DE10112764A1 - Radial compression turbocharger for an internal combustion engine has noise reducing openings along the housing wall - Google Patents

Radial compression turbocharger for an internal combustion engine has noise reducing openings along the housing wall

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Abstract

The invention relates to a radial flow compressor, particularly a turbo-charger comprising a spiral compressor housing and a discharge side (13). The air compressed by the radial flow compressor flows out through the discharge side. Acoustically active openings (15) are provided in the area of the spiral housing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialverdichter insbesondere eines Turboladers nach dem O­ berbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.The invention relates to a radial compressor, in particular a turbocharger according to the O The generic term of independent claim 1.

Aus der DE 42 19 249 ist ein Radialverdichter bekannt, dieser hat die Aufgabe die Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit verdichteter Ansaugluft zu versorgen. Bei dem bekannten Radialverdichter ist der Druckstutzen im Bereich der Außtrittsöffnung als Re­ flektionskammer ausgebildet, deren Innenwand wenigstens eine Ausnehmung aufweist. Damit soll eine Auslöschung bzw. Reduzierung der Druckschwingungen im Bereich vor den angeschlossenen Leitungen einer Schallausbreitung entgegengewirkt werden. Ein Nachteil der Einrichtung liegt darin, dass ein zusätzliches Bauteil bzw. erhöhter Ferti­ gungsaufwand für die Bildung der Kammern erforderlich ist.A radial compressor is known from DE 42 19 249, which has the task of To supply the internal combustion engine of a vehicle with compressed intake air. In which Known radial compressor is the pressure port in the area of the outlet opening as Re Flection chamber formed, the inner wall has at least one recess. This is intended to extinguish or reduce the pressure vibrations in the area the connected lines of sound propagation can be counteracted. On The disadvantage of the device is that an additional component or increased ferti is necessary for the formation of the chambers.

Aus der DE 198 18 873 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, diese weist ei­ nen Abgasturbolader auf dessen Ladeluftausgang mittels einer Verbindungsleitung mit einem nachgeordneten Ladeluftkühler verbunden ist. Die Verbindungsleitung ist mit Mit­ teln zur Reduktion von Schallemissionen versehen und besteht aus einem Außenrohr, einem gelochten Innenrohr und dazwischenliegenden Kammern. Auch bei dieser Ein­ richtung ist ein hoher Fertigungsaufwand erforderlich.From DE 198 18 873 a reciprocating internal combustion engine is known, this has egg NEN exhaust gas turbocharger on the charge air outlet by means of a connecting line a downstream charge air cooler is connected. The connecting line is with Mit to reduce noise emissions and consists of an outer tube, a perforated inner tube and chambers in between. Even with this one direction, a high manufacturing effort is required.

Aus der EP 0 779 415 A1 ist ein Schalldämpfer für eine in die Abgasleitung eines Die­ selmotors integrierte Reaktorkammer bekannt, der eine Einrichtung zur Beaufschlagung des Abgases mit Harnstoff vorgeordnet ist. Dieser bekannte Schalldämpfer besitzt eine übergroße fensterartige Öffnung mit dem Strömungskanal verbundene Resonanzkammer deren Länge an die Wellenlänge der auftretenden Schallwellen angepasst ist und deren Tiefe etwa dem halben Durchmesser des Strömungskanals entspricht. Auch hierbei er­ gibt sich daher eine sehr sperrige voluminöse Bauweise. Dieser bekannte Schalldämpfer wäre daher im Bereich eines Abgasturboladers wo ganz andere Wellenlängen auftreten als in der Abgasleitung nicht brauchbar. Außerdem ergeben sich wenig Reibungsverluste und damit eine schlechte Dämpfung. EP 0 779 415 A1 describes a silencer for a die in the exhaust line selmotors integrated reactor chamber known, which is a device for loading upstream of the exhaust gas with urea. This known silencer has one oversized window-like opening connected to the flow channel resonance chamber the length of which is adapted to the wavelength of the sound waves that occur and their Depth corresponds approximately to half the diameter of the flow channel. Here too he there is therefore a very bulky, voluminous construction. This well-known silencer would therefore be in the area of an exhaust gas turbocharger where completely different wavelengths occur than useless in the exhaust pipe. There is also little friction loss and therefore poor damping.  

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Radialverdichter, insbesondere eines Turboladers mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass nicht nur eine einfache und kompakte Bauweise der Schallbekämpfungsmaßnahmen sondern auch eine hohe Dämpfungswirkung sowie eine hohe Funktionssicherheit erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.The object of the present invention is a radial compressor, in particular one To improve turbochargers with simple and inexpensive means so that not only a simple and compact design of the noise control measures but a high damping effect and a high level of functional reliability is also achieved. This object is achieved by the features of the independent claim 1 solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass lediglich im Bereich des Spiralge­ häuses akustisch wirksame Öffnungen vorgesehen sind. Dieses können beispielsweise einfache Bohrungen sein, die entlang der Gehäusewandungen angeordnet sind und eine optimale Schalldämmung bewirken.The main advantage of the invention is that only in the area of the spiral algae acoustically effective openings are provided. This can, for example be simple bores, which are arranged along the housing walls and a effect optimal sound insulation.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind diese akustisch wirksamen Öffnungen λ/4 Störbohrungen, dies bedeutet, dass die Störbohrungen auf die Wellenlänge der auftre­ tenden Frequenzen abgestimmt sind damit werden die Schwingungen gestört und das Pfeifen unterbunden.According to one embodiment of the invention, these acoustically active openings are λ / 4 Interference drilling, this means that the interference drilling occurs on the wavelength of the frequencies are tuned so that the vibrations are disturbed and that Whistles prevented.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, die akustisch wirksamen Öffnungen als Kam­ mern zu gestalten die durch ein Lochblech vom Strömungskanal getrennt sind. Diese Kammern arbeiten nach dem Prinzip eines Helmholtzresonators. Auch diese lassen sich auf die entsprechenden auftretenden Schwingungen abstimmen.An alternative embodiment provides for the acoustically active openings as a cam to design elements that are separated from the flow channel by a perforated plate. This Chambers work on the principle of a Helmholtz resonator. These can also be match the corresponding vibrations that occur.

Weiterbildungsgemäß sind im Bereich der Austrittsöffnungen zusätzlich akustisch wirk­ same Öffnungen, insbesondere Reflektionskammern vorgesehen. Diese Kammern sind über einen akustischen Hals oder eine Engstelle mit dem Druckstutzen verbunden und begrenzen zusätzlich den Schallaustritt.According to a further development, there is an additional acoustic effect in the area of the outlet openings same openings, in particular reflection chambers provided. These chambers are connected to the pressure port via an acoustic neck or a constriction and additionally limit the sound emission.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird eine breitbandige Dämpferwirkung mit mini­ malem Fertigungs- und Lagererhaltungsaufwand realisiert. Dies Breitbandwirkung wird durch unterschiedliche Reflektionslängen, dass heißt durch unterschiedlich tiefe Bohrun­ gen oder durch unterschiedlich dimensionierte Kammern erzielt.According to a further embodiment, a broadband damping effect with mini manufacturing and inventory maintenance costs. This will broadband effect due to different lengths of reflection, that means through different depths of drilling gene or achieved by differently dimensioned chambers.

Ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung eines spiralförmigen Verdichterge­ häuses eines Radialverdichters liegt darin, dass die akustisch wirksamen Öffnungen bereits in der Gießform enthalten sind und damit nach dem Gießen des Verdichtergehäuses keine zusätzlichen Arbeitsschritte erforderlich sind.A particularly simple process for the production of a spiral compressor housing of a radial compressor is that the acoustically effective openings already  are contained in the casting mold and thus after casting the compressor housing no additional steps are required.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, bei Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes für das Verdichtergehäuse im Kernausschmelzverfahren die Herstellung der akustisch wirksamen Öffnungen durchzuführen. Dabei besteht die Gießform aus einer niedrigschmelzenden Metalllegierung, welche nach dem Spritzgießen des thermoplasti­ schen Kunststoffs ausgeschmolzen wird.An embodiment of the method provides for the use of a thermoplastic Plastic for the compressor housing in the lost-core process the manufacture of perform acoustically effective openings. The mold consists of one low-melting metal alloy, which after the injection molding of the thermoplastic plastic is melted out.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen au­ ßer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombi­ nationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred developments of the invention are based ßer from the claims also from the description and the drawing, wherein the individual features individually or in groups in the form of sub-combinations nations realized in the embodiment of the invention and in other fields be and can represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here.

Zeichnungdrawing

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigenFurther details of the invention are shown in the drawing using schematic Described embodiments. Show here

Fig. 1 die Schnittdarstellung durch einen Radialverdichter, Fig. 1 shows a sectional view through a radial compressor,

Fig. 2 die Detaildarstellung des Gehäuses eines Radialverdichters. Fig. 2 shows the detailed view of the housing of a radial compressor.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Gehäuse 10 vorgesehen. Der Radialverdichter ist Bestandteil eines hier nicht weiter dargestellten Abgasturboladers. Die Achse 11 steht senkrecht zur Zeichenebene. Das Gehäuse 10 weist einen zur Achse 11 koaxialen Ansaugstutzen 12, sowie einen Druckstutzen 13 auf. Durch welchen die mit dem Radialverdichter komprimierte Luft radial ausströmt. Das Laufrad 14 des Radialver­ dichters ist nur schematisch angedeutet. Im Strömungsweg der komprimierten Luft sind am Umfang verteilt akustisch wirksame Öffnungen 15 vorgesehen. Die Verteilung der Öffnungen erfolgt dabei so, dass eine Optimierung der Dämpfung erzielt wird. In the embodiment shown in FIG. 1, a housing 10 is provided. The radial compressor is part of an exhaust gas turbocharger, not shown here. The axis 11 is perpendicular to the plane of the drawing. The housing 10 has an intake connector 12 coaxial with the axis 11 , and a pressure connector 13 . Through which the air compressed with the radial compressor flows out radially. The impeller 14 of the Radialver poet is only indicated schematically. In the flow path of the compressed air, acoustically active openings 15 are provided around the circumference. The openings are distributed so that the damping is optimized.

Fig. 2 zeigt in einer Detaildarstellung einen Schnitt längs der Schnittebene AA von Fig. 1. Die zu komprimierende Luft tritt über den Ansaugstutzen 12 ein, wird mit dem Laufrad 14 verdichtet und strömt entlang der Kammer 16 zu dem hier nicht dargestellten Druck­ stutzen. In der Kammer 16 sind die akustisch wirksamen Öffnungen 15, 17, 18 gezeigt. Wie in der Zeichnung zu erkennen, haben die Öffnungen unterschiedliche Tiefen, zweckmäßigerweise sind die Öffnungen λ/4 Störbohrungen, dass heißt die Tiefe der Boh­ rung ist auf die zu löschende Schallfrequenz abgestimmt. Es besteht auch die Möglich­ keit, die Bohrungen als Kammern auszugestalten und mit einem Lochblech gegenüber der Kammer 16 zu verbinden. Fig. 2 shows a detail of a section along the section plane AA of Fig. 1. The air to be compressed enters through the intake manifold 12 , is compressed with the impeller 14 and flows along the chamber 16 to the pressure not shown here. The acoustically active openings 15 , 17 , 18 are shown in the chamber 16 . As can be seen in the drawing, the openings have different depths, the openings are expediently λ / 4 interference holes, that is to say the depth of the hole is matched to the sound frequency to be deleted. There is also the possibility of designing the bores as chambers and connecting them with a perforated plate opposite chamber 16 .

Eine weitere Möglichkeit zur Bildung zusätzlicher Reflektionskammern wird in Fig. 1 gezeigt. Dort ist am Druckstutzen 13 eine Reflektionskammer 19 vorgesehen. Diese Re­ flektionskammer ist über eine Eintrittsöffnung 20 mit dem Strömungsweg der kompri­ mierten Luft verbunden.Another way of forming additional reflection chambers is shown in FIG. 1. There, a reflection chamber 19 is provided on the pressure connection 13 . This re flection chamber is connected via an inlet opening 20 to the flow path of the compressed air.

Zur Herstellung der akustisch wirksamen Öffnungen oder λ/4 Störbohrungen wie sie in Fig. 2 gezeigt sind genügt es, bei der Fertigung des Gehäuses 10 die Gießform mit Stutzen zu versehen oder mit Stiften zu versehen, die nach dem Gießen des Gehäuses 10 mit der Gießform entfernt werden und sozusagen die akustisch wirksamen Öffnungen hinterlassen.To produce the acoustically active openings or λ / 4 interference bores as shown in FIG. 2, it is sufficient to provide the casting mold with nozzles or to provide pins during the manufacture of the housing 10 , which after the casting of the housing 10 with the casting mold are removed and leave the acoustically effective openings, so to speak.

Claims (7)

1. Radialverdichter, insbesondere Turbolader mit einem spiralförmigen Verdichterge­ häuse und einem Druckstutzen durch welchen die mit dem Radialverdichter kompri­ mierte Luft radial ausströmt, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere im Bereich des Spiralgehäuses akustisch wirksame Öffnungen (15), insbesondere eine Sack­ lochbohrung vorgesehen sind.1. Radial compressor, in particular turbocharger with a spiral Verdichterge housing and a pressure nozzle through which the compressed air with the radial compressor flows out radially, characterized in that acoustically active openings ( 15 ), in particular a blind hole are provided in particular in the region of the spiral housing. 2. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch wirk­ same Öffnungen (15) λ/4 Störbohrungen sind.2. Radial compressor according to claim 1, characterized in that the acoustically effective same openings ( 15 ) λ / 4 are interference bores. 3. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch wirk­ samen Öffnungen (15) Kammern sind, die durch ein Lochblech vom Strömungskanal getrennt sind und nach dem Prinzip eines Helmholtzresonators wirken.3. Radial compressor according to claim 1, characterized in that the acoustically active seeds ( 15 ) are chambers which are separated by a perforated plate from the flow channel and act on the principle of a Helmholtz resonator. 4. Radialverdichter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Austrittsöffnung zusätzlich akustisch wirksame Öffnungen insbe­ sondere Reflektionskammern (19) vorgesehen sind.4. Radial compressor according to one of the preceding claims, characterized in that in addition, acoustically effective openings in particular special reflection chambers ( 19 ) are provided in the region of the outlet opening. 5. Radialverdichter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen oder Kammern (19) unterschiedliche Längen in axialer Richtung aufweisen.5. Radial compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the bores or chambers ( 19 ) have different lengths in the axial direction. 6. Verfahren zur Herstellung eines spiralförmigen Verdichtergehäuses eines Radialver­ dichters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch wirksamen Öffnungen (15) bei der Fertigung in der Gießform für das Gehäuse (10) angeordnet sind.6. A method for producing a spiral compressor housing of a radial poet according to claim 1, characterized in that the acoustically active openings ( 15 ) are arranged in the mold in the mold for the housing ( 10 ). 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtergehäuse (10) aus thermoplastischem Kunststoff besteht und die Gießform eine niedrigschmel­ zende Metalllegierung ist, welche im Kernausschmelzverfahren nach dem Herstellen des Verdichtergehäuses ausgeschmolzen wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the compressor housing ( 10 ) consists of thermoplastic material and the casting mold is a low-melting metal alloy, which is melted out in the lost-core process after the manufacture of the compressor housing.
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