DE3404769A1

DE3404769A1 - VALVE FOR INSTALLATION IN A MANIFOLD OF A FLUID PIPE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

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

Description

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Ventil zum Einbau in einen Krümmer einer Fluidleitung einer BrennkraftmaschineValve for installation in a manifold of a fluid line of an internal combustion engine

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Einbau in einen Krümmer einer Fluidleitung einer Brennkraftmaschine, insbesondere ein Abgasventil für eine Turbolader-Anlage.The invention relates to a valve for installation in a manifold of a fluid line of an internal combustion engine, in particular an exhaust valve for a turbocharger system.

Bei derartigen Ventilen, mit denen Flüssigkeits- oder Gasströme in Rohrleitungen von Brennkraftmaschinen gesteuert werden, besteht immer der Wunsch, sie in Öffnungsstellung mit möglichst geringem Durchflußwiderstand auszuführen, um Leistungsverluste gering zu halten. Insbesondere besteht diese Forderung bei einem Abgasventil einer Turbolader-Anlage, da hier ein durch Verwirbelung hervorgerufener hoher Druckverlust auch die Regelbarkeit der Turbolader-Anlage beeinträchtigt. Denn diese Verwirbelungen ergeben eine rasch wechselnde und nicht reproduzierbare Strömungsform, die meistens die Ursache für das unerwünschte, sprunghafte Einsetzen der Turboladeraufladung ist.Such valves are used to control liquid or gas flows in the pipelines of internal combustion engines there is always a desire to run them in the open position with the lowest possible flow resistance in order to avoid power losses to keep it low. In particular, this requirement exists in the case of an exhaust valve of a turbocharger system, since Here, a high pressure loss caused by turbulence also affects the controllability of the turbocharger system. Because these turbulences result in a rapidly changing and non-reproducible flow form, which is usually the cause for the undesired, sudden onset of turbocharger charging.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ventil so zu gestalten, daß es im geöffneten Zustand einen möglichst geringen Druckverlust hervorruft.It is the object of the invention to design a valve so that there is as little pressure loss as possible in the open state evokes.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Wenn sowohl das feststehende Ventilgehäuse als auch der Ventilkörper eine angenäherte kegelige Außenkontur aufweisen und in Öffnungsstellung mit ihren Kegelgrundflächen aneinander anliegen, ergibt sich insgesamt ein stromlinienförmiges Gebilde, das kaum Verwirbelungen und einen nur sehr geringen Druckverlust in der Fluidleitung verursacht,This task is due to those listed in the characterizing part of claim 1 Features solved. If both the fixed valve housing and the valve body have an approximate conical Have outer contour and in the open position with their conical base surfaces abut each other, the overall result is a streamlined structure with hardly any turbulence and a causes only a very low pressure loss in the fluid line,

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in die es eingesetzt ist. Da dieses Ventil in einen Krümmer eingebaut ist, ist es zweckmäßig, wenn nach Anspruch 5 der Kegelmantel des Ventilgehäuses in Richtung des Krümmerverlaufs abgebogen und nach Anspruch 6 und 7 der Kegelmantel des Ventilkörpers so gekrümmt ist, daß er in Öffnungsstellung des Ventils annähernd aquidistant zur Krümmerwand verläuft. Das Ventil hat somit die gleiche Wirkung wie bekannte Umlenkbleche, die in Krümmer eingesetzt werden, um Strömungsablösung und Verwirbelung zu vermeiden und den Druckverlust im Krümmer herabzusetzen.in which it is inserted. Since this valve is built into a manifold, it is useful if according to claim 5 of The conical surface of the valve housing is bent in the direction of the elbow and, according to claims 6 and 7, the conical surface of the The valve body is curved so that it is in the open position of the valve is approximately equidistant from the manifold wall. The valve has the same effect as known baffles, which are used in elbows to avoid flow separation and turbulence and the loss of pressure in the elbow to belittle.

Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale, die konstruktive Einzelheiten betreffen, enthalten die Ansprüche 2, 3 undFurther features which shape the invention and which relate to structural details are contained in claims 2, 3 and

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils, das in der Zeichnung in Öffnungsstellung dargestellt ist, wird nachfolgend erläutert.An embodiment of the valve according to the invention, which is shown in the drawing is shown in the open position, is shown below explained.

In einem Krümmer 1 einer Abgasleitung 2 einer Turbolader-Anlage ist an einem inneren Auge 3 des Krümmers 1 ein Ventilgehäuse angegossen. Das Ventilgehäuse 4 ist als Hohlkegel mit abgerundeter Spitze 5 ausgebildet, wobei der Kegelmantel in Richtung des Krümmerverlaufs abgebogen ist. An der Kegelgrundfläche des Ventilgehäuses 4 liegt die Kegelgrundfläche eines ebenfalls kegeligen Ventilkörpers 6 an. Der Kegelmantel des Ventilkörpers 6 ist aus einer ebenen Sitzfläche 7 und einem sich an sie anschließenden, nach außen gewölbten Teil 8 zusammengesetzt, der in Öffnungslage des Ventils über die gesamte Mantellänge aquidistant zum Krümmer 1 verläuft. Der Ventilkörper 6 bildet mit dem Ventilgehäuse 4 in Öffnungsstellung des Ventils einen Doppelkegel mit geschlossener Außenkontur, die mit der Krümmerwandung über die ganze Länge des Doppelkegels einen etwa konstant breiten Ringkanal 9 bildet. In diesem Ringkanal 9 wird das Abgas geführt und im Einlaufbereich des Krümmers nahezu ablösungs-und wirbelfrei umgelenkt.In a manifold 1 of an exhaust line 2 of a turbocharger system, a valve housing is located on an inner eye 3 of the manifold 1 cast on. The valve housing 4 is designed as a hollow cone with a rounded tip 5, the cone jacket in the direction the elbow is bent. On the conical base surface of the valve housing 4 is the conical base surface of a also conical valve body 6. The conical surface of the valve body 6 is made up of a flat seat 7 and a adjoining them, outwardly curved part 8 composed, which in the open position of the valve over the entire The jacket length is equidistant from the manifold 1. The valve body 6 forms with the valve housing 4 in the open position of the Valve has a double cone with a closed outer contour, which with the manifold wall over the entire length of the double cone an approximately constant wide annular channel 9 forms. In this annular channel 9, the exhaust gas is guided and in the inlet area of the Elbow deflected almost free of separation and vortex-free.

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Mit einer Venilstange 10 ist der Ventilkörper 6 in einer Lagerbuchse 11 längsgeführt, die in das innere Auge 3 und ein am Krümmer 1 angegossenes, äußeres Auge 12 eingepreßt ist. An dem nach außen durchgeführten Ende 13 der Ventilstange 10 ist der Ventilkörper von außen betätigbar, wobei in Schließstellung des Ventilkörpers die Sitzfläche 7 auf dem zwischen Krümmer 1 und Abgasleitung 2 eingelegtem Sitzring 14 dicht aufliegt. Beim Schließen des Ventils verkleinert sich die freie Durchtrittsfläche etwa linear proportional mit dem Schließweg, so daß auch in der erwünschten Weise die durch das Ventil strömende Abgasmenge annähernd linear proportional zu dem jeweiligen Stellweg des Ventilkörpers ist. Wird ein solches Ventil in die Bypaßleitung einer Turbolader-Turbine eingesetzt, so läßt sich der Mengenstrom und damit auch das Einsetzen der Turboladung exakt und feinfühlig steuern. Diese gute Steuerbarkeit des Ventils ist auch von größter Wichtigkeit, wenn es als Umschaltventil für zwei zusaitimenschaltbare Turbolader verwendet wird, da somit ein großer Leistungseinbruch beim Umschalten vermieden werden kann.With a valve rod 10, the valve body 6 is in one Bearing bush 11 guided longitudinally in the inner eye 3 and a on the manifold 1 cast, outer eye 12 is pressed. At the outwardly led through end 13 of the valve rod 10 is the valve body can be actuated from the outside, wherein in the closed position of the valve body the seat surface 7 on the between manifold 1 and exhaust line 2 inserted seat ring 14 rests tightly. When the valve is closed, the free passage area is reduced approximately linearly proportional to the closing path, so that the flow through the valve in the desired manner The amount of exhaust gas is approximately linearly proportional to the respective travel of the valve body. If such a valve is included in the If a bypass line of a turbocharger turbine is used, the volume flow and thus also the onset of the turbocharging can be determined control precisely and sensitively. This good controllability of the valve is also of the utmost importance when it is used as a switching valve is used for two switchable turbochargers, as this avoids a large drop in performance when switching can be.

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Claims

^ 04769 claims

1. Valve for installation in a bend of a fluid line an internal combustion engine, in particular an exhaust valve for a turbocharger system, which consists of a fixed in the manifold and at a distance to the manifold wall arranged valve housing and a valve body longitudinally displaceable to it, which rests in the closed position on a seat of the fluid line, characterized in that the valve housing (4) and the Valve body (6) are designed approximately cone-like, the two conical base surfaces in the open position of the valve body (6) rest against each other.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the valve housing (4) is integral with an inner eye (3) of the Elbow (1) is formed.

3. Valve according to claim 1 and 2, characterized in that the manifold (1) in alignment with the inner eye (3) has an outer one Has eye (12) and that a valve rod (10) attached to the valve body (6) is pressed into the inner and outer eye Bearing bush (11) is guided longitudinally and can be actuated from the outside.

4. Valve according to claim 1, characterized in that the valve body (6) and / or the valve housing (4) as a hollow cone are designed.

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the conical surface of the valve housing (4) is bent in the direction of the curve and that the cone tip (5) is rounded.

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6. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the conical shell of the valve body (6) consists of a flat part designed as a seat surface (7) and a part adjoining, curved part (8) is composed.

7. Valve according to claim 6, characterized in that the curved part (8) of the cone jacket in the open position of the Valve body (6) runs approximately equidistant from the manifold (1).