. 14 in einer Draufsicht die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in einem zwölften Ausführungsbeispiel, 14 shows the valve device according to the invention in a top view in a twelfth embodiment,
Fig. 15 in einer Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie XV-XV die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung gern. Fig. 14, und 15 shows the valve device according to the invention in a sectional illustration along a section line XV-XV. Fig. 14, and
Fig. 16 in einer Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie XVI-XVI die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung gern. Fig. 14. 16 shows the valve device according to the invention in a sectional illustration along a section line XVI-XVI. 14
Ein gemäß Fig. 1 ausgebildeter durchströmbarer Abgasführungsabschnitt 1 eines Abgasturboladers 2 gemäß dem Stand der Technik umfasst einen Eintrittskanal 3 zum Eintritt einer Fluidströmung in den Abgasführungsabschnitt 1 , im Allgemeinen Abgas einer Verbrennungskraftmaschine 7, einen ersten Spiralkanal 4 und einen zweiten Spiralkanal 5 stromab des Eintrittskanals 3 zur Konditionierung der Strömung, und einen nicht näher dargestellten Austrittskanal stromab der Spiralkanäle 4, 5, über welchen das Abgas aus dem Abgasführungsabschnitt 1 gezielt entweichen kann. Zwischen den Spiralkanälen 4, 5 und dem Austrittskanal ist eine nicht näher dargestellte Radkammer ausgebildet, in welcher ein nicht näher dargestelltes Turbinenrad drehbar aufgenommen ist. Die Spiralkanäle 4, 5 sind mit Hilfe einer Trennwand T getrennt voneinander durchströmbar. Damit ein Überströmen von Abgas aus dem ersten Spiralkanal 4 in den zweiten Spiralkanal 5 und vice versa ermöglicht werden kann, ist in der Trennwand T eine Durchströmöffnung 10 ausgebildet. An exhaust gas guide section 1 of an exhaust gas turbocharger 2 that can be flowed through according to FIG. 1 according to the prior art comprises an inlet channel 3 for the entry of a fluid flow into the exhaust gas guide section 1, generally exhaust gas from an internal combustion engine 7, a first spiral channel 4 and a second spiral channel 5 downstream of the inlet channel 3 for conditioning the flow, and an outlet channel, not shown in detail, downstream of the spiral channels 4, 5, through which the exhaust gas can escape from the exhaust gas guide section 1 in a targeted manner. Between the spiral ducts 4, 5 and the outlet duct, a wheel chamber, not shown in detail, is formed, in which a turbine wheel, not shown in detail, is rotatably accommodated. The spiral channels 4, 5 are using a Partition T can be flown through separately from one another. A through-flow opening 10 is formed in the partition T so that exhaust gas can flow from the first spiral channel 4 into the second spiral channel 5 and vice versa.
Der Abgasführungsabschnitt 1 ist mit einem Abgaskrümmer 6 der Verbrennungskraftmaschine 7 verbunden, so dass das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 7 über den Eintrittskanal 3 in die Spiralkanäle 4, 5 eintreten kann um das Turbinenrad zu beaufschlagen. The exhaust gas routing section 1 is connected to an exhaust manifold 6 of the internal combustion engine 7, so that the exhaust gas of the internal combustion engine 7 can enter the spiral ducts 4, 5 via the inlet duct 3 in order to act on the turbine wheel.
Zur Anpassung eines Betriebsverhaltens des Abgasturboladers 2 an die Fluidströmung der Verbrennungskraftmaschine 7, und somit an die Verbrennungskraftmaschine 7, ist im Abgasführungsabschnitt 1 eine Ventilvorrichtung 8 zur Trennung und zur Verbindung des ersten Spiralkanals 4 und des zweiten Spiralkanals 5 angeordnet. Zur Trennung und zur Verbindung der beiden Spiralkanäle 4, 5 ist ein Ventilkörper 9 der Ventilvorrichtung 8 in einer Durchströmöffnung 10, mit deren Hilfe die beiden Spiralkanäle 4, 5 mit einander durchströmbar ausgebildet sind, angeordnet. Die Ventilvorrichtung 8 umfasst ein Ventilsystem 11 , welches den Ventilkörper 9 und einen den Ventilkörper 9 mit einem Ventilhebelarm 12 der Ventilvorrichtung 8 verbindenden Ventilarm 13 aufweist. In order to adapt an operating behavior of the exhaust gas turbocharger 2 to the fluid flow of the internal combustion engine 7, and thus to the internal combustion engine 7, a valve device 8 for separating and connecting the first spiral channel 4 and the second spiral channel 5 is arranged in the exhaust gas guide section 1. In order to separate and connect the two spiral channels 4, 5, a valve body 9 of the valve device 8 is arranged in a throughflow opening 10, with the aid of which the two spiral channels 4, 5 are designed so that a flow can flow through them. The valve device 8 comprises a valve system 11 which has the valve body 9 and a valve arm 13 connecting the valve body 9 to a valve lever arm 12 of the valve device 8 .
In einer ersten Position, der Schließposition des Ventilkörpers 9, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die beiden Spiralkanäle 4, 5 vollständig voneinander getrennt durchströmbar, wobei die Durchströmöffnung 10 mit Hilfe des Ventilkörpers 9 vollständig geschlossen ist. Das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 7 durchströmt die beiden Spiralkanäle 4, 5, wobei ein erster Teil des Abgases den ersten Spiralkanal 4 und ein zweiter Teil des Abgases den zweiten Spiralkanal 5 durchströmt. In a first position, the closed position of the valve body 9, as shown in FIG. The exhaust gas of the internal combustion engine 7 flows through the two spiral channels 4 , 5 , with a first part of the exhaust gas flowing through the first spiral channel 4 and a second part of the exhaust gas flowing through the second spiral channel 5 .
Ebenso ist ein im Abgasführungsabschnitt 1 ausgebildeter Umgehungskanal 14, welcher zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt 1 drehbar aufgenommenen, nicht näher dargestellten Turbinenrades des Abgasturboladers 2 ausgebildet ist, mit Hilfe des Ventilkörpers 9 zu öffnen und zu schließen. In einer zweiten Position des Ventilkörpers 9, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Durchströmöffnung 10 geöffnet und Abgas kann aus dem ersten Spiralkanal 4 in den zweiten Spiralkanal 5 überströmen und vice versa. D. h., dass Abgas von dem einen Spiralkanal 4; 5 in den anderen Spiralkanal 5; 4 über die Durchströmöffnung 10 überströmen kann. Ebenso ist in der zweiten Position des Ventilkörpers 9, welche einer Öffnungsposition entspricht, eine Ventilöffnung 15 des Umgehungskanals 14 geöffnet. Das heißt, dass ebenso Abgas über den Umgehungskanal 14 an dem Turbinenrad vorbei strömen kann. Eine Durchflussmenge des Abgases bzw. sein Massenstrom, welche über den Umgehungskanal 14 geleitet wird, ist abhängig von einer Öffnungsposition des Ventilkörpers 9. Das heißt mit anderen Worten, dass bspw. in einer Öffnungsposition, in welcher die Durchströmöffnung 10 geöffnet ist, keine oder nur eine geringe Durchflussmenge über den Umgehungskanal 14 strömen kann. Sofern sich der Ventilkörper 9 in einer maximalen Öffnungsposition befindet, sind die Durchströmöffnung 10 und die Ventilöffnung 15 vollständig geöffnet. Likewise, a bypass channel 14 formed in the exhaust gas guide section 1, which is designed to bypass a rotatably accommodated turbine wheel of the exhaust gas turbocharger 2 (not shown in detail) in the exhaust gas guide section 1, can be opened and closed with the aid of the valve body 9. In a second position of the valve body 9, as shown in FIG. 2, the through-flow opening 10 is open and exhaust gas can flow out of the first spiral channel 4 into the second spiral channel 5 and vice versa. That is, exhaust gas from the one spiral channel 4; 5 into the other spiral channel 5; 4 can overflow via the flow opening 10. Likewise, in the second position of the valve body 9, which corresponds to an open position, a valve opening 15 of the bypass channel 14 is open. This means that exhaust gas can also flow past the turbine wheel via the bypass channel 14 . A flow rate of the exhaust gas or its mass flow, which is routed via the bypass duct 14, depends on an opening position of the valve body 9 a small amount of flow can flow via the bypass channel 14 . If the valve body 9 is in a maximum opening position, the flow opening 10 and the valve opening 15 are fully open.
Der Ventilkörper 9 ist zwischen der ersten Position und der maximalen Öffnungsposition in weitere Positionen anzuordnen, so dass über die Durchströmöffnung 10 und/oder die Ventilöffnung 15 strömendes Abgas zur Erzielung eines gemäß der durchströmenden Abgasmenge bestmöglichen Wirkungsgrades des Abgasturboladers 2 anpassbar ist The valve body 9 is to be arranged in further positions between the first position and the maximum opening position, so that the exhaust gas flowing through the flow opening 10 and/or the valve opening 15 can be adapted to achieve the best possible efficiency of the exhaust gas turbocharger 2 in accordance with the exhaust gas quantity flowing through
Zur Herbeiführung eines geeigneten Schließens und Öffnens der Durchströmöffnung 10 und der Ventilöffnung 15 weist der Ventilkörper 9 einen vom Ventilhebelarm 12 abgewandt ausgebildeten Vorsprung 16 auf. Das heißt mit anderen Worten, dass der Ventilkörper 9 in der Schließposition zur Verhinderung eines Überströmens von Abgas aus dem ersten Spiralkanal 4 in den zweiten Spiralkanal 5 und vice versa die Durchströmöffnung 10 sperrend angeordnet ist. Sofern die Durchströmöffnung 10 vollständig geschlossen ist, das heißt mit anderen Worten, sofern der Ventilkörper 9 die Durchströmöffnung 10 zur Vermeidung eines Überströmens von Abgas in die gegenüberliegenden Spiralkanäle 4, 5 sperrt, sind durch Anliegen des Ventilkörpers 9 an den Abgasführungsabschnitt 1 keine oder nur unwesentliche Bewegungen des Ventilkörpers 9 bzw. des Ventilsystems 11 relativ zum Ventilhebelarm 12 ausgebildet. Jedoch greifen insbesondere bei einer bereits geringen Öffnung der Durchströmöffnung 10, wie sie insbesondere im mittleren Last- und Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine 7 ausgebildet ist, in Richtung einer Ventillängsachse 23 des Ventilkörpers 9 wirkende Abgaskräfte 55 am Ventilsystem 11 an, die zu einer Bewegung des Ventilsystems 11 relativ zum Ventilhebelarm 12 führen. Diese Bewegung gilt es zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. In order to bring about a suitable closing and opening of the through-flow opening 10 and the valve opening 15 , the valve body 9 has a projection 16 which faces away from the valve lever arm 12 . In other words, this means that the valve body 9 is arranged blocking the flow opening 10 in the closed position to prevent exhaust gas from overflowing from the first spiral channel 4 into the second spiral channel 5 and vice versa. If the through-flow opening 10 is completely closed, i.e. in other words if the valve body 9 blocks the through-flow opening 10 to prevent exhaust gas from overflowing into the opposite spiral channels 4, 5, there are no or only insignificant Movements of the valve body 9 or the valve system 11 relative to the valve lever arm 12 are formed. However, particularly when the flow opening 10 is already slightly open, as is the case in particular in the middle load and speed range of the internal combustion engine 7, exhaust gas forces 55 acting in the direction of a longitudinal valve axis 23 of the valve body 9 act on the valve system 11, causing a movement of the valve system 11 lead relative to the valve lever arm 12. This movement must be prevented or at least reduced.
In Abhängigkeit einer Kontur 17 des Vorsprungs 16 können bestimmte Öffnungs- und Schließcharakteristiken der Durchströmöffnung 10 und der Ventilöffnung 15 in Abhängigkeit einer Bewegung des Ventilhebelarms 12 realisiert werden. Depending on a contour 17 of the projection 16, specific opening and closing characteristics of the throughflow opening 10 and the valve opening 15 can be implemented as a function of a movement of the valve lever arm 12.
Der Ventilhebelarm 12 ist mit einer Bewegungseinrichtung 18 zur Bewegung der Ventilvorrichtung 8 verbunden. Er ist zur Verschwenkung an seinem vom Ventilsystem 11 abgewandt ausgebildeten Hebelarmende 19 um eine Schwenkachse 20 ausgebildet. The valve lever arm 12 is connected to a moving device 18 for moving the valve device 8 . It is designed for pivoting about a pivot axis 20 at its end 19 of the lever arm facing away from the valve system 11 .
Der Ventilkörper 9 der Ventilvorrichtung 8 gern. Fig. 1 ist massiv ausgeführt, wobei der Ventilkörper 9 der Ventilvorrichtung 8 gern. Fig. 2 hohl, insbesondere topfformartig ausgebildet ist. Der Ventilarm 13 ist sich ausgehend von einem in einem Innenraum 21 des Ventilkörpers 9 ausgebildeten Boden 22 entlang der Ventillängsachse 23 des Ventilkörpers 9 in Form eines Zylinders erstreckend ausgeführt, wobei er in seiner Längserstreckung einen Körperring 24 des Ventilkörpers 9 überragend ist. Das heißt mit anderen Worten, dass eine Armlängsachse 31 des Ventilarms 13 koaxial mit der Ventillängsachse 23, welche eine Symmetrieachse des Ventilkörpers 9 zumindest in einer Ebene des Ventilkörpers 9 bildet, ausgebildet ist. Der Körperring 24 ist den Ventilkörper 9 umfassend und diesen in radialer Richtung überragend ausgebildet und weist eine Anlagefläche 25 zur dichtenden aufsteigenden Anlage in einem Ventilsitz 26 im Abgasführungsabschnitt 1, welcher der Ventilöffnung 15 zugeordnet ist, auf. The valve body 9 of the valve device 8 like. Fig. 1 is solid, the valve body 9 of the valve device 8 like. 2 is hollow, in particular in the form of a pot. The valve arm 13 extends from a base 22 formed in an interior space 21 of the valve body 9 along the longitudinal valve axis 23 of the valve body 9 in the form of a cylinder, with its longitudinal extension projecting beyond a body ring 24 of the valve body 9. In other words, this means that a longitudinal arm axis 31 of the valve arm 13 is configured coaxially with the longitudinal valve axis 23 , which forms an axis of symmetry of the valve body 9 at least in one plane of the valve body 9 . The body ring 24 surrounds the valve body 9 and projects beyond it in the radial direction and has a contact surface 25 for sealing rising contact in a valve seat 26 in the exhaust gas guide section 1, which is associated with the valve opening 15.
Der Ventilhebelarm 12 ist an seinem dem Ventilarm 13 zugewandt ausgebildeten Ende diesen in einer Aufnahmeöffnung 27 aufnehmend ausgeführt. Zur gesicherten Verbindung und Bewegung des hohlen Ventilkörpers 9 ist der Ventilhebelarm 12 sich in den Innenraum 21 erstreckend ausgebildet und stützt sich mit seinem dem Boden 22 gegenüberliegenden Ende an dem Boden 22 ab. Die Aufnahmeöffnung 27 weist eine Öffnungslängsachse 28 auf, welche in der ersten Position des Ventilkörpers 9 koaxial mit der Ventillängsachse 23 ausgebildet ist. Zur gesicherten Halterung am Ventilhebelarm 12 weist der Ventilarm 13 ein Sicherungselement 29 auf, wobei der Ventilhebelarm 12 zwischen dem Ventilkörper 9 und dem Sicherungselement 29 angeordnet ist. The valve lever arm 12 is designed to receive the valve arm 13 in a receiving opening 27 at its end designed to face the valve arm 13 . For the secure connection and movement of the hollow valve body 9, the valve lever arm 12 is designed to extend into the interior space 21 and is supported with its bottom 22 opposite end at the bottom 22 from. The receiving opening 27 has a longitudinal opening axis 28 which is coaxial with the longitudinal valve axis 23 in the first position of the valve body 9 . The valve arm 13 has a securing element 29 for secure mounting on the valve lever arm 12 , the valve lever arm 12 being arranged between the valve body 9 and the securing element 29 .
Zwischen dem Ventilarm 13 und dem Ventilhebelarm 12 liegt ein Bewegungsspalt 30 vor. Dieser Bewegungsspalt 30 ist in seiner axialen und radialen Ausdehnung abhängig von Temperaturen des Abgases. Die Ventilvorrichtung 8, insbesondere der Ventilkörper 9 und ein dem Ventilkörper 9 zugewandter Abschnitt des Ventilhebelarms 12 sind dauerhaft dem Abgasstrom unmittelbar ausgesetzt und von diesem beaufschlagt. There is a movement gap 30 between the valve arm 13 and the valve lever arm 12 . The axial and radial expansion of this movement gap 30 depends on the temperature of the exhaust gas. The valve device 8, in particular the valve body 9 and a section of the valve lever arm 12 facing the valve body 9, are permanently directly exposed to the exhaust gas flow and acted upon by it.
Die Temperatur und die Masse des Abgasstromes schwankt jedoch abhängig vom Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 7. Eine räumliche Ausdehnung des Ventilsystems 11 und des Ventilhebelarms 12 ist allerdings abhängig von der Temperatur des Abgasstromes und somit ebenfalls mit dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 7 schwankend bzw. veränderlich. Somit verändert sich der Bewegungsspalt 30 ebenfalls, abhängig vom Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 7. Dies ist in der ersten Position der Ventilvorrichtung 8 hinsichtlich einer unerwünschten Geräuschemission irrelevant, jedoch greifen am Ventilkörper 9 insbesondere bei maximaler Öffnungsposition nahezu vollumfänglich Kräfte des Abgasstromes an, die bspw. zu einem Rasseln aufgrund einer Bewegung des Ventilsystems 11 relativ zum Ventilhebelarm 12 führen. Beispielhaft ist eine Temperaturverteilung am und im Ventilsystem 11 und dem Ventilhebelarm 12 mit Hilfe von Isothermen 11 , I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8, I9, einer ersten Isotherme 11 , einer zweiten Isotherme I2, einer dritten Isotherme I3, einer vierten Isotherme I4, einer fünften Isotherme I5, einer sechsten Isotherme I6, einer siebten Isotherme I7, einer achten Isotherme I8 und einer neunten Isotherme I9 in Fig. 2 abgebildet, wobei die erste Isotherme 11 eine höchste Temperatur der Temperaturverteilung und die neunte Isotherme I9 eine niedrigste Temperatur der Temperaturverteilung aufweisen und die dazwischen liegenden Isothermen I2 bis I8 eine in der Reihenfolge ihrer aufsteigenden Ziffern absteigende Temperatur der Temperaturverteilung besitzen. However, the temperature and mass of the exhaust gas flow fluctuates depending on the operation of the internal combustion engine 7. A spatial expansion of the valve system 11 and the valve lever arm 12 is, however, dependent on the temperature of the exhaust gas flow and thus also fluctuates or changes with the operation of the internal combustion engine 7. The movement gap 30 therefore also changes, depending on the operation of the internal combustion engine 7. In the first position of the valve device 8, this is irrelevant with regard to undesirable noise emissions, but forces of the exhaust gas flow act almost completely on the valve body 9, especially at the maximum opening position, which, for example, result in rattling due to movement of the valve system 11 relative to the valve lever arm 12. An example is a temperature distribution on and in the valve system 11 and the valve lever arm 12 with the aid of isotherms 11, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8, I9, a first isotherm 11, a second isotherm I2, a third isotherm I3, a fourth isotherm I4, a fifth isotherm I5, a sixth isotherm I6, a seventh isotherm I7, an eighth isotherm I8 and a ninth isotherm I9 shown in Fig. 2, the first isotherm 11 being a highest temperature of the temperature distribution and the ninth isotherm I9 have a lowest temperature of the temperature distribution and the isotherms I2 to I8 in between have a descending temperature of the temperature distribution in the order of their ascending digits.
Zur Vermeidung und zumindest zur Reduzierung der relativen Bewegung ist das Ventilsystem 11 und/oder der Ventilhebelarm 12 der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 8 zur vollständigen oder zumindest teilweisen Kompensation von am Ventilkörper 9 angreifenden Abgaskräften ausgebildet. Dabei ist insbesondere eine unsymmetrische Ausgestaltung des Ventilsystems 11 und/oder des Ventilhebelarms 12 vorgesehen. Das heißt mit anderen Worten, dass das Ventilsystem 11 hinsichtlich der Lage des Ventilsystems 11 zum Ventilhebelarm 12 insbesondere in der Öffnungsposition, insbesondere in der maximalen Öffnungsposition, lagestabil ist. Das bedeutet, dass Abgaskräfte der Abgasströmung, welche das Ventilsystem 11 umströmt und an ihm angreifen, zumindest teilweise kompensiert werden, damit zwischen dem Ventilhebelarm 12 und dem Ventilsystem 11 die durch den Angriff der Abgaskräfte hervorgerufene Bewegung eliminiert oder zumindest reduziert ist. Dies bedeutet, dass das Ventilsystem 11 und/oder der Ventilhebelarm 12 so ausgebildet sind, dass eine insbesondere abrupte Änderung einer Richtung der angreifenden Abgaskraft 55 vermieden ist. In order to avoid and at least reduce the relative movement, the valve system 11 and/or the valve lever arm 12 of the valve device 8 according to the invention is designed for complete or at least partial compensation of exhaust gas forces acting on the valve body 9 . In particular, an asymmetrical configuration of the valve system 11 and/or the valve lever arm 12 is provided. In other words, this means that the valve system 11 is positionally stable with regard to the position of the valve system 11 relative to the valve lever arm 12, in particular in the open position, in particular in the maximum open position. This means that exhaust gas forces of the exhaust gas flow, which flows around the valve system 11 and act on it, are at least partially compensated, so that the movement caused by the attack of the exhaust gas forces is eliminated or at least reduced between the valve lever arm 12 and the valve system 11. This means that the valve system 11 and/or the valve lever arm 12 are designed in such a way that a particularly abrupt change in direction of the applied exhaust gas force 55 is avoided.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 8 gern. Fig. 3 ist die Ventillängsachse 23 beabstandet von der Armlängsachse 31 ausgebildet. Das bedeutet, dass die beiden Längsachsen 23, 31 nicht koaxial vorliegen, sondern einen im vorliegenden Ausführungsbeispiel radialen Abstand 32 aufweisen. Da der Ventilarm 13 bevorzugt in Form eines Zylinders ausgeführt ist, wodurch eine einfache Herstellung bei bspw. einstückiger Ausbildung des Ventilsystems 11 ermöglich ist, liegt der Abstand 32 in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines radialen Abstandes vor. Der Abstand 32 weist einen Wert auf, welcher größer ist als ein größter Wert des Bewegungsspaltes 30. In a first embodiment of the valve device according to the invention 8 like. 3 the valve longitudinal axis 23 is formed at a distance from the arm longitudinal axis 31 . This means that the two longitudinal axes 23, 31 are not coaxial, but have a radial spacing 32 in the present exemplary embodiment. Since the valve arm 13 is preferably designed in the form of a cylinder, which enables simple production with, for example, a one-piece design of the valve system 11, the distance 32 in this exemplary embodiment is in the form of a radial distance. The distance 32 has a value which is greater than a maximum value of the movement gap 30.
Am Ventilarm 13 ist zur Abstützung des Ventilhebelarms 12 ein Abstützelement 33 ausgebildet, welches einstückig mit dem Ventilarm 13 hergestellt ist. Es ist den Ventilarm 13 vollständig umfassend ringförmig ausgebildet. Das Abstützelement 33, welches zu einer in Richtung der Armlängsachse 31 ausgebildeten Abstützung des Ventilhebelarms 12 vorgesehen ist, kann zur Gewichtsreduzierung eine relativ kurze Erstreckung in Richtung der Armlängsachse 31 aufweisen. Der Ventilhebelarm 12 kann zur verbesserten Bewegbarkeit des Ventilsystems 11 zur Vermeidung eines Verklemmens im Betrieb des Abgasturboladers einen dem Abstützelement 33 gegenüberliegenden ringförmigen oder segmentförmigen nicht näher dargestellten Wulst aufweisen. A support element 33 is formed on the valve arm 13 to support the valve lever arm 12 and is produced in one piece with the valve arm 13 . The valve arm 13 is completely ring-shaped. The support element 33, which is provided to support the valve lever arm 12 in the direction of the longitudinal axis 31 of the arm, can have a relatively short extension in the direction of the longitudinal axis 31 of the arm in order to reduce weight. The valve lever arm 12 can have an annular or segment-shaped bead (not shown in detail) opposite the support element 33 for improved mobility of the valve system 11 to avoid jamming during operation of the exhaust gas turbocharger.
In Fig. 4 ist die Ventilvorrichtung 8 in einem zweiten Ausführungsbeispiel abgebildet. Der Ventilkörper 9 ist topfformartig ausgebildet, und ist den Ventilhebelarm 12 in seinen Innenraum 21 teilweise aufnehmend ausgebildet. Die Kontur 17 des Ventilkörpers 9 weist eine Einbuchtung 34 auf, wobei die Einbuchtung 34 im Bereich einer Mantelfläche 35 des Ventilkörpers 9 ausgebildet ist. Zur Vermeidung einer Rotation des Ventilkörpers 9 am Ventilhebelarm 12 ist der Ventilhebelarm 12 zwischen zwei Zapfen 36 aufgenommen, wobei die beiden Zapfen 36 am Körperring 24, sich ausgehend vom Körperring 24 in eine dem Vorsprung 16 abgewandt ausgebildete Richtung erstreckend, ausgestaltet sind. Zur gesicherten Aufnahme des Ventilhebelarms 12 ist dieser zwischen dem Sicherungselement 29 und dem Boden 22 angeordnet. In Fig. 4, the valve device 8 is shown in a second embodiment. The valve body 9 is pot-shaped and is designed to partially accommodate the valve lever arm 12 in its interior space 21 . The contour 17 of the valve body 9 has an indentation 34 , the indentation 34 being formed in the area of a lateral surface 35 of the valve body 9 . To prevent the valve body 9 from rotating on the valve lever arm 12, the valve lever arm 12 is held between two pins 36, the two pins 36 on the body ring 24 extending from the body ring 24 in a direction away from the projection 16. The valve lever arm 12 is arranged between the securing element 29 and the base 22 in order to securely accommodate it.
Die Einbuchtung 34 ist zur Vermeidung von Strömungsabrissen der Abgasströmung bei Auftreffen des Abgases ausgebildet, wodurch am Ventilkörper 9 angreifende Abgaskräfte reduziert werden können. Dies führt zu einer Reduzierung der Relativbewegung des Ventilkörpers 9 bezogen auf den Ventilhebelarm 12. Somit ist eine abrupte Änderung der Richtung der angreifenden Abgaskraft 55 vermieden. The indentation 34 is designed to avoid stalls in the exhaust gas flow when the exhaust gas hits it, as a result of which the exhaust gas forces acting on the valve body 9 can be reduced. This leads to a reduction in the relative movement of the valve body 9 in relation to the valve lever arm 12. An abrupt change in the direction of the applied exhaust gas force 55 is thus avoided.
In einem dritten Ausführungsbeispiel gern. Fig. 5 der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 8 weist die Einbuchtung 34 eine Finne 37 auf. Die Einbuchtung 34 weist relativ zur Mantelfläche 35 einen ersten Absatz 38 auf. Das bedeutet, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Ventilkörper 9 so ausgebildet ist, dass die aus der Anströmung resultierende Druckverteilung auf der Ventiloberfläche zu einer resultierenden Abgaskraft führt, welche über einen Motorzyklus möglichst stabil in ihrer Kraftrichtung bleibt und so Bewegung am Ventilkörper vermeidet. Eine gemäß Fig. 6 ausgebildete erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 8 weist einen Kraftangriffspunkt am Ventilkörper 9 auf, welcher in radialer Richtung von der Ventillängsachse 23 beabstandet ausgebildet ist. Hierzu ist eine in den Innenraum 21 hineinragende nicht näher dargestellte Ausbuchtung ausgebildet, welche auf einfache Weise zu einer Verlagerung eines Schwerpunktes SK des Ventilkörpers 9 des ansonsten gemäß seiner Kontur 17 symmetrisch zu seiner Ventillängsachse 23 ausgebildeten Ventilkörpers 9 in radialer Richtung von der Ventillängsachse 23 beabstandet führt. Eine Verlagerung des Kraftangriffspunkts, die zur Reduzierung der Bewegung des Ventilsystems 11 in der geöffneten Position der Ventilvorrichtung 8 führt, ist in einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel den Ventilarm 13 betreffend. Dieser weist einen Schwerpunkt auf, welcher von seiner Armlängsachse 31 in radialer Richtung beabstandet ausgebildet ist. In a third embodiment like. 5 of the valve device 8 according to the invention, the indentation 34 has a fin 37 . The indentation 34 has a first step 38 relative to the lateral surface 35 . This means that in this exemplary embodiment, the valve body 9 is designed in such a way that the pressure distribution on the valve surface resulting from the inflow leads to a resultant exhaust gas force, which remains as stable as possible in its direction of force over an engine cycle and thus prevents movement on the valve body. A valve device 8 according to the invention designed according to FIG. 6 has a force application point on the valve body 9 which is designed at a distance from the longitudinal valve axis 23 in the radial direction. For this purpose, a bulge (not shown) is formed that protrudes into the interior space 21, which in a simple manner leads to a displacement of a center of gravity SK of the valve body 9 of the valve body 9, which is otherwise designed according to its contour 17 symmetrically to its longitudinal valve axis 23, in the radial direction at a distance from the longitudinal valve axis 23 . A shift in the point of application of force, which leads to a reduction in the movement of the valve system 11 in the open position of the valve device 8, relates to the valve arm 13 in an exemplary embodiment that is not shown in detail. This has a center of gravity which is formed at a distance from its arm longitudinal axis 31 in the radial direction.
Die Realisierung der Asymmetrie des Ventilkörpers 9 und/oder des Ventilarms 13 und/oder ihre Anordnung zueinander in Richtung der Ventillängsachse 23 des Ventilkörpers 9 und/oder in radialer Richtung kann vielfältig ausgebildet sein. So kann, wie in Fig. 7 abgebildet, die Einbuchtung in axialer Richtung der Ventillängsachse 23 näher dem Ventilhebelarm 12 angeordnet sein. Ebenso könnte sie tiefer ausgeführt sein, oder sie könnte über einen Umfang der Mantelfläche 35 sich weiter erstreckend ausgebildet sein. The realization of the asymmetry of the valve body 9 and/or the valve arm 13 and/or their mutual arrangement in the direction of the valve longitudinal axis 23 of the valve body 9 and/or in the radial direction can be designed in many ways. Thus, as shown in FIG. 7, the indentation can be arranged closer to the valve lever arm 12 in the axial direction of the valve longitudinal axis 23 . It could also be designed to be deeper, or it could be designed to extend further over a circumference of the lateral surface 35 .
Eine weitere Realisierung der Asymmetrie kann mit Hilfe einer am Ventilhebelarm 12 ausgebildeten Nase 39 erzielt werden. Wie bspw. den Figuren 5 und 6 entnommen werden kann, kann die Nase 39 mehr oder weniger geneigt zu einer Armoberfläche 40 des Ventilhebelarms 12 ausgestaltet sein. Sie kann an ihren Seitenflächen 41 zur Vermeidung eines Strömungsabrisses der Abgasströmung abgerundet oder zur Herbeiführung von Verwirbelungen relativ kantig ausgebildet sein. A further implementation of the asymmetry can be achieved with the aid of a nose 39 formed on the valve lever arm 12 . As can be seen from FIGS. 5 and 6, for example, the lug 39 can be designed to be more or less inclined in relation to an arm surface 40 of the valve lever arm 12. It can be rounded on its side surfaces 41 in order to avoid a flow separation of the exhaust gas flow, or it can be designed with relatively sharp edges in order to bring about turbulence.
Die Asymmetrie kann bzgl. aller räumlicher Ventilachsen ausgebildet sein. Maßgeblich für die Ausführung der Asymmetrie ist die Beeinflussung der Druckverteilung aus der Abgasströmung auf der Ventilfläche. Die daraus resultierende Kraftwirkung am Kraftangriffspunkt soll Bewegung am Ventil möglichst vermeiden. In den Figuren 7 und 8 sind in einem fünften bzw. sechsten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 8 Varianten in Bezug auf die Einbuchtung 34 und die Nase 39 abgebildet. Eine definierte Form des Ventilsystems 11 und des Ventilhebelarms 12 können in einem Simulationsprogramm ermittelt werden, welches einer Strömungssimulation bzw. einer Strömungsberechnung dient. The asymmetry can be formed with respect to all spatial valve axes. Influencing the pressure distribution from the exhaust gas flow on the valve surface is decisive for the execution of the asymmetry. The resulting force at the point of force application should prevent movement on the valve as far as possible. In FIGS. 7 and 8, variants with respect to the indentation 34 and the nose 39 are shown in a fifth or sixth exemplary embodiment of the valve device according to the invention. A defined form of the valve system 11 and the valve lever arm 12 can be determined in a simulation program which is used for flow simulation or flow calculation.
In einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Dämpfung ein Federelement zwischen dem Ventilkörper 9 und dem Ventilhebelarm 12 und/oder zwischen dem Sicherungselement 29 und dem Ventilhebelarm 12 den Ventilarm 13 umfassend ausgebildet. In a further exemplary embodiment, not shown in detail, a spring element is formed between the valve body 9 and the valve lever arm 12 and/or between the securing element 29 and the valve lever arm 12 to encompass the valve arm 13 for damping purposes.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 8 ist mit Hilfe ihrer Kontur 17 und/oder der beabstandeten Anordnung der Ventillängsachse 23 und der Armlängsachse 31 bzw. der Öffnungslängsachse 28 und/oder der Form des Ventilhebelarms 12 mit Ausbildung der Nase 39 an seinem vom Ventilsystem 11 abgewandt ausgebildeten Ende zur Vermeidung von Angriffspunkten der Abgasströmung ausgebildet, die zur Vermeidung von Momenten in zumindest mehr als zwei Quadranten , s. Fig. 9, führen. Bevorzugt ist die Ventilvorrichtung 8 derart ausgestaltet, dass sich Momente im Betrieb ausschließlich in einem Quadranten einstellen. The valve device 8 according to the invention is, with the aid of its contour 17 and/or the spaced arrangement of the valve longitudinal axis 23 and the arm longitudinal axis 31 or the opening longitudinal axis 28 and/or the shape of the valve lever arm 12 with the formation of the lug 39 at its end facing away from the valve system 11 Avoiding points of attack of the exhaust gas flow designed to avoid moments in at least more than two quadrants, see Fig. 9, lead. The valve device 8 is preferably designed in such a way that torques occur exclusively in one quadrant during operation.
Ein Nullpunkt des zugehörigen Achsensystems wird vom Kraftangriffspunkt, welcher dem Schwerpunkt SK oder dem Schwerpunkt des Ventilarms 13 entspricht, definiert. Eine perfekt stabile Lage des Ventilsystems 11 wird durch eine Momentenwirkung erreicht, die durch eine über die Zeit eines Motorzyklusses feste Lage im Koordinatensystem beschrieben wird. Vorteilhaft sind aber auch Ausführungen, die über die Zeit eines Motorzyklusses einen möglichst kleinen Orbit in einem Quadranten aufweisen oder Nulldurchgänge, d.h. Quadrantenwechsel der momentan wirkenden Momente vermeiden. A zero point of the associated axis system is defined by the point of application of force, which corresponds to the center of gravity SK or the center of gravity of the valve arm 13 . A perfectly stable position of the valve system 11 is achieved by a torque effect, which is described by a position in the coordinate system that is fixed over the time of an engine cycle. However, designs are also advantageous which have the smallest possible orbit in a quadrant over the time of an engine cycle or avoid zero crossings, i.e. quadrant changes of the momentarily acting torques.
Zur Vermeidung und zumindest zur Reduzierung der relativen Bewegung ist das Ventilsystem 11 der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 8 zur vollständigen oder zumindest teilweisen Kompensation von am Ventilkörper 9 angreifenden Abgaskräften auch im siebten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 ausgebildet. Der Ventilhebelarm 12 weist in einem im Ventilkörper 9 in dessen Innenraum 21 aufgenommenen Endbereich 42 eine konvex gekrümmte Hebelarmfläche 43 auf. Der Endbereich 42 zeichnet sich in diesem Ausführungsbeispiel durch eine sprunghafte Vergrößerung eines Durchmessers D des Ventilhebelarms 12 zur Kontaktierung des Ventilkörpers 9 aus, wobei ein zweiter Absatz 48 zwischen dem Endbereich 42 und dem übrigen Ventilhebelarm 12 ausgebildet ist. In order to avoid and at least to reduce the relative movement, the valve system 11 of the valve device 8 according to the invention is designed for complete or at least partial compensation of exhaust gas forces acting on the valve body 9 also formed in the seventh embodiment of FIG. The valve lever arm 12 has a convexly curved lever arm surface 43 in an end region 42 accommodated in the interior space 21 of the valve body 9 . In this exemplary embodiment, the end area 42 is characterized by a sudden increase in a diameter D of the valve lever arm 12 for contacting the valve body 9 , with a second step 48 being formed between the end area 42 and the rest of the valve lever arm 12 .
Ebenfalls gekrümmt, zur Hebelarmfläche 43 quasi komplementär ausgebildet, ist eine dem Ventilhebelarm 12 gegenüberliegend ausgebildete Innenfläche 44 des Innenraums 21. Quasi komplementär bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die beiden Flächen 43, 44 überwiegend jedoch nicht vollständig komplementär ausgebildet sind. Zwischen den beiden Flächen 43, 44 ist ein Spalt 46 ausgebildet, welcher eine Relativbewegung zwischen dem Ventilkörper 9 und dem Ventilhebelarm 12 zulassend ausgebildet ist. Also curved, quasi-complementary to the lever arm surface 43, is an inner surface 44 of the interior space 21 opposite the valve lever arm 12. Quasi-complementary in this context means that the two surfaces 43, 44 are mostly but not completely complementary. A gap 46 is formed between the two surfaces 43, 44, which is formed to permit relative movement between the valve body 9 and the valve lever arm 12.
So ist bspw. zwischen dem Boden 22, an welchen die Innenfläche 44 angrenzend ausgebildet ist, und einem dem Boden 22 gegenüberliegenden Ende 45 des Endbereichs 42 der Spalt 46 größer ausgebildet als im mittleren Bereich 47 des Endbereichs 42. Ebenso ist der Spalt 46 über einen kleinen Bereich 49 ausgehend vom zweiten Absatz 48 in Richtung des Endes 45 vergrößert ausgeführt. Die Vergrößerung des Spaltes 46 in am Ende 45 und im kleinen Bereich 49 erlaubt die Relativbewegung zwischen dem Ventilkörper 9 und dem Ventilhebelarm 12. For example, between the base 22, on which the inner surface 44 is formed adjacent, and an end 45 of the end region 42 opposite the base 22, the gap 46 is larger than in the central region 47 of the end region 42. The gap 46 is also over a small area 49 running from the second paragraph 48 towards the end 45 increases. The enlargement of the gap 46 in the end 45 and in the small area 49 allows the relative movement between the valve body 9 and the valve lever arm 12.
Zur Vermeidung oder einer Reduzierung der relativen Bewegung zwischen dem Ventilsystem 11 und dem Ventilhebelarm 12 weisen die beiden gekrümmten Flächen 43, 44 einen Drehmittelpunkt M auf, welcher ausgehend von einer die Trennwand T in der die Durchströmöffnung 10 vollständig schließenden Position der Ventilvorrichtung 8 kontaktierenden ersten Körperfläche 50 in Richtung des Ventilhebelarms 12 in einem weiteren Abstand IM, gekennzeichnet durch den zweiten Absatz 48, ausgebildet ist. Zur weiteren Reduzierung oder Eliminierung der Relativbewegung ist ein Federelement 51 vorgesehen, welches als Dämpfungselement eingesetzt ist. Es ist zwischen dem Sicherungselement 29 und dem Ventilhebelarm 12 angeordnet. In order to avoid or reduce the relative movement between the valve system 11 and the valve lever arm 12, the two curved surfaces 43, 44 have a center of rotation M which, starting from a first body surface contacting the partition T in the position of the valve device 8 in which the flow opening 10 is completely closed 50 in the direction of the valve lever arm 12 at a further distance IM, characterized by the second shoulder 48 is formed. To further reduce or eliminate the relative movement, a spring element 51 is provided, which is used as a damping element. It is arranged between the securing element 29 and the valve lever arm 12 .
In Abhängigkeit von einer Ausführungsform des Ventilsystems 11 sowie in Abhängigkeit von der Lage des Drehmittelpunktes M als Funktion des weiteren Abstandes IM ergeben sich große oder kleine Auslenkungen des Ventilkörpers 9. Depending on an embodiment of the valve system 11 and depending on the position of the center of rotation M as a function of the further distance IM, there are large or small deflections of the valve body 9.
In den Figuren 10 bis 13 sind jeweils in einer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 8 in einem achten Ausführungsbeispiel, in einem neunten Ausführungsbeispiel, in einem zehnten Ausführungsbeispiel und in einem elften Ausführungsbeispiel abgebildet, wobei der Drehmittelpunkt M in Richtung der Ventillängsachse 23 zwischen der ersten Körperfläche 50 und einer von der ersten Körperfläche 50 abgewandt ausgebildeten zweiten Körperfläche 52 annähernd mittig angeordnet ist. Die beiden Körperflächen 50, 52 bilden in Richtung der Ventillängsachse 23 die maximalen Ausdehnungen des Ventilkörpers 9, somit dessen axiale Erstreckung lv. Figures 10 to 13 each show a sectional view of the valve device 8 according to the invention in an eighth embodiment, in a ninth embodiment, in a tenth embodiment and in an eleventh embodiment, with the center of rotation M in the direction of the valve longitudinal axis 23 between the first body surface 50 and a second body surface 52 , which is designed to face away from the first body surface 50 , is arranged approximately centrally. The two body surfaces 50, 52 form the maximum extent of the valve body 9 in the direction of the valve longitudinal axis 23, and thus its axial extent lv.
Das achte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 8 ist gewichtsreduziert ausgebildet, wobei der den Ventilarm 13 umfassende Ventilhebelarm 12 an seinem dem Boden 22 zugewandt ausgebildeten Endbereich 42 die zur Abgleitung an der Innenfläche 44 ausgebildete Hebelarmfläche 43 aufweist, wobei der Endbereich 42 schalenförmig ausgebildet ist und der Ventilhebelarm 12 sich aus einem Schaleninnenraum 54 des Endbereiches 42 erhebt. The eighth exemplary embodiment of the valve device 8 according to the invention is designed to be lighter, with the valve lever arm 12 comprising the valve arm 13 having, on its end region 42 designed to face the base 22, the lever arm surface 43 designed for sliding on the inner surface 44, with the end region 42 being designed in the shape of a shell and the valve lever arm 12 rises from a shell interior 54 of end portion 42.
An dieser Stelle sei auf die abstrakt in Form von Pfeilen illustrierten Abgaskräfte 55 des Abgases hingewiesen, welche im Betrieb des Abgasturboladers an dem Ventilkörper 9 angreifen und Bewegungen des Ventilkörpers 9 auslösen können. Attention is drawn at this point to the exhaust gas forces 55 of the exhaust gas, illustrated abstractly in the form of arrows, which act on the valve body 9 during operation of the exhaust gas turbocharger and can trigger movements of the valve body 9 .
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 8 ist in einem neunten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 11 abgebildet ist, ausgeführt. Der Ventilarm 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel zur Abgleitung des Ventilhebelarms 12 ausgebildet. Der Ventilarm 13 ist an seinem dem Boden 22 zugewandt ausgebildeten Ende sphärisch ausgeführt, wobei er eine relativ zum Boden 22 konvex ausgebildete Ventilarmfläche 56 aufweist, die zur Abgleitung des Ventilhebelarms 12, welcher seine Hebelarmfläche 43 komplementär zur Ventilarmfläche 56 ausgeführt aufweist. The valve device 8 according to the invention is designed in a ninth embodiment, as shown in FIG. In this exemplary embodiment, the valve arm 13 is designed to slide off the valve lever arm 12 . The valve arm 13 is spherical at its end facing the base 22, wherein it has a valve arm surface 56 which is convex relative to the base 22 and which is used to slide the valve lever arm 12, which has its lever arm surface 43 complementary to the valve arm surface 56.
Die Hebelarmfläche 43 und die Ventilarmfläche 56 weisen einen Krümmungsradius 59 auf, welcher auf den Drehmittelpunkt M bezogen ist. Das heißt mit anderen Worten, dass sich der Krümmungsradius 59 in Abhängigkeit von dem weiteren Abstand IM verändert, und somit in Abhängigkeit von der Positionierung des Drehmittelpunktes M eine stärkere oder eine weniger starke Krümmung ausgebildet ist. The lever arm surface 43 and the valve arm surface 56 have a radius of curvature 59 which is related to the center of rotation M. In other words, this means that the radius of curvature 59 changes depending on the further distance IM, and thus depending on the positioning of the center of rotation M, a greater or lesser degree of curvature is formed.
Im zehnten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung 8, welches in Fig. 12 abgebildet ist, ist der Bewegungsspalt 30 konisch ausgebildet, wobei ein erster Spaltradius 57 des Bewegungsspaltes 30 einen Wert aufweist, welcher von einem axial beabstandeten zweiten Spaltradius 58 des Bewegungsspaltes 30 abweichend ausgeführt ist. Das heißt mit anderen Worten, dass entweder der Ventilarm 13 oder die Aufnahmeöffnung 27 oder beide konisch ausgeführt sind. Ebenso kann der Bewegungsspalt 30 doppelkonisch, somit eine Taille aufweisend ausgebildet sein. In the tenth exemplary embodiment of the valve device 8 according to the invention, which is shown in Fig. 12, the movement gap 30 is of conical design, with a first gap radius 57 of the movement gap 30 having a value which differs from an axially spaced second gap radius 58 of the movement gap 30. In other words, this means that either the valve arm 13 or the receiving opening 27 or both are conical. Likewise, the movement gap 30 can be double-conical, thus having a waist.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 8 weist in ihrem elften Ausführungsbeispiel, s. Fig. 13, zur Erzielung einer verbesserten Dämpfung das Federelement 51 in Richtung der Ventillängsachse 23 schräg angeordnet auf. Das heißt mit anderen Worten, dass eine Federachse 53 des Federelementes 51 einen Winkel a mit der Ventillängsachse 23 ausbildend angeordnet ist. Hierzu ist eine dem Sicherungselement 29 gegenüberliegend ausgebildete Fläche des Ventilhebelarms 12 in Richtung der Ventillängsachse 23 konisch ausgebildet, wobei das Sicherungselement 29 an seiner der Fläche des Ventilhebelarms 12 gegenüberliegenden Fläche komplementär zu dieser ausgestaltet ist. Zwischen den beiden Flächen ist das Federelement 51 angeordnet. Der zur Kennzeichnung des Drehmittelpunktes M relevante Absatz 48 des Ventilhebelarms 12 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet und stellt eine tiefste, dem Boden 22 zugewandt ausgebildete Stelle des die konischen Flächen bildenden Konus dar. In its eleventh exemplary embodiment, see FIG. 13, the valve device 8 according to the invention has the spring element 51 arranged obliquely in the direction of the longitudinal valve axis 23 in order to achieve improved damping. In other words, this means that a spring axis 53 of the spring element 51 is arranged so as to form an angle a with the longitudinal axis 23 of the valve. For this purpose, a surface of the valve lever arm 12 opposite the securing element 29 is conically formed in the direction of the valve longitudinal axis 23, the securing element 29 being designed complementary to the surface of the valve lever arm 12 on its surface opposite. The spring element 51 is arranged between the two surfaces. The paragraph 48 of the valve lever arm 12 relevant for marking the center of rotation M is also formed in this exemplary embodiment and represents a represents the deepest point of the cone forming the conical surfaces, which point faces the bottom 22.
In den Figuren 14 bis 16 ist die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 8 in einem zwölften Ausführungsbeispiel abgebildet, wobei sie in Fig. 14 in einer Draufsicht, in Fig. 15 in einer Schnittdarstellung entlang einer Schnittlinie XV-XV und in Fig. 16 in einer Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie XVI-XVI illustriert ist. In the figures 14 to 16, the valve device 8 according to the invention is shown in a twelfth embodiment, in Fig. 14 in a plan view, in Fig. 15 in a sectional view along a section line XV-XV and in Fig. 16 in a sectional view along the Section line XVI-XVI is illustrated.
Das Federelement 51 ist sich in axialer Richtung entlang seiner Federachse 53 am Ventilarm 13 und am Ventilhebelarm 12 abstützend ausgebildet, wodurch der Ventilkörper 9 zum Ventilhebelarm 12 verspannt wird. Damit eine mit Hilfe des Federelementes 51 kontrollierte Bewegung möglich ist, ist das Federelement 51 sich an seinem dem Boden 22 zugewandt ausgebildeten ersten Federende 60 am zweiten Absatz 48 abstützend ausgeführt, wobei mit Hilfe seiner im Bereich des ersten Federendes 60 ausgebildeten Krümmung ein Abgleiten des Federelementes 60 am Ventilhebelarm 12 möglich ist. The spring element 51 is designed to be supported in the axial direction along its spring axis 53 on the valve arm 13 and on the valve lever arm 12 , as a result of which the valve body 9 is braced relative to the valve lever arm 12 . So that a controlled movement is possible with the help of the spring element 51, the spring element 51 is designed to support itself on the second shoulder 48 at its first spring end 60 facing the floor 22, with the spring element being able to slide off with the help of its curvature in the region of the first spring end 60 60 on the valve lever arm 12 is possible.
Das Federelement 51 ist sich im Bereich des Körperrings 24 radial nach außen erstreckend, konvex gekrümmt ausgeführt, wodurch ein Gleitkontakt zwischen dem Körperring 24 und dem Federelement 51 hergestellt werden kann, mit dessen Hilfe eine Abstützung des Ventilkörpers 9 realisiert ist. The spring element 51 extends radially outwards in the area of the body ring 24 and is convexly curved, whereby sliding contact can be produced between the body ring 24 and the spring element 51, with the aid of which the valve body 9 is supported.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Federelement 51 fünf Federarme 61 auf, welche an einem am vom ersten Federende 60 abgewandt ausgebildeten zweiten Federende 62 angeordneten Federring 63 des Federelementes 51 angeordnet sind. Ebenso könnte das Federelement 51 auch eine andere Anzahl Federarme 61 besitzen. Der Federring 63 ist den Ventilarm 13 zur gesicherten Halterung des Federelementes 51 umfassend ausgebildet, wobei der Ventilarm 13 einen Armabsatz 64 besitzt, welcher zur gesicherten Aufnahme des Federrings 63 ausgebildet ist. Mit Hilfe des Armabsatzes 64 kann eine Abstützung des Federelementes 51 an seinem zweiten Federende 62 am Ventilarm 13 und eine Abstützung des Federrings 63 am Ventilhebelarm 12 realisiert werden, wodurch eine Vermeidung einer funktionsaufhebenden Abstützung des zweiten Federendes 62 am Ventilhebelarm 12 erreicht ist. In the present exemplary embodiment, the spring element 51 has five spring arms 61 which are arranged on a spring ring 63 of the spring element 51 which is arranged on the second spring end 62 which is designed to face away from the first spring end 60 . Likewise, the spring element 51 could also have a different number of spring arms 61 . The spring ring 63 is designed to surround the valve arm 13 for securely holding the spring element 51, the valve arm 13 having an arm shoulder 64 which is designed to receive the spring ring 63 securely. With the help of the arm shoulder 64, a support of the spring element 51 can be realized at its second spring end 62 on the valve arm 13 and a support of the spring ring 63 on the valve lever arm 12, whereby a Avoidance of a function-eliminating support of the second spring end 62 on the valve lever arm 12 is achieved.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Abgasführungsabschnitt1 exhaust pipe section
2 Abgasturbolader 2 exhaust gas turbochargers
3 Eintrittskanal 3 entry channel
4 Erster Spiralkanal 4 First spiral canal
5 Zweiter Spiralkanal 5 Second spiral canal
6 Abgaskrümmer 6 exhaust manifold
7 Verbrennungskraftmaschine7 internal combustion engine
8 Ventilvorrichtung 8 valve device
9 Ventilkörper 9 valve bodies
10 Durchströmöffnung 10 flow opening
11 Ventilsystem 11 valve system
12 Ventilhebelarm 12 valve lever arm
13 Ventilarm 13 valve arm
14 Umgehungskanal 14 bypass channel
15 Ventilöffnung 15 valve opening
16 Vorsprung 16 lead
17 Kontur 17 contour
18 Bewegungseinrichtung 18 moving device
19 Hebelarmende 19 lever arm end
20 Schwenkachse 20 pivot axis
21 Innenraum 21 interior
22 Boden 22 floor
23 Ventillängsachse 23 Longitudinal valve axis
24 Körperring 24 body ring
25 Anlagefläche 25 contact surface
26 Ventilsitz 26 valve seat
27 Aufnahmeöffnung 27 receiving opening
28 Öffnungslängsachse 28 opening longitudinal axis
29 Sicherungselement 29 fuse element
30 Bewegungsspalt Armlängsachse Abstand Abstützelement Einbuchtung Mantelfläche Zapfen Finne Erster Absatz Nase Armoberfläche Seitenfläche Endbereich Hebelarmfläche Innenfläche Ende Spalt mittlerer Bereich Zweiter Absatz kleiner Bereich Erste Körperfläche Federelement Zweite Körperfläche Federachse Schaleninnenraum Abgaskraft Ventilarmfläche Erster Spaltradius Zweiter Spaltradius Krümmungsradius Erstes Federende Federarm Zweite Federende 63 Federring 30 movement gap Longitudinal arm axis Distance Support element Indentation Lateral surface Pin Fin First paragraph Nose Arm surface Side surface End area Lever arm surface Inner surface End gap Central area Second paragraph Small area First body surface Spring element Second body surface Spring axis Shell interior Exhaust gas force Valve arm surface First gap radius Second gap radius Curvature radius First spring end Spring arm Second spring end 63 spring ring
64 Armabsatz 64 arm heel
D Durchmesser D diameter
11 Erste Isotherme 11 First isotherm
12 Zweite Isotherme 12 Second isotherm
13 Dritte Isotherme 13 Third isotherm
14 Vierte Isotherme 14 Fourth isotherm
15 Fünfte Isotherme 15 Fifth isotherm
16 Sechste Isotherme 16 Sixth isotherm
17 Siebte Isotherme 17 Seventh isotherm
18 Achte Isotherme 18 Eighth isotherm
19 Neunte Isotherme 19 Ninth isotherm
M Drehmittelpunkt M center of rotation
SK Schwerpunkt Ventilkörper SK focus valve body
T Trennwand T partition
IM Weiterer Abstand lv Axiale Erstreckung vom Ventilkörper a Winkel IM Further distance lv Axial extent from the valve body a Angle

Claims

Patentansprüche Ventilvorrichtung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers, mit einem Ventilsystem (11 ) umfassend einen Ventilkörper (9) und einen Ventilarm (13), wobei der Ventilkörper (9) mit Hilfe des am Ventilkörper (9) befestigten Ventilarms (13) an einem Ventilhebelarm (12) der Ventilvorrichtung (8) angeordnet ist, wobei der Ventilhebelarm (12) mit Hilfe einer Bewegungseinrichtung (18) der Ventilvorrichtung (8) bewegbar ist, und wobei der Ventilkörper (9) einen vom Ventilhebelarm (12) abgewandt ausgebildeten Vorsprung (16) aufweist, und wobei zwischen dem Ventilsystem (11 ) und dem Ventilhebelarm (12) zumindest ein Bewegungsspalt (30) ausgebildet ist, wobei der Ventilkörper (9) eine Ventillängsachse (23) und der Ventilarm (13) eine Armlängsachse (31) besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung oder Reduzierung einer zumindest zwischen dem Ventilsystem (11 ) und dem Ventilhebelarm (12) ausgebildeten relativen Bewegung das Ventilsystem (11 ) und/oder der Ventilhebelarm (12) zur vollständigen oder zumindest teilweisen Kompensation von am Ventilsystem (11) und/oder am Ventilhebelarm (12) angreifenden Abgaskräften ausgebildet sind, wobei der Ventilkörper (9) und/oder der Ventilarm (13) und/oder ihre Anordnung zueinander in Richtung einer Ventillängsachse (23) des Ventilkörpers (9) und/oder in radialer Richtung asymmetrisch ausgebildet sind. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhebelarm (12) eine Aufnahmeöffnung (27) zur Aufnahme des Ventilarms (13) aufweist, wobei die Aufnahmeöffnung (27) eine Öffnungslängsachse (28) besitzt, und wobei die Ventillängsachse (23) mit einem Abstand (32) zur Öffnungslängsachse (28) angeordnet ist. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (32) ein radialer Abstand ist. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (32) einen Wert aufweist, welcher größer ist als ein größter Wert des Bewegungsspaltes (30). Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhebelarm (12) den Ventilarm (13) zumindest teilweise umfassend ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (9) topfformartig ausgebildet ist und einen Innenraum (21 ) aufweist. Ventilvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhebelarm (12) in den Innenraum (21 ) zumindest teilweise hineinragend ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilhebelarm (12) einen im Innenraum (21 ) aufgenommenen Endbereich (42) besitzt, welcher gekrümmt ausgebildet ist, wobei eine dem Endbereich (42) gegenüberliegende Innenfläche (44) des Ventilkörpers (9) ebenfalls gekrümmt ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Krümmung des Endbereichs (42) in Richtung der Ventillängsachse (23) über eine axiale Länge (IM), ausgehend von einer äußeren Endfläche (50) des Ventilkörpers (9) erstreckend ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (42) einen Absatz (48) aufweist, von welchem ausgehend sich die Krümmung in axialer Richtung entlang der Ventillängsachse (23) über den Endbereich (42) erstreckt. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventillängsachse (23) von der Armlängsachse (31 ) in radialer Richtung beabstandet ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (9) einen Schwerpunkt (SK) aufweist, welcher in radialer Richtung von seiner Ventillängsachse (23) beabstandet ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilarm (13) einen Schwerpunkt aufweist, welcher in radialer Richtung von seiner Armlängsachse (31) beabstandet ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (51 ) zwischen dem Ventilkörper (9) und dem Ventilhebelarm (12) und/oder zwischen dem Sicherungselement (29) und dem VentilhebelarmThe valve device of an exhaust gas routing section of an exhaust gas turbocharger, having a valve system (11) comprising a valve body (9) and a valve arm (13), the valve body (9) being attached to a valve lever arm (12 ) of the valve device (8), the valve lever arm (12) being movable with the aid of a movement device (18) of the valve device (8), and the valve body (9) having a projection (16) which faces away from the valve lever arm (12). , and wherein at least one movement gap (30) is formed between the valve system (11) and the valve lever arm (12), wherein the valve body (9) has a longitudinal valve axis (23) and the valve arm (13) has a longitudinal arm axis (31), characterized in that that to avoid or reduce at least between the valve system (11) and the valve lever arm (12) trained relative movement, the valve system (11) and / or the vent The lever arm (12) is designed to completely or at least partially compensate for exhaust gas forces acting on the valve system (11) and/or on the valve lever arm (12), the valve body (9) and/or the valve arm (13) and/or their arrangement in relation to one another being in Direction of a valve longitudinal axis (23) of the valve body (9) and / or are formed asymmetrically in the radial direction. Valve device according to claim 1, characterized in that the valve lever arm (12) has a receiving opening (27) for receiving the valve arm (13), wherein the receiving opening (27) has a Has the longitudinal axis (28) of the opening, and wherein the longitudinal axis (23) of the valve is arranged at a distance (32) from the longitudinal axis (28) of the opening. Valve device according to claim 2, characterized in that the distance (32) is a radial distance. Valve device according to Claim 2 or 3, characterized in that the distance (32) has a value which is greater than a maximum value of the movement gap (30). Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve lever arm (12) is designed to at least partially encompass the valve arm (13). Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body (9) is pot-shaped and has an interior (21). Valve device according to claim 6, characterized in that the valve lever arm (12) in the interior (21) is formed at least partially protruding. Valve device according to Claim 7, characterized in that the valve lever arm (12) has an end region (42) which is accommodated in the interior space (21) and is curved, with an inner surface (44) of the valve body (9) opposite the end region (42) likewise curved is trained. Valve device according to Claim 8, characterized in that the curvature of the end region (42) extends in the direction of the longitudinal valve axis (23) over an axial length (IM), starting from an outer end face (50) of the valve body (9). Valve device according to Claim 8 or 9, characterized in that the end region (42) has a shoulder (48) from which the curvature extends in the axial direction along the longitudinal valve axis (23) over the end region (42). Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve longitudinal axis (23) of the arm longitudinal axis (31) is formed at a distance in the radial direction. Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body (9) has a center of gravity (SK) which is formed at a distance from its valve longitudinal axis (23) in the radial direction. Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve arm (13) has a center of gravity which is formed at a distance from its arm longitudinal axis (31) in the radial direction. Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that a spring element (51) between the valve body (9) and the valve lever arm (12) and/or between the securing element (29) and the valve lever arm
(12) den Ventilarm (13) umfassend ausgebildet ist. Ventilvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (51) sich am Ventilarm (13) und am Ventilhebelarm (12) abstützend angeordnet ist. Abgasführungsabschnitt eines Abgasturboladers, umfassend einen ersten Spiralkanal (4), einen zweiten Spiralkanal (5) und einen Umgehungskanal (14), wobei der Umgehungskanal (14) zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt (1) drehbar aufgenommenen Turbinenrades ausgebildet ist, und wobei der Umgehungskanal (14) eine Ventilöffnung (15) aufweist, und wobei zwischen dem ersten Spiralkanal (4) und dem zweiten Spiralkanal (5) eine Durchströmöffnung (10) vorgesehen ist, welche zur Herbeiführung einer Überströmung von Abgas des ersten Spiralkanals (4) in den zweiten Spiralkanal (5) und vice versa ausgestaltet ist, und wobei eine Ventilvorrichtung (8) dem Abgasführungsabschnitt (1) zugeordnet ist, mit deren Hilfe die Durchströmöffnung (10) und die Ventilöffnung (15) zu öffnen oder zu schließen ist, wobei die Ventilvorrichtung (8) ein Ventilsystem (11), aufweisend einen Ventilkörper (9) und einen Ventilarm (13), und einen Ventilhebelarm (12) zur Positionierung des Ventilsystems (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung oder Reduzierung einer relativen Bewegung zwischen dem Ventilhebelarm (12) und dem Ventilsystem (11) die Ventilvorrichtung (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist. (12) the valve arm (13) is formed to encompass. Valve device according to Claim 14, characterized in that the spring element (51) is arranged so as to be supported on the valve arm (13) and on the valve lever arm (12). Exhaust gas duct section of an exhaust gas turbocharger, comprising a first spiral duct (4), a second spiral duct (5) and a bypass duct (14), the bypass duct (14) being designed to bypass a turbine wheel rotatably accommodated in the exhaust gas duct section (1), and the bypass duct ( 14) has a valve opening (15), and a flow opening (10) is provided between the first spiral duct (4) and the second spiral duct (5), which is used to bring about an overflow of exhaust gas from the first spiral duct (4) into the second spiral duct (5) and vice versa, and wherein a valve device (8) is assigned to the exhaust gas routing section (1), with the aid of which the flow opening (10) and the valve opening (15) can be opened or closed, the valve device (8 ) a valve system (11) comprising a valve body (9) and a valve arm (13), and a valve lever arm (12) for positioning the valve system (11), d acharacterized in that in order to avoid or reduce a relative movement between the valve lever arm (12) and the valve system (11), the valve device (8) is designed according to one of Claims 1 to 15.
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