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Die
Erfindung betrifft einen Turbolader mit einem Verdichtergehäuse, bei
welchem der Vordrall einstellbar ist.
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Der
Verdichter eines Abgasturboladers kennzeichnet sich durch ein Kennfeld
in dem sich, bei gewissen Turboladerdrehzahlen und Massenströmen, ein
eindeutig zugeordneter Druck erzeugen lässt. Dieses Kennfeld wird bei
großen
Massenströmen
durch die sog. Stopfgrenze limitiert. Bei kleinen Massenströmen wird
das Kennfeld durch die Pumpgrenze limitiert. Diese sog. Pumpgrenze
tritt aufgrund eines Strömungsabriss
am Verdichterradeintritt bzw. am Verdichterradaustritt oder bei
beiden auf.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, dass sich mittels des Vordralls
die Pumpgrenze im Verdichterkennfeld zu kleineren Massenströmen hin
verschieben lässt.
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Gemäß dem Stand
der Technik kann zur Erweiterung des Kennfeldes eine sog. Kennfeld
stabilisierende Maßnahme
(KSM) herangezogen werden. Diese ermöglicht eine partielle Umlenkung
des Massenstroms, durch eine Entlüftung auf der Gehäuseseite
des Verdichterrads. Auf diese Weise kann ein Strömungsabriss am Verdichterradeintritt
verhindert werden. Eine weitere Maßnahme zur Erweiterung des
Kennfeldes stellt das Vorsehen von Vordralleinrichtungen in axialer
und radialer Bauweise dar. Während
sich die erste Maßnahme durch
eine komplexe Verdichtergehäusegeometrie
mit umfangreicher Bearbeitung auszeichnet und nur für größere Verdichter
geeignet ist, erzeugt die zweite Maßnahme mit dem Vordrall einen
Unterdruck und erfordert somit ein größeres Druckverhältnis des
Verdichters, um den gleichen Motorbetriebspunkt zu erreichen.
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Aus
dem Stand der Technik ist weiterhin der Einsatz von Schubumluftventilen
bei Turboladern im Ottomotorbereich bekannt. Diese ermöglichen,
dass die Verdichterluft im Kreis gefördert wird und der ansonsten entstehende
Druck nicht zusätzlich über eine
Drosselklappe abgebaut werden muss.
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Demnach
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Turbolader bereitzustellen, bei dem ein Vordrall erzeugt werden
kann, um ein „Pumpen" des Verdichters
zumindest zu reduzieren oder im Wesentlichen ganz zu verhindern.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Turbolader mit einem Verdichtergehäuse mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Turbolader
mit einem Verdichtergehäuse
bereitgestellt, wobei das Verdichtergehäuse mit einer Ventileinrichtung
verbunden ist, und wobei das Verdichtergehäuse derart ausgebildet ist,
so dass wenn über
die Ventileinrichtung ein vorbestimmter Luftmassenstrom in den Verdichter
eingeführt
wird, ein Vordrall erzeugbar ist, der geeignet ist, ein Pumpen des
Verdichters zumindest zu reduzieren oder im Wesentlichen zu verhindern.
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Der
Turbolader mit dem Verdichtergehäuse
hat dabei den Vorteil, dass sehr einfach durch eine entsprechende
Ausgestaltung des Verdichtergehäuses
ein geeigneter Vordrall erzeugt werden kann, um ein Pumpen des Verdichters
zu verhindern. Dabei kann beispielsweise eine Nut und/oder eine
Zuführung
eines Luftmassenstroms vorgesehen werden, wobei die Zuführung derart
ausgerichtet ist, so dass sie den Luftmassenstrom im Wesentlichen
oder nahezu tangential in den Verdichter einleitet. Dabei kann auf
das zusätzliche
Vorsehen von Vordralleinrichtungen im Verdichtergehäuse verzichtet
werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen
sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist die Ventileinrichtung wenigstens ein Schubumluftventil und/oder
ein Zapfluftventil auf. Das Schubumluftventil hat hierbei den Vorteil,
dass bereits ein vorhandenes Schubumluftventil verwendet werden
kann und dadurch Kosten eingespart werden können.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist das Zapfluftventil einen variablen Querschnitt auf, wobei
das Zapfluftventil beispielsweise über einen Schrittmotor betätigbar ist.
Das Zapfluftventil hat den Vorteil, dass durch Variieren seines
Querschnitts, der beispielsweise durch einen Kegelsitz gebildet
wird, sehr einfach ein vorbestimmter Luftmassenstrom abgeführt und
in den Verdichter eingeleitet werden kann.
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Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist das Verdichtergehäuse
wenigstens eine Zuführung
für den
Luftmassenstrom der Ventileinrichtung auf. Die Zuführung ist
hierbei derart an dem Verdichtergehäuse vorgesehen und ausgebildet,
so dass sie den vorbestimmten Luftmassenstrom nahezu tangential
oder im Wesentlichen tangential in das Verdichtergehäuse einleitet.
Dies hat den Vorteil, dass ohne zusätzliche bauliche Maßnahmen
sehr einfach ein geeigneter Vordrall erzeugt werden kann.
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Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist die Zuführung
beispielsweise in Form einer Bohrung ausgebildet. Eine solche Bohrung
ist besonders einfach und kostengünstig in der Herstellung.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist das Verdichtergehäuse
eine Nut auf, wobei die Nut beispielsweise in einem Bereich vor
dem Verdichterradeintritt angeordnet ist. Die Nut ist dabei zumindest
teilweise oder vollständig
umlaufend in dem Verdichtergehäuse
ausgebildet, wobei sich die Nut wahlweise zu ihrem Ende hin verjüngt. Die
in der Verdichterzuführung
ausgeführte
Nut bewirkt, dass ein Luftmas senstrom beispielsweise aus einem Schubumluftventil
zugeführt
werden kann, wobei insbesondere in Wandnähe ein großer Vordrall erzeugt werden
kann, wo als erstes Ablöseerscheinungen
auftreten.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenschnittansicht eines Verdichters, wobei dessen Verdichtergehäuse mit
einer Nut zur Erzeugung eines Vordralls versehen ist gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
schematische Vorderansicht des Verdichtergehäuses gemäß 1;
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3 eine
schematische Perspektivansicht des axialen Luftmassenstroms durch
den Verdichter und des in die Nut eingeführten Luftmassenstroms gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
schematische Vorderansicht eines Verdichtergehäuses, wobei das Verdichtergehäuse eine Bohrung
zum Einführen
von Luft gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung aufweist, und
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5 ein
Diagramm in welchem verschiedene Drehzahllinien und eine jeweilige
Pumpgrenze dargestellt sind in Abhängigkeit von einem Druckverhältnis Π und einem
Massenstrom m •.
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In
allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern
nichts anderes angegeben ist – mit
denselben Bezugszeichen versehen worden.
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In 1 ist
eine Seitenschnittansicht eines Verdichters 10 eines Turboladers
und dessen Verdichtergehäuses 12 gezeigt.
Der Verdichter 10 weist dabei ein Verdichterrad 14 auf,
das auf einer Welle drehbar gelagert ist. Das Verdichtergehäuse 12 mit
einer Verdichterspirale 15 weist dabei gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung im Bereich der Verdichterzuführung eine Nut 16 auf,
wobei die Nut 16 beispielsweise im Wesentlichen umlaufend
ausgebildet ist, wie im Folgenden in 2 gezeigt
ist. Die Nut 16 kann hierbei z. B. mittels Fräsen hergestellt
werden. In einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Nut 16 so ausgebildet, dass sie sich
zu ihrem Ende hin verjüngt.
Die Nut 16 ist dabei in einem vorbestimmten Abstand zu
dem Verdichterrad 14 angeordnet und weist wenigstens eine
oder mehrere Zuführungen 18 bzw.
Zuströmkanäle auf,
wie in 2 oder in 4 dargestellt
ist. Sind mehrere Zuführungen 18 vorgesehen,
so sind diese über
den Umfang der Nut 16 verteilt angeordnet. Die Zuführungen 18 sind
vorzugsweise so über
den Umfang der Nut 16 verteilt, dass ein möglichst
gleichmäßiger Vordrall
erzeugt werden kann. Je gleichmäßiger der
Vordrall ist der erzeugt werden kann, um so näher kann die Nut 16 an
das Verdichterrad 14 gerückt werden. Die Zuführungen 18 sind dabei
vorzugsweise gleichmäßig über den
Umfang der Nut 16 verteilt angeordnet, können aber
auch unregelmäßig über den
Umfang verteilt werden. Als Zuführungen 18 können dabei
neben einer Zuführung
beispielsweise auch zwei, drei, vier oder fünf Zuführungen 18 vorgesehen
werden. Mit einer zunehmenden Anzahl von Zuführungen 18 nehmen
jedoch die Reibungsverluste zu, so dass die Anzahl der Zuführungen 18 beispielsweise
so gewählt
ist, dass einerseits ein möglichst
gleichmäßiger Vordrall
erzielt wird, wobei sich die Reibungsverluste der Zuführungen 18 andererseits
in Grenzen halten.
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Der
Abstand der Nut 16 von dem Verdichterrad 14 wird
beispielsweise so gewählt,
dass der Abstand der Nut 16 beispielsweise mindestens 1/4
des Durchmessers am Verdichtereintritt und höchstens das fünffache
des Durchmessers am Ver dichterradeintritt beträgt, wobei alle Zwischenwerte
mit umfasst sind. Vorzugsweise kann der Abstand der Nut 16 von
dem Verdichterrad 14 das 1,5-fache des Durchmessers am
Verdichterradeintritt betragen.
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Der
theoretische Querschnitt (A
T) der Bohrung
20 der
Zuführung
18 bzw.
die Summe der Querschnitte (A
T) der Bohrungen
20,
wenn mehrere Zuführungen
18 um
den Umfang der Nut
16 verteilt sind, beträgt beispielsweise
zwischen 0% und 50%, vorzugsweise 25% des Massenstroms gemessen
an der Pumpgrenze (m •
real). Der Querschnitt
(A
T) kann dabei anhand der beiden St. Venant-Gleichungen
bestimmt werden:
bei einem
kritischen Druckverhältnis
(engl. choked flow):
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Der
Durchflusskoeffizient CD wird dabei deart
gewählt
das den Strömungsverlusten
durch den Vordrallkanal Rechnung getragen wird. Vorzugsweise wird
bei der Berechnung ein Durchflusskoeffizient Cd von 0.7 herangezogen.
Dabei können
aber auch Werte zwischen 0.25 und 1 verwendet werden.
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Des
Weiteren weist der Turbolader eine Ventileinrichtung (nicht dargestellt)
auf, über
die Luft bzw. ein Luftmassenstrom über die Zuführung 18 in die Nut 16 eingeleitet
wird. Als Ventileinrichtung kann hierbei beispielsweise wenigstens
ein sog. Schubumluftventil verwendet werden. Solche Schubumluftventile
werden bisher in Turboladern eingesetzt, wenn beispielsweise bei
einem schnellen Schließen
der Drosselklappe im Schub durch den weiterlaufenden Verdichter
im Drucksystem vor der Drosselklappe der Ladedruck ansteigt. Zum
Abbla sen des überschüssigen Ladedrucks
wird daher bei einigen Turboladern ein automatisch öffnendes Schubumluftventil
eingesetzt. Das Schubumluftventil ist dabei beispielsweise in das
Verdichtergehäuse
des Turboladers integriert.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung wird zur Verhinderung eines „Pumpens" des Verdichters 10 ein vorbestimmter
Luftmassenstrom m • über
das Schubumluftventil in die Nut 16 eingeleitet, wobei die
Nut 16 bewirkt, dass der eingeleitete Luftmassenstrom einen
geeigneten vorzugsweise über
den gesamten Umfang gleichmäßigen Vordrall
erzeugt.
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Das "Pumpen" des Verdichters 10 beruht
darauf, dass lokale Rückströmungen in
einer entsprechend großen
Anzahl an Schaufelkanälen
oder in allen Schaufelkanälen
des Verdichterrads 14 auftreten, so dass es letztlich zu
einem Strömungsabriss
kommt. Das "Pumpen" des Verdichters 10 kann
hierbei beispielsweise zu Lagerschäden führen und damit zu einer Beschädigung des
Turboladers.
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Der
Vordrall, der mittels dem in die Nut 16 eingeströmten Luftmassenstrom m • bewirkt
wird, bewirkt nun seinerseits, dass ein „Pumpen" des Verdichters 10 verhindert
oder zumindest reduziert werden kann. Eine Öffnung des Schubumluftventils
führt des
Weiteren zu einer Verschiebung des Massenstroms bzw. eines Betriebspunktes
von Punkt A nach Punkt B, wie im Folgenden in 5 gezeigt
ist, und gleichzeitig zu einer Verschiebung der Pumpgrenze zu kleineren
Massenströmen m • hin.
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Zum
Bestimmen, ob bei dem Verdichter
10 ein „Pumpen" vorliegt, kann beispielsweise
wenigstens ein entsprechendes Kennfeld abgespeichert sein. Das Kennfeld
kann beispielsweise einen Betriebsbereich eines Turboladers aufweisen
mit der entsprechenden Pumpgrenze, in Abhängigkeit von Betriebsparametern,
wie beispielsweise dem Massenstrom m • und einem Druckverhältnis Π. Das Druckverhältnis Π setzt sich
hierbei beispielsweise wie folgt zusammen:
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Im
Betrieb kann nun ein Ist-Massenstrom und ein Ist-Druckverhältnis Π bestimmt werden und anhand des
Kennfeldes festgestellt werden, ob anhand der Ist-Werte die Pumpgrenze überschritten
wird, wobei ein „Pumpen" des Verdichters 10 vorliegt.
Wird ein „Pumpen" des Verdichters 10 festgestellt,
so wird über
die Ventileinrichtung ein vorbestimmter Luftmassenstrom m • in die
Nut 16 eingeleitet, wobei über den in die Nut 16 eingeströmten Luftmassenstrom m • ein
geeigneter Vordrall erzeugt wird, der ein „Pumpen" des Verdichters 10 verhindert.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann zum Bestimmen, ob ein "Pumpen" des Verdichters 10 vorliegt
auch beispielsweise ein Druck (Druck P2) der Luftmassenströmung hinter
dem Verdichteraustritt des Turboladers gemessen werden. Alternativ
oder zusätzlich
kann aber auch ein Druck der Luftmassenströmung beispielsweise vor und/oder
hinter dem Verdichter 10 bzw. hinter dem Diffusoraustritt
(Druck P3) und/oder vor dem Diffusoreintritt gemessen werden, um
nur einige Beispiele zu nennen. Erreicht der Druck am Verdichteraustritt
(Druck P2) eine Pumpgrenze, so kommt es an dem Verdichter 10 zu
einem im Wesentlichen periodisch wiederkehrenden Einbruch im Massenstrom,
der wiederum eine im Wesentlichen periodische Schwankung des Drucks am
Verdichteraustritt zur Folge hat. Die Amplitude des Drucks kann
dabei analysiert werden, beispielsweise in einem angepassten Frequenzbereich. Übersteigt
die Amplitude der Schwingung des Drucks am Verdichteraustritt einen
vorbestimmten Grenzwert, ab welchem ein „Pumpen" auftritt, so wird die Ventileinrichtung
entsprechend betätigt,
um einen Luftmassenstrom m • in die Nut 16 im Verdichtergehäuse 12 einzuleiten,
der bewirkt, dass das „Pumpen" des Verdichters 10 verhindert
werden kann. Diese Regelung bzw. dieses Verfahren kann beispielsweise
zusätzlich
zu der Regelung bzw. dem Verfahren mit dem Kennfeld ergriffen werden,
beispielsweise im Anschluss an dieses, um eine Art Feinanpassung
durchzuführen.
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In 2 ist
nun eine schematische Vorderansicht des Verdichtergehäuses 12 gemäß 1 gezeigt. Darin
ist die erfindungsgemäße Nut 16 stark
vereinfacht und nicht maßstäblich mit
einer gestrichelten Linie angedeutet. Die Nut 16 kann sich
hierbei vorzugsweise zu ihrem Ende hin verjüngen, wie in 2 angedeutet ist.
Grundsätzlich
kann die Nut 16 aber auch einen konstanten Durchmesser
aufweisen.
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Das
Einleiten eines vorbestimmten Luftmassenstroms m • in die Nut 16 bzw.
in das Verdichtergehäuse 12 erfolgt über die
Zuführung 18 bzw.
deren Bohrung 20 und erfordert nach Möglichkeit eine Kontrolle der Öffnung der
Ventileinrichtung bzw. hier des Schubumluftventils zur Kontrolle
des Luftmassenstroms m • zur Erzeugung von Vordrall in Abhängigkeit
von dem für
den Motor erforderlichen Luftmassenstrom und Druckverhältnis. Dabei
kann das Schubumluftventil derart betätigt oder angesteuert werden,
dass es einen vorbestimmten Luftmassenstrom m • in die Nut 16 einleitet.
Wahlweise kann das Schubumluftventil auch einen variablen Querschnitt
aufweisen, wie ein Zapfluftventil, das im Folgenden noch näher erläutert wird. Über den
Luftmassenstrom m • der aus dem Schubumluftventil der Nut 16 zugeführt wird,
kann insbesondere in Wandnähe
ein großer Vordrall
erzeugt werden, wo als erstes Ablöseerscheinungen auftreten können. Dabei
wird vorzugsweise ein gleichmäßiger Vordrall über den
gesamten Umfang erzeugt.
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Der
Querschnitt der Nut 16 ist dabei beispielsweise so gewählt, dass
der Luftmassenstrom vorzugsweise im Kreis, d. h. vorzugsweise über den
gesamten Umfang gefördert
wird oder zumindest über
einen Teil des Umfangs.
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Ein
minimaler Querschnitt kann beispielsweise so gewählt werden, dass der Massenstrom
im Leerlauf und der Massenstrom der über die Ventileinrichtung bereitgestellt
wird rechts der Pumpgrenze liegt. Die Erfindung ist jedoch nicht
auf diese Definition eines minimalen Querschnitts beschränkt.
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Wie
anhand der Perspektivansicht des axialen Luftmassenstroms durch
den Verdichter 10 und des in die Nut 16 eingeführten Luftmassenstroms
in 3 gezeigt ist, kann durch die Nut 16 die
Mischungslänge
zwischen dem in den Verdichter 10 im Wesentlichen axial
eingeleiteten Luftmassenstrom und dem Luftmassenstrom, der über das
Schubumluftventil eingeleitet wird, verkürzt werden. Dabei kann ein
im Wesentlichen gleichmäßiger Vordrall
erzeugt werden, der nach außen
vorzugsweise zunimmt. In 3 ist der erzeugte Vordrall
stark vereinfacht und rein schematisch mit Pfeilen angedeutet.
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Die
erste Ausführungsform
der Erfindung hat den Vorteil, dass der Einsatz eines vorhandenen
Schubumluftventils mit einer Einblasung der Luft vor dem Verdichterrad 14 derart
verknüpft
werden kann, so dass dieser Luftmassenstrom einen Drall erzeugt.
Dadurch kann das Schubumluftventil zusätzlich zur Kontrolle und Verschiebung
der Pumpgrenze genutzt werden. Dies wird einerseits erreicht, indem
ein kontrollierter Verlustmassenstrom den Betriebspunkt A im Kennfeld
zu höheren
Massenströmen
verschiebt (Betriebspunkt B) und andererseits dadurch, das der mit
diesem Massenstrom erzeugte Vordrall eine Änderung des Anströmwinkels des
Verdichterrads 14 erzeugt und somit den Strömungsabriss
zu kleineren Massenströmen
hin verschiebt.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
zur Nutzung des Schubumluftmassenstromes und des damit verknüpften Vordralls
ermöglicht
eine Erniedrigung der Euler-Arbeit des Verdichterrads 14.
Dies senkt die erforderliche Arbeit des Verdichterrads 14 und
ermöglicht
es so den Turbolader während
eines Schaltvorgangs auf hohen Drehzahlen zu halten, wenn das Schubumluftventil
betätigt
wird. Der Vorteil der Erfindung liegt, wie zuvor beschrieben, in
der Nutzung des vorhandenen Schubumluftventils zur kontrollierten
Erzeugung des Vordralls und somit einer Verschiebung der Pumpgrenze.
Es sind hierbei im Wesentlichen keine weiteren Bauteile erforderlich.
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In 4 ist
nun eine schematische Vorderansicht eines Verdichters 10 und
seines Verdichtergehäuses 12 gezeigt,
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform
im Wesentlichen dadurch, dass keine Nut 16 sondern nur
eine Zuführung 18 vorgesehen
ist.
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Das
Verdichtergehäuse 12,
weist hierbei beispielsweise wenigstens eine Zuführung 18 in Form einer Bohrung 20 auf,
zur Zuführung
eines Luftmassenstroms m • der Ventileinrichtung. Die Zuführung 18 bzw.
Bohrung 20 ist dabei derart in dem Verdichtergehäuse 12 angeordnet,
so dass sie den Luftmassenstrom m • der Ventileinrichtung im Wesentlichen
tangential oder nahezu tangential in das Verdichtergehäuse 12 bzw.
die Verdichterzuführung
einführt.
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Der
Querschnitt (AT) 26 der Zuführung 18 bzw.
der Bohrung 20 wird dabei wie der Querschnitt (AT) der Zuführung 18 bzw.
deren Bohrung 20 in der ersten Ausführungsform gewählt. Die
zu der ersten Ausführungsform
gemachten Ausführungen
gelten daher entsprechend auch für
die zweite Ausführungsform.
Insbesondere können
auch in der zweiten Ausführungsform
wenigstens ein, zwei, drei, vier oder fünf Zuführungen 18 über den
Umfang des Verdichtergehäuses
verteilt angeordnet werden, um einen möglichst über den Umfang gleichmäßigen Vordrall
zu erzielen. Der Querschnitt AT der Zuführung(en) 18 wird
dabei wie in der ersten Ausführungsform
anhand der St. Venant Gleichungen bestimmt, wobei der Querschnitt
bzw. die Summe der Querschnitte so gewählt wird, dass er beispielsweise
zwischen 0% und 50%, vorzugsweise 25% des Massenstroms gemessen
an der Pumpgrenze (m •real) entspricht.
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Der
Luftmassenstrom der über
die Zuführung 18 zugeführt wird,
wird vorzugsweise im Kreis, d. h. vorzugsweise über den gesam ten Umfang gefördert oder
zumindest über
einen Teil des Umfangs. Ein minimaler Querschnitt (AT) 26 der
Zuführung 18 bzw.
der Bohrung 20 kann beispielsweise so gewählt werden,
dass der Massenstrom im Leerlauf und der Massenstrom der über die
Ventileinrichtung bereitgestellt wird rechts der Pumpgrenze liegt.
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Die
zweite Ausführungsform
hat den Vorteil, dass sie besonders einfach zu realisieren ist,
da beispielsweise nur wenigstens eine oder mehrere Bohrungen 20 in
dem Verdichtergehäuse 12 vorgesehen
werden müssen,
die derart ausgerichtet sind, dass sie einen Luftmassenstrom m • im
Wesentlichen oder zumindest nahezu tangential in das Verdichtergehäuse 12 einleiten.
Bei der ersten Ausführungsform
ist die tangentiale Einleitung des Luftmassenstroms in die Nut 16 nicht
unbedingt notwendig aber zu bevorzugen.
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Grundsätzlich ist
aber auch denkbar die erste und zweite Ausführungsform miteinander zu kombinieren,
indem wahlweise zusätzlich
eine Nut 16 gemäß der ersten
Ausführungsform
vorgesehen wird, der über die
Zuführung(en) 18 bzw.
Bohrung(en) 20 der Luftmassenstrom m • in im Wesentlichen
tangentialer oder nahezu tangentialer Richtung zugeführt wird.
Dabei werden die Zuführung(en) 18 gleichmäßig oder
ungleichmäßig über den
Umfang der Nut 16 verteilt angeordnet.
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In 5 ist
des Weiteren ein Diagramm gezeigt, in welchem beispielsweise fünf verschiedene
Drehzahlkennlinien 22 eingezeichnet sind, in Abhängigkeit
von einem Massenstrom m • und dem zuvor beschriebenen Druckverhältnis Π. Aus dem
Diagramm in 5 kann hierbei entnommen werden,
dass die Pumpgrenze 24 bei einem herkömmlichen Verdichter in einem
Bereich höherer
Luftmassenströme m • liegt.
Gemäß der Erfindung
kann, durch die Erzeugung eines Vordralls, die Pumpgrenze 23 dagegen
in einen Bereich kleiner Luftmassenströme m • verschoben werden. Weiter
kann, wie in 5 gezeigt ist, ein Arbeits- Punkt von A nach
B bzw. in einen Bereich höherer
Luftmassenströme m • verschoben
werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
sind dabei miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon.
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Bei
der ersten und zweiten Ausführungsform
wurde als Ventileinrichtung wenigstens ein Schubumluftventil vorgesehen.
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Stattdessen
kann beispielsweise auch ein Zapfluftventil mit einem variablen
Querschnitt vorgesehen werden. Das Zapfluftventil mit einem variablen
Querschnitt A weist hierbei beispielsweise einen Kegelventilsitz auf,
wobei über
die Steigung des Kegelsitzes und den Vorschub der Querschnitt A
des Zapfluftventils geeignet eingestellt wird, um einen vorbestimmten
Luftmassenstrom m • abfließen
zu lassen.
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Die
Erfindung ist dabei jedoch nicht auf einen Kegelventilssitz bei
dem Zapfluftventil beschränkt.
Neben einem Zapfluftventil oder einem Schubumluftventil kann außerdem auch
jedes andere Ventil oder jede andere Ventilkombination als Ventileinrichtung
verwendet werden, die geeignet betätigt bzw. angesteuert werden kann,
um einen vorbestimmten Luftmassenstrom m • abfließen zu lassen. Zum Betätigen des
Zapfluftventils bzw. Schubumluftventils kann beispielsweise ein
Schrittmotor eingesetzt werden.
