DE102010027110A1 - Verdichter für einen Abgasturbolader - Google Patents

Verdichter für einen Abgasturbolader Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdichter (28) für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse (30) des Verdichters (28) um eine Drehachse (32) drehbar aufgenommenen und von einem Medium, insbesondere Luft, anströmbaren Verdichterrad (34), und mit einer in Strömungsrichtung (36) des Mediums stromauf des Verdichterrads (34) in einem Radeintrittsbereich (40) angeordneten Leiteinrichtung (44), mittels welcher die Anströmung des Verdichterrads (34) von dem Medium beeinflussbar ist, wobei mittels der Leiteinrichtung (44) ein Vordrall der Strömung des Mediums erzeugbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verdichter, insbesondere einen Radialverdichter, für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
  • Derartige Verdichter sind aus dem Serienbau von Verbrennungskraftmaschinen bekannt. Zur Darstellung eines effizienten und damit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschinen ist es wünschenswert, dass diese Verdichter in einem möglichst großen Bereich des Kennfelds der Verbrennungskraftmaschinen hohe Wirkungsgrade aufweisen und für eine sehr gute Charakteristik der Verbrennungskraftmaschinen sorgen. Es hat sich gezeigt, dass in bestimmten Massenstrombereichen von Luft, welche durch die Verdichter zu verdichten ist, ein so genanntes Verdichterpumpen auftritt, was einen effizienten Betrieb der Verdichter und damit der Verbrennungskraftmaschinen negativ beeinflusst.
  • Aus der DE 42 12 880 A1 ist ein verstellbares Leitgitter bekannt, dessen Leitschaufeln aus einem feststehenden, anströmseitigen angeordneten Leitschaufelteil und einem schwenkbaren abströmseitig angeordneten Leitschaufelteil bestehen, wobei die Leitschaufelteile eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Die Dicke des Profils des feststehenden Leitschaufelteils ist dabei größer als die Dicke des Profils des schwenkbaren Leitschaufelteils.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter, insbesondere einen Radialverdichter, für einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welcher einen effizienten Betrieb aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Verdichter für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein solcher Verdichter, insbesondere ein solcher Radialverdichter, für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, umfasst ein in einem Gehäuse des Verdichters um eine Drehachse drehbar aufgenommenes Verdichterrad, welches von einem Medium, insbesondere Luft, welche von der Verbrennungskraftmaschine angesaugt wird, anströmbar ist. Ferner umfasst der Verdichter eine in Strömungsrichtung des Mediums stromauf des Verdichterrads in einem Radeintrittsbereich angeordnete Leiteinrichtung, mittels welcher die Anströmung des Verdichterrads von dem Medium beeinflussbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels der Leiteinrichtung ein Vordrall der Strömung des Mediums erzeugbar ist.
  • Wie aus den Grundlagen von thermischen Turbomaschinen bekannt ist, werden Geschwindigkeitsverhältnisse einer das Verdichterrad, insbesondere Leitschaufeln des Verdichterrads, anströmenden bzw. umströmenden Strömung des Mediums anhand so genannter Geschwindigkeitsdreiecke, insbesondere Anströmdreiecke und Abströmdreiecke, verdeutlicht. Ein solches Geschwindigkeitsdreieck umfasst drei Seiten, wobei eine dieser drei Seiten durch den Geschwindigkeitsvektor gebildet wird, der die Umfangsgeschwindigkeit charakterisiert, mit der sich die Leitschaufeln des Verdichterrads bewegen. Eine weitere Seite wird durch den Geschwindigkeitsvektor gebildet, der die Strömungsgeschwindigkeit charakterisiert, mit der die Leitschaufeln des Verdichterrads umströmt werden. Diese Strömungsgeschwindigkeit wird als Relativgeschwindigkeit bezeichnet. Eine weitere dieser drei Seiten wird durch den Geschwindigkeitsvektor gebildet, der die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung in das Verdichterrad hinein oder aus dem Verdichterrad heraus charakterisiert, und zwar von einem Gehäuse des Verdichters aus gesehen. Diese Strömungsgeschwindigkeit ist auch die Strömungsgeschwindigkeit durch die hypothetisch fest mit dem Gehäuse des Verdichters verbundenen Leitschaufeln des Verdichterrads.
  • Bezogen auf ein solches Geschwindigkeitsdreieck, insbesondere ein solches Anströmdreieck, des Verdichterrads des Verdichters bewirkt der mittels der Leiteinrichtung erzeugbare bzw. bei einem Betrieb des Verdichters erzeugte Vordrall, dass der Geschwindigkeitsvektor der Strömungsgeschwindigkeit durch die hypothetisch fest mit dem Gehäuse verbundenen Leitschaufeln (Absolutgeschwindigkeit) und der Geschwindigkeitsvektor der Umfangsgeschwindigkeit, mit der sich die Leitschaufeln des Verdichterrads bewegen, einen von 90° verschiedenen Winkel, insbesondere einen Winkel kleiner als 90°, miteinander einschließen. Mit anderen Worten bewirkt die Erzeugung des Vordralls, dass der Geschwindigkeitsvektor der Absolutgeschwindigkeit im Geschwindigkeitsdreieck, insbesondere im Anströmdreieck, des Verdichterrads, eine erste, senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor der Umfangsgeschwindigkeit in dem Anströmdreieck verlaufende sowie eine zweite, parallel zum Geschwindigkeitsvektor der Umfangsgeschwindigkeit verlaufende Komponente aufweist.
  • Die den Vordrall erzeugende Leiteinrichtung wirkt damit frühen Erscheinungsformen des so genannten Verdichterpumpens entgegen, wodurch der Gesamtmassenstrombereich mit hohen Wirkungsgraden des Verdichters verbreitert wird. Dies führt zu einem effizienten Betrieb des Verdichters über ein breites Kennfeld hinweg, woraus ein effizienter und damit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Der erfindungsgemäße Verdichter ist dabei bei Ottomotoren, Dieselmotoren, Diesottomotoren oder anderweitigen Ausführungsformen von Verbrennungskraftmaschinen einsetzbar.
  • Erste Erscheinungen des Verdichterpumpens treten in der Regel an Spitzen der Leitschaufeln des Verdichterrades auf, die in axialer Richtung des Verdichterrads dem Radeintrittsbereich zugewandt sind und somit in Strömungsrichtung des Mediums zuerst von dem Medium angeströmt werden. Die Erscheinungen des Verdichterpumpens werden durch Rezirkulationsgebiete in einem Kanal zwischen zwei Leitschaufeln hervorgerufen, wobei diese Rezirkulationsgebiete einen negativen Einfluss auf den Wirkungsgrad des Verdichters haben. Diese Rezirkulationsgebiete entstehen dadurch, dass die Strömung der Außenkontur der Leitschaufel bzw. der Leitschaufeln nicht mehr folgen kann. Die Rezirkulationsgebiete stellen dabei erste Strömungsphänomene dar, die das eigentliche Verdichterpumpen ankündigen. Sie springen entgegen der Drehrichtung des Verdichterrads von einem Kanal zwischen zwei Leitschaufeln zu einem nächsten, wodurch die Effektivität des Verdichters negativ beeinflusst wird. Wird der Massenstrom des Mediums gesenkt, so erhöht sich die Anzahl von Kanälen zwischen Leitschaufeln des Verdichterrads, in welchen derartige Rezirkulationsgebiete auftreten, bis schließlich in jedem Kanal ein solches Rezirkulationsgebiet auftritt. Mit weiter abnehmendem Massenstrom werden die Rezirkulationsgebiete vergrößert, so dass ein effektiver Strömungsquerschnitt und damit der Wirkungsgrad des Verdichters weiter sinkt. Bei weiter reduziertem Massenstrom ist dann der Verdichter nicht mehr in der Lage, gegen den Druck stromab des Verdichters anzuarbeiten und die Strömungsrichtung kehrt sich um. Dadurch sinkt das Druckverhältnis schnell und stark ab, der Verdichter kann das Medium wieder in die gewollte Strömungsrichtung transportieren, bis der Druck zu groß ist und sich die Strömungsrichtung umkehrt. Dies stellt das eigentliche Verdichterpumpen dar.
  • Durch den gezielten Vordrall der Strömung kann der Anströmwinkel der Strömung an die Leitschaufel, insbesondere deren Spitze, derart angepasst werden, so dass die Strömung auch bei geringen Massenströmen des Mediums der Außenkontur der Leitschaufel folgen kann. Dann treten die Rezirkulationsgebiete, welche ohne den Vordrall bei diesem geringen Massenstrom entstanden wären, nicht mehr auf. Dieser Effekt führt gegebenenfalls dazu, dass das eigentliche Verdichterpumpen zu noch geringeren Massenströmen verschoben werden kann, woraus ein besonders breites Kennfeld des Verdichters resultiert, in dem der Verdichter effizient betrieben werden kann.
  • Durch das größere bzw. breitere Kennfeld des Verdichters wird der Verdichterwirkungsgrad in relevanten Kennfeldbereichen verbessert. Die Verbesserung des Wirkungsgrad kann dazu genutzt werden, die Verbrennungskraftmaschine in diesem Bereichen des Kennfelds mit einem höheren Ladedruck zu betreiben, um mehr Leistung zu erbringen und/oder durch eine Vergrößerung einer Turbine des Abgasturboladers eine Gaswechselarbeit zu reduzieren und damit den Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine abzusenken.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Radeintrittsbereich einen durch wenigstens eine Wandung des Gehäuses begrenzten Durchmesser auf, wobei sich die Leiteinrichtung ausgehend von der Wandung in radialer Richtung des Verdichterrads zu dessen Drehachse hin über eine Höhe H erstreckt, welche zu dem halben Durchmesser R des Radeintrittsbereichs in folgender Beziehung steht: H / R ≤ 0,75
  • Dadurch ist die Anströmung des Verdichterrads, insbesondere dessen Leitschaufeln, von dem Medium besonders gut beeinflussbar und der Vordrall besonders günstig erzeugbar, so dass sich ein besonders breites Kennfeld des Verdichters ergibt, in welchem der Verdichter mit sehr hohen Wirkungsgraden betrieben werden kann.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nur nicht in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 ein Verdichterkennfeld eines Dieselmotors eines Nutzkraftwagens, in welches die Volllastkennlinie des Dieselmotors eingetragen ist;
  • 2 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht auf einen Verdichter für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, wobei in einem Radeintrittsbereich des Verdichters eine Leiteinrichtung anzuordnen ist, mittels welcher ein Vordrall einer Strömung einer den Verdichter durchströmenden und von dem Verdichter zu verdichtenden Luft erzeugbar ist;
  • 3 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Verdichters gemäß 2;
  • 3A eine schematische Draufsicht auf eine Leitschaufel eines Verdichterrads eines Verdichters gemäß den 2 und 3 mit einem zugehörigen Anströmdreieck;
  • 3B eine schematische Draufsicht der Leitschaufel gemäß 3A mit einem zugehörigen Anströmdreieck, wobei bezogen auf 3A der Massenstrom einer die Leitschaufel anströmenden Luft verringert ist;
  • 3C eine schematische Draufsicht der Leitschaufel gemäß den 3A und 3B mit einem zugehörigen Anströmdreieck, wobei der Massenstrom einer die Leitschaufel anströmenden Luft den gleichen Betrag aufweist wie der Massenstrom gemäß 3B, und wobei der Strömung der die Leitschaufel anströmenden Luft ein Vordrall mittels einer in Strömungsrichtung der Luft stromauf der Leitschaufel angeordneten Leiteinrichtung aufgeprägt ist;
  • 4A ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer Leitschaufel einer Leiteinrichtung, welche in einem Radeintrittsbereich eines Verdichters in Strömungsrichtung einer den Verdichter durchströmenden Luft stromauf eines Verdichterrads des Verdichters anzuordnen ist, wobei mittels der Leiteinrichtung ein Vordrall einer Strömung der Luft erzeugbar ist;
  • 4B ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Leitschaufel gemäß 4A;
  • 5A eine schematische Darstellung eines Konturverlaufs einer Leitschaufel gemäß den 4A und 4B;
  • 5B eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Konturverlaufs gemäß 5A; und
  • 5C eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Konturverlaufs gemäß den 5A und 5B einer verstellbaren Leitschaufel eines Verdichterrads.
  • Die 1 zeigt ein Diagramm 10, in welches ein Kennfeld 12 eines Verdichters eines Abgasturboladers für einen Dieselmotor eines Nutzfahrzeugs eingetragen ist. Auf der Ordinate 14 des Diagramms 10 ist das Druckverhältnis des Verdichters aufgetragen, wobei das Druckverhältnis entlang der Ordinate 14 in Richtung eines Richtungspfeils 16 ansteigt.
  • Auf der Abszisse 18 des Diagramms 10 ist der Massenstrom einer den Verdichter durchströmenden und einer von dem Verdichter zu verdichtenden Luft aufgetragen, wobei der Massenstrom entlang der Abszisse 18 in Richtung eines Richtungspfeils 20 ansteigt. Ferner ist in dem Diagramm 10 eine Volllastkennlinie 22 des Dieselmotors eingetragen.
  • Das Kennfeld 12 des Verdichters ist einerseits, das heißt bei niedrigen Massenströmen, von der so genannten Pumpgrenze 24 und andererseits, das heißt bei hohen Massenströmen, durch die so genannte Stopfgrenze 26 begrenzt. Wie der 1 zu entnehmen ist, verläuft die Volllastkennlinie 22 dabei sehr dicht an der Pumpgrenze 24.
  • Durch eine Verbreiterung des Kennfeld 12, das heißt insbesondere durch eine Verschiebung der Pumpgrenze 24 hin zu niedrigeren Massenströmen, lassen sich entweder höhere Drücke hinter dem Verdichter erreichen und/oder durch eine Anpassung einer Turbine des Abgasturboladers ein Gaswechsel verbessern, was zu einer Absenkung des Kraftstoffverbrauchs des Dieselmotor führt.
  • Eine solche Möglichkeit, die Pumpgrenze 24 hin zu geringeren Massenströmen zu verschieben und somit das Kennfeld 12 zu verbreitern, ist anhand der folgenden Figuren erläutert.
  • Die 2 und 3 zeigen einen Verdichter 28 in Form eines Radialverdichters für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise eines Dieselmotors, welcher ein Gehäuse 30 umfasst. In dem Gehäuse 30 ist ein Verdichterrad 34 um eine Drehachse 32 drehbar aufgenommen, wobei das Verdichterrad 34 von von der Verbrennungskraftmaschine angesaugter Luft gemäß einem Richtungspfeil 36 anströmbar und umströmbar ist. Das Verdichterrad weist eine Mehrzahl von Leitschaufeln 38 auf, welche von der Luft umströmt werden und mittels welchen die Luft verdichtet wird.
  • Die Luft strömt dabei das Verdichterrad 34 von einem Radeintrittsbereich 40 her an, welcher durch entsprechende Wandungen des Gehäuses 30 begrenzt ist und einen bestimmten Durchmesser aufweist. Der halbe Durchmesser entspricht dabei einem Radeintrittsradius R, welcher sich von der Drehachse 32 in radialer Richtung des Verdichterrads 34 gemäß einem Richtungspfeil 41 hin zu der Wandung 42 erstreckt.
  • In dem Radeintrittsbereich 40 zumindest bereichsweise stromauf des Verdichterrads 34 ist nun eine Leiteinrichtung 44 mit einer Leitschaufel 46 angeordnet, wobei sich die Leiteinrichtung 44 ausgehend von der Wandung 42 in radialer Richtung des Verdichterrads 34 gemäß dem Richtungspfeil 41 hin zu der Drehachse 32 gemäß einem Richtungspfeil 48 über eine Höhe H erstreckt, welche zu dem Radeintrittsdurchmesser R des Radeintrittsbereich 40 in der Beziehung H / R ≤ 0,75 steht. Durch die Leiteinrichtung 44 ist ein Vordrall der das Verdichterrad 34 anströmenden Strömung der Luft erzeugbar, wodurch die Strömung einer Außenkontur der Leiteinrichtung 44 und insbesondere der Leitschaufel 46 auch bei sehr geringen Massenströmen der Luft folgen kann. Mit anderen Worten liegt die Strömung an der Außenkontur an, ohne dass Rezirkulationsgebiete an den Leitschaufeln 38 bzw. in Kanälen zwischen den Leitschaufeln 38 des Verdichterrads 34 entstehen, welche den Wirkungsgrad des Verdichters negativ beeinflussen können.
  • Der Effekt dieses erzeugten bzw. erzeugbaren Vordralls ist anhand der 3A und 3C erläutert. Die 3A zeigt eine Leitschaufel 38' der Leitschaufeln 38 des Verdichterrads 34, welche von einer Strömung der Luft angeströmt ist. Die Strömung ist in der 3A schematisch durch einen Richtungspfeil 50 dargestellt. Wie aus den Grundlagen von Turbomaschinen bekannt ist, werden Geschwindigkeitsverhältnisse an von einer Strömung umströmten Verdichterrädern mittels so genannter Geschwindigkeitsdreiecke dargestellt und erläutert. Dementsprechend ist in der 3A auch ein zu dem Verdichterrad 34 bzw. zur Leitschaufel 38' korrespondierendes Anströmdreieck 52 dargestellt, welches die Geschwindigkeitsverhältnisse der Anströmung der Leitschaufel 38' darstellt, welche von einer Spitze 54 her von der Luft angeströmt wird.
  • Eine Seite 56 des Anströmdreiecks 52 ist durch einen Geschwindigkeitsvektor gebildet, welche die so genannte, absolute Anströmgeschwindigkeit ca charakterisiert. Eine Seite 58 des Anströmdreiecks 52 ist durch einen Geschwindigkeitsvektor gebildet, welcher die so genannte Schaufelumfangsgeschwindigkeit u charakterisiert. Eine Seite 60 des Anströmdreiecks 52 ist durch einen Geschwindigkeitsvektor gebildet, welcher die so genannte Schaufelanströmgeschwindigkeit wa charakterisiert. Das Anströmdreieck 52 gemäß 3A bezieht sich auf das Verdichterrad 34, wenn in dem Radeintrittsbereich 40 nicht die Leiteinrichtung 44 angeordnet ist und somit der Strömung kein Vordrall aufgeprägt wird. Bei der Anströmung der Leitschaufel 38' gemäß 3A ist der Massenstrom der Strömung so groß, dass die Strömung der Außenkontur der Schaufel 38' folgen kann, die Strömung an der Außenkontur anliegt und kein Rezirkulationsgebiet entsteht. Dies stellt ein Strömungsoptimum mit bestem Wirkungsgrad des Verdichters 28 dar.
  • Die 3B zeigt die Leitschaufel 38' gemäß 3A, wobei der Massenstrom der das Verdichterrad 34 bzw. die Leitschaufel 38' anströmenden Luft gegenüber 3A nun reduziert ist und wobei in dem Radeintrittsbereich 40 die Leiteinrichtung 44 nicht angeordnet ist. Aus dem reduzierten Massenstrom resultiert eine geringere absolute Anströmgeschwindigkeit cb des Anströmdreiecks 52. Daraus resultiert wiederum, dass die relative Strömungsgeschwindigkeit wb unter einem anderen Winkel auf die Spitze 54 strömt. Unter diesem Winkel kann die Strömung, welche durch Richtungspfeile 50' angedeutet ist, der Außenkontur der Leitschaufel 38' nicht mehr folgen und ein Rezirkulationsgebiet 62 entsteht. Dieses Rezirkulationsgebiet 62 ist eine Vorerscheinung des Verdichterpumpens, was den Wirkungsgrad des Verdichters 28 negativ beeinflusst.
  • Um die Entstehung eines solchen Rezirkulationsgebiets 62 zu vermeiden und damit das Verdichterpumpen zu geringeren Massenströmen der Luft zu verschieben, ist die Leiteinrichtung 44 in dem Radeintrittsbereich 40 angeordnet, wodurch der Strömung ein Vordrall aufgeprägt wird. Die 3C zeigt das Anströmdreieck 52 bei gleichem Massenstrom der Luft wie in 3B, wobei nun allerdings die Leiteinrichtung 44 in dem Radeintrittsbereich 40 angeordnet und der Strömung ein Vordrall aufgeprägt ist.
  • Die absolute Anströmgeschwindigkeit cc setzt sich nun zusammen aus den Teilvektoren cc1 in Hauptströmungsrichtung und cc2 quer dazu. Die durch den Teilvektor cc1 charakterisierte Strömungsgeschwindigkeit entspricht dabei der absoluten Anströmgeschwindigkeit cb gemäß 3B. Durch den Vordrall wird die resultierende Schaufeleinströmgeschwindigkeit wc auf den gleichen Winkel, unter welchem sie die Spitze 54 anströmt, eingestellt bzw. verändert, wie es bei dem Anströmdreieck 52 gemäß 3A (Schaufelanströmgeschwindigkeit wa) der Fall ist. Hierdurch wird ein Ablösen der Strömung von der Außenkontur der Leitschaufel 38' vermieden und die Strömung kann der Außenkontur folgen. Ein Rezirkulationsgebiet wie das Rezirkulationsgebiet 62 entsteht nicht, was mit einem hohen Wirkungsgrad des Verdichters 28 auch bei einem geringen Massenstrom einhergeht.
  • Die 4A zeigt die Leitschaufel 46 der Leiteinrichtung 44, wobei die Leitschaufel 46 von der Luft gemäß einem Richtungspfeil 62 angeströmt wird. Die Leitschaufel 46 umfasst dabei einen ersten Längenbereich 64 sowie einen zweiten Längenbereich 66, welche in axialer Richtung des Verdichterrads 34 gemäß einem Richtungspfeil 68 zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 32 sowie parallel zueinander verlaufen. Verbunden sind die Längenbereiche 64 und 66 durch einen weiteren Längenbereich 70, welcher mit dem Längenbereich 64 einen Winkel α einschließt. Der Winkel α liegt vorteilhafterweise in einem Bereich von 10°C > α > 90°C, wobei der Längenbereich 70 ausgehend von der Wandung hin zur Drehachse 32 in radialer Richtung des Verdichterrads 34 gemäß dem Richtungspfeil 41 in Richtung der Leitschaufel 31 geneigt ist.
  • Die 4B zeigt eine alternative Ausführungsform der Leitschaufel 46, wobei der Längenbereich 64 und der Längenbereich 66 über den Längenbereich 70 miteinander verbunden sind, der gekrümmt ausgebildet und von dem Verdichterrad 34 weggewölbt und damit konvex ausgebildet ist.
  • Die 5A bis 5C zeigen alternative Ausführungsformen der Leitschaufel 46, wobei die Leitschaufeln 46 jeweils in einer Draufsicht dargestellt sind. Die die Leitschaufeln 46 gemäß dem Richtungspfeil 62 anströmende Strömung der Luft strömt stromauf der Leitschaufeln 46 zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 32 und wird in Strömungsrichtung der Strömung insbesondere gemäß den 5A und 5B schräg dazu abgelenkt zur Erzeugung des Vordralls.
  • Bei der Leitschaufel 46 gemäß 5A handelt es sich dabei um ein einfaches, in axialer Richtung des Verdichterrads 34 gemäß dem Richtungspfeil 68 gekrümmt ausgebildetes und damit gebogenes Blech, während es sich bei der Leitschaufel 46 um eine vollkonturierte Leitschaufel 46 handelt, die ebenso in axialer Richtung gemäß dem Richtungspfeil 68 gekrümmt und damit schräg zur axialen Richtung ausgebildet ist.
  • Die Leitschaufel 46 stellt eine verstellbare Leitschaufel 46 dar, welche gemäß einem Richtungspfeil 72 um eine Schwenkachse 74 verschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse 74 zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung des Verdichterrads gemäß dem Richtungspfeil 41 verläuft.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4212880 A1 [0003]

Claims (8)

  1. Verdichter (28) für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse (30) des Verdichters (28) um eine Drehachse (32) drehbar aufgenommenen und von einem Medium, insbesondere Luft, anströmbaren Verdichterrad (34), und mit einer in Strömungsrichtung (36) des Mediums stromauf des Verdichterrads (34) in einem Radeintrittsbereich (40) angeordneten Leiteinrichtung (44), mittels welcher die Anströmung des Verdichterrads (34) von dem Medium beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Leiteinrichtung (44) ein Vordrall der Strömung des Mediums erzeugbar ist.
  2. Verdichter (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radeintrittsbereich (40) einen durch wenigstens eine Wandung (42) des Gehäuses (30) begrenzten Durchmesser aufweist, wobei sich die Leiteinrichtung (44) ausgehend von der Wandung (42) in radialer Richtung des Verdichterrads (34) zu dessen Drehachse (32) hin über eine Höhe H erstreckt, welche zu dem halben Durchmesser R des Radeintrittsbereichs (40) zumindest im Wesentlichen in folgender Beziehung steht: H / R ≤ 0,75 .
  3. Verdichter (28) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (44) eine Mehrzahl von Leitschaufeln (46) umfasst, welche in Umfangsrichtung des Verdichterrads (34) über dessen Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
  4. Verdichter (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Leitschaufel (46) der Leiteinrichtung (44) in ihrer Position verstellbar ist.
  5. Verdichter (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Leitschaufel (46) der Leiteinrichtung (44) in Strömungsrichtung (36) des Mediums zumindest bereichsweise gekrümmt, insbesondere tragflächenförmig, ausgebildet ist.
  6. Verdichter (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (44), insbesondere zumindest eine Leitschaufel (46) der Leiteinrichtung (44), einen ersten, in radialer Richtung (41) äußeren und zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung (68) des Verdichterrads (34) verlaufenden Längenbereich (64) sowie einen zweiten, in radialer Richtung (41) gegenüber dem ersten Längenbereich (64) inneren und zumindest im Wesentlichen parallel zum ersten Längenbereich (64) verlaufenden Längenbereich (66) aufweist, wobei die Längenbereiche (64, 66) über einen dritten, von dem Verdichterrad (34) abgewandten Längenbereich (70) miteinander verbunden sind, welcher zumindest bereichsweise mit dem ersten Längenbereich (64) einen Winkel α einschließt, welcher in einem Bereich von 10° < α < 90° liegt.
  7. Verdichter (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (44), insbesondere zumindest eine Leitschaufel (46) der Leiteinrichtung (46), einen ersten, in radialer Richtung (41) äußeren und zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung (68) des Verdichterrads (34) verlaufenden Längenbereich (64) sowie einen zweiten, in radialer Richtung (41) gegenüber dem ersten Längenbereich (64) inneren und zumindest im Wesentlichen parallel zum ersten Längenbereich (64) verlaufenden Längenbereich (66) aufweist, wobei die Längenbereiche (64, 66) über einen dritten, von dem Verdichterrad (34) abgewandten Längenbereich (70) miteinander verbunden sind, welcher zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet ist.
  8. Verdichter (28) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Längenbereich (70) von dem Verdichterrad (34) weggewölbt ausgebildet ist.
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