DE102005046144A1

DE102005046144A1 - Aufladungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche eine Abzweigungsleitung und einen Dämpfer für Schwingungen des Turbokompressors aufweist

Info

Publication number: DE102005046144A1
Application number: DE102005046144A
Authority: DE
Inventors: Stéphane Guilain
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2006-06-22
Also published as: FR2879689A1; FR2879689B1

Abstract

Aufladungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, aufweisend mindestens eine Lufteinlassleitung und mindestens eine Auslassleitung für Verbrennungsgase, einen Turbokompressor (1), welcher eine Turbine aufweist, die durch die Abgase angetrieben wird, und einen Kompressor zum Komprimieren der Einlassluft, eine Abzweigungsleitung (3), welche den Hochdruckausgang (4) des Kompressors mit dem Lufteinlasseingang (5) in den Kompressor verbindet, wobei diese Leitung (3) ein Ausflussventil (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Leitung (3) zwischen dem Ausflussventil (7) und dem Hochdruckausgang (4) eine Dämpfungskammer (8) zum Dämpfen der Schwingungen aufweist, welche durch den Turbokompressor (1) erzeugt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufladungsvorrichtung eines Benzin- oder Dieselverbrennungsmotors.

Eine derartige Aufladungsvorrichtung weist in bekannter Weise einen Turbokompressor auf, welcher eine Turbine aufweist, die durch die Abgase angetrieben wird, und einen Kompressor zum Komprimieren der Einlassluft des Verbrennungsmotors.

Während der Phase der Verzögerung erzeugt der Kompressor einen unerwünschten Pumpeffekt.

Um diesen Effekt zu vermeiden, sieht man im Allgemeinen eine Abzweigungsleitung zwischen dem Hochdruckausgang des Kompressors und seinem Eingang vor, was es ermöglicht, den Druck in der Einlassleitung abfallen zu lassen.

Diese Abzweigungsleitung weist ein Ausflussventil auf, dessen Öffnung und Schließung durch einen Rechner oder durch ein pneumatisches System gesteuert werden, wie es z.B. in GB 1 481 031 beschrieben ist.

Während der normalen Betriebsweise, d.h. unter Last, erzeugen die Turbokompressoren Schwingungen. Um diese Schwingungen zu dämpfen hat man vorgeschlagen, stromabwärts des Hochdruckausgangs der Kompressoren eine oder mehrere Dämpfungskammern vorzusehen, wie es beispielsweise in DE 3306233 , DE 3230136 und DE 19703414 beschrieben ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu erzeugen, welche es ermöglicht, auf einfache Art und Weise die zwei oben genannten Probleme zu lösen, d.h. den Pumpeffekt und die Dämpfung von Schwingungen.

Gemäß der Erfindung ist die Aufladungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche mindestens eine Lufteinlassleitung und mindestens eine Auslassleitung für Verbrennungsgase aufweist, einen Turbokompressor, welcher eine Turbine aufweist, die durch die Abgase angetrieben wird, und einen Kompressor zum Komprimieren der Einlassluft, eine Abzweigungsleitung, welche den Hochdruckausgang des Kompressors mit dem Eingang des Lufteinlasses in den Kompressor verbindet, wobei diese Leitung ein Ausflussventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Leitung zwischen dem Ausflussventil und dem Hochdruckausgang eine Dämpfungskammer zum Dämpfen der Schwingungen aufweist, welche durch den Turbokompressor erzeugt werden.

Somit bildet die Dämpfungskammer einen Teil der Abzweigungsleitung, damit diese letztere gleichzeitig die Dämpfungsfunktionen der Schwingungen des Kompressors erfüllt, wenn das Ventil geschlossen ist, und die Ausflussfunktion, wenn das Ventil geöffnet ist.

Vorzugsweise ist der Hochdruckausgang direkt mit der Dämpfungskammer verbunden.

Diese Vorkehrung ermöglicht es, die Dämpfungskammer und die Abzweigungsleitung des Turbokompressors anzunähern und somit eine kompakte Gesamtheit zu realisieren, welche leicht in einen Turbokompressor integriert werden kann.

In einer bevorzugten Version der Erfindung umgibt die Dämpfungskammer ringförmig das Rohr, welches den Hochdruckausgang bildet, wobei dieses Rohr Öffnungen aufweist, welche in die Kammer münden.

Die Öffnungen sind Schlitze, welche parallel oder senkrecht zur Achse des Rohres sind.

Andere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden noch in der nachfolgenden Beschreibung offenbar.

In den beigefügten Zeichnungen, welche als nicht-beschränkende Beispiele gegeben werden, sind:
1 eine schematische Ansicht eines Turbokompressors, welcher mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist,
2 eine Schnittansicht gemäß der Ebene II-II aus 1.
Ein aufgeladener Benzin- oder Dieselverbrennungsmotor weist auf bekannte Art und Weise mindestens eine Lufteinlassleitung und mindestens eine Auslassleitung für die Verbrennungsgase auf sowie einen Turbokompressor 1 bzw. Turbolader, welcher schematisch in 1 dargestellt ist, welcher eine Turbine aufweist, die durch die Abgase angetrieben wird, und einen Kompressor, dessen Rad 2 es ermöglicht, die Einlassluft zu komprimieren bzw. zu verdichten.
Eine Abzweigungsleitung 3 verbindet den Hochdruckausgang 4 des Kompressors mit dem Eingang 5 des Lufteinlasses in den Kompressor. Dieser Eingang 5 ist stromaufwärts des Rads 2 des Kompressors angeordnet im Verhältnis zur Richtung F der Luftzirkulation im Inneren der Spirale 6 des Kompressors.
Die Abzweigungsleitung 3 weist zwischen dem Eingang 5 und dem Ausgang 4 ein Ventil 7 auf, dessen Öffnung und Schließung durch ein pneumatisches System oder durch einen Rechner (nicht dargestellt) gesteuert werden.
Gemäß der Erfindung weist die Abzweigungsleitung 3 zwischen dem Ausflussventil 7 und dem Hochdruckausgang 4 eine Dämpfungskammer 8 zum Dämpfen der Schwingungen auf, welche durch den Turbokompressor 1 während seinem Betrieb erzeugt werden.
Wie es durch 1 gezeigt ist, ist der Hochdruckausgang 4 des Kompressors direkt mit der Dämpfungskammer 8 verbunden.
In dem in den 1 und 2 dargestellten Beispiel umgibt die Dämpfungskammer 8 ringförmig das Rohr, welches den Hochdruckausgang 4 bildet, und dieses Rohr weist Öffnungen 9 auf, welche in die Kammer 8 münden. Diese Öffnungen 9 sind (siehe 2) aus Schlitzen gebildet, die parallel zur Achse des Rohrs des Ausgangs 4 sind.
Die Gesamtheit der Abzweigungsleitung 3 einschließlich der Dämpfungskammer 8 und des Ausflussventils 7 kann in dem Turbokompressor während der Herstellung von diesem integriert werden. Man erhält somit eine kompakte Gesamtheit, die bereit ist, zwischen der Auslassleitung und der Einlassleitung eines Verbrennungsmotors montiert zu werden.
Außerdem können die Abzweigungsleitung 3 einschließlich der Dämpfungskammer 8 und des Ausflussventils 7 eine vom Turbokompressor verschiedene Gesamtheit bilden, die angepasst ist, direkt mit dem Hochdruckausgang 4 des Kompressors und mit dem Eingang 5 des Lufteinlasses in den Kompressor verbunden zu werden.
Die Vorrichtung, welche beschrieben wurde, funktioniert wie nachfolgend erläutert.
Wenn das Ventil 7 der Leitung 3 geschlossen ist, wird die durch das Rad 2 des Kompressors komprimierte Luft bei hohem Druck in die Einlassleitung des thermischen Motors geleitet, welche mit dem rohrförmigen Ausgang 4 des Turbokompressors verbunden ist.
Ein Teil der komprimierten Luft dringt durch die Spalten 9 in die ringförmige Kammer 8 und die Leitung 10 einer kurzen Länge ein, welche zum Ventil 7 führt.
Der Querschnitt der Spalten 9, das Volumen der Kammer 8 und dasjenige der Leitung 10 sind zum Dämpfen der Schwingungsfrequenzen des Turbokompressors dimensioniert. Diese Dimensionen bzw. Abmessungen werden experimentell durch Ausführen von Versuchen bestimmt im Hinblick auf das Erhalten des besten Kompromisses.
Während einer Verzögerung öffnet das Ventil 7 unter einem gleichzeitigen Öffnen der Auslassleitung 3, welche mit dem Eingang 5 des Kompressors verbunden ist.
Hierdurch fällt der Druck der Luft am Ausgang 4 des Kompressors auf den atmosphärischen Druck bzw. Umgebungsdruck ab.
Während dieser Phase fährt die Kammer 8 fort, eine Dämpfungsfunktion der Schwingungen sicherzustellen.

Claims

Aufladungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors aufweisend mindestens eine Einlassleitung für Luft und mindestens eine Auslassleitung für Verbrennungsgase, einen Turbokompressor (1), welcher eine Turbine aufweist, die durch die Abgase angetrieben wird, und einen Kompressor zum Komprimieren der Einlassluft, eine Abzweigungsleitung (3), welche den Hochdruckausgang (4) des Kompressors mit dem Lufteinlasseingang (5) in den Kompressor verbindet, wobei diese Leitung (3) ein Ausflussventil (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Leitung (3) zwischen dem Ausflussventil (7) und dem Hochdruckausgang (4) eine Dämpfungskammer (8) aufweist zum Dämpfen der Schwingungen, welche durch den Turbokompressor (1) erzeugt werden.
Aufladungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckausgang (4) direkt mit der Dämpfungskammer (8) in Verbindung steht.
Aufladungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungskammer (8) das Rohr ringförmig umgibt, welches den Hochdruckausgang (4) bildet, wobei dieses Rohr Öffnungen (9) aufweist, welche in die Kammer (8) münden.
Aufladungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (9) Schlitze sind, welche parallel zur Achse des Rohrs sind.
Aufladungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtheit der Abzweigungsleitung (3) einschließlich der Dämpfungskammer (8) und des Ausflussventils (7) im Turbokompressor (1) während der Fertigung von diesem integriert wird.
Aufladungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungsleitung (3) einschließlich der Dämpfungskammer (8) und des Ausflussventils (7) eine Gesamtheit bilden, welche angepasst ist, direkt mit dem Hochdruckausgang (4) des Kompressors und mit dem Lufteinlasseingang (5) in den Kompressor verbunden zu werden.