DE102007034917A1 - Inductive speed sensor for an exhaust gas turbocharger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen induktiven Drehzahlsensor für einen Abgasturbonlader, mit einem Kern aus einem Metall, das ein von einem Magneten erzeugtes Magnetfeld leitet, und einer Spule, die zumindest um Teile des Kerns gewunden ist, wobei der induktive Drehzahlsensor im Bereich des Lufteinlasses eines Kompressorgehäuses des Abgasturboladers angeordnet ist. Um einen induktiven Drehzahlsensor für einen Abgasturbolader anzugeben, der keine aerodynamischen Störungen im Lufteinlass des Kompressors verursacht, der einfach und kostengünstig am Kompressorgehäuse montierbar ist und der dennoch ein qualitativ hochwertiges Drehzahlsignal liefert, umfasst der Kern des induktiven Drehzahlsensors den Lufteinlass zumindest teilweise an dessen Außenseite, wodurch das Magnetfeld zu der Spule hingeführt wird.The invention relates to an inductive speed sensor for an exhaust gas turbocharger, comprising a core made of a metal, which conducts a magnetic field generated by a magnet, and a coil which is wound at least around parts of the core, wherein the inductive speed sensor in the region of the air inlet of a compressor housing of the Exhaust gas turbocharger is arranged. To provide an inductive speed sensor for an exhaust gas turbocharger, which does not cause aerodynamic disturbances in the air inlet of the compressor, which is easy and inexpensive to mount on the compressor housing and still delivers a high quality speed signal, the core of the inductive speed sensor comprises the air inlet at least partially on the outside, whereby the magnetic field is guided to the coil.
Description
Die Erfindung betrifft einen induktiven Drehzahlsensor für einen Abgasturbolader, mit einem Kern aus einem Metall, das ein von einem Magneten erzeugtes Magnetfeld leitet und einer Spule, die zumindest um Teile des Kerns gewunden ist, wobei der induktive Drehzahlsensor im Bereich des Lufteinlasses eines Kompressorgehäuses des Abgasturboladers angeordnet ist.The The invention relates to an inductive speed sensor for an exhaust gas turbocharger, with a core of a metal, the one magnetic field generated by a magnet conducts and a coil, which is wound at least around parts of the core, wherein the inductive Speed sensor in the area of the air inlet of a compressor housing the exhaust gas turbocharger is arranged.
Die von einer Brennkraftmaschine erzeugte Leistung hängt von der Luftmasse und der Kraftstoffmenge ab, die der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann. Zur Leistungssteigerung ist es notwendig der Brennkraftmaschine mehr Verbrennungsluft und Kraftstoff zuzuführen. Diese Leistungssteigerung wird bei einem Saugmotor durch eine Hubraumvergrößerung oder durch die Erhöhung der Drehzahl erreicht. Eine Hubraumvergrößerung führt aber grundsätzlich zu schwereren in den Abmessungen größeren und damit teureren Brennkraftmaschinen. Die Steigerung der Drehzahl bringt besonders bei größeren Brennkraftmaschinen erhebliche Probleme und Nachteile mit sich.The Power generated by an internal combustion engine depends on the air mass and the amount of fuel from that of the internal combustion engine can be supplied. It is necessary to increase the performance the engine to supply more combustion air and fuel. This increase in performance is in a naturally aspirated engine by a displacement increase or achieved by increasing the speed. A displacement increase but basically leads to heavier in the Dimensions larger and thus more expensive internal combustion engines. The increase in speed brings especially with larger ones Internal combustion engines have considerable problems and disadvantages.
Eine viel genutzte technische Lösung zur Steigerung der Leistung einer Brennkraftmaschine ist die Aufladung. Damit bezeichnet man die Vorverdichtung der Verbrennungsluft durch einen Abgasturbolader oder auch mittels eines vom Motor mechanisch angetriebenen Verdichters. Ein Abgasturbolader besteht im Wesentlichen aus einem Verdichter und einer Turbine, die mit einer gemeinsamen Welle verbunden sind und mit der gleichen Drehzahl rotieren. Die Turbine setzt die normalerweise nutzlos verpuffende Energie des Abgases in Rotationsenergie um und treibt den Verdichter an. Der Verdichter, der in diesem Zusammenhang auch als Kompressor bezeichnet wird, saugt Frischluft an und fördert die vorverdichtete Luft zu den einzelnen Zylindern des Motors. Der größeren Luftmenge in den Zylindern kann eine erhöhte Kraftstoffmenge zugeführt werden, wodurch die Verbrennungskraftmaschine mehr Leistung abgibt. Der Verbrennungsvorgang wird zudem günstig beeinflusst, so dass die Verbrennungskraftmaschine einen besseren Gesamtwirkungsgrad erzielt. Darüber hinaus kann der Drehmomentverlauf einer mit einem Turbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine äußerst günstig gestaltet werden.A much used technical solution to increase the performance an internal combustion engine is the charge. This designates the pre-compression of the combustion air by an exhaust gas turbocharger or by means of a mechanically driven by the engine compressor. An exhaust gas turbocharger essentially consists of a compressor and a turbine connected to a common shaft and rotate at the same speed. The turbine usually sets that uselessly exhausting energy of the exhaust gas into rotational energy around and drives the compressor. The compressor, in this context Also referred to as a compressor, sucks in fresh air and promotes the pre-compressed air to the individual cylinders of the engine. Of the a larger amount of air in the cylinders can be a increased amount of fuel to be supplied, thereby the internal combustion engine gives off more power. The combustion process is also favorably influenced so that the internal combustion engine achieved a better overall efficiency. Furthermore can be the torque curve of a charged with a turbocharger Internal combustion engine designed extremely low become.
Bei zunehmender Abgasmenge kann die maximal zulässige Drehzahl der Kombination aus dem Turbinenrad, dem Kompressorrad und der Turbowelle, die auch als Laufzeug des Abgasturboladers bezeichnet wird, überschritten werden. Bei einer unzulässigen Überschreitung der Drehzahl des Laufzeuges würde dieses zerstört werden, was einem Totalschaden des Turboladers gleichkäme. Gerade moderne und kleine Turbolader mit deutlich kleineren Turbinen- und Kompressorraddurchmessern, die durch ein erheblich kleineres Massenträgheitsmoment ein verbessertes Drehbeschleunigungsverhalten aufweisen, werden vom Problem der Überschreitung der zulässigen Höchstdrehzahl betroffen. Je nach Auslegung des Turboladers führt schon eine Überschreitung der Drehzahlgrenze um etwa 5 zur kompletten Zerstörung des Turboladers.at increasing exhaust gas quantity may be the maximum permissible speed the combination of the turbine wheel, the compressor wheel and the turbo shaft, which is also referred to as a running gear of the exhaust gas turbocharger exceeded become. In case of an impermissible overrun the speed of the power tool would destroy this become what would be a total loss of the turbocharger. Especially modern and small turbochargers with much smaller turbines and Kompressorraddurchmessern, by a considerably smaller Moment of inertia an improved spin behavior have the problem of exceeding the permissible Maximum speed affected. Depending on the design of the turbocharger already exceeds the speed limit by about 5 to completely destroy the turbocharger.
Die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen induktiven Drehzahlsensor für einen Abgasturbolader anzugeben, der keine aerodynamischen Störungen im Lufteinlass des Kompressors verursacht und der einfach und kostengünstig am Kompressorgehäuse montierbar ist und der dennoch ein qualitativ hochwertiges Drehzahlsignal liefert.The Object of the present invention is therefore an inductive Specify speed sensor for an exhaust gas turbocharger, the No aerodynamic disturbances in the air inlet of the compressor caused and the easy and inexpensive on the compressor housing mountable and yet a high quality speed signal supplies.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the features of independent claim 1.
Dadurch, dass der Kern des induktiven Drehzahlsensors den Lufteinlass zumindest teilweise an der Außenseite umfasst, wodurch das Magnetfeld zu der Spule hin geführt wird, wird der Luftstrom im Lufteinlass des Kompressors nicht gestört. Dennoch ist es möglich das magnetische Feld zu sammeln und eine Änderung des magnetischen Feldes mit hoher Effizienz zu der Spule zu leiten, womit eine gute Signalqualität erreicht wird. Das Signal des Drehzahlsensors wird als gut eingestuft, wenn das vom veränderlichen Magnetfeld in der Spule erzeugte Signal deutlich das elektronische Rauschen und Störsignale von außen übersteigt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des induktiven Drehzahlsensors kann auf eine Durchbrechung des Kompressorgehäuses völlig verzichtet werden. Dies ist für den Hersteller von Abgasturboladern besonders vorteilhaft, weil sich durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Drehzahlsensors keinerlei konstruktive Einschränkungen ergeben und auch schon vorhandene Serienabgasturbolader mit dem erfindungsgemäßen Drehzahlsensor ausrüstbar sind.Characterized in that the core of the inductive speed sensor comprises the air inlet at least partially on the outside, whereby the magnetic field is guided to the coil, the air flow in the air inlet of the compressor is not disturbed. Nevertheless, it is possible to collect the magnetic field and to conduct a change in the magnetic field to the coil with high efficiency, thus achieving a good signal quality. The signal from the speed sensor is considered good if the signal generated by the variable magnetic field in the coil significantly reduces the electronic noise and noise gnals from the outside. Due to the inventive design of the inductive speed sensor can be completely dispensed with an opening of the compressor housing. This is particularly advantageous for the manufacturer of exhaust gas turbochargers because no constructional restrictions result from the use of the speed sensor according to the invention and even existing series exhaust gas turbochargers can be equipped with the speed sensor according to the invention.
Bei einer Ausgestaltung ist der Kern des Drehzahlsensors als Schlauchschelle ausgebildet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Luftschlauch mit der Schlauchschelle an dem Lufteinlass befestigt ist. Ist nun der Kern des Drehzahlsensors als Schlauchschelle ausgebildet, so erfüllt die Schlauchschelle eine Vielzahl von Funktionen. Zunächst sichert sie die Lage des Luftschlauchs am Lufteinlass, dann dient sie zur Sammlung des von Magneten erzeugten Magnetfeldes und sie leitet das Feld zu der Induktionsspule und darüber hinaus trägt und fixiert die Schlauchschelle den gesamten induktiven Drehzahlsensor. Eine solche Multifunktionalität dieses einzelnen Merkmals führt zu einem kostengünstigen und insgesamt relativ leichten Drehzahlsensor, verglichen mit einer Realisierung der genannten Eigenschaften auf der Basis separater Bauteile.at One embodiment is the core of the speed sensor as a hose clamp educated. It is advantageous if an air hose with the hose clamp is attached to the air inlet. Is now the Core of the speed sensor designed as a hose clamp, so met the hose clamp a variety of functions. First it secures the position of the air hose at the air inlet, then serves to the collection of the magnetically generated magnetic field and to them directs the field to the induction coil and beyond carries and fixes the hose clamp the entire inductive Speed sensor. Such multifunctionality of this individual Feature leads to a cost effective and overall relatively light speed sensor, compared with a realization the properties mentioned on the basis of separate components.
Bei einer Weiterbildung ist die Schlauchschelle mit einem nicht magnetischen Spannelement gespannt. Mit einem derartigen Spannelement lässt sich die Schlauschelle sehr schnell und einfach um den Luftschlauch zu spannen.at a further development is the hose clamp with a non-magnetic Tensioning element tensioned. With such a clamping element can be the hosing very quickly and easily around the air hose too tighten.
Ausführungsformen der Erfindung werden in den Figuren beispielhaft dargestellt. Es zeigt:embodiments The invention is illustrated by way of example in the figures. It shows:
Zur
Vermeidung dieser Nachteile wird ein in
Der
erfindungsgemäße induktive Drehzahlsensor
Darüber
hinaus kann der Kern
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- Abgasturboladerturbocharger
- 22
- Turbineturbine
- 33
- Kompressorcompressor
- 44
- Turbinenradturbine
- 55
- Turbowelleturboshaft
- 66
- Luftauslassair outlet
- 77
- Turbineneinlassturbine inlet
- 88th
- Turbinenauslassturbine outlet
- 99
- Kompressorradcompressor
- 1010
- SpuleKitchen sink
- 1111
- Kerncore
- 1212
- Luftschlauchair hose
- 1313
- Magnetmagnet
- 1414
- Anschlusskabelconnection cable
- 1515
- Sensorsensor
- 1616
- Lufteinlassair intake
- 1717
- Magnetfeld erzeugendes Elementmagnetic field generating element
- 1818
- Magnetfeldmagnetic field
- 1919
- Schlauchschellehose clamp
- 2020
- Spannelementclamping element
- 2121
- Außenseiteoutside
- NN
- Nordnorth
- SS
- Südsouth
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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