DE102012011423B3

DE102012011423B3 - Verdichtereinrichtung und Verfahren zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102012011423B3
Application number: DE201210011423
Authority: DE
Inventors: Thomas Reuss; Jochen Petters; Christoph Zürn
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft Verdichtereinrichtung (10) zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs. Über einen Ansaugkanal (12) der Verdichtereinrichtung ist die Zuluft einem Verdichterrad (14) zuführbar. Mittel zum Verändern eines durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals (12) umfassen wenigstens ein bewegbares Element (18), welches eine einer Mittelachse (M) des Ansaugkanals (12) zugewandte Seite (20) aufweist. Diese Seite (20) ist in einer ersten Stellung des wenigstens einen bewegbaren Elements (18) von der Mittelachse (M) weiter beabstandet als in einer zweiten Stellung des wenigstens einen bewegbaren Elements (18), in welcher der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals (12) verringert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdichtereinrichtung zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs. Über einen Ansaugkanal der Verdichtereinrichtung ist die Zuluft einem Verdichterrad der Verdichtereinrichtung zuführbar. Die Verdichtereinrichtung umfasst Mittel zum Verändern eines durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs.
Die DE 10 2006 011 862 A1 beschreibt einen Turboverdichter für eine Brennkraftmaschine, bei welchem die zu verdichtende Zuluft oder Verbrennungsluft durch einen Luftsammelkanal strömt. In diesem Luftsammelkanal ist ein Absperrorgan angeordnet, mittels welchem sich der durchströmbare Querschnitt des Luftsammelkanals verringern lässt. Das Absperrorgan umfasst ein ortsfestes Element, welches vier kreuzförmig angeordnete Kreissegmentflächen aufweist, welche den Raum zwischen einer Mittelachse des Luftsammelkanals und einer Wand desselben einnehmen. Vier weitere, kreuzförmig angeordnete Kreissegmenfflächen können aus einer ersten Stellung, in welcher sie von den ortsfesten Kreissegmenfflächen verdeckt sind, in eine zweite Stellung bewegt werden. In der zweiten Stellung verschließen die weiteren Kreissegmentflächen die Lücken zwischen den ortsfesten Kreissegmentflächen. Auf diese Weise lässt sich der durchströmbare Querschnitt des Luftsammelkanals variieren.
Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass bei dieser Verdichtereinrichtung eine ungünstige Anströmung des Verdichterrads vorliegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verdichtereinrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Verdichten von Zuluft zu schaffen, bei welcher bzw. bei welchem eine besonders günstige Anströmung des Verdichterrads vorliegt.
Diese Aufgabe wird durch eine Verdichtereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Verdichtereinrichtung umfassen die Mittel zum Verändern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals wenigstens ein bewegbares Element, welches eine einer Mittelachse des Ansaugkanals zugewandte Seite aufweist. Diese Seite ist in einer ersten Stellung des wenigstens einen bewegbaren Elements von der Mittelachse weiter beabstandet als in einer zweiten Stellung des wenigstens einen bewegbaren Elements, in welcher der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals verringert ist. Mit anderen Worten wird durch das Bewegen des wenigstens einen bewegbaren Elements in die zweite Stellung der Querschnitt des Ansaugkanals von außen her verengt. Dies bewirkt, dass bei verringertem durchströmbaren Querschnitt des Ansaugkanals eine besonders günstige Anströmung des Verdichterrads vorliegt. Die zu verdichtende Zuluft oder Verbrennungsluft trifft dann nämlich unter einem für das Antreiben des Verdichterrads besonders vorteilhaften Winkel auf das Verdichterrad auf. Zudem ist die Strömungsgeschwindigkeit der Zuluft besonders hoch, da durch das Verbringen des wenigstens einen bewegbaren Elements in die zweite Stellung ein Bereich des Ansaugkanals, welcher den verringerten Querschnitt aufweist, wie eine Düse wirkt.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine feste, nicht variable Geometrie des Ansaugkanals immer kompromissbehaftet ist. Ein geringer durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals begünstigt nämlich im Normalfall das Ansprechverhalten der Verdichtereinrichtung und das Potenzial der Verdichtereinrichtung, auch bei niedrigen Drehzahlen einen vergleichsweise hohen Ladedruck zu erreichen. Bei hoher Leistungsanforderung an die Verbrennungskraftmaschine und bei hoher Drehzahl ist hingegen ein großer durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals günstig.
Durch die bewegbaren Elemente kann nun der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals, also der Eintrittsquerschnitt in den Verdichter, unter Sicherstellung einer günstigen Anströmung des Verdichterrads variiert werden. Dadurch kann in jedem Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine das maximale Potenzial der Verdichtereinrichtung ausgenutzt werden. Bei niedriger Drehzahl und in Teillast kann nämlich zum Maximieren des Ladedruckpotenzials und zum Verbessern des Ansprechverhaltens ein verringerter durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals bereitgestellt werden. Bei hoher Drehzahl wird hingegen ein möglichst großer durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals bereitgestellt, indem das wenigstens eine bewegbare Element in die erste Stellung bewegt wird. Dies ermöglicht insbesondere die Verwendung einer Verdichtereinrichtung, welche ein besonders hohes Leistungspotenzial bereitstellen kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine bewegbare Element in der ersten Stellung mit einer Wand des Ansaugkanals in Anlage und in radialer Richtung in die zweite Stellung bewegbar. Auf diese Weise lässt sich besonders gut eine düsenartige Verjüngung des Ansaugkanals im Bereich des wenigstens einen bewegbaren Elements realisieren.
Eine besonders gute Abstimmung des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals auf das gewünschte Ladedruckpotenzial kann erreicht werden, wenn das wenigstens eine bewegbare Element stufenlos aus der ersten Stellung in die zweite Stellung und zurück bewegbar ist.
Als bewegbare Elemente können miteinander gekoppelte Lamellen vorgesehen sein, welche nach Art einer Irisblende eine Verkleinerung des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals von außen ermöglichen. So lässt sich besonders gut ein stets kreisförmiger durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals realisieren.
Zusätzlich, bevorzugt jedoch alternativ, kann ein aus einem flexiblen Material gebildeter Schlauch vorgesehen sein, bei welchem das flexible Material das bewegbare Element bereitstellt. Der Schlauch ist hierbei mit einer Wand des Ansaugkanals in Anlage und zum Verringern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals mit einem Befüllmedium befüllbar. Beispielsweise kann ein Silikonschlauch an der Wand des Ansaugkanals angeordnet sein, welcher mit Druckluft befüllbar ist. Dadurch dehnt sich der Silikonschlauch definiert aus, und diese Volumenzunahme des Silikonschlauchs verringert den durchströmbaren Querschnitt des Ansaugkanals. Durch Ablassen des Befüllmediums, beispielsweise der Druckluft, aus dem Schlauch kann wieder der vergrößerte Querschnitt des Ansaugkanals bereitgestellt werden.
Anstelle des Einbringens des Befüllmediums in den Schlauch mittels Überdruck kann auch ein Federelement das flexible Material des Schlauchs nach innen drücken und ein Unterdruck dafür sorgen, dass gegen die Kraft des Federelements der vergrößerte durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals freigegeben wird.
Eine besonders gleichmäßige Querschnittsverringerung ist erreichbar, wenn der Schlauch um die Mittelachse vollständig umlaufend an der Wand des Ansaugkanals angeordnet ist. Zudem braucht so nur ein Befüllanschluss vorgesehen zu werden, um das Befüllmedium in den Schlauch einzubringen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Ansaugkanal zusätzlich zu dem wenigstens einen bewegbaren Element wenigstens ein ortsfestes Element vorgesehen, durch welches der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals lokal verringert ist. Dies ermöglicht es, geometrisch besonders einfach ausgebildete bewegbare Elemente zu verwenden, mittels welchen sich der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals je nach Bedarf verringern und wieder vergrößern lässt.
Zudem kann so durch eine von der Mechanik her besonders einfach realisierbare lineare Verschiebung der bewegbaren Elemente hin zur Mittelachse die gewünschte Verringerung des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals erreicht werden.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das in die zweite Stellung verbrachte wenigstens eine bewegbare Element zusammen mit dem wenigstens einen ortsfesten Element einen Ring bildet. So lassen sich nämlich bei in die zweite Stellung verbrachten bewegbaren Elementen besonders günstige Strömungsverhältnisse in dem Ansaugkanal erreichen.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn wenigstens ein Verschlusselement vorgesehen ist, mittels welchem ein Zwischenraum verschließbar ist, welcher durch das Verbringen des wenigstens einen bewegbaren Elements in die zweite Stellung zwischen dem wenigstens einen bewegbaren Element und einer Wand des Ansaugkanals ausgebildet ist. Durch ein solches Verschlusselement lässt sich nämlich sicherstellen, dass die Zuluft nicht durch den Zwischenraum hindurch zu dem Verdichterrad gelangen kann. So ist eine besonders gute Fokussierung der Zuluft erreichbar.
Zum Bewegen des wenigstens einen bewegbaren Elements kann insbesondere ein Verstellring vorgesehen sein. Ein solcher Verstellring kann mittels eines Elektromotors betätigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Unterdruckeinrichtung zum Betätigen des Verstellrings vorgesehen sein.
Der Verstellring kann eine dem jeweiligen bewegbaren Element zugeordnete Führungsnut aufweisen, in welcher ein Führungszapfen eines Koppelelements geführt ist, welches mit dem bewegbaren Element verbunden ist. Dann kann durch ein einfaches Verdrehen des Verstellrings dessen rotatorische Bewegung in eine lineare Bewegung des bewegbaren Elements umgesetzt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann der Verstellring einen dem jeweiligen bewegbaren Element zugeordneten Nocken aufweisen, mittels welchem beim Verdrehen des Verstellrings das bewegbare Element hin zur Mittelachse bewegt wird. Zum Zurückbewegen des bewegbaren Elements in seine erste Stellung kann insbesondere ein Federelement vorgesehen sein. Auch auf diese Weise ist ein besonders einfacher Verstellmechanismus bereitgestellt.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn zum Ansteuern des Elektromotors und/oder der Unterdruckeinrichtung eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche ein Verändern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals in Abhängigkeit von einer Drehzahl und/oder einer Last und/oder einer Temperatur der Verbrennungskraftmaschine bewirkt. Zusätzlich oder alternativ können eine Einspritzmenge und/oder ein Ladedruck beim Ansteuern des Elektromotors bzw. der Unterdruckeinrichtung berücksichtigt werden, um eine besonders gut auf die jeweiligen Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine abgestimmte Beaufschlagung derselben mit verdichteter Zuluft zu erreichen.
Beispielsweise kann mittels der Steuerungseinrichtung dafür gesorgt werden, dass bei niedriger Drehzahl und geringer Einspritzmenge ein vergleichsweise geringer durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals bereitgestellt ist. Demgegenüber wird bei hoher Drehzahl und großer Einspritzmenge je Kolbenhub der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals maximal weit geöffnet, um eine besonders große Leistung der Verbrennungskraftmaschine bereitstellen zu können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs wird die Zuluft einem Verdichterrad der Verdichtereinrichtung über einen Ansaugkanal zugeführt. Ein durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals wird verändert, wobei zum Verringern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals wenigstens ein bewegbares Element, welches eine einer Mittelachse des Ansaugkanals zugewandte Seite aufweist, aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt wird. Die der Mittelachse zugewandte Seite des wenigstens einen bewegbaren Elements ist in der ersten Stellung von der Mittelachse weiter beabstandet als in der zweiten Stellung. Durch ein derartiges Verringern des durchströmbaren Querschnitts von außen lässt sich eine besonders günstige Anströmung des Verdichterrads erreichen.
Zum Vergrößern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals wird entsprechend das wenigstens eine bewegbare Element wieder in die erste Stellung bewegt, sodass seine der Mittelachse zugewandte Seite einen größeren Abstand von der Mittelachse aufweist.
Die für die erfindungsgemäße Verdichtereinrichtung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
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 nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
1 in einer Schnittansicht einen Ansaugkanal eines Turboladers, bei welchem ein maximal großer durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals bereitgestellt ist;
2 den Ansaugkanal gemäß 1, bei welchem der durchströmbare Querschnitt durch Aufblasen eines Silikonschlauchs verringert ist;
3 in einer Draufsicht in Strömungsrichtung der Zuluft einen alternativen Verstellmechanismus zum Verringern des durchströmbaren Querschnitts eines Ansaugkanals eines Turboladers;
4 den Ansaugkanal gemäß 3 in einer Schnittansicht;
5 eine weitere Schnittansicht des Ansaugkanals gemäß 3, wobei der durchströmbare Querschnitt maximal verringert ist; und
6 Bereiche in einem Kennfeld, welche mit unterschiedlichen durchströmbaren Querschnitten des Ansaugkanals korrespondieren.
Von einer beispielsweise als Turbolader 10 ausgebildeten Verdichtereinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs ist in 1 ein Ansaugkanal 12 gezeigt. Durch diesen Ansaugkanal 12 strömt Zuluft, welche dem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs zugeführt und welche zuvor mittels eines Verdichterrads 14 des Turboladers 10 verdichtet wird. Anstelle des Turboladers 10 kann zum Verdichten der Zuluft auch ein anderer, ein Verdichterrad aufweisender Verdichter zum Einsatz kommen.
In einer Wand 16 des Ansaugkanals 12 ist eine um eine Mittelachse M des Ansaugkanals 12 umlaufende Nut ausgebildet, in welcher ein aufblasbarer Silikonschlauch 18 angeordnet ist. Eine der Mittelachse M zugewandte Seite 20 des Silikonschlauchs 18 schließt hierbei mit einer Oberfläche 22 der Wand 16 bündig ab, wenn der Silikonschlauch 18 nicht aufgepumpt ist. Dann weist der Ansaugkanal 12 einen maximalen durchströmbaren Querschnitt mit einem Durchmesser D1 auf.
Ein solcher großer Durchmesser des Ansaugkanals 12 ist wünschenswert, wenn bei hoher Drehzahl des Verbrennungsmotors dieser eine hohe Leistung abgeben soll. Jedoch ist bei niedrigen Drehzahlen ein geringerer durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals 12 vorteilhaft, damit der Turbolader 10 rasch anspricht und auch bei niedriger Drehzahl einen vergleichsweise großen Ladedruck bereitstellt.
Bei der in 1 gezeigten Variante des Turboladers 10 wird der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals 12 verringert, indem der Silikonschlauch 18 über einen Befüllanschluss 24 mit Druckluft beaufschlagt wird. Dadurch dehnt sich das flexible Material des Silikonschlauchs 18 aus, und der Ansaugkanal 12 weist einen verringerten durchströmbaren Querschnitt mit einem Durchmesser D2 auf (vergleiche 2).
Entsprechend ist in diesem befüllten Zustand des Silikonschlauchs 18 die Seite 20 desselben der Mittelachse M näher als bei nicht befülltem Silikonschlauch 18 (vergleiche 1). Durch das Verringern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals 12 von außen wird eine besonders günstige Anströmung des Verdichterrads 14 erreicht.
Anstelle des flexiblen Silikonmaterials kann auch ein anderes bewegbares Element für eine bedarfsgerechte Verringerung des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals 12 sorgen. Beispielsweise kann ein flexibler Schlauch derart mit einer Federkraft beaufschlagt sein, dass seine der Mittelachse M zugewandte Seite von einer Feder nach innen gedrückt wird. Hierbei kann durch Anlegen eines Unterdrucks an den Schlauch das flexible Material desselben gegen die Wirkung der Feder wieder in die Ausgangsposition (vgl. 1) bewegt werden.
3 zeigt eine weitere Möglichkeit, den durchströmbaren Querschnitt des Ansaugkanals 12 des Turboladers 10 zu verändern. Hierbei sind vier linear hin zur Mittelachse M verschiebbare Elemente in Form von Schiebern 26 vorgesehen, welche außenumfangsseitig gleichmäßig voneinander beabstandet in dem Ansaugkanal 12 angeordnet sind. In einer in 3 und 4 gezeigten ersten Stellung der vier Schieber 26 ist ein Abstand einer jeweiligen, der Mittelachse M zugewandten Seite 28 derselben von der Mittelachse M maximal groß. Die Schieber 26 befinden sich hierbei mit der Oberfläche 22 der Wand des Ansaugkanals 12 in Anlage. Eine jeweilige, lineare Verschiebebewegung der Schieber 24 ist in 3 durch einen Doppelpfeil 30 veranschaulicht.
In Umfangrichtung gesehen zwischen den einzelnen Schiebern 26 befinden sich feststehende Elemente in Form von Vorsprüngen 32. Die Vorsprünge 32 haben vorliegend in der Draufsicht die Form von Viertelkreisen, während die der Mittelachse M zugewandten Seiten 28 der Schieber 26 im Querschnitt eine Kreisbogenform haben. Wenn die Schieber 26 in eine zweite Stellung bewegt werden, in welcher sie linear hin zur Mittelachse M verschoben sind, so bilden die Schieber 26 im Zusammenwirken mit den Vorsprüngen 32 einen geschlossenen Ring (vgl. 5).
Um einen Zwischenraum, welcher sich zwischen den Schiebern 26 und Oberfläche 22 der Wand des Ansaugkanals 12 in Folge der linearen Verschiebung der Schieber 26 ausbildet, zu verschließen können entsprechende (nicht gezeigte) Verschlusselemente vorgesehen sein. Anstelle der feststehenden Elemente in Form der Vorsprünge 32 können auch an den linear verschiebbaren Schiebern 26 Bleche vorgesehen sein, welche sich mit diesen Schiebern 26 bewegen. Des Weiteren können in alternativen Ausgestaltungen des Turboladers 10 auch mehr oder weniger als die vorliegend beispielhaft gezeigten vier Schieber 26 vorgesehen sein.
Zum Bewegen der Schieber 26 ist vorliegend ein Elektromotor 34 vorgesehen, welcher mittels einer Koppelstange 36 mit einem Verstellring 38 gekoppelt ist. In dem Verstellring 38 sind, beispielsweise durch Einfräsen, Führungsnuten 40 ausgebildet, wobei jedem Schieber 26 eine Führungsnut 40 zugeordnet ist. Ein mit dem jeweiligen Schieber verbundener Bolzen 42 weist einen Führungszapfen 44 auf, welcher in der Führungsnut 40 geführt ist. Durch Verdrehen des Verstellrings 38 werden so die Schieber 26 synchron zu der Mittelachse M hin bewegt, um den durchströmbaren Querschnitt des Ansaugkanals 12 zu verringern. Durch Drehen des Verstellrings 38 in die entgegengesetzte Richtung wird wieder der maximale durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals 12 freigegeben.
4 zeigt geschnitten den Ansaugkanal 12 mit in ihre jeweilige erste Stellung verbrachten Schiebern 26, in welcher also der Ansaugkanal 12 seinen größten durchströmbaren Querschnitt aufweist.
In 5 ist hingegen der Ansaugkanal 12 des Turboladers 10 mit maximal verringertem durchströmbaren Querschnitt des Ansaugkanals 12 gezeigt. Entsprechend sind, wie auch aus der Draufsicht in 3 ersichtlich, die Schieber 26 hin zur Mittelachse M des Ansaugkanals 12 verschoben.
Bevorzugt erfolgt mittels des Elektromotors 34 eine stufenlose Verstellung der Schieber 26, wobei über eine in den Elektromotor 34 integrierte Einrichtung zur Lagerückmeldung Aufschluss über den jeweiligen Verstellweg gewonnen werden kann. Alternativ zu dem Elektromotor 34 kann eine Unterdruckdose vorgesehen sein.
Der Verstellring 38 kann auch ein Nockenprofil aufweisen, wobei jedem Schieber 26 ein Nocken zugeordnet ist. Eine Rückholfeder kann dann das Verbringen der Schieber 26 in ihre ursprüngliche, den maximal durchströmbaren Querschnitt des Ansaugkanals 12 bereitstellende Stellung bewirken. Zum Ansteuern des Elektromotors 34 ist ein Steuergerät 46, beispielsweise ein Motorsteuergerät vorgesehen.
Das Steuergerät 46 berücksichtigt bei der Ansteuerung des Elektromotors 34 und somit bei der Einstellung des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals 12 eine Reihe von Parametern. Beispielsweise können eine Motordrehzahl, eine Last, ein Ladedruck, eine Motortemperatur und dergleichen zum stufenlosen Verstellen des Eintrittsquerschnitts des Turboladers 10 herangezogen werden.
Ein Beispiel für eine solche bedarfsgerechte Verstellung des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals soll vereinfacht anhand von 6 veranschaulicht werden. In einem Kennfeld 48 ist auf einer Ordinate 50 in Milligramm eine Menge an je Kolbenhub in den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs eingespritztem Kraftstoff angegeben und auf einer Abszisse 52 eine Drehzahl des Verbrennungsmotors in Umdrehungen pro Minute.
Das Kennfeld 48 umfasst einen ersten Bereich 54, in welchem der Querschnitt des Ansaugkanals 12 maximal verringert ist. Dies ist bei niedrigen Drehzahlen und auch bei mittleren Drehzahlen und geringer Einspritzmenge der Fall. Bei höheren Drehzahlen und/oder höherer Einspritzmenge wird der durchströmbare Querschnitt vergrößert, die Schieber 26 werden also weiter hin in ihre in 3 gezeigte Stellung bewegt. Ein entsprechender Bereich 56 schließt sich in dem Kennfeld 48 an den ersten Bereich 54 an.
Schließlich ist in dem Kennfeld 48 noch ein dritter Bereich 58 angegeben, bei welchem besonders hohe Drehzahlen und besonders große Einspritzmengen vorliegen. Bei Vorliegen dieser Parameter ist der Ansaugkanal 12 maximal weit geöffnet, die Schieber 26 sind also vollständig in ihre in 3 gezeigte Stellung bewegt.

Claims

Verdichtereinrichtung zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, mit einem Ansaugkanal (12), über welchen die Zuluft einem Verdichterrad (14) der Verdichtereinrichtung zuführbar ist, und mit Mitteln zum Verändern eines durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel wenigstens ein bewegbares Element umfassen, welches eine einer Mittelachse (M) des Ansaugkanals (12) zugewandte Seite (20, 28) aufweist, wobei diese Seite (20, 28) in einer ersten Stellung des wenigstens einen bewegbaren Elements von der Mittelachse (M) weiter beabstandet ist als in einer zweiten Stellung des wenigstens einen bewegbaren Elements, in welcher der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals (12) verringert ist.
Verdichtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine bewegbare Element in der ersten Stellung mit einer Wand des Ansaugkanals (12) in Anlage und in radialer Richtung, insbesondere stufenlos, in die zweite Stellung bewegbar ist.
Verdichtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von bewegbaren Elementen vorgesehen ist, wobei die bewegbaren Elemente als miteinander gekoppelte Lamellen ausgebildet sind.
Verdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen aus einem flexiblen Material gebildeten, insbesondere um die Mittelachse (M) vollständig umlaufenden, Schlauch mit dem flexiblen Material als bewegbarem Element, welcher mit einer Wand des Ansaugkanals (12) in Anlage und zum Verringern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals (12) mit einem Befüllmedium befüllbar ist.
Verdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ansaugkanal (12) zusätzlich zu dem wenigstens einen bewegbaren Element wenigstens ein ortsfestes Element vorgesehen ist, durch welches der durchströmbare Querschnitt des Ansaugkanals (12) lokal verringert ist.
Verdichtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in die zweite Stellung verbrachte wenigstens eine bewegbare Element zusammen mit dem wenigstens einen ortsfesten Element einen Ring bildet.
Verdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch wenigstens ein Verschlusselement zum Verschließen eines durch das Verbringen des wenigstens einen bewegbaren Elements in die zweite Stellung ausgebildeten Zwischenraums zwischen dem wenigstens einen bewegbaren Element und einer Wand des Ansaugkanals (12).
Verdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen, insbesondere mittels eines Elektromotors (34) und/oder einer Unterdruckeinrichtung, betätigbaren Verstellring (38) zum Bewegen des wenigstens einen bewegbaren Elements, welcher – eine dem jeweiligen bewegbaren Element zugeordnete Führungsnut (40), in welcher ein Führungszapfen (44) eines mit dem bewegbaren Element verbundenen Koppelelements geführt ist, und/oder – einen dem jeweiligen bewegbaren Element zugeordneten Nocken aufweist.
Verdichtereinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern des Elektromotors (34) und/oder der Unterdruckeinrichtung in Abhängigkeit von einer Drehzahl und/oder einer Last und/oder einer Temperatur der Verbrennungskraftmaschine und/oder einer Einspritzmenge und/oder einem Ladedruck.
Verfahren zum Verdichten von Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs, bei welchem die Zuluft einem Verdichterrad (14) einer Verdichtereinrichtung über einen Ansaugkanal (12) zugeführt wird, und bei welchem ein durchströmbarer Querschnitt des Ansaugkanals (12) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein bewegbares Element, welches eine einer Mittelachse (M) des Ansaugkanals (12) zugewandte Seite (20, 28) aufweist, zum Verringern des durchströmbaren Querschnitts des Ansaugkanals (12) aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt wird, wobei die der Mittelachse (M) zugewandte Seite (20, 28) des wenigstens einen bewegbaren Elements in der ersten Stellung von der Mittelachse (M) weiter beabstandet ist als in der zweiten Stellung.