DE102018212285A1 - Compressor for a drive unit, exhaust gas turbocharger for a drive unit and method for operating a compressor - Google Patents

Compressor for a drive unit, exhaust gas turbocharger for a drive unit and method for operating a compressor Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdichter (1) für ein Antriebsaggregat, mit einem in einem Verdichtergehäuse (2) um eine Drehachse (4) drehbar gelagerten Verdichterlaufrad (3), das in dem Verdichtergehäuse (2) ein Strömungsmedium von einem Einlassanschluss in Richtung eines Auslassanschlusses fördert, wobei der Einlassanschluss über einen Einlasskanal (8) strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad (3) angeschlossen ist und stromaufwärts des Verdichterlaufrads (3) ein Fluidkanal (9) zur Einbringung eines Fluids an einer Einmündungsstelle (10) in den Einlasskanal (8) einmündet, und wobei ein Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals (8) mittels einer Querschnittsverstelleinrichtung (12) einstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtung (12) ein stromaufwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes erstes Querschnittsverstellelement (13) und ein stromabwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes zweites Querschnittsverstellelement (14) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Abgasturbolader für ein Antriebsaggregat sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Verdichters (1).The invention relates to a compressor (1) for a drive unit, with a compressor impeller (3) which is mounted in a compressor housing (2) so as to be rotatable about an axis of rotation (4) and which conveys a flow medium in the compressor housing (2) from an inlet connection in the direction of an outlet connection , The inlet connection being connected to the compressor impeller (3) in terms of flow technology via an inlet duct (8) and a fluid duct (9) for introducing a fluid opens into the inlet duct (8) at an outlet point (10) upstream of the compressor impeller, and a flow cross section of the inlet channel (8) being adjustable by means of a cross section adjustment device (12). It is provided that the cross-sectional adjustment device (12) has a first cross-sectional adjustment element (13) arranged upstream of the junction (10) and a second cross-section adjustment element (14) arranged downstream of the junction (10). The invention further relates to an exhaust gas turbocharger for a drive unit and a method for operating a compressor (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdichter für ein Antriebsaggregat, mit einem in einem Verdichtergehäuse um eine Drehachse drehbar gelagerten Verdichterlaufrad, das in dem Verdichtergehäuse ein Strömungsmedium von einem Einlassanschluss in Richtung eines Auslassanschlusses fördert, wobei der Einlassanschluss über einen Einlasskanal strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad angeschlossen ist und stromaufwärts des Verdichterlaufrads ein Fluidkanal zur Einbringung eines Fluids an einer Einmündungsstelle in den Einlasskanal einmündet, und wobei ein Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals mittels einer Querschnittsverstelleinrichtung einstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Abgasturbolader für ein Antriebsaggregat sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Verdichters.The invention relates to a compressor for a drive unit, with a compressor impeller which is mounted in a compressor housing so as to be rotatable about an axis of rotation and which in the compressor housing conveys a flow medium from an inlet connection in the direction of an outlet connection, the inlet connection being connected to the compressor impeller in terms of flow technology and upstream of the compressor impeller, a fluid channel for introducing a fluid opens into the inlet channel at a junction, and a flow cross section of the inlet channel can be set by means of a cross-sectional adjustment device. The invention further relates to an exhaust gas turbocharger for a drive unit and a method for operating a compressor.

Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift DE 10 2015 209 704 A1 bekannt. Diese betrifft eine Verdichteranordnung mit einem Verdichterlaufrad, einem stromauf des Verdichterlaufrads angeordneten Anströmkanal und einer Einstellvorrichtung zum Verändern eines Strömungsquerschnitts des Anströmkanals wie etwa einem Trimmsteller, wobei die Einstellvorrichtung eine im Anströmkanal angeordnete Blende mit einer zentralen Blendenöffnung und mindestens einer weiteren Blendenöffnung in Form eines zumindest teilweise verschließbaren Blendenfensters aufweist.The publication is from the prior art DE 10 2015 209 704 A1 known. This relates to a compressor arrangement with a compressor impeller, an inflow channel arranged upstream of the compressor impeller and an adjusting device for changing a flow cross section of the inflow channel, such as a trim actuator, the adjusting device being an orifice arranged in the inflow channel with a central orifice opening and at least one further orifice opening in the form of an at least partially has closable aperture window.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Verdichter für ein Antriebsaggregat vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Verdichtern Vorteile aufweist, insbesondere die Einbringung des Fluids in den Einlasskanal mit hoher Effektivität ermöglicht, wobei vorzugsweise an der Einmündungsstelle ein Unterdruck zur Ansaugung des Fluids bereitgestellt wird.It is an object of the invention to propose a compressor for a drive unit which has advantages over known compressors, in particular enables the introduction of the fluid into the inlet duct with high effectiveness, a vacuum being preferably provided at the junction for the suction of the fluid.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verdichter für ein Antriebsaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtung ein stromaufwärts der Einmündungsstelle angeordnetes erstes Querschnittsverstellelement und ein stromabwärts der Einmündungsstelle angeordnetes zweites Querschnittsverstellelement aufweist.This is achieved according to the invention with a compressor for a drive unit with the features of claim 1. It is provided that the cross-sectional adjustment device has a first cross-sectional adjustment element arranged upstream of the junction and a second cross-section adjustment element arranged downstream of the junction.

Der Verdichter ist vorzugsweise Bestandteil des Antriebsaggregats oder diesem zumindest zugeordnet. Das Antriebsaggregat dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Der Verdichter kann Bestandteil eines Abgasturboladers für das Antriebsaggregat sein. Er kann jedoch auch in Form eines Kompressors oder eines elektrisch angetriebenen Verdichters vorliegen, wobei ersterer bevorzugt von dem Antriebsaggregat selbst angetrieben wird, insbesondere über eine mechanische Kopplung zwischen dem Antriebsaggregat und dem Verdichter.The compressor is preferably part of the drive assembly or at least assigned to it. The drive unit is used, for example, to drive a motor vehicle, to the extent that it provides a torque that is aimed at driving the motor vehicle. The compressor can be part of an exhaust gas turbocharger for the drive unit. However, it can also be in the form of a compressor or an electrically driven compressor, the former preferably being driven by the drive unit itself, in particular via a mechanical coupling between the drive unit and the compressor.

Der Verdichter verfügt über das Verdichtergehäuse, an welchem der Einlassanschluss und der Auslassanschluss vorliegen. An dem Einlassanschluss wird dem Verdichter das Strömungsmedium bei einem ersten Druck bereitgestellt, welches von dem Verdichter komprimiert und einem Auslassanschluss bei einem zweiten Druck bereitgestellt wird, wobei der zweite Druck höher ist als der erste Druck. Beispielsweise ist das Strömungsmedium Frischgas, welches bevorzugt in Form von Frischluft oder einem Frischluft-Abgas-Gemisch vorliegt. Zum Verdichten des Strömungsmediums weist der Verdichter das Verdichterlaufrad auf, das in dem Verdichtergehäuse um die Drehachse drehbar gelagert ist.The compressor has the compressor housing on which the inlet connection and the outlet connection are present. At the inlet port, the flow medium is provided to the compressor at a first pressure, which is compressed by the compressor and is provided to an outlet port at a second pressure, the second pressure being higher than the first pressure. For example, the flow medium is fresh gas, which is preferably in the form of fresh air or a fresh air / exhaust gas mixture. To compress the flow medium, the compressor has the compressor impeller, which is rotatably mounted in the compressor housing about the axis of rotation.

Das Verdichterlaufrad ist vorzugsweise als Radialverdichterlaufrad ausgestaltet, welches das Strömungsmedium in axialer Richtung bezüglich seiner Drehachse entgegennimmt und in radialer Richtung abgibt. In anderen Worten wird das Verdichterlaufrad auf seiner Saugseite in axialer Richtung mit dem Strömungsmedium beaufschlagt, wohingegen das Strömungsmedium auf seiner Druckseite in radialer Richtung nach außen strömt. In dem Verdichtergehäuse ist der Einlasskanal ausgebildet, über den der Einlassanschluss strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad angeschlossen ist. Das bedeutet, dass das dem Verdichter an dem Einlassanschluss bereitgestellte Strömungsmedium durch den Einlasskanal in Richtung des Verdichterlaufrads strömen kann, nämlich bis zu dem Verdichterlaufrad.The compressor impeller is preferably designed as a radial compressor impeller, which receives the flow medium in the axial direction with respect to its axis of rotation and emits it in the radial direction. In other words, the compressor impeller is acted upon by the flow medium on its suction side in the axial direction, whereas the flow medium flows outward on its pressure side in the radial direction. In the compressor housing, the inlet channel is formed, via which the inlet connection is connected to the compressor impeller in terms of flow. This means that the flow medium provided to the compressor at the inlet connection can flow through the inlet channel in the direction of the compressor impeller, namely up to the compressor impeller.

Stromaufwärts des Verdichterlaufrads mündet der Fluidkanal in den Einlasskanal ein. Durch den Fluidkanal kann das Fluid in den Einlasskanal eingebracht werden, nämlich an der Einmündungsstelle, an welcher der Fluidkanal in den Einlasskanal einmündet. Das Fluid kann ebenso wie das Strömungsmedium Frischgas, insbesondere Frischluft oder ein Frischluft-Abgas-Gemisch, sein. Besonders bevorzugt liegt das Fluid jedoch in Form von Abgas vor, welches in das Strömungsmedium eingebracht wird, vorzugsweise zur Bereitstellung des Frischluft-Abgas-Gemischs. Das Einbringen des Abgases in den Einlasskanal durch den Fluidkanal erfolgt bevorzugt im Rahmen einer Abgasrückführung. Insoweit ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Abgas von dem Antriebsaggregat erzeugt beziehungsweise bereitgestellt wird. Das Antriebsaggregat liegt beispielsweise als Brennkraftmaschine, insbesondere als Otto-Brennkraftmaschine oder als DieselBrennkraftmaschine, vor.The fluid channel opens into the inlet channel upstream of the compressor impeller. The fluid can be introduced into the inlet channel through the fluid channel, namely at the confluence point at which the fluid channel opens into the inlet channel. Like the flow medium, the fluid can be fresh gas, in particular fresh air or a fresh air / exhaust gas mixture. However, the fluid is particularly preferably in the form of exhaust gas which is introduced into the flow medium, preferably for providing the fresh air / exhaust gas mixture. The introduction of the exhaust gas into the inlet channel through the fluid channel is preferably carried out as part of an exhaust gas recirculation. In this respect, it is particularly preferably provided that the exhaust gas is generated or made available by the drive unit. The drive unit is present, for example, as an internal combustion engine, in particular as a gasoline internal combustion engine or as a diesel internal combustion engine.

Zusätzlich verfügt der Verdichter über die Querschnittsverstelleinrichtung, mittels welcher der Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals einstellbar ist. Das bedeutet, dass bei einer ersten Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung der Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals einen ersten Querschnittswert aufweist und bei einer zweiten Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung einen zweiten Querschnittswert, der von dem ersten Querschnittswert verschieden ist. Beispielsweise ist der erste Querschnittswert kleiner als der zweite Querschnittswert. Bevorzugt entspricht der erste Querschnittswert dem kleinsten mittels der Querschnittsverstelleinrichtung einstellbaren Durchströmungsquerschnitt, wohingegen der zweite Querschnittswert den größten mittels der Querschnittsverstelleinrichtung einstellbaren Durchströmungsquerschnitt bezeichnet. Besonders bevorzugt ist der zweite Querschnittswert derart gewählt, dass der Einlasskanal vollständig freigegeben ist, also keine Versperrung des Einlasskanals mittels der Querschnittsverstelleinrichtung erfolgt.In addition, the compressor has the cross-section adjustment device, by means of which the flow cross-section of the inlet channel is adjustable. This means that when the cross-sectional adjustment device is set for the first time, the flow cross-section of the inlet channel has a first cross-sectional value, and when the cross-section adjustment device is set a second, it has a second cross-sectional value that is different from the first cross-sectional value. For example, the first cross-sectional value is smaller than the second cross-sectional value. The first cross-sectional value preferably corresponds to the smallest flow cross-section that can be adjusted by means of the cross-section adjustment device, whereas the second cross-sectional value denotes the largest through-flow cross-section that can be adjusted by means of the cross-section adjustment device. The second cross-sectional value is particularly preferably selected in such a way that the inlet channel is completely released, ie there is no blocking of the inlet channel by means of the cross-sectional adjustment device.

Je kleiner der Durchströmungsquerschnitt mittels der Querschnittsverstelleinrichtung eingestellt wird, umso höher ist die Strömungsgeschwindigkeit in dem Durchströmungsquerschnitt. Eine solche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit kann die Anströmung des Verdichterlaufrads verbessern und damit den Wirkungsgrad erhöhen. Insbesondere kann mittels der Querschnittsverstelleinrichtung ein stabiler Betriebsbereich des Verdichterlaufrads vergrößert werden. Bevorzugt ist der Durchströmungsquerschnitt derart angeordnet, dass zumindest im Falle der ersten Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung das Strömungsmedium bis hin zu dem Verdichterlaufrad eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit aufweist, nämlich eine im Vergleich zu einer stromaufwärts des Durchströmungsquerschnitts vorliegenden Strömungsgeschwindigkeit vergrößerte Strömungsgeschwindigkeit.The smaller the flow cross-section is set by means of the cross-section adjustment device, the higher the flow velocity in the flow cross-section. Such an increase in the flow speed can improve the flow against the compressor impeller and thus increase the efficiency. In particular, a stable operating range of the compressor impeller can be enlarged by means of the cross-sectional adjustment device. The flow cross-section is preferably arranged such that, at least in the case of the first adjustment of the cross-section adjustment device, the flow medium up to the compressor impeller has an increased flow speed, namely an increased flow speed compared to a flow speed upstream of the flow cross-section.

Erfolgt mittels der Querschnittsverstelleinrichtung eine Verengung des Einlasskanals, liegt also eine zumindest teilweise Versperrung des Einlasskanals vor, so stellt sich nach dem einstellbaren Durchströmungsquerschnitt zumindest an einer Wand des Einlasskanals ein Unterdruck ein, der zum Einbringen des Fluids genutzt wird. Insoweit ist die Einmündungsstelle des Fluidkanals vorzugsweise stromabwärts des Durchströmungsquerschnitts angeordnet.If the cross-section adjustment device narrows the inlet channel, i.e. if the inlet channel is at least partially blocked, then after the adjustable flow cross-section, a negative pressure is established at least on one wall of the inlet channel, which is used to introduce the fluid. To this extent, the junction of the fluid channel is preferably arranged downstream of the flow cross-section.

Allerdings kann es stromabwärts des Durchströmungsquerschnitts zu einer Rezirkulation des Strömungsmediums kommen, deren starker Drall ein gegenläufiges Druckfeld erzeugt, welches den bereitgestellten Unterdruck zumindest teilweise kompensiert oder sogar überkompensiert. Hierdurch wird das Einbringen des Fluids in den Einlasskanal behindert oder sogar gänzlich verhindert. Zudem schnürt die Rezirkulation den Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals weiter ein, sodass das Anströmen des Verdichterlaufrads mit dem Strömungsmedium und/oder mit dem Fluid verschlechtert wird, was zu einem geringeren Wirkungsgrad des Verdichters führen kann. Die Rezirkulation tritt insbesondere in einem Teillastbetrieb des Verdichters beziehungsweise des Antriebsaggregats auf und wird daher auch als Teillastrezirkulation bezeichnet.However, downstream of the flow cross-section there can be a recirculation of the flow medium, the strong swirl of which creates an opposing pressure field, which at least partially compensates or even overcompensates the vacuum provided. As a result, the introduction of the fluid into the inlet channel is hindered or even completely prevented. In addition, the recirculation constricts the flow cross-section of the inlet channel further, so that the flow against the compressor impeller with the flow medium and / or with the fluid is deteriorated, which can lead to a lower efficiency of the compressor. The recirculation occurs in particular in part-load operation of the compressor or the drive unit and is therefore also referred to as part-load recirculation.

Aus diesem Grund ist es vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtung mehrere Querschnittsverstellelemente aufweist, nämlich das stromaufwärts der Einmündungsstelle angeordnete erste Querschnittsverstellelement und das stromabwärts der Einmündungsstelle angeordnete zweite Querschnittsverstellelement. Mittels des ersten Querschnittsverstellelements kann ein erster Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals und mittels des zweiten Querschnittsverstellelements ein zweiter Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals eingestellt werden. Der erste Durchströmungsquerschnitt entspricht dem bereits erwähnten Durchströmungsquerschnitt, sodass auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen wird.For this reason, it is provided that the cross-sectional adjustment device has a plurality of cross-sectional adjustment elements, namely the first cross-sectional adjustment element arranged upstream of the junction and the second cross-section adjustment element arranged downstream of the junction. A first flow cross-section of the inlet duct can be set by means of the first cross-section adjustment element and a second flow cross-section of the inlet duct can be set by means of the second cross-section adjustment element. The first flow cross section corresponds to the flow cross section already mentioned, so that reference is made to the corresponding statements.

Bei einer ersten Einstellung des ersten Querschnittsverstellelements weist der erste Durchströmungsquerschnitt einen ersten Querschnittswert und einer zweiten Einstellung des ersten Querschnittsverstellelements einen zweiten Querschnittswert auf. Analog hierzu weist der zweite Durchströmungsquerschnitt bei einer ersten Einstellung des zweiten Querschnittsverstellelement einen ersten Querschnittswert und bei einer zweiten Einstellung des zweiten Querschnittsverstellelements einen zweiten Querschnittswert auf. Die erste Einstellung des ersten Querschnittsverstellelements und die erste Einstellung des zweiten Querschnittsverstellelements liegen beispielsweise im Falle der ersten Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung vor. Entsprechend liegen bevorzugt die zweite Einstellung des ersten Querschnittsverstellelements und die zweite Einstellung des zweiten Querschnittsverstellelements bei der zweiten Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung vor.With a first setting of the first cross-section adjustment element, the first flow cross-section has a first cross-sectional value and a second setting of the first cross-section adjustment element has a second cross-section value. Analogously to this, the second flow cross-section has a first cross-sectional value when the second cross-sectional adjustment element is set first and a second cross-sectional value when the second cross-section adjustment element is set second. The first setting of the first cross-section adjustment element and the first setting of the second cross-section adjustment element are present, for example, in the case of the first setting of the cross-section adjustment device. Accordingly, the second setting of the first cross-section adjustment element and the second setting of the second cross-section adjustment element are preferably present in the second setting of the cross-section adjustment device.

Die Querschnittsverstelleinrichtung kann dazu vorgesehen und ausgebildet sein, lediglich die Einstellung des ersten Querschnittswerts und des zweiten Querschnittswerts jeweils für den ersten Durchströmungsquerschnitt und den zweiten Durchströmungsquerschnitt zu ermöglichen. Bevorzugt kann mittels der Querschnittsverstelleinrichtung für den ersten Durchströmungsquerschnitt und den zweiten Durchströmungsquerschnitt jeweils wenigstens ein zwischen dem ersten Querschnittswert und dem zweiten Querschnittswert liegender weiterer Querschnittswert eingestellt werden. Besonders bevorzugt ist die Querschnittsverstelleinrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet, eine stufenlose Verstellung des ersten Durchströmungsquerschnitts und des zweiten Durchströmungsquerschnitts durchzuführen, wobei diese gekoppelt miteinander oder entkoppelt voneinander erfolgen kann.The cross-sectional adjustment device can be provided and designed to enable only the setting of the first cross-sectional value and the second cross-sectional value for the first throughflow cross section and the second throughflow cross section. Preferably, at least one further cross-sectional value lying between the first cross-sectional value and the second cross-sectional value can be set in each case by means of the cross-sectional adjustment device for the first flow cross-section and the second flow cross-section. The cross-section adjustment device is particularly preferably provided and designed for this purpose, a stepless adjustment of the first flow cross-section and the second flow cross-section to carry out, which can be coupled or decoupled from each other.

Der mittels des ersten Querschnittsverstellelements einstellbare erste Durchströmungsquerschnitt liegt stromaufwärts der Einmündungsstelle vor, wohingegen der mittels des zweiten Querschnittsverstellelements einstellbare zweite Durchströmungsquerschnitt stromabwärts der Einmündungsstelle eingeordnet ist. In axialer Richtung bezüglich der Drehachse gesehen liegen insoweit bevorzugt das erste Querschnittsverstellelement und das zweite Querschnittsverstellelement beziehungsweise der erste Durchströmungsquerschnitt und der zweite Durchströmungsquerschnitt beabstandet voneinander vor, wobei der erste Durchströmungsquerschnitt einen größeren Abstand zu dem Verdichterlaufrad aufweist als der zweite Durchströmungsquerschnitt.The first flow cross-section that can be set by means of the first cross-section adjustment element is located upstream of the junction, whereas the second flow cross-section that can be set by means of the second cross-section adjustment element is arranged downstream of the junction. Seen in the axial direction with respect to the axis of rotation, the first cross-sectional adjustment element and the second cross-sectional adjustment element or the first flow cross-section and the second flow cross-section are preferably spaced apart from one another, the first flow cross-section being at a greater distance from the compressor impeller than the second flow cross-section.

Mittels des ersten Querschnittsverstellelements kann weiterhin stromabwärts des ersten Durchströmungsquerschnitts ein Unterdruck bereitgestellt werden, insbesondere ein Unterdruck an der Einmündungsstelle, sodass das über den Fluidkanal bereitgestellte Fluid in den Einlasskanal eingesaugt wird. Hierzu ist der erste Durchströmungsquerschnitt beziehungsweise das erste Querschnittsverstellelement derart bezüglich der Einmündungsstelle angeordnet, dass mittels des ersten Querschnittsverstellelements der Unterdruck an der Einmündungsstelle bereitstellbar ist.By means of the first cross-section adjustment element, a negative pressure can also be provided downstream of the first flow cross-section, in particular a negative pressure at the junction point, so that the fluid made available via the fluid channel is sucked into the inlet channel. For this purpose, the first flow cross-section or the first cross-sectional adjustment element is arranged with respect to the junction point in such a way that the vacuum can be provided at the junction point by means of the first cross-section adjustment element.

Das zweite Querschnittsverstellelement beziehungsweise der mittels des zweiten Querschnittsverstellelements verstellbare zweite Durchströmungsquerschnitt ist strömungstechnisch zwischen der Einmündungsstelle und dem Verdichterlaufrad angeordnet. Mithilfe des zweiten Querschnittsverstellelements kann daher die von dem Verdichterlaufrad bewirkte Rezirkulation in Richtung der Einmündungsstelle begrenzt werden. Das bedeutet, dass mittels des zweiten Querschnittsverstellelements zumindest teilweise oder sogar vollständig verhindert werden kann, dass die von dem Verdichterlaufrad bewirkte Rezirkulation im Bereich der Einmündungsstelle auftritt.The second cross-sectional adjustment element or the second flow cross-section adjustable by means of the second cross-sectional adjustment element is arranged in terms of flow between the junction point and the compressor impeller. The second cross-sectional adjustment element can therefore limit the recirculation caused by the compressor impeller in the direction of the junction. This means that the second cross-sectional adjustment element can at least partially or even completely prevent the recirculation caused by the compressor impeller from occurring in the region of the junction.

Auf diese Art und Weise wird an der Einmündungsstelle ein effektives Einbringen des Fluids in den Einlasskanal sichergestellt. Im Längsschnitt bezüglich der Drehachse durch den Verdichter gesehen ist mittels des ersten Querschnittsverstellelements und des zweiten Querschnittsverstellelements ein Ringspalt bereitstellbar, in welchen der Fluidkanal an der Einmündungsstelle einmündet. Über den Ringspalt kann das durch die Einmündungsstelle aus dem Fluidkanal austretende Fluid in Richtung des Verdichterlaufrads strömen. Selbstverständlich kann der Fluidkanal über mehrere Öffnungen in den Einlasskanal beziehungsweise den Ringspalt einmünden. Beispielsweise mündet der Fluidkanal an der Einmündungsstelle also über ein oder mehrere Löcher in den Einlasskanal beziehungsweise den Ringspalt ein.In this way, an effective introduction of the fluid into the inlet channel is ensured at the junction. Seen in longitudinal section with respect to the axis of rotation through the compressor, an annular gap can be provided by means of the first cross-sectional adjustment element and the second cross-sectional adjustment element, into which the fluid channel opens at the junction point. The fluid emerging from the fluid channel through the confluence point can flow in the direction of the compressor impeller via the annular gap. Of course, the fluid channel can open into the inlet channel or the annular gap via several openings. For example, the fluid channel at the confluence point opens into the inlet channel or the annular gap via one or more holes.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Querschnittsverstellelement und das zweite Querschnittsverstellelement jeweils als Irisventil vorliegen. Das Irisventil ist vorzugsweise nach Art einer Irisblende ausgestaltet. Hierzu weist das Irisventil beispielsweise mehrere Lamellen auf, wobei jede der Lamellen auf einer Achse gelagert ist. Die Lamellen werden über eine Mechanik gemeinsam verlagert. Die Lamellen sind derart angeordnet, dass der von ihnen begrenzte Durchströmungsquerschnitt angenähert kreisförmig ist. Alternativ kann das Irisventil auch eine Blende mit wenigstens einer Blendenöffnung sowie ein Stellelement umfassen, welches gegenüber der Blende verlagerbar, insbesondere verdrehbar ist. Das Verstellelement stellt in unterschiedlichen Stellungen unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte durch die wenigstens eine Blendenöffnung ein. Beispielsweise verfügt die Blende über mehrere Blendenöffnungen, welche in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse beabstandet voneinander, insbesondere gleichmäßig voneinander beabstandet, angeordnet sind. Die Ausgestaltung der Querschnittsverstellelemente als Irisventile ermöglicht ein besonders genaues Einstellen des jeweiligen Durchströmungsquerschnitts.Another embodiment of the invention provides that the first cross-sectional adjustment element and the second cross-sectional adjustment element are each present as an iris valve. The iris valve is preferably designed in the manner of an iris diaphragm. For this purpose, the iris valve has, for example, a plurality of fins, each of the fins being mounted on an axis. The slats are moved together using a mechanism. The lamellae are arranged in such a way that the flow cross-section delimited by them is approximately circular. Alternatively, the iris valve can also comprise an orifice with at least one orifice opening and an actuating element which can be displaced, in particular rotated, relative to the orifice. The adjustment element sets different flow cross-sections through the at least one orifice opening in different positions. For example, the diaphragm has a plurality of diaphragm openings which are spaced apart from one another in the circumferential direction with respect to the axis of rotation, in particular evenly spaced apart from one another. The design of the cross-sectional adjustment elements as iris valves enables a particularly precise setting of the respective flow cross-section.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste Querschnittsverstellelement und das zweite Querschnittsverstellelement unabhängig voneinander einstellbar sind. Hierzu sind den Querschnittsverstellelementen beispielsweise separate Antriebe zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Durchströmungsquerschnitte äußerst genau auf den Betriebspunkt des Verdichters beziehungsweise des Antriebsaggregats angepasst werden können.Another preferred embodiment of the invention provides that the first cross-sectional adjustment element and the second cross-sectional adjustment element can be set independently of one another. For this purpose, separate drives are assigned to the cross-sectional adjustment elements, for example. This has the advantage that the flow cross sections can be adapted extremely precisely to the operating point of the compressor or of the drive unit.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Querschnittsverstellelement und das zweite Querschnittsverstellelement zur Durchführung einer gemeinsamen Einstellung mittels eines gemeinsamen Aktuators miteinander gekoppelt sind. Der Aktuator ist insoweit zur gleichzeitigen Betätigung des ersten Querschnittsverstellelements und des zweiten Querschnittsverstellelements vorgesehen und ausgebildet. Beispielsweise ist der Aktuator sowohl mit dem ersten Querschnittsverstellelement als auch mit dem zweiten Querschnittsverstellelement mechanisch gekoppelt. Die Verwendung des gemeinsamen Aktuators ermöglicht eine äußerst kostengünstige und platzsparende Ausgestaltung.Within the scope of a further embodiment of the invention it can be provided that the first cross-sectional adjustment element and the second cross-sectional adjustment element are coupled to one another for carrying out a common setting by means of a common actuator. The actuator is so far for the simultaneous actuation of the first Cross-section adjustment element and the second cross-section adjustment element are provided and designed. For example, the actuator is mechanically coupled both to the first cross-section adjustment element and to the second cross-section adjustment element. The use of the common actuator enables an extremely inexpensive and space-saving design.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kopplung des ersten Querschnittsverstellelements und des zweiten Querschnittsverstellelements derart ausgestaltet ist, dass mittels des ersten Querschnittsverstellelements ein kleinerer Querschnittswert eingestellt wird als mittels des zweiten Querschnittsverstellelements. Zumindest sofern mittels eines der Querschnittsverstellelemente eine Einschnürung der Strömung durch den Einlasskanal erfolgt, soll der erste Durchströmungsquerschnitt stets kleiner sein als der zweite Durchströmungsquerschnitt. Bevorzugt sind jedoch das erste Querschnittsverstellelement und das zweite Querschnittsverstellelement derart einstellbar, dass bei wenigstens einer Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung der Einlasskanal vollständig freigegeben ist, sodass keine Einschnürung der Durchströmung des Einlasskanals durch eines der Querschnittsverstellelemente erfolgt. Erfolgt jedoch mittels eines der Querschnittsverstellelemente eine derartige Einschnürung, so soll der erste Durchströmungsquerschnitt kleiner sein als der zweite Durchströmungsquerschnitt, um eine besonders bevorzugte Strömungsführung zu erzielen.A further development of the invention provides that the coupling of the first cross-section adjustment element and the second cross-section adjustment element is designed such that a smaller cross-sectional value is set by means of the first cross-section adjustment element than by means of the second cross-section adjustment element. At least if the flow is constricted through the inlet channel by means of one of the cross-sectional adjustment elements, the first flow cross-section should always be smaller than the second flow cross-section. However, the first cross-section adjustment element and the second cross-section adjustment element are preferably adjustable in such a way that the inlet channel is completely released when the cross-section adjustment device is set at least, so that the flow through the inlet channel is not restricted by one of the cross-section adjustment elements. However, if such a constriction occurs by means of one of the cross-sectional adjustment elements, the first flow cross-section should be smaller than the second flow cross-section in order to achieve a particularly preferred flow guidance.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Fluidkanal mit einem Abgasanschluss des Verdichters strömungstechnisch verbunden ist. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass als Fluid vorzugsweise Abgas verwendet wird, sodass der Fluidkanal als Abgaskanal bezeichnet werden kann. Der Verdichter weist zur Zuführung des Abgases den Abgasanschluss auf, welcher beispielsweise an einen Abgastrakt des Antriebsaggregats strömungstechnisch angeschlossen ist. Der Abgasanschluss ist wiederum über den Fluidkanal mit dem Einlasskanal strömungstechnisch verbunden oder zumindest verbindbar. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Abgasrückführung.A further embodiment of the invention provides that the fluid channel is connected in terms of flow technology to an exhaust gas connection of the compressor. It has already been explained above that exhaust gas is preferably used as the fluid, so that the fluid channel can be referred to as the exhaust gas channel. To supply the exhaust gas, the compressor has the exhaust gas connection, which is connected in terms of flow technology, for example, to an exhaust tract of the drive unit. The exhaust gas connection is in turn fluidically connected or at least connectable to the inlet channel via the fluid channel. Such a configuration enables a particularly simple exhaust gas recirculation.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste Querschnittsverstellelement und/oder das zweite Querschnittsverstellelement außerhalb eines den Einlasskanal durchströmenden Medienstroms anordenbar sind. Der Medienstrom wird von dem Strömungsmedium und/oder dem Fluid gebildet. Zumindest eines der Querschnittsverstellelemente, vorzugsweise beide Querschnittsverstellelemente, sollen vollständig außerhalb des Medienstroms anordenbar sein, sodass das jeweilige Querschnittsverstellelement keine Einschnürung der Strömung bewirkt. Beispielweise ist das jeweilige Querschnittsverstellelement hierzu vollständig außerhalb des Einlasskanals anordenbar. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte Strömungsführung erzielt.A further embodiment of the invention provides that the first cross-sectional adjustment element and / or the second cross-sectional adjustment element can be arranged outside of a media flow flowing through the inlet channel. The media flow is formed by the flow medium and / or the fluid. At least one of the cross-section adjustment elements, preferably both cross-section adjustment elements, should be able to be arranged completely outside of the media flow, so that the respective cross-section adjustment element does not restrict the flow. For example, the respective cross-sectional adjustment element can be arranged completely outside the inlet duct for this purpose. In this way, a particularly advantageous flow guidance is achieved.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass ein axialer Abstand zwischen dem ersten Querschnittsverstellelement und dem zweiten Querschnittsverstellelement bezogen auf einen Durchmesser des Verdichterlaufrads höchstens 20%, höchstens 17,5%, höchstens 15%, höchstens 12,5% oder höchstens 10% beträgt und/oder dass ein axialer Abstand zwischen dem zweiten Querschnittsverstellelement und einer Beschaufelung des Verdichterlaufrads bezogen auf den Durchmesser des Verdichterlaufrads höchstens 10%, höchstens 7,5% oder höchstens 5% beträgt. Bevorzugt ist der axialer Abstand zwischen dem zweiten Querschnittsverstellelement und der Beschaufelung noch geringer und betragen bezogen auf den Durchmesser höchstens 4 %, höchstens 3,5 %, höchstens 3 %, höchstens 2,5 % oder höchstens 2 %. Die hier beschriebenen Abstände sind jeweils auf den Durchmesser des Verdichterlaufrads bezogen.Finally, it can be provided within the scope of a further embodiment of the invention that an axial distance between the first cross-sectional adjustment element and the second cross-sectional adjustment element based on a diameter of the compressor impeller is at most 20%, at most 17.5%, at most 15%, at most 12.5% or is at most 10% and / or that an axial distance between the second cross-sectional adjustment element and blading of the compressor impeller based on the diameter of the compressor impeller is at most 10%, at most 7.5% or at most 5%. The axial distance between the second cross-sectional adjustment element and the blading is preferably even smaller and, based on the diameter, is at most 4%, at most 3.5%, at most 3%, at most 2.5% or at most 2%. The distances described here are each based on the diameter of the compressor impeller.

Unter dem Durchmesser des Verdichterlaufrads ist dessen Größe Erstreckung in radialer Richtung bezüglich seiner Drehachse zu verstehen. Der Abstand in axialer Richtung zwischen den beiden Querschnittsverstellelementen soll bezogen auf diesen Durchmesser höchstens 20% oder weniger betragen. Zusätzlich oder alternativ beträgt der Abstand in axialer Richtung zwischen dem zweiten Querschnittsverstellelement und der Beschaufelung des Verdichterlaufrads höchstens 10% oder weniger. Hierdurch wird eine gezielte Beeinflussung der Anströmung des Verdichterlaufrads mit dem Strömungsmedium und/oder einem Fluid erzielt.The diameter of the compressor impeller is to be understood as the size thereof in the radial direction with respect to its axis of rotation. The distance in the axial direction between the two cross-sectional adjustment elements should be at most 20% or less based on this diameter. Additionally or alternatively, the distance in the axial direction between the second cross-sectional adjustment element and the blading of the compressor impeller is at most 10% or less. As a result, the flow medium and / or a fluid is influenced in a targeted manner in the flow against the compressor impeller.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Abgasturbolader für ein Antriebsaggregat, mit einer Turbine und einem mit der Turbine wirkverbundenen Verdichter, insbesondere einem Verdichter gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei der Verdichter über ein in einem Verdichtergehäuse um eine Drehachse drehbar gelagertes Verdichterlaufrad verfügt, das in dem Verdichtergehäuse ein Strömungsmedium von einem Einlassanschluss in Richtung eines Auslassanschlusses fördert, wobei der Einlassanschluss über einen Einlasskanal strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad angeschlossen ist und stromaufwärts des Verdichterlaufrads ein Fluidkanal zur Einbringung eines Fluids an einer Einmündungsstelle in den Einlasskanal einmündet, und wobei ein Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals mittels einer Querschnittsverstelleinrichtung einstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtung ein stromaufwärts der Einmündungsstelle angeordnetes erste Querschnittsverstellelement und ein stromabwärts der Einmündungsstelle angeordnetes zweites Querschnittsverstellelement aufweist.The invention further relates to an exhaust gas turbocharger for a drive unit, with a turbine and a compressor operatively connected to the turbine, in particular a compressor according to the statements in the context of this description, the compressor having a compressor impeller rotatably mounted in an compressor housing about an axis of rotation, which in the compressor housing conveys a flow medium from an inlet connection in the direction of an outlet connection, the inlet connection being fluidically connected to the compressor impeller via an inlet duct and a fluid duct for introducing a fluid opening into the inlet duct at a junction point upstream of the compressor impeller, and wherein a flow cross section of the inlet duct by means of a cross-sectional adjustment device is adjustable. It is provided that the cross-sectional adjustment device has a first cross-sectional adjustment element arranged upstream of the junction and a second cross-section adjustment element arranged downstream of the junction.

Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Abgasturboladers beziehungsweise des Verdichters wurde bereits hingewiesen. Sowohl der Abgasturbolader als auch der Verdichter können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such an embodiment of the exhaust gas turbocharger or the compressor have already been pointed out. Both the exhaust gas turbocharger and the compressor can be further developed in accordance with the statements in the context of this description, so that reference is made to them in this respect.

Der Abgasturbolader verfügt über die Turbine, die zumindest zeitweise mit dem Verdichter wirkverbunden beziehungsweise gekoppelt ist. Beispielsweise ist die Turbine unmittelbar mechanisch an den Verdichter angeschlossen, sodass die Turbine den Verdichter antreiben kann. Bevorzugt ist hierbei ein Turbinenlaufrad der Turbine auf derselben Welle angeordnet wie das Verdichterlaufrad des Verdichters. Das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad sind jeweils mit der Welle drehfest verbunden, sodass eine Drehbewegung des Turbinenlaufrads auf das Verdichterlaufrad aufgeprägt wird. The exhaust gas turbocharger has the turbine, which is at least temporarily operatively connected or coupled to the compressor. For example, the turbine is directly mechanically connected to the compressor so that the turbine can drive the compressor. A turbine impeller of the turbine is preferably arranged on the same shaft as the compressor impeller of the compressor. The turbine impeller and the compressor impeller are each connected to the shaft in a rotationally fixed manner, so that a rotary movement of the turbine impeller is impressed on the compressor impeller.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Betreiben eines Verdichters, insbesondere eines Verdichters gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei der Verdichter über ein in einem Verdichtergehäuse um eine Drehachse drehbar gelagertes Verdichterlaufrad verfügt, das in dem Verdichtergehäuse ein Strömungsmedium von einem Einlassanschluss in Richtung eines Auslassanschlusses fördert, wobei der Einlassanschluss über einen Einlasskanal strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad angeschlossen ist und stromaufwärts des Verdichterlaufrads ein Fluidkanal zur Einbringung eines Fluids an einer Einmündungsstelle in den Einlasskanal einmündet, und wobei ein Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals mittels einer Querschnittsverstelleinrichtung einstellbar ist.Finally, the invention relates to a method for operating a compressor, in particular a compressor according to the statements made in the context of this description, the compressor having a compressor impeller which is mounted in a compressor housing so as to be rotatable about an axis of rotation and which has a flow medium in the compressor housing from an inlet connection in the direction of a Exhaust port promotes, wherein the inlet port is fluidically connected to the compressor impeller via an inlet duct and a fluid duct for introducing a fluid opens into the inlet duct at an confluence point upstream of the compressor impeller, and wherein a flow cross-section of the inlet duct is adjustable by means of a cross-sectional adjustment device.

Dabei ist vorgesehen, dass die Querschnittsverstelleinrichtung ein stromaufwärts der Einmündungsstelle angeordnetes erstes Querschnittsverstellelement und ein stromabwärts der Einmündungsstelle angeordnetes zweites Querschnittsverstellelement aufweist, wobei ein erster Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals mittels des ersten Querschnittsverstellelements und ein zweiter Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals mittels des zweiten Querschnittsverstellelements in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Verdichters eingestellt werden.It is provided that the cross-sectional adjustment device has a first cross-sectional adjustment element arranged upstream of the junction and a second cross-section adjustment element arranged downstream of the junction, a first flow cross-section of the inlet channel using the first cross-section adjustment element and a second flow cross-section of the inlet channel using the second cross-section adjustment element depending on an operating state of the operating state Compressor can be set.

Erneut wird hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen des Verdichters und des Verfahrens zu seinem Betreiben auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.Again, with regard to possible configurations of the compressor and the method for its operation, reference is made to the explanations in the context of this description.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

  • Figur eine schematische Längsschnittdarstellung durch einen Verdichter für ein Antriebsaggregat, wobei für eine Querschnittsverstelleinrichtung in der unteren Hälfte eine erste Einstellung und in der oberen Hälfte eine zweite Einstellung gezeigt ist.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without the invention being restricted. The only one shows
  • Figure is a schematic longitudinal sectional view through a compressor for a drive unit, a first setting for a cross-section adjustment device being shown in the lower half and a second setting in the upper half.

Die Figur zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Verdichters 1 für ein nicht näher dargestelltes Antriebsaggregat. Der Verdichter 1 weist ein Verdichtergehäuse 2 auf, in dem ein Verdichterlaufrad 3 um eine Drehachse 4 drehbar gelagert ist. Das Verdichterlaufrad 3 weist eine Beschaufelung 5 aus mehreren, hier nicht näher dargestellten Verdichterschaufeln auf. Das Verdichterlaufrad 3 ist dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Radialverdichterlaufrad ausgestaltet. Das Verdichterlaufrad 3 verdichtet ein auf eine Saugseite 6 bereitgestelltes Strömungsmedium ausgehend von einem ersten Druck auf einen zweiten Druck, der an einer Druckseite 7 vorliegt.The figure shows a schematic longitudinal sectional view of a compressor 1 for a drive unit, not shown. The compressor 1 has a compressor housing 2 on in which a compressor impeller 3 about an axis of rotation 4 is rotatably mounted. The compressor impeller 3 has blading 5 of several compressor blades, not shown here. The compressor impeller 3 The embodiment shown here is designed as a radial compressor impeller. The compressor impeller 3 compresses one on a suction side 6 provided flow medium starting from a first pressure to a second pressure on a pressure side 7 is present.

Das Verdichterlaufrad 3 ist auf seiner Saugseite 6 strömungstechnisch über einen Einlasskanal 8 an einen nicht näher dargestellten Einlassanschluss des Verdichters 1 angeschlossen. Auf der Druckseite 7 ist das Verdichterlaufrad 3 an einen ebenfalls nicht dargestellten Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen. Sowohl der Einlassanschluss als auch der Auslassanschluss sind vorzugsweise an dem Verdichtergehäuse 2 ausgebildet. Stromaufwärts des Verdichterlaufrads 3 mündet ein Fluidkanal 9 an einer Einmündungsstelle 10 in den Einlasskanal 8 ein. Über den Fluidkanal 9 ist ein Fluid in den Einlasskanal 8 einbringbar. Dies ist durch den Pfeil 11 angedeutet.The compressor impeller 3 is on its suction side 6 fluidically via an inlet channel 8th to an inlet connection of the compressor, not shown 1 connected. On the print page 7 is the compressor impeller 3 connected fluidically to an outlet connection, also not shown. Both the inlet connection and the outlet connection are preferably on the compressor housing 2 educated. Upstream of the compressor impeller 3 opens a fluid channel 9 at a junction 10 into the inlet duct 8th on. Via the fluid channel 9 is a fluid in the inlet duct 8th recoverable. This is through the arrow 11 indicated.

Der Verdichter 1 verfügt weiterhin über eine Querschnittsverstelleinrichtung 12 mit einem ersten Querschnittsverstellelement 13 und einem zweiten Querschnittsverstellelement 14. Die Querschnittsverstellelemente 13 und 14 sind in der unteren Hälfte der Figur für eine erste Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung 12 und in der oberen Hälfte der Figur für eine zweite Einstellung der Querschnittsverstelleinrichtung 12 gezeigt. Die Querschnittsverstellelemente 13 und 14 sind vorzugsweise jeweils als Irisventil ausgebildet und verfügen entsprechend jeweils über mehrere hier nicht näher dargestellte Lamellen.The compressor 1 also has a cross-section adjustment device 12 with a first cross-sectional adjustment element 13 and a second cross-sectional adjustment element 14 , The cross-section adjustment elements 13 and 14 are in the lower half of the figure for a first adjustment of the cross-sectional adjustment device 12 and in the upper half of the figure for a second adjustment of the cross-section adjustment device 12 shown. The cross-section adjustment elements 13 and 14 are preferably each formed as an iris valve and each have a plurality of lamellae, not shown here.

Mittels des ersten Querschnittsverstellelements 13 kann ein erster Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals 8 und mittels des zweiten Querschnittsverstellelements 14 ein zweiter Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals 8 auf einen jeweiligen Querschnittswert eingestellt werden. In der unteren Hälfte der Figur sind mittels der Querschnittsverstellelemente 13 und 14 für den ersten Durchströmungsquerschnitt und den zweiten Durchströmungsquerschnitt jeweils ein erster Querschnittswert und in der oberen Hälfte der Figur ein zweiter Querschnittswert gezeigt. Es ist erkennbar, dass die Durchströmungsquerschnitte für die erste Einstellung kleiner sind als für die zweite Einstellung, sodass bei der ersten Einstellung eine stärkere Einschnürung der Strömung in dem Einlasskanal 8 erfolgt.By means of the first cross-sectional adjustment element 13 can be a first flow cross section of the inlet channel 8th and by means of the second cross-sectional adjustment element 14 a second flow cross section of the inlet channel 8th can be set to a respective cross-sectional value. In the lower half of the figure are by means of the cross-section adjustment elements 13 and 14 a first cross-sectional value is shown for the first flow cross-section and the second flow cross-section, and a second cross-sectional value is shown in the upper half of the figure. It can be seen that the flow cross sections for the first setting are smaller than for the second setting, so that in the first setting there is a greater constriction of the flow in the inlet duct 8th he follows.

Bevorzugt sind die Querschnittsverstellelemente 13 und 14 zur gemeinsamen Verlagerung beziehungsweise Einstellung mit einem gemeinsamen Aktuator gekoppelt. Es kann jedoch auch eine separate Aktuierung der Querschnittsverstellelemente 13 und 14 vorgesehen sein. Es ist erkennbar, dass im Falle einer Verkleinerung der Durchströmungsquerschnitte des Einlasskanals 8 der erste Durchströmungsquerschnitt kleiner eingestellt wird als der zweite Durchströmungsquerschnitt. The cross-sectional adjustment elements are preferred 13 and 14 coupled to a common actuator for joint relocation or adjustment. However, the cross-section adjustment elements can also be actuated separately 13 and 14 be provided. It can be seen that in the event of a reduction in the flow cross sections of the inlet channel 8th the first flow cross-section is set smaller than the second flow cross-section.

Mit einer derartigen Ausgestaltung des Verdichters wird in allen Betriebsbereichen des Verdichters 1 beziehungsweise des Antriebsaggregats eine zuverlässige Unterdruckbereitstellung an der Einmündungsstelle 10 sichergestellt. Zugleich wird eine durch das Verdichterlaufrad 3 bewirkte Rezirkulation mittels des zweiten Querschnittsverstellelements 14 von der Einmündungsstelle 10 ferngehalten, sodass die Rezirkulation das Einbringen des Fluids in den Einlasskanal 8 nicht behindert.With such a configuration of the compressor is in all operating areas of the compressor 1 or the drive unit, a reliable vacuum supply at the junction 10 ensured. At the same time, the compressor impeller 3 caused recirculation by means of the second cross-sectional adjustment element 14 from the confluence point 10 kept away so that recirculation introduces the fluid into the inlet duct 8th not disabled.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015209704 A1 [0002]DE 102015209704 A1 [0002]

Claims (10)

Verdichter (1) für ein Antriebsaggregat, mit einem in einem Verdichtergehäuse (2) um eine Drehachse (4) drehbar gelagerten Verdichterlaufrad (3), das in dem Verdichtergehäuse (2) ein Strömungsmedium von einem Einlassanschluss in Richtung eines Auslassanschlusses fördert, wobei der Einlassanschluss über einen Einlasskanal (8) strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad (3) angeschlossen ist und stromaufwärts des Verdichterlaufrads (3) ein Fluidkanal (9) zur Einbringung eines Fluids an einer Einmündungsstelle (10) in den Einlasskanal (8) einmündet, und wobei ein Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals (8) mittels einer Querschnittsverstelleinrichtung (12) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverstelleinrichtung (12) ein stromaufwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes erstes Querschnittsverstellelement (13) und ein stromabwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes zweites Querschnittsverstellelement (14) aufweist.Compressor (1) for a drive unit, with a compressor impeller (3) rotatably mounted in a compressor housing (2) about an axis of rotation (4), which in the compressor housing (2) conveys a flow medium from an inlet connection in the direction of an outlet connection, the inlet connection Is connected to the compressor impeller (3) in terms of fluid flow via an inlet duct (8) and a fluid duct (9) for introducing a fluid opens into the inlet duct (8) at an confluence point (10) upstream of the compressor impeller (3), and a flow cross-section of the Inlet channel (8) can be adjusted by means of a cross-section adjustment device (12), characterized in that the cross-section adjustment device (12) has a first cross-section adjustment element (13) arranged upstream of the junction point (10) and a second cross-section adjustment element (14) arranged downstream of the junction point (10) , Verdichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Querschnittsverstellelement (13) und das zweite Querschnittsverstellelement (14) jeweils als Irisventil vorliegen.Compressor (1) after Claim 1 , characterized in that the first cross-sectional adjustment element (13) and the second cross-sectional adjustment element (14) are each present as an iris valve. Verdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Querschnittsverstellelement (13) und das zweite Querschnittsverstellelement (14) unabhängig voneinander einstellbar sind.Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the first cross-sectional adjustment element (13) and the second cross-sectional adjustment element (14) are adjustable independently of one another. Verdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Querschnittsverstellelement (13) und das zweite Querschnittsverstellelement (14) zur Durchführung einer gemeinsamen Einstellung mittels eines gemeinsamen Aktuators miteinander gekoppelt sind.Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the first cross-sectional adjustment element (13) and the second cross-sectional adjustment element (14) are coupled to one another for carrying out a common setting by means of a common actuator. Verdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung des ersten Querschnittsverstellelements (13) und des zweiten Querschnittsverstellelements (14) derart ausgestaltet ist, dass mittels des ersten Querschnittsverstellelements (13) ein kleinerer Querschnittswert eingestellt wird als mittels des zweiten Querschnittsverstellelements (14).Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling of the first cross-sectional adjustment element (13) and the second cross-sectional adjustment element (14) is designed such that a smaller cross-sectional value is set by means of the first cross-sectional adjustment element (13) than by means of the second cross-sectional adjustment element (14 ). Verdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (9) mit einem Abgasanschluss des Verdichters (1) strömungstechnisch verbunden ist.Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid channel (9) is connected in terms of flow technology to an exhaust gas connection of the compressor (1). Verdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Querschnittsverstellelement (13) und/oder das zweite Querschnittsverstellelement (14) außerhalb eines den Einlasskanal (8) durchströmenden Mediumstroms anordenbar sind.Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the first cross-sectional adjustment element (13) and / or the second cross-sectional adjustment element (14) can be arranged outside a medium flow flowing through the inlet channel (8). Verdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Abstand zwischen dem ersten Querschnittsverstellelement (13) und dem zweiten Querschnittsverstellelement (14) bezogen auf einen Durchmesser des Verdichterlaufrads (3) höchstens 20 %, höchstens 17,5 %, höchstens 15 %, höchstens 12,5 % oder höchstens 10 % beträgt und/oder dass ein axialer Abstand zwischen dem zweiten Querschnittsverstellelement (14) und einer Beschaufelung (5) des Verdichterlaufrads (3) bezogen auf den Durchmesser des Verdichterlaufrads (3) höchstens 10 %, höchstens 7,5 % oder höchstens 5 % beträgt.Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that an axial distance between the first cross-sectional adjustment element (13) and the second cross-sectional adjustment element (14) based on a diameter of the compressor impeller (3) is at most 20%, at most 17.5%, at most 15% , at most 12.5% or at most 10% and / or that an axial distance between the second cross-sectional adjustment element (14) and a blading (5) of the compressor impeller (3) based on the diameter of the compressor impeller (3) is at most 10%, at most 7.5% or at most 5%. Abgasturbolader für ein Antriebsaggregat, mit einer Turbine und einem mit der Turbine wirkverbundenen Verdichter (1), insbesondere einem Verdichter (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verdichter (1) über ein in einem Verdichtergehäuse (2) um eine Drehachse (4) drehbar gelagertes Verdichterlaufrad (3) verfügt, das in dem Verdichtergehäuse (2) ein Strömungsmedium von einem Einlassanschluss in Richtung eines Auslassanschlusses fördert, wobei der Einlassanschluss über einen Einlasskanal (8) strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad (3) angeschlossen ist und stromaufwärts des Verdichterlaufrads (3) ein Fluidkanal (9) zur Einbringung eines Fluids an einer Einmündungsstelle (10) in den Einlasskanal (8) einmündet, und wobei ein Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals (8) mittels eines Querschnittsverstelleinrichtung (12) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverstelleinrichtung (12) ein stromaufwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes erstes Querschnittsverstellelement (13) und ein stromabwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes zweites Querschnittsverstellelement (14) aufweist.Exhaust gas turbocharger for a drive unit, with a turbine and a compressor (1) operatively connected to the turbine, in particular a compressor (1) according to one or more of the preceding claims, wherein the compressor (1) has an axis in a compressor housing (2) about an axis of rotation (4) rotatably mounted compressor impeller (3), which conveys a flow medium in the compressor housing (2) from an inlet connection towards an outlet connection, the inlet connection being connected to the compressor impeller (3) in terms of flow technology and upstream of the Compressor impeller (3) opens a fluid channel (9) for introducing a fluid at a junction (10) into the inlet channel (8), and wherein a flow cross-section of the inlet channel (8) is adjustable by means of a cross-sectional adjustment device (12), characterized in that the Cross-section adjustment device (12) has a first cross-sectional adjustment element (13) arranged upstream of the junction (10) and a second cross-section adjustment element (14) arranged downstream of the junction (10). Verfahren zum Betreiben eines Verdichters (1), insbesondere eines Verdichters (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verdichter (1) über ein in einem Verdichtergehäuse (2) um eine Drehachse (4) drehbar gelagertes Verdichterlaufrad (3) verfügt, das in dem Verdichtergehäuse (2) ein Strömungsmedium von einem Einlassanschluss in Richtung eines Auslassanschlusses fördert, wobei der Einlassanschluss über einen Einlasskanal (8) strömungstechnisch an das Verdichterlaufrad (3) angeschlossen ist und stromaufwärts des Verdichterlaufrads (3) ein Fluidkanal (9) zur Einbringung eines Fluids an einer Einmündungsstelle (10) in den Einlasskanal (8) einmündet, und wobei ein Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals (8) mittels eines Querschnittsverstelleinrichtung (12) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverstelleinrichtung (12) ein stromaufwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes erstes Querschnittsverstellelement (13) und ein stromabwärts der Einmündungsstelle (10) angeordnetes zweites Querschnittsverstellelement (14) aufweist, wobei ein erster Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals (8) mittels des ersten Querschnittsverstellelements (13) und ein zweiter Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals (8) mittels des zweiten Querschnittsverstellelements (14) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Verdichters (1) eingestellt werden.Method for operating a compressor (1), in particular a compressor (1) according to one or more of the preceding claims, wherein the compressor (1) has a compressor impeller (3) rotatably mounted in a compressor housing (2) about an axis of rotation (4) which conveys a flow medium in the compressor housing (2) from an inlet connection in the direction of an outlet connection, the inlet connection being connected to the compressor impeller (3) in terms of flow technology via an inlet duct (8) and a fluid duct (9) upstream of the compressor impeller (3) Introducing a fluid at a junction (10) opens into the inlet channel (8), and a flow cross section of the inlet channel (8) can be set by means of a cross-sectional adjustment device (12), characterized in that the cross-sectional adjustment device (12) is located upstream of the junction point (10 ) arranged first cross-sectional adjustment element (13) and e has a second cross-sectional adjustment element (14) arranged downstream of the junction (10), a first flow cross-section of the inlet channel (8) using the first cross-section adjustment element (13) and a second flow cross-section of the inlet channel (8) using the second cross-section adjustment element (14) as a function of an operating state of the compressor (1) can be set.
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