DE102007051845B4 - Turbocharger and method for generating a pre-whirl before a compressor of the turbocharger - Google Patents

Turbocharger and method for generating a pre-whirl before a compressor of the turbocharger Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Erzeugen eines Vordralls vor einem Verdichter eines Turboladers mit den Schritten: a) Bereitstellen einer Ventilanordnung, wobei über die Ventilanordnung Luft bereitstellbar ist, zum Erzeugen eines Vordralls vor dem Verdichter, b) Bestimmen, ob bei dem Verdichter im Betrieb ein Strömungsabriss und damit ein Pumpen des Verdichters auftritt (S1, S2, S3; S1*, S2*), c1) wobei zum Bestimmen, ob ein Pumpen des Verdichters vorliegt ein Druckverlauf eines Drucks (P2, P3) der Luftmassenströmung, welcher einen Rückschluss zulässt, ob bei dem Verdichter ein Pumpen auftritt oder nicht S1, bestimmt wird und c2) wobei bestimmt wird ob der Druckverlauf des Drucks (P2, P3) eine Pumpgrenze (10) erreicht oder nicht S2 und c3) wobei wenn die Pumpgrenze (10) erreicht oder überschritten wird, bestimmt wird, ob eine Amplitude des Druckverlaufs des Drucks (P2, P3) einen vorbestimmten Grenzwert (12) überschreitet, und wenn der Grenzwert (12) dabei überschritten wird, festgestellt wird, dass ein...A method for generating a pre-whirl prior to a compressor of a turbocharger, comprising the steps of: a) providing a valve arrangement whereby air can be supplied via the valve arrangement for generating a pre-whirl in front of the compressor; b) determining whether a stall occurs in the compressor during operation and thus a pumping of the compressor occurs (S1, S2, S3, S1 *, S2 *), c1) wherein for determining whether a pumping of the compressor is present a pressure curve of a pressure (P2, P3) of the air mass flow, which allows a conclusion, whether at the compressor is pumping or not S1, and c2) it is determined whether the pressure profile of the pressure (P2, P3) reaches a pumping limit (10) or not S2 and c3) whereby when the pumping limit (10) is reached or exceeded , it is determined whether an amplitude of the pressure variation of the pressure (P2, P3) exceeds a predetermined limit value (12), and if the limit value (12) is exceeded, it is determined, d ass a ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Turbolader und ein Verfahren zum Erzeugen eines Vordralls vor einem Verdichter des Turboladers, um das Auftreten des Pumpens des Verdichters zu reduzieren.The invention relates to a turbocharger and a method for generating a pre-whirl in front of a compressor of the turbocharger in order to reduce the occurrence of the pumping of the compressor.

Der Verdichter eines Abgasturboladers kennzeichnet sich durch ein Kennfeld, in welchem der Druck in Abhängigkeit von der Turboladerdrehzahl und dem Massenstrom angegeben ist, wobei für eine entsprechende Turboladerdrehzahl und einen entsprechenden Massenstrom, sich ein vorbestimmter Druck gemäß dem Kennfeld 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.The compressor of an exhaust gas turbocharger is characterized by a characteristic map in which the pressure is given as a function of the turbocharger speed and the mass flow, wherein for a corresponding turbocharger speed and a corresponding mass flow, a predetermined pressure can be generated according to the characteristic field. This characteristic field is limited by the so-called stuffing limit for large mass flows. At low mass flows, the map is limited by the surge limit. This so-called surge limit occurs due to a stall at the compressor wheel inlet or at the compressor wheel outlet or both.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass sich mittels des Vordralls die Pumpgrenze im Verdichterkennfeld zu kleineren Massenströmen hin verschieben lässt. Der Vordrall lässt sich dabei mit Hilfe von Vorleitapparaten in radialer oder axialer Bauweise realisieren.It is known from the prior art that the pumping limit in the compressor map can be shifted toward smaller mass flows by means of the pre-swirl. The pre-twist can be realized with the help of Vorleitapparaten in radial or axial construction.

Im Stand der Technik, wie er in der US 20070039320 offenbart ist, ist weiter ein Verfahren zur Kontrolle des Pumpens in Radial- oder Axialverdichtern beschrieben. Dabei enthält eine Einrichtung zur Steuerung des Pumpens eines Verdichters eine Luftzirkulationsleitung. Diese ist mit einem Ende stromabwärts mit dem Verdichterauslass und mit dem anderen Ende stromaufwärts mit dem Verdichtereinlass verbunden. Dabei zirkuliert die Luftzirkulationsleitung Luft von dem Verdichterauntritt zu dem Verdichtereintritt. Des Weiteren ist eine Mischereinrichtung und eine Luftkühlungseinrichtung vorgesehen.In the state of the art, as in the US 20070039320 is disclosed, a method for controlling the pumping in radial or axial compressors is further described. In this case, a device for controlling the pumping of a compressor includes an air circulation line. This is connected at one end downstream to the compressor outlet and at the other end upstream to the compressor inlet. The air circulation duct circulates air from the compressor stirrup to the compressor inlet. Furthermore, a mixer device and an air cooling device are provided.

Des Weiteren beschreibt die US 6 779 344 ebenfalls ein Verfahren zur Kontrolle des Pumpens in einem Verdichter. Dabei ist ein Steuerungssystem offenbart, das eine Luftdüse zwischen dem Verdichter und dem Motor, sowie ein sog. Wastgate aufweist. Das Wastegate ist dabei stromaufwärts des Motors und stromabwärts von der Turbine angeordnet.Furthermore, the describes US 6,779,344 also a method of controlling the pumping in a compressor. In this case, a control system is disclosed which has an air nozzle between the compressor and the engine, and a so-called. Wastgate. The wastegate is arranged upstream of the engine and downstream of the turbine.

Darüber hinaus beschreibt die US 6 793 455 ein Verfahren, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die ein Entlüftungsventil und/oder eine Kraftstoffventil steuert. Die Steuereinrichtung steuert dabei das Entlüftungsventil derart an, so dass der Verdichter einerseits einen maximalen Druck erzielen kann, und andererseits bei diesem Druck noch kein Pumpen im Verdichter auftritt.In addition, the describes US 6,793,455 a method, wherein a control device is provided, which controls a vent valve and / or a fuel valve. The control device controls the vent valve in such a way so that the compressor on the one hand can achieve a maximum pressure, and on the other hand at this pressure no pumping occurs in the compressor.

Die US 6,813,887 B2 offenbart einen Abgasturbolader und ein Verfahren zum Betreiben eines turboaufgeladenen Verbrennungsmotors, wobei in den Lufteintrittsbereich des Verdichters des Turboladers ein zusätzlicher Luftstrom zugeführt und durch eine Leiteinrichtung ein Vordrall im Luftstrom erzeugt wird.The US Pat. No. 6,813,887 B2 discloses an exhaust gas turbocharger and a method for operating a turbocharged internal combustion engine, wherein in the air inlet region of the compressor of the turbocharger, an additional air flow is supplied and by a guide a Vordrall is generated in the air flow.

In der DE 101 33 669 A1 ist weiterhin ein Abgasturbolader offenbart, der durch ein Verdichterkennfeld gekennzeichnet ist, das den Zusammenhang zwischen einem Druckverhältnis und dem Luftmassenstrom darstellt und die Pumpgrenze des Verdichters aufzeigt.In the DE 101 33 669 A1 Furthermore, an exhaust gas turbocharger is disclosed, which is characterized by a compressor map, which represents the relationship between a pressure ratio and the mass air flow and shows the surge limit of the compressor.

Die zuvor beschriebenen Verfahren beruhen alle darauf, einen Luftmassenstrom von einer Zapfstelle hinter dem Verdichter durch ein Ventil auf eine Einblasstelle vor dem Verdichter so zu kontrollieren, dass der Betriebspunkt des Verdichters zu höheren Massenströmen verschoben wird und sich der Verdichter in einem stabilen Kennfeldbereich befindet.The above-described methods are all based on controlling an air mass flow from a tap behind the compressor through a valve to an injection point in front of the compressor so that the operating point of the compressor is shifted to higher mass flows and the compressor is in a stable map range.

Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, wobei eine Pumpgrenze eines Verdichters mittels des Erzeugens eines Vordralls verschoben werden kann, so dass ein Pumpen des Verdichters zumindest reduziert oder im Wesentlichen ganz verhindert werden kann, wobei auf den Einsatz von Vorleitapparaten verzichtet werden kann.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a method and apparatus wherein a surge line of a compressor can be displaced by generating a pre-orifice, so that pumping of the compressor can be at least reduced or substantially prevented, with the insert can be dispensed with by Vorleitapparaten.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Verfahren bereitgestellt zum Erzeugen eines Vordralls vor einem Verdichter eines Turboladers mit den Schritten:

  • – Bereitstellen einer Ventilanordnung, wobei über die Ventilanordnung Luft bereitstellbar ist, zum Erzeugen eines Vordralls vor dem Verdichter,
  • – Bestimmen, ob bei dem Verdichter im Betrieb ein Strömungsabriss und damit ein Pumpen des Verdichters auftritt,
  • – dabei wird in dem Schritt zum Bestimmen, ob ein Pumpen des Verdichters vorliegt zunächst ein Druckverlauf eines Drucks der Luftmassenströmung bestimmt, welcher einen Rückschluss zulässt, ob bei dem Verdichter ein Pumpen auftritt oder nicht. Wird dabei festgestellt, dass der Druckverlauf des Drucks eine Pumpgrenze erreicht oder überschreitet, so wird eine Analyse der Amplitude des Druckverlaufs des Drucks beispielsweise in einem angepassten Frequenzbereich durchgeführt. Dabei wird bestimmt, ob die Amplitude einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Der Grenzwert ist so festgelegt, dass er einen Wert für die Amplitude angibt, ab welchem ein Pumpen bei dem Verdichter auftritt. Wird der Grenzwert dabei erreicht oder überschritten, so kann daraus bestimmt werden, dass ein Pumpen des Verdichters vorliegt. In diesem Fall kann die Ventilanordnung angesteuert werden, um einen geeigneten Vordrall vor dem Verdichter bzw. dem Verdichterradeintritt zu erzeugen. Auf diese Weise kann durch eine aktive Kontrolle, während des Betriebs des Turboladers, das Auftreten des Pumpens des Verdichters verhindert werden,
  • – wobei, wenn festgestellt wird, dass ein Pumpen des Verdichters auftritt, die Ventilanordnung so angesteuert wird, dass ausreichend Luft über die Ventilanordnung dem Verdichter zugeführt werden kann, so dass ein Vordrall vor dem Verdichter erzeugt wird, der ausreichend ist, das Pumpen des Verdichters zumindest zu reduzieren oder im Wesentlichen ganz zu verhindern.
Accordingly, according to the invention, a method is provided for generating a pre-whirl in front of a compressor of a turbocharger, comprising the steps:
  • Providing a valve arrangement, air being able to be supplied via the valve arrangement, for producing a pre-orifice in front of the compressor,
  • Determining whether a stall occurs in the compressor during operation and thus a pumping of the compressor,
  • - In this case, in the step for determining whether a pumping of the compressor is present initially a pressure profile of a pressure of the air mass flow determined, which allows a conclusion as to whether a pumping occurs in the compressor or not. If it is found that the pressure curve of the pressure reaches or exceeds a surge limit, an analysis of the amplitude of the pressure curve of the pressure is carried out, for example, in an adapted frequency range. It is determined whether the amplitude exceeds a predetermined limit. The threshold is set to indicate a value for the amplitude above which pumping occurs at the compressor. If the limit is reached or exceeded, it can be determined that a pumping of the compressor is present. In this case, the valve arrangement can be controlled to produce a suitable pre-whirl before the compressor or the compressor impeller inlet. In this way, by actively controlling, during operation of the turbocharger, the occurrence of pumping of the compressor can be prevented,
  • Wherein, when it is determined that pumping of the compressor occurs, the valve assembly is driven so that sufficient air can be supplied to the compressor via the valve assembly so that a pre-charge is created in front of the compressor sufficient to pump the compressor at least reduce or substantially completely prevent it.

Das Verfahren hat dabei den Vorteil, dass gezielt ein Vordrall vor dem Verdichter bzw. dem Verdichterradeintritt erzeugt werden kann, der geeignet ist, das Pumpen des Verdichters zumindest zu reduzieren oder im Wesentlichen zu verhindern. Über die Ventilanordnung wird dabei dem Verdichter ausreichend Luft zugeführt, so dass ein geeigneter Vordrall erzeugt werden kann.The method has the advantage that targeted a pre-whirl can be generated before the compressor or the Verdichterradeintritt, which is suitable to reduce the pumping of the compressor at least or substantially prevent. By way of the valve arrangement, sufficient air is supplied to the compressor so that a suitable pre-whirl can be generated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and the description with reference to the drawings.

In einer weiteren Ausführungsform wird als Druck anhand dessen auf ein Pumpen des Verdichters geschlossen werden kann, beispielsweise der Druck der Luftmassenströmung hinter dem Verdichteraustritt, der Druck der Luftmassenströmung vor dem Verdichtereintritt, der Druck hinter dem Diffusoraustritt und/oder der Druck vor dem Diffusoreintritt bestimmt. Diese Drücke haben den Vorteil, dass sie leicht einen Rückschluss auf das Auftreten von Strömungsabrissen am Verdichterrad zulassen und damit auf ein Auftreten eines Pumpens des Verdichters.In a further embodiment, as a pressure on the basis of a pump of the compressor can be closed, for example, the pressure of the air mass flow behind the compressor outlet, the pressure of the air mass flow before the compressor inlet, determines the pressure behind the diffuser outlet and / or the pressure before the diffuser inlet. These pressures have the advantage that they easily allow conclusions to be drawn about the occurrence of stalls on the compressor wheel and thus to the occurrence of a pumping of the compressor.

Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Ventilanordnung beispielsweise ein Zapfluftventil mit einem variablen Querschnitt auf. Dies hat den Vorteil, dass der Luftmassenstrom, der dem Verdichter über das Zapfluftventil zugeführt wird, gezielt gesteuert werden kann. Dabei kann dem Verdichter, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Druck, soviel Luft zugeführt werden, dass ein Vordrall vor dem Verdichter erzeugt wird, der ausreicht, um das Pumpen des Verdichters zumindest zu reduzieren oder ganz zu verhindern.According to another embodiment, the valve arrangement has, for example, a bleed air valve with a variable cross section. This has the advantage that the air mass flow, which is supplied to the compressor via the bleed air valve, can be selectively controlled. In this case, the compressor, for example, depending on the pressure, so much air to be supplied that a Vordrall is generated in front of the compressor, which is sufficient to reduce the pumping of the compressor at least or completely prevent.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Zapfluftventil beispielsweise eine Entnahmestelle für Luft in der Spirale eines Verdichtergehäuses, auf der Höhe eines Diffusors des Verdichters oder hinter dem Radaustritt des Verdichterrads auf. Grundsätzlich kann die Entnahmestelle des Zapfluftventils aber auch an jeder anderen Position am Turbolader angeordnet sein, die geeignet ist Luft zu entnehmen und dem Verdichter zuzuführen.In a further embodiment, the bleed air valve has, for example, an extraction point for air in the spiral of a compressor housing, at the level of a diffuser of the compressor or behind the wheel outlet of the compressor wheel. In principle, however, the removal point of the bleed air valve can also be arranged at any other position on the turbocharger, which is suitable for removing air and supplying it to the compressor.

Gemäß einer anderen Ausführungsform wird bei dem Schritt zum Bestimmen, ob ein Pumpen des Verdichters vorliegt, wenigstens ein Kennfeld bereitgestellt, in welchem die Pumpgrenze des Verdichters angegeben ist. Das Kennfeld kann die Pumpgrenze dabei in Abhängigkeit von dem Luftmassenstrom und einem Druckverhältnis angeben. Abhängig von dem momentanen Luftmassenstrom und dem momentanen Druckverhältnis kann bestimmt werden, ob die Pumpgrenze erreicht und überschritten wird. In diesem Fall wird über die Ventilanordnung Luft dem Verdichter zugeführt, um einen gezielten Vordrall vor dem Verdichter zu erzeugen, der ausreicht, um das Pumpen des Verdichters zu verhindern.According to another embodiment, in the step of determining whether there is pumping of the compressor, at least one map is provided in which the surge limit of the compressor is indicated. The characteristic field can specify the surge limit as a function of the air mass flow and a pressure ratio. Depending on the current air mass flow and the instantaneous pressure ratio can be determined whether the surge limit is reached and exceeded. In this case, air is supplied to the compressor via the valve arrangement to produce a targeted pre-whirl in front of the compressor sufficient to prevent the compressor from being pumped.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Ventilanordnung, beispielsweise ein Zapfluftventil, einen variablen Querschnitt auf, der beispielsweise von der Turboladerdrehzahl, dem Luftmassenstrom und dem Druckverhältnis Π abhängt. Dabei wird ein von dem Druckverhältnis Π abhängiger Luftmassenstrom über die Ventilanordnung abgelassen bzw. dem Verdichter zugeführt. Der Luftmassenstrom ist dabei so gewählt, dass er ausreicht, um einen geeigneten Vordrall vor dem Verdichter zu erzeugen, um ein Pumpen des Verdichters zumindest zu reduzieren oder im Wesentlichen zu verhindern. Auf diese Weise kann anhand des Kennfeldes verhältnismäßig einfach bestimmt bzw. abgeschätzt werden, ob ein Pumpen am Verdichter auftritt und ein entsprechender Vordrall über die Ventilanordnung erzeugt werden, um das Pumpen zu unterdrücken.In a further embodiment, the valve arrangement, for example a bleed air valve, has a variable cross section, which depends, for example, on the turbocharger speed, the air mass flow and the pressure ratio Π. In this case, a dependent of the pressure ratio Luft air mass flow is discharged through the valve assembly and fed to the compressor. The air mass flow is chosen so that it is sufficient to produce a suitable pre-whirl in front of the compressor to at least reduce or substantially prevent pumping of the compressor. In this way, it can be relatively easily determined or estimated from the map, whether a pump on the compressor occurs and a corresponding Vordrall be generated via the valve assembly to suppress the pumping.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild zur Steuerung eines Vordralls gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 a block diagram for controlling a pre-whirl according to a first embodiment of the invention;

2 ein Diagramm in welchem der Druckverlauf eines Drucks P2 vor einem Diffusoraustritt in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt ist; 2 a diagram in which the pressure curve of a pressure P2 before a diffuser outlet as a function of the time t is shown;

3 ein Blockschaltbild zur Steuerung eines Vordralls; 3 a block diagram for controlling a Vordralls;

4 ein Diagramm in welchem verschiedene Drehzahllinien und eine jeweilige Pumpgrenze dargestellt sind in Abhängigkeit von einem Druckverhältnis und einem Massenstrom. 4 a diagram in which different speed lines and a respective surge limit are shown depending on a pressure ratio and a mass flow.

In 1 ist zunächst ein Blockschaltbild gezeigt, das eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.In 1 First, a block diagram is shown, which represents a first embodiment of the method according to the invention.

Eine aktive Steuerung zur Verschiebung der Pumpgrenze zu kleineren Massenströmen, um damit ein „Pumpen” des Verdichter zu verhindern, gemäß der ersten Ausführungsform wird dabei folgendermaßen durchgeführt.An active control for shifting the surge line to smaller mass flows so as to prevent "pumping" of the compressor according to the first embodiment is performed as follows.

In einem ersten Schritt S1 wird beispielsweise ein Druck P2 der Luftmassenströmung hinter einem Verdichteraustritt eines Turboladers (nicht dargestellt) gemessen. Grundsätzlich kann hierbei ein Druck der Luftmassenströmung aber auch beispielsweise vor und/oder hinter dem Verdichter bzw. hinter dem Diffusoraustritt (Druck P3) und/oder vor dem Diffusoreintritt gemessen werden.In a first step S1, for example, a pressure P2 of the air mass flow behind a compressor outlet of a turbocharger (not shown) is measured. In principle, a pressure of the air mass flow can also be measured, for example, before and / or after the compressor or behind the diffuser outlet (pressure P3) and / or before the diffuser inlet.

Des Weiteren wird nun in einem zweiten Schritt S2 bestimmt, ob der Druckverlauf des Drucks P2 eine Pumpgrenze 10 erreicht. Bei Erreichen der Pumpgrenze 10 kommt es an dem Verdichter zu einem im Wesentlichen periodisch wiederkehrenden Einbruch im Massenstrom, der wiederum eine im Wesentlichen periodische Schwankung des Drucks P2 am Verdichteraustritt zur Folge hat. Dabei kann ein sog. ”Pumpen” des Verdichters auftreten. Dieses ”Pumpen” des Verdichters beruht darauf, dass lokale Rückströmungen in einer entsprechend großen Anzahl an Schaufelkanälen oder in allen Schaufelkanälen des Verdichterrads auftreten, so dass es letztlich zu einem Strömungsabriss kommt. Das ”Pumpen” des Verdichters kann hierbei beispielsweise zu Lagerschäden führen und damit zu einer Beschädigung des Turboladers.Furthermore, it is now determined in a second step S2 whether the pressure profile of the pressure P2 is a surge limit 10 reached. When reaching the surge limit 10 At the compressor, an essentially periodically recurrent drop in the mass flow occurs, which in turn results in a substantially periodic fluctuation of the pressure P2 at the compressor outlet. In this case, a so-called "pumping" of the compressor can occur. This "pumping" of the compressor is based on the fact that local backflows occur in a correspondingly large number of blade channels or in all blade passages of the compressor wheel, so that it ultimately comes to a stall. The "pumping" of the compressor in this case, for example, lead to bearing damage and thus damage the turbocharger.

In einem weiteren Schritt S3 wird nun die Druckschwankung des Drucks P2 am Verdichteraustritt, deren Amplitude, beispielsweise in einem angepassten Frequenzbereich, analysiert, überwacht und bestimmt, ob ein „Pumpen” des Verdichters auftritt oder nicht. Bei dem angepassten Frequenzbereich können beispielsweise Aspekte, wie die Eigenfrequenz sowie die Harmonischen des Ansaugsystems des Motors mit einbezogen werden usw., um einen möglichst genauen Rückschluss zuzulassen, ob ein ”Pumpen” des Verdichters stattfindet oder nicht.In a further step S3, the pressure fluctuation of the pressure P2 at the compressor outlet, the amplitude of which, for example in an adapted frequency range, is analyzed, monitored and determined whether a "pumping" of the compressor occurs or not. In the adapted frequency range, for example, aspects such as the natural frequency and the harmonics of the intake system of the engine can be included, etc., to allow the most accurate inference as to whether a "pumping" of the compressor takes place or not.

Übersteigt die Amplitude der Schwingung des Drucks P2 nun ein vorbestimmtes Grenzmaß, so wird in dem Schritt S3 erkannt bzw. bestimmt (S3: Ja), dass bei dem Verdichter ein „Pumpen” auftritt. Das Grenzmaß gibt dabei einen Wert für die Größe der Amplitude an, ab dem ein „Pumpen” des Verdichters auftritt bzw. ein Strömungsabriss erfolgt. Ist die Amplitude kleiner als das Grenzmaß, so liegt kein Fall von „Pumpen” bei dem Verdichter vor (S3: Nein) und die Analyse der Amplitude der Druckschwingung wird beispielsweise fortgesetzt.If the amplitude of the oscillation of the pressure P2 now exceeds a predetermined limit, then in step S3 it is detected (S3: yes) that a "pumping" occurs in the compressor. The limit gives a value for the size of the amplitude, from which a "pumping" of the compressor occurs or a stall occurs. If the amplitude is smaller than the limit, there is no case of "pumping" in the compressor (S3: No), and the analysis of the amplitude of the pressure vibration is continued, for example.

Wird nun in dem Schritt S3 bestimmt, dass der Fall des „Pumpens” bei dem Verdichter vorliegt (S3: Ja), so wird in einem nächsten Schritt S4 wenigstens ein Zapfluftventil betätigt, welches Zapfluft bereitstellt, um einen gezielten Vordrall vor dem Radeintritt des Verdichters zu erzeugen. Das Zapfluftventil kann dabei beispielsweise eine Entnahmestelle für Luft in der Spirale des Verdichtergehäuses aufweisen, auf der Höhe des Diffusors oder hinter dem Radaustritt oder an jeder anderen Stelle im Turboladergehäuse die geeignet ist, um Luft zu entnehmen. Das Zapfluftventil führt dann die entnommene Luft dem Verdichter vor dem Verdichterradeintritt zu, um vor dem Radeintritt einen Vordrall zu erzeugen, der geeignet ist, dass sog. ”Pumpen” des Verdichters zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Dabei kann die Pumpgrenze 10 wie in If it is now determined in step S3 that the case of "pumping" is present in the compressor (S3: yes), then in a next step S4 at least one bleed air valve is actuated, which provides bleed air, in order to make a targeted pre-whirl before the wheel entry of the compressor to create. The bleed valve may have, for example, a discharge point for air in the scroll of the compressor housing, at the height of the diffuser or behind the wheel outlet or at any other point in the turbocharger housing which is suitable to take air. The bleed valve then feeds the extracted air to the compressor prior to the compressor wheel inlet to produce a pre-whirl prior to wheel entry that is capable of preventing or at least reducing so-called "pumping" of the compressor. Here, the surge limit 10 as in

1 angedeutet ist in einem Bereich niedrigerer Massenströme ṁ verschoben werden, um auf diese Weise das „Pumpen” des Verdichters zu verhindern. 1 is indicated in a range of lower mass flows ṁ be moved to prevent in this way the "pumping" of the compressor.

Das Zapfluftventil wird dabei über einen Schrittmotor, derart betätigt, so dass es beispielsweise einen von der Turboladerdrehzahl N abhängigen Querschnitt A öffnet, wobei das Zapfluftventil dabei einen von dem Druck P2 abhängigen Luftmassenstrom ṁ abfließen lässt, der vor dem Verdichter einen Vordrall erzeugt, der ausreichend ist, um die Pumpgrenze 10 im Verdichterkennfeld zu verschieben und ein ”Pumpen” des Verdichters zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Das Verschieben der Pumpgrenze 10 wird im Folgenden anhand des Kennfeldes in 4 der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform noch näher erläutert. The bleed air valve is actuated via a stepping motor in such a way that it opens, for example, a cross section A dependent on the turbocharger speed N, whereby the bleed air valve can flow off an air mass flow abhäng which depends on the pressure P2 and generates a pre-whirl before the compressor which is sufficient is to the surge line 10 in the compressor map and to prevent a "pumping" of the compressor or at least reduce. The shifting of the surge line 10 is described below on the basis of the map in 4 the second embodiment of the invention explained in more detail.

Das Zapfluftventil mit einem variablen Querschnitt A, wie es zuvor beschriebene wurde, weist 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 ṁ abfließen zu lassen. Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf einen Kegelventilsitz bei dem Zapfluftventil beschränkt. Neben einem Zapfluftventil kann außerdem auch jedes andere Ventil oder jede andere Ventilkombination verwendet werden, die geeignet betätigt bzw. angesteuert werden kann, um einen vorbestimmten Luftmassenstrom ṁ abfließen zu lassen.The bleed air valve with a variable cross-section A, as described above, for example, has a conical valve seat, being adjusted on the slope of the conical seat and the feed of the cross-section A of the bleed air valve to allow a predetermined air mass flow ṁ to flow. However, the invention is not limited to a conical valve seat in the bleed valve. In addition to a bleed valve also any other valve or any other combination of valves can be used, which can be suitably operated or driven to drain a predetermined air mass flow ṁ.

Im Anschluss an das Erzeugen des Vordralls wird die Messung des Drucks P2 der Luftmassenströmung erneut durchgeführt, fortgesetzt (Schritt S1) und bestimmt, ob ein ”Pumpen” des Verdichters wieder auftritt (Schritte S2, S3) und ein entsprechender Regelungseingriff (Schritt S4) notwendig ist.Following the generation of the pre-whirl, the measurement of the air mass flow pressure P2 is again performed, continued (step S1), and determines whether a "pumping" of the compressor occurs again (steps S2, S3) and a corresponding control intervention (step S4) is necessary is.

In 2 ist ein Diagramm gezeigt, in welchem der Druck P2 am Verdichteraustritt in Abhängigkeit von der Zeit t eingezeichnet ist. Dabei erreicht der Druck P2 zu einem Zeitpunkt t1 die zuvor beschriebene Pumpgrenze 10. In diesem Fall tritt ein wiederkehrender im Wesentlichen periodischer Einbruch im Massenstrom auf, der wiederum im Wesentlichen periodische Schwankungen im Drucksverlauf des Drucks P2 zur Folge hat.In 2 a diagram is shown in which the pressure P2 is plotted on the compressor outlet as a function of the time t. The pressure P2 reaches the previously described surge limit at a time t1 10 , In this case, a recurrent, essentially periodic drop in the mass flow occurs, which in turn results in essentially periodic fluctuations in the pressure curve of the pressure P2.

Übersteigt nun die Amplitude der Druckschwingung bzw. -schwankung des Drucks P2 das vorbestimmte Grenzmaß, ab welchem ein ”Pumpen” des Verdichters auftritt, so erfolgt ein Regeleingriff zur Verschiebung der Pumpgrenze und zur Verhinderung des „Pumpens” des Verdichters. Das Grenzmaß 12 ist in 2 mit einer oberen und unteren gestrichelten Linie eingezeichnet.If the amplitude of the pressure oscillation or pressure of the pressure P2 now exceeds the predetermined limit value from which a "pumping" of the compressor occurs, a control intervention takes place for shifting the pumping limit and for preventing the "pumping" of the compressor. The limit measure 12 is in 2 drawn with an upper and lower dashed line.

Wird also ein ”Pumpen” des Verdichters erfasst, so erfolgt ein Eingriff zur Verschiebung der Pumpgrenze 10. Dies geschieht, indem das Zapfluftventil beispielsweise durch eine Steuerungseinrichtung, wie die Motorsteuerung angesteuert wird, bzw. dessen Betätigungseinrichtung, wie den zuvor beschriebenen Motor. Dabei wird das Zapfluftventil derart betätigt, so dass es beispielsweise einen von einer Drehzahl N abhängigen Querschnitt A öffnet. Als Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Zapfluftventils kann, wie zuvor bereits beschrieben, beispielsweise ein Schrittmotor vorgesehen werden oder ein anderer geeigneter Motor. Grundsätzlich kann aber auch jede andere Art der Betätigung des Zapfluftventils vorgesehen werden, mit der das Zapfluftventil geeignet verstellt werden kann, um einen gewünschten Luftmassenstrom ṁ bereitzustellen.So if a "pumping" of the compressor is detected, then an intervention to shift the surge line 10 , This is done by the bleed air valve, for example, by a control device, such as the engine control is controlled, or its actuator, such as the engine described above. In this case, the bleed air valve is actuated in such a way that it opens, for example, a cross-section A dependent on a rotational speed N. As an actuating device for actuating the bleed air valve, as described above, for example, a stepper motor may be provided or another suitable motor. In principle, however, any other type of operation of the bleed air valve can be provided, with which the bleed air valve can be suitably adjusted to provide a desired air mass flow ṁ.

Wie zuvor beschrieben wurde, lässt das Zapfluftventil einen von dem Druck P2 abhängigen Luftmassenstrom ṁ abfließen.As described above, the bleed air valve allows a dependent of the pressure P2 air mass flow ṁ flow.

Dieser wird beispielsweise dem Verdichter derart zugeführt, so dass vor dem Verdichter ein geeigneter Vordrall erzeugt wird, der ausreicht, um ein „Pumpen” des Verdichters zu verhindern und um die Pumpgrenze 10 zu einem Bereich geringerer Massenströme ṁ zu verschieben, wie in 2 gezeigt ist. Dabei kann auch ein höherer Zieldruck erreicht werden, wie in 2 dargestellt ist.This is, for example, supplied to the compressor so that a suitable pre-whirl is generated in front of the compressor, sufficient to prevent "pumping" of the compressor and the surge limit 10 to move to a range of lower mass flows ṁ, as in 2 is shown. In this case, a higher target pressure can be achieved, as in 2 is shown.

In 3 ist nun eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Diese unterscheidet sich von der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass statt einer Analyse der Amplitude eines Druckverlaufs ein Kennfeld 16 mit einer Pumpgrenze 10 vorgegeben wird, anhand dessen bestimmt wird, ob ein „Pumpen” des Verdichters vorliegt oder nicht. Die zu der ersten Ausführungsform gemachten Ausführungen gelten daher im Wesentlichen auch für die zweite Ausführungsform.In 3 Now, a second embodiment of the invention is shown. This differs from the first embodiment according to the invention substantially in that instead of analyzing the amplitude of a pressure curve, a characteristic diagram 16 with a surge line 10 is determined, by which it is determined whether a "pumping" of the compressor is present or not. The statements made on the first embodiment therefore essentially also apply to the second embodiment.

Das in einer Ausführungsform verwendete Kennfeld 16 weist beispielsweise einen Betriebsbereich für den Turbolader auf, in welchem eine Pumpgrenze 10 vorgegeben ist, in Abhängigkeit von Betriebsparametern, wie beispielsweise dem Luftmassenstrom ṁ und einem Druckverhältnis Π. Das Druckverhältnis Π setzt sich hierbei beispielsweise wie folgt zusammen:

Figure 00110001
The map used in one embodiment 16 For example, has an operating range for the turbocharger, in which a surge line 10 is predetermined, depending on operating parameters, such as the air mass flow ṁ and a pressure ratio Π. The pressure ratio Π is composed, for example, as follows:
Figure 00110001

Anhand dieses Kennfeldes 16 wird während des Betriebs des Turboladers in einem ersten Schritt S1* zunächst ein momentaner Luftmassenstrom ṁ1 und ein momentanes Druckverhältnisse Π1 bestimmt. Anhand des Kennfeldes 16 wird dann in einem zweiten Schritt S2* bestimmt, ob die Pumpgrenze 10 dabei überschritten wird und ein „Pumpen” des Verdichters auftritt oder nicht. Im vorliegenden Fall wird die Pumpgrenze 10 überschritten, wie in dem Kennfeld 16 in 3 gezeigt ist. Dabei kann der momentane Luftmassenstrom ṁ1 und das momentane Druckverhältnis Π1 beispielsweise ständig bzw. kontinuierlich oder in regelmäßigen oder unregelmäßigen Intervallen bestimmt und ausgewertet werden. Based on this map 16 is during operation of the turbocharger in a first step S1 * first an instantaneous air mass flow ṁ 1 and an instantaneous pressure conditions Π 1 determined. Based on the map 16 is then determined in a second step S2 *, if the surge limit 10 is exceeded and a "pumping" of the compressor occurs or not. In the present case, the surge limit 10 exceeded, as in the map 16 in 3 is shown. In this case, the instantaneous air mass flow ṁ 1 and the instantaneous pressure ratio Π 1 can be determined and evaluated, for example, continuously or continuously or at regular or irregular intervals.

Nachdem in dem zweiten Schritt S2* festgestellt wurde, dass die Pumpgrenze 10 überschritten wurde und damit ein „Pumpen” bei dem Verdichter auftritt, wird in einem nächsten Schritt S3* ein entsprechender Vordrall durch Ansteuern eines geeigneten Ventils erreicht. Als Ventil wird dabei, wie in der ersten Ausführungsform, beispielsweise ein Zapfluftventil verwendet, das über einen Schrittmotor, betätigt werden kann. Die Ausführungen zu dem Zapfluftventil in der ersten Ausführungsform gelten dabei entsprechend auch für das Zapfluftventil der zweiten Ausführungsform. Alternativ zu dem Zapfluftventil mit einem variablen Querschnitt A kann auch in der zweiten Ausführungsform jedes andere Ventil oder jede andere Ventilkombination verwendet werden, die geeignet betätigt bzw. angesteuert werden kann, um einen vorbestimmten Luftmassenstrom ṁ bereitzustellen.After it has been determined in the second step S2 * that the surge limit 10 has been exceeded and thus a "pumping" occurs in the compressor, in a next step S3 * a corresponding Vordrall is achieved by driving a suitable valve. As a valve, as in the first embodiment, for example, a bleed air valve is used, which can be actuated via a stepping motor. The comments on the bleed air valve in the first embodiment also apply correspondingly to the bleed air valve of the second embodiment. As an alternative to the bleed air valve with a variable cross-section A, in the second embodiment any other valve or valve combination can be used which can be suitably operated to provide a predetermined air mass flow ṁ.

In dem nächsten Schritt S3* wird also das Zapfluftventil so angesteuert, dass dem Verdichter ausreichend Luft zugeführt werden kann, um einen geeigneten Vordrall vor dem Verdichter zu erzeugen, um ein „Pumpen” des Verdichters zu verhindern. Dabei wird die Pumpgrenze 10 geeignet verschoben in einen Bereich kleinerer Luftmassenströme ṁ.In the next step S3 *, therefore, the bleed air valve is activated in such a way that sufficient air can be supplied to the compressor in order to generate a suitable pre-whirl in front of the compressor in order to prevent a "pumping" of the compressor. This is the surge limit 10 suitably shifted into a range of smaller air mass flows ṁ.

Der Ventilquerschnitt A des Zapfluftventils wird dabei beispielsweise aus einem entsprechenden 3-dimensionale Kennfeld 18 bestimmt. Das Kennfeld 18 gibt dabei den Ventilquerschnitt A in Abhängigkeit von dem Luftmassenstrom ṁ, dem Druckverhältnis Π und der Turboladerdrehzahl N an, wie in 3 gezeigt ist. Auf diese Weise wird das Zapfluftventil derart angesteuert, so dass es einen zur Verschiebung der Pumpgrenze 10 geeigneten Luftmassenstrom ṁ abfließen lässt, der vor dem Verdichter einen geeigneten Vordrall erzeugt, um das Pumpen des Verdichter zu verhindern und dabei die Pumpgrenze 10 im Verdichterkennfeld zu kleineren Massenströmen zu verschieben, wobei ein höherer Zieldruck erreicht werden kann.The valve cross section A of the bleed air valve is, for example, from a corresponding 3-dimensional map 18 certainly. The map 18 indicates the valve cross-section A as a function of the air mass flow ṁ, the pressure ratio Π and the turbocharger speed N, as in 3 is shown. In this way, the bleed air valve is driven so that there is a shift to the surge line 10 suitable mass flow ṁ can flow, which generates a suitable pre-rotating in front of the compressor, to prevent the pumping of the compressor and thereby the surge limit 10 to move in the compressor map to smaller mass flows, with a higher target pressure can be achieved.

In 4 ist weiter ein Diagramm gezeigt, in welchem beispielsweise fünf verschiedene Drehzahlkennlinien 14 eingezeichnet sind, in Abhängigkeit von dem Luftmassenstrom ṁ und dem Druckverhältnis Π.In 4 is further shown a diagram in which, for example, five different speed characteristics 14 are plotted, depending on the air mass flow ṁ and the pressure ratio Π.

Aus dem Diagramm in 4 kann hierbei entnommen werden, dass die Pumpgrenze 10 bei einem herkömmlichen Verdichter in einem Bereich höherer Luftmassenströme ṁ liegt, wohingegen gemäß der Erfindung, durch die Erzeugung eines Vordralls, die Pumpgrenze 10 in einen Bereich kleiner Luftmassenströme ṁ verschoben werden kann. Des Weiteren kann, wie in 4 gezeigt ist, ein Arbeitspunkt in einen Bereich höherer Luftmassenströme ṁ verschoben werden, wie in 4 dargestellt, von einem Punkt A* nach einem Punkt B*.From the diagram in 4 can be found here that the surge limit 10 in a conventional compressor in a range of higher mass air flows ṁ, whereas according to the invention, by the generation of a pre-orbital, the surge limit 10 can be moved into a range of small air mass flows ṁ. Furthermore, as in 4 is shown, an operating point in a range of higher air mass flows ṁ be moved, as in 4 represented from a point A * to a point B *.

Bei dem Verfahren gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Vordrall vor dem Verdichterrad geregelt. Dazu wird die Zapfluft eines Zapfluftventils verwendet, das einen ausreichenden Luftmassenstrom ṁ vor dem Verdichter bereitstellt, um einen geeigneten Vordrall zu erzeugen. Die Zapfluft wird gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung nicht lediglich im Kreis geleitet, um zur Verschiebung des Massenstroms im Kennfeld benutzt zu werden, sondern dazu verwendet einen gezielten Vordrall zu erzeugen, der ausreicht um ein jeweiliges „Pumpen” des Verdichters zu verhindern.In the method according to the first and second embodiments of the invention, the pre-whirl is controlled in front of the compressor wheel. For this purpose, the bleed air of a bleed air valve is used, which provides a sufficient air mass flow ṁ before the compressor to produce a suitable Vordrall. The bleed air according to the first and second embodiments of the invention is not merely circulated to be used to shift the mass flow in the map, but used to generate a targeted pre-whirl sufficient to prevent a respective "pumping" of the compressor.

Die erfindungsgemäße Steuerung betrifft somit eine aktive Kontrolle zur Verschiebung der Pumpgrenze und nicht direkt zur aktiven Regelung des Massenstroms an der Pumpgrenze. Diese aktive Kontrolle zur Verschiebung der Pumpgrenze wird erreicht in dem der Druck P2 in der ersten Ausführungsform hinter dem Diffusoraustritt gemessen wird, um zu bestimmen, ob ein „Pumpen” des Verdichters vorliegt oder nicht. Die erste Ausführung der Erfindung hat dabei den Vorteil, dass das Auftreten eines ”Pumpens” des Verdichters genauer bestimmt werden kann und entsprechend ein geeigneter Vordrall erzeugt werden kann. Auf diese Weise kann die Effizienz des Turboladers zusätzlich verbessert werden.The control according to the invention thus relates to an active control to shift the surge limit and not directly to the active control of the mass flow at the surge limit. This active control to shift the surge line is achieved by measuring the pressure P2 in the first embodiment behind the diffuser exit to determine whether or not there is a "pump" of the compressor. The first embodiment of the invention has the advantage that the occurrence of a "pumping" of the compressor can be determined more accurately and accordingly a suitable pre-whirl can be generated. In this way, the efficiency of the turbocharger can be further improved.

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.Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, it is not limited thereto, but modified in many ways. The embodiments described above can be combined with one another, in particular individual features thereof.

Beispielsweise kann eine Kombination der beiden Ausführungsformen folgendermaßen ausgeführt sein. Gemäß einer Ausführungsform kann während des Betriebs des Turboladers zunächst anhand des Kennfeldes 16 (Schritt S1*, Schritt S2*) bestimmt werden, ob die Pumpgrenze 10 überschritten wird und ein „Pumpen” des Verdichters auftritt oder nicht. Wird in dem Schritt S2* festgestellt, dass die Pumpgrenze 10 überschritten wurde und damit ein „Pumpen” bei dem Verdichter auftritt, so wird in dem Schritt S3* ein entsprechender Vordrall durch Ansteuern des Zapfluftventils bereitgestellt.For example, a combination of the two embodiments may be performed as follows. According to one embodiment, during the operation of the turbocharger first based on the map 16 (Step S1 *, step S2 *), it is determined whether the surge limit 10 is exceeded and a "pumping" of the compressor occurs or not. If it is determined in step S2 * that the surge limit 10 has been exceeded and thus a "pumping" occurs in the compressor, so in step S3 * a corresponding Vordrall provided by driving the bleed air valve.

In einem weiteren Schritt kann nun gemäß einer Ausführungsform ein aktiver Regeleingriff erfolgen. In diesem Fall wird nun in Schritt S1 beispielsweise ein Druck P2 der Luftmassenströmung hinter einem Verdichteraustritt des Turboladers gemessen. Des Weiteren wird in Schritt S2 bestimmt, ob der Druckverlauf des Drucks P2 die Pumpgrenze 10 erreicht bzw. ob es zu einer im Wesentlichen periodischen Schwankung des Drucks P2 am Verdichteraustritt kommt. In dem Schritt S3 wird die Druckschwankung des Drucks P2 bzw. deren Amplitude analysiert und bestimmt, ob ein „Pumpen” des Verdichters auftritt oder nicht. Übersteigt die Amplitude der Schwingung des Drucks P2 dabei das vorbestimmte Grenzmaß, so wird in dem Schritt S3 bestimmt (S3: Ja), dass bei dem Verdichter ein „Pumpen” auftritt. In dem Schritt S4 wird daher das Zapfluftventil betätigt, um einen gezielten Vordrall vor dem Radeintritt des Verdichters zu erzeugen.In a further step, according to one embodiment, an active control intervention can now take place. In this case, in step S1, for example, a pressure P2 of the air mass flow behind a compressor outlet of the turbocharger is measured. Further, in step S2, it is determined whether the pressure waveform of the pressure P2 is the surge limit 10 achieved or whether there is a substantially periodic variation of the pressure P2 at the compressor outlet. In step S3, the pressure fluctuation of the pressure P2 or its amplitude is analyzed and it is determined whether a "pumping" of the compressor occurs or not. If the amplitude of the oscillation of the pressure P2 exceeds the predetermined limit value, it is determined in step S3 (S3: yes) that a "pumping" occurs in the compressor. In step S4, therefore, the bleed air valve is actuated to produce a targeted pre-whirl prior to the wheel entry of the compressor.

Claims (8)

Verfahren zum Erzeugen eines Vordralls vor einem Verdichter eines Turboladers mit den Schritten: a) Bereitstellen einer Ventilanordnung, wobei über die Ventilanordnung Luft bereitstellbar ist, zum Erzeugen eines Vordralls vor dem Verdichter, b) Bestimmen, ob bei dem Verdichter im Betrieb ein Strömungsabriss und damit ein Pumpen des Verdichters auftritt (S1, S2, S3; S1*, S2*), c1) wobei zum Bestimmen, ob ein Pumpen des Verdichters vorliegt ein Druckverlauf eines Drucks (P2, P3) der Luftmassenströmung, welcher einen Rückschluss zulässt, ob bei dem Verdichter ein Pumpen auftritt oder nicht S1, bestimmt wird und c2) wobei bestimmt wird ob der Druckverlauf des Drucks (P2, P3) eine Pumpgrenze (10) erreicht oder nicht S2 und c3) wobei wenn die Pumpgrenze (10) erreicht oder überschritten wird, bestimmt wird, ob eine Amplitude des Druckverlaufs des Drucks (P2, P3) einen vorbestimmten Grenzwert (12) überschreitet, und wenn der Grenzwert (12) dabei überschritten wird, festgestellt wird, dass ein Pumpen des Verdichters vorliegt (S3) und c) wobei, nach dem Feststellen, dass ein Pumpen des Verdichters auftritt, die Ventilanordnung so angesteuert wird, dass ausreichend Luft über die Ventilanordnung dem Verdichter zugeführt werden kann, so dass ein Vordrall vor dem Verdichter erzeugt wird, der ausreichend ist, das Pumpen des Verdichters zumindest zu reduzieren (S4; S3*).A method for generating a pre-whirl prior to a compressor of a turbocharger, comprising the steps of: a) providing a valve arrangement whereby air can be supplied via the valve arrangement for generating a pre-whirl in front of the compressor; b) determining whether a stall occurs in the compressor during operation and thus a pumping of the compressor occurs (S1, S2, S3, S1 *, S2 *), c1) wherein for determining whether a pumping of the compressor is present a pressure curve of a pressure (P2, P3) of the air mass flow, which allows a conclusion, whether at the compressor is a pumping or not S1, is determined and c2) wherein it is determined whether the pressure profile of the pressure (P2, P3) a surge limit ( 10 reached or not S2 and c3) where if the surge limit ( 10 ) is reached or exceeded, it is determined whether an amplitude of the pressure variation of the pressure (P2, P3) reaches a predetermined limit ( 12 ) and if the limit ( 12 ) is exceeded, it is determined that a pump of the compressor is present (S3) and c) wherein, after determining that a pumping of the compressor occurs, the valve assembly is controlled so that sufficient air can be supplied via the valve assembly to the compressor such that a pre-whirl is generated in front of the compressor sufficient to at least reduce the pumping of the compressor (S4; S3 *). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Druck wenigstens einer der folgenden Drücke bestimmbar sind, – der Druck (P2) einer Luftmassenströmung hinter einem Verdichterauntritt, – der Druck der Luftmassenströmung vor einem Verdichtereintritt des Verdichters, – der Druck (P3) hinter einem Diffusoraustritt des Verdichters, – der Druck vor einem Diffusoreintritt des Verdichters, – der Druck in einer Spirale des Verdichters und – der Druck hinter einem Druckstutzen des Verdichters.Method according to claim 1, characterized, that at least one of the following pressures can be determined as pressure, The pressure (P2) of an air mass flow behind a compressor stirrup, The pressure of the air mass flow before a compressor inlet of the compressor, The pressure (P3) behind a diffuser outlet of the compressor, The pressure in front of a diffuser inlet of the compressor, - the pressure in a spiral of the compressor and - the pressure behind a discharge nozzle of the compressor. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung einen gesteuerten variablen Querschnitt (A) aufweist, der über einen verschieblichen Kegelventilsitz erzeugt wird.Method according to at least one of claims 1 to 2, characterized in that the valve arrangement has a controlled variable cross section (A) which is generated via a displaceable conical valve seat. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung wenigstens ein Zapfluftventil aufweist.Method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the valve arrangement has at least one bleed air valve. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfluftventil wenigstens eine Entnahmestelle für Luft in einer Spirale des Verdichters, auf der Höhe eines Diffusors des Verdichters oder hinter einem Radaustritt eines Verdichterrads des Verdichters aufweist.A method according to claim 4, characterized in that the bleed air valve has at least one extraction point for air in a spiral of the compressor, at the level of a diffuser of the compressor or behind a wheel outlet of a compressor wheel of the compressor. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der variable Querschnitt (A) der Ventilanordnung von der Turboladerdrehzahl (N) abhängig ist, wobei die Ventilanordnung derart angesteuert wird (S4), so dass ein von dem Druck (P2, P3) abhängiger Luftmassenstrom (ṁ) abfließt, der ausreichend ist, um einen geeigneten Vordrall vor dem Verdichter zu erzeugen, um ein Pumpen des Verdichters zumindest zu reduzieren.Method according to at least one of claims 4 to 5, characterized in that the variable cross-section (A) of the valve arrangement is dependent on the turbocharger speed (N), the valve arrangement is controlled (S4), so that a dependent of the pressure (P2, P3) air mass flow (ṁ) flows, which is sufficient to produce a suitable Vordrall before the compressor to reduce a pumping of the compressor at least. Turbolader mit einem Verdichter und einer Ventilanordnung zum Bereitstellen von Luft, um einen Vordrall vor dem Verdichter zu erzeugen gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6.A turbocharger having a compressor and a valve arrangement for providing air to produce a pre-whirl prior to the compressor according to the method of any one of claims 1 to 6. Turbolader nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung wenigstens ein Zapfluftventil aufweist, wobei das Zapfluftventil über eine Betätigungseinrichtung betätigbar ist, wobei die Betätigungseinrichtung einen Schrittmotor aufweist.Turbocharger according to claim 7, characterized in that the valve arrangement comprises at least one bleed air valve, wherein the bleed air valve is actuated via an actuating device, wherein the actuating device comprises a stepping motor.
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