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Die Erfindung betrifft einen Verdichter einer Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Zur Leistungssteigerung werden modernen Brennkraftmaschinen mit verdichtetem Brenngas, insbesondere Frischluft, geladen. Als Ladeeinrichtungen gelangen unter anderem besonders verbreitet Turbolader zum Einsatz. In der Praxis des Betriebs von Ladeeinrichtungen hat sich herausgestellt, dass nur ein begrenzter und damit als einschränkend angesehener Parameterraum von Betriebspunkten der Brennkraftmaschine angesteuert werden kann. Insbesondere ist der Betriebsbereich eines Verdichters (Verdichterkennfeld) durch die so genannte Pumpgrenze, die so genannte Stopfgrenze und die Maximaldrehzahl begrenzt. Wünschenswert ist es daher, den Betriebsbereich einer Ladeeinrichtung durch geeignete Zusatzmaßnahmen auszudehnen.
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Eine Gruppe von effektiven Maßnahmen zu diesem Zweck umfasst die Hinzufügung von Vorleiteinrichtungen, zum Beispiel Vordrallerzeugungseinrichtungen, zur Beeinflussung der Anströmung des Verdichters. Dadurch wird das Verdichterkennfeld aufgeweitet. Üblicherweise umfasst eine Vorleiteinrichtung, speziell ein Vordrallerzeuger, einen Leitschaufelapparat vor dem Verdichterrad. Der Strömung des Brenngases wird ein bestimmter Drall mit dem Ziel aufgeprägt, die Anströmbedingungen am Eintritt zum Verdichterrad zu optimieren, insbesondere eine Fehlanströmung zu reduzieren.
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Im Dokument
WO 2005/100798 A1 wird ein Vordrallerzeuger für einen Gaskompressor offenbart. Er weist in einem Zuführrohr einen ersten inneren und einen äußeren zweiten im Wesentlichen koaxialen Zuführkanal auf. Eine Leitschaufel ist im äußeren Zuführkanal im Wesentlichen helixförmig um den inneren Zuführkanal gewunden. Diese prägt dem den äußeren Zuführkanal durchströmenden Gas einen Drall, insbesondere in Drehrichtung des Verdichterrades (Gleichdrall), auf. Darüber hinausweist der Vordrallerzeuger ein Strömungsventil im inneren Zuführkanal zur Steuerung des Massenstroms des Gases durch den inneren Zuführkanal auf, so dass gleichzeitig der Drall steuerbar ist.
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Aus dem Dokument
DE 10 2011 111 747 A1 ist ein Verdichter für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine eines Kraftwagens bekannt. Der Verdichter umfasst eine Stelleinrichtung, mittels der Anströmbedingungen für das Verdichterrad einstellbar sind: Es sind ein erster und ein zweiter Zuführkanal vorgesehen, welche voneinander fluidisch getrennt sind. Im ersten Zuführkanal ist ein Stellelement zur Veränderung des Strömungsquerschnitts (Drosselelement) und im zweiten Zuführkanal ein Leitelement zur Erzeugung eines Dralls der Strömung angeordnet. Durch diese Ausgestaltung des Verdichters und das Leiten der den zweiten Zuführkanal durchströmenden Luft ist eine starke Beeinflussung des Verhaltens des Verdichters, insbesondere an der Pumpgrenze des Verdichterkennfelds, realisiert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verdichter mit einer Leiteinrichtung zu schaffen, welche ohne eine Steuerung oder ohne eine Regelung des Strömungsquerschnitts mittels eines Stellelements eine Beeinflussung des Verdichterkennfelds sowohl an der Pumpgrenze als auch an der Stopfgrenze ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verdichter einer Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
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Der erfindungsgemäße Verdichter einer Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine umfasst eine Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Verdichterrad, welches um eine Drehachse drehbar aufgenommen ist, ein Zuführrohr, über welches zu verdichtendes Brenngas dem Verdichterrad in axialer Richtung zuführbar ist, und ein Leitelement, welches im Zuführrohr angeordnet ist. Das erfindungsgemäß zum Einsatz gelangende Leitelement weist einen Nabenring auf, welcher das Zuführrohr in einen äußeren Zuführkanal und einen inneren Zuführkanal teilt. Dabei ist im äußeren Zuführkanal wenigstens eine äußere Leitschaufel zur Erzeugung einer Drallströmung angeordnet. Erfindungsgemäß ist im inneren Zuführkanal wenigstens eine innere Leitschaufel zur Beeinflussung der Strömung, insbesondere der Strömungsrichtung und/oder eines Dralls der Strömung, durch den inneren Zuführkanal angeordnet.
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Ein Strömungsventil beziehungsweise ein Drosselelement stellen jeweils keine Leitschaufel im Sinne der Erfindung dar. Anders ausgedrückt, eine Leitschaufel ist von einem Stömungsventil und von einem Drosselelement verschieden. Eine Leitschaufel im Sinne dieser Darstellung ist dagegen ein Strömungskörper, welcher eine Richtungsänderung der Strömung bewirkt, ohne den die Leitschaufel passierenden Massenstrom wesentlich zu verringern.
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Bei niedrigen Massenströmen – im Verdichterkennfeld in der Nähe der Pumpgrenze – werden Rückströmungen aus dem Verdichterrad von der Anströmung in der Umgebung der Achse des Verdichterrads durch den Nabenring getrennt. Die Rückströmungen werden dann nach Durchströmung des äußeren Zuführkanals mit der wenigstens einen äußeren Leitschaufel der Anströmung wieder zugeführt. Bei hohen Massenströmen – im Verdichterkennfeld in der Nähe der Stopfgrenze – erfolgt in der erfindungsgemäßen Konfiguration eine rückströmungsfreie Drallbeaufschlagung des Verdichterrads. Auf diese vorteilhafte Weise kann mittels des erfindungsgemäßen Leitelements eine Kennfelderweiterung ohne zusätzliche Steuerungs- oder Regelungseingriffe hinsichtlich des Strömungsquerschnitts erreicht werden.
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Eine Verschiebung der Pumpgrenze hin zu niedrigeren Massenströmen vergrößert den Betriebsbereich des Verdichters und kann die Low-End-Torque-Charakteristik eines mit einem derartigen Verdichter betriebenen Motors verbessern. Dies führt zu einem verbesserten Ansprechverhalten infolge des höheren bereitgestellten Ladedrucks und ermöglicht vor allem ladungswechseloptimierten Motoren mit erhöhtem Ladedruckbedarf (z. B. mit Miller-Brennverfahren) Performancevorteile. In der Kennfeldmitte erfolgt nahezu keine Beeinflussung der Laufradzuströmung durch das Leitelement, so dass die Durchsatzcharakteristik und das Wirkungsgradniveau des Verdichters im Auslegungsbereich im Vergleich zur Konfiguration des Verdichters ohne Leitelement unverändert verbleibt. Die Erweiterung des Verdichterkennfeldes und Verschiebung der Stopfgrenze in Richtung höherer Massenströme hat eine Absenkung der – zum Ladedruckaufbau nötigen – Verdichterdrehzahl bei gleichzeitiger Wirkungsgradsteigerung im Nennleistungsbereich des Motors zur Folge.
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Das Leitelement ist insbesondere stromauf des Verdichterrads angeordnet. Das Brenngas kann insbesondere Frischluft oder mit Abgas der Brennkraft wenigstens teilweise vermischte Frischluft sein. Insbesondere kann das Brenngas nur nach Versetzen mit Kraftstoff, zum Beispiel durch Einspritzung in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine, brennbar sein. Insbesondere kann der erste Zuführkanal vom zweiten Zuführkanal fluidisch bevorzugt getrennt sein.
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In vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verdichters sind im äußeren Zuführkanal eine erste Mehrzahl von äußeren Leitschaufeln und/oder im inneren Zuführkanal eine zweite Mehrzahl von inneren Leitschaufeln angeordnet. Die zweite Mehrzahl kann identisch zur oder verschieden von der ersten Mehrzahl sein. Besonders bevorzugt ist dabei, dass die einzelnen äußeren Leitschaufeln der ersten Mehrzahl von äußeren Leitschaufeln und/oder die einzelnen inneren Leitschaufeln der zweiten Mehrzahl von inneren Leitschaufeln gleichmäßig winkelverteilt angeordnet sind. Auf diese Weise ist die Wirkung des Leitelements rotationssymmetrisch vergleichmäßigt.
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In einer Gruppe von besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verdichters ist das Leitelement derart vom Verdichterrad beabstandet angeordnet, dass die vom Nabenring bewirkte Flutentrennung der Strömung vor Eintritt der Strömung in das Verdichterrad aufgehoben ist. Die Strömung wird mittels des erfindungsgemäßen Leitelements nicht nur in Teilbereichen des Verdichterlaufrads beeinflusst, sondern das Leitelement wirkt auf die gesamte Geometrie der Anströmung des Verdichterlaufrads.
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Das Leitelement des erfindungsgemäßen Verdichters kann einen Nabenkörper aufweisen, welcher in axialer Richtung des Verdichterrads orientiert ist und mit der Drehachse des Verdichterrads im Wesentlichen fluchtet. Dabei kann die wenigstens eine innere Leitschaufel den Nabenring mit dem Nabenkörper verbinden.
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Besonders vorteilhaft für das Ziel, eine Beeinflussung des Verdichterkennfelds sowohl an der Pumpgrenze als auch an der Stopfgrenze zu erreichen, ist, wenn die wenigstens eine äußere Leitschaufel des erfindungsgemäßen Verdichters eine Schaufelform derart aufweist, dass bei Durchströmung des äußeren Zuführkanals in Richtung Verdichterrad eine Drallströmung mit Gegendrall im Vergleich zur Drehrichtung des Verdichterrads erzeugbar ist.
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Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können sowohl bei Verdichtern einer Ladeeinrichtung zum Einsatz gelangen, die Teil einer elektrischen oder mechanisch angetriebenen Ladeeinrichtung sind, als auch bei Verdichtern, die Teil eines Abgasturboladers sind. Mit anderen Worten, der erfindungsgemäße Verdichter kann Teil einer elektrischen oder mechanisch angetriebenen Ladeeinrichtung oder Teil eines Abgasturboladers sind.
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In einer ersten Gruppe von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verdichters einer Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist die wenigstens eine innere Leitschaufel gehäusefest und wirkt zur Strömungsgleichrichtung bei Durchströmung des inneren Zuführkanals in Richtung Verdichterrad.
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In einer zweiten Gruppe von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verdichters einer Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist die wenigstens eine innere Leitschaufel schwenkbar und in geschwenkter Stellung fixierbar. Insbesondere kann die wenigstens eine innere Leitschaufel kontinuierlich variabel schwenkbar sein.
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Im Zusammenhang des erfinderischen Gedankens steht auch ein Verfahren zum Betreiben eines Verdichters mit einzelnen oder Kombinationen von Merkmalen, wie in dieser Darstellung beschrieben. Anders gesagt, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Verdichters einer Ladeeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einzelnen oder Kombinationen von Merkmalen, wie in dieser Darstellung beschrieben, umfasst die folgenden Schritte: Der Verdichter wird mit einem Massenstrom von Brenngas angeströmt. Bei niedrigen Massenströmen wird die wenigstens eine innere Leitschaufel bei Durchströmung des inneren Zuführkanals in Richtung Verdichterrad auf eine Position zur Erzeugung eines Gleichdralls gestellt und/oder bei hohen Massenströmen wird die wenigstens eine innere Leitschaufel bei Durchströmung des inneren Zuführkanals in Richtung Verdichterrad auf eine Position zur Erzeugung eines Gegendralls gestellt.
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Der erfindungsgemäße Verdichter kann in einer Brennkraftmaschine, welche insbesondere selbstzündend oder fremdzündend ist, zum Einsatz gelangen. Die Brennkraftmaschine kann für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein schienenloses Landkraftfahrzeug, zum Beispiel ein Personenkraftwagen oder ein Nutzkraftwagen, ausgelegt sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Es zeigt im Einzelnen:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitelements in einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung, wobei im Teilbild A ein Längsschnitt durch das Zuführrohr und im Teilbild B ein Schnitt in der Ebene B:B gezeigt ist,
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2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitelements in einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung, wobei im Teilbild A ein Längsschnitt durch das Zuführrohr und im Teilbild B ein Schnitt in der Ebene C:C gezeigt ist, und
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3 eine Skizze zur Verdeutlichung des Wirkprinzips des erfindungsgemäßen Leitelements bei niedrigen Massenströmen (in der Nähe der Pumpgrenze),
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4 eine Skizze zur Verdeutlichung des Wirkprinzips des erfindungsgemäßen Leitelements bei hohen Massenströmen (in der Nähe der Stopfgrenze),
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5 eine dreidimensionale Ansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung, und
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6 im Teilbild A einen ersten Schnitt quer zur Erstreckung des Zuführrohrs und im Teilbild B einen zweiten Schnitt in der Ebene A:A.
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Die 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitelements 20 in einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 10, wobei im Teilbild A ein Längsschnitt durch das Zuführrohr 18 und im Teilbild B ein Schnitt entlang der Ebene B:B gezeigt ist. Erfindungsgemäß ist vor einem Verdichterrad 14, das um eine Drehachse 16 rotierbar gelagert ist, im Zuführrohr 18 ein Leitelement 20 angeordnet (siehe Teilbild A). Das Leitelement 20 weist einen Nabenring 22 auf, welcher das Volumen im Zuführrohr 18 in einen äußeren Zuführkanal 24 und einen inneren Zuführkanal 26 unterteilt. Das Leitelement weist mindestens einen Kranz von äußeren Leitschaufeln 28 und einen Kranz von inneren Leitschaufeln 30 zur Beeinflussung der Strömungscharakteristik vor dem Verdichterrad 14 auf. Dabei besitzen die äußeren Leitschaufeln 28 sowie die inneren Leitschaufeln 30 jeweils untereinander vorzugsweise ein gleichartiges Design. Der Schaufelabstand ist in dieser Ausführungsform über den Umfang im Wesentlichen konstant. Alternativ dazu können die Abstände der Schaufeln aber auch zur Beeinflussung der Akustik asymmetrisch über den Umfang ausgeführt sein.
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Der Nabenring 22 hat unter anderem die Funktion eines Flutentrenners. Bei einem Betrieb des Verdichters mit kleineren Massenströmen als im optimalen Betriebsbereich bei bestimmten Druck können Rückströmungen aus dem Verdichterrad 14 von der Kernzuströmung in der Nähe der Drehachse 16 getrennt, über den äußeren Zuführkanal 24 des Leitelements 10 zurückgeführt und anschließend der Anströmung 34 wieder beigemischt werden. Dies bewirkt gleichzeitig eine Anhebung des Massenstroms im inneren Bereich vor dem Verdichterrad 14 und damit eine Stabilisierung des Betriebspunktes des Verdichters. Im Falle eines rückströmungsfreien Verdichterbetriebs (Betriebspunkte mit größeren Massenströmen als im optimalen Betriebsbereich bei bestimmten Druck) induzieren die äußeren Leitschaufeln 28 des Leitelements 20 der Verdichterzuströmung einen Gegendrall. Zur Unterstützung der Führung der Anströmung 34 im Kernbereich, in der Nähe der Drehachse 16, ist zusätzlich im inneren Zuführkanal 26 innerhalb des Nabenrings 22 ein Kranz von inneren Leitschaufeln 30 implementiert. Dieser ist in der hier gezeigten Ausführungsform fest und fungiert als Strömungsgleichrichter. Diese Ausführungsform funktioniert im gesamten Kennfeldbereich des Verdichters regelungsfrei. Alternativ dazu kann der Kranz innerer Leitschaufeln 30 variabel verstellbar ausgeführt werden, so dass er zumindest in bestimmten Anstellungen als zusätzlicher Drallerzeuger wirken kann. Vor Eintritt der Strömung in das Verdichterrad 14 wird die Flutentrennung aufgehoben.
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Im Teilbild B ist ein Schnitt des Leitelements 20 in der Ebene B:B gezeigt. In dieser Ausführungsform weist das Leitelement 20 im Zuführrohr 18 gleichmäßig winkelbeabstandete Leitschaufeln, sowohl äußere Leitschaufeln 28 im äußeren Zuführkanal 24 als auch innere Leitschaufeln 30 im inneren Zuführkanal 26, auf, hier beispielhaft jeweils acht Leitschaufeln. Jeweils eine der äußeren Leitschaufeln 28 und eine der inneren Leitschaufeln 30 haben dieselbe azimutale Position.
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In der 2 ist schematisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitelements in einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung dargestellt, wobei im Teilbild A ein Längsschnitt durch das Zuführrohr und im Teilbild B ein Schnitt in der Ebene C:C gezeigt ist. Bauteile, welche bereits in Bezug auf die 1 erläutert worden sind, weisen in der 2 dieselben Bezugszeichen auf. In dieser zweiten Ausführungsform ist zusätzlich ein feststehender Nabenkörper 32 vorgesehen. Der Nabenkörper erstreckt sich im Wesentlichen zentriert entlang der Drehachse 16 und ist bevorzugt im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Er bewirkt eine verbesserte Strömungsführung mit geringeren Strömungsverlusten. Wie auf dem Teilbild B zu sehen ist, ist der Nabenkörper 32 in dieser Ausführungsform vom Kranz der inneren Leitschaufeln 30 getragen. Alternativ dazu kann der Nabenkörper 32 auch von separaten Streben geführt sein.
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Im Folgenden wird die Wirkungsweise des im erfindungsgemäßen Verdichter zum Einsatz gelangenden Leitelements, genauer dessen äußeren Zuführkanals 24, erläutert. Grundgedanke der Vorleitung der Anströmung des Verdichterrades über ein erfindungsgemäßes Leitelement ist die bedarfsgerechte Adaption der Strömungscharakteristik auf das Verdichterrad, vornehmlich über Drallinduzierung in der Anströmung. Die äußeren Leitschaufeln des Leitelements sind derart konzipiert, dass in allen relevanten Bereichen des Verdichterkennfeldes Vorteile erzielt werden können, ohne Regeleingriffe vornehmen zu müssen. Zu diesem Zweck sind die Leitschaufeln derart ausgelegt, dass sowohl in Zu- als auch Rückströmungsrichtung eine verlustarme Strömungsführung, bei gleichzeitiger Möglichkeit der Drallerzeugung, erfolgt. In jedem Fall erzeugt die Schaufelform bei Durchströmung des äußeren Leitschaufelkranzes in Richtung Verdichter einen Gegendrall.
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Die 3 ist eine Skizze zur Verdeutlichung des Wirkprinzips des erfindungsgemäßen Leitelements 20 bei niedrigen Massenströmen (in der Nähe der Pumpgrenze). In diesem Betriebsbereich kommt es in der Nähe der Gehäusewand (Shroud) zu einsetzender Rückströmung aus dem Verdichterrad 14. Diese besitzt stets den gleichen Drehsinn wie das Verdichterrad 14 und wird unter Fliehkrafteinfluss in den Kranz der äußeren Leitschaufeln 28 geführt (Gleichdrall-Rückströmung 38). Über die äußeren Leitschaufeln 28 besteht nun die Möglichkeit zur gezielten Beeinflussung der Rückströmungscharakteristik, um eine möglichst günstige Vermischung im Mischgebiet 36 zur Kernzuströmung 40 zu erzielen. In diesem Zusammenhang wird eine Gleichrichtung der Rückströmung im äußeren Leitschaufelkranz als besonders vorteilhaft erachtet und erfindungsgemäß realisiert. Durch Beimischung der Rückströmung zur im Wesentlichen drallfreien Kernzuströmung 40 steht dem Verdichterrad 14 im inneren Bereich ein höherer Massenstrom zur Verfügung. Dies hat eine Verringerung der Laufradfehlanströmung zur Folge und trägt zur Betriebspunktstabilisierung am Rand des Kennfelds in der Nähe der Pumpgrenze und letztendlich zur Verschiebung der Pumpgrenze hin zu geringeren Massenströmen bei.
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Die 4 dient der Verdeutlichung des Wirkprinzips des erfindungsgemäßen Leitelements 20 bei hohen Massenströmen (in der Nähe der Stopfgrenze). In diesem Betriebsbereichs treten keine Rückströmungen auf, so dass auch der Kranz von äußeren Leitschaufeln 28 ausnahmslos stromabwärts in Richtung Verdichterrad 14 durchströmt wird. Der Vorleitschaufelkranz prägt der nabenäußeren Strömung einen Gegendrall auf, welcher bis zum Eintritt in das Verdichterrad 14 zumindest teilweise erhalten bleibt (Gegendrall-Zuströmung 42). Dies hat vor allem im gehäusenahen Bereich eine Verringerung der Laufradfehlanströmung zur Folge und wirkt sich positiv auf die Durchsatzcharakteristik sowie das Wirkungsgradniveau des Verdichters am Rand des Kennfelds in der Nähe der Stopfgrenze (Stopfgrenzverschiebung hin zu höheren Massenströmen). Die Kernzuströmung 40 erfolgt weiterhin drallfrei bei festen inneren Leitschaufeln 30. Alternativ dazu kann auch der Kernzuströmung 40 wenigstens teilweise ein Gleichdrall oder (bevorzugt) ein Gegendrall aufgeprägt werden, wenn die Lage der inneren Leitschaufeln 30 änderbar, insbesondere verschwenkbar, ist, so dass die inneren Leitschaufeln 30 in eine Position gebracht werden können, dass in der Kernzuströmung ein Drall, insbesondere ein Gegendrall, induziert wird.
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In der 5 ist eine dreidimensionale Ansicht der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 10 für eine konstruktive Umsetzung gezeigt. Von der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung 10 ist das in einem Gehäuse 12 aufgenommene Verdichterrad 14 gezeigt. Dieses kann insbesondere von einer hier nicht zeichnerisch dargestellten Abgasturbine angetrieben sein. Im Zuführrohr 18 ist stromaufwärts des Verdichterrads 14 das Leitelement 20 angeordnet. Die Frischluft gelangt durch einen Verdichtereintritt 44 in das Zuführrohr 18 und wird vom Verdichterrad 14 zum Verdichteraustritt 46 transportiert.
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Details des Leitelements 20 der in der 5 gezeigten zweiten Ausführungsform sind in der 6 dargestellt: Das Teilbild A zeigt einen ersten Schnitt quer zur Erstreckung in Strömungsrichtung des Zuführrohrs 18. Das Leitelement 20 umfasst einen Nabenkörper 32 mit tropfenförmig ausgebildeter Spitze gegen die Strömungsrichtung und einen Nabenring 22. Im äußeren Zuführkanal 24 ist eine erste Mehrzahl von äußeren Leitschaufeln 28, welche im Wesentlichen gleichmäßig winkelbeabstandet angeordnet sind, und im inneren Zuführkanal 26 eine zweite Mehrzahl von inneren Leitschaufeln 30, welche ebenfalls im Wesentlichen gleichmäßig winkelbeabstandet angeordnet sind, zu sehen. In dieser Ausführungsform sind die erste Mehrzahl und die zweite Mehrzahl identisch, insbesondere sind beispielhaft jeweils acht Leitschaufeln zu sehen. Die äußeren Leitschaufeln 28 sind fest positioniert und erzeugen mittels ihrer Anstellung zur Strömung durch das Zuführrohr 18 in Strömungsrichtung zum Verdichterrad 14 einen Gegendrall.
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Im Teilbild B der 6 ist ein zweiter Schnitt in der Ebene A:A gezeigt: Die inneren Leitschaufeln 30 sind verstellbar, insbesondere kontinuierlich verstellbar, ausgeführt. Wenigstens eine, bevorzugt alle inneren Leitschaufeln 30 sind jeweils um eine Schwenkachse 48 schwenkbar. Auf diese Weise kann die Anstellung der Leitschaufeln in der Strömung variiert werden. Bei einem Verdichterbetrieb in der Nähe der Pumpgrenze (niedrigere Massenströme) werden die inneren Leitschaufeln 30 in Strömungsrichtung zum Verdichterrad 14 auf eine Winkelposition zur Erzeugung eines Gleichdralls am Verdichterrad 14 gestellt. Bei einem Verdichterbetreib in der Nähe der Stopfgrenze (höhere Massenströme) hingegen werden, die inneren Leitschaufeln 30 in Strömungsrichtung zum Verdichterrad 14 auf eine Winkelposition zur Erzeugung eines Gegendralls gestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ladeeinrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- Verdichterrad
- 16
- Drehachse
- 18
- Zuführrohr
- 20
- Leitelement
- 22
- Nabenring
- 24
- äußerer Zuführkanal
- 26
- innerer Zuführkanal
- 28
- äußere Leitschaufel
- 30
- innere Leitschaufel
- 32
- Nabenkörper
- 34
- Anströmung
- 36
- Mischgebiet
- 38
- Gleichdrall-Rückströmung
- 40
- Kernzuströmung
- 42
- Gegendrall-Zuströmung
- 44
- Verdichtereintritt
- 46
- Verdichteraustritt
- 48
- Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/100798 A1 [0004]
- DE 102011111747 A1 [0005]
