具有用于旁路阀和流动连接的组合调节装置的排气涡轮增压器

摘要

本发明涉及一种多流路排气涡轮增压器(101)，该排气涡轮增压器(101)包括涡轮机(105)、涡轮机叶轮、第一流路(1)和第二流路(2)、用于绕过涡轮机叶轮的旁路管线(6)、用于调节通过旁路管线(6)的旁路排气流的尺寸的旁路阀单元(107)，并且包括用于调节流入流路(1、2)的排气流的连接程度的流动连接单元(108)，其特征在于，旁路阀单元(107)和流动连接单元(108)可借助于耦接单元(109)以机械耦接的方式致动。

说明书

本发明涉及一种多流路排气涡轮增压器，其具有涡轮机、涡轮机叶轮、第一流路和第二流路、用于涡轮机叶轮的旁路管线、用于调节通过旁路通道的旁路气流尺寸的旁路阀单元，并且包括用于调节流路中的排气流连接程度的流动连接单元。在其它方面，本发明涉及一种用于排气涡轮增压器的控制器和用于控制排气涡轮增压器的两种方法。

多流路排气涡轮增压器在现有技术领域中是已知的，特别用于六缸发动机。另外已知的是，特别是在将排气供应至涡轮增压器的发动机的低旋转速度下，可发生脉冲增压。脉冲增压使用存在于排气中的气体脉冲中的能量来驱动涡轮机。在六缸发动机中，每三个汽缸有利地互相补充，使得来自三个汽缸的排气优选地组合在一个流路中。已知的是，在发动机的较高旋转速度及相应增加的排气流下连接两个流路的流动条件是有利的。然后出现两个流路之间的压力均衡，这减小了排气中的脉冲。然后涡轮增压器转换为拥塞增压操作，其中涡轮机主要将排气中的拥塞压力转化为旋转移动。进一步已知的是，通过涡轮机周围的旁路管线将排气转移至涡轮机，以防止具有强大排气流的操作状态下的涡轮机过载，其中可通过旁路阀调节旁路流的强度。

例如，从DE 10 2007 0254 37A1中已知提供一种开关机构，借助于该开关机构，排气可从一个流路流入另一个流路。此外，本专利申请中提供了独立于流动连接的旁路阀，借助于该旁路阀，排气可从两个流路转移。

本发明的目的是使排气涡轮增压器更易于控制。

该问题通过独立权利要求的特征得以解决。从属权利要求将本发明的有利实施例作为主题。

本发明的目的是排气涡轮增压器，其中旁路阀单元和流动连接单元可借助于耦接单元以机械耦接的方式致动。引导通过旁路管线的排气优选地从两个流路转移。

旁路阀单元优选地布置为空间上紧邻流动连接单元。流路优选地配置成至少大致相同的尺寸。流动连接单元可布置在涡轮机的螺旋入口的送料管中。替代地或附加地，在排气到达涡轮机之前，流动连接至涡轮机的距离可大到足以补偿流路之间的压力脉冲。流路优选地在较高旋转速度和/或较高负载下连接。

至旁路阀单元的流动连接单元的机械耦接导致两个单元可共同调节，这继而实现了用于调节操作状态的基本上简化的结构。特别地，仅需单个调节装置。通过这种方式，可以节省材料和重量，并且最终还可以节省成本。

耦接单元优选地设计成调节装置。该调节装置将旁路阀单元与流动连接单元联合在一起。因此，旁路管线中的排气流和两个流路之间的排气流仅通过致动调节装置来调节。

可优选地借助于调节装置来改变通过旁路阀单元引入到旁路排气流中的流动阻力。特别地，可为此目的调节在从处一个或多个流路至旁路管线的过渡处起作用的旁路贯流横截面。同样可借助于调节装置在从一个流路进入另一个流路的过渡处改变由流动连接单元提供的流动阻力。例如，连接横截面可就其尺寸进行调节，其在互相进入的流路的过渡处起作用。因此，可调节流路的分离或连接程度。

然而，旁路贯流横截面或连接横截面可能不一定必须是一个流路中或两个流路之间的一个开口的横截面，而是有效横截面也可以一定角度延伸至流路中或另一元件中的开口并且与附加的元件和开口边缘相互作用。实例是流路中的开口的盖类型的覆盖物，通过提升该覆盖物在盖和流路中的开口边缘之间产生有效横截面。另外，在许多操作状态下，用于流动阻力的调节装置可通过流路之间和/或流路和旁路通道之间的压差被压靠，从而产生良好的密封效果。

调节装置优选地设计成单件式调节元件。这意味着，调节装置仅由彼此固定连接的部分或区段组成。在区段之间，调节元件没有具有旁路阀单元和流动连接单元的功能的接头或导向装置。如果这种类型的调节元件移动，那么旁路阀单元和流动连接单元的流动阻力可同时发生改变。这不需要在调节元件的每个调节范围内发生。

分别延伸到两个流路中的一部分中的共同的旁路通口另外优选地布置在两个流路中。调节装置可同时关闭旁路通口的两部分。借助于流路和调节装置之间的相对移动，可调节旁路阀单元的流动阻力。相对移动优选地为相对平移移动。替代地或附加地，可应用相对旋转移动，其中特别地，旋转轴线延伸穿过可绕其枢转的调节装置。

优选地，调节装置设计成调节滑块形式的调节元件，调节元件可沿直线移动远离流路并且如果其在外部位于流路之上，那么调节元件借助于关闭表面关闭流路中的旁路通口的所有部分。用于相对移动的导向装置可受导向单元特别是线性导向装置的影响。在具有调节装置的相对旋转移动的替代变型中，布置旋转轴线，使得调节装置的平坦关闭区段可在外部应用在流路上以关闭旁路通口。

在另一个实施例中，调节装置包括调节鼓筒。调节鼓筒优选地设计成大致的圆柱形并且内部是中空的。调节鼓筒优选地具有用于每个流路的流动连接开口，流路可经由该流动连接开口连接。

替代地或附加地，调节鼓筒可具有旁路凹槽，特别是旁路通口，排气可通过该旁路凹槽到达旁路管线。

排气流过鼓筒的内部并且可优选地沿涡轮机的方向通过排气通口从此处排出流入流路中和/或沿旁路管线的方向通过旁路凹槽从这里排出。

旁路凹槽，特别是旁路通口，优选地形成具有流路边缘或具有另一边缘的排气通口；特别地在排气贯流横截面中，开口是可调节的。优选地，排气贯流横截面的调节通过相对于流路旋转调节鼓筒和/或使调节鼓筒位移来进行。

调节鼓筒优选地在两个流路内延伸。它优选地横穿过流路，其中特别地，其充满流路的整个横截面。可与排气流成直角来进行这种类型的横穿，然而并非必须如此。

调节鼓筒的中心轴线和涡轮机的中心轴线均优选地布置为至少大致彼此平行。

调节鼓筒中通过凹槽的排气可具有几何构型，其在调节时通过使用一个或多个流路的边缘来影响排气贯流横截面的预定改变。例如，最初，调节鼓筒的每个位移的增量可发生排气贯流横截面的较少增加，同时在另一个调节范围内，调节鼓筒的每个位移的增量可发生排气贯流横截面的大致较大增加。可以想象将调节鼓筒的内部用作用于来自两个不同流路的排气的混合室，使得当排气穿过调节鼓筒的内部时，可进行两个流路中的不同压力之间的压力均衡。

调节鼓筒优选地具有沿鼓筒的轴向方向以不同程度突出的端部边缘。这种类型的调节鼓筒优选地布置在端部边缘的区域中，与流路成一定角度。具有端部边缘的端部优选地突出进入流路的内部。以不同程度突出的边缘区段以不同程度突出进入流路。当鼓筒旋转时，以不同程度突出的边缘区段被排气流带至不同角度，借此在不同水平下被节流。

排气流优选从流路流出到调节鼓筒的内部。端部边缘优选地在倾斜平面上延伸至调节鼓筒的纵向轴线。通过这种方式，导致端部边缘的突起沿调节鼓筒的轴向方向增加，直至最大值。这种类型的几何构型正好适合于安装情形中的流动阻力的调节，其中由于调节鼓筒的旋转，端部边缘突出进入流路的内部。

在另一实施例中，调节鼓筒布置在排气涡轮增压器中的一个点处，在该点处，流路过渡至涡轮机叶轮。调节鼓筒优选地具有分别用于每个流路的喷嘴。通过旋转调节鼓筒，可调节有效排气贯流横截面，使得排气穿过喷嘴。

横截面的调节优选地通过使用涡轮增压器的边缘和调节鼓筒中的凹槽来进行，边缘和凹槽共同限定喷嘴开口。喷嘴可优选地完全关闭，使得它们用作发动机制动器。

喷嘴区域可设计成具有叶片或无叶片的。由于调节鼓筒的旋转而导致的喷嘴的横截面特点可针对不同类型的排气涡轮增压器而被不同地限定。作为入口横截面积与涡轮机叶轮半径的比的涡轮增压器的A/R比可经由调节鼓筒的调节区域借助于横截面特点来改变。因此A/R比与供应在有利条件下工作的涡轮增压器的发动机的排气的输出范围相关联。

此外，流动连接单元具有距涡轮机足够的优选距离，连接流路之间的压力补偿导致排气流的大量补偿，直到排气流到达涡轮机。流动连接单元距涡轮机的距离优选为流路的平均内直径的至少五倍，特别优选为流路的平均内直径的至少十倍。

在另一个实施例中提出，调节鼓筒具有将调节鼓筒的内部分成两个子室的分离壁。这两个子室中的一个可用于流动连接和/或用于调节喷嘴开口的功能尺寸，而另一个子室可用于控制通过旁路管线的排气流的尺寸。特别地，调节鼓筒的两个子室分别设置有可用于控制排气流的尺寸的相关凹槽。特别地，分离壁具有通过使用以流体优化方式调节的转移几何构型使得排气流被转移的形状。

调节鼓筒可安装至的轴优选地固定在调节鼓筒上。轴特别优选地固定到调节鼓筒内部中的中间壁上。轴也与中间壁设计成一体。

排气涡轮增压器优选地具有涡轮机，涡轮机具有可变几何构型，即特别是可借助于叶片调节装置调节的可调节叶片。提出特别以机械方式将叶片调节装置的致动与旁路阀单元和流动连接单元的致动耦接。如果调节装置作为调节鼓筒来执行，那么其可整合在叶片调节装置中，特别是叶片调节装置的调节环中。这种类型的涡轮增压器适合用作具有可变涡轮机几何构型的汽油发动机的涡轮增压器，以及具有可变涡轮机几何构型的柴油发动机的涡轮增压器，其都具有流动分离。

在另一实施例中，调节装置具有分离区段(在调节鼓筒中指定为鼓筒分离区段)，其设计成在至少一个操作状态中导致流路的完全分离或强分离，同时其进一步设计成在另一个操作状态中实现流路的稍弱分离或增加连接。也可在分离元件上形成分离区段。

分离区段相对于流路是相对可移动的，借此可改变流路之间的流动阻力。分离区段或分离区段位于其上的调节装置因此可在导向单元中被引导和/或绕旋转轴线旋转。

特别地，将导向单元布置和/或固定在分离区段或调节装置上。

分离区段优选地具有狭槽，因为在调节期间可改变狭槽的尺寸，所以借助于该狭槽，结合两个流路的至少一个中的边缘，可实现流路之间的流动阻力的改变。分离区段优选地设计成平坦的。

特别地，分离区段在外部布置在调节鼓筒上，用于调整流动连接。在这种情况下，调节鼓筒的旋转导致分离区段和流路之间的相对移动。

形成为分离元件的分离区段优选地沿着调节鼓筒的外表面的弯曲沿圆周方向并且沿调节鼓筒的径向方向运行。在至少一个操作状态下，分离区段优选地布置在流路之间的区域内。

在另一实施例中，两个流路分别设置有排气入口开口和排气出口开口。一个流路的排气出口开口连接至或可连接至另一个流路的排气入口开口。

排气入口开口和排气出口开口的连接程度是可调节的。这可通过调节排气出口开口和/或排气入口开口的有效尺寸来实现。

为此，排气入口开口和排气出口开口借助于盖盘优选地被完全覆盖、部分地覆盖或不覆盖。

盖盘具有用于此目的的狭槽，狭槽可与排气入口开口和排气出口开口重叠、部分地重叠或不重叠，其中在后一种情况下，盖盘材料布置在排气入口开口和排气出口开口的前面以便于关闭它们。

优选地设置排气入口开口和排气出口开口导入的过流室(也称为流动连接室)。在该室中，可发生流路之间的压力补偿，其中从流路的排气出口开口引导进入过流室的排气可流经排气入口开口，回到流路中和涡轮机。

在闭合位置优选地关闭旁路阀单元和流动连接单元。在从闭合位置转换到一个位置期间，其中旁路阀单元和流动连接单元的流动阻力分别减小，与流动连接单元的流动阻力相比，在离开闭合位置时，旁路阀单元的流动阻力优选地较早和/或较大地减小。通过这种方式，在大量流动连接发生之前，排气优选地被引导通过旁路管线。

如前所述，旁路气流经旁路阀单元上游的旁路管线被引导通过涡轮机叶轮。旁路管线的端部优选地相应地放置，以便优化入流进入催化转化器。进入催化转化器的入流，特别是相对于流动方向和表面的入流点，可通过旁路管线的端部的相应定位确定地配置。通过这种方式，可缩短催化转化器的加热阶段。基于根据本发明的配置，由于旁路阀单元定位在旁路管线的开始处并且因此可相对自由地配置旁路管线的端部的事实，这是特别可行的。

在本发明的另一方面，提出了用于排气涡轮增压器的控制器，其具有前述至少一个实施例的特征。借助于控制器，优选地设计成调节装置的耦接单元特别在增加的发动机转速和/或增加的发动机负载下是可致动的。由于旁路阀单元和流动连接单元的耦接位移，因而优化了涡轮增压器的行为，并且单个控制信号和/或单个控制移动足以满足该行为。

在本发明的另一方面，提出了用于控制排气涡轮增压器的方法，该排气涡轮增压器具有前述至少一个实施例的特征。在该方法中，如果发动机转速和/或发动机负载增加，那么优选地逐渐致动设计成调节装置的耦接单元。这种增加从而被理解为来自闭合位置的致动。

在该方法的实施例中，与流动连接单元相比，旁路阀单元从闭合位置开始被较早和/或较强地致动。通过这种方式，与流动连接单元的流动阻力相比，旁路阀单元的流动阻力被较早和/或较大地减小。通过优选地设计成调节装置的耦接单元的力学实现较早和/或较大减小。可借助于单个控制信号和/或单个控制移动来实施控制。

下面借助于附图更详细地描述本发明的实施例：

图1示出了本发明的第一实施例的透视图，

图2示出了操作状态中的本发明的第一实施例的横截面，其中调节元件处于闭合位置，

图3示出了具有处于部分打开位置的调节元件的图2的横截面，

图4示出了具有处于完全打开位置的调节元件的图2的横截面，

图5示出了与图2-图4所示调节元件相比的另一变型中的第一实施例的调节元件，

图5a以横截面的形式示出了通过流路具有不同配置的导向装置的第一实施例的附加变型，

图5b以横截面的形式示出了通过流路具有不同配置的导向装置的第一实施例的又一变型，

图5c示出了用于图5a和图5b所示的两个变型的调节元件，

图5d示出了用于图5a和图5b所示的第一实施例的变型的调节元件的另一版本，

图5e-图5g示出了根据第一实施例的调节元件的另一版本，

图5h-图5k示出了根据第一实施例的调节元件的另一版本，

图6示出了本发明的第二实施例的横截面，

图7示出了俯视图中的第二实施例的调节鼓筒的展开图，

图8示出了图7中的调节鼓筒的展开图的视图，

图9示出了在处于闭合位置的第二实施例中的排气涡轮增压器的两个流路中处于安装情形中的调节鼓筒的横截面，

图10示出了与图9相同的具有处于闭合位置的调节鼓筒的横截面，该调节鼓筒具有旁路阀单元的微小开口，

图11示出了具有处于更加完全打开的旁路阀单元和部分打开的流动连接单元的位置的调节鼓筒的图10的横截面，

图12示出了与图11相同的具有完全打开的旁路阀单元和完全打开的流动连接的横截面，

图13示出了附加变型中的第二实施例的调节鼓筒的展开图，

图14示出了调节装置的示意图，该调节装置包括排气涡轮增压器的第三实施例中的旁路阀单元和流动连接单元，

图15示出了图14的调节装置的安装情形，

图16示出了包括处于闭合位置的调节装置的图15中的安装情形的横截面，

图17示出了图16的横截面，其中调节装置的旁路阀单元部分地打开，

图18示出了图17的横截面，其中旁路单元和流动单元都完全打开，

图19示出了具有轴的变型中的调节装置的切口，

图20以透视图的形式示出了本发明的第四实施例中具有两个流动区段的排气涡轮增压器的切口，

图21示出了包括调节装置的图20所示的切口的横截面，

图22示出了处于闭合位置的图21的调节装置的示意性俯视图，

图23示出了图22的调节装置，该调节装置处于旁路阀单元部分打开的位置，

图24示出了图22的调节装置，该调节装置处于旁路阀单元和流动连接单元完全打开的位置，

图25示出了根据本发明的用于所有实施例的内燃机的吸气和排气管道中的排气涡轮增压器的安装情形的示意图，

图26、图27示出了根据第五实施例的调节装置，

图28示出了第五实施例的第一变型，

图29示出了第五实施例的第二变型，

图30-图32示出了根据本发明的第六实施例的流动连接单元，

图33-图35示出了根据本发明的第七实施例的调节装置，

图36示出了第七实施例的第一变型，

图37示出了第七实施例的第二变型。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的排气涡轮增压器的两个流路1、2的截面的透视图。流路1、流路2平行运行且通过分离壁3彼此分离。流路1、流路2具有共同的旁路通口4，该旁路通口4将两个流路1和2与它们的外部相连接。另外，分离壁3在旁路通口4的位置处被移除，使得流路1和流路2可以在该间隙处连接。

图2示出了在图1中表示的流路1、流路2处于旁路通口4所在位置的横截面。另外，在图2中示出了调节元件5。附加地示出了围绕旁路通口4的旁路管线6的端部。调节元件5使用关闭区段5a关闭旁路通口4。通过使用分离区段5b，在分离壁3的间隙处分离区段5b使流路1、流路2彼此分离。调节元件5另外具有将调节元件5引导到壁3上的导向区段5c。在图2中，调节元件5示出为处于其闭合位置，其中流路1、流路2彼此完全分离以及旁路通口4完全关闭。

调节元件5由此形成为旁路阀单元107并同时形成为流动连接单元108。

图3示出了图2的横截面，然而其中示出了调节元件5处于旁路通口4部分打开的位置，使得来自两个流路1、2的排气可以进入旁路管线6。在该位置中，关闭区段5a被抬离流路1、流路2的外壁，而外壁旁路通口4则位于其中。相对于分离壁3，导向区段5c关于装置的闭合位置发生位移。在所示调节元件5的位置中，流路1、流路2彼此分离。

图4示出了与图2和图3相同的横截面，然而不同之处在于示出调节元件5处于完全伸出位置。旁路通口4完全打开。另外，导向区段5c关于分离壁3位移太远，以至于解除了对流动连接开口5d的堵塞。流动连接开口5d包含两个单独的开口，每个开口各自布置在导向区段5c的腿部中。如果分离壁3位于流动连接开口5d的开口前方的导向区段5c的腿部之间，那么流路1、流路2彼此分离。通过部分覆盖流动连接5d的开口，可调节流动连接的程度。流动连接开口5d从而表示导向区段5c中的窗口。

图5示出了用于图1至图4所示排气涡轮增压器的第一实施例的调节装置5的变型。不同于图2至图4中示出的变型，图5中的调节装置5设计成可旋转的而非可滑动的。为此，调节装置5具有旋转轴线7。旋转轴线7优选地布置成垂直于流路1、流路2的纵向方向。如图2至图4所示的变型，关闭区段5a同样可以关闭旁路通口。通过从流路1、流路2的外侧提升关闭区段5a，调节装置5围绕旋转轴线7的枢转实现了至少部分地打开旁路通口4，并且排气流从流路1、流路2流出到旁路管线6中。将调节装置5的闭合位置处的流路1、流路2分离的分离区段5b连接到关闭区段5a。流动连接开口5a布置成邻近分离区段5b。在该变型中，分离壁3设计成使得其在闭合位置完全覆盖流动连接开口5d。在调节装置的开口增大时，至少在一个调节范围内逐渐解除对流动连接开口5d的堵塞，从而调节流路1、流路2连接的增大程度。流动连接从而不必直接在旁路通口4的打开初始阶段开始，而是可在旁路通口4打开程度较大时开始发生。

图5a以横截面的形式示出了具有不同配置的导向装置的调节元件5的第一实施例的变型。图5a在很多细节上与图2至图4一致。以下仅阐述不同之处。另外，设计成旁路阀单元107或流动连接单元108的调节元件5的开口可以与图2至图4相似的方式出现，其中不同之处在于调节元件5的导向类型。具体地说，图5a的变型在调节元件5处的流路1、流路2之间无分离壁3。调节元件5的分离区段5b实现流路1、流路2的分离。调节元件5布置在流路1、流路2内部的导向凹槽38和流路1、流路2之间的转换区域中。导向凹槽38的宽度稍大于调节元件5的导向区段5c。在图5a中所示的调节元件5的闭合位置中，流动连接开口5d布置在调节元件5的导向凹槽38中。因为根据图5a调节元件5的开口在图中移动到右侧，所以其导致解除了对流动连接开口5d的堵塞并且在第一流路1和第二流路2之间实现压力补偿。除了所示版本，也可在调节元件5的导向单元处实施调节元件5的导向，其沿调节元件5的开口方向起作用并位于附图的平面外侧但并未示出，特别是结合邻接附图平面外侧的调节元件5的流路1、流路2的分离壁。由于可将调节元件拉出导向凹槽，因而可以省略流动连接开口5d，其中在导向单元中对其进行进一步引导。

图5b以横截面的形式示出了通过流路1、流路2的本发明的第一实施例的另一变型。图5b的变型与图5a所示变型相同，除了调节元件5的导向装置，其配置不同。因此，仅详细阐述导向装置的配置；其他特征参考图5a。具有两个腿部的分离壁3布置在流路1、流路2之间。导向凹槽38布置在两个腿部之间。调节元件5与图5a的调节元件设计相同。在调节元件5打开期间，未以相同方式覆盖流动连接开口5d。

图5c示出了适于图5a和图5b中的变型的调节元件5的横截面。流动连接开口5d配置成调节元件5的端部区域中的窗口。邻近流动连接开口5d的导向区段5c的部分是必须的，以当从导向凹槽38中拉出流动连接5d时，引导导向凹槽38中的调节元件5。如参考图5a所述，如果导向单元设置在独立于导向区段5c的调节元件5上，那么可以省略流动连接开口5d。为调节元件5的平移打开移动提供图5c的调节元件5。

图5d示出了调节元件5的另一版本的横截面，其如图5的变型，配置成可围绕旋转轴线7旋转。因为旋转轴线7取代调节元件5的导向，所以可以省略导向元件5c。在所示版本中，调节元件5具有可用的流动连接开口5d。在版本(未示出)中，如果导向凹槽38中的调节元件5和周围部分的接合配置成使得在调节元件5打开期间，在分离区段5b的边缘处解除对排气通路的堵塞，那么也可以省略流动连接开口5d。

图5e至图5g示出了作为旁路阀单元107并同时作为流动连接单元108的调节元件5的另一个实施例。

根据图5e，提供了十字形调节元件5，该十字形调节元件5相对于流路1、流路2可平移地移动，从而调整流路1、流路2之间和旁路管线6中的排气流。图5e示出了分解图。在图5f中，为了简明起见未示出调节元件5。图5g示出了布置的局部剖面图。

根据图5e至图5g，提供了两个流路1、2通向其中以及两个流路1、2再次从其中被引导的共同室(也称为流动连接室)。因此在共同室中发生流动连接。此外，共同室具有两个旁路通口4。两个分离的旁路通口4都通向共同的旁路管线6。

调节元件5具有关闭区段5a。在闭合状态下，关闭区段5a覆盖两个旁路通口4。由于调节元件5的相应平移移动，关闭区段5a被提起，使得两个旁路通口4被打开。

此外，调节元件5包括分离区段5b。此处示出的设计中，分离区段5b和关闭区段5a彼此固定地连接并彼此垂直。

分离区段5b位于两个流路1、2之间的共同室中。在闭合状态下，分离区段5b将两个流路1、2彼此分离。为此，分离区段5b位于两个流路1、2之间并且位于两个旁路通口4之间。

通过调节元件5的相应提升，来自两个流路1、2的排气流可在共同室中混合。

在优选实施例中，分离区段5b位于关闭区段5a的一侧上，而调节元件5的延续部分5e形成在关闭区段5a的相对侧上。延续部分5e形成了关闭区段5a的该相对侧上的分离区段5b的延续部分。

图5f示出了设计成沟槽的导向凹槽38。在两个横向导向凹槽38中可线性可移动地引导调节元件5。

延续部分5e插入到下导向凹槽38中。这样做的结果是，在将调节元件5从闭合位置提升期间，两个流路1、2通过延续部分5e最初保持彼此分离。在这种状态下，相对于旁路管线6，仅从两个流路1、2中进行开口。仅在调节元件5的附加线性移动之后，延续部分5e才从下导向凹槽38中滑出，这意味着发生了流动连接。

所述共同室由盖5f封闭。调节元件5优选地突出穿过该盖到外侧，使得调节元件5可从盖5f的外侧移动。

图5h至图5k示出了作为旁路阀单元107并同时作为流动连接单元108的调节元件5的另一个实施例。因此，图5h以示意性的简化图示出了排气涡轮增压器中的调节元件5及其布置。图5i至图5k示出了构造的配置。

根据图5h至图5k，调节元件5布置成可在两个流路1、2之间线性移动。调节元件5的容纳室由盖5f封闭。为此，壳体具有壳体凸缘5h，该壳体还设计有两个流路1、2。盖5f固定在该壳体凸缘5h上，特别是拧紧在其上。

调节元件5突出穿过盖5f到外侧，使得可从外侧致动调节元件5。调节元件5经由盖5f内的套管5g安装成可线性地移动。

旁路管线6同样设计在壳体中，两个流路1、2也位于其中。图5k特别地示出了旁路管线6在壳体中的布置。

图5j详细示出了调节元件5。调节元件5包括分离区段5b。分离区段5b位于两个流路1、2之间。延续部分5e形成于分离区段5b上。该延续部分5e在闭合状态下并在调节元件5轻微打开期间插入到相应沟槽中。沟槽界定了两个流路1、2之间的横截面。

此外，调节元件5包括关闭区段5a。关闭区段5a具有在此形成为圆柱形表面的关闭表面5i。关闭表面5i完全关闭旁路通口4至旁路管线6。

关闭部分5a的关闭表面5i转变成两个突起5j。两个突起5j布置在调节元件5的相对侧上。一个突起5j分别突出到流路1、流路2中的一个中。突起5j也可以表征为圆顶表面。

一旦关闭表面5i从旁路通口4移出，旁路通口4和相应突起5j之间的空隙就确定了从两个流路1、2到旁路管线6中的开口横截面。

每个突起5j包括凸起表面5l。关闭表面5i转变成两个凸起表面5l。

根据调节元件5的位置，调节元件5的特征(即，到旁路管线6的开口横截面和两个流路1、2之间的开口横截面)由突起5j的相应配置和延续部分5e的配置来配置。

在第一实施例的范围内，因此优选地设置为此处所述的所有变型中的调节元件5包括具有圆顶表面的至少一个突起5j。优选地，每个流路1、流路2在调节元件5上形成一个突起5j。各突起5j和旁路通口4之间的距离限定了从流路1、流路2到旁路管线6中的横截面。在有利的实施例中，至少一个突起5j具有凸起表面5l。

图6示出了根据本发明的排气涡轮增压器的第二实施例的横截面。作为调节装置，排气涡轮增压器具有设计成旁路阀单元107并同时设计成流动连接单元108的调节鼓筒8。调节鼓筒8布置成靠近用于排气涡轮增压器的涡轮机叶轮的容纳室9。调节鼓筒8以这样的方式布置，使得排气流在进入容纳室9之前必须至少部分地穿过调节鼓筒8。调节鼓筒8具有供给室8a，排气可从流路进入该供给室8a且可将排气从该供给室8a引导到涡轮机叶轮。供给室8a布置在调节鼓筒8的内部。另外，调节鼓筒8具有同样布置在调节鼓筒8的内部的旁路室8b。供给室8a和旁路室8b通过鼓筒分离壁8c彼此分离。

进入的排气径向进入旁路室8b。进入的排气流在旁路室8b中偏转，使得其从旁路室8b布置其上的调节鼓筒8的端部轴向排出。排出的排气流由此被引导到旁路管线6中。从流路1、流路2中进行对旁路室8b的供给。鼓筒分离壁8c可以形成在旁路室8b一侧，使得壁的形状有利于径向进入的排气流向轴向方向偏转。特别地，避免了排气涡流可形成于其中的死空间。调节鼓筒8可以布置在涡轮机的蜗壳到涡轮机叶轮的过渡处。

图7示出了围绕旁路室8b的调节鼓筒8的一部分的展开图的俯视图。调节鼓筒8的外壁10被旁路通口4所中断。通过旋转调节鼓筒8，该旁路通口4可以至少部分地与流路1、流路2中的对应开口对准，使得排气可以从流路1、流路2进入旁路室8b，该室被所描绘的调节鼓筒8的展开图部分所围绕。调节鼓筒8可以旋转，使得旁路通口4完全关闭、部分关闭或完全打开。

另外，调节鼓筒8在其外圆周上具有鼓筒分离区段11，该鼓筒分离区段11可以被带到两个流路1、2之间以便将这两个流路分开成不同的程度。为了调节分离的程度，可以旋转调节鼓筒8。调节鼓筒8的旋转对应于鼓筒分离区段11的移动，例如，关于流路1、流路2之间的分离壁3。

图8以侧视图的形式示出了图7中示出的调节鼓筒8的展开图部分。图8中非常清楚地示出了鼓筒分离区段11从外壁10突出。

图9示出了调节鼓筒8的变型的横截面，其再次被设计成旁路阀单元107和流动连接单元108。调节鼓筒8包括鼓筒分离壁8c，该鼓筒分离壁8c沿旁路管线6的方向以有利于流动的方式转移排气并穿过调节鼓筒8的内部。调节鼓筒8支撑鼓筒分离区段11，其在图9所示的闭合位置中将流路1、流路2彼此分离。未明确示出旁路阀单元107；然而，旁路阀单元107接触调节鼓筒8中的旁路通口4(参见图10)，该旁路通口4可以与流路1、流路2中的开口对准，使得排气可以以可调节的程度流经旁路通口。该排气可以到达旁路室8b并且可以被引导到旁路管线6。不进入调节鼓筒8中的排气通过未示出的通道被引导到涡轮机叶轮。然而，在图9中示出的闭合位置中，无排气流经调节鼓筒8。

图10示出了图9的视图，不同之处在于旁路阀单元107在所示调节鼓筒8的位置处打开，使得排气可以通过旁路通口4到达旁路通道6。如图9所示，鼓筒分离区段11具有连接到流路1、流路2之间的材料的区段11a，从而提供流动分离。

图11示出了如图10中旁路阀单元107是打开的位置中的调节鼓筒8，另外还发生了流动连接。在将流路1、流路2彼此分离的材料和鼓筒分离区段11的上边缘11b之间解除对流路1、流路2之间的通路的堵塞，这在该状态下是有效的。上边缘11b倾斜于调节鼓筒8的切线方向延伸，使得调节鼓筒8的旋转导致鼓筒分离区段11的高度在流动连接开口5d处出现不同的高度，从而以可调节的程度关闭流动连接开口5d。调节鼓筒8从而绕其中心轴线M旋转。

图12示出了图11的横截面；然而，已进一步旋转调节鼓筒8。流动连接开口5d在最大流动连接处起作用。同时，未被鼓筒分离区段11覆盖的旁路通口4的一部分允许排气流入旁路管线6。从图7中清楚地看出这种情况，其中示出了鼓筒分离区段11从右侧开始仅沿图7的水平方向上的流动连接开口5d的长度的大约一半延伸。在图7左侧示出的旁路通口4的一部分未被鼓筒分离区段11覆盖，因此当调节时，鼓筒分离区段11完全解除了对流动连接开口5d的阻塞。另外，这使排气进入旁路管线6的通口横截面最大化。图12描绘了该设置。

图13示出了调节鼓筒8的变型的展开图。排气的三个通口位于调节鼓筒8的外圆周上，即具有如图7至图12所示的鼓筒分离区段11的旁路通口4和分别用于第一流路1或第二流路2的喷嘴开口12或13。在所示展开图卷到调节鼓筒8中期间，其围绕图13中沿水平方向延伸的轴线缠绕。通过流路1、流路2或者到达属于喷嘴开口12和13的涡轮机叶轮的通路布置成使得调节鼓筒8的旋转引起喷嘴尺寸的改变。这样，可以改变涡轮增压器的A/R比。涡轮机叶轮的半径由此保持不变；然而，排气的供给横截面发生改变。通过这种方式，可以改变涡轮增压器的特性。可以通过同时将两个单元的流动连接单元108与旁路阀单元107进行机械耦接来实现这种类型的调节，其中借助于旁路通口4由鼓筒分离区段11和旁路阀单元107的调节来实现流动连接的调节。

图14示出了作为排气涡轮增压器的第三实施例的调节元件的调节鼓筒14。调节鼓筒14具有作为基部形状的管。排气在每个调节鼓筒14的一个端部处从流路1、流路2中被引导到调节鼓筒14中。排气在调节鼓筒14的内部被分别引导到流动连接开口15或16。在排气已流经流动连接开口15或16之后，可在来自两个流路1、2的排气之间进行压力补偿。然后，将排气供给至涡轮机叶轮。

另外，调节鼓筒14对于两个流路1、2中的每个都具有旁路通口17或18。调节鼓筒14优选设计成围绕沿调节鼓筒14的纵向方向的中心对称。在调节鼓筒14内将流路1、流路2彼此分离的中间壁19布置在两个端部之间和分别分配给一个流路1、流路2的流动连接开口15、16之间。调节鼓筒14的两个端部优选地设计成与调节鼓筒14的纵向轴线M倾斜布置的平面的倒角表面，并且包括调节鼓筒14的管状端部区段。这导致了端部边缘20和21。端部边缘20和21分别布置在流路1或流路2中的一个的一个端部上，其中流路1、流路2在其出口处以弯曲的方式延伸到该端部。这样，调节鼓筒14的旋转导致端部边缘20或21的突出部分以不同方式突出到流路1或流路2的端部。由于端部边缘20或21的不同突起，在进入调节鼓筒14时流动阻力发生改变。这样，可以在进入调节鼓筒14期间节流排气流并且以这种方式影响涡轮机的输出。

图15示意性地示出了与图14中的排气涡轮增压器相同的实施例，其中除了调节鼓筒14之外还示出了旁路通道6和流动连接通道22。在与图14的整体视图中，很明显的是，从调节鼓筒14的流动连接开口15和16排出的排气进入流动连接通道22，在流动连接通道22内发生排气流之间的压力补偿。来自调节鼓筒14的排气也可以经由未示出的通道到达涡轮机叶轮。

结合邻近旁路通口17和18的分离壁的开口，通过旋转排气鼓筒14可以影响排气通路进入旁路管线6的程度。以相同的方式，结合邻近调节鼓筒14的流动连接开口15和16的分离壁的开口，通过旋转调节鼓筒14来调节流动连接的程度。

图16示出了调节鼓筒14、流动连接通道22和旁路通道6的横截面，其中调节鼓筒14位于闭合位置，在该位置中无排气流入流动连接通道22或流入旁路管线6。

图17示出了图16的横截面，然而其中调节鼓筒14示出为处于调节鼓筒14的旁路通口17或18处于部分打开的位置，使得排气可以从调节鼓筒14进入旁路通道6。流动连接通道22与调节鼓筒14的内部分隔开。

图18示出了与图17相同的横截面，然而其中调节鼓筒14被带到使流动连接开口15或16旋转的位置，使得排气可以进入流动连接通道22。因此，流路1、流路2彼此连接，发生拥塞增压。同时，可经由旁路通口17或18的位置调节的旁路阀单元107是完全打开的。

图19通过实例以透视图的方式示出了具有端部边缘20的调节鼓筒14的端部。在所示变型中，调节鼓筒14具有轴23。轴23可以固定到调节鼓筒14的中间壁19上。轴23优选地布置在调节鼓筒14的两个端部处。这样，调节鼓筒14可以安装在相应轴23的轴承的两个端部上。

图20示出了本发明的第四实施例中的排气涡轮增压器的两个流路1、2的透视图。两个流路1、2中的每个都具有排气出口开口24或25以及排气入口开口26或27。这些是分别通过流路1、流路2中的一个的外壁的贯穿件。开口24、25、26、27优选地以四叶草的形式配置和布置。排气入口开口26和27相对于排气出口开口24、25位于排气流动方向的下游。

图21示出了图20所示的流路1、流路2中的一个的剖面图。另外，示出了调节元件28。调节元件28形成为旁路阀单元107并同时形成为流动连接单元108。调节元件28覆盖所有四个开口24、25、26和27。在调节元件28面向流路1、流路2的端部上有盖盘31，该盖盘具有狭槽32，可以通过旋转盖盘31而以较大或较小的程度将狭槽32放置在开口24至开口27的前方。通过这种方式，流路1、流路2以不同程度连接。

盖盘31以可以与旁路阀盘30共同旋转的方式与其连接。旁路阀盘30具有狭槽(未示出)，结合固定的关闭元件33，该狭槽沿旁路通道6的方向引入用于排气的更大或更小的流动阻力，从而用作旁路阀单元107。因此，通过盖盘31和旁路阀盘30的联合旋转，旁路阀盘30和相关的关闭元件33可以调节流动连接的程度和旁路阀的打开程度。由于包括其安装件的调节元件28覆盖两个流路1、流路2，所以两个流路1、2的排气在调节元件28的溢流室29中混合。

图22示意性地示出了具有开口24至开口27的流路1、流路2的侧面的俯视图。调节元件28象征性地描绘为圆形。盖盘31具有与四叶草大致相同的形状，并且布置在调节元件28的内部。盖盘31的叶子形状的叶瓣34、35、36、37可以分别覆盖开口24、25、26或27中的一个。这样，调节元件28在图22中示出为在闭合位置，其中无排气可以从流路1、流路2排出并进入调节元件28中。

盖盘31绕其中心线M可旋转地安装。盖盘31可以旋转以调节流动连接的程度和排气进入调节元件28的程度。同时，未示出的是，图21所示的旁路阀盘30与盖盘31一起旋转。借助于旁路阀盘30适当调节旁路通口解除堵塞的时间和程度，可以相对于流动连接调节使排气排放到旁路管线6中的行为，流动连接可借助于盖盘31进行调节。

除了所示版本，还可以想到盖盘31中具有狭槽的版本，其中这些狭槽布置成使得它们以合适的顺序和适当的程度从调节特征的意义上来说解除对开口24到开口27的堵塞，以及特别是关闭、或部分或完全解除对它们的堵塞。

图23示意性地示出了与图22相同的俯视图，然而不同之处在于，排气入口开口26和27部分地不被覆盖，而排气出口开口24和25仍被盖盘31覆盖。这样，排气可进入调节元件28的内部、穿过旁路通口，并通过旁路管线6离开调节元件28。为此，旁路阀单元107至少部分地打开。在图23所示的调节元件28的设置中不会发生流动连接。

图24示出了与图22和图23相同的俯视图；然而，盖盘31被带入解除了对排气入口开口26和27以及排气出口开口24和25的堵塞的位置。这样，发生流动连接，其中从排气出口开口24和25排出的排气的一部分经由旁路阀单元107引导并通过旁路管线6。

为了实现由图22至图24所阐述的调节元件28的功能性，盖盘31的叶子形状的叶瓣34和35设计成沿圆周方向上比叶瓣36和37更宽。这样，叶瓣34和35可以跨过盖盘31的更大旋转区域覆盖出口开口24和25，从而如图23所示，仅可以对进入调节元件28的排气的进入进行调节，而不对排气通过排气出口开口26和27排出进行调节。因此，可以打开旁路阀单元107而不会发生流动连接。

图25示出了具有根据本发明的排气涡轮增压器101的活塞驱动内燃机100的示意图，其在本实例中设计成六缸发动机。排气涡轮增压器101具有压缩机102，其压缩新鲜气体并供应给内燃机100的吸气管道103。两个歧管104a和104b布置在内燃机100的排气侧上，每个歧管分别接收来自三个汽缸的排气。来自歧管104a和104b中的每个的排气分别供应到流路1或流路2中的一个。流路1和流路2将排气供应给排气涡轮增压器101的涡轮机105。

可以经由旁路管线6将该排气的一部分从流路1、流路2中移除，再绕过涡轮机105。可以经由旁路阀单元107调节排气的移除程度。另外，流路1、流路2可以通过流动连接单元108彼此连接。可以调节流动连接单元108以便确定流路1、流路2彼此连接的程度。

流动连接单元108和旁路阀单元107的调节装置通过由虚线描绘的耦接单元109彼此机械耦接。这样，可以共同调节流动连接单元108和旁路阀单元107，为此仅需要单个控制信号或单个控制移动111。流动连接单元108和旁路阀单元107示意性地整合在调节装置110中。

此处示意性地示出的调节装置110表示所述实施例的调节元件5、调节鼓筒8、调节鼓筒14或调节元件28。在实施例中，因为旁路阀单元107和流动连接单元108同时由调节装置110的移动致动，所以除了图30之外，调节装置110同时用作耦接单元109。

在根据图30的实施例中，通过旋转阀体131仅致动流动连接单元108。旁路阀单元107由常规废气门阀(未示出)实现。耦接单元109以机械方式将阀体131与废气门阀相连接，从而通过耦接单元109的移动同时移动两个元件，即阀体131和废气门阀。

在下文中，将借助于图26至图37的详细实例更详细地解释本发明的不同实施例。

图26至图29示出了第五实施例。图26示出了剖面图中的两个流路1、2以及两个流路1、2之间的调节装置110。此处的该调节装置110将旁路阀单元107和流动连接单元108的功能统一起来。图27示出了如何将调节装置110布置在两个流路1、2之间的分离壁3中，使其尽可能进入涡轮机壳体。

此处的调节装置110包括套筒130。套筒130布置成固定在分离壁3上。各自流路1、流路2的开口位于套筒130的侧表面上。另外，套筒130在其正面上是打开的。可轴向移动的阀体131插入到设计成活塞的套筒130中。如图26中的箭头所示，阀体131可以在轴向方向上相应地移动。

左侧套筒130的敞开前面打开进入旁路通口4，或进入旁路管线6(此处未示出)。

活塞环133(密封件)处的三对能够进行至少三种不同的开关设置：流路1、流路2的开口以及旁路通口4的开口被闭合在图26所示的位置中。如果阀体131向右移动，那么阀体131中的锥形与两个流路1、2的开口重叠。如果阀体131进一步向右移动，那么流路1、流路2的开口连接到旁路通口4。

图28另外示出了第一变型，其中至套筒130的密封倒角134设计在阀体131的右端上。由于该密封室134，可以省略相应的活塞环133。

图29示出了第二变型。在第二变型中，也提供密封倒角134。另外，套筒130在流路1、流路2的开口区域中具有凹槽132。根据该凹槽132的配置，可以调整从流路1、流路2到旁路通口4的贯流量。凹槽132可以配置在套筒130的内圆周和/或阀体131的外圆周上。

根据第五实施例，本发明还优选地提供，固定套筒130布置在两个流路1、2之间的分离壁3中。在该套筒130中，轴向可移动地引导相应的阀体131，使得根据阀体131的位置，两个流路1、2彼此连接/或连接至旁路通口4。

图30至图32示出了第六实施例。在这种情况下，特别示出了流动连接单元108。在该实施例中，通过常规的废气门阀(图31、图32)来实施相关的旁路阀单元107。

图30以分解图的方式示出了流动连接单元108的结构。图31和图32仅示意性地示出了两个不同的开关位置，其中可以看出，流动连接单元108布置在两个流路1、2之间的分离壁3中。在图31中，流动连接单元108是打开的。在图32中，流动连接单元108是关闭的。

如从图30中可以非常清楚地看出，流动连接单元108再次包括固定地布置在分离壁3中的套筒130。还在该实施例中，套筒130在朝向两个流路1、2的侧表面上具有开口。阀体131插入到套筒130中。与第五实施例相反，第六实施例中的阀体131不可轴向移动，而是可以旋转，如图30中的箭头所示。

阀体131具有贯穿件。贯穿件两侧上具有用于密封的活塞环133。根据阀体131在套筒130中的旋转位置，阀体131的贯穿件与套筒130的开口重叠。通过这种方式，可以调整两个流路1、2之间的交换。

对应于第六实施例，套筒130优选地设置成布置在分离壁3中，其中可旋转阀体131布置在套筒130中并且调整两个流路1、2之间的体积交换。

图33至图37示出了第七实施例。在第七实施例中，废气门阀135以这样的方式修改，使得其能够实现旁路阀单元107和流动连接单元108的功能。此处的废气门阀135表示图25中所述的调节装置110。

图33和图34以两种不同视图示出了废气门阀135。该废气门阀135通常经由轴136连接到杠杆137。经由杠杆137，相应的致动器枢转轴136，使得可以打开或关闭废气门阀135。根据图33，两个旁路通道141在废气门阀135处相连接。旁路通道141中的每个恒定地连接到流路1、流路2。

废气门阀135除了包括连接到旁路管线6的翻板之外，还包括阀体131。该阀体131固定地连接到翻板，从而与废气门阀135一起打开。在闭合状态下，废气门阀135相对于旁路管线6关闭两个旁路通道141。同时，阀体131将两个旁路通道141彼此分离，使得两个流路1、2之间也不可能进行交换。

图35示出了废气门阀135的具体设计。因此清楚地看到，阀体131在面向翻板的一侧上具有圆柱形侧表面138。该圆柱形侧表面138转换成圆锥形侧表面139。沟槽140优选地设置在阀体131的截头圆锥体上。如图33以实例的方式所示，在闭合状态下，杆接合在两个旁路通道141之间的沟槽140中。

特别地，对圆柱形侧表面138的高度设计能够相应地调整进入旁路管线6的贯流量。例如，如果圆柱形侧表面138设计得相对较高，那么废气门阀135可以相应打开地较宽，其中旁路管线6的开口尽可能长时间地保持闭合，并且由于圆锥形侧表面139，两个流路1、2之间可能发生交换。

图35中的阀体131设计成不对称(不是旋转对称)的。因此，面向轴136的圆锥形侧表面139的侧面比直径上的相反侧更陡。因为废气门阀135经由偏心定位的轴136枢转，所以优选地使用这种不对称性。

然而，图36和图37中的变型也示出了可以对称地设计阀体131。从而简化了可生产性。

图37中的变型示出了沟槽140不需要强制设计在阀体131的截头圆锥体上。

第七实施例还优选地提供，根据本发明的调节装置110包括具有阀体131的废气门阀135，其中阀体131包括圆柱形侧表面138和/或圆锥形侧表面139，以便用作旁路阀单元107并同时用作流动连接单元108。

附图标记列表

1 流路

2 流路

3 分离壁

4 旁路通口

5 第一实施例的调节元件；通常标记为调节装置

5a 关闭区段

5b 分离区段

5c 导向区段

5d 流动连接开口

5e 延续部分

5f 盖

5g 套管

5h 壳体凸缘

5i 关闭表面

5j 突起

5j 凸起表面

6 旁路管线

7 旋转轴线

8 作为第二实施例的调节元件的调节鼓筒；通常标记为调节装置

8a 供给室

8b 旁路室

8c 鼓筒分离壁

9 用于涡轮机叶轮的容纳室

10 调节鼓筒8的外壁

11 鼓筒分离区段

11a 区段

11b 上边缘

12 喷嘴开口

13 喷嘴开口

14 作为第三实施例的调节元件的调节鼓筒；通常标记为调节装置

15 流动连接开口

16 流动连接开口

17 旁路通口

18 旁路通口

19 中间壁

20 端部边缘

21 端部边缘

22 流动连接通道

23 轴

24 排气出口开口

25 排气出口开口

26 排气入口开口

27 排气入口开口

28 第四实施例的调节元件；通常标记为调节装置

29 溢流室

30 旁路阀盘

31 盖盘

32 狭槽

33 关闭元件

34 叶瓣

35 叶瓣

36 叶瓣

37 叶瓣

38 导向凹槽

100 内燃机

101 排气涡轮增压器

102 压缩机

103 吸气管道

104a 歧管

104b 歧管

105 涡轮机

107 旁路阀单元

108 流动连接单元

109 机械耦接单元

110 调节装置

111 控制移动

130 套筒

131 阀体

132 凹槽

133 活塞环

134 密封倒角

135 废气门翻板；通常标记为调节装置

136 轴

137 杠杆

138 圆柱形侧表面

139 圆锥形侧表面

140 沟槽

141 旁路通道

M 中心轴线