DE102009014279A1 - Spin generator for spin impinged inflow of compressor impeller of loading device, particularly exhaust gas turbocharger for internal combustion engine, has multiple guide blades arranged in flow channel in periphery direction - Google Patents

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Abstract

The spin generator (4) has multiple guide blades (9) arranged in a flow channel (8) in periphery direction in distributed manner. The guide blades have an in-flow sided rigid blade section (15) and an out-flow sided elastically deformable blade section (16). The rigid blade section is connected firmly with a wall limiting the flowing channel laterally. The flexible blade section is mounted at the assigned rigid blade section, and is coupled with an adjusting unit for installing the downstream flow angle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drallerzeuger zur drallbeaufschlagten Anströmung eines Verdichterlaufrads einer Ladeeinrichtung, insbesondere eines Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Ladeeinrichtung, insbesondere einen Abgasturbolader, mit einem derartigen Drallerzeuger.The The present invention relates to a swirl generator for spin-loaded Flow of a compressor impeller of a charging device, in particular an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, with the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a charging device, in particular a Exhaust gas turbocharger, with such a swirl generator.

Bei einer Ladeeinrichtung, die mit einem Verdichterlaufrad arbeitet, also insbesondere bei einem Abgasturbolader, kann der Wirkungsgrad verbessert werden, wenn stromauf des Verdichterlaufrads ein Drallerzeuger positioniert wird, mit dessen Hilfe die dem Verdichterlaufrad zugeführte Strömung mit einem Drall beaufschlagt werden kann. Durch den Drall erhält die Absolutgeschwindigkeit der dem Verdichterlaufrad zugeführten Luftströmung eine tangentiale Komponente. Diese Tangentialkomponente der Absolutgeschwindigkeit reduziert den Lufteintrittswinkel auf einen Wert kleiner als 90°. Hierdurch wird die Relativgeschwindigkeit am Eintritt des Verdichterlaufrads reduziert, was bei hohen Verdichterdrehzahlen eine signifikante Erhöhung des Verdichterwirkungsgrad mit sich bringt.at a loading device that works with a compressor wheel, So especially in an exhaust gas turbocharger, the efficiency be improved if upstream of the compressor impeller, a swirl generator is positioned, with the help of which the compressor impeller supplied Flow can be applied to a swirl. By the twist receives the absolute velocity of the compressor impeller supplied air flow a tangential component. This tangential component of the absolute velocity is reduced the air inlet angle to a value less than 90 °. As a result, the relative speed at the entrance of the compressor wheel reduced, which is a significant at high compressor speeds Increase in the compressor efficiency brings with it.

Aus der DE 10 2005 019 896 A1 ist ein Drallerzeuger bekannt, der mehrere Leitschaufeln aufweist, die in einem Strömungskanal in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Bei diesen Leitschaufeln ist der Abströmwinkel mit einer Stelleinrichtung einstellbar. Beim bekannten Drallerzeuger sind die Leitschaufeln insgesamt elastisch verformbar ausgestaltet. Ein anströmseitiger feststehender Bereich der Leitschaufeln ist dabei mit einem stationär angeordneten Trägerabschnitt verbunden, während ein abströmseitiges Ende der Leitschaufeln mit einem drehend verstellbaren Stellabschnitt verbunden sind. Durch Drehverstellen des Stellabschnitts relativ zum Trägerabschnitt verformen sich die Leitschaufeln, wodurch der Abströmwinkel der Leitschaufeln verändert bzw. eingestellt werden kann. Der Aufwand zur Realisierung eines derartigen Drallerzeugers ist vergleichsweise groß.From the DE 10 2005 019 896 A1 For example, a swirl generator is known which has a plurality of guide vanes which are distributed in a circumferential direction in a flow channel. In these vanes, the outflow angle is adjustable with an adjusting device. In the known swirl generator, the guide vanes are designed to be elastically deformable as a whole. An upstream fixed region of the guide vanes is connected to a stationarily arranged carrier section, while a downstream end of the guide vanes are connected to a rotationally adjustable positioning section. By Drehverstellen the adjusting portion relative to the support portion deform the vanes, whereby the outflow angle of the vanes can be changed or adjusted. The effort for the realization of such a swirl generator is comparatively large.

Weitere Drallerzeuger sind z. Bsp. aus der US 3,723,021 , aus der WO 2007/135089 A1 , aus der DE 20 60 271 A und aus der EP 1 433 958 A2 bekannt.Other swirl generators are z. Ex. From the US 3,723,021 , from the WO 2007/135089 A1 , from the DE 20 60 271 A and from the EP 1 433 958 A2 known.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Drallerzeuger bzw. für eine damit ausgestattete Ladeeinrichtung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie vergleichsweise preiswert realisierbar ist, eine hinreichende Stabilität besitzt und eine präzise Einstellung des Abströmwinkels ermöglicht.The The present invention addresses the problem of for a swirl generator or for a so equipped Charger to provide an improved embodiment, which is characterized in particular by the fact that it comparatively reasonably priced, adequate stability owns and a precise adjustment of the outflow angle allows.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively by the subject of the independent claims. advantageous Embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Leitschaufeln in axialer Richtung zweiteilig auszuführen, so dass jede Leitschaufel einen anströmseitigen starren Schaufelabschnitt und einen abströmseitigen elastisch verformbaren, flexiblen Schaufelabschnitt besitzt. Während der jeweilige starre Schaufelabschnitt mit einer den jeweiligen Strömungskanal seitlich begrenzenden Wand fest verbunden ist, sind die flexiblen Schaufelabschnitte am jeweiligen zugehörigen starren Schaufelabschnitt befestigt und auf geeignete Weise mit einer Stelleinrichtung zum Einstellen des Abströmwinkels gekoppelt. Durch diese Bauweise besitzt der Drallerzeuger eine hohe Stabilität, da er durch die anströmseitigen starren Schaufelabschnitte intensiv ausgesteift ist. Die mit der Stelleinrichtung gekoppelten flexiblen Schaufelabschnitte ermöglichen eine präzise Einstellung des jeweils gewünschten Abströmwinkels. Zusätzlich vereinfacht sich die Herstellung, da es bspw. möglich ist, die starren Schaufelabschnitte zusammen mit der Kanalwand aus einem Stück zu gießen. Darüber hinaus sind die flexiblen Schaufelabschnitte hinsichtlich einer Wärmeübertragung von der Kanalwand entkoppelt, so dass eine Wärmeübertragung auf die flexiblen Schaufelabschnitte erheblich reduziert ist. Insbesondere vereinfacht sich dadurch die Herstellung der flexiblen Schaufelabschnitte aus einem geeigneten Kunststoff.The Invention is based on the general idea, the vanes in the axial direction in two parts, so that each Guide vane an upstream rigid blade section and a downstream elastic deformable, flexible Scoop section possesses. While the respective rigid Blade section with a respective flow channel firmly bounding side wall, are the flexible Blade sections attached to the respective associated rigid blade section and suitably with adjusting means for adjustment coupled to the outflow angle. Owned by this construction the swirl generator a high stability, since it by the on the inflow-side rigid blade sections stiffened intensively is. The coupled with the actuator flexible blade sections allow precise adjustment of each desired outflow angle. additionally simplifies the production, since it is, for example, possible, the rigid blade sections together with the channel wall of a Piece to pour. In addition, are the flexible blade sections in terms of heat transfer decoupled from the duct wall, allowing a heat transfer to the flexible blade sections is significantly reduced. Especially This simplifies the manufacture of the flexible blade sections made of a suitable plastic.

Zur Kopplung mit der Stelleinrichtung können die flexiblen Schaufelabschnitte entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform mit Betätigungselementen ausgestattet sein, die radial aus dem Strömungskanal herausgeführt sind und mit der Stelleinrichtung zusammenwirken. Zum Verstellen des Abströmwinkels können die Betätigungselemente in der Umfangsrichtung relativ zur Kanalwand verstellt werden, wodurch sich auch die Relativlage zwischen den flexiblen Schaufelabschnitten und den zugehörigen starren Schaufelabschnitten entsprechend verändert. In der Folge wird dabei der Abströmwinkel der Leitschaufeln verändert.to Coupling with the actuator can be the flexible Blade sections according to an advantageous embodiment be equipped with actuators that radially are led out of the flow channel and interact with the actuator. For adjusting the outflow angle can the actuators in the circumferential direction be adjusted relative to the channel wall, which also causes the relative position between the flexible blade sections and the associated rigid ones Shovel sections changed accordingly. Subsequently In this case, the outlet angle of the guide vanes is changed.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die flexiblen Schaufelabschnitte radial innen eine kleinere axiale Länge aufweisen als radial außen. Hierdurch erhalten die flexiblen Schaufelabschnitte eine im Wesentlichen dreieckige Kontur, wobei eine der Ecken durch das innen liegende Ende des jeweiligen flexiblen Schaufelabschnitts gebildet ist.Especially advantageous is an embodiment in which the flexible Blade sections radially inward a smaller axial length have as radially outside. This gives the flexible Blade portions of a substantially triangular contour, wherein one of the corners through the inside end of the respective flexible Blade portion is formed.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the accompanying Figu description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred Embodiments of the invention are in the drawings and will become more apparent in the following description explained, wherein the same reference numerals to the same or similar or functionally identical components relate.

Es zeigen, jeweils schematisch,It show, in each case schematically,

1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Ladeeinrichtung mit Drallerzeuger, 1 a greatly simplified schematic diagram of a charging device with swirl generator,

2 eine stark vereinfachte perspektivische Ansicht auf eine Anströmseite des Drallerzeugers, 2 a greatly simplified perspective view of an upstream side of the swirl generator,

3 eine stark vereinfachte perspektivische Ansicht auf eine Abströmseite des Drallerzeugers, 3 a greatly simplified perspective view on a downstream side of the swirl generator,

4 bis 6 vereinfachte Ansichten wie in 3, jedoch bei einem anderen Blickwinkel und bei unterschiedlichen Abströmwinkeln. 4 to 6 simplified views as in 3 but at a different angle and at different outflow angles.

Entsprechend 1 umfasst eine Ladeeinrichtung 1, bei der es sich bevorzugt um einen Abgasturbolader handelt, ein Verdichterlaufrad 2, mit dessen Hilfe eine Frischluftströmung 3, die hier durch Pfeile repräsentiert ist, verdichtet bzw. komprimiert werden soll. Um für unterschiedliche Drehzahlbereiche den Wirkungsgrad der Ladeeinrichtung 1 bzw. deren Verdichterseite zu verbessern, weist die Ladeeinrichtung 1 einen Drallerzeuger 4 auf, der bezüglich der Luftströmung 3 stromauf des Verdichterlaufrads 2 angeordnet ist. Die Ladeeinrichtung 1 kann bei stationären oder bei mobilen Brennkraftmaschinen, insbesondere in Fahrzeugen, Verwendung finden.Corresponding 1 includes a charging device 1 , which is preferably an exhaust gas turbocharger, a compressor impeller 2 , with the help of which a fresh air flow 3 , here represented by arrows, to be condensed or compressed. For different speed ranges, the efficiency of the charging device 1 or to improve the compressor side, has the charging device 1 a swirl generator 4 on the air flow 3 upstream of the compressor impeller 2 is arranged. The charging device 1 can be used in stationary or in mobile internal combustion engines, especially in vehicles.

Sofern es sich bei der Ladeeinrichtung 1 um einen Abgasturbolader handelt, umfasst sie außerdem ein Turbinenlaufrad 5, das über eine gemeinsame Welle 6 mit dem Verdichterlaufrad 2 antriebsverbunden ist. Im Turbinenlaufrad 5 findet eine Entspannung einer durch Pfeile angedeuteten Abgasströmung 7 statt. Die dabei freigesetzte Energie dient zum Antreiben des Verdichterlaufrads 2.If it is the charging device 1 It also includes a turbine runner 5 that's about a common wave 6 with the compressor impeller 2 is drive connected. In the turbine wheel 5 finds a relaxation of an indicated by arrows exhaust flow 7 instead of. The energy released thereby serves to drive the compressor impeller 2 ,

Entsprechend den 2 bis 6 weist der Drallerzeuger 4 in einem Strömungskanal 8 mehrere Leitschaufeln 9 auf, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die Umfangsrichtung bezieht sich dabei auf eine Längsmittelachse des hier zylindrisch ausgestalteten Strömungskanals 8. Diese Längsmittelachse ist in den 2 bis 6 mit 10 bezeichnet. In der Darstellung der 1 fällt diese Längsmittelachse 10 mit einer Rotationsachse 11 eines durch die beiden Laufräder 2, 3 und die Welle 6 gebildeten Rotors 12 der Ladeeinrichtung 1 zusammen.According to the 2 to 6 indicates the swirl generator 4 in a flow channel 8th several vanes 9 on, which are arranged distributed in the circumferential direction. The circumferential direction refers to a longitudinal central axis of the flow channel designed cylindrically here 8th , This longitudinal central axis is in the 2 to 6 With 10 designated. In the presentation of the 1 falls this longitudinal central axis 10 with a rotation axis 11 one through the two wheels 2 . 3 and the wave 6 formed rotor 12 the charging device 1 together.

Mit Hilfe einer in 1 symbolisch angedeuteten Stelleinrichtung 13 kann ein Abströmwinkel der Leitschaufeln 9 eingestellt werden. Hierzu wirkt die Stelleinrichtung 13 auf geeignete Weise mit den Leitschaufeln 9 zusammen. Eine entsprechende Wirkverbindung ist in 1 durch einen Doppelpfeil 14 angedeutet. Die Stelleinrichtung 13 kann dabei zum Bauumfang des Drallerzeugers 4 gehören. Ebenso kann es sich dabei um ein separates Bauteil handeln.With the help of a 1 symbolically indicated actuating device 13 can be an outlet angle of the vanes 9 be set. For this purpose, the adjusting device acts 13 suitably with the vanes 9 together. A corresponding active compound is in 1 by a double arrow 14 indicated. The adjusting device 13 can thereby the scope of construction of the swirl generator 4 belong. Likewise, it may be a separate component.

Entsprechend den 2 bis 6 besitzen die Leitschaufeln 9 jeweils einen anströmseitigen starren Schaufelabschnitt 15 sowie einen abströmseitigen flexiblen Schaufelabschnitt 16, der elastisch verformbar ist. Die starren Schaufelabschnitte 15 sind jeweils mit einer Kanalwand 17 fest verbunden, die den Strömungskanal 8 seitlich begrenzt. Im Beispiel ist die Kanalwand 17 zylindrisch bzw. ringförmig gestaltet. Im Unterschied dazu sind die flexiblen Schaufelabschnitte 16 nicht an besagter Kanalwand 17, sondern an den zugehörigen starren Schaufelabschnitten 15 befestigt. Außerdem sind die flexiblen Schaufelabschnitte 16 jeweils mit der Stelleinrichtung 13 gekoppelt. Auf diese Weise kann durch Betätigen der Stelleinrichtung 13 der Abströmwinkel bei jeder Leitschaufel 9 eingestellt werden.According to the 2 to 6 own the vanes 9 each an inflow-side rigid blade section 15 and a downstream flexible blade section 16 which is elastically deformable. The rigid blade sections 15 are each with a channel wall 17 firmly connected to the flow channel 8th laterally limited. In the example the channel wall is 17 designed cylindrical or annular. In contrast, the flexible blade sections 16 not at said channel wall 17 but at the associated rigid blade sections 15 attached. In addition, the flexible blade sections 16 each with the actuator 13 coupled. In this way, by actuating the adjusting device 13 the outlet angle at each vane 9 be set.

Die flexiblen Schaufelabschnitte 16 können zur Kopplung mit der Stelleinrichtung 13 jeweils ein Betätigungselement 18 aufweisen, das auf geeignete Weise mit der Stelleinrichtung 13 zusammenwirkt. Im hier gezeigten, vereinfachten Beispiel sind die Betätigungselemente 18 durch Betätigungsstifte oder Betätigungsstangen gebildet, die auf geeignete Weise in die flexiblen Schaufelabschnitte 16 eingesetzt sind. Die Betätigungselemente 18 sind aus dem Strömungskanal 8 herausgeführt. Insbesondere durchsetzen sie die Kanalwand 17 in radialer Richtung. Beispielsweise kann die Kanalwand 17 hierzu axial unterbrochen sein oder entsprechende radiale Durchbrüche aufweisen.The flexible blade sections 16 can be used for coupling with the actuator 13 one actuator each 18 having in a suitable manner with the adjusting device 13 interacts. In the simplified example shown here are the actuators 18 formed by actuating pins or actuating rods, which in a suitable manner in the flexible blade sections 16 are used. The actuators 18 are from the flow channel 8th led out. In particular, they enforce the channel wall 17 in the radial direction. For example, the channel wall 17 For this purpose be interrupted axially or have corresponding radial openings.

Bevorzugt bestehen die flexiblen Schaufelabschnitte 16 aus einem gummielastischen Kunststoff. Bevorzugt wird hierbei ein Kunststoff verwendet, der eine vergleichsweise hohe Temperaturbeständigkeit aufweist. Dabei ist es insbesondere möglich, die Betätigungselemente 18 beim Herstellen der flexiblen Schaufelabschnitte 16, insbesondere beim Spritzgießen oder Spritzformen der flexiblen Schaufelabschnitte 16 zu integrieren, also insbesondere in den Kunststoff der flexiblen Schaufelabschnitte 16 einzubetten. Dies kann bspw. durch Umspritzen der Betätigungselemente 18 erfolgen. Die feste Verbindung zwischen den flexiblen Schaufelabschnitten 16 und den starren Schaufelabschnitten 15 kann insbesondere dadurch hergestellt werden, dass die flexiblen Schaufelabschnitte 16 an die starren Schaufelabschnitte 15 angeformt, bzw. angespritzt werden. Für eine intensive Verbindung zwischen den beiden zusammengehörenden Schaufelabschnitten 15, 16 kann am starren Schaufelabschnitt 15 an einer dem flexiblen Schaufelabschnitt 16 zugewandten Endkante eine entsprechende Profilierung bzw. Formgebung vorgesehen sein, die eine formschlüssige Verbindung ermöglicht, z. Bsp. nach Art einer Nut-Feder-Verbindung oder nach Art einer Keder-Verbindung.Preferably, the flexible blade sections exist 16 made of a rubber-elastic plastic. Preferably, a plastic is used which has a comparatively high temperature resistance. It is particularly possible, the actuators 18 in making the flexible blade sections 16 , in particular during injection molding or injection molding of the flexible blade sections 16 to integrate, so in particular the plastic of the flexible blade sections 16 embed. This can, for example. By encapsulation of the actuators 18 respectively. The tight connection between the flexible blade sections 16 and the rigid blade sections 15 can be made in particular by the fact that the flexible blade sections 16 to the rigid blade sections 15 be molded or injected. For an intensive connection between the two associated blade sections 15 . 16 can on the rigid blade section 15 at one of the flexible blade section 16 facing end edge be provided a corresponding profiling or shaping, which allows a positive connection, z. Example, in the manner of a tongue and groove connection or in the manner of a piping connection.

Die flexiblen Schaufelabschnitte 16 sind bei der hier gezeigten Ausführungsform so gestaltet, dass sie radial innen eine kleinere axiale Länge aufweisen als radial außen. In 3 ist exemplarisch eine innere Länge mit 19 bezeichnet, während eine äußere Länge mit 20 bezeichnet ist. Erkennbar ist die äußere Länge 20 mindestens zweimal und bevorzugt mindestens dreimal größer als die innere Länge 19. Im Unterschied dazu besitzen die starren Schaufelabschnitte 15 entlang ihrer radialen Erstreckung eine konstante axiale Länge. Diese Axiallänge der starren Schaufelabschnitte 15 ist dabei größer als die innere Länge 19 der flexiblen Schaufelabschnitte 16 und kleiner als die äußere Länge 20 der flexiblen Schaufelabschnitte 16.The flexible blade sections 16 are designed in the embodiment shown here so that they have a smaller axial length radially inward than radially outward. In 3 is an example of an inner length with 19 while having an outer length with 20 is designated. Visible is the outer length 20 at least twice and preferably at least three times larger than the inner length 19 , In contrast, have the rigid blade sections 15 along its radial extent a constant axial length. This axial length of the rigid blade sections 15 is larger than the inner length 19 the flexible blade sections 16 and smaller than the outer length 20 the flexible blade sections 16 ,

Diese Formgebung, die zu einem abströmseitigen Dreiecksabschnitt am flexiblen Schaufelabschnitt 16 führt, kann im Hinblick auf die Drallerzeugung vorteilhaft sein. Insbesondere kann dadurch ein vergleichsweise geringer Druckabfall bei der Durchströmung des Drallerzeugers 4 realisiert werden. Außerdem lässt sich dadurch die Geschwindigkeitsverteilung innerhalb des Dralls an die Geschwindigkeitsverteilung nahe des Verdichterlaufrads 2 adaptieren. Die Absolutgeschwindigkeit nimmt innerhalb des Verdichterlaufrads 2 von radial innen nach radial außen zu. Durch eine entsprechende Geschwindigkeitsverteilung innerhalb des mit Hilfe des Drallerzeugers 4 generierten Dralls kann somit der Wirkungsgrad der Ladeeinrichtung 1 verdichterseitig verbessert werden.This shaping, which leads to a downstream triangle section on the flexible blade section 16 leads, may be advantageous in terms of swirl generation. In particular, this can result in a comparatively low pressure drop during the flow through the swirl generator 4 will be realized. In addition, this allows the velocity distribution within the spin to the velocity distribution near the compressor impeller 2 adapt. The absolute velocity decreases within the compressor impeller 2 from radially inward to radially outward. By a corresponding velocity distribution within the with the help of the swirl generator 4 generated swirls can thus the efficiency of the charging device 1 be improved on the compressor side.

Zum Einstellen des Abströmwinkels der Laufschaufeln 9 kann mit Hilfe der Stelleinrichtung 13 und insbesondere mit Hilfe der Betätigungselemente 18 die Relativlage der flexiblen Schaufelabschnitte 16 bezüglich der zugehörigen starren Schaufelabschnitte 15 verändert werden. Beispielsweise kann hierzu ein in 2 mit unterbrochener Linie teilweise angedeuteter Stellring 21 vorgesehen sein. Dieser ist bspw. über die Betätigungselemente 18 mit den flexiblen Schaufelabschnitten 16 gekoppelt. Die Stelleinrichtung 13 kann nun zum Verändern des Abströmwinkels der Laufschaufeln 9 diesen Stellring 21 in Umfangsrichtung antreiben. Auf diese Weise können die flexiblen Schaufelabschnitte 16 bezüglich der zugehörigen starren Schaufelabschnitte 15 in Umfangsrichtung verstellt werden. Alternativ ist es grundsätzlich auch möglich, die Kanalwand 17, die hier einen Ringkörper bildet, in Umfangsrichtung verstellbar auszugestalten, während die flexiblen Schaufelabschnitte insbesondere über die Betätigungselemente 18 in Umfangsrichtung fixiert sind. Die Stelleinrichtung 13 kann dann die Kanalwand 17 in Umfangsrichtung verstellen. Bei einer entsprechenden Lagerung der flexiblen Schaufelabschnitte 16, die bspw. eine Drehbewegung um die stiftförmigen Betätigungselemente 18 zulässt, kann ebenfalls eine Veränderung bzw. Einstellung des Abströmwinkels realisiert werden.For adjusting the outflow angle of the blades 9 can with the help of the adjusting device 13 and in particular by means of the actuating elements 18 the relative position of the flexible blade sections 16 with respect to the associated rigid blade sections 15 to be changed. For example, an in 2 with broken line partially indicated collar 21 be provided. This is, for example, on the actuators 18 with the flexible blade sections 16 coupled. The adjusting device 13 can now be used to change the outflow angle of the blades 9 this collar 21 drive in the circumferential direction. In this way, the flexible blade sections 16 with respect to the associated rigid blade sections 15 be adjusted in the circumferential direction. Alternatively, it is also possible in principle, the channel wall 17 , which here forms a ring body to make adjustable in the circumferential direction, while the flexible blade sections in particular on the actuators 18 are fixed in the circumferential direction. The adjusting device 13 can then the channel wall 17 Adjust in the circumferential direction. With a corresponding storage of the flexible blade sections 16 , Which, for example, a rotational movement about the pin-shaped actuators 18 allows, also a change or adjustment of the outflow angle can be realized.

Die starren Schaufelabschnitte 15 können bevorzugt als Metallteile ausgestaltet sein. Beispielsweise können sie als Sinterteile oder als Gussteile konzipiert sein. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Ausführung als Kunststoffteile denkbar.The rigid blade sections 15 can preferably be designed as metal parts. For example, they can be designed as sintered parts or as castings. Basically, however, a design as plastic parts is conceivable.

Vorteilhaft ist die Metallausführung aufgrund ihrer höheren Temperaturbeständigkeit und ihrer erhöhten Festigkeit.Advantageous is the metal version due to its higher Temperature resistance and their increased strength.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die starren Schaufelabschnitte 15 integral mit der Kanalwand 17 hergestellt sind, und zwar bevorzugt als Gussteil oder als Sinterteil. Hierdurch kann die Herstellung des Drallerzeugers 4 wirtschaftlich durchgeführt werden.Particularly advantageous is an embodiment in which the rigid blade sections 15 integral with the duct wall 17 are produced, and preferably as a casting or as a sintered part. As a result, the production of the swirl generator 4 be carried out economically.

In der hier gezeigten Ausführungsform tragen die starren Schaufelabschnitte 15 einen zentralen Kernkörper 22. Dieser kann ein aerodynamisch gestaltetes Profil aufweisen, da es sich durch einen besonders niedrigen Strömungswiderstand auszeichnet. Von diesem Kernkörper 22 erstrecken sich die Leitschaufeln 9, insbesondere die starren Schaufelabschnitte 15 sternförmig. Hierdurch kann für die Gesamtanordnung aus Kernkörper 22, starren Schaufelabschnitten 15 und Kanalwand 17 eine besonders stabile Bauform realisiert werden. Der Kernkörper 22 besitzt eine axial über die starren Schaufelabschnitte 15 anströmseitig vorstehende Spitze 23, die den Strömungswiderstand des Drallerzeugers 4 reduziert. Außerdem besitzt er einen axial über die starren Schaufelabschnitte 15 abströmseitig vorstehenden Endabschnitt 24, dessen axiale Länge etwa der inneren Länge 19 der flexiblen Schaufelabschnitte 16 entspricht.In the embodiment shown here, the rigid blade sections carry 15 a central core body 22 , This can have an aerodynamically designed profile, since it is characterized by a particularly low flow resistance. From this core body 22 extend the vanes 9 , in particular the rigid blade sections 15 star-shaped. This allows for the overall arrangement of core body 22 , rigid blade sections 15 and canal wall 17 a particularly stable design can be realized. The core body 22 has an axial over the rigid blade sections 15 upstream tip 23 that the flow resistance of the swirl generator 4 reduced. It also has an axial over the rigid blade sections 15 downstream end portion projecting 24 whose axial length is about the inner length 19 the flexible blade sections 16 equivalent.

Bevorzugt besitzen die starren Schaufelabschnitte 15 ein symmetrisches Strömungsprofil. Hierdurch kann ein besonders niedriger Durchströmungswiderstand für den Drallerzeuger 4 erzielt werden. Grundsätzlich können die starren Schaufelabschnitte 15 gegenüber einer Axialrichtung, die sich parallel zur Längsmittelachse 10 des Strömungskanals 8 erstreckt und die sich parallel zu einer Hauptströmungsrichtung der zum Drallerzeuger 4 geführten Luftströmung 3 erstreckt, parallel ausgerichtet sein, so dass die starren Schaufelabschnitte 15 keinen Drall erzeugen. Bevorzugt isst jedoch die hier dargestellte Ausführungsform, bei welcher die starren Schaufelabschnitte 15 gegenüber besagter Axialrichtung angestellt sind, also einen Anstellwinkel aufweisen. Auf diese Weise können in der einen Drehrichtung oder Drallrichtung größere Abströmwinkel realisiert werden als in der anderen. Dies kann bspw. für besonders hohe Drehzahlen des Verdichterlaufrads 2 von Vorteil sein.The rigid blade sections preferably have 15 a symmetrical flow profile. This allows a particularly low Durchströ tion resistance for the swirl generator 4 be achieved. In principle, the rigid blade sections 15 opposite to an axial direction, which is parallel to the longitudinal central axis 10 of the flow channel 8th extends and parallel to a main flow direction of the swirl generator 4 guided air flow 3 extends, be aligned in parallel, so that the rigid blade sections 15 do not create a twist. Preferably, however, the embodiment shown here eats in which the rigid blade sections 15 opposite said axial direction are employed, that is, have an angle of attack. In this way, larger outflow angles can be realized in one direction of rotation or swirl direction than in the other. This can, for example, for particularly high speeds of the compressor impeller 2 be beneficial.

4 zeigt einen Zustand, bei dem die flexiblen Schaufelabschnitte 16 so verstellt sind, dass sie einen mit Hilfe der angestellten starren Schaufelabschnitte 15 erzeugten Drall im Wesentlichen wieder kompensieren, so dass die Luftströmung 3 den Drallerzeuger 4 im Wesentlichen ohne Drall verlässt. Eine derartige Einstellung der flexiblen Schaufelabschnitte 16 kann bspw. für niedrige Drehzahlen des Verdichterlaufrads 2 von Vorteil sein. 4 shows a state in which the flexible blade sections 16 are adjusted so that they use one of the employed rigid blade sections 15 essentially compensate for the swirl generated, so that the air flow 3 the swirl generator 4 essentially leaves without twist. Such adjustment of the flexible blade sections 16 can, for example, for low speeds of the compressor impeller 2 be beneficial.

Im Unterschied dazu zeigt 5 einen Zustand, bei dem die flexiblen Schaufelabschnitte 16 so verstellt sind, dass sie einen von den angestellten starren Schaufelabschnitten 15 erzeugten Vordrall verstärken. Eine derartige Einstellung der flexiblen Schaufelabschnitte 16 kann bspw. für mittlere Drehzahlen des Verdichterlaufrads 2 günstig sein.In contrast, shows 5 a condition in which the flexible blade sections 16 so adjusted that they are one of the employed rigid blade sections 15 amplify generated pre-roll. Such adjustment of the flexible blade sections 16 can, for example, for medium speeds of the compressor impeller 2 be cheap.

6 zeigt nun einen Zustand, bei dem die flexiblen Schaufelabschnitte 16 so weit verstellt sind, dass sich eine vergleichsweise starke zusätzliche Ablenkung ergibt. Der mit Hilfe der angestellten starren Schaufelabschnitte 15 erzeugte Vordrall kann dadurch erheblich verstärkt werden. Diese Einstellung der flexiblen Schaufelabschnitte 16 kann bspw. für hohe Drehzahlen des Verdichterlaufrads 2 von Vorteil sein. 6 now shows a state in which the flexible blade sections 16 are adjusted so far that results in a relatively strong additional distraction. The with the help of the employed rigid blade sections 15 generated pre-twist can be significantly enhanced. This setting of the flexible blade sections 16 can, for example, for high speeds of the compressor impeller 2 be beneficial.

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Claims (12)

Drallerzeuger zur drallbeaufschlagten Anströmung eines Verdichterlaufrads (2) einer Ladeeinrichtung (1), insbesondere eines Abgasturboladers, für eine Brennkraftmaschine, mit mehreren in einem Strömungskanal (8) in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Leitschaufeln (9), deren Abströmwinkel mit einer Stelleinrichtung (13) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Leitschaufeln (9) jeweils einen anströmseitigen starren Schaufelabschnitt (15) und einen abströmseitigen elastisch verformbaren flexiblen Schaufelabschnitt (16) aufweisen, – dass der jeweilige starre Schaufelabschnitt (15) mit einer den Strömungskanal (18) seitlich begrenzenden Wand (17) fest verbunden ist, – dass der jeweilige flexible Schaufelabschnitt (16) am zugehörigen starren Schaufelabschnitt (15) befestigt ist und mit der Stelleinrichtung (13) zum Einstellen des Abströmwinkels gekoppelt ist.Swirl generator for the swirl-induced flow of a compressor impeller ( 2 ) a charging device ( 1 ), in particular an exhaust gas turbocharger, for an internal combustion engine, with a plurality of in a flow channel ( 8th ) distributed in the circumferential direction arranged guide vanes ( 9 ) whose outflow angle with an adjusting device ( 13 ), characterized in that - the guide vanes ( 9 ) each have an inflow-side rigid blade section ( 15 ) and an outflow-side elastically deformable flexible blade section ( 16 ), - that the respective rigid blade section ( 15 ) with a flow channel ( 18 ) laterally bounding wall ( 17 ) - that the respective flexible blade section ( 16 ) at the associated rigid blade section ( 15 ) and with the adjusting device ( 13 ) is coupled to adjust the outflow angle. Drallerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige flexible Schaufelabschnitt (16) ein radial aus dem Strömungskanal (8) herausgeführtes Betätigungselement (18) aufweist, das mit der Stelleinrichtung (13) zusammen wirkt.Swirl generator according to claim 1, characterized in that the respective flexible blade section ( 16 ) a radially from the flow channel ( 8th ) led out actuator ( 18 ), with the adjusting device ( 13 ) works together. Drallerzeuger nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige starre Schaufelabschnitt (16) ein Metallteil ist.Swirl generator according to claim 1 or 2, characterized in that the respective rigid blade section ( 16 ) is a metal part. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige starre Schaufelabschnitt (15) integral mit der Kanalwand (17), insbesondere als Gussteil, hergestellt ist.Swirl generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the respective rigid blade section ( 15 ) integral with the channel wall ( 17 ), in particular as a casting. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige flexible Schaufelabschnitt (16) aus einem gummielastischen Kunststoff hergestellt ist.Swirl generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the respective flexible blade section ( 16 ) is made of a rubber-elastic plastic. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige flexible Schaufelabschnitt (16) radial innen eine kleinere axiale Länge aufweist, als radial außen.Swirl generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the respective flexible blade section ( 16 ) radially inwardly has a smaller axial length than radially outward. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die starren Schaufelabschnitte (15) einen zentralen Kernkörper (22) tragen.Swirl generator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rigid blade sections ( 15 ) a central core body ( 22 ) wear. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die starren Schaufelabschnitte (15) ein symmetrisches Profil aufweisen.Swirl generator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rigid blade sections ( 15 ) have a symmetrical profile. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die starren Schaufelabschnitte (15) gegenüber einer Axialrichtung angestellt sind.Swirl generator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rigid blade sections ( 15 ) are employed with respect to an axial direction. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (13) zum Verändern des Abströmwinkels einen Stellring (21) in Umfangsrichtung antreibt, der mit den flexiblen Schaufelabschnitten (16) insbesondere mit deren Betätigungselementen (18), verbunden ist.Swirl generator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the adjusting device ( 13 ) for changing the outflow angle a collar ( 21 ) in the circumferential direction, which with the flexible blade sections ( 16 ) in particular with their actuating elements ( 18 ), connected is. Drallerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwand (17) einen Ringkörper bildet, der von der Stelleinrichtung (13) zum Verändern des Abströmwinkels in Umfangsrichtung antreibbar ist, während die flexiblen Schaufelabschnitte (16), insbesondere deren Betätigungselemente (18), in Umfangsrichtung fixiert sind.Swirl generator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the channel wall ( 17 ) forms a ring body, which of the adjusting device ( 13 ) is drivable for changing the outflow angle in the circumferential direction, while the flexible blade sections ( 16 ), in particular their actuating elements ( 18 ) are fixed in the circumferential direction. Ladeeinrichtung, insbesondere Abgasturbolader, für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, die stromauf eines Verdichterlaufrads (2) einen Drallerzeuger (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.Charging device, in particular exhaust gas turbocharger, for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, upstream of a compressor impeller ( 2 ) a swirl generator ( 4 ) according to one of claims 1 to 11.
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