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Die Erfindung betrifft einen Verdichter sowie einen Abgasturbolader mit einem solchen Verdichter. Die Erfindung betrifft weiterhin eine einen solchen Verdichter umfassende Brennkraftmaschine, insbesondere eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
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In einem Verdichter einer Brennkraftmaschine wird das über einen Frischgasstrang einem Verbrennungsmotor der Brennkraftmaschine zugeführte Frischgas verdichtet. Dabei ist die Druckanhebung von der Drehzahl des Verdichterlaufrads sowie von dem Massenstrom des über das Verdichterlaufrad geführten Frischgases abhängig. In Richtung der Pumpgrenze des Verdichterkennfelds erfolgt die Anströmung der Eintrittskanten der Laufradschaufeln infolge der gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit abnehmenden Anströmgeschwindigkeit zunehmend druckseitig, d.h. die Inzidenz der Anströmung nimmt stetig zu. Ab einem betriebspunktabhängigen Grenzwert der Inzidenz, der sogenannten Pumpgrenze, löst die Strömung an den Eintrittskanten ab und die Strömung im Verdichter wird instabil.
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Im Bereich der Pumpgrenze bildet sich an der einlassseitigen Gehäusekontur des Verdichters ein Rückströmgebiet impulsarmen Fluids aus. Diese sogenannte Rückströmblase führt durch Drall- und Mischungsverluste zu einem Abfall des Verdichterwirkungsgrads. Im Bereich der Nabenkontur des Laufrads verläuft aber auch nahe der Pumpgrenze eine impulsreiche und verlustärmere Kernströmung durch den Verdichter, die den Massendurchsatz und den Druckaufbau bestimmt.
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Ein Trimsteller, wie er beispielsweise aus der
DE 10 2010 026 176 A1 bekannt ist, dient der Verschiebung der Pumpgrenze eines Verdichterkennfelds in Richtung niedrigerer Massenströme bei hohen Druckverhältnissen. Gleichzeitig kann ein Trimsteller im Bereich der Pumpgrenze einen Anstieg des Verdichterwirkungsgrads bewirken. Hierzu umfasst ein Trimsteller eine Vorrichtung, durch die der Anströmquerschnitt, in dem das Laufrad des Verdichters angeströmt wird, veränderbar ist. Durch die so erreichte Düsenwirkung des Trimstellers kann mit zunehmendem Regeleingriff (Verkleinerung des Anströmquerschnitts) die Gasströmung stärker auf den nabennahen Eintrittsquerschnitt des Verdichterlaufrads fokussiert werden. Dadurch strömt weniger Gas in den impulsarmen und verlustbehafteten Bereich der Rückströmblase und die Kernströmung im nabennahen Bereich wird beschleunigt und dadurch zusätzlich stabilisiert. Die Beschleunigung der Gasströmung im nabennahen Bereich des Verdichterlaufrads hat zusätzlich eine saugseitige Verschiebung der Anströmung des Verdichterlaufrads zur Folge, was zu einer weiteren Stabilisierung der Gasströmung beitragen kann. Die Stabilisierung der Kernströmung führt zu der gewünschten Verschiebung der Pumpgrenze des Verdichterkennfelds zu geringeren Massenströmen. Bei nicht gewünschtem Regeleingriff (Trimsteller vollständig geöffnet) wird möglichst der gesamte Querschnitt des Frischgasstrangs vor dem Verdichterlaufrad freigegeben, so dass in der Anströmung des Verdichterlaufrads möglichst keine zusätzlichen Reibungs- oder Drosselverluste entstehen. Der Verdichterwirkungsgrad und die Breite des Verdichterkennfelds werden deshalb in Richtung der Stopfgrenze nicht wesentlich negativ durch einen Trimsteller beeinflusst.
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Der aus der
DE 10 2010 026 176 A1 bekannte Trimsteller umfasst einen Konus, der in einer Ausführungsform aus einer Mehrzahl von Lamellen besteht. Die Lamellen sind in zwei Schichten angeordnet, wobei die Lamellen jeder Schicht zueinander beabstandet und die zwei Schichten zueinander rotatorisch versetzt sind, so dass die Lamellen einer Schicht die Abstände zwischen den Lamellen der jeweiligen anderen Schicht überdecken. Mittels eines in längsaxialer Richtung verschiebbaren, die Lamellen außenseitig umgebenden Rings können die den Austrittsquerschnitt des Konus ausbildenden Enden der Lamellen radial verschoben werden. Dadurch verändert sich die Größe des Austrittsquerschnitts und damit des Anströmquerschnitts, in dem das Verdichterlaufrad angeströmt wird.
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Auch aus der
DE 10 2015 209 704 A1 ist ein Verdichter mit einem Trimsteller bekannt. Bei diesem Verdichter ist innerhalb eines Einlasskanals eine rohrförmige Strömungsführungsvorrichtung angeordnet, deren Längsachse koaxial zu der Rotationsachse des Verdichterlaufrads ausgerichtet ist und durch das der Einlasskanal in einen zentralen Strömungsbereich sowie einen peripheren Strömungsbereich unterteilt ist. Die rohrförmige Strömungsführungsvorrichtung geht an ihrem einlassseitigen Ende in ein ringscheibenförmiges, radial verlaufendes Stützelement über, das unter anderem dazu dient, die Strömungsführungsvorrichtung innerhalb des Einlasskanals positioniert zu halten. In dem Stützelement sind in gleichmäßiger Teilung eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen vorgesehen, durch die das Frischgas in den peripheren Strömungsbereich des Einlasskanals strömen kann. Die Durchtrittsöffnungen in dem Stützelement sind mittels einer ringscheibenförmigen Verschlussblende, die korrespondierende Durchtrittsöffnungen aufweist, verschließbar, indem die Verschlussblende relativ zu dem Stützelement verdreht wird, wodurch die Durchtrittsöffnungen in dem Stützelement sowie in der Verschlussblende entweder vollständig, teilweise oder nicht in Überdeckung gebracht werden. Die Einheit aus rohrförmigem Strömungsführungsvorrichtung, Stützelement und Verschlussblende weist die Funktion eines Trimstellers auf, da mittels dieser in Abhängigkeit von der Verschlussstellung der Verschlussblende das zu dem Verdichterlaufrad strömende Gas vollständig über den zentralen Strömungsbereich und damit auf einen nabennahen Abschnitt des Eintrittsquerschnitts des Verdichterlaufrads oder in einem in Abhängigkeit von der Stellung der Verschlussblende mehr oder weniger großen Verhältnis zusätzlich auch über den peripheren Strömungsbereich auf einen randseitigen Abschnitt des Eintrittsquerschnitts des Verdichterlaufrads geleitet werden kann. Bei dem Verdichter gemäß der
DE 10 2015 209 704 A1 mündet zusätzlich in den peripheren Strömungsbereich und damit stromab des mittels der Verschlussblende mehr oder weniger verschließbaren Stützelements eine Abgasrückführleitung. Vorteilhaft daran ist, dass auf diese Weise sowohl der Trimsteller (und konkret das laufradseitige Ende der Strömungsführungsvorrichtung) als auch die Mündung der Abgasrückführleitung in möglichst geringer Distanz zu der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads positioniert werden können. Hinzu kommt, dass der Trimsteller zusätzlich die Funktion eines Regelventils für die Niederdruckabgasrückführung übernehmen kann, da durch die Stellung der Verschlussblende die Erzeugung eines Unterdrucks in dem peripheren Strömungsbereich beeinflusst werden kann.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung eines Verdichters mit einem Trimsteller ist in der WO 2015/ 091 268 A1 offenbart.
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Bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge wird häufig eine Niederdruckabgasrückführung (ND-AGR) eingesetzt, um gesetzlich vorgeschriebene Emissionsgrenzwerte zu erreichen. Das stromab einer Turbine eines Abgasturboladers entnommene Abgas wird dabei über eine Rückführleitung vor dem Verdichter des Abgasturboladers eingeleitet und von diesem mit dem Frischgas angesaugt. Dabei sollte die Einleitung des rückgeführten Abgases möglichst nahe vor dem Verdichter erfolgen, um eine nicht gewünschte Kondensatbildung im Frischgas zu vermeiden oder gering zu halten. Für die Regelung der ND-AGR-Rate wird in die ND-AGR-Einleitung häufig ein Regelventil integriert.
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Bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge wird weiterhin eine geschlossene Motorgehäuseentlüftung eingesetzt, um gesetzlich vorgeschriebene Emissionsgrenzwerte zu erreichen. Dabei wird Abgas, das bei der Verbrennung eines Kraftstoff-Frischgas-Gemischs in Brennräumen des Verbrennungsmotors erzeugt wurde und das insbesondere über Ringspalte, die bei Hubkolbenmotoren zwischen den Außenseiten der Kolben und den Innenseiten der die Kolben führenden Zylinder ausgebildet sind, in ein Zylinderkurbelgehäuse des Verbrennungsmotors gelangt ist (sogenanntes Blow-by-Gas), abgesaugt und in den Frischgasstrang der Brennkraftmaschine geführt. Um hierfür das erforderliche Druckgefälle zu gewährleisten, kann die Rückführung von Blow-by-Gas bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen in einen Abschnitt des Frischgasstrangs stromauf (bezüglich der Strömungsrichtung des Frischgases in Richtung des Verbrennungsmotors) des Verdichters erfolgen. Dabei kann eine Anordnung einer Mündungsöffnung einer für die Rückführung von Blow-by-Gas vorgesehenen Entlüftungsleitung in relativ geringer Distanz stromauf eines Laufrads des Verdichters vorgesehen sein, um die dort durch den Verdichter im Betrieb, d.h. bei rotierendem Verdichterlaufrad, erzeugte Druckabsenkung auszunutzen. Dabei ist in der Regel eine Anordnung der Mündungsöffnung in einer den Frischgasstrang und insbesondere einen Einlasskanal des Verdichters begrenzenden Wandung vorgesehen. Damit befindet sich die Mündungsöffnung der Entlüftungsleitung jedoch in einem Bereich des Strömungskanals, in dem sich eine mögliche Rückströmung von bereits verdichtetem Frischgas von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite des Verdichters, d.h. eine Rückströmblase, negativ, weil lokal den Druck erhöhend auswirkt. Um zu vermeiden, dass in einem Betriebszustand einer solchen Brennkraftmaschine, bei der ein relevantes Rückströmen bereits verdichteten Frischgases erfolgt, Frischgas über die Entlüftungsleitung bis in das Motorgehäuse überströmt und dort zu einer ungewollten Druckerhöhung führt, kann in die Entlüftungsleitung ein Rückschlagventil integriert sein, das bei einem Überdruck auf der Seite des Frischgasstrangs selbsttätig schließt. In einem solchen Betriebszustand der Brennkraftmaschine ist eine Entlüftung des Motorgehäuses nicht möglich.
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Die
DE 11 2011 105 749 T5 offenbart einen Verdichter, in dessen Einlasskanal ein Distanzstück integriert ist, das einen Abschnitt des Einlasskanals in einen ersten Durchlass und einen zweiten Durchlass unterteilt. Eine Motorgehäuseentlüftungsleitung mündet in den zweiten Durchlass. Das Distanzstück ist außenseitig derart ausgestaltet, dass Frischgas, das durch den zweiten Durchlass strömt, einen Venturi-Effekt bewirkt und dadurch Entlüftungsgas aus der Motorgehäuseentlüftungsleitung ansaugt.
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Die
DE 10 2009 048 713 A1 offenbart einen Verdichter, in dessen Gehäuse ein Zuführungskanal einer Motorgehäuseentlüftungseinrichtung integriert ist. Dabei ist dieser Zuführungskanal im Bereich der Außenkontur des Verdichterrades angeordnet und in radialer Richtung ausgerichtet.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug aufzuzeigen, bei der in vorteilhafter Weise ein Verdichter mit einem Trimsteller, eine Niederdruckabgasrückführung sowie eine Motorgehäuseentlüftung kombiniert sind.
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Diese Aufgabe wird mittels eines Verdichters gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein Abgasturbolader mit einem solchen Verdichter sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Verdichter sind Gegenstände der Patentansprüche 7 und 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verdichters und damit des erfindungsgemäßen Abgasturboladers und/oder der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist ein Verdichter, insbesondere ein Radialverdichter, vorgesehen, der ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse, das einen Strömungsraum, innerhalb dessen ein Verdichterlaufrad drehbar gelagert ist, und einen Einlasskanal, der einen Einlass des Verdichters mit dem Strömungsraum verbindet, ausbildet, wobei in dem Einlasskanal eine Strömungsführungsvorrichtung angeordnet ist, durch die zumindest ein Abschnitt des Einlasskanals in einen zentralen Strömungsbereich und einen (den zentralen Strömungsbereich umgebenden) peripheren Strömungsbereich unterteilt ist, die beide in dem Bereich der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads in den Strömungsraum übergehen. Weiterhin ist vorgesehen, dass in den peripheren Strömungsbereich eine Abgasrückführung, insbesondere eine Niederdruckabgasrückführung, mündet und der periphere Strömungsbereich in einem stromauf des Einlasses der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt mittels einer Verschlussvorrichtung verschließbar ausgebildet ist.
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„Verschließbar“ ist dabei so zu verstehen, dass für die Verschlussvorrichtung zumindest eine Verschlussstellung vorgesehen ist, in der der periphere Strömungsbereich in dem stromauf der Mündung der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt durch die Verschlussvorrichtung (relativ, d.h. im Vergleich zu einer Öffnungsstellung, weitgehend und insbesondere möglichst vollständig) verschlossen ist, und eine Öffnungsstellung vorgesehen ist, in der der periphere Strömungsbereich in dem stromauf der Mündung der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt durch das Verschlusselement (relativ, d.h. im Vergleich zu der Verschlussstellung, weitgehend und vorzugsweise so weit wie möglich) freigegeben ist.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass für die Verschlussvorrichtung mehr als zwei Stellungen vorgesehen sind. Beispielsweise können eine Verschlussstellung, in der die Verschlussvorrichtung den peripheren Strömungsbereich möglichst vollständig verschließt, eine Öffnungsstellung, in der die Verschlussvorrichtung den peripheren Strömungsbereich möglichst weitgehend freigibt, und eine oder mehrere Zwischenstellungen vorgesehen sein, in der die Verschlussvorrichtung den peripheren Strömungsbereich in mehr oder weniger großem Ausmaß (teilweise) verschließt, vorgesehen sein.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verdichter ist weiterhin vorgesehen, dass die Strömungsführungsvorrichtung in einem längsaxial mittig gelegenen Abschnitt mindestens eine Überströmöffnung aufweist.
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Ein erfindungsgemäßer Verdichter ist zudem dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein dem Verdichterlaufrad benachbart gelegener Endabschnitt der Strömungsführungsvorrichtung längsaxial verschiebbar ausgebildet ist, wobei der periphere Strömungsbereich in dem Bereich der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads in einer Verschlussstellung der Strömungsführungsvorrichtung durch diesen Endabschnitt (relativ, d.h. im Vergleich zu einer Öffnungsstellung, weitgehend und insbesondere möglichst vollständig) verschlossen ist und in einer Öffnungsstellung (relativ, d.h. im Vergleich zu der Verschlussstellung, weitgehend) freigegeben ist.
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Grundsätzlich besteht dabei die Möglichkeit, dass für die Strömungsführungsvorrichtung mehr als zwei (Verschiebe-)Stellungen vorgesehen sind. Beispielsweise können eine Verschlussstellung, in der die Strömungsführungsvorrichtung den peripheren Strömungsbereich in dem Bereich der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads möglichst vollständig verschließt, eine Öffnungsstellung, in der die Strömungsführungsvorrichtung den peripheren Strömungsbereich in diesem Bereich so weit wie möglich freigibt, und eine oder mehrere Zwischenstellungen vorgesehen sein, in der die Strömungsführungsvorrichtung den peripheren Strömungsbereich in dem Bereich der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads in mehr oder weniger großem Ausmaß (teilweise) verschließt, vorgesehen sein.
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Als „Eintrittsebene“ des Verdichterlaufrads wird erfindungsgemäß die dem Verdichtereinlass nächstgelegene, senkrecht zu der Rotationsachse des Verdichterlaufrads ausgerichtete Ebene verstanden, die von Laufradschaufeln des Verdichterlaufrads definiert wird, indem zumindest ein punktförmiger Abschnitt eines, mehrerer oder aller Eintrittskanten dieser Laufradschaufeln innerhalb dieser Ebene angeordnet ist.
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In den peripheren Strömungsbereich eines erfindungsgemäßen Verdichters mündet weiterhin eine Motorgehäuseentlüftungsleitung.
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Ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader umfasst neben einem erfindungsgemäßen Verdichter zumindest noch eine Turbine, die ein in einem Turbinengehäuse drehbar gelagertes Turbinenlaufrad aufweist, wobei das Turbinenlaufrad drehantreibend, insbesondere über eine Welle, mit dem Verdichterlaufrad verbunden ist.
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Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst zumindest einen Verbrennungsmotor (vorzugsweise einen Dieselmotor oder einen Ottomotor oder eine Kombination daraus, d.h. z.B. einen Verbrennungsmotor mit homogener Kompressionszündung), einen Frischgasstrang, über den Frischgas einem oder mehreren Brennräumen des Verbrennungsmotors zuführbar ist, einen Abgasstrang, über den Abgas, das durch eine Verbrennung eines Gemischs aus den Brennräumen zugeführtem Kraftstoff und Frischgas entstanden ist, abführbar ist, sowie einen in den Frischgasstrang integrierten, erfindungsgemäßen Verdichter oder einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader, wobei der Verdichter in den Frischgasstrang und die Turbine, sofern vorhanden, in den Abgasstrang integriert ist/sind. Weiterhin ist eine Abgasrückführleitung vorgesehen, die einen Abschnitt des Frischgasstrangs, der vorzugsweise stromab einer Turbine (sofern vorhanden) aus dem Abgasstrang abgeht, fluidleitend mit einem Abschnitt des Frischgasstrangs, der stromauf des Verdichterlaufrads angeordnet ist, verbindet. Weiterhin umfasst eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine die Motorgehäuseentlüftungsleitung, die ein Innenvolumen des Verbrennungsmotors, insbesondere einen Kurbelwellenraum des Verbrennungsmotors, fluidleitend mit dem Frischgasstrang verbindet und die erfindungsgemäß in den peripheren Strömungsbereich des Verdichters mündet.
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Durch die Verschiebbarkeit der Strömungsführungsvorrichtung oder zumindest des dem Verdichterlaufrad benachbarten Endabschnitts davon kann, in der Öffnungsstellung der Strömungsführungsvorrichtung, erreicht werden, dass sowohl über den zentralen Strömungsbereich als auch über den peripheren Strömungsbereich ein möglichst großer Massenstrom an Frischgas und gegebenenfalls rückgeführtem Abgas durch den Einlasskanal zu dem Verdichterlaufrad geführt werden und in das Verdichterlaufrad über im Wesentlichen dessen gesamte Eintrittsfläche eintreten kann. Dies kann insbesondere bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit relativ hohen Drehzahlen vorteilhaft sein, um eine durch die Strömungsführungsvorrichtung bedingte Verschiebung der Stopfgrenze des Verdichterkennfelds hin zu relativ kleinen Massenströmen und/oder eine relevante Verschlechterung des Verdichterwirkungsgrads zu vermeiden. Andererseits kann in der Verschlussstellung der Strömungsführungsvorrichtung oder zumindest von dessen Endabschnitt eine Ausbildung einer Rückströmblase in dem Einlasskanal und insbesondere in dem peripheren Strömungsbereich verhindert oder zumindest gering gehalten werden. Weiterhin kann, da das dem Verdichterlaufrad zugewandte Ende der Strömungsführungsvorrichtung vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass dieses eine relativ große randseitige Überdeckung des Eintrittsquerschnitts des Strömungsraums und damit der Eintrittsfläche des Verdichterlaufrads bewirkt, insbesondere bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors mit relativ niedrigen Drehzahlen, eine Fokussierung der Frischgasströmung auf einen zentralen Abschnitt des Verdichterlaufrads mit den bereits beschriebenen Vorteilen realisiert werden.
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Dementsprechend kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass
- - bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand, der durch im Vergleich zu einem zweiten Betriebszustand relativ niedrige Drehzahlen des Verbrennungsmotors (z.B. ≤ 2000 1/Min) gekennzeichnet ist, die Verschlussstellung für die Strömungsführungsvorrichtung eingestellt ist und
- - bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine in einem zweiten Betriebszustand, der durch relativ hohe Drehzahlen des Verbrennungsmotors gekennzeichnet ist, die Öffnungsstellung der Strömungsführungsvorrichtung eingestellt ist.
Die Erfindung betrifft dabei auch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Zur Durchführung eines solchen Verfahrens kann eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine eine Steuerungsvorrichtung, die einen zur Verschiebung zumindest des Endabschnitts der Strömungsführungsvorrichtung vorgesehenen Aktor entsprechend ansteuert, aufweisen.
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Durch die Verschließbarkeit des peripheren Strömungsbereichs in dem stromauf der Mündung der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt mittels der Verschlussvorrichtung kann im Zusammenwirken mit der mindestens einen Überströmöffnung, die die Strömungsführungsvorrichtung in einem längsaxial mittig gelegenen Abschnitt ausbildet, in vorteilhafter Weise eine Erzeugung eines relativ hohen Unterdrucks innerhalb des peripheren Strömungsbereichs und damit auch im Bereich der Mündungen der Abgasrückführleitung sowie der Motorgehäuseentlüftungsleitung realisiert werden, wodurch einerseits ein Überführen von Abgas aus dem Abgasstrang in den Frischgasstrang über die Abgasrückführleitung und andererseits ein Überführen von Blow-by-Gas über die Motorgehäuseentlüftungsleitung positiv beeinflusst werden kann. Dies kann jeweils insbesondere bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine in dem ersten Betriebszustand, d.h. mit relativ niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors, vorteilhaft sein, weil dann einerseits der Druck in dem Abgasstrang in der Regel nicht so hoch ist, dass ohne ergänzende Maßnahmen ein ausreichendes Druckgefälle über der Abgasrückführung realisiert ist, und andererseits, weil dann auch eine sichere Motorgehäuseentlüftung gewährleistet werden kann.
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Dementsprechend kann für den Betrieb einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine weiterhin vorgesehen sein, dass
- - bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine in dem ersten Betriebszustand und zusätzlich bei relativ hoher Last, insbesondere ausschließlich bei Volllast (erster Unterbetriebszustand), der periphere Strömungsbereich in dem stromauf der Mündung der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt freigegeben ist und
- - bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine in dem ersten Betriebszustand und zusätzlich bei relativ niedriger Last, insbesondere immer mit der Ausnahme bei Volllast (zweiter Unterbetriebszustand), der periphere Strömungsbereich in dem stromauf des Einlasses der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt verschlossen ist.
Hierzu kann die Steuerungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine einen zur Verstellung der Verschlussvorrichtung vorgesehenen Aktor, bei dem es sich vorzugsweise um denselben Aktor handelt, der auch zur Verschiebung der Strömungsführungsvorrichtung eingesetzt wird, entsprechend ansteuern.
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Dabei wird ergänzend dem Umstand Rechnung getragen, dass bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors mit relativ niedrigen Drehzahlen aber hoher Last und insbesondere bei Volllast eine Abgasrückführung regelmäßig nicht oder in einem nur sehr eingeschränkten Maße vorgesehen sein kann und in diesem (ersten Unter-)Betriebszustand primär das Erreichen eines bestmöglichen Verdichterwirkungsgrads im Vordergrund steht, um ein möglichst schnelles Ansprechen des Verdichters nach einem Lastsprung zu erreichen. Dies wird durch das Freigegeben des peripheren Strömungsbereichs in dem stromauf des Einlasses der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt erreicht, wodurch Frischgas dann nicht nur durch den zentralen Strömungsbereich sondern auch (abschnittsweise) durch den peripheren Strömungsbereich strömen kann. Gleichzeitig wird eine sich positiv hinsichtlich der Pumpgrenze auswirkende zentrale Anströmung des Verdichterlaufrads erreicht, weil sich die Strömungsführungsvorrichtung oder zumindest der Endabschnitt davon in der Verschlussstellung befindet. Ein Überströmen derjenigen Teilströmung des Frischgases, die aufgrund der geöffneten Verschlussvorrichtung in den peripheren Strömungsbereich eingetreten ist, in den zentralen Strömungsbereich wird dabei durch die mindestens eine Überströmöffnung in der Strömungsführungsvorrichtung ermöglicht. Trotz des in dem ersten Unterbetriebszustand nur relativ geringen Unterdrucks in dem peripheren Strömungsbereichs kann dieser ausreichend sein, eine dann reduzierte Abgasrückführung sowie, in Verbindung mit einem Überdruck in dem zu entlüftenden Motorgehäuse, eine ausreichende Motorgehäuseentlüftung sicherzustellen. In dem zweiten Unterbetriebszustand wird dagegen durch die Verschlussstellung der Verschlussvorrichtung ein maximaler Unterdruck in dem peripheren Strömungsbereich erzeugt, der in vorteilhafter Weise für die Sicherstellung einer ausreichenden, dann gegebenenfalls mit einer hohen Rate durchgeführten Abgasrückführung und einer Motorgehäuseentlüftung genutzt werden kann.
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Die positive Wirkung, die durch das Verschließen des peripheren Strömungsbereichs in dem stromauf der Mündung der Abgasrückführung gelegenen Abschnitt hinsichtlich der Erzeugung eines Druckgefälles über der Abgasrückführung erreicht werden kann, kann ausreichend sein, um in sämtlichen Betriebszuständen innerhalb des zweiten Unterbetriebszustand (relativ niedrige Drehzahlen und relativ niedrige Lasten) eine Rückführung von Abgas über die Abgasrückführung grundsätzlich in ausreichendem Maße zu realisieren. Daher kann bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine auf eine in dem Abgasstrang angeordnete Abgasklappe, die bei konventionellen Brennkraftmaschinen zur bedarfsweise Erzeugung eines Überdrucks in dem Abschnitt des Abgasstrangs, aus dem die Abgasrückführung abgeht, regelmäßig vorgesehen ist, verzichtet werden. Dies gilt auch, weil eine solche Abgasklappe in den anderen Betriebszuständen, d.h. in dem ersten Unterbetriebszustand des ersten Betriebszustand sowie in dem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine, grundsätzlich entbehrlich sein kann, weil ein ausreichendes Druckgefälle bereits auch aufgrund eines entsprechend hohen Drucks in dem Abgasstrang gegeben ist und/oder eine Abgasrückführung nicht oder in einem nur sehr geringen Maße vorgesehen ist. Ein Verzicht auf eine solche Abgasklappe kann sich positiv hinsichtlich der Herstellungskosten für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine auswirken. Auch wird ein durch eine solche Abgasklappe bewirkter, erhöhter Abgasgegendruck vermieden.
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Vorzugsweise kann jedoch ein in die Abgasrückführleitung integriertes Regelventil vorgesehen sein, um insbesondere bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine in dem zweiten Unterbetriebszustand (relativ niedrige Drehzahlen und relativ niedrige Lasten) die Menge des über die Abgasrückführung rückzuführenden Abgases bedarfsgerecht steuern oder regeln zu können.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass der erste Betriebszustand in mehr als die zwei definierten Unterbetriebszustände unterteilt ist, die sich durch das Ausmaß, in dem der periphere Strömungsbereich durch die Verschlussvorrichtung verschlossen beziehungsweise freigegeben wird, unterscheiden. Eine Einstellung der verschiedenen Unterbetriebszustände kann dann insbesondere in Abhängigkeit von dem Betrieb des Verbrennungsmotors mit unterschiedlichen Drehzahlen und/oder Lasten erfolgen.
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Ebenso besteht die Möglichkeit, dass der zweite Betriebszustand in zwei oder mehr Unterbetriebszustände unterteilt ist, die sich durch das Ausmaß, in dem der periphere Strömungsbereich in dem Bereich der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads mittels des Endabschnitts der Strömungsführungsvorrichtung verschlossen beziehungsweise freigegeben ist, unterscheiden. Auch dabei kann eine Einstellung der verschiedenen Unterbetriebszustände insbesondere in Abhängigkeit von dem Betrieb des Verbrennungsmotors mit unterschiedlichen Drehzahlen und/oder Lasten erfolgen.
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Die Verschlussvorrichtung kann beispielsweise derjenigen entsprechen, die in der
DE 10 2015 209 704 A1 offenbart ist. Insbesondere kann diese ein mit einem Gehäuse des Verdichters verbundenes Stützelement umfassen, das auch dazu dienen kann, die Strömungsführungsvorrichtung oder zumindest einen Abschnitt davon innerhalb des Einlasskanals positioniert zu halten. In dem Stützelement können eine oder (beispielsweise in gleichmäßiger Teilung) eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen vorgesehen sein, die durch eine oder mehrere Verschlussabschnitte voneinander getrennt sind und durch die das Frischgas in den peripheren Strömungsbereich des Einlasskanals strömen kann. Die Durchgangsöffnungen in dem Stützelement können mittels einer vorzugsweise ringscheibenförmigen Verschlussblende, die ebenfalls eine oder mehrere (durch eine oder mehrere Verschlussabschnitte voneinander getrennte) Durchgangsöffnungen aufweist, verschließbar sein, indem die Verschlussblende relativ zu dem Stützelement um eine Rotationsachse verdreht wird, wodurch die Durchgangsöffnungen in dem Stützelement sowie in der Verschlussblende entweder vollständig, teilweise oder nicht in Überdeckung gebracht beziehungsweise die Durchgangsöffnung(en) in dem Stützelement vollständig, mehr oder weniger teilweise oder nicht von dem oder den Verschlussabschnitten der Verschlussblende überdeckt werden.
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Ergänzend oder alternativ zu einer Ausgestaltung der Verschlussvorrichtung mit einem Stützelement sowie mit einer dazu drehbaren Verschlussblende kann auch vorgesehen sein, dass die Verschlussvorrichtung ein vorzugsweise plattenförmiges und weiterhin bevorzugt kreisringförmiges Verschlusselement ausbildet, dass in Richtung einer Längsachse des Einlasskanals (mittels eines Aktors) verschiebbar ist, wobei in einer Öffnungsstellung des Verschlusselements ein ringförmiger Spalt zwischen dem Verschlusselement und der von dem Einlasskanal ausgebildeten Wandung ausgebildet ist, der in einer Verschlussstellung des Verschlusselements minimiert und insbesondere möglichst vollständig geschlossen ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters kann eine (vorzugsweise innerhalb des peripheren Strömungsbereichs angeordnete) Leitvorrichtung zur Erzeugung eines Dralls (um die Rotationsachse des Verdichterlaufrads) für eine aus Richtung des Verdichtereinlasses in den peripheren Strömungsbereich eintretende Frischgasströmung vorgesehen sein. Die Drehrichtung der Drallströmung kann dabei besonders bevorzugt zu der für das Verdichterlaufrad vorgesehenen Drehrichtung entgegengesetzt ausgerichtet sein. Durch eine solche Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters kann sich eine vorteilhafte Anströmung für das Verdichterlaufrad durch Frischgas, das über den peripheren Strömungsabschnitt zugeführt wurde, ergeben. Insbesondere kann dadurch ein relativ hoher Durchsatz an Frischgas erreicht werden. Bei einer solchen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verdichters kann zudem vorgesehen sein, dass die Motorgehäuseentlüftungsleitung, insbesondere unmittelbar beziehungsweise so nah wie möglich gelegen, stromab der Leitvorrichtung in den peripheren Strömungsbereich mündet, wodurch diese Mündungsöffnung im Nachlaufgebiet der durch die Leitvorrichtung erzeugten Strömungsumlenkung, die durch einen lokal relativ niedrigen Druck gekennzeichnet ist, angeordnet ist.
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Sofern die Verschlussvorrichtung eines erfindungsgemäßen Verdichters ein Stützelement umfasst, das eine oder mehrere Durchgangsöffnungen und einen oder mehrere Verschlussabschnitte ausbildet, kann zur Ausbildung der Leitvorrichtung in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass diese eine oder mehrere (schräg bezüglich der Rotationsachse des Verdichterlaufrads ausgerichtete) Leitflächen ausbildet, die sich (jeweils) von einem eine Durchgangsöffnung begrenzenden Rand eines/des Verschlussabschnitts des Stützelements erstreckt/erstrecken. Dabei können sich die Leitflächen ausgehend von der Verschlussvorrichtung insbesondere in Richtung des Verdichterlaufrads erstrecken. Entsprechende Leitflächen können auch von der Durchgangsöffnungen und Verschlussabschnitte aufweisenden Verschlussblende ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verdichters kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass die Leitvorrichtung mindestens ein als Volumenkörper ausgebildetes Leitelement aufweist, das (jeweils) von u.a. zwei Leitflächen begrenzt ist, wobei die Motorgehäuseentlüftungsleitung einen durch das Leitelement führenden Endabschnitt umfasst. Dieser Endabschnitt der Motorgehäuseentlüftungsleitung kann sich dabei insbesondere von einer (radial außen gelegenen) Außenseite des als Volumenkörper ausgebildeten Leitelements bis zu mindestens einer der Leitflächen, vorzugsweise bis zu einer Leitfläche, die einen bezüglich der Längsachse der Strömungsführungsvorrichtung schrägen Verlauf aufweist, erstrecken. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anordnung der Mündung der Motorgehäuseentlüftungsleitung in den periphere Strömungsbereich des Einlasskanals realisiert werden, bei der in besonders vorteilhafter Weise ein lokal relativ hoher Unterdruck in der umgelenkten Strömung des durch den peripheren Strömungsbereich strömenden Frischgases erreicht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eines solchen erfindungsgemäßen Verdichters kann zudem vorgesehen sein, dass die Leitvorrichtung mindestens zwei entsprechende Leitelemente aufweist, die jeweils einen durch diese führenden Endabschnitt der Motorgehäuseentlüftungsleitung umfassen, wobei diese Endabschnitte über eine Verbindungsleitung (direkt) miteinander verbunden sind. Die Motorgehäuseentlüftungsleitung weist demnach mehrere, über dem Umfang des peripheren Strömungsbereichs verteilt angeordnete Mündungsöffnungen auf, wodurch eine entsprechend gleichförmig über dem Umfang verteilte und dadurch vorteilhafte Einleitung von Blow-by-Gas in den Frischgasstrang realisiert werden kann.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verdichter kann zur Erzielung einer vorteilhaften Anströmung des Verdichterlaufrads vorgesehen sein, dass die Längsachse der gesamten Strömungsführungsvorrichtung parallel oder (besonders bevorzugt) koaxial zu der Rotationsachse des Verdichterlaufrads angeordnet ist. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit ein, dass die Längsachse in zumindest einem Abschnitt, gegebenenfalls die Längsachse der gesamten Strömungsführungsvorrichtung und/oder die Längsachse des Einlasskanals schräg bezüglich der Rotationsachse des Verdichterlaufrads angeordnet ist/sind. Dies kann insbesondere aufgrund einer entsprechenden Schrägstellung des Einlasskanals infolge von beispielsweise Einschränkungen hinsichtlich des für den Verdichter zur Verfügung stehenden Bauraums der Fall sein.
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Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das an das Verdichterlaufrad angrenzende Ende der Strömungsführungsvorrichtung, das weiterhin bevorzugt eine in einer Ebene, die senkrecht zu der Längsachse ausgerichtet ist, liegende, umlaufende Kante aufweist, in der Verschlussstellung der Strömungsführungsvorrichtung in einem möglichst kleinen Abstand, der insbesondere auch null betragen kann, zu der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine besonders vorteilhafte randseitige Überdeckung der Eintrittsfläche des Verdichterlaufrads erreicht werden, wodurch im besonderen Maße die Ausbildung einer Rückströmblase unterdrückt werden kann.
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Vorteilhaft insbesondere hinsichtlich der Lage der Pumpgrenze des Verdichterkennfelds eines erfindungsgemäßen Verdichters kann sich auswirken, wenn der Öffnungsquerschnitt des zentralen Strömungsbereichs an dem an das Verdichterlaufrad angrenzenden Ende der Strömungsführungsvorrichtung zwischen 60% und 70% der Eintrittsfläche des Verdichterlaufrads beträgt. Als „Eintrittsfläche“ des Verdichterlaufrads wird dabei diejenige Fläche innerhalb einer Eintrittsebene des Verdichterlaufrads verstanden, die von Eintrittskanten der Laufradschaufeln des Verdichterlaufrads insgesamt (d.h. über einer vollen Umdrehung des Verdichterlaufrads) überdeckt wird, verstanden.
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Um eine möglichst vorteilhafte Anströmung des Verdichterlaufrads auch über den peripheren Strömungsbereich zu erreichen, sollte vorzugsweise vorgesehen sein, dass in der Öffnungsstellung der Strömungsführungsvorrichtung das an das Verdichterlaufrad angrenzenden Ende der Strömungsführungsvorrichtung den peripheren Strömungsbereich mit einer Spaltbreite von mindestens 10 mm, vorzugsweise von mindestens 15 mm freigibt.
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Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters kann vorgesehen sein, dass eine Koppelung zwischen der Strömungsführungsvorrichtung oder zumindest dessen Endabschnitt einerseits und der Verschlussvorrichtung andererseits derart vorgesehen ist, dass eine Schließbewegung der Verschlussvorrichtung zu einer Verschiebung zumindest des Endabschnitts der Strömungsführungsvorrichtung führt (und umgekehrt). Dadurch kann erreicht werden, dass mittels lediglich eines Aktors der Brennkraftmaschine, der insbesondere von einer Steuerungsvorrichtung der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist, sowohl eine Verschiebebewegung (des Endabschnitts) der Strömungsführungsvorrichtung als auch eine Schließbewegung der Verschlussvorrichtung bewirkt werden kann. Als „Schließbewegung“ der Verschlussvorrichtung wird dabei eine Bewegung eines Verschlusselements der Verschlussvorrichtung verstanden, die zu einem zunehmenden Verschließen oder Freigeben des peripheren Strömungsbereichs führt.
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Besonders bevorzugt kann bei einem solchen Verdichter dann noch vorgesehen sein, dass die Schließbewegung der Verschlussvorrichtung in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt ist, wobei eine Bewegung innerhalb des ersten Abschnitts ausschließlich ein Verändern der Schließstellung der Verschlussvorrichtung bewirkt, während die Schließbewegung in dem zweiten Abschnitt ausschließlich oder zusätzlich ein Verschieben zumindest des Endabschnitts der Strömungsführungsvorrichtung bewirkt. Ein „ausschließliches“ Verändern der Schließstellung der Verschlussvorrichtung ist dabei so zu verstehen, dass dabei nicht auch ein Verschieben (des Endabschnitts) der Strömungsführungsvorrichtung bewirkt wird. Dementsprechend wird unter einem „ausschließlichen“ Verschieben (des Endabschnitts) der Strömungsführungsvorrichtung verstanden, dass dabei nicht auch die Schließstellung der Verschlussvorrichtung verändert wird. Mittels einer solchen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verdichters kann unter Verwendung lediglich eines einzigen Aktors ergänzend erreicht werden, dass ein Verschieben (des Endabschnitts) der Strömungsführungsvorrichtung ausschließlich für einen Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand bewirkt wird, während in dem ersten Betriebszustand für einen Übergang von dem ersten Unterbetriebszustand in den zweiten Unterbetriebszustand ausschließlich ein Verändern der Schließstellung der Verschlussvorrichtung vorgesehen ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein radbasiertes Kraftfahrzeug (vorzugsweise PKW oder LKW), mit einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Dabei kann die Brennkraftmaschine insbesondere zur direkten oder indirekten Bereitstellung der Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen sein.
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Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- 1: in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine;
- 2: einen perspektivischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verdichter gemäß einer ersten Ausgestaltungsform, bei dem sich sowohl die Strömungsführungsvorrichtung als auch die Verschlussvorrichtung in einer Verschlussstellung befinden;
- 3: eine perspektivische Ansicht von Teilen des Verdichters gemäß der 2;
- 4: einen perspektivischen Längsschnitt durch den Verdichter mit der Strömungsführungsvorrichtung in der Verschlussstellung und der Verschlussvorrichtung in einer Öffnungsstellung;
- 5: eine perspektivische Ansicht von Teilen des Verdichters gemäß der 4;
- 6: einen perspektivischen Längsschnitt durch den Verdichter, bei dem sich sowohl die Strömungsführungsvorrichtung als auch die Verschlussvorrichtung in einer Öffnungsstellung befinden;
- 7: eine perspektivische Ansicht von Teilen des Verdichters gemäß der 6;
- 8: eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verdichters gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform;
- 9: eine perspektivische Darstellung von Teilen des Verdichters gemäß der 8;
- 10: eine perspektivische Darstellung von Teilen eines erfindungsgemäßen Verdichters gemäß einer dritten Ausgestaltungsform.
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Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor 10, der eine Mehrzahl von Zylindern 12 ausbildet. Die Zylinder 12 begrenzen gemeinsam mit darin auf und ab geführten Kolben und einem Zylinderkopf (nicht dargestellt) Brennräume, in denen Frischgas, bei dem es sich hauptsächlich oder ausschließlich um Luft handeln kann, gemeinsam mit Kraftstoff verbrannt wird. Der Kraftstoff wird dabei, gesteuert durch eine Steuerungsvorrichtung 14 (Motorsteuerung), mittels Injektoren 16 direkt in die Brennräume eingespritzt. Das Verbrennen des Kraftstoff-Frischgas-Gemischs führt zu zyklischen Auf- und Ab-Bewegungen der Kolben, die wiederum in bekannter Weise über nicht dargestellte Pleuel auf eine ebenfalls nicht dargestellte Kurbelwelle übertragen werden, wodurch die Kurbelwelle rotierend angetrieben wird.
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Das Frischgas wird dem Verbrennungsmotor 10 über einen Frischgasstrang zugeführt und dazu über eine Ansaugmündung 18 aus der Umgebung angesaugt, in einem Luftfilter 20 gereinigt und anschließend in einen erfindungsgemäßen Verdichter 22, der Teil eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist, geführt. Das Frischgas wird mittels des Verdichters 22 verdichtet, anschließend in einem Ladeluftkühler 24 abgekühlt und den Brennräumen zugeführt. Der Antrieb des Verdichters 22 erfolgt mittels einer Turbine 26 des Abgasturboladers, die in einen Abgasstrang der Brennkraftmaschine integriert ist. Abgas, das bei der Verbrennung von Kraftstoff-Frischgas-Gemischmengen in den Brennräumen des Verbrennungsmotors 10 entstanden ist, wird über den Abgasstrang aus dem Verbrennungsmotor 10 abgeführt und durchströmt dabei die Turbine 26. Dies führt in bekannter Weise zu einem rotierenden Antrieb eines Turbinenlaufrads (nicht dargestellt), das über eine Welle 28 drehfest mit einem Verdichterlaufrad 30 (in der 1 nicht dargestellt) des Verdichters 22 verbunden ist. Der rotierende Antrieb des Turbinenlaufrads wird somit auf das Verdichterlaufrad 30 übertragen.
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Um im Betrieb des Verbrennungsmotors 10 mit unterschiedlichen Lasten und unterschiedlichen Drehzahlen eine möglichst optimale Nutzung der Enthalpie des Abgases zur Erzeugung von Verdichtungsleistung mittels des Abgasturboladers realisieren zu können, kann die Turbine 26 des Abgasturboladers optional, insbesondere bei einer Ausgestaltung des Verbrennungsmotors als Dieselmotor, eine mittels der Steuerungsvorrichtung 14 ansteuerbare Vorrichtung zur variablen Turbinenanströmung (VTG) 32 aufweisen. Diese kann in bekannter Weise eine Mehrzahl von in einem Einlass der Turbine 26 angeordnete Leitschaufeln (nicht dargestellt) umfassen, die individuell drehbar ausgebildet sind, wobei diese gemeinsam mittels einer Verstellvorrichtung (nicht dargestellt) verstellbar sind. In Abhängigkeit von den Drehstellungen der Leitschaufeln verengen diese den freien Strömungsquerschnitt in dem Einlass der Turbine mehr oder weniger und beeinflussen zudem den Abschnitt der primären Anströmung des Turbinenlaufrads und die Ausrichtung dieser Anströmung.
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Stromab des Verdichters 22 ist in die Ladeluftstrecke, d.h. in den Abschnitt des Frischgasstrangs zwischen dem Verdichter 22 und dem Verbrennungsmotor 10, eine ebenfalls mittels der Steuerungsvorrichtung 14 ansteuerbare Regelklappe 34 integriert.
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Die Brennkraftmaschine umfasst weiterhin eine Abgasrückführleitung 36 für eine Niederdruckabgasrückführung, durch die Abgas aus einem Abschnitt des Abgasstrangs, der stromab der Turbine 26 und insbesondere auch stromab einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 38, beispielsweise eines Partikelfilters, gelegen ist, abgezweigt und in einen Abschnitt des Frischgasstrangs stromauf des Verdichterlaufrads 30, konkret in einen Einlasskanal 40 des Verdichters 22, eingeleitet werden kann. Die Menge des über die Abgasrückführleitung 36 rückzuführenden Abgases kann dabei mittels eines Regelventils 42, das mittels der Steuerungsvorrichtung 14 ansteuerbar ist, gesteuert oder geregelt werden.
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Die Brennkraftmaschine umfasst weiterhin eine Motorgehäuseentlüftungsleitung 44, mittels der Entlüftungsgas aus einem oder mehreren Hohlräumen, beispielsweise aus einem von einem Zylinderkurbelgehäuse des Verbrennungsmotors 10 ausgebildeten Kurbelwellenraum, abgesaugt und stromauf des Verdichterlaufrads 30 in den Frischgasstrang überführt werden kann. In die Motorgehäuseentlüftungsleitung 44 kann eine Abscheidevorrichtung (nicht dargestellt) integriert sein, um in dem Entlüftungsgas enthaltene Flüssigkeiten und Feststoffe weitgehend zurückzuhalten.
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Die 2 bis 7 zeigen in verschiedenen Darstellungen eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen (Radial-)Verdichters 22, wie er beispielsweise als Teil eines Abgasturboladers in einer Brennkraftmaschine gemäß der 1 zum Einsatz kommen kann.
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Der Verdichter 22 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 46. Das Gehäuse 46 bildet einen Strömungsraum 48 aus, innerhalb dessen das Verdichterlaufrad 30 drehbar gelagert ist. Einlassseitig ist der Strömungsraum 48 durch eine in einer Eintrittsebene des Verdichterlaufrads 30 liegende Eintrittsöffnungsfläche begrenzt. Über den ebenfalls von dem Gehäuse 46 des Verdichters 22 ausgebildeten Einlasskanal 40 kann Frischgas von einem Verdichtereinlass 110 zu dem Verdichterlaufrad 30 geführt werden. Auslassseitig wird der Strömungsraum 48 von einer um Austrittskanten von Laufradschaufeln des Verdichterlaufrads 30 umlaufenden „Austrittsebene“ begrenzt. Dort schließt sich ein ebenfalls um die Austrittskanten der Laufradschaufeln umlaufender Diffusorraum 50 und daran anschließend eine Verdichtervolute 52 an. Aus der Verdichtervolute 52 geht ein Verdichterauslass 54 ab.
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Innerhalb des Einlasskanals 40 ist eine Strömungsführungsvorrichtung 56 angeordnet. Die Strömungsführungsvorrichtung 56 umfasst einen relativ kurzen, rohrförmigen Anfangsabschnitt 58 und einen etwas längeren, ebenfalls rohrförmigen Endabschnitt 60. Die Längsachsen des Anfangsabschnitts 58 und des Endabschnitts 60 und damit die Längsachse 62 der Strömungsführungsvorrichtung 56 sind koaxial bezüglich einer Rotationsachse 64 des Verdichterlaufrads 30 angeordnet ist. Die Strömungsführungsvorrichtung 56 unterteilt den diese aufnehmenden Abschnitt des Einlasskanals 40 in einen von dem Anfangsabschnitt 58 und dem Endabschnitt 62 innenseitig begrenzten, zentralen Strömungsbereich 66 und einen außen liegenden, peripheren Strömungsbereich 68. Das dem Verdichterlaufrad benachbarte Ende der Strömungsführungsvorrichtung 56 wird von einer umlaufenden Kante des Endabschnitts 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56 gebildet, die in einer senkrecht zu der Längsachse 62 der Strömungsführungsvorrichtung 56 beziehungsweise zu der Rotationsachse 64 des Verdichterlaufrads 30 ausgerichteten Ebene gelegen ist. Diese Ebene ist in einer Verschlussstellung der Strömungsführungsvorrichtung 56 (vgl. 2 und 4) in einem möglichst kleinen Abstand zu der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads 30 angeordnet, wobei ein kleiner jedoch ausreichender Abstand vorgesehen ist, um trotz zulässiger Form- und Lagetoleranzen der diesbezüglich relevanten Bauteile sowie trotz der für den Betrieb des Verdichters 26 zu erwartenden, thermisch bedingten Dehnungen stets einen Kontakt des dem Verdichterlaufrad 30 zugewandte Endes der Strömungsführungsvorrichtung 56 mit den Eintrittskanten des Verdichterlaufrads 30 zu vermeiden.
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Der Anfangsabschnitt 58 der Strömungsführungsvorrichtung 56 ist integral mit einer Verschlussvorrichtung 70 ausgebildet, mittels der ein Überströmen von Frischgas aus dem stromauf (bezogen auf die in Richtung des Verdichterlaufrads 30 weisende Strömungsrichtung des Frischgases in dem Einlasskanal 40) von dieser gelegenen Abschnitt des Einlasskanals 40 in den peripheren Strömungsbereich 68 bedarfsweise ermöglicht wird. Hierzu umfasst die Verschlussvorrichtung 70 ein unbeweglich innerhalb des Einlasskanals 40 angeordnetes Stützelement 72, das einen vorderen, ringscheibenförmigen Abschnitt umfasst, in dem eine Mehrzahl von (im vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel konkret drei) Durchgangsöffnungen 74 ausgebildet sind, die in Umfangsrichtung jeweils von Verschlussabschnitten 108 des Stützelements 72 begrenzt sind. Auf der stromabwärts gelegenen Seite und demnach in den peripheren Strömungsbereich68 hinein ragend bilden diese Verschlussabschnitte 108 des Stützelements 72 als Volumenkörper ausgebildete Leitelemente 76 aus, die Teil einer Leitvorrichtung des Verdichters 22 sind. Die Leitvorrichtung beziehungsweise die Leitelemente 76 dienen u.a. der Erzeugung eines Dralls für die Strömung desjenigen Teils des Frischgases, der bei geöffneter Verschlussvorrichtung 70 in den peripheren Strömungsbereich 68 eingeströmt ist. Dabei ist die Leitvorrichtung derart ausgebildet, dass diese einen Drall bewirkt, dessen Dreh- beziehungsweise Drallrichtung der für das Verdichterlaufrad 30 vorgesehenen Drehrichtung entgegengesetzt ist. Die Leitelemente 76 bilden jeweils zwei Leitflächen 78 aus, von denen jeweils eine im Wesentlichen parallel und radial bezüglich der Längsachse 62 der Strömungsführungsvorrichtung 56 und damit auch bezüglich der dazu koaxialen Längsachse 62 des Einlasskanals 40 ausgerichtet ist, während die jeweilige andere Leitfläche 78 (in Richtung des gewünschten Dralls der Frischgasströmung) schräg bezüglich der Längsachse 62 des Einlasskanals 40 verläuft und zudem eine spiralförmig gewundene Form aufweist (vgl. insbesondere 10).
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Die Verschlussvorrichtung 70 umfasst weiterhin noch eine ringscheibenförmige Verschlussblende 80. Die Durchgangsöffnungen 74 in dem Stützelement 72 können mittels der Verschlussblende 80, die ebenfalls Durchgangsöffnungen 82 aufweist, verschlossen oder freigegeben werden, indem die Verschlussblende 80 relativ zu dem Stützelement 72 verdreht wird, wodurch die gleichgroßen sowie gleichartig geformten Durchgangsöffnungen 74, 82 in dem Stützelement 72 sowie in der Verschlussblende 80 entweder vollständig (vgl. 6 und 7), teilweise (vgl. 4 und 5) oder nicht (vgl. 2 und 3) in Überdeckung gebracht werden. Ein Verdrehen der Verschlussblende 80 kann mittels eines Aktors (nicht dargestellt) erfolgen, der hierzu an einem mit der Verschlussblende 80 verbundenen Verstellhebel 84 (vgl. 3, 5 und 7) angreifen kann. Der Aktor kann dabei von der Steuerungsvorrichtung 14 einer Brennkraftmaschine gemäß der 1 angesteuert werden. Die zwischen den Durchgangsöffnungen 82 angeordneten Verschlussabschnitte 84 der Verschlussblende 80 weisen radial verlaufende Ränder auf, die in einem relativ großen Radius abgerundet ausgebildet sind, um die durch diese bewirkten Strömungsverluste möglichst gering zu halten. Gleiches gilt für die stirnseitige, umlaufende Kante des Endabschnitts 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56.
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Der Endabschnitt 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56 wird von einer Mehrzahl von (konkret von vier) Haltestreben 88 innerhalb des Einlasskanals 40 positioniert gehalten. Diese Haltestreben 88 erstrecken sich, ausgehend von dem Endabschnitt 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56, schräg bezüglich der Längsachse 62 der Strömungsführungsvorrichtung 56 nach außen weisend bis zu einem rückseitigen Ende einer rohrförmigen Schiebehülse 90, die außenseitig an einem Abschnitt der den Einlasskanal 40 begrenzenden Wandung des Gehäuses 46 anliegt und innenseitig zur Lagerung der Verschlussvorrichtung 70 vorgesehen ist. Dabei ist die Lagerung der Schiebehülse 90 innerhalb des Gehäuses 46 derart gewählt, dass diese und damit der Endabschnitt 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56 in Grenzen längsaxial verschiebbar sind, gleichzeitig jedoch deren Verdrehen verhindert ist. Dies ist dadurch realisiert, dass sich mehrere Schrauben 92, die primär der unbeweglichen Positionierung des Stützelements 72 innerhalb des Einlasskanals 40 dienen, durch in der Schiebehülse 90 ausgebildete, parallel zur Längsachse 62 des Einlasskanals 40 verlaufende Langlöcher 94 geführt sind (vgl. 3, 5 und 7).
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Sowohl eine Verschiebung des Endabschnitts 62 der Strömungsführungsvorrichtung 56 als auch ein Verdrehen der Verschlussblende 80 der Verschlussvorrichtung 70 kann durch ein Verschieben des Verstellhebels 84 mittels des Aktors realisiert werden, indem der fest mit der Außenseite der Verschlussblende 80 verbundene Verstellhebel 84 in einer von der Schiebehülse 90 ausgebildeten Führungsöffnung 96 geführt ist. Diese Führungsöffnung 96 umfasst zwei abgewinkelt ineinander übergehende Langlöcher, von denen ein erstes exakt in Umfangsrichtung und das zweite schräg beziehungsweise spiralförmig bezüglich der Längsachse 62 der Strömungsführungsvorrichtung 56 verläuft. Dadurch wird erreicht, dass in einem ersten Abschnitt eines Bewegungsbereichs, der mittels des Aktors für den Verstellhebel 84 und damit für die Verschlussblende 80 erzielbar ist, lediglich die Verschlussblende 80 verdreht wird, die Schiebehülse 90 und damit der Endabschnitt 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56 jedoch nicht axial verschoben werden. Die 2 und 3 einerseits sowie die 4 und 5 andererseits zeigen die entsprechenden Endstellungen für die Verstellbarkeit der Verschlussblende 80 in diesem Bewegungsbereichs des Verstellhebels 84. Erst in dem zweiten Abschnitt des Bewegungsbereichs für den Verstellhebel 84, bei dem dieser in dem schrägen beziehungsweise spiralförmigen Langloch der Führungsöffnung 96 geführt ist, bewirkt eine Bewegung des Verstellhebels 84 sowohl ein Verdrehen der Verschlussblende 80 als auch ein axiales Verschieben der Schiebehülse 90 und damit des Endabschnitts 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56. Dies wird durch einen Vergleich der Positionen der Verschlussblende 80 sowie der Schiebehülse 90 mit dem von dieser geführten Endabschnitt 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56 in einerseits den 4 und 5 und andererseits den 6 und 7 verdeutlicht.
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Das Stützelement 72 der Verschlussvorrichtung 70, der den stromabwärts gelegenen Teil des Anfangsabschnitts 58 der Strömungsführungsvorrichtung 56 ausbildet, begrenzt zusammen mit dem Endabschnitt 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56 eine teilweise vollumfänglich umlaufende Überströmöffnung 98, die ein Überströmen von Frischgas und/oder von rückgeführtem Abgas und/oder von Blow-by-Gas aus dem peripheren Strömungsbereich 68 in den zentralen Strömungsbereich 66 ermöglicht.
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Da insbesondere die geschlossenen Abschnitte des Stützelements 72 und der Verschlussblende 80 einen nicht unerheblichen Strömungswiderstand für die Frischgasströmung darstellen, ist vorgesehen, dass der Einlasskanal 40 bis kurz vor der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads 30 einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Eintrittsfläche des Verdichterlaufrads 30 beziehungsweise der Eintrittsöffnungsfläche des Strömungsraums 48 ist. Diese relativ große Dimensionierung des Einlasskanals 40 kann dazu beitragen, Strömungsverluste, die insbesondere durch die Verschlussvorrichtung 70 erzeugt werden, zumindest teilweise zu kompensieren. In einem vergleichsweise kurzen Abschnitt des Einlasskanals 40 unmittelbar stromauf der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads 30 verjüngt sich der Einlasskanal 40, indem sich der Außendurchmesser des peripheren Strömungsbereichs 68 kontinuierlich verkleinert.
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Die 2 und 3 zeigen die Strömungsführungsvorrichtung 56 in einer Verschlussstellung, in der durch einen Kontakt ihres Endabschnitts 60 mit der den Einlasskanal 40 begrenzenden Wandung des Gehäuses 46 der periphere Strömungsbereich 68 im Bereich der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads 30 vollständig verschlossen ist. Gleichzeitig befindet sich die Verschlussblende 80 der Verschlussvorrichtung 70 in einer Verschlussstellung, wodurch verhindert wird, das Frischgas durch die Durchgangsöffnungen 74, 82 des Stützelements 72 und der Verschlussblende 80 in den peripheren Strömungsbereich 68 einströmen kann. Dieser Funktionszustand des Verdichters 22 ist bei einem Betrieb eines mit dem Verdichter 22 zusammenwirkenden Verbrennungsmotors 10 einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit relativ niedrigen Drehzahlen von beispielsweise ≤ 2000 1/min und Lasten, die geringer als Volllast sind, vorgesehen. Das Frischgas wird dann folglich ausschließlich über den zentralen Strömungsbereich 66 dem Verdichterlaufrad 30 zugeführt. Gleichzeitig wird mittels des Endabschnitts 60 der Strömungsführungsvorrichtung 56 eine randseitige Abdeckung der Eintrittsöffnungsfläche des Strömungsraums 48 und damit auch der Eintrittsfläche des Verdichterlaufrads 30 erreicht. Dadurch kann die Ausbildung einer Rückströmblase in dem Einlasskanal 40 vermieden oder zumindest gering gehalten und eine Fokussierung der Frischgasströmung auf einen nabennahen Abschnitt des Verdichterlaufrads 30 erreicht werden. Dies kann sich positiv auf den Betrieb des Verdichters 22 in einem solchen Betriebszustand der Brennkraftmaschine auswirken.
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Durch das Anströmen des Verdichterlaufrads 30 mittels des Frischgases ausschließlich über den zentralen Strömungsbereich 66 kann weiterhin die Ausbildung eines relativ hohen Unterdrucks in dem peripheren Strömungsbereich 68 realisiert werden, wodurch trotz der relativ geringen Drehzahlen in dem dazugehörigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine einerseits ein ausreichend großes Druckgefälle über der in den peripheren Strömungsbereich 68 mündenden Abgasrückführleitung 36 (vgl. 8) realisiert werden kann, um stets ein Rückführen von Abgas in ausreichender Höhe zu ermöglichen. Tatsächlich gesteuert werden kann die Menge des rückzuführenden Abgases dabei mittels eines in die Abgasrückführleitung 36 integrierten Regelventils 42 (vgl. 1). Andererseits stellt der relativ große Unterdruck in dem peripheren Strömungsbereich 68 eine sichere Entlüftung des Kurbelgehäuses des Verbrennungsmotors 10 über die ebenfalls in den peripheren Strömungsbereich 68 mündende Motorgehäuseentlüftungsleitung 44 sicher.
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Die 4 und 5 zeigen die Strömungsführungsvorrichtung 46 wiederum in der Verschlussstellung. Anders als bei dem Funktionszustand gemäß den 2 und 3 befindet sich die Verschlussblende 80 der Verschlussvorrichtung 70 dann jedoch in einer teilweise geöffneten Stellung, so dass Frischgas durch die Durchgangsöffnungen 74, 82 des Stützelements 72 und der Verschlussblende 80 in den peripheren Strömungsbereich 68 einströmen kann. Dieser Funktionszustand des Verdichters 22 ist ebenfalls bei einem Betrieb eines mit dem Verdichter 22 zusammenwirkenden Verbrennungsmotors 10 einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit relativ niedrigen Drehzahlen von beispielsweise ≤ 2000 1/min, gleichzeitig jedoch bei Volllast vorgesehen. Das Frischgas wird folglich nicht nur über den zentralen Strömungsbereich 66 sondern auch über den peripheren Strömungsbereich 68 dem Verdichterlaufrad 30 zugeführt. Infolge der Positionierung des Endabschnitts 60 der Strömungsführungsvorrichtung 46 in der Verschlussstellung wird dabei jedoch das gesamte Frischgas wiederum auf einen nabennahen Abschnitt des Verdichterlaufrads 30 fokussiert, da der periphere Strömungsbereich 68 im Bereich der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads 30 dann verschlossen ist. Diejenige Teilströmung des Frischgases, die in den peripheren Strömungsbereich 68 eingeströmt ist, strömt daher noch vor dem Erreichen der Eintrittsebene des Verdichterlaufrads 30 durch die Überströmöffnung 98 in den zentralen Strömungsbereich 66 über.
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Da auch in diesem Funktionszustand des Verdichters 22 gemäß den 4 und 5 eine randseitige Abdeckung der Eintrittsöffnungsfläche des Strömungsraums 48 sowie der Eintrittsfläche des Verdichterlaufrads 30 gegeben ist, kann wiederum beziehungsweise weiterhin die Ausbildung einer Rückströmblase in dem Einlasskanal 40 vermieden oder gering gehalten werden. In diesem Funktionszustand des Verdichters 22 kann insbesondere ein relativ guter Verdichterwirkungsgrad erreicht werden. Dies kann sich insbesondere positiv hinsichtlich des Ansprechverhaltens des Verdichters 22 und damit der Brennkraftmaschine insgesamt auszeichnen. Die Leistungsentwicklung der Brennkraftmaschine nach einem Lastsprung, der durch einen plötzlichen Volllastbetrieb bei relativ niedrigen Drehzahlen gekennzeichnet ist, kann dadurch positiv beeinflusst werden.
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In dem Funktionszustand des Verdichters 22 gemäß den 4 und 5 wird in dem peripheren Strömungsbereich 68 aufgrund von dessen abschnittsweiser Durchströmung nur ein relativ geringer Unterdruck erzeugt. Da jedoch für den entsprechenden Betriebszustand der Brennkraftmaschine in der Regel keine oder nur eine sehr geringe Rückführung von Abgas vorgesehen ist, ist dies hinsichtlich der Abgasrückführung unproblematisch. Und für die vorgesehene Motorgehäuseentlüftung ist der relativ geringe Unterdruck in dem peripheren Strömungsbereich 68 weiterhin ausreichend, um in Verbindung mit dem im Betrieb der Brennkraftmaschine innerhalb des Kurbelwellenraums des Verbrennungsmotors 10 herrschenden Überdruck eine sichere Entlüftung des Kurbelwellenraums zu gewährleisten.
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Die 6 und 7 zeigen einen Funktionszustand des Verdichters 22, bei dem sich sowohl die Strömungsführungsvorrichtung 56 als auch die Verschlussvorrichtung 70 in einer Öffnungsstellung befinden. Dadurch kann Frischgas sowohl über den zentralen Strömungsbereich 66 als auch über den peripheren Strömungsbereich 68 dem Verdichterlaufrad 30 zugeführt werden, wobei es über die gesamten Eintrittsfläche in das Verdichterlaufrad 30 einströmen kann. Dieser Funktionszustand des Verdichters 22 ist bei einem Betrieb eines mit dem Verdichter 22 zusammenwirkenden Verbrennungsmotors 10 einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit relativ hohen Drehzahlen von beispielsweise > 2000 1/min, unabhängig von der Last, vorgesehen. Primäres Ziel dieses Funktionszustands des Verdichters 22 ist es, eine möglichst widerstandsarme Anströmung des Verdichterlaufrads 30 zu erreichen, was sich positiv auf den Verdichterwirkungsgrad sowie auf die Lage der Stopfgrenze in dem dazugehörigen Verdichterkennfeld auswirken kann.
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Auch in diesem Funktionszustand wird aufgrund der Durchströmung des peripheren Strömungsbereichs 68 kein oder kein besonders hoher Unterdruck in dem peripheren Strömungsbereich 68 erzeugt. In dem dazugehörigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (relativ hohe Drehzahlen) ergibt sich jedoch infolge eines entsprechend hohen Drucks im Abgasstrang auch ohne eine solche strömungsbedingte Erzeugung eines Unterdrucks im Einlasskanal 40 des Verdichters 22 ein ausreichendes Druckgefälle über der Abgasrückführleitung 36, um stets die Rückführung einer ausreichend großen Menge von Abgas zu gewährleisten. Die tatsächliche Menge des rückzuführenden Abgases wird dabei betriebspunktabhängig mittels des in die Abgasrückführleitung 36 integrierten Regelventils 42 gesteuert oder geregelt. Weiterhin stellt dann der in dem Kurbelwellenraum des Verbrennungsmotors 10 herrschende Überdruck ein für eine ausreichende Entlüftung erforderliches Druckgefälle über der Motorgehäuseentlüftungsleitung 44 sicher.
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Die 8 und 9 zeigen eine zweite Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters 22, der sich von demjenigen gemäß den 2 bis 7 im Wesentlichen lediglich hinsichtlich der Ausgestaltung desjenigen Abschnitts des Gehäuses 46, das den Einlasskanal 40 begrenzt, unterscheidet. In der 9 ist zu erkennen, dass, so wie es auch bei dem Verdichter 22 gemäß den 2 bis 7 vorgesehen ist, die Motorgehäuseentlüftungsleitung 44 in einer im Wesentlichen radialen Ausrichtung in den peripheren Strömungsbereich 68 des Einlasskanals 40 mündet, wobei die Mündungsöffnung direkt stromab eines der Leitelemente 76 und insbesondere in direkter Nachbarschaft zu der schräg verlaufenden Leitfläche 78 dieses Leitelements 76 angeordnet ist.
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Bei dem Verdichter gemäß der 10, von dem lediglich Teile und konkret das Verdichterlaufrad 30, die Strömungsführungsvorrichtung 56 einschließlich der Schiebehülse 90, die Verschlussvorrichtung 70 einschließlich des Stützelements 72 sowie ein Teil des Gehäuses 46, dargestellt sind, ist zusätzlich eine komplexere Mündung der Motorgehäuseentlüftungsleitung 44 in den Einlasskanal 40 vorgesehen. Wie auch bei den Verdichtern 22 gemäß den 2 bis 9 kann bei dem Verdichter 22 gemäß der 10 ein Anschlussstück 100 (in der 10 nicht dargestellt) der Motorgehäuseentlüftungsleitung 44 vorgesehen sein, das in eine Einlassöffnung, die von dem Gehäuse ausgebildet ist übergeht. Diese Einlassöffnung geht bei dem Verdichter gemäß der 10 jedoch nicht direkt in den peripheren Strömungsabschnitt 68 des Einlasskanals 40 über, sondern in einen von dem Gehäuse 46 des Verdichters 22 ausgebildeten, geschlossen umlaufenden Ringkanal (nicht dargestellt), der wiederum drei Auslassöffnungen ausbildet, die in jeweils einen Endabschnitt 102 der Motorgehäuseentlüftungsleitung 44 übergehen, der in jedem der Leitelemente 76 ausgebildet ist und der sich jeweils von der Außenfläche 104 der Leitelemente 76 bis zu einer Mündungsöffnung 106, die in der schräg verlaufenden Leitfläche 78 der Leitelemente 76 ausgebildet ist, erstreckt. Durch diese Ausgestaltung kann eine über dem Umfang des peripheren Strömungsbereichs 68 relativ gleichmäßig Einleitung von Blow-bei-Gas in das den Einlasskanal 40 des Verdichters 22 durchströmende Frischgas realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungsmotor
- 12
- Zylinder
- 14
- Steuerungsvorrichtung
- 16
- Injektor
- 18
- Ansaugmündung
- 20
- Luftfilter
- 22
- Verdichter
- 24
- Ladeluftkühler
- 26
- Turbine
- 28
- Welle
- 30
- Verdichterlaufrad
- 32
- Vorrichtung zur variablen Turbinenanströmung
- 34
- Regelklappe
- 36
- Abgasrückführleitung für eine Niederdruckabgasrückführung
- 38
- Abgasnachbehandlungsvorrichtung
- 40
- Einlasskanal
- 42
- Regelventil
- 44
- Motorgehäuseentlüftungsleitung
- 46
- Gehäuse des Verdichters
- 48
- Strömungsraum des Verdichters
- 50
- Diffusorraum
- 52
- Verdichtervolute
- 54
- Verdichterauslass
- 56
- Strömungsführungsvorrichtung
- 58
- Anfangsabschnitt der Strömungsführungsvorrichtung
- 60
- Endabschnitt der Strömungsführungsvorrichtung
- 62
- Längsachse der Strömungsführungsvorrichtung / des Einlasskanals
- 64
- Rotationsachse des Verdichterlaufrads
- 66
- zentraler Strömungsbereich des Einlasskanals
- 68
- peripherer Strömungsbereich des Einlasskanals
- 70
- Verschlussvorrichtung
- 72
- Stützelement
- 74
- Durchgangsöffnung des Stützelements
- 76
- Leitelement
- 78
- Leitfläche eines Leitelements
- 80
- Verschlussblende
- 82
- Durchgangsöffnung der Verschlussblende
- 84
- Verstellhebel der Verschlussblende
- 86
- Verschlussabschnitt der Verschlussblende
- 88
- Haltestrebe der Strömungsführungsvorrichtung
- 90
- Schiebehülse
- 92
- Schraube
- 94
- Langloch der Schiebehülse
- 96
- Führungsöffnung der Schiebehülse
- 98
- Überströmöffnung
- 100
- Anschlussstück der Motorgehäuseentlüftungsleitung
- 102
- in einem Leitelement geführter Endabschnitt der Motorgehäuseentlüftungsleitung
- 104
- Außenfläche eines Leitelements
- 106
- Mündungsöffnung der Motorgehäuseentlüftungsleitung
- 108
- Verschlussabschnitt des Stützelements
- 110
- Verdichtereinlass
