DE102018130898A1

DE102018130898A1 - Aktive Verkleidungsstrukturierung, ausgestattet mit beweglicher Hülse

Info

Publication number: DE102018130898A1
Application number: DE102018130898.1A
Authority: DE
Inventors: David Hanna; Gregory McConville
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2019-06-06
Also published as: CN109869225A; US20190170149A1; US10851794B2

Abstract

Verfahren und Systeme für einen Verdichter werden bereitgestellt, der mit einer beweglichen Hülse und einer aktiven Verkleidungsstrukturierung ausgestattet ist, die separate Luftstromkammern ausbilden. In einem Beispiel beinhaltet ein Verfahren Strömenlassen von Ansaugluft durch eine Verkleidung zu einem Laufrad eines Verdichters und, während erster Bedingungen, Betätigen eines Aktors, um eine bewegliche Hülse, die eine Verkleidung umgibt, von einer ersten Position in eine zweite Position anzupassen, und Strömenlassen von Ansaugluft durch eine zweite Kammer zu dem Laufrad, wobei die bewegliche Hülse sowohl in einer radialen Richtung als auch in einer axialen Richtung über eine einzelne Betätigungsbewegung des Aktors angepasst wird. Auf diese Weise kann Verdichterpumpen abgeschwächt werden, ohne die Verdichtereffizienz bei höheren Luftstromraten zu reduzieren.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Fahrzeugmotors, um Geräusche zu reduzieren, die während eines Pumprückführungsstroms emittiert werden.
Allgemeiner Stand der Technik
Durch das Integrieren eines Turboladers in einen Motor eines Fahrzeugs können die Effizienz und die Leistungsabgabe des Motors verbessert werden. Die erzwungene Ansaugung von zusätzlicher Luft in eine Brennkammer des Motors induziert proportional die Verbrennung von zusätzlichem Kraftstoff, wodurch mehr Leistung erzeugt wird, als vom Lufteinlass bei Umgebungsdruck erhalten worden wäre. Zum Turbolader kann eine abgasbetriebene Turbine gehören, die über eine Antriebswelle mit einem Verdichter gekoppelt ist. Der Verdichter kann fluidisch an einen Luftansaugkrümmer im Motor gekoppelt sein, der mit einer Vielzahl von Motorzylindern verbunden ist und der während der Verbrennung Abgas produziert, das zu einem Turbinenrad geleitet werden kann, welches die Rotation der Turbine und wiederum die Rotation des Verdichters antreibt. Die Verwendung eines Verdichters ermöglicht es, dass ein Motor mit kleinerem Hubraum genau so viel Leistung bereitstellt wie ein Motor mit größerem Hubraum, jedoch mit zusätzlichen Vorteilen bezüglich der Kraftstoffeffizienz.
Allerdings sind Verdichter anfällig für Pumpen und Drosseln. Wenn beispielsweise ein Fahrzeugbediener ein Gaspedal loslässt, nimmt der Luftstrom ab, was zu einem reduzierten Vorwärtsstrom durch den Verdichter bei einem hohen Druckverhältnis (pressure ratio - PR) führt, was möglicherweise zu Verdichterpumpen führt. In einem anderen Beispiel kann Pumpen teilweise durch hohe Level von gekühlter Abgasrückführung (AGR) verursacht werden, was den Verdichterdruck erhöht, während der Massenstrom durch den Verdichter verringert wird. Das Verdichterpumpen kann zu NVH-Problemen, wie etwa unerwünschten Geräuschen aus dem Ansaugsystem des Motors, führen.
Verdichterdrosseln kann bei hohen Strömen auftreten, wenn eine Erhöhung der Verdichterdrehzahl eine verringerte Erhöhung der Strömungsrate ergibt. Wenn der Strom an einem beliebigen Punkt im Verdichter den Drosselzustand erreicht, ist keine weitere Erhöhung der Strömungsrate möglich. Dieser Zustand stellt die maximale Volumenströmungsrate des Verdichters in Abhängigkeit von dem Druckverhältnis dar. Eine Drosselung tritt auf, wenn die Luftstrommasse durch den Verdichter bei einer gegebenen Drehzahl des Verdichters nicht erhöht werden kann. Die Strömungsrate in den Verdichter kann durch die Größe des Verdichtereinlasses begrenzt werden, und wenn der Strom am Einlass Schallgeschwindigkeit erreicht, kann der Strom nicht weiter erhöht werden. Als ein Beispiel kann Drosselung auftreten, wenn ein Fahrzeugbediener das Pedal von einer Teillast- oder Leerlaufbedingung zu einer Hochlastbedingung betätigt, wie etwa, wenn mit einer Last bergauf gefahren wird.
Verschiedene Ansätze wurden entwickelt, um das Problem der Verdichterineffizienz anzugehen, die zu Pumpen führt, einschließlich des Bereitstellens eines Rückführungswegs für den Gasstrom. Ein beispielhafter Ansatz wird von Horner et al. in US 6,648,594 B1 gezeigt. Darin wird ein Verdichtergehäuse offenbart, welches eine aktive Verkleidungsstrukturierung mit einer Vielzahl von Umgehungskanälen ausbildet, die als Abkürzungen für den Luftstrom dienen. Die Kanäle sind fluidisch mit einer Luftansauggalerie verbunden, die vom Hauptlufteinlass des Verdichters durch das Verdichtergehäuse getrennt ist. Ein Luftstrom durch die Kanäle wird durch eine verschiebbare oder drehbare Hülse gesteuert. Um Verdichterpumpen zu reduzieren, kann die Hülse angepasst werden, um einen Schlitz zu öffnen, der Rückführung durch die Luftansauggalerie gestattet, um Luft vom Verdichterrad zum Verdichtereinlass strömen zu lassen. Bei hohen Motordrehzahlen kann zusätzliche Luft durch die Luftansauggalerie in den Verdichter eintreten, um das Verdichterrad zu erreichen, wodurch eine Motordrosselung verhindert wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel können unerwünschte Geräusche, die aus Schwankungen des Luftstroms entstehen, während leichter Motorlasten in der Nähe der Pumpgrenze auftreten. Die Geräusche können durch das Bereitstellen eines Rückführungswegs in der aktiven Verkleidungsstrukturierung unterdrückt werden, der mit Dämpfungselementen, wie zum Beispiel Deflektoren oder Umlenkblechen, ausgestattet ist. Die Integration derartiger Strukturen in den Rückführungsweg behindert jedoch den Luftstrom während hoher Motorbetriebslasten in der Nähe oder in einer Drosselregion des Verdichterbetriebs. Ein Luftstrom mit hohem Volumen durch den Strömungsweg in einer entgegengesetzten Richtung vom Pumprückführungsstrom ist wünschenswert für das Verhindern einer Turboladerdrosselung, aber die Gegenwart von geräuschunterdrückenden Elementen kann den Strom so begrenzen, dass die Reaktion der aktiven Verkleidungsstrukturierung zum Vermeiden von Bedingungen, die zu einer Verdichterdrosselung führen, weniger effizient ist.
Ein weiteres mögliches Problem mit einer wie vorstehend beschriebenen aktiven Verkleidungsstrukturierung entsteht aus Fällen, bei welchen die bewegliche Hülse festsitzen kann. Im Verlauf der Zeit können Feinstaub und andere Stoffe in den Raum zwischen der beweglichen Hülse und der Verdichterverkleidung eindringen, was zur Bindung der Hülse an die Verkleidung und zu einer Behinderung des Betriebs der Hülse führt. Dies kann instabilen Betrieb des Verdichters führen und in Abhängigkeit von der Position, in welcher die Hülse unbeweglich wird, kann sich die Wahrscheinlichkeit für Turboladerpumpen oder -drosselung erhöhen.
Kurzdarstellung
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren angegangen werden, beinhaltend Strömenlassen von Ansaugluft durch eine Verkleidung zu einem Laufrad eines Verdichters. Während erster Bedingungen wird ein Aktor betätigt, um eine bewegliche Hülse, die eine Verkleidung umgibt, von einer ersten Position in eine zweite Position anzupassen und Ansaugluft durch eine zweite Kammer zu dem Laufrad strömen zu lassen, wobei die bewegliche Hülse sowohl in einer radialen Richtung als auch in einer axialen Richtung über eine einzelne Betätigungsbewegung des Aktors angepasst wird. Auf diese Weise können Geräusche, die während niedriger Motordrehzahlen und leichter Motorlasten produziert werden, minimiert werden, ohne den Strom mit hohem Volumen während hoher Motorlasten nachteilig zu beeinflussen.
Als ein Beispiel ist eine aktive Verkleidungsstrukturierung für einen Verdichtereinlass mit einer beweglichen Hülse konfiguriert. Durch das axiale Verschieben der Hülse entlang der Verdichterverkleidung, in welcher die aktive Verkleidungsstrukturierung angeordnet ist, kann die Hülse zwischen dem Öffnen einer Entlüftungsöffnung während des Schließens einer Einspritzöffnung der aktiven Verkleidungsstrukturierung oder dem Schließen der Entlüftungsöffnung während des Öffnens der Einspritzöffnung alternieren. Die Entlüftungsöffnung beinhaltet eine Öffnung zu einer ersten Kammer, die zwischen der Verdichterverkleidung und der beweglichen Hülse angeordnet ist, während die Einspritzöffnung eine Öffnung zu einer zweiten Kammer beinhaltet, die zwischen der beweglichen Hülse und dem Verdichtergehäuse angeordnet ist. Die Entlüftungsöffnung koppelt die erste Kammer fluidisch an einen Innendurchlass des Luftstroms durch den Verdichtereinlass. Auf ähnliche Weise koppelt die Einspritzöffnung die zweite Kammer fluidisch an den Innendurchlass des Verdichtereinlasses. Die erste Kammer kann Geräuschdeflektoren oder -umlenkbleche beinhalten, um Geräusche aufgrund eines Pumpstroms abzuschwächen, während derartige Strukturen in der zweiten Kammer nicht vorhanden sein können.
Die Bewegung der Hülse wird durch einen Betätigungsmechanismus gesteuert, welcher die Hülse axial verschiebt, um den Strom zwischen der Entlüftungsöffnung und der Einspritzöffnung anzupassen. Der Mechanismus kann die Hülse ebenfalls drehend bewegen, um die Bindung der Hülse an die Verdichterverkleidung zu verhindern. Der Betätigungsmechanismus kann mit einer Verknüpfung konfiguriert sein, welche es ermöglicht, dass der Elektromotor des Betätigungsmechanismus außerhalb des Verdichtergehäuses positioniert ist, während die Bewegung der beweglichen Hülse dennoch ermöglicht wird. Die Bewegung der Verknüpfung, wie durch den Elektromotor gesteuert, wird in die Anpassung der beweglichen Hülse in Bezug auf die Positionen der Entlüftungsöffnung und der Einspritzöffnung übersetzt.
Auf diese Weise können durch das Bereitstellen separater Zirkulationswege für den Verdichterbetrieb außerhalb der Pump- und Drosselgrenzen unerwünschte Geräusche während leichter Motorbetriebe effektiv gedämpft werden, ohne die Verdichtereffizienz während Motorbetrieben am höheren Ende zu senken. Das Haften der Hülse an der Verdichterverkleidung wird durch das Minimieren der Verbindungskontaktfläche mit derjenigen, die durch 3 oder mehr Rippen ausgebildet wird, die umlaufend um die Verkleidung beabstandet sind, und der kontinuierlichen Fläche am Ende, welche die Öffnungen abdeckt, verhindert. Die axiale Kontaktlänge der Rippen stellt Stabilität bereit, um eine Falschausrichtung der Hülse an der Verkleidung und das Verbinden zu verhindern. Der relativ kleine Kontaktbereich verhindert die Ansammlung von Stoffen zwischen der Hülse und der Verkleidung. Der technische Effekt des Konfigurierens einer aktiven Verkleidungsstrukturierung mit separaten Pump- und Drosselzirkulationswegen besteht darin, dass die Erweiterung von Pump- und Drosselgrenzen beinhalten wird, während zusätzliche Merkmale der aktiven Verkleidungsstrukturierung enthalten sind, wie zum Beispiel Geräuschunterdrückung.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt ein beispielhaftes Motorsystem für ein Fahrzeug.
2A zeigt eine ausgeschnittene Ansicht eines Verdichtereinlasses mit einer aktiven Verkleidungsstrukturierung und einer beweglichen Hülse mit einer Entlüftungsöffnung, die zum Strom hin offen ist.
2B zeigt eine ausgeschnittene Ansicht eines Verdichtereinlasses mit einer aktiven Verkleidungsstrukturierung und einer beweglichen Hülse mit einer Einspritzöffnung, die zum Strom hin offen ist.
3 zeigt eine isometrische perspektivische Ansicht eines Verdichtereinlasses mit einer beweglichen Hülse, die mit einem Drehaktor verbunden ist.
4A zeigt eine Seitenansicht einer beweglichen Hülse, die mit einer Verknüpfung eines Drehaktors verbunden ist, in einer ersten Position.
4B zeigt eine Seitenansicht einer beweglichen Hülse, die mit einer Verknüpfung eines Drehaktors verbunden ist, in einer zweiten Position.
5 zeigt eine Vorderansicht eines Verdichtereinlasses mit einer beweglichen Hülse, die mit einer ersten Abzweigung einer Verknüpfung eines Drehaktors verbunden ist.
6A zeigt eine schematische Veranschaulichung einer beweglichen Hülse, die über eine Verknüpfung mit einem Drehaktor verbunden ist, in einer ersten Position.
6B zeigt eine schematische Veranschaulichung einer beweglichen Hülse, die über eine Verknüpfung mit einem Drehaktor verbunden ist, in einer zweiten Position.
7A zeigt eine schematische Veranschaulichung einer beweglichen Hülse, die über eine Verknüpfung mit einem Linearaktor verbunden ist, in einer ersten Position.
7B zeigt eine schematische Veranschaulichung einer beweglichen Hülse, die über eine Verknüpfung mit einem Linearaktor verbunden ist, in einer zweiten Position.
8 stellt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens für den Betrieb einer aktiven Verkleidungsstrukturierung, die an eine bewegliche Hülse gekoppelt ist, dar.
9 zeigt ein beispielhaftes Verdichterkennfeld.

Die 2-4B sind ungefähr maßstabsgetreu gezeigt.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern des Betriebs einer aktiven Verkleidungsstrukturierung eines Turboladerverdichters, um das Auftreten von Pumpen und Drosseln zu reduzieren. Eine nicht einschränkende Ausführungsform eines Hybridfahrzeugsystems, das einen per Turbolader aufgeladenen Motor beinhaltet, ist in 1 gezeigt. Der per Turbolader aufgeladene Motor kann einen über eine Abgasturbine angetriebenen Verdichter nutzen, der in einem Ansaugkanal des Motors positioniert sein kann. Der Verdichter kann ein Außengehäuse mit einer Einlassleitung (z. B. Ansaugkanal) beinhalten, die eine Verkleidung und ein Laufrad (z. B. Verdichterrad) umschließt, das bei einem stromabwärtigen Ende der Verkleidung angeordnet ist, wie in den 2A-2B gezeigt. Das Laufrad kann einen oder mehrere Flügel beinhalten und ist um eine Mittelachse des Verdichters drehbar. Der Verdichter kann mit einer aktiven Verkleidungsstrukturierung ausgestattet sein, welche eine Vielzahl von Öffnungen beinhaltet, die in einer Wand der Verkleidung angeordnet sind und alternative Wege für die Luftzirkulation bereitstellen, um Verdichterpumpen und -drossel zu vermeiden. Eine bewegliche Hülse, die für das axiale Verschieben konfiguriert ist, um sich an jeder der Vielzahl von Öffnungen auszurichten, kann die Verkleidung, die in der Einlassleitung angeordnet ist, umlaufend umgeben. Eine erste Kammer, die an eine Entlüftungsöffnung der aktiven Verkleidungsstrukturierung gekoppelt ist, ist zwischen einer Innenfläche der beweglichen Hülse und einer Außenfläche der Verdichterverkleidung angeordnet und kann einen ersten Zirkulationsweg für Luftrückführung während leichter Motorlasten darstellen. Eine zweite Kammer, die an eine Einspritzöffnung der aktiven Verkleidungsstrukturierung gekoppelt ist, kann zwischen einer Außenfläche der beweglichen Hülse und einer Innenfläche des Verdichtergehäuses ausgebildet werden und als ein zweiter Zirkulationsweg für die Einspritzung von Luft in ein Auslassende des Verdichters während hoher Motorlasten dienen. Die Verschiebung der beweglichen Hülse kann durch einen in 3 gezeigten Betätigungsmechanismus gesteuert werden, der ein Verbindungselement oder eine Verknüpfung beinhaltet, welche eine axiale und drehende Bewegung der beweglichen Hülse antreibt. Das Schwenken der Verknüpfung, das in die axiale und drehende Verschiebung der beweglichen Hülse übersetzt wird, ist in den 4A und 4B dargestellt. Die Befestigung der Verknüpfung, relativ zu einer Mittelachse des Verdichters, an einer Außenfläche der beweglichen Hülse ist in 5 in einer Vorderansicht gezeigt. Die Anpassung der beweglichen Hülse, wie durch einen Drehaktor durchgeführt, zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position ist in den 6A-6B gezeigt. Ein Linearaktor kann die bewegliche Hülse auf ähnliche Weise zwischen der ersten und zweiten Position verschieben, wie in den 7A-7B gezeigt. Wie in 8 gezeigt, kann das Positionieren der beweglichen Hülse in Bezug auf die Vielzahl von Öffnungen auf der Grundlage von Verdichterpump- und drosselzuständen gesteuert werden, zum Beispiel gemäß dem in 9 gezeigten Verdichterkennfeld. Auf diese Weise kann eine aktive Verkleidungsstrukturierung, die mit einer beweglichen Hülse ausgestattet ist, zum Reduzieren unerwünschter Geräusche während leichter Motorlasten zusätzlich zum Umgehen von Motorpumpen und -drosseln verwendet werden.
In den gesamten folgenden detaillierten Beschreibungen wird auf Verdichterbetriebsgrenzen Bezug genommen und sie können in Zusammenhang mit einem Verdichterkennfeld, das in 9 veranschaulicht ist, dargelegt werden, welches die Strömungsrate durch den Verdichter in Abhängigkeit von einem Druckverhältnis im Verdichter zeigt. Eine Pumpgrenze beschriebt einen Untergrenzenluftstrom für den Verdichterbetrieb, während eine Drosselgrenze einen Obergrenzenluftstrom definiert. Zum Beispiel stellt die gestrichelte Linie 902 einen Untergrenzenrand dar, bei dem es sich um die Pumpgrenze handelt, und ein Obergrenzenrand, angegeben durch die gestrichelte Linie 904 stellt die Drosselgrenze dar. Verdichterpumpen kann während Zuständen mit niedriger Verdichterströmung auftreten, wie zum Beispiel schnelle Motorentlastungsereignisse, bei welchen sich die Turbine weiterhin bei einer relativ hohen Drehzahl dreht, wodurch die Luft stromabwärts des Verdichters unter Druck gesetzt wird. Dies führt zu einer Hochdruckzone beim Auslass des Verdichters, die eine Umkehr der Luftstromrichtung antriebt, die eine Verschlechterung des Turboladers hervorrufen kann. Die Verdichterbetriebseffizienz - wie durch die gekrümmten Linien dargestellt, die mit Prozentsätzen markiert sind - wird reduziert, wenn sich der Betriebspunkt der Pumpgrenze nähert. Der Betrieb in der Region links der gestrichelten Linie 902 kann (z. B. mit relativ geringem Verdichtermassenstrom und mittlerem bis hohem Druckverhältnis) zu Verdichterpumpen und sogar niedrigerer Effizienz führen. Das Bewegen der Pumplinie nach links kann die Verdichterbetriebseffizienz eines gegebenen Betriebspunkts erhöhen.
Der Betrieb über den Obergrenzenrand des Verdichterdruckverhältnisses relativ zum Massenstrom hinaus (z. B. in einer Region rechts der gestrichelten Linie 904, definiert durch einen relativ hohen Verdichtermassenstrom und ein relativ niedriges Druckverhältnis) führt zu Turboladerdrosselung. Drosselung kann während vorübergehender Überdrehzahlereignisse auftreten, wo zum Beispiel eine Erhöhung der Motorlast den Turbolader dahingehend unterwirft, über die Toleranz des Turboladers hinaus zu strömen. Die Drehzahl der Turbine, die den Verdichter antreibt, kann höher als die maximale Nenndrehzahl des Turbos sein. Wiederholte Fälle der Turboladerdrosselung können ebenfalls eine Verschlechterung des Turboladers hervorrufen und/oder das Motordrehmoment einschränken.
Nun wird auf 1 Bezug genommen, in welche ein Beispiel für einen Zylinder 14 eines Verbrennungsmotors 10 veranschaulicht ist, der in einem Fahrzeug 5 enthalten sein kann. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und durch Eingaben von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hier auch „Brennkammer“) 14 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 beinhalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann so an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebe 54 an mindestens ein Antriebsrad 55 des Personenkraftwagens gekoppelt sein, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Außerdem kann ein Anlasser (nicht gezeigt) über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
In einigen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug 5 um ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen handeln, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 55 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen handelt es sich beim Fahrzeug 5 um ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 den Motor 10 und eine elektrische Maschine 52. Bei der elektrischen Maschine 52 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 140 des Motors 10 und die elektrische Maschine 52 sind über das Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 55 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingekuppelt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 140 und der elektrischen Maschine 52 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 56 zwischen der elektrischen Maschine 52 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung einzukuppeln oder auszukuppeln, um so die Kurbelwelle 140 mit bzw. von der elektrischen Maschine 52 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 52 mit bzw. von dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Das Getriebe 54 kann ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart sein. Der Antriebsstrang kann verschiedenartig ausgelegt sein, einschließlich als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 52 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 55 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 52 kann auch als Generator betrieben werden, um beispielsweise während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
Der Zylinder 14 des Motors 10 kann über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 Ansaugluft aufnehmen. Der Ansaugluftkanal 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Aufladevorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Beispielsweise zeigt 1 den Motor 10 mit einem Turbolader konfiguriert, der einen zwischen den Ansaugkanälen 142 und 144 angeordneten Verdichter 174 und eine entlang eines Abgaskanals 148 angeordnete Abgasturbine 176 beinhaltet. Der Verdichter 174 kann zumindest teilweise über eine Welle 180 durch die Abgasturbine 176 angetrieben werden, wenn die Aufladevorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie etwa, wenn der Motor 10 mit einem Kompressor bereitgestellt ist, kann der Verdichter 174 durch mechanische Eingaben von einem Elektromotor oder dem Motor angetrieben werden und die Abgasturbine 176 kann optional weggelassen werden.
Eine Drossel 162, einschließlich einer Drosselklappe 164, kann in den Motoransaugkanälen bereitgestellt sein, um die Strömungsrate und/oder den Druck der Ansaugluft, die den Motorzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Die Drossel 162 kann beispielsweise stromabwärts des Verdichters 174 positioniert sein, wie in 1 gezeigt, oder sie kann alternativ stromaufwärts des Verdichters 174 bereitgestellt sein.
Der Abgaskanal 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 14 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Ein Abgassensor 128 ist so gezeigt, dass er stromaufwärts einer Emissionssteuervorrichtung 178 an den Abgaskanal 148 gekoppelt ist. Der Abgassensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (air/fuel ratio AFR) des Abgases ausgewählt sein, wie beispielsweise einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor - Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie abgebildet), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 178 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator, eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Zum Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die in einer oberen Region des Zylinders 14 angeordnet sind, beinhaltet. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 14, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile beinhalten, die in einer oberen Region des Zylinders angeordnet sind. Das Einlassventil 150 kann über einen Aktor 152 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 über einen Aktor 154 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Die Positionen des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 können durch jeweilige Ventilpositionssensoren (nicht gezeigt) bestimmt werden.
Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen des Einlass- bzw. Auslassventils zu steuern. Die Ventilaktoren können einer Art mit elektrischer Ventilbetätigung, einer Art mit Nockenbetätigung oder einer Kombination daraus angehören. Die Ansteuerung des Einlass- und Auslassventils kann gleichzeitig gesteuert werden oder es kann eine beliebige von einer Möglichkeit zur variablen Einlassnockenansteuerung, zur variablen Auslassnockenansteuerung, zur dualen unabhängigen variablen Nockenansteuerung oder zur festen Nockenansteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken beinhalten und eines oder mehrere aus Systemen zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), variablen Nockenansteuerung (variable cam timing - VCT), variablen Ventilansteuerung (variable valve timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - WL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, zum Variieren des Ventilbetriebs verwenden. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung, einschließlich CPS und/oder VCT, gesteuertes Auslassventil beinhalten. In anderen Beispielen können das Einlass- und Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktor (oder ein gemeinsames Betätigungssystem) oder einen Aktor (oder ein Betätigungssystem) zur variablen Ventilansteuerung gesteuert werden.
Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, bei dem es sich um ein Verhältnis von Volumina handelt, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt (UT) oder oberen Totpunkt (OT) befindet. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis in dem Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein. Hierzu kann es zum Beispiel kommen, wenn Kraftstoffe mit einer höheren Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Wenn eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund von deren Auswirkung auf das Motorklopfen ebenfalls erhöht sein.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung beinhalten. Unter ausgewählten Betriebsmodi kann ein Zündsystem 190 der Brennkammer 14 als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 über eine Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. Ein Zeitpunkt des Signals SA kann auf Grundlage der Motorbetriebsbedingungen und des Fahrerdrehmomentbedarfs eingestellt werden. Zum Beispiel kann Zündung bei einem Zeitpunkt mit maximalem Bremsmoment (maximum brake torque - MBT) bereitgestellt werden, um die Leistung und den Wirkungsgrad des Motors zu maximieren. Die Steuerung 12 kann Motorbetriebsbedingungen, einschließlich Motordrehzahl, Motorlast und Abgas-AFR, in eine Lookup-Tabelle eingeben und den entsprechenden MBT-Zeitpunkt für die eingegebenen Motorbetriebsbedingungen ausgeben. In anderen Beispielen kann der Motor die Ladung durch Verdichtung zünden, wie in einem Dieselmotor.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzvorrichtungen konfiguriert sein, um diesem Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 beinhaltet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 kann dazu konfiguriert sein, aus einem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff zuzuführen. Das Kraftstoffsystem 8 kann einen/eine oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffleitungen beinhalten. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 ist so gezeigt, dass sie direkt an den Zylinder 14 gekoppelt ist, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt in diesen einzuspritzen. Auf diese Art und Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 sogenannte Direkteinspritzung (im Folgenden auch als „DI“ (direct injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 14 bereit. Während die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 in 1 auf einer Seite des Zylinders 14 positioniert gezeigt ist, kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa nahe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann die Mischung und Verbrennung verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine niedrigere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um die Mischung zu verbessern. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Außerdem kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 ist so gezeigt, dass sie im Ansaugkanal 146 und nicht im Zylinder 14 angeordnet ist, in einer Konfiguration, die eine sogenannte Saugrohrkraftstoffeinspritzung (im Folgenden als PFI (port fuel injection) bezeichnet) in das Ansaugrohr stromaufwärts des Zylinders 14 bereitstellt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170 kann aus dem Kraftstoffsystem 8 aufgenommenen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 171 empfangen wird, einspritzen. Es ist anzumerken, dass ein einzelner Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder, wie abgebildet, mehrere Treiber, beispielsweise der Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 166 und der Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 170, verwendet werden können.
In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 konfiguriert sein. In noch einem anderen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 als Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff stromaufwärts des Einlassventils 150 konfiguriert sein. In noch anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als Kraftstoffgemisch aus den Kraftstoffsystemen aufzunehmen, und die außerdem dazu konfiguriert ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder als eine Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung direkt in den Zylinder oder als eine Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung stromaufwärts der Einlassventile einzuspritzen.
Kraftstoff kann dem Zylinder während eines einzelnen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzvorrichtungen zugeführt werden. Beispielsweise kann jede Einspritzvorrichtung einen Teil einer Kraftstoffgesamteinspritzung zuführen, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird. Außerdem können die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der von jeder Einspritzvorrichtung zugeführt wird, bei Betriebsbedingungen, wie etwa Motorlast, Klopfen und Abgastemperatur, wie hier nachstehend beschrieben, variieren. Der in das Ansaugrohr eingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit offenem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. im Wesentlichen vor dem Ansaugtakt) sowie während eines Betriebs bei sowohl offenem als auch geschlossenem Einlassventil zugeführt werden. Gleichermaßen kann direkt eingespritzter Kraftstoff beispielsweise während eines Ansaugtakts sowie teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßtakts, während des Ansaugtakts und teilweise während des Verdichtungstakts zugeführt werden. Demnach kann selbst bei einem einzelnen Verbrennungsereignis eingespritzter Kraftstoff zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus der Saugrohr- und Direkteinspritzvorrichtung eingespritzt werden. Darüber hinaus können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Takt durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, des Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Diese beinhalten Unterschiede in Bezug auf die Größe; beispielsweise kann eine Einspritzvorrichtung eine größere Einspritzöffnung als die andere aufweisen. Andere Unterschiede beinhalten unter anderem unterschiedliche Spritzwinkel, unterschiedliche Betriebstemperaturen, unterschiedliche Zielausrichtungen, unterschiedliche Einspritzzeitpunkte, unterschiedliche Spritzeigenschaften, unterschiedliche Positionen usw. Darüber hinaus können in Abhängigkeit von dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Einspritzvorrichtungen 170 und 166 unterschiedliche Wirkungen erzielt werden.
Kraftstofftanks in dem Kraftstoffsystem 8 können Kraftstoffe unterschiedlicher Kraftstoffarten enthalten, wie etwa Kraftstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten und unterschiedlichen Kraftstoffzusammensetzungen. Die Unterschiede können unterschiedliche Alkoholgehalte, unterschiedliche Wassergehalte, unterschiedliche Oktanzahlen, unterschiedliche Verdampfungswärmen, unterschiedliche Kraftstoffgemische und/oder Kombinationen davon usw. beinhalten. Ein Beispiel für Kraftstoffe mit unterschiedlichen Verdampfungswärmen könnte Benzin als erste Kraftstoffart mit einer niedrigeren Verdampfungswärme und Ethanol als zweite Kraftstoffart mit einer größeren Verdampfungswärme beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der Motor Benzin als erste Kraftstoffart und ein alkoholhaltiges Kraftstoffgemisch, wie etwa E85 (das ungefähr zu 85 % aus Ethanol und zu 15 % aus Benzin besteht) oder M85 (das ungefähr zu 85 % aus Methanol und zu 15 % aus Benzin besteht), als zweite Kraftstoffart verwenden. Weitere mögliche Stoffe beinhalten Wasser, Methanol, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser, ein Gemisch aus Wasser und Methanol, ein Gemisch aus Alkoholen usw.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme (z. B. ausführbare Anweisungen) und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als nichtflüchtiger Festwertspeicherchip 110 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 112, Keep-Alive-Speicher 114 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich bereits erörterter Signale, und zusätzlich einschließlich einer Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (mass air flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 122; einer Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 116, der an eine Kühlhülse 118 gekoppelt ist; einer Abgastemperatur von einem Temperatursensor 158, der an den Abgaskanal 148 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselposition (throttle position - TP) von einem Drosselpositionssensor; eines EGO-Signals von einem Abgassensor 128, das durch die Steuerung 12 zum Bestimmen des AFR des Abgases verwendet werden kann, und eines Absolutkrümmerdrucksignals (absolute manifold pressure-MAP) von einem MAP-Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 anhand des Signals PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von dem MAP-Sensor 124 kann dazu verwendet werden, eine Angabe von Unterdruck oder Druck im Ansaugkrümmer bereitzustellen. Die Steuerung 12 kann eine Motortemperatur auf Grundlage der Motorkühlmitteltemperatur ableiten und eine Temperatur des Katalysators 178 auf Grundlage des von dem Temperatursensor 158 empfangenen Signals ableiten.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Beispielsweise kann die Motorsteuerung bei Empfang von Signalen von verschiedenen Sensoren Steuersignale an einen Aktor senden, um die Position einer beweglichen Hülse relativ zu einer aktiven Verkleidungsstrukturierung zu verschieben. Das Signal kann einen Aktor der beweglichen Hülse, die entlang einer Einlassleitung des Verdichters 174 angeordnet ist, anweisen, eine Vielzahl von Öffnungen, die in der aktiven Verkleidungsstrukturierung angeordnet sind, zu öffnen oder zu schließen (wie nachstehend in Bezug auf 8 ausführlicher erläutert), und zwar als Reaktion auf eine aktuelle Motordrehzahl und Motorlast relativ zu einem Pumpschwellenwert und/oder Drosselschwellenwert des Verdichters.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. beinhalten. Es versteht sich, dass der Motor 10 eine beliebige geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 1 unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben und dargestellt sind.
Die Leistungsfähigkeit eines Motors kann mit der Effizienz eines Verdichters verknüpft sein, unter Bezugnahme auf den Motor 10 und den Verdichter 174 aus 1. Die Fähigkeit des Verdichters, zwischen einem Pumpschwellenwert und einem Drosselschwellenwert betrieben zu werden, kann die Stabilität des Motors während niedriger Drehzahlen sowie die Leistungsausgabe, abgeleitet von der Verbrennung aufgeladener Luft, beeinflussen. Daher kann eine aktive Verkleidungsstrukturierung, die im Detail in den 2A-2B veranschaulicht ist, einen Druckaufbau beim Auslass des Verdichters während niedriger Motordrehzahlen und eines leichten Betriebs durch das Zurückführen von Luft zu der Einlassleitung abschwächen. Während schwererer Lasten und höheren Motordrehzahlen kann die aktive Verkleidungsstrukturierung einen zusätzlichen Kanal für einen Luftstrom zum Verdichter vorbei an der Vorderkante des Verdichterrads bereitstellen.
Eine erste Ansicht 200 eines Verdichters 202 ist in 2A gezeigt und eine zweite Ansicht 201 des Verdichters 202 ist in 2B gezeigt. Der Verdichter 202 ist ein nicht einschränkendes Beispiel für den Verdichter 174 aus 1. Der Verdichter 202 beinhaltet eine Mittelachse 208, um welche ein Laufrad 203 rotiert werden kann. Die Mittelachse 208 kann ebenfalls eine Mittelachse einer Einlassleitung 210 des Verdichters 202 sein, definiert durch ein Gehäuse 238 des Verdichters. Ein Luftstrom (z. B. Luftstrom von einem Ansaugkanal, wie zum Beispiel dem Ansaugkanal 142 aus 1) in den Verdichter 202 über die Einlassleitung 210 ist durch den Pfeil 212 angegeben, bei dem es sich ebenfalls um einen Verweis bezüglich der Positionierung der Elemente relativ zueinander handeln kann. Ein Element im Weg des Luftstroms relativ zu einem Referenzpunkt wird als stromabwärts von diesem Referenzpunkt betrachtet und ein Element vor dem Referenzpunkt im Weg des Luftstroms wird als stromaufwärts von diesem Referenzpunkt betrachtet. Zum Beispiel befindet sich die Einlassleitung 210 stromaufwärts vom Laufrad 203 und befindet sich das Laufrad 203 stromabwärts von der Einlassleitung 210.
Das Laufrad 203 kann eine Vielzahl von Laufradflügeln 216 aufweisen kann mit einer Turbine, wie zum Beispiel der Turbine 176 aus 1, über eine Welle 218 verbunden sein, welche die Rotation des Laufrads 203 antreibt. Ein Auslassende des Verdichters 202 kann als Elemente des Verdichters 202 definiert sein, die stromabwärts einer Vorderkante 232 des Laufrads 203 positioniert sind. Luft, die durch die Rotation des Laufrads 203 in den Verdichter 202 gezogen wird, wird durch einen Diffusor 220 beschleunigt und in einer Spirale 222 gesammelt. Eine Verlangsamung des Gasstroms in der Spirale 222 kann eine Erhöhung des Drucks in der Spirale 222 hervorrufen, was zu einem Gasstrom zum Ansaugkrümmer führt.
Der Verdichter 202 kann eine aktive Verkleidungsstrukturierung 204 eine bewegliche Hülse 206 beinhalten. Die aktive Verkleidungsstrukturierung 204 kann eine Verkleidung 205 aufweisen, die einen Abschnitt des Laufrads 203 stromaufwärts der Vorderkante 232 umgibt, und ein Innenkanal 214 ist innerhalb eines Hohlraums der Verkleidung 205 ausgebildet. Luft, die in die Einlassleitung 210 strömt, verläuft durch den Innenkanal 214 der Verkleidung 205, die innerhalb der Einlassleitung 210 positioniert ist und um eine Mittelachse 208 zentriert ist, in Richtung eines stromabwärtigen Endes des Innenkanals 214, wo das Laufrad 203 positioniert ist.
Die aktive Verkleidungsstrukturierung 204 kann eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, einschließlich einer Entlüftungsöffnung 228 und einer Einspritzöffnung 230, die stromabwärts der Entlüftungsöffnung 228 positioniert ist, die Kanäle durch die Verkleidung 205 definieren. Die Verkleidung 205 kann eine im Wesentlichen zylindrische Struktur mit Öffnungen bei einem ersten Ende 224 und einem zweiten Ende 226 sein. Die Entlüftungsöffnung 228 und die Einspritzöffnung 230 sind beide bei dem zweiten Ende 226 der aktiven Verkleidungsstrukturierung 204 angeordnet. Die Entlüftungsöffnung 228 und die Einspritzöffnung 230 sind möglicherweise nicht kontinuierlich um den Umfang der Verkleidung, können aber durch eine oder mehrere Rippen 246 unterbrochen sein, welche die Verkleidung stromaufwärts des zweiten Endes 226 mit dem Auslassende des Verdichtergehäuses verbinden. Daher kann jede der Entlüftungsöffnung 228 und der Einspritzöffnung 230 eine Vielzahl von Öffnungen beinhalten, die um den Umfang der Verkleidung 205 angeordnet sind.
Eine Breite der Einspritzöffnung 230, gemessen entlang der Mittelachse 208, kann größer als eine Breite der Entlüftungsöffnung 228 sein. Die Entlüftungsöffnung 228 und die Einspritzöffnung 230 sind stromabwärts der Vorderkante 232 des Laufrads 203 angeordnet und jede Öffnung koppelt den Innenkanal 214 der Verkleidung 205 fluidisch mit einer von zwei Kammern, die außerhalb der Verkleidung 205 positioniert sind. Insbesondere koppelt die Entlüftungsöffnung 228 den Innenkanal 214 fluidisch an eine erste Kammer 234, die zwischen einer Außenfläche der Verkleidung 205 und einer Innenfläche der beweglichen Hülse 206 ausgebildet ist. Die Einspritzöffnung 230 koppelt den Innenkanal 214 fluidisch an eine zweite Kammer 236, die zwischen einer Außenfläche der beweglichen Hülse 206 und einer Innenfläche des Verdichtergehäuses 238 positioniert ist.
Wie nachfolgend erörtert, kann die aktive Verkleidungsstrukturierung 204 bei Bedingungen, bei denen ein Verdichterpumpen auftreten kann, wie etwa bei Bedingungen eines niedrigen Massenstroms, ermöglichen, dass Gas von dem zweiten Ende 226 des Innenkanals 214 durch die Entlüftungsöffnung 228 in die erste Kammer 234 strömt. Das Gas schreitet von der ersten Kammer 234 in das erste Ende 224 des Innenkanals 214 voran. Somit, wenn die Entlüftungsöffnung offen ist, kann der Gasstrom, welcher auf die Vorderkante 232 des Laufrads 203 trifft, größer sein als der Gasstrom durch den Innenkanal 214 zur Vorderkante 232 ohne zusätzlichen Luftstrom durch die Entlüftungsöffnung 228 (z. B., wenn die Entlüftungsöffnung blockiert ist). Der zusätzliche Rückführungsgasstrom kann ermöglichen, dass der Turboladerverdichter mit einem niedrigeren Luftstrom durch die Ansaugleitung 210 betrieben wird, bevor es zu einem Pumpen kommt.
Die erste Kammer 234 kann Geräuschablenkungselemente umfassen, wie zum Beispiel eine Reihe von Vorsprüngen, die sich radial von einer Außenfläche der Verkleidung 205 in die erste Kammer 234 erstrecken. Alternativ können Geräusche, die während des Rückführungsstroms erzeugt werden, durch einen einzelnen Geräuschdeflektor gedämpft werden, der an der Außenfläche der Verkleidung 205 befestigt ist und sich in den Weg des Luftstroms krümmt. In anderen Beispielen können die Geräusche, die durch den Strom durch die erste Kammer 234 entstehen, durch das Konfigurieren der ersten Kammer 234 mit Strukturen reduziert werden, die ein Volumen der ersten Kammer 234 oder eine Geschwindigkeit des Luftstroms dadurch modifizieren.
Bei Bedingungen, wenn eine Verdichterdrosselung auftreten kann, wie zum Beispiel bei Bedingungen mit hohem Massenstrom, kann die aktive Verkleidungsstrukturierung 204 ermöglichen, dass Gas in dieselbe Richtung strömt wie der Strom durch den Innenkanal 214, aber durch einen alternativen Weg über eine zweite Kammer 236 und die Einspritzöffnung 230, um das Laufrad 203 zu erreichen. Während Bedingungen mit hohem Massenstrom kann eine Niederdruckzone im Innenkanal 214 stromabwärts der Vorderkante des Laufrads 203 neben der Einspritzöffnung 230 vorhanden sein. Die Niederdruckzone kann einen Gasstrom von der Einlassleitung 210 durch die zweite Kammer 236 und dann zum Laufrad 203 über die Einspritzöffnung 230 induzieren. Der Weg durch die zweite Kammer 236 kann ermöglichen, dass der Gasstrom durch den Verdichter 202 bei Bedingungen mit hohem Massenstrom verglichen mit einem Verdichter ohne Einspritzöffnung 230 erhöht wird. Auf diese Weise kann der zusätzliche Gasstrom ermöglichen, dass mehr Gas an den Verdichter 202 abgegeben wird, bevor eine Verdichterdrosselung auftritt, und/oder kann einen gedrosselten Strom abschwächen.
Die bewegliche Hülse 206 kann dazu ausgelegt sein, um die Verkleidung 205 umlaufend zu umgeben, und trennt die erste Kammer 234 von der zweiten Kammer 236. Die bewegliche Hülse 206 ist eine zylindrische Struktur mit einem ersten Ende 240 und einem zweiten Ende 242, die sich beide nach innen in Richtung der Mittelachse 208 krümmen, sodass ein Mittelabschnitt 244 der beweglichen Hülse 206 von der Außenfläche der Verkleidung 205 beabstandet ist. Die Innenfläche der beweglichen Hülse 206 kann ebenfalls Rippen 246 beinhalten, die entlang des Mittelabschnitts 244 angeordnet sind, der in die erste Kammer 234 hineinragt. Die Rippen können die Verkleidung 205 berühren, um die Ausrichtung der Hülse 206 konzentrisch mit der Verkleidung 205 beizubehalten.
Die erste Kammer 234 ist aus dem Raum zwischen der beweglichen Hülse 206 und der Verkleidung 205 ausgebildet und kann kleiner als die zweite Kammer 236 sein. Insbesondere können das Innenvolumen der ersten Kammer 234, welches durch die Anordnung der Rippen 246 darin weiter reduziert wird, sowie die Länge, der Durchmesser und der Umfang der ersten Kammer 234 jeweils kleiner als diejenigen der zweiten Kammer 236 sein. Das Innenvolumen der ersten Kammer 234 kann ebenfalls kleiner sein als das Innenvolumen der Verkleidung 205, somit kann die Menge an Luft, die durch die erste Kammer strömen kann, kleiner sein als die Menge, die durch den Innenkanal 214 der Verkleidung 205 strömt. Im Vergleich dazu kann die zweite Kammer 236 ein Innenvolumen aufweisen, das größer als jenes der ersten Kammer 234, aber kleiner als das Innenvolumen der Verkleidung 205 ist, was gestattet, dass weniger Luft durch die zweite Kammer als durch den Innenkanal 214 strömt, zumindest während einiger Bedingungen.
Der Luftstrom kann entweder durch die erste Kammer 234 oder die zweite Kammer 236 durch das Variieren der Position der beweglichen Hülse 206 relativ zu der Verkleidung 205 geleitet werden. Die bewegliche Hülse 206 kann konfiguriert sein, um sich axial entlang der Mittelachse 208 zu erstrecken, sodass das erste Ende 240 der beweglichen Hülse 206 stromaufwärts des ersten Endes 224 der Verkleidung 205 ist. Das zweite Ende 242 der beweglichen Hülse 206 kann zwischen einer Ausrichtung an der Einspritzöffnung 230, wie in 2A gezeigt, und einer Ausrichtung an der Entlüftungsöffnung 228, wie in 2B gezeigt, wechseln, wenn sie betätigt wird, um sich gemäß Motorbetrieben zu bewegen. Wenn die bewegliche Hülse 206 axial verschoben wird, gleitet das zweite Ende 242 entlang der Außenfläche der Verkleidung 205 und dichtet entweder die Entlüftungsöffnung 228 oder die Einspritzöffnung 230 ab, wodurch der Strom zwischen dem Innenkanal 214 und entweder der ersten Kammer 234 bzw. der zweiten Kammer 236 blockiert wird.
Auf diese Weise kann die bewegliche Hülse 206 in Kombination mit der aktiven Verkleidungsstrukturierung 204 sowohl Verdichterpumpen als auch -drosselung durch das Ermöglichen eines Luftstroms durch Kanäle verhindern, die bei dem stromabwärtigen Ende der Verkleidung 205 in der Einlassleitung 210 neben dem Laufrad 203 angeordnet sind. Die Form der beweglichen Hülse 206 mit dem zweiten Ende 242, das sich nach innen in Richtung der Verkleidung 205 krümmt, gestattet es dem zweiten Ende 242, in Flächenteilungskontakt mit der Außenfläche der Verkleidung 205 zu stehen. Zum Beispiel beinhaltet das zweite Ende 242 eine Fläche, die sich in einem Zylinder koaxial mit der Achse 208 erstreckt, welche die Außenfläche der Verkleidung 205 berührt (sich z. B. eine Fläche damit teilt). Die Fläche ist bemessen, die Fluidkopplung zwischen der Einspritzöffnung 230 und der zweiten Kammer 236 zu blockieren, wenn sich die bewegliche Hülse 206 in der in 2A gezeigten ersten Position befindet, oder die Fluidkopplung zwischen der Entlüftungsöffnung 228 und der ersten Kammer 234 zu blockieren, wenn sich die bewegliche Hülse 206 in der in 2B gezeigten zweiten Position befindet. Auf diese Weise ist die bewegliche Hülse 206 in der Lage, zwischen dem Abdichten der Entlüftungsöffnung 228 oder der Einspritzöffnung 230 zu wechseln, wenn sich entsprechend positioniert ist. Die Anpassung der beweglichen Hülse 206, die für jeden eines Unter- und Obergrenzenrands des Verdichterbetriebs spezifisch ist, wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Die bewegliche Hülse 206 kann in die in 2A gezeigte Position bewegt werden, in welcher das zweite Ende 242 die Einspritzöffnung 230 für den Verdichterbetrieb bei oder außerhalb der Pumpuntergrenze (z. B. links der Pumpgrenze) blockiert, und zwar gemäß dem in 9 gezeigten Verdichterkennfeld. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Betrieb des Motors bei relativ hohen Lasten und niedrigen Motordrehzahlen dazu führen, dass der Verdichter 202 bei der Pumpgrenze oder innerhalb der Pumpregion arbeitet. Druck kann sich beim Auslassende des Verdichters 202 aufbauen und eine Umkehrung des Luftstroms erzwingen. Diese Umkehrung kann eine Verschlechterung des Turboladers hervorrufen und unter Druck stehende Luft kann gewaltsam durch die Einlassleitung 210 entlüftet werden, begleitet durch laute Vibrationen.
Um die Bildung einer Hochdruckzone abzuschwächen, kann Luft durch die erste Kammer 234 zurückgeführt werden, wie durch die Pfeile 248 angegeben, und zwar in eine Richtung, die dem Strom durch den Innenkanal 214 entgegengesetzt ist. Luft strömt von der Region neben dem Laufrad 203 durch die Entlüftungsöffnung 228, um zum ersten Ende 224 der Verkleidung 205 zurückzukehren. Der Luftstrom schreitet dann voran, um erneut in den Innenkanal 214 einzutreten und nochmals zum Laufrad 203 zu strömen. Die Entlüftungsöffnung 228 dient somit als ein Luftloch zum „Entlüften“ von überschüssigem Druck, der sich beim Auslassende des Verdichters 202 beim Betrieb unter der Pumpgrenze des Verdichters aufbaut. Die Anordnung der Vorderkante der Hülse 206 begrenzt und dämpft Schwankungen des Pumpstroms, sodass Geräusche minimiert und in den Verdichter umgeleitet werden, anstatt stromaufwärts zur Atmosphäre hinausgeschleudert zu werden.
Die relativ schmale Entlüftungsöffnung 228 und das kleine Innenvolumen der ersten Kammer 234 im Vergleich zum Innenkanal 214 der Verkleidung 205 können den Strom durch die erste Kammer 234 auf einen kleinen Teil des Gesamtluftstroms durch den Verdichter 202 einschränken. In einem Beispiel, wenn die bewegliche Hülse 206 angepasst ist, um die Entlüftungsöffnung 228 zu öffnen und die Einspritzöffnung 230 zu schließen, werden 5 % der Luft, die zu dem Laufrad 203 strömt, durch die Entlüftungsöffnung zurückgeführt. Als ein weiteres Beispiel kann der Anteil des Stroms, der durch die Entlüftungsöffnung 228 zurückgeführt wird, 2 %, 10 % oder 15 % des Gesamtstroms durch den Verdichter betragen. Der Strom wird durch die erste Kammer 234 durch die Integration der Rippen 246 in den Weg des Stroms weiter begrenzt. Während bestimmter Motorbetriebe, z. B. Fahren mit konstanter Geschwindigkeit oder Beschleunigen, bleibt die Entlüftungsöffnung 228 offen und wird ein Druckgleichgewicht im Verdichter beibehalten, in dem die langsame und konstante Rückführung von Luft ermöglicht wird.
Im Gegensatz dazu wird die bewegliche Hülse 206 während Bedingungen, welche den Verdichter drängen, sich der Drosselgrenze zu nähern oder diese zu überschreiten, in die in 2B gezeigte Position angepasst. Bedingungen, die zu einer Turboladerdrosselung führen, beinhalten plötzliche Erhöhungen der Motorlast, ein verschlechtertes Wastegate, ein Motor/Turbolader-Ungleichgewicht usw. Wenn die Entlüftungsöffnung 228 durch das zweite Ende 224 der beweglichen Hülse 206 abgedichtet ist, ist die Rückführung von Luft über die erste Kammer 234 blockiert. Luft tritt in die Einlassleitung 210 ein und strömt durch den Innenkanal 214 zum Laufrad 203, wobei eine zusätzliche Menge an Luft an die Region neben dem Laufrad 203 über die zweite Kammer 236 (den Pfeilen 250 folgend) und die Einspritzöffnung 230 abgegeben wird. Die Einspritzöffnung 230 ist in einer Region platziert, die häufig Niederdruck während eines hohen Stroms erfährt, und der Niederdruck hilft beim Saugen von Luft in die zweite Kammer 236 in Richtung der Einspritzöffnung 230. Ferner weist die zweite Kammer 236 ein größeres Innenvolumen als die erste Kammer 234 auf, wie vorstehend beschrieben, und die Breite der Einspritzöffnung 230 kann so konfiguriert sein, dass genug zusätzliche Luft durch die zweite Kammer 236 und die Einspritzöffnung 230 kanalisiert werden kann, um den angeforderten Luftstrom auf effiziente Weise an den Ansaugkrümmer des Motors abzugeben.
Durch das Bereitstellen eines alternativen Wegs über die zweite Kammer 236 und die Einspritzöffnung 230, der von der Pumprückführungsroute (umfassend die Entlüftungsöffnung 228 und die erste Kammer 234) getrennt ist, wird ein schnellerer Luftstrom mit höherem Volumen während des Verdichterbetriebs bei oder über eine voreingestellte Drosselgrenze hinaus ermöglicht. Die Schallgeschwindigkeit der Luft, die durch den Innenkanal 214 des Verdichters 202 strömt, was häufig zu einer Verdichterdrosselung führt, kann durch das Bereitstellen eines zusätzlichen Luftstroms zu der Region neben dem Laufrad 203 in derselben Richtung wie der Strom durch den Innenkanal 214 der Verkleidung 205 abgeschwächt werden. Zusammen verbessern die aktive Verkleidungsstrukturierung 204 und die bewegliche Hülse 206 aus den 2A-2B die Effizienz und die Leistungsfähigkeit des Verdichters 202 durch das Erweitern der Pump- und Drosselgrenze sowie das Erlebnis der Fahrzeugfahrgäste durch das Reduzieren von Geräuschen während leichter Motorlasten.
Die Anpassung der vorstehend beschriebenen beweglichen Hülse zum Ausrichten an Elementen der aktiven Verkleidungsstrukturierung kann durch die Kopplung der beweglichen Hülse an eine Betätigungsvorrichtung erreicht werden. Ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung ist in 3 veranschaulicht, welche den Verdichter 202 aus den 2A-2B zeigt, der mit einem Drehaktor 306 ausgestattet ist, der an die bewegliche Hülse 206 gekoppelt ist. Elemente, die mit denjenigen aus den 2A-2B übereinstimmen, weisen ähnliche Bezugszeichen auf. Die bewegliche Hülse 206 beinhaltet eine Mittelachse 208, die ebenfalls eine Mittelachse des Verdichters 202 sein kann und um welche das Laufrad (in 3 nicht gezeigt) rotiert werden kann (z. B. ist die Mittelachse 208 die Rotationsachse des Laufrads). Die Richtung des Luftstroms in die Einlassleitung 210 des Verdichters 202 wird durch den Pfeil 212 gezeigt. Eine Reihe von Referenzachsen 302 ist zum Vergleich zwischen den in den 3-7B gezeigten Ansichten bereitgestellt, die eine vertikale Richtung „y“, eine horizontale Richtung „x“ und eine seitliche Richtung „z“ angeben.
Die bewegliche Hülse 206 kann eine zylindrische Schale sein, die konfiguriert ist, um die Verkleidung (in 3 nicht gezeigt) innerhalb der Einlassleitung 210 des Verdichters 202 zu umgeben. Eine Länge der beweglichen Hülse 206, wie in der seitlichen Richtung der Referenzachsen 302 definiert, erstreckt sich entlang der Einlassleitung 210. Die bewegliche Hülse ist von einer Innenfläche des Verdichtergehäuses 238 beabstandet, welches sowohl die Einlassleitung 210 als auch die bewegliche Hülse 206 umlaufend umgibt. Der Raum zwischen der Innenfläche des Verdichtergehäuses 238 und einer Außenfläche der beweglichen Hülse 206 bildet die zweite Kammer 236 aus, die gestattet, dass ein zusätzlicher Luftstrom während Motorbetrieben mit hoher Last an das Laufrad abgegeben wird. Daher kann die bewegliche Hülse 206 angepasst werden, um den Strom durch die Entlüftungsöffnung der aktiven Verkleidungsstrukturierung zu blockieren und den Strom durch die Einspritzöffnung zuzulassen. Ein Raum zwischen der Innenfläche der beweglichen Hülse 206 und der Verkleidung kann die erste Kammer definieren, durch welche ein Rückführungsstrom in einer Richtung, die dem durch den Pfeil 212 angegebenen Luftstrom entgegengesetzt ist, während leichter Motorlasten über die Entlüftungsöffnung auftreten kann. Die Innenfläche der beweglichen Hülse 206 kann Rippenstrukturen beinhalten, um die Hülse um das Gehäuse zu zentrieren, während der Raum erzeugt wird, der das Auftreten des Luftstroms gestattet. In einem Beispiel können die Strukturen die in den 2A-2B gezeigten Rippen 246 sein. Die Anordnung des ersten Endes der Hülse 206 begrenzt und dämpft Schwankungen des Pumpstroms, sodass Geräusche minimiert und in den Verdichter umgeleitet werden, anstatt stromaufwärts zur Atmosphäre hinausgeschleudert zu werden. Die Außenfläche der beweglichen Hülse 206 kann einer Verknüpfung 318 des Drehaktors 306 befestigt sein. Der Drehaktor 306 kann außerhalb der Einlassleitung 210 des Verdichters 202 und neben dem Einlassende 322 des Verdichtergehäuses 238, um eine Länge der Verknüpfung 318 vom Einlassende 322 beabstandet, angeordnet sein. Die Verknüpfung 318 kann eine erste Abzweigung 316, eine zweite Abzweigung 319, eine dritte Abzweigung 320 und einen Arm 326 beinhalten, der an einen Elektromotor 328 des Drehaktors 306 gekoppelt ist. Die erste Abzweigung 316 kann eine Vielzahl von Abschnitten beinhalten, die in einem alternierenden Muster senkrechter Ausrichtung angeordnet sind und an eine Außenfläche der beweglichen Hülse 206 gekoppelt sind. Die erste Abzweigung 316 kann sich durch das Einlassende 322 des Verdichtergehäuses 238 über ein Loch im Einlassende 322 erstrecken, wobei ein Teil der ersten Abzweigung 316 vom Verdichtergehäuse 238 nach außen hervorsteht. Die erste Abzweigung ist so eingeschränkt, dass sie um eine Achse rotiert, die senkrecht zur Mittelachse 208 ist, welche von innen nach außen vom Verdichtergehäuse 238 verläuft. Ein Ende der ersten Abzweigung 316 der Verknüpfung 318, das vom Verdichtergehäuse 238 nach außen hervorsteht, ist mit einem ersten Ende der zweiten Abschnittsabzweigung 319 verbunden. Die zweite Abzweigung 319 ist vollständig außerhalb des Verdichtergehäuses 238 angeordnet. Die zweite Abzweigung 319 rotiert um dieselbe Achse wie die Abzweigung 316 und ist an ein zweites Ende der dritten Abzweigung 320 gekoppelt, das sich in eine Richtung weg vom Einlassende 322 des Verdichtergehäuses 238 erstreckt, ungefähr senkrecht zur Mittelachse 208. In einer weiteren Ausführungsform kann sich die Abzweigung 320 in eine andere Richtung erstrecken, wie zum Beispiel in Richtung des Einlassendes 322. Die dritte Abzweigung 320 befindet sich ebenfalls vollständig außerhalb des Verdichtergehäuses 238. Die dritte Abzweigung 320 ist bei einem Ende mit einem Arm 326 verbunden, der mit einem Elektromotor 328 des Drehaktors 306 verbunden ist. Der Elektromotor 328 ist konfiguriert, um den Arm 326 zu rotieren, um die Position der befestigten beweglichen Hülse 206 zu variieren. Das Schwenken des Arms 326 kann sowohl in eine axiale als auch eine Drehbewegung der beweglichen Hülse 206 über die Verknüpfung 318 übersetzt werden und wird in den folgenden Beschreibungen der 4A-4B ausführlicher erläutert.
In den 4A-4B sind Seitenansichten der Einlassleitung 210 des Verdichters 202 veranschaulicht. Komponenten, die mit dem Verdichter 202 aus den 2A-3 übereinstimmen, weisen ähnliche Bezugszeichen auf. Die Einlassleitung 210 ist vom Einlassende 322 des Verdichtergehäuses umgeben. Eine Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206 in den 4A-4B ist der Darstellung nach an einem Stift 412 der ersten Abzweigung 316 der Verknüpfung 318 befestigt. Ein erstes Ende des Stifts 412 kann in eine Bohrung in der Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206 eingeführt sein, wodurch das erste Ende des Stifts 412 an der beweglichen Hülse 206 fixiert wird. Der Stift 412 kann eine Oberflächenform, wie zum Beispiel einen Teil einer Kugel, beinhalten, um sich passend an die bewegliche Hülse 206 zu koppeln. Zusätzlich zu dem Stift 412 kann die erste Abzweigung 316 ebenfalls einen zweiten Abschnitt 414 und einen Stamm 416 beinhalten. Der Stift 412 der ersten Abzweigung 316 erstreckt sich von der beweglichen Hülse 206 in einer Richtung, die zur Mittelachse 208 senkrecht ist, nach außen. Ein zweites Ende des Stifts 412 ist an ein erstes Ende 413 des zweiten Abschnitts 414 der ersten Abzweigung 316 gekoppelt.
Der zweite Abschnitt 414 ist senkrecht zum Stift 412 und kann sich entlang einer Länge der beweglichen Hülse 206 erstrecken, wobei die Länge in der Richtung des Stroms definiert ist, wie durch den Pfeil 212 angegeben. Der zweite Abschnitt 414 ist so positioniert, dass das erste Ende 413 stromabwärts, entlang der Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206, eines zweiten Endes 415 ist. Daher ist der Stift 412 stromabwärts des Stamms 416 des ersten Endes 316 des Arms 318 angeordnet.
Das zweite Ende 415 des zweiten Abschnitts 414 ist mit dem Stamm 416 gekoppelt, der parallel zum Stift 412 der ersten Abzweigung 316 ist. Der Stamm 416 der ersten Abzweigung 316 erstreckt nach außen und weg von der Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206, sodass ein Teil des Stamms 416 innerhalb des Einlassendes 322 des Verdichtergehäuses ist und ein Teil außerhalb des Einlassendes 322 ist. Ein Ende des Stamms 416, das außerhalb des Einlassendes 322 ist, ist mit der zweiten Abzweigung 319 durch ein erstes Gelenk 408 verbunden. Das erste Gelenk 408 kann ein fester Verbindungspunkt zwischen der ersten Abzweigung 316 und der zweiten Abzweigung 319 sein. Insbesondere ist ein Winkel 420, der durch die zweite Abzweigung 319 und den zweiten Abschnitt 414 der ersten Abzweigung 316 ausgebildet wird, starr und variiert nicht, wenn die Verknüpfung 318 durch den Drehaktor 306 geschwenkt wird. Der Winkel 420 ein beliebiger geeigneter Winkel in Abhängigkeit von den Abmessungen und der Platzierung der Verknüpfung 318 und der beweglichen Hülse 206 sein. Im Gegensatz dazu kann die zweite Abzweigung 319 an die dritte Abzweigung 320 bei einem zweiten Gelenk 410 gekoppelt sein, das nicht starr ist. Anders ausgedrückt, kann sich ein Winkel, der zwischen der dritten Abzweigung 320 und der zweiten Abzweigung 319 ausgebildet wird, ändern, wenn die Verknüpfung 318 geschwenkt wird.
Die bewegliche Hülse 206 in 4A ist einer Position dargestellt, welche die Entlüftungsöffnung schließen und einen Strom durch die Einspritzöffnung gestattet kann, dies entspricht der in 2B gezeigten zweiten Position der beweglichen Hülse und wird nachfolgend als eine zweite Position bezeichnet (z. B. offen für einen Strom während einer Turboladerdrosselung). Wenn die Verknüpfung 318 in eine erste Position geschwenkt wird, wie in 4B gezeigt und der in 2A gezeigten ersten Position der beweglichen Hülse entsprechend, in welcher die Entlüftungsöffnung für einen Strom offen ist und die Einspritzöffnung blockiert ist, verschiebt sich die dritte Abzweigung 320 in eine Richtung, die durch den in 4A veranschaulichten Pfeil 418 angegeben ist. Diese Bewegung führt zum Neigen der zweiten Abzweigung 319, sodass ein stromaufwärtiges Ende der zweiten Abzweigung 319 über der Mittelachse 208 ist, welche die erste Abzweigung 316 wiederum bei dem starren ersten Gelenk 408 schwenkt, sodass der Stift 412 der ersten Abzweigung 316 durch einen Bogen, angegeben durch den Pfeil 420, nach unten schwingt. Die Befestigung des Stifts 412 an der Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206 führt zur Rotation der beweglichen Hülse um eine Strecke 422 in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse 208 und einer axialen Verschiebung um eine Strecke 424 in einer Abwärtsrichtung koaxial mit der Mittelachse 208. Die bewegliche Hülse 206 wird somit von der in 4A gezeigten zweiten Position in die in 4B gezeigte erste Position betätigt.
Um die bewegliche Hülse 206 von der ersten Position (4B) in die zweite Position (4A) zu bewegen, kann die Verknüpfung 318 so geschwenkt werden, dass sich die dritte Abzweigung 320 in der durch den Pfeil 426 angegeben Richtung nach unten verschiebt. Dies wird in das Schwingen des Stifts 412 der ersten Abzweigung 316 durch einen durch den Pfeil 428 angegebenen Aufwärtsbogen übersetzt. Die bewegliche Hülse 206 wird drehend um die Strecke 422 und axial um die Strecke 424 in entgegengesetzten Richtungen von den für 4A beschriebenen Bewegungen verschoben und somit in die zweite Position betätigt.
Die Bewegung des Drehaktors 306 ist in den 6A 6B detaillierter gezeigt. Eine erste schematische Darstellung 600 stellt eine Draufsicht der beweglichen Hülse 206 und des Drehaktors 306, in die zweite Position angepasst, dar und eine zweite schematische Darstellung 650 stellt eine Draufsicht der beweglichen Hülse 206 und des Drehaktors 306 in der ersten Position dar. Die Richtung des Luftstroms durch die bewegliche Hülse ist durch den Pfeil 212 angegeben. Die bewegliche Hülse 206 weist die Mittelachse 208 auf und ist über ein erstes Ende (z. B. den Stift 412 der ersten Abzweigung 316 aus den 4A-4B) an der ersten Abzweigung 316 der Verknüpfung 318 befestigt. Die Verknüpfung 318 verknüpft die bewegliche Hülse 206 mit dem Drehaktor 306.
Der Drehaktor 306 kann durch den Elektromotor (in den 6A-6B nicht gezeigt) an den Arm 326 gekoppelt sein, welcher den Arm 326 schwenkt. Ein erstes Ende 602 des Arms 326 ist mit dem Elektromotor verbunden und bildet eine Verbindungsstelle aus, bei der es sich um eine Achse handelt, um welche der Arm 326 entlang der Ebene, die durch die horizontale Richtung und die seitliche Richtung in Bezug auf den Satz von Referenzachsen 302 ausgebildet wird, geschwenkt/rotiert werden kann. Ein zweites Ende 603 des Arms 326 ist an die dritte Abzweigung 320 gekoppelt. Um die bewegliche Hülse 206 von der zweiten Position aus 6A in die erste Position aus 6B zu verschieben, kann das zweite Ende 603 des Arms 326 in die durch den Pfeil 604 aus 6A angegebene Richtung rotiert werden, wodurch eine lineare Bewegung der dritten Abzweigung 320 in die durch den Pfeil 418 aus 6A gezeigte Richtung angetrieben wird. Die dritte Abzweigung 320 ist bei dem zweiten Gelenk 410 an die zweite Abzweigung 319 gekoppelt. Die zweite Abzweigung 319 und die erste Abzweigung 316, angeordnet bei einem festen Winkel, schwenken sich um das erste Gelenk 408, sodass das Ende der ersten Abzweigung 316, welches an der beweglichen Hülse 206 befestigt ist, durch einen durch den Pfeil 420 angegebenen Bogen schwingt. Die bewegliche Hülse 206 verschiebt sich drehend um die Strecke 422 und axial stromabwärts um die Strecke 424, wie vorstehend beschrieben, in die in 6B gezeigte erste Position. Um die bewegliche Hülse 206 von der ersten Position in die zweite Position zu betätigen (z. B. von der Konfiguration aus 6B in die Konfiguration aus 6A) kann der Drehaktor 306 den Arm 326 bei dem ersten Ende 602 durch den durch Pfeil 606 aus 6B gezeigten Bogen schwenken, um die dritte Abzweigung 320 in die durch Pfeil 426 angegebene Richtung zu verschieben, wodurch die erste Abzweigung 316 durch den durch Pfeil 428 gezeigten Bogen schwingt.
Die erste und zweite schematische Darstellung 600 und 650 zeigen, dass ein Winkel zwischen dem Arm 326 und der dritten Abzweigung 320 sowie ein Winkel zwischen der dritten Abzweigung 320 und der zweiten Abzweigung 319 variieren können, wenn der Arm 316 durch den Drehaktor 306 geschwenkt wird. Der Winkel zwischen der zweiten Abzweigung 319 und der ersten Abzweigung 316 ist jedoch fest, was die Übersetzung des Schwenkens des Arms 326 in das Schwingen der ersten Abzweigung 316 der Verknüpfung 318 ermöglicht, das ferner in die drehende und axiale Verschiebung über eine einzelne Betätigungsbewegung der beweglichen Hülse 206 umgewandelt wird.
Die Positionierung der ersten Abzweigung 316 der Verknüpfung 318 in Bezug auf die bewegliche Hülse 206 und die Einlassleitung 210 ist in 5 von einer aufgeschnittenen Vorderansicht aus gezeigt. Die erste Abzweigung 316 ist bei dem Stift 412 (in 5 nicht gezeigt) an der Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206 befestigt. Das Einlassende 322 des Verdichtergehäuses weist eine Innenfläche 402 auf und der Raum zwischen der Innenfläche 402 und der Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206 bildet die zweite Kammer 236 aus.
Die bewegliche Hülse 206 umgibt die Verkleidung 205, welche die aktive Verkleidungsstrukturierung beinhalten kann, wie vorstehend in Bezug auf die 2A-2B beschrieben, bei einem stromabwärtigen Ende der Verkleidung 205 umlaufend. Die erste Kammer 234 ist im Raum zwischen der Innenfläche der beweglichen Hülse 206 und der Außenfläche der Verkleidung 205 ausgebildet und weist ein Innenvolumen auf, das kleiner als jedes eines Innenvolumens der zweiten Kammer 236 oder des Innenkanals 214 der Verkleidung 205 ist. Die Rippen 246 ragen von der Innenfläche der beweglichen Hülse 206 in die erste Kammer 234 hinein.
Die Befestigung des Stifts 412 an der Außenfläche 404 der beweglichen Hülse 206, die starre Kopplung der ersten Abzweigung an der zweiten Abzweigung der Verknüpfung 318 sowie eine Ausrichtung der Verknüpfung 318 in Bezug auf die bewegliche Hülse 206 ermöglichen sowohl eine axiale als auch eine drehende Anpassung der beweglichen Hülse 206 in einer einzelnen Betätigungsbewegung. Die Positionierung des Stamms 416 der ersten Abzweigung 316, dargestellt durch eine gestrichelte Linie 407, ist von einer Halbierungslinie 405 (welche die Einlassleitung 210 in der Hälfte teilt) um eine Strecke 409 versetzt, die in einer Richtung senkrecht zu der Halbierungslinie 405 definiert ist. In einer Position, wie zum Beispiel der Position der Verknüpfung 318, die in 4A gezeigt ist, kann der Stift 412 nach links von der Halbierungslinie 405 um eine Menge ausgerichtet werden, die einer Hälfte der Rotationsstrecke 422 entspricht. In einer zweiten Position, wie zum Beispiel der Position der Verknüpfung 318, die in 4B gezeigt ist, kann der Stift 412 nach rechts von der Halbierungslinie 405 um eine Menge ausgerichtet werden, die einer Hälfte der Rotationsstrecke 422 entspricht. Auf diese Weise ist die Tiefe des Eingriffs des Stifts 412 in die Hülse 206 bei beiden auswählbaren Positionen ähnlich.
Die bewegliche Hülse 206 aus den 2A 6B kann ebenfalls dazu ausgelegt sein, um sich über andere Betätigungsmechanismen als den gezeigten Drehaktor zu bewegen. Zum Beispiel, wie in den 7A-7B veranschaulicht, zeigt eine schematische Darstellung 700 eine Draufsicht der beweglichen Hülse 206, in welcher die bewegliche Hülse 206 in der zweiten Position an einen Linearaktor 702 gekoppelt ist. Eine zweite schematische Darstellung 750 der beweglichen Hülse 206 und des Linearaktors 702 zeigt die bewegliche Hülse 206 in der ersten Position. Ein Strom durch die bewegliche Hülse 206 ist durch den Pfeil 212 angegeben und die Mittelachse 208 ist sowohl in der ersten schematischen Darstellung 700 als auch in der zweiten schematischen Darstellung 750 enthalten.
Der Linearaktor 702 kann außerhalb der Einlassleitung, über der beweglichen Hülse 206, wobei sich der Körper des Linearaktors 702 stromaufwärts der beweglichen Hülse 206 befindet, und von der Mittelachse 208 versetzt positioniert sein. Ein Elektromotor 704 des Linearaktors 702 und ein einziehbarer Arm 706, der sich vom Elektromotor 704 heraus erstreckt, sind parallel zur Mittelachse 208. Der Linearaktor 702 kann, ähnlich wie der Drehaktor aus den 6A-6B, eine Verknüpfung 318 beinhalten, die mit einer ersten Abzweigung 316, einer zweiten Abzweigung 319 und einer dritten Abzweigung 320 konfiguriert ist. Die zweite Abzweigung 319 und die dritte Abzweigung 320 können außerhalb der Einlassleitung angeordnet sein, während sich die erste Abzweigung 316 durch das Verdichtergehäuse erstrecken kann.
Die erste Abzweigung 316 ist bei einem Ende an der beweglichen Hülse 206 befestigt und kann sich so durch das Verdichtergehäuse erstrecken, dass ein Teil der ersten Abzweigung 316 vom Verdichtergehäuse nach außen hervorsteht. Das Ende der ersten Abzweigung 316, das sich außerhalb des Verdichtergehäuses befindet, ist an die zweite Abzweigung 319 durch das erste Gelenk 408 gekoppelt, sodass der Winkel zwischen der ersten Abzweigung 316 und der zweiten Abzweigung 319 konstant ist. Die zweite Abzweigung 319 der Verknüpfung 318 ist an die dritte Abzweigung 320 gekoppelt, die beide außerhalb des Verdichtergehäuses angeordnet sein können.
Der einziehbare Arm 706 kann die dritte Abzweigung 320 mit dem Elektromotor 704 verbinden. Der einziehbare Arm 706 und die dritte Abzweigung 320 können so gekoppelt sein, dass der Winkel zwischen dem einziehbaren Arm 706 und der dritten Abzweigung 320 nicht fest ist. Der Elektromotor 704 aktiviert eine lineare Bewegung des einziehbaren Arms 706, die parallel zur Mittelachse 208 ist. Zum Beispiel, zum Betätigen der beweglichen Hülse 206 von der offenen Position, gezeigt in 7A, in die geschlossene Position aus 7B, kann der Elektromotor 704 den einziehbaren Arm 706 in einer durch den Pfeil 708 angegebenen Richtung einziehen. Die Bewegung des einziehbaren Arms 706 führt zur Verschiebung der dritten Abzweigung 320 ebenfalls in der Richtung von Pfeil 708. Die Positionsänderung der dritten Abzweigung 320 kann die zweite Abzweigung 319 bei einem Ende, das mit der dritten Abzweigung 320 verbunden ist, ziehen, sodass das Ende der zweiten Abzweigung 319 nach oben rotiert, angegeben durch den Pfeil 710 aus 7A. Die erste Abzweigung und die zweite Abzweigung 319, verbunden bei dem ersten Gelenk 408, können sich als eine einzelne Einheit um das erste Gelenk 408 schwenken und die erste Abzweigung 316 durch den durch Pfeil 712 gezeigten Bogen schwingen. Die gekrümmte Bewegung der ersten Abzweigung 316 führt zur Verschiebung der befestigten beweglichen Hülse 206 um die Rotationsstrecke 422 und die axiale Strecke 424 in eine stromabwärtige Richtung.
Um die bewegliche Hülse 206 von der geschlossenen Position in die offene Position zu bewegen, z. B. von der Position aus 7B in die Position aus 7A, kann der Linearaktor 702 den Elektromotor 704 anschalten, um den einziehbaren Arm 706 in einer durch den Pfeil 714 aus 7B gezeigten Richtung auszufahren. Die dritte Abzweigung 320 wird ebenfalls in der Richtung des Pfeils 714 verschoben, wodurch das Ende der zweiten Abzweigung 319, das mit der dritten Abzweigung 320 verbunden ist, geschwenkt wird, wie durch den Pfeil 716 angegeben. Die erste Abzweigung 316 wird somit in einer Aufwärtsrichtung entlang eines durch den Pfeil 718 gezeigten Bogens geschwenkt, was zur Rotation der beweglichen Hülse 206 um die Strecke 422 und zur Bewegung durch einen axiale Strecke 424 in einer stromaufwärtigen Richtung führt.
In den Beispielen aus den 7A-7B kann die Verknüpfung 318 die erste Abzweigung 316, die zweite Abzweigung 319 und die dritte Abzweigung 320 aufweisen, ähnlich wie die Verknüpfung des Drehaktors, der in den 6A-6B gezeigt ist. Die Orientierungen der Abzweigungen der Verknüpfung 318 können sich jedoch aufgrund der partiell stromaufwärtigen Anordnung des vorstehenden Linearaktors 702 und der Ausrichtung entlang der Länge der beweglichen Hülse 206 anstatt neben der beweglichen Hülse, wie bei dem Drehaktor, unterscheiden. In der ersten und zweiten schematischen Darstellung 700 und 750, welche den Linearaktor 702 zeigen, sind der einziehbare Arm 706 und die dritte Abzweigung 320 nahezu koaxial, aber in Bezug auf den Winkel, der zwischen dem einziehbaren Arm 706 und der dritten Abzweigung 320 ausgebildet ist, nicht fest. In der ersten und zweiten schematischen Darstellung 600 und 650 des Drehaktors 306 schwenkt sich der Arm 326 jedoch so, dass der Winkel des Arms 326 relativ zu der dritten Abzweigung von einem spitzen Winkel, wie in 6A gezeigt, zu einem stumpfen Winkel, gezeigt in 6B, variiert. Der Drehaktor 306 aus den 3-6B und der Linearaktor 702 aus den 7A-7B ermöglichen beide die drehende und axiale Verschiebung der beweglichen Hülse 206 und die optionale Positionierung des Aktors kann unterschiedliche Spielräume bezüglich des verfügbaren Raums um das Verdichtergehäuse beherbergen. Andere Anordnungen der Position eines Dreh- oder Linearaktors sind möglich und können auf der Grundlage des verfügbaren Raums zum Verpacken eines Aktors in der Nähe des Verdichtergehäuses ausgewählt werden.
Auf diese Weise kann eine bewegliche Hülse angepasst werden, um entweder einen Rückführungsstrom während leichter Motorlasten zu gestatten oder eine zusätzliche Abgabe von Luft an ein Laufrad zu ermöglichen, wenn ein Verdichter unter hohen Lasten betrieben wird. Die Position der beweglichen Hülse, die in den 4A, 6A und 7A gezeigt ist, kann der Betätigung der Verknüpfung, welche die bewegliche Hülse mit einem Aktor verbindet, während hoher Motorlasten entsprechen, wobei die bewegliche Hülse 206 so positioniert ist, dass sie einen Strom durch eine Entlüftungsöffnung blockiert, die stromaufwärts einer Einspritzöffnung einer aktiven Verkleidungsstrukturierung angeordnet ist. Die Einspritzöffnung ist somit offen für einen Luftstrom durch eine zweite Kammer in einer gleichen Richtung wie der Strom in eine Einlassleitung des Verdichters. Beim Empfangen eines Signals von einer Steuerung, zum Beispiel während reduzierter Motorlast, kann die Verknüpfung des Aktors die bewegliche Hülse um eine axiale Strecke sowie eine Rotationsstrecke verschieben. Der Strom durch die Einspritzöffnung ist blockiert, während die Entlüftungsöffnung offen ist, sodass Luft von einer Region neben dem Laufrad zurück in die Einlassleitung in einer Richtung, die dem Strom durch die Einlassleitung entgegengesetzt ist, kanalisiert werden kann. Die Rotationsstrecke, welche die bewegliche Hülse bei jeder Anpassung der Position zurücklegt, kann die Bindung der beweglichen Hülse an eine Verkleidung verhindern, in welcher die aktive Verkleidungsstrukturierung angeordnet ist, und zwar in dem Falle, dass sich Material im Verlauf der Zeit zwischen der beweglichen Hülse und der Verkleidung ansammelt.
Turboladerverdichter können gemäß einem Betriebskennfeld des Verdichterdruckverhältnisses in Abhängigkeit von Massenströmungsraten betrieben werden, wie zum Beispiel dem in 9 gezeigten Verdichterkennfeld 900. Die X-Achse stellt die Strömungsrate dar und die Y-Achse stellt das Druckverhältnis. oder den Ausgabedruck geteilt durch den Eingabedruck, dar. Auf der linken Seite des Kennfelds stellt die Pumplinie, gekennzeichnet durch die gestrichelte Linie 902, oder Pumpgrenze dar, wo der Verdichterbetrieb an Stabilität verlieren kann und Pumpverhalten zeigt, das von zischenden Geräuschen bis zu gewaltsamen Schwingungen des Stroms reicht. Auf der rechten Seite des Kennfelds ist der Verdichter durch Bedingungen mit gedrosseltem Strom beim Einlass zum Verdichter begrenzt, wie durch die gestrichelte Linie 904 gezeigt, welche die Drossellinie oder Drosselgrenze darstellt. Der Betrieb auf der linken Seite kann durch die Aufnahme einer Entlüftungsöffnung in die Verdichterverkleidung unmittelbar stromabwärts der Vorderkante des Verdichterrads verlängert werden. Unter Bedingungen mit geringem Strom gestattet diese Öffnung, dass ein Teil des Luftstroms außerhalb des Hauptströmungswegs zu einem Punkt weiter stromaufwärts zurückgeführt wird und später erneut in den Verdichter eingeführt wird. Mit angemessener Strömungskanalisierung ist dieser Rückführungsstrom leiser als der Rückführungsstrom, der in der Nähe der Pumpgrenze ohne die Entlüftungsöffnung auftreten würde. Unter Bedingungen mit hohen Strom kann der Luftstrom durch eine andere Öffnung in der Verkleidung weiter stromabwärts der typischen Entlüftungsöffnung zirkuliert werden. Diese zweite Öffnung (Einspritzöffnung) befindet sich in einem Bereich, der dafür bekannt ist, dass er relativ niedrigen Luftdruck während Bedingungen mit hohem Strom erlebt, was gestattet, das zusätzliche Luft vorwärts in das Verdichterrad strömt, wenn der normale Strom beinahe gedrosselt ist. Diese Einspritzöffnung kann blockiert sein, um zu verhindern, dass ein Rückwärts(Rückführungs)-Strom bei anderen Betriebspunkten auf dem Kennfeld auftritt, ansonsten kann verringerte Verdichtereffizienz resultieren. Somit gestattet die hier beschriebene bewegliche Hülse, dass die Einspritzöffnung selektiv abgedeckt oder freigelegt werden kann, während ebenfalls ein Strömungsweg für die Entlüftungsöffnung gestattet wird, welcher Geräusche minimiert, die stromaufwärts in den Luftweg geschleudert werden.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine Verdichterverkleidung mit zwei Öffnungen - eine für das Pumpen, eine für die Drosselung - entlang des Verdichterrads. Ein dünner zylindrischer Abschnitt der Verkleidung erstreckt sich stromaufwärts vom Verdichterrad. Die Öffnungen sind umlaufend in der Verkleidung, mit Ausnahme einer begrenzten Anzahl an Speichen oder Trägern zum Tragen des Materials stromaufwärts jeder Öffnung. Eine Hülse ist installiert, welche die hervorstehende Zylinderverkleidung umgibt. In einer ersten Position beinhaltet die Hülse Merkmale zum Abdecken der Einspritzöffnung und zum Leiten des Pumprückführungsstroms von der Entlüftungsöffnung zu einer stromaufwärtigen Stelle, die zurück in Richtung des Verdichterrads zeigt. In der zweiten Position wird die Hülse ausreichend bewegt, um die Einspritzöffnung freizulegen und die Entlüftungsöffnung abzudecken. Um Bindung zu verhindern, kann die Hülse gleichzeitig zur axialen Bewegung der Hülse rotieren. Der Mechanismus zum Bereitstellen dieser Bewegung beinhaltet eine Verknüpfung durch das Turboladerverdichtergehäuse. Die Verknüpfung bewegt ein erstes Ende der Verknüpfung durch einen Bogen. Das erste Ende der Verknüpfung ist derart an der Hülse fixiert, dass, wenn das erste Ende durch den Bogen schwingt, es rotiert und die Hülse verschiebt.
Unter Bezugnahme auf 8 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 zum Steuern des Betriebs (z. B. Steuern eines Stroms durch und einer Position) einer aktiven Verkleidungsstrukturierung in Kombination mit einer beweglichen Hülse, die in einer Einlassleitung eines Verdichters angeordnet ist, gezeigt. Insbesondere kann die aktive Verkleidungsstrukturierung die aktive Verkleidungsstrukturierung 204 sein und kann die bewegliche Hülse die bewegliche Hülse 206 aus den 2A 2B sein. Die bewegliche Hülse kann eine Verkleidung umlaufend umgeben, in welcher die aktive Verkleidungsstrukturierung angeordnet ist, und die bewegliche Hülse und die Verkleidung können in einer Einlassleitung eines Verdichters, wie in den 2A 2B gezeigt, stromaufwärts eines Laufrads angeordnet sein. Eine erste Kammer, die fluidisch an eine Entlüftungsöffnung der aktiven Verkleidungsstrukturierung gekoppelt ist, kann aus dem Raum zwischen einer Außenfläche der Verkleidung und einer Innenfläche der beweglichen Hülse ausgebildet sein. Luft kann, wenn die Entlüftungsöffnung offen ist, von einer Region neben dem Laufrad durch die Entlüftungsöffnung und die erste Kammer zu der Einlassleitung zurückgeführt werden. Eine zweite Kammer, die fluidisch an eine Einspritzöffnung der aktiven Verkleidung gekoppelt ist und aus dem Raum zwischen einer Außenfläche der beweglichen Hülsen und einer Innenfläche eines Verdichtergehäuses ausgebildet ist, kann gestattet, dass ein zusätzlicher Luftstrom an die Laufradregion abgegeben wird, wenn die Einspritzöffnung offen ist. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 800 und der übrigen in dieser Schrift enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung (z. B. die in 1 gezeigte Steuerung 12) auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren anzupassen. Zum Beispiel kann die Steuerung einen Aktor der beweglichen Hülse einsetzen, um die Position der beweglichen Hülse anzupassen, sodass entweder die Entlüftungsöffnung oder die Einspritzöffnung für einen Luftstrom offen ist, wie in den 2A 2B gezeigt. Ein Beispiel für einen derartigen Aktor ist in 3 gezeigt, wie vorstehend beschrieben, und der Betrieb der beweglichen Hülse und der aktiven Verkleidungsstrukturierung über den Aktor wird in dem nachstehenden Verfahren beschrieben.
Bei 802 beinhaltet das Verfahren das Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen. Die Motorbetriebsbedingungen können Motordrehzahl, Motorlast, Ansaugluftmassenstrom, Motortemperaturen (wie etwa Motorkühlmitteltemperatur), Ansaugkrümmerdruck, eine Druckdifferenz über dem Verdichter, eine Position der beweglichen Hülse usw. beinhalten. Bei 804 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen, ob der aktuelle Verdichterbetrieb unterhalb eines Pumpschwellenwerts liegt. Der aktuelle Verdichterbetrieb unterhalb eines Pumpschwellenwerts kann auf der Grundlage einer aktuellen (z. B. aktuell bestimmten) Motorlast und Motordrehzahl bestimmt werden, die unterhalb einer Pumplinie oder eines Pumpschwellenwerts liegen. Zum Beispiel kann ein Kennfeld der Motorlast gegenüber der Motordrehzahl oder eine Lookup-Tabelle in einem Speicher der Steuerung gespeichert sein. Die Steuerung kann die aktuelle Motordrehzahl (zum Beispiel auf der Grundlage eines Profilzündungsaufuahmesignals vom Hall-Effekt-Sensor 120 aus 1) und die Motorlast (auf der Grundlage einer Ausgabe vom MAP-Sensor 124, des Pedalpositionssignals und/oder anderer Parameter) bestimmen und dann nachschlagen, ob dieser Betriebspunkt oberhalb oder unterhalb des Pumpschwellenwerts liegt. In einem Beispiel kann der Pumpschwellenwert ein voreingestellter Pumpschwellenwert sein, der in dem Kennfeld oder der Lookup-Tabelle gespeichert ist.
In einem weiteren Beispiel kann der Verdichterbetrieb unterhalb eines Pumpschwellenwerts gemäß eines Verdichterkennfelds bestimmt werden, welches ein Verdichterdruckverhältnis in Abhängigkeit vom Verdichtermassenstrom darstellt. Unter Bezugnahme auf 9 wird die Pumpgrenze zum Beispiel durch die gestrichelte Linie 902 dargestellt. Der Pumpschwellenwert kann als eine Linie auf dem Verdichterkennfeld definiert sein, die 20 % mehr Strom als Strom, bei der Linie der Pumpgrenze darstellt. Der Bereich links der gestrichelten Linie 902 ist eine Region, in welcher der Verdichter unterhalb einer Pumpgrenze betrieben wird, was einen Bereich von Druckverhältnissen relativ zur Strömungsrate umschließt, die unterhalb der minimalen Strömungsrate für einen stabilen Verdichterbetrieb liegen. Der Betrieb in der Nähe der Pumpgrenze führt zu ineffizientem Verdichterbetrieb und in einigen Fällen zu unvorteilhaften Geräuschen. Das Festlegen eines Pumpschwellenwerts über der Pumpgrenze gestattet einen gewissen Spielraum und kann den Betrieb in einer unvorteilhaften Region des Verdichterkennfelds verhindern.
Außerdem kann der Verdichterbetrieb unterhalb des Pumpschwellenwerts im hier verwendeten Sinne den Verdichterbetrieb rechts einer Pumpgrenze, wie in 9 gezeigt und vorstehend erläutert, aber innerhalb eines Schwellenbereichs der Pumpgrenze (z. B. innerhalb eines Schwellenluftmassenstroms der Pumpgrenze), beinhalten. Ferner kann der Verdichter mit der beweglichen Hülse betrieben werden, die angepasst werden kann, um den Strom durch die Entlüftungsöffnung in der ersten Position für einen Bereich von Verdichterbetriebsbedingungen, bis die Drosselgrenze erreicht ist, zu öffnen.
Wenn der Verdichter unterhalb der Pumpgrenze betrieben wird, geht das Verfahren zu 806 über, um die bewegliche Hülse in eine erste Position anzupassen, welche die Entlüftungsöffnung öffnet. Das Anpassen der beweglichen Hülse kann beinhalten, dass die Steuerung ein elektronischen Signal an einen Betätigungsmechanismus der beweglichen Hülse sendet, um die bewegliche Hülse entweder von einer Position, in welcher die Einspritzöffnung offen ist (und die Entlüftungsöffnung geschlossen ist, bezeichnet als die zweite Position der beweglichen Hülse) in die erste Position zu verschieben, in welcher die Entlüftungsöffnung offen ist, oder die bewegliche Hülse in der ersten Position zu halten, in welcher die Entlüftungsöffnung offen bleibt. Die Anordnung der beweglichen Hülse, sodass die Entlüftungsöffnung offen ist, ist den 2A und 4B gezeigt, wie vorstehend beschrieben. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf diese Figuren erläutert, wenn die Entlüftungsöffnung offen ist, wird der Druck bei einem Auslassende des Verdichters (wie als stromabwärts einer Vorderkante der Verdichterlaufrads definiert) durch das Gestatten eines Stroms von der Laufradregion durch die Entlüftungsöffnung und die erste Kammer gemindert, um den Strom zur Einlassleitung zurückzuführen, wie bei 808 aus 8 angegeben. Die erste Kammer kann mit Elementen, wie zum Beispiel einem ersten Ende 240 der beweglichen Hülse 206, gezeigt in den 2A-2B, ausgestattet sein, um Geräusche zu reduzieren und Schwingungen während des Pumpstroms, z. B. Strom durch die erste Kammer in der entgegengesetzten Richtung des Stroms durch die Einlassleitung, zu dämpfen. Durch das Anpassen der beweglichen Hülse, um die Entlüftungsöffnung zu öffnen und die Einspritzöffnung zu schließen, kann die Pumpgrenze des Verdichters derart verschoben werden, dass mehr Motorbetriebspunkte außerhalb der Pumpregion liegen und Geräusche unterdrückt werden.
Wenn der Motor alternativ bei 804 oberhalb des Pumpschwellenwerts betrieben wird, geht das Verfahren zu 810 über, um zu bestimmen, ob der Turboladerbetrieb oberhalb eines Drosselschwellenwerts liegt. Eine Turboladerdrosselung kann auftreten, wenn der Motor hohe Lasten und Drehzahlen, einen hohen Luftstrom oder andere Parameter erfährt, die zu einem Luftstrom in den Verdichter oberhalb der Toleranz des Turboladers führen (z. B. oberhalb der Menge an Luftstrom, die der Verdichter physikalisch gesehen strömen lassen kann). Während einer Drosselung kann die Luftgeschwindigkeit, die in das Verdichterrad eintritt, nahezu Schallgeschwindigkeit erreichen, wodurch jegliche Erhöhung des Luftstroms verhindert wird. Eingaben von verschiedenen Sensoren, wie vorstehend für die Detektion von Verdichterpumpen beschrieben, können ebenfalls verwendet werden, um zu beurteilen, ob der Verdichterbetrieb einen Drosselschwellenwert übersteigt (z. B. Motordrehzahl und -last, Verdichtermassenstrom und - druckverhältnis). Der Drosselschwellenwert kann ebenfalls ein voreingestellter Schwellenwert sein, der in einem Kennfeld der Motorlast gegenüber der Motordrehzahl, des Verdichterverhältnisses gegenüber dem Massenstrom oder in einer Lookup-Tabelle gespeichert ist. Unter Bezugnahme auf 9 wird der Drosselschwellenwert oder die Drosselgrenze zum Beispiel durch die gestrichelte Linie 904 dargestellt. Die Region rechts der gestrichelten Linie 904 stellt Bedingungen dar, welche den Drosselschwellenwert übersteigen. Wenn bestimmt wird, dass der Turbolader unterhalb des Drosselschwellenwerts (z. B. links des Drosselschwellenwerts) betrieben wird, geht das Verfahren 800 zu 806 über, derart, dass die Steuerung ein Signal an den Betätigungsmechanismus senden kann, um die bewegliche Hülse so anzupassen, dass die Entlüftungsöffnung offen ist oder offen bleibt, und die Routine geht zu 808 über.
Wenn die Steuerung bestimmt, dass der Verdichterbetrieb den Drosselschwellenwert übersteigt (wenn der Verdichter z. B. rechts der Drossellinie aus 9 betrieben wird), geht das Verfahren zu 812 über, wo die bewegliche Hülse in die zweite Position betätigt wird, um die Einspritzöffnung zu öffnen und die Entlüftungsöffnung zu schließen. Außerdem kann der Verdichterbetrieb oberhalb des Drosselschwellenwerts im hier verwendeten Sinne den Verdichterbetrieb rechts einer Drosselgrenze, wie in 9 gezeigt und vorstehend erläutert, aber innerhalb eines Schwellenbereichs der Drosselgrenze (z. B. innerhalb eines Schwellenluftmassenstroms der Drosselgrenze), beinhalten. In einigen Beispielen kann die bewegliche Hülse ferner angepasst werden, um die Einspritzöffnung zu öffnen, wenn sich der Verdichterbetrieb der Drosselgrenze nähert, der Verdichter aber nicht in der Drosselregion betrieben wird, z. B., wenn der Verdichtermassenstrom und das Druckverhältnis innerhalb von 5 oder 10 % des Drosselschwellenwerts liegen.
Bei 814 strömt Luft von der Einlassleitung mittels der zweiten Kammer und der Einspritzöffnung zu der Laufradregion. Dies ermöglicht, dass ein zusätzlicher Luftstrom an das Laufrad des Verdichters abgegeben wird, wodurch die Geschwindigkeit der Luft, die in die Vorderkante des Verdichterrads strömt, reduziert wird, die während einer Drosselung beinahe die Schallgeschwindigkeit erreicht. Die zweite Kammer beinhaltet keine Geräuschunterdrückungsstrukturen und begrenzt den Strom somit nicht.
Nach dem Ermöglichen des Stroms durch die Einspritzöffnung der aktiven Verkleidungsstrukturierung geht das Verfahren zu 816 über, um zu bestimmen, ob der Turboladerbetrieb noch immer über dem Drosselschwellenwert liegt. Wenn der Drosselschwellenwert noch immer überschritten wird, kehrt das Verfahren zu 812 zurück, um die bewegliche Hülse in der zweiten Position zu halten, in welcher die Einspritzöffnung für den Strom offen ist. Wenn der Motorbetrieb jedoch unter die Drosselgrenze fällt, geht die Routine zu 818 über, um die bewegliche Hülse in die erste Position anzupassen, um die Entlüftungsöffnung zu öffnen und die Rückführung von Luft durch die erste Kammer zu gestatten, um zur Einlassleitung zurückzukehren. In einigen Beispielen kann die Steuerung die bewegliche Hülse in der zweiten Position halten, bis der Turboladerbetrieb um eine geeignete Menge, wie zum Beispiel 5 oder 10 % unter dem Drosselschwellenwert, unterhalb des Drosselschwellenwerts liegt.
Auf diese Weise kann eine bewegliche Hülse, die an eine aktive Verkleidungsstrukturierung gekoppelt ist, die innerhalb einer Einlassleitung eines Verdichters und stromaufwärts eines Laufrads des Verdichters positioniert ist, verwendet werden, um den Strom durch die Einlassleitung anzupassen. Die bewegliche Hülse umgibt eine Verkleidung umlaufend, in welcher die aktive Verkleidungsstrukturierung angeordnet ist, und ist selbst durch ein Verdichtergehäuse umgeben. Die bewegliche Hülse ist sowohl von der Verkleidung als auch vom Verdichtergehäuse beabstandet, sodass eine Kammer zwischen der Verkleidung und der beweglichen Hülse ausgebildet wird, die fluidisch an eine Entlüftungsöffnung in der aktiven Verkleidungsstrukturierung gekoppelt ist. Die erste Kammer kann mit Geräuschunterdrückungsstrukturen, wie zum Beispiel Durchflussbegrenzern oder Deflektoren, ausgestattet sein. Eine zweite Kammer wird aus dem Raum zwischen der beweglichen Hülse und dem Verdichtergehäuse ausgebildet. Die zweite Kammer ist fluidisch an eine Einspritzöffnung in der aktiven Verkleidungsstrukturierung gekoppelt. In einem Beispiel kann die bewegliche Hülse angepasst werden, um einen Strom durch die Entlüftungsöffnung, aber nicht durch die Einspritzöffnung, zu gestatten, wenn Turboladerbetriebe (z. B- Verdichtermassenstrom und Druckverhältnis) unterhalb eines Drosselschwellenwerts und/oder unterhalb eines Pumpschwellenwerts liegen. In dieser Position wird Luft die Rückführung vom Laufrad zu der Einlassleitung über die Entlüftungsöffnung und die erste Kammer gestattet, wodurch der Druckaufbau bei einem Auslass des Verdichters gemindert wird und der Pumpspielraum erweitert wird sowie Schwingungen, die während des Pumpstroms erzeugt werden, gedämpft werden. In einem weiteren Beispiel kann die bewegliche Hülse angepasst werden, um den Strom durch die Einspritzöffnung, aber nicht die Entlüftungsöffnung, zu öffnen, wodurch ein Druckgradient abgeschwächt wird, der während Bedingungen (z. B. Motordrehzahlen und -lasten) erzeugt wird, die einen Drosselschwellenwert übersteigen. Ein zusätzlicher Strom wird über die zweite Kammer und die Einspritzöffnung zum Laufrad geführt. Der technische Effekt des Anpassens der Position der beweglichen Hülse und somit des Stroms durch den Verdichter besteht darin, den Bereich der Motorbetriebsbedingungen zu erweitern, in welchem der Verdichter zu einem stabilen und hocheffizienten Betrieb in der Lage ist.
Die 1-7B zeigen beispielhafte Konfigurationen mit einer relativen Positionierung der verschiedenen Komponenten. Wenn derartige Elemente so gezeigt sind, dass sie einander direkt berühren oder direkt miteinander gekoppelt sind, können sie zumindest in einem Beispiel als sich direkt berührend bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander anliegend oder zueinander benachbart gezeigt sind, zumindest in einem Beispiel aneinander anliegend bzw. zueinander benachbart sein. Als ein Beispiel können Komponenten, die sich Flächen miteinander teilen, als in Flächenteilungskontakt stehend bezeichnet werden. Als ein anderes Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei sich nur ein Abstand dazwischen befindet und keine anderen Komponenten, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein anderes Beispiel können Elemente, die über-/untereinander, an gegenüberliegenden Seiten voneinander oder links/rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche bezeichnet werden. Außerdem kann, wie in den Figuren gezeigt, ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements in mindestens einem Beispiel als eine „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden und kann ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als eine „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Im hier verwendeten Sinne können sich Oberseite/Unterseite, obere(r/s)/untere(r/s), über/unter auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und dazu verwendet werden, die Positionierung von Elementen der Figuren relativ zueinander zu beschreiben. Demnach sind Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, in einem Beispiel vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein anderes Beispiel können Formen der Elemente, die in den Figuren abgebildet sind, als diese Formen aufweisend bezeichnet werden (wie z. B. als rund, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen). Des Weiteren können Elemente, die so gezeigt sind, dass sie einander schneiden, in mindestens einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Darüber hinaus kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden.
Als eine Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren Strömenlassen von Ansaugluft durch eine Verkleidung zu einem Laufrad eines Verdichters; und, während erster Bedingungen, Betätigen eines Aktors, um eine bewegliche Hülse, die eine Verkleidung umgibt, von einer ersten Position in eine zweite Position anzupassen, und Strömenlassen von Ansaugluft durch eine zweite Kammer zu dem Laufrad, wobei die bewegliche Hülse sowohl in einer radialen Richtung als auch in einer axialen Richtung über eine einzelne Betätigungsbewegung des Aktors angepasst wird. In einem ersten Beispiel für das Verfahren, während zweiter Bedingungen, beinhaltet Betätigen des Aktors Anpassen der beweglichen Hülse von der zweiten Position in die erste Position und Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch eine erste Kammer, wobei die erste Kammer die Verkleidung umlaufend umgibt und die zweite Kammer die erste Kammer umlaufend umgibt. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Verkleidung mindestens einen Teil des Laufrads umlaufend umgibt, wobei Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch die erste Kammer Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung zu der ersten Kammer über eine Entlüftungsöffnung der Verkleidung umfasst und wobei Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad über eine Einspritzöffnung der Verkleidung umfasst. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten und zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der ersten Position in die zweite Position anzupassen, Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der ersten Position, in welcher die bewegliche Hülse eine Fluidkopplung zwischen der Einspritzöffnung und der zweiten Kammer blockiert, in die zweite Position anzupassen, in welcher die bewegliche Hülse eine Fluidkopplung zwischen der Entlüftungsöffnung und der ersten Kammer blockiert und die Fluidkopplung zwischen der Einspritzöffnung und der zweiten Kammer etabliert, umfasst. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die ersten Bedingungen einen Luftmassenstrom über einem Schwellenwert umfassen und dass die zweiten Bedingungen einen Luftmassenstrom unter dem Schwellenwert umfassen. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, Strömenlassen von Ansaugluft durch die Verkleidung zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft in einer ersten Richtung durch die Verkleidung umfasst, wobei Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft in der ersten Richtung durch die zweite Kammer umfasst und wobei Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch die erste Kammer Strömenlassen von Ansaugluft durch die erste Kammer in einer entgegengesetzten, zweiten Richtung umfasst.
Als eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein Verdichter ein Laufrad, das um eine Mittelachse drehbar ist und in einem Verdichtergehäuse untergebracht ist; eine Verkleidung, die das Laufrad mindestens teilweise umgibt, wobei die Verkleidung eine Einspritzöffnung und eine Entlüftungsöffnung beinhaltet; eine bewegliche Hülse, welche die Verkleidung umlaufend umgibt und eine erste Luftstromkammer zwischen einer Außenfläche der Verkleidung und einer Innenfläche der beweglichen Hülse und eine zweite Luftstromkammer zwischen einer Außenfläche der beweglichen Hülse und einer Innenfläche des Gehäuses definiert; und einen Aktor, der an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse zu bewegen, um die Einspritzöffnung und die Entlüftungsöffnung selektiv zu blockieren und freizugeben, wobei der Aktor konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial in einer einzelnen Betätigungsbewegung zu bewegen. In einem ersten Beispiel für den Verdichter umfasst der Aktor einen Elektromotor, der an eine Verknüpfung gekoppelt ist, wobei die Verknüpfung eine erste Abzweigung, eine zweite Abzweigung und eine dritte Abzweigung beinhaltet, wobei die dritte Abzweigung über einen Arm an den Elektromotor gekoppelt ist, die erste Abzweigung an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und die zweite Abzweigung an die erste Abzweigung und die dritte Abzweigung gekoppelt ist, wobei ein erster Winkel zwischen der ersten Abzweigung und der zweiten Abzweigung fest ist und ein zweiter Winkel zwischen der zweiten Abzweigung und der dritten Abzweigung anpassbar ist. Ein zweites Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Aktor ein Drehaktor ist und der Elektromotor den Arm um eine Rotationsachse rotiert, die bei einer Verbindungsstelle zwischen dem Arm und dem Elektromotor platziert ist, und wobei Rotation des Arms die dritte Abzweigung in eine seitliche Richtung bewegt, wodurch der zweite Winkel angepasst wird und die erste Abzweigung durch einen Betätigungswinkel geschwungen wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird. Ein drittes Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten und zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Aktor ein Linearaktor ist und der Arm ein einziehbarer Arm ist und wobei der Elektromotor den einziehbaren Arm ausfährt oder einzieht, um die dritte Abzweigung in eine seitliche Richtung zu bewegen, wodurch der zweite Winkel angepasst wird und die erste Abzweigung durch einen Betätigungswinkel geschwungen wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird. Ein viertes Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels und beinhaltet ferner, dass sich die erste Abzweigung durch das Verdichtergehäuse erstreckt und dass die zweite Abzweigung, die dritte Abzweigung, der Arm und der Elektromotor jeweils außerhalb des Verdichtergehäuses positioniert sind. Ein fünftes Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Verkleidung einen Innenkanal ausbildet, der einen Einlass des Verdichters fluidisch an das Laufrad koppelt, und wobei jede der ersten Luftstromkammer und der zweiten Luftstromkammer fluidisch an den Einlass des Verdichters gekoppelt ist. Ein sechstes Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Einspritzöffnung den Innenkanal fluidisch an die zweite Luftstromkammer koppelt und die Entlüftungsöffnung den Innenkanal fluidisch an die erste Luftstromkammer koppelt. Ein siebtes Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis siebten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Aktor konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse in eine erste Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung offen ist und die Einspritzöffnung blockiert ist, wodurch der Innenkanal fluidisch an die erste Luftstromkammer gekoppelt ist, derart, dass Ansaugluft in dem Innenkanal durch die Entlüftungsöffnung und zu der ersten Luftstromkammer strömt. Ein achtes Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis siebten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Aktor konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse in eine zweite Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung blockiert ist und die Einspritzöffnung offen ist, wodurch der Innenkanal fluidisch an die zweite Luftstromkammer gekoppelt ist, derart, dass Ansaugluft in der zweiten Luftstromkammer durch die Einspritzöffnung und zu dem Laufrad strömt. Ein neuntes Beispiel für den Verdichter beinhaltet optional eins oder mehrere des ersten bis achten Beispiels und beinhaltet ferner, dass die Entlüftungsöffnung stromaufwärts der Einspritzöffnung in einer Ansaugluftstromrichtung durch den Verdichter angeordnet ist.
Als eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein System einen Verdichter, umfassend: ein Gehäuse; ein Laufrad, das innerhalb des Gehäuses untergebracht ist und um eine Mittelachse drehbar ist; eine Verkleidung, die das Laufrad mindestens teilweise umgibt und einen Innenkanal ausbildet, der einen Einlass des Verdichters fluidisch an das Laufrad koppelt, wobei die Verkleidung eine Einspritzöffnung und eine Entlüftungsöffnung beinhaltet; eine bewegliche Hülse, welche die Verkleidung umlaufend umgibt; eine erste Luftstromkammer, die sich entlang einer Außenfläche der Verkleidung erstreckt; und eine zweite Luftstromkammer, die sich entlang einer Außenfläche der beweglichen Hülse erstreckt; einen Aktor, der einen Elektromotor und eine Verknüpfung umfasst, wobei die Verknüpfung eine erste Abzweigung beinhaltet, die sich durch das Gehäuse erstreckt und an die bewegliche Hülse gekoppelt ist; und eine Steuerung, die Anweisungen speichert, die ausgeführt werden können zum: Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse in eine erste Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung zu der ersten Luftstromkammer hin offen ist und die Einspritzöffnung blockiert ist, und zwar als Reaktion auf einen Verdichterbetrieb in einer Pumpregion; und Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse in eine zweite Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung blockiert ist und die Einspritzöffnung zur zweiten Luftstromkammer hin offen ist, und zwar als Reaktion auf einen Verdichterbetrieb in einer Drosselregion, und wobei, wenn der Aktor zwischen der ersten Position und der zweiten Position betätigt wird, die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird. In einem ersten Beispiel für das System ist die erste Abzweigung bei einem ersten Ende an die bewegliche Hülse gekoppelt und ist das erste Ende konfiguriert, um durch einen Betätigungswinkel zu schwingen, wenn der Elektromotor betrieben wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird. Ein zweites Beispiel für das System beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Aktor ein Drehaktor ist. Ein drittes Beispiel für das System beinhaltet optional eines oder mehrere des ersten und zweiten Beispiels und beinhaltet ferner, dass der Aktor ein Linearaktor ist.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichttransitorischem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nichttransitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und sonstige hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, aufweisend Strömenlassen von Ansaugluft durch eine Verkleidung zu einem Laufrad eines Verdichters; und, während erster Bedingungen, Betätigen eines Aktors, um eine bewegliche Hülse, die eine Verkleidung umgibt, von einer ersten Position in eine zweite Position anzupassen, und Strömenlassen von Ansaugluft durch eine zweite Kammer zu dem Laufrad, wobei die bewegliche Hülse sowohl in einer radialen Richtung als auch in einer axialen Richtung über eine einzelne Betätigungsbewegung des Aktors angepasst wird.
Gemäß einer Ausführungsform, während zweiter Bedingungen, Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der zweiten Position in die erste Position anzupassen, und Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch eine erste Kammer, wobei die erste Kammer die Verkleidung umlaufend umgibt und die zweite Kammer die erste Kammer umlaufend umgibt.
Gemäß einer Ausführungsform umgibt die Verkleidung mindestens einen Teil des Laufrads umlaufend, wobei Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch die erste Kammer Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung zu der ersten Kammer über eine Entlüftungsöffnung der Verkleidung umfasst und wobei Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad über eine Einspritzöffnung der Verkleidung umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der ersten Position in die zweite Position anzupassen, Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der ersten Position, in welcher die bewegliche Hülse eine Fluidkopplung zwischen der Einspritzöffnung und der zweiten Kammer blockiert, in die zweite Position anzupassen, in welcher die bewegliche Hülse eine Fluidkopplung zwischen der Entlüftungsöffnung und der ersten Kammer blockiert und die Fluidkopplung zwischen der Einspritzöffnung und der zweiten Kammer etabliert, umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die ersten Bedingungen einen Luftmassenstrom über einem Schwellenwert und umfassen wobei die zweiten Bedingungen einen Luftmassenstrom unter dem Schwellenwert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass Strömenlassen von Ansaugluft durch die Verkleidung zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft in einer ersten Richtung durch die Verkleidung umfasst, wobei Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft in der ersten Richtung durch die zweite Kammer umfasst und wobei Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch die erste Kammer Strömenlassen von Ansaugluft durch die erste Kammer in einer entgegengesetzten, zweiten Richtung umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verdichter bereitgestellt, aufweisend ein Laufrad, das um eine Mittelachse drehbar ist und in einem Verdichtergehäuse untergebracht ist; eine Verkleidung, die das Laufrad mindestens teilweise umgibt, wobei die Verkleidung eine Einspritzöffnung und eine Entlüftungsöffnung beinhaltet; eine bewegliche Hülse, welche die Verkleidung umlaufend umgibt und eine erste Luftstromkammer zwischen einer Außenfläche der Verkleidung und einer Innenfläche der beweglichen Hülse und eine zweite Luftstromkammer zwischen einer Außenfläche der beweglichen Hülse und einer Innenfläche des Gehäuses definiert; und einen Aktor, der an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse zu bewegen, um die Einspritzöffnung und die Entlüftungsöffnung selektiv zu blockieren und freizugeben, wobei der Aktor konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial in einer einzelnen Betätigungsbewegung zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Aktor einen Elektromotor, der an eine Verknüpfung gekoppelt ist, wobei die Verknüpfung eine erste Abzweigung, eine zweite Abzweigung und eine dritte Abzweigung beinhaltet, wobei die dritte Abzweigung über einen Arm an den Elektromotor gekoppelt ist, die erste Abzweigung an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und die zweite Abzweigung an die erste Abzweigung und die dritte Abzweigung gekoppelt ist, wobei ein erster Winkel zwischen der ersten Abzweigung und der zweiten Abzweigung fest ist und ein zweiter Winkel zwischen der zweiten Abzweigung und der dritten Abzweigung anpassbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktor ein Drehaktor und rotiert der Elektromotor den Arm um eine Rotationsachse, die bei einer Verbindungsstelle zwischen dem Arm und dem Elektromotor platziert ist, und wobei Rotation des Arms die dritte Abzweigung in eine seitliche Richtung bewegt, wodurch der zweite Winkel angepasst wird und die erste Abzweigung durch einen Betätigungswinkel geschwungen wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktor ein Linearaktor und ist der Arm ein einziehbarer Arm und wobei der Elektromotor den einziehbaren Arm ausfährt oder einzieht, um die dritte Abzweigung in eine seitliche Richtung zu bewegen, wodurch der zweite Winkel angepasst wird und die erste Abzweigung durch einen Betätigungswinkel geschwungen wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich die erste Abzweigung durch das Verdichtergehäuse und wobei die zweite Abzweigung, die dritte Abzweigung, der Arm und der Elektromotor jeweils außerhalb des Verdichtergehäuses positioniert sind.
Gemäß einer Ausführungsform bildet die Verkleidung einen Innenkanal aus, der einen Einlass des Verdichters fluidisch an das Laufrad koppelt, und wobei jede der ersten Luftstromkammer und der zweiten Luftstromkammer fluidisch an den Einlass des Verdichters gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform koppelt die Einspritzöffnung den Innenkanal fluidisch an die zweite Luftstromkammer und koppelt die Entlüftungsöffnung den Innenkanal fluidisch an die erste Luftstromkammer koppelt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktor konfiguriert, um die bewegliche Hülse in eine erste Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung offen ist und die Einspritzöffnung blockiert ist, wodurch der Innenkanal fluidisch an die erste Luftstromkammer gekoppelt ist, derart, dass Ansaugluft in dem Innenkanal durch die Entlüftungsöffnung und zu der ersten Luftstromkammer strömt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktor konfiguriert, um die bewegliche Hülse in eine zweite Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung blockiert ist und die Einspritzöffnung offen ist, wodurch der Innenkanal fluidisch an die zweite Luftstromkammer gekoppelt ist, derart, dass Ansaugluft in der zweiten Luftstromkammer durch die Einspritzöffnung und zu dem Laufrad strömt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Entlüftungsöffnung stromaufwärts der Einspritzöffnung in einer Ansaugluftstromrichtung durch den Verdichter angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, aufweisend einen Verdichter, umfassend: ein Gehäuse; ein Laufrad, das innerhalb des Gehäuses untergebracht ist und um eine Mittelachse drehbar ist; eine Verkleidung, die das Laufrad mindestens teilweise umgibt und einen Innenkanal ausbildet, der einen Einlass des Verdichters fluidisch an das Laufrad koppelt, wobei die Verkleidung eine Einspritzöffnung und eine Entlüftungsöffnung beinhaltet; eine bewegliche Hülse, welche die Verkleidung umlaufend umgibt; eine erste Luftstromkammer, die sich entlang einer Außenfläche der Verkleidung erstreckt; und eine zweite Luftstromkammer, die sich entlang einer Außenfläche der beweglichen Hülse erstreckt; einen Aktor, der einen Elektromotor und eine Verknüpfung umfasst, wobei die Verknüpfung eine erste Abzweigung beinhaltet, die sich durch das Gehäuse erstreckt und an die bewegliche Hülse gekoppelt ist; und eine Steuerung, die Anweisungen speichert, die ausgeführt werden können zum: Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse in eine erste Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung zu der ersten Luftstromkammer hin offen ist und die Einspritzöffnung blockiert ist, und zwar als Reaktion auf einen Verdichterbetrieb in einer Pumpregion; und Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse in eine zweite Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung blockiert ist und die Einspritzöffnung zur zweiten Luftstromkammer hin offen ist, und zwar als Reaktion auf einen Verdichterbetrieb in einer Drosselregion, und wobei, wenn der Aktor zwischen der ersten Position und der zweiten Position betätigt wird, die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Abzweigung bei einem ersten Ende an die bewegliche Hülse gekoppelt und ist das erste Ende konfiguriert, um durch einen Betätigungswinkel zu schwingen, wenn der Elektromotor betrieben wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktor ein Drehaktor.
Gemäß einer Aus führungs form ist der Aktor ein Linearaktor.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6648594 B1 [0005]

Claims

Verfahren, umfassend: Strömenlassen von Ansaugluft durch eine Verkleidung zu einem Laufrad eines Verdichters; und während erster Bedingungen, Betätigen eines Aktors, um eine bewegliche Hülse, die eine Verkleidung umgibt, von einer ersten Position in eine zweite Position anzupassen, und Strömenlassen von Ansaugluft durch eine zweite Kammer zu dem Laufrad, wobei die bewegliche Hülse sowohl in einer radialen Richtung als auch in einer axialen Richtung über eine einzelne Betätigungsbewegung des Aktors angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, während zweiter Bedingungen, Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der zweiten Position in die erste Position anzupassen, und Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch eine erste Kammer, wobei die erste Kammer die Verkleidung umlaufend umgibt und die zweite Kammer die erste Kammer umlaufend umgibt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verkleidung mindestens einen Teil des Laufrads umlaufend umgibt, wobei Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch die erste Kammer Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung zu der ersten Kammer über eine Entlüftungsöffnung der Verkleidung umfasst und wobei Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad über eine Einspritzöffnung der Verkleidung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der ersten Position in die zweite Position anzupassen, Betätigen des Aktors, um die bewegliche Hülse von der ersten Position, in welcher die bewegliche Hülse eine Fluidkopplung zwischen der Einspritzöffnung und der zweiten Kammer blockiert, in die zweite Position anzupassen, in welcher die bewegliche Hülse eine Fluidkopplung zwischen der Entlüftungsöffnung und der ersten Kammer blockiert und die Fluidkopplung zwischen der Einspritzöffnung und der zweiten Kammer etabliert, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die ersten Bedingungen einen Luftmassenstrom über einem Schwellenwert umfassen und wobei die zweiten Bedingungen einen Luftmassenstrom unter dem Schwellenwert umfassen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Strömenlassen von Ansaugluft durch die Verkleidung zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft in einer ersten Richtung durch die Verkleidung umfasst, wobei Strömenlassen von Ansaugluft durch die zweite Kammer zu dem Laufrad Strömenlassen von Ansaugluft in der ersten Richtung durch die zweite Kammer umfasst und wobei Strömenlassen von Ansaugluft von der Verkleidung durch die erste Kammer Strömenlassen von Ansaugluft durch die erste Kammer in einer entgegengesetzten, zweiten Richtung umfasst.
Verdichter, umfassend: ein Laufrad, das um eine Mittelachse drehbar ist und in einem Verdichtergehäuse untergebracht ist; eine Verkleidung, die das Laufrad mindestens teilweise umgibt, wobei die Verkleidung eine Einspritzöffnung und eine Entlüftungsöffnung beinhaltet; eine bewegliche Hülse, welche die Verkleidung umlaufend umgibt und eine erste Luftstromkammer zwischen einer Außenfläche der Verkleidung und einer Innenfläche der beweglichen Hülse und eine zweite Luftstromkammer zwischen einer Außenfläche der beweglichen Hülse und einer Innenfläche des Gehäuses definiert; und einen Aktor, der an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse zu bewegen, um die Einspritzöffnung und die Entlüftungsöffnung selektiv zu blockieren und freizugeben, wobei der Aktor konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial in einer einzelnen Betätigungsbewegung zu bewegen.
Verdichter nach Anspruch 7, wobei der Aktor einen Elektromotor umfasst, der an eine Verknüpfung gekoppelt ist, wobei die Verknüpfung eine erste Abzweigung, eine zweite Abzweigung und eine dritte Abzweigung beinhaltet, wobei die dritte Abzweigung über einen Arm an den Elektromotor gekoppelt ist, die erste Abzweigung an die bewegliche Hülse gekoppelt ist und die zweite Abzweigung an die erste Abzweigung und die dritte Abzweigung gekoppelt ist, wobei ein erster Winkel zwischen der ersten Abzweigung und der zweiten Abzweigung fest ist und ein zweiter Winkel zwischen der zweiten Abzweigung und der dritten Abzweigung anpassbar ist.
Verdichter nach Anspruch 8, wobei der Aktor ein Drehaktor ist und der Elektromotor den Arm um eine Rotationsachse rotiert, die bei einer Verbindungsstelle zwischen dem Arm und dem Elektromotor platziert ist, und wobei Rotation des Arms die dritte Abzweigung in eine seitliche Richtung bewegt, wodurch der zweite Winkel angepasst wird und die erste Abzweigung durch einen Betätigungswinkel geschwungen wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird.
Verdichter nach Anspruch 8, wobei der Aktor ein Linearaktor ist und der Arm ein einziehbarer Arm ist und wobei der Elektromotor den einziehbaren Arm ausfährt oder einzieht, um die dritte Abzweigung in eine seitliche Richtung zu bewegen, wodurch der zweite Winkel angepasst wird und die erste Abzweigung durch einen Betätigungswinkel geschwungen wird, wodurch die bewegliche Hülse sowohl radial als auch axial bewegt wird.
Verdichter nach Anspruch 8, wobei sich die erste Abzweigung durch das Verdichtergehäuse erstreckt und wobei die zweite Abzweigung, die dritte Abzweigung, der Arm und der Elektromotor jeweils außerhalb des Verdichtergehäuses positioniert sind.
Verdichter nach Anspruch 7, wobei die Verkleidung einen Innenkanal ausbildet, der einen Einlass des Verdichters fluidisch an das Laufrad koppelt, und wobei jede der ersten Luftstromkammer und der zweiten Luftstromkammer fluidisch an den Einlass des Verdichters gekoppelt ist.
Verdichter nach Anspruch 12, wobei die Einspritzöffnung den Innenkanal fluidisch an die zweite Luftstromkammer koppelt und die Entlüftungsöffnung den Innenkanal fluidisch an die erste Luftstromkammer koppelt.
Verdichter nach Anspruch 13, wobei der Aktor konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse in eine erste Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung offen ist und die Einspritzöffnung blockiert ist, wodurch der Innenkanal fluidisch an die erste Luftstromkammer gekoppelt ist, derart, dass Ansaugluft in dem Innenkanal durch die Entlüftungsöffnung und zu der ersten Luftstromkammer strömt.
Verdichter nach Anspruch 13, wobei der Aktor konfiguriert ist, um die bewegliche Hülse in eine zweite Position zu bewegen, in welcher die Entlüftungsöffnung blockiert ist und die Einspritzöffnung offen ist, wodurch der Innenkanal fluidisch an die zweite Luftstromkammer gekoppelt ist, derart, dass Ansaugluft in der zweiten Luftstromkammer durch die Einspritzöffnung und zu dem Laufrad strömt.