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EINFÜHRUNG
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Die in diesem Abschnitt bereitgestellten Informationen dienen dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder sind in dem Ausmaß, in dem sie in diesem Abschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die sich möglicherweise nicht anderweitig als Stand der Technik zum Zeitpunkt des Einreichens qualifizieren, weder ausdrücklich noch impliziert als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung zugelassen.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Zentrifugalkompressoren mit einem positiven Kurbelgehäuseentlüftungsschlauch, der sich durch ein Kompressorgehäuse erstreckt, um hohen Kurbelgehäusedruck zu vermeiden.
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Einige Maschinensysteme umfassen einen Zentrifugalkompressor, der den Druck von Ansaugluft erhöht, die an einen Einlasskrümmer einer Maschine geliefert wird. Ein Zentrifugalkompressor umfasst typischerweise einen Einlass, ein Flügelrad, einen Diffusor und einen Sammler. Der Einlass empfängt Umgebungsluft und wird typischerweise durch ein Rohr definiert. Das Flügelrad umfasst typischerweise einen rotierenden Satz von Schaufeln, die Luft durch den Einlass ziehen und Luft radial nach außen senden. In einer turboaufgeladen Maschine wird das Flügelrad durch eine Turbine angetrieben, die durch Abgas angetrieben wird, das von der Maschine erzeugt wird. In einer aufgeladenen Maschine wird das Flügelrad durch eine Kurbelwelle der Maschine oder durch einen Elektromotor angetrieben. Der Diffusor verringert die Geschwindigkeit der Luft, die von dem das Flügelrad abgegeben wird. Der Sammler sammelt durch den Diffusor abgegebene Luft und liefert die Luft zu einem stromabwärtigen Rohr. Der Einlass und der Sammler werden typischerweise durch ein Kompressorgehäuse gebildet.
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Ein System zur positive Kurbelgehäuseentlüftung (positive crankcase ventilation; PCV) liefert Blow-by-Gase von einem Kurbelgehäuse einer Maschine zu einer Brennkammer der Maschine. Gase in einem Kurbelgehäuse umfassen Blow-by-Gase, die aus der Brennkammer entwichen und durch Kolbenringe geleitet wurden. PCV-Systeme umfassen typischerweise einen PCV-Schlauch, ein PCV-Ventil und eine Vakuumquelle, wie beispielsweise einen Einlasskrümmer einer Maschine. Der PVC-Schlauch stellt einen Durchgangsweg für Gase bereit, um von dem Kurbelgehäuse zu der Vakuumquelle zu strömen. In Maschinensystemen, die keinen Zentrifugalkompressor umfassen, erstreckt sich der PVC-Schlauch typischerweise in den Einlasskrümmer einer Maschine. In Maschinensystemen, die einen Zentrifugalkompressor umfassen, erstreckt sich der PVC-Schlauch typischerweise in das Kompressorgehäuse. Das PCV-Ventil steuert den Strom von Gasen von dem Kurbelgehäuse zu der Vakuumquelle. Die Vakuumquelle zieht die Gase aus dem Kurbelgehäuse.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Kompressoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kompressorgehäuse und einen Schlauch zur positiven Kurbelgehäuseentlüftung (positive crankcase ventilation; PCV). Das Kompressorgehäuse weist eine Einlassöffnung auf, die konfiguriert ist, um Ansaugluft bei Umgebungsdruck zu empfangen, eine Auslassöffnung, die konfiguriert ist, um Druckluft abzugeben, und einen hohlen zylindrischen Abschnitt mit einer inneren radialen Oberfläche und einer äußeren radialen Oberfläche . Die innere radiale Oberfläche des hohlen zylindrischen Abschnitts definiert die Einlassöffnung des Kompressorgehäuses. Der PVC-Schlauch ist konfiguriert, um Luftströmung zwischen einem Kurbelgehäuse einer Maschine und der Einlassöffnung des Kompressorgehäuses zu ermöglichen. Der PVC-Schlauch erstreckt sich durch den hohlen zylindrischen Abschnitt des Kompressorgehäuses und über die innere radiale Oberfläche des hohlen zylindrischen Abschnitts hinaus.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses über einen Betrag hinaus, der innerhalb eines Bereichs von einem Fünfundzwanzigsten (1/25) eines Durchmessers der Einlassöffnung bis zu einem Fünftel (1/5) des Durchmessers der Einlassöffnung ist.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses über einen Betrag hinaus, der innerhalb eines Bereichs von einem Zehntel (1/10) eines Durchmessers der Einlassöffnung bis zu drei Zwanzigstel (3/20) des Durchmessers der Einlassöffnung ist.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses über einen Betrag hinaus, der innerhalb eines Bereichs von 2 Millimeter (mm) bis 9 mm ist.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses über einen Betrag hinaus, der innerhalb eines Bereichs von 4 mm bis 7 mm ist.
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In einem Aspekt ist der PVC-Schlauch getrennt von dem Kompressorgehäuse gebildet und mit dem Kompressorgehäuse verbunden.
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In einem Aspekt weist das Kompressorgehäuse einen zylindrischen Kanal auf, der sich radial durch den hohlen zylindrischen Abschnitt des Kompressorgehäuses erstreckt und den PCV-Schlauch empfängt, der zylindrische Kanal weist eine Länge auf, die sich von der inneren radialen Oberfläche des hohlen zylindrischen Abschnitts zu der äußeren radialen Oberfläche des hohlen zylindrischen Abschnitts erstreckt, und der zylindrische Kanal weist einen Durchmesser auf, der entlang seiner gesamten Länge konstant ist.
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In einem Aspekt weist der PVC-Schlauch ein erstes Ende, das innerhalb der Einlassöffnung des Kompressorgehäuses angeordnet ist, und ein zweites Ende auf, das außerhalb des Kompressorgehäuses angeordnet ist, und der PVC-Schlauch umfasst eine Rippe, die gegen die äußere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses sitzt und dadurch einen Betrag begrenzt, durch den der PVC-Schlauch in das Kompressorgehäuse eingesetzt werden kann.
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In einem Aspekt umfasst das Kompressorgehäuse ferner einen hohlen torusförmigen Abschnitt, der einen Kompressorsammler definiert, der konfiguriert ist, um Druckluft zu sammeln, die radial nach außen strömt, und die Druckluft in Richtung der Auslassöffnung des Kompressorgehäuses zu senden.
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In einem Aspekt weist der hohle zylindrische Abschnitt ein erstes Ende, das einen Eingang in die Einlassöffnung definiert, und ein zweites Ende entgegengesetzt dem ersten Ende auf, und der hohle torusförmigen Abschnitt ist mit dem hohlen zylindrischen Abschnitt benachbart dem zweiten Ende davon verbunden.
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In einem Aspekt umfasst das Kompressorgehäuse ferner einen gekrümmten schlauchförmigen Abschnitt mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende entgegengesetzt dem ersten Ende, wobei das erste Ende des gekrümmten schlauchförmigen Abschnitts sowohl mit dem hohlen zylindrischen Abschnitt als auch dem hohlen torusförmigen Abschnitt verbunden ist und das zweite Ende des gekrümmten schlauchförmigen Abschnitts die Auslassöffnung des Kompressorgehäuses bildet.
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Ein Maschinensystem gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Kurbelgehäuse, einen Zentrifugalkompressor, einen Schlauch zur positiven Kurbelgehäuseentlüftung (PCV) und eine PCV-Leitung. Der Zentrifugalkompressor umfasst ein Kompressorgehäuse mit einer Einlassöffnung, die konfiguriert ist, um Ansaugluft bei Umgebungsdruck zu empfangen, eine Auslassöffnung, die konfiguriert ist, um Druckluft abzugeben, und einen hohlen zylindrischen Abschnitt mit einer inneren radialen Oberfläche und einer äußeren radialen Oberfläche . Die innere radiale Oberfläche des hohlen zylindrischen Abschnitts definiert die Einlassöffnung des Kompressorgehäuses. Der PVC-Schlauch erstreckt sich durch den hohlen zylindrischen Abschnitt des Kompressorgehäuses und über die innere radiale Oberfläche des hohlen zylindrischen Abschnitts hinaus. Die PCV-Leitung verbindet das Kurbelgehäuse mit dem PVC-Schlauch, um Luftströmung zwischen dem Kurbelgehäuse und der Einlassöffnung des Kompressorgehäuses zu ermöglichen.
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In einem Aspekt bildet sich eine positive Druckschicht nahe der inneren radialen Oberfläche des Kompressorgehäuses, wenn Betriebsbedingungen des Zentrifugalkompressors nahe Druckstoßbedingungen sind und sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses hinaus und an der positiven Druckschicht vorbei erstreckt.
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In einem Aspekt bildet sich eine Rückwärtsflussschicht nahe der inneren radialen Oberfläche des Kompressorgehäuses, wenn Betriebsbedingungen des Zentrifugalkompressors nahe Druckstoßbedingungen sind und sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses hinaus und an der Rückwärtsflussschicht vorbei erstreckt.
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In einem Aspekt weist der hohle zylindrische Abschnitt ein erstes Ende, das einen Eingang in die Einlassöffnung definiert, und ein zweites Ende entgegengesetzt dem ersten Ende auf. In einer zentralen Region strömt die Einlassöffnung Luft in eine erste Richtung von dem ersten Ende des hohlen zylindrischen Abschnitts zu dem zweiten Ende des hohlen zylindrischen Abschnitts. In der Rückwärtsflussschicht strömt Luft in einer zweiten Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung.
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In einem Aspekt umfasst das Kompressorgehäuse ferner einen hohlen torusförmigen Abschnitt, der mit dem hohlen zylindrischen Abschnitt benachbart dem zweiten Ende davon verbunden ist. Der hohle torusförmige Abschnitt definiert einen Kompressorsammler, der konfiguriert ist, um Druckluft zu sammeln, die radial nach außen strömt, und die Druckluft in Richtung der Auslassöffnung des Kompressorgehäuses zu senden.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses um einen Betrag hinaus, der innerhalb eines von einem Fünfundzwanzigsten (1/25) eines Durchmessers der Einlassöffnung bis zu einem Fünftel (1/5) des Durchmessers der Einlassöffnung ist.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses über einen Betrag hinaus, der innerhalb eines Bereichs von einem Zehntel (1/10) eines Durchmessers der Einlassöffnung bis zu drei Zwanzigstel (3/20) des Durchmessers der Einlassöffnung ist.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses über einen Betrag hinaus, der innerhalb eines Bereichs von 2 mm bis 9 mm ist.
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In einem Aspekt erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses über einen Betrag hinaus, der innerhalb eines Bereichs von 4 mm bis 7 mm ist.
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Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung werden aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offensichtlich werden. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele sind lediglich zur Veranschaulichung gedacht und sind nicht bestimmt, den Umfang der Offenbarung einzuschränken.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung wird vollständiger aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, wobei:
- 1 ein Funktionsblockdiagramm eines Maschinensystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2 eine Perspektivansicht eines Kompressorgehäuses und eines PVC-Schlauches gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
- 3 eine Schnittansicht des Kompressorgehäuses und des PCV-Schlauches ist;
- 4 ein Schema ist, das den Druck von Luft veranschaulicht, das durch das Kompressorgehäuse und den PCV-Schlauch strömt; und
- 5 ein Schema ist, welche die Richtung veranschaulicht, in der Luft durch das Kompressorgehäuse und den PCV-Schlauch strömt.
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In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu kennzeichnen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Wie oben erläutert, erstreckt sich in Maschinensystemen, die einen Zentrifugalkompressor umfassen, ein PVC-Schlauch typischerweise in das Kompressorgehäuse, um Gasen zu ermöglichen, von einem Kurbelgehäuse einer Maschine zu einem Einlasskrümmer der Maschine zu strömen. In einem Beispiel umfasst das Kompressorgehäuse einen hohlen zylindrischen Abschnitt, der den Einlass des Kompressors bildet. Der hohle zylindrische Abschnitt weist eine innere radiale Oberfläche und eine äußere radiale Oberfläche auf. Wenn der PVC-Schlauch am Kompressorgehäuse montiert ist, erstreckt sich der PVC-Schlauch durch die äußere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses. Der PVC-Schlauch erstreckt sich jedoch nicht radial nach innen über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses hinaus und in die Einlassöffnung.
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Der Grund zum Verhindern, dass sich der PVC-Schlauch in die Einlassöffnung erstreckt, besteht darin zu vermeiden, dass Turbulenz in der Einlassöffnung erzeugt wird. Wenn der Kompressor nahe seiner Pumpgrenze arbeitet (d.h., wenn die Betriebsbedingungen des Kompressors nahe Druckstoßbedingungen sind), kann sich jedoch eine positive Druckschicht nahe der inneren radialen Oberfläche des Kompressorgehäuses bilden. Dies kann zu hohem Kurbelgehäusedruck führen.
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Um dieses Problem zu behandeln, umfasst eine Kompressoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung einen PVC-Schlauch, der sich radial durch das Kompressorgehäuse und über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses erstreckt. Der Betrag, um den sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses hinaus erstreckt, stellt einen Ausgleich zwischen einem Vermeiden von Turbulenz in der Einlassöffnung und einem Vermeiden von hohen Kurbelgehäusedruck her. In einem Beispiel erstreckt sich der PVC-Schlauch über die innere radiale Oberfläche des Kompressorgehäuses um einen Betrag innerhalb eines Bereichs von einem Fünfundzwanzigsten (1/25) des Durchmessers der Einlassöffnung zu einem Fünftel (1/5) des Durchmessers der Einlassöffnung.
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Bezugnehmend nun auf 1, umfasst ein Maschinensystem 10 eine Maschine 12, einen Turbolader 14, einen Ladeluftkühler 16 und ein PCV-System 17. Die Maschine 12 umfasst einen Maschinenblock 18, einen Einlasskrümmer 20 und ein Kurbelgehäuse 22. Der Maschinenblock 18 definiert einen oder mehrere Zylinder (nicht gezeigt). Der Einlasskrümmer 20 liefert Ansaugluft zu dem Zylinder. Ein oder mehrere Kraftstoffinjektoren (nicht gezeigt) können Kraftstoff einspritzen, der mit der Ansaugluft gemischt wird, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu bilden, und das Luft/KraftstoffGemisch wird innerhalb des Zylinders verbrannt. Die Verbrennung der Luft/KraftstoffGemisch veranlasst Kolben (nicht gezeigt), sich innerhalb des Zylinders hin- und herzubewegen, was eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) dreht und Antriebsdrehmoment erzeugt. Das Kurbelgehäuse 22 nimmt die Kurbelwelle auf.
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Der Turbolader 14 umfasst einen Zentrifugalkompressor 24, eine Turbine 26 und eine Welle 28, die den Kompressor 24 mit der Turbine 26 verbindet. Der Kompressor 24 setzt Ansaugluft unter Druck und eine Ansaugluftleitung 30 liefert die unter Druck gesetzte Ansaugluft zu dem Einlasskrümmer 20. Der Kompressor 24 umfasst ein Kompressorgehäuse 32 und ein Flügelrad 34, das innerhalb des Kompressorgehäuses 32 angeordnet ist. Das Kompressorgehäuse 32 definiert eine Einlassöffnung 36, eine Auslassöffnung 38 und einen Kompressorsammler 40. Wenn sich das Flügelrad 34 dreht, zieht das Flügelrad 34 Luft bei Umgebungsdruck durch die Einlassöffnung 36 und sendet Druckluft radial nach außen zu dem Sammler 40. Der Sammler 40 sammelt die Druckluft, die radial nach außen strömt, und sendet die Druckluft zu der Auslassöffnung 38, welche die Druckluft in die Ansaugluftleitung 30 abgibt.
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Die Turbine 26 treibt den Kompressor 24 unter Verwendung von Abgas an, das durch die Maschine 12 erzeugt wird. Die Turbine 26 umfasst ein Turbinengehäuse 42 und ein Flügelrad 44, das innerhalb des Turbinengehäuses 42 angeordnet ist. Das Turbinengehäuse 42 definiert eine Einlassöffnung 46, eine Auslassöffnung 48 und ein Spiralgehäuse 50. Abgas von der Maschine 12 tritt in das Turbinengehäuse 42 durch die Einlassöffnung 46 ein, strömt durch das Spiralgehäuse 50 und an dem Flügelrad 44 vorbei und verlässt das Turbinengehäuse 42 durch die Auslassöffnung 48. Wenn das Abgas an dem Flügelrad 44 vorbeiströmt, bewirkt das Abgas, dass sich das Flügelrad 44 dreht. Die Welle 28 verbindet das Flügelrad 34 des Kompressors 24 mit dem Flügelrad 44 der Turbine 26. Somit dreht sich das Flügelrad 34 des Kompressors 24 mit das Flügelrad 44 der Turbine 26. Obwohl der Kompressor 24 hier als Teil eines Turboladers und durch eine Turbine angetrieben beschrieben wird, kann der Kompressor 24 stattdessen durch die Kurbelwelle der Maschine 12 oder durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben werden.
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Der Ladeluftkühler 16 ist in der Ansaugluftleitung 30 angeordnet und kühlt Druckluft, die durch die Ansaugluftleitung 30 läuft. Das PCV-System 17 umfasst einen PVC-Schlauch 52 und eine PCV-Leitung 54, die sich von dem Kurbelgehäuse 22 zu dem PVC-Schlauch 52 erstreckt. Die PCV-Leitung 54 liefert Gase von dem Kurbelgehäuse 22 zu dem PVC-Schlauch 52. Der PVC-Schlauch 52 weist einen Einlass 56 auf, der Kurbelgehäusegase von der PCV-Leitung 54 empfängt, und einen Auslass 58, der die Kurbelgehäusegase in die Einlassöffnung 36 des Kompressors 24 abgibt. Der PVC-Schlauch 52 erstreckt sich vollständig durch das Kompressorgehäuse 32 und steht radial nach innen von einer inneren radialen Oberfläche 59 des Kompressorgehäuses 32 in die Einlassöffnung 36 des Kompressors 24 vor. Somit ist der Auslass 58 des PVC-Schlauches 52 in der Einlassöffnung 36 angeordnet. Der PVC-Schlauch 52 steht von der inneren radialen Oberfläche 59 des Kompressorgehäuses 32 um einen Betrag vor, der sicherstellt, dass der Auslass 58 des PVC-Schlauches 52 innerhalb einer negativen Druckschicht der Einlassöffnung 36 bei sämtlichen Betriebsbedingungen des Kompressors 24 ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist der PVC-Schlauch 52 getrennt von dem Kompressorgehäuse 32 ausgebildet und mit dem Kompressorgehäuse 32 verbunden. Der PVC-Schlauch 52 kann jedoch mit dem Kompressorgehäuse 32 als ein einziges Stück ausgebildet (z.B., gegossen) sein.
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Bezugnehmend nun auf 2 und 3 umfasst das Kompressorgehäuse 32 einen hohlen zylindrischen Abschnitt 60, einen hohlen torusförmigen Abschnitt 62 und einen gekrümmten schlauchförmigen Abschnitt 64. Der hohle zylindrische Abschnitt 60 weist ein erstes Ende 66, das einen Eingang in die Einlassöffnung 36 bildet, und ein zweites Ende 68 entgegengesetzt dem ersten Ende 66 auf. Der hohle zylindrische Abschnitt 60 weist ebenfalls die innere radiale Oberfläche 59 und eine äußere radiale Oberfläche 69 auf. Die innere radiale Oberfläche 59 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 definiert einen Durchmesser 70 der Einlassöffnung 36. Ein Abstand 71 zwischen den inneren und äußeren radialen Oberflächen 59, 69 ist gleich der Wanddicke des hohlen zylindrischen Abschnitts 60. In dem gezeigten Beispiel ist der hohle zylindrische Abschnitt 60 nach innen von seinem zweiten Ende 68 zu seinem ersten Ende 66 verjüngt. Somit nimmt die Wanddicke des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 in der Richtung von seinem zweiten Ende 58 zu seinem ersten Ende 66 ab.
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Der hohle zylindrische Abschnitt 60 definiert einen zylindrischen Kanal 72, der sich radial dadurch erstreckt und den PVC-Schlauch 52 empfängt. Der zylindrische Kanal 72 weist eine Länge auf, die sich von der inneren radialen Oberfläche 59 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 zu der äußeren radialen Oberfläche 69 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 erstreckt. Somit ist die Länge des zylindrischen Kanals 72 gleich der Wanddicke des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 benachbart zu dem zylindrischen Kanal 72. Der zylindrische Kanal 72 weist einen Durchmesser auf, der entlang seiner gesamten Länge konstant ist. Der Durchmesser des zylindrischen Kanals 72 kann geringfügig größer als der Durchmesser des PVC-Schlauches 52 sein. Da der zylindrische Kanal 72 einen konstanten Durchmesser entlang seiner gesamten Länge aufweist, die geringfügig größer als der Durchmesser des PVC-Schlauches 52 ist, kann der PVC-Schlauch 52 vollständig durch den zylindrischen Kanal 72 mit einer guten Passung dazwischen eingesetzt werden.
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In dem gezeigten Beispiel definiert der hohle zylindrische Abschnitt 60 ebenfalls einen Rückführungskanal 74. Der Rückführungskanal 74 ermöglicht Druckluft von der Abgabeseite des Kompressors 24 zu der Einlassöffnung 36 davon zu strömen. Die Luftströmung durch den Rückführungskanal 74 kann durch ein Rückführungsventil (nicht gezeigt) geregelt werden. Das Rückführungsventil kann geöffnet sein, um den Kompressor 24 daran zu hindern, in einen Druckstoß zu geraten, wenn der Einlassdruck und die Luftströmung schnell abfallen, während die Turboladerdrehzahl noch hoch ist, wie es auftreten kann, wenn ein Fahrzeug beschleunigt und Gänge ändert. Somit ermöglicht rückgeführte Luft dem Kompressor 24, die Pumpgrenze auf dem Kompressorkennfeld zu vermeiden.
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Der hohle torusförmige Abschnitt 62 ist mit dem hohlen zylindrischen Abschnitt 60 benachbart zu (oder an) dem zweiten Ende 58 davon verbunden. Der hohle torusförmige Abschnitt 62 definiert den Kompressorsammler 40. Der Sammler 40 sammelt Druckluft, die nach außen durch das Flügelrad 34 gesendet wird (1), und sendet die Druckluft in Richtung der Auslassöffnung 38 des Kompressorgehäuses 32 durch den gekrümmten schlauchförmigen Abschnitt 64. Die Schaufeln des Flügelrades 34 können in der Einlassöffnung 36 benachbart dem zweiten Ende 68 angeordnet sein und sich in einem ringförmigen Durchgang 75 erstrecken, der Luft ermöglicht, radial nach außen von der Einlassöffnung 36 zu dem Sammler 40 zu strömen. Der ringförmige Durchgang 75 wird durch den hohlen zylindrischen Abschnitt 60 und/oder den hohlen torusförmigen Abschnitt 62 gebildet.
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Der gekrümmte schlauchförmige Abschnitt 64 weist ein erstes Ende 76 und ein zweites Ende 78 entgegengesetzt dem ersten Ende 76 auf. Das erste Ende 76 des gekrümmten schlauchförmigen Abschnitts 64 ist sowohl mit dem hohlen zylindrischen Abschnitt 60 als auch dem hohlen torusförmigen Abschnitt 62 verbunden. Das zweite Ende 78 des gekrümmten schlauchförmigen Abschnitts 64 bildet die Auslassöffnung 38 des Kompressorgehäuses 32. In dem gezeigten Beispiel sind der hohle zylindrische Abschnitt 60, der hohle torusförmige Abschnitt 62 und der gekrümmte schlauchförmige Abschnitt 64 zusammen als ein einziges Stück ausgebildet (z.B., gegossen).
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Der PVC-Schlauch 52 umfasst einen hohlen zylindrischen Körper 80, eine erste Rippe 82 und eine zweite Rippe 84. Die ersten und zweiten Rippen 82 und 84 stehen radial nach außen von dem hohlen zylindrischen Körper 80 vor. Die erste Rippe 82 sitzt gegen die äußere radiale Oberfläche 69 des Kompressorgehäuses 32 und begrenzt dadurch einen Betrag, um den der PVC-Schlauch 52 in das Kompressorgehäuse 32 eingesetzt werden kann. Auf ähnliche Weise kann die zweite Rippe 84 gegen die PCV-Leitung 54 sitzen und dadurch einen Betrag begrenzen, um den der PVC-Schlauch 52 in die PCV-Leitung 54 eingesetzt werden kann.
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Der PVC-Schlauch 52 erstreckt sich radial nach innen durch den hohlen zylindrischen Abschnitt 60 des Kompressorgehäuses 32 und über die innere radiale Oberfläche 59 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 hinaus. Der PVC-Schlauch 52 erstreckt sich radial nach innen über die innere radiale Oberfläche 59 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 um einen Abstand 86 hinaus, der einen Ausgleich zwischen dem Vermeiden von Turbulenz in der Einlassöffnung 36 und dem Vermeiden eines hohen Kurbelgehäusedrucks herstellt. In einem Beispiel ist der Abstand 86 innerhalb eines Bereichs von einem Fünfundzwanzigsten (1/25) des Durchmessers 70 der Einlassöffnung 36 bis zu einem Fünftel (1/5) des Durchmessers der Einlassöffnung 70. Somit kann, wenn der Einlassöffnungsdurchmesser 70 gleich 45 Millimeter (mm) ist, der Abstand 86 innerhalb eines Bereichs von 2 mm bis 9 mm sein. In einem anderen Beispiel ist der Einlassöffnungsdurchmesser 70 innerhalb eines Bereichs von einem Zehntel (1/10) der Einlassöffnung 70 bis drei Zwanzigstel (3/20) des Durchmessers der Einlassöffnung 70. Somit kann, wenn der Einlassöffnungsdurchmesser 70 gleich 45 mm ist, der Abstand 86 innerhalb eines Bereichs von 4 mm bis 7 mm sein.
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Bezugnehmend nun auf 4, läuft Luft, die durch das Kompressorgehäuse 32 und den PVC-Schlauch 52 strömt, durch Druckschichten (oder Zonen), wenn der Kompressor 24 nahe seiner Pumpgrenze arbeitet. Die Druckschichten umfassen eine Druckschicht 88, eine Druckschicht 90, eine Druckschicht 92, eine Druckschicht 94, eine Druckschicht 96 und eine Druckschicht 98. In einem Beispiel ist Luft in der Druckschicht 88 bei einem Druck innerhalb eines Bereichs von -5 Kilopascal (kPa) bis -2 kPa, Luft in der Druckschicht 90 ist bei einem Druck innerhalb eines Bereichs von -2 kPa bis1 kPa, Luft in der Druckschicht 92 ist bei einem Druck innerhalb eines Bereichs von 1 kPa bis 4 kPa, Luft in der Druckschicht 94 ist bei einem Druck innerhalb eines Bereichs von 4 kPa bis 7 kPa, Luft in der Druckschicht 96 ist bei einem Druck innerhalb eines Bereichs von 7 kPa bis 9 kPa und Luft in der Druckschicht 98 ist bei einem Druck innerhalb eines Bereichs von 9 kPa bis 10 kPa. Somit bildet sich eine positive Druckschicht (d.h., die zweite Druckschicht 90) nahe der inneren radialen Oberfläche 59 des Kompressorgehäuses 32, wenn der Kompressor 24 nahe seiner Pumpgrenze arbeitet.
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Der PVC-Schlauch 52 erstreckt sich radial nach innen über die innere radiale Oberfläche 59 des Kompressorgehäuses 32 hinaus und an der zweiten Druckschicht 90 (d.h., einer positiven Druckschicht) zu der ersten Druckschicht 88 (d.h., einer negativen Druckschicht) vorbei. Somit ist Luft, die durch den PVC-Schlauch 52 strömt, bei einem negativen Druck und der Kurbelgehäusedruck ist ebenfalls negativ. Wenn sich der PVC-Schlauch 52 radial nach innen an der zweiten Druckschicht 90 vorbei erstreckt, kann die durch den PVC-Schlauch 52 strömende Druckluft bei einem positiven Druck sein und der Kurbelgehäusedruck kann ebenfalls positiv sein.
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Bezugnehmend nun auf 5 geben Pfeile die Richtung der Luftströmung durch das Kompressorgehäuse 32 und den PVC-Schlauch 52 an, wenn der Kompressor 24 nahe seiner Pumpgrenze arbeitet. Luft in dem PVC-Schlauch 52 strömt im Allgemeinen in Richtung der Einlassöffnung 36 des Kompressorgehäuses 32. Luft in einer zentralen Region 100 der Einlassöffnung 36 strömt im Allgemeinen in eine erste Richtung 102 von dem ersten Ende 66 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 zu dem zweiten Ende 68 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60. Am zweiten Ende 68 des Kompressorgehäuses 32 strömt Luft im Allgemeinen radial nach außen durch den ringförmigen Durchgang 75 und in den Sammler 40. Während Luft in einer zentralen Region 100 der Einlassöffnung 36 im Allgemeinen in der ersten Richtung 102 strömt, strömt Luft in einer Rückwärtsflussschicht 103 benachbart der inneren radialen Oberfläche 59 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 im Allgemeinen in eine zweite Richtung 104 entgegengesetzt der ersten Richtung 102. Die zentrale Region 100 ist die Region zwischen den gestrichelten Linien in 5. Die Rückwärtsflussschicht 103 ist die Schicht, die radial nach außen von den gestrichelten Linien in 5 angeordnet ist.
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Die Rückwärtsflussschicht 103 bildet sich, wenn der Kompressor 24 nahe seiner Pumpgrenze arbeitet. Der PVC-Schlauch 52 erstreckt sich radial nach innen über die innere radiale Oberfläche 59 des Kompressorgehäuses 32 hinaus und an der Rückwärtsflussschicht 103 vorbei. Somit verbindet sich Luft, die durch den PVC-Schlauch 52 strömt, mit Luft, die durch die Einlassöffnung 36 strömt, in einer gleitenden Art und Weise. Wenn sich der PVC-Schlauch 52 nicht radial nach innen an der Rückwärtsflussschicht 103 vorbei erstreckt, kann die Luftströmung durch den PVC-Schlauch 52 durch die umgekehrte Luftströmung nahe der inneren radialen Oberfläche 59 des hohlen zylindrischen Abschnitts 60 blockiert werden.
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Die vorstehende Beschreibung weist lediglich veranschaulichenden Charakter auf und ist in keiner Weise bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Daher sollte, obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele umfasst, der wahre Umfang der Offenbarung nicht so begrenzt sein, da andere Modifikationen nach einer Studie der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche offenbar werden. Es sei zu verstehen, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder nebenläufig) ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Obwohl jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wird, bestimmte Merkmale aufzuweisen, kann jedes oder mehrere dieser beschriebenen Merkmale in Bezug auf eine Ausführungsform der Offenbarung in Merkmale einer der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder mit diesen kombiniert werden, sogar wenn diese Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist. Mit anderen Worten schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und die Permutationen einer oder mehrerer Ausführungsformen untereinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
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Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf‟, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder Schicht bezeichnet wird, kann sie direkt auf, im Eingriff mit, verbunden oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein, oder dazwischenliegende Elemente oder Schichten können zwischen den ersten and zweiten Elementen vorhanden sein. Im Gegensatz dazu, wenn ein erstes Element als „direkt auf“, „direkt im Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“, oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder Schicht bezeichnet wird, kann es keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten zwischen den ersten und zweiten Elementen oder Schichten geben. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen den Elementen verwendet werden, sollten in ähnlicher Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“ gegenüber „direkt dazwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“, etc.).
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Obwohl die Begriffe erste, zweite, dritte usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe dürfen nur verwendet werden, um ein Element, eine Komponente, eine Region, eine Region, eine Schicht oder einen Schnitt von einer anderen Region, einer anderen Schicht oder einem anderen Schnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und andere numerische Begriffe, wenn sie hier verwendet werden, bedeuten keine Sequenz oder Reihenfolge, es sei denn, sie werden durch den Kontext eindeutig angegeben. So könnte ein erstes Element, eine Komponente, eine Region, eine Schicht oder ein Abschnitt, die im Folgenden besprochen werden, als zweites Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der exemplarischen Ausführungsformen abzuweichen.
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Räumlich relative Begriffe wie „innen“, „außen“, „unten“, „unterhalb“, „unter“, „niedriger“, „über“, „oben“ und dergleichen können hier zur Erleichterung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie in den Figuren veranschaulicht. Räumliche relative Begriffe können bestimmt sein, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung des Geräts unterschiedliche Orientierungen des Geräts im Gebrauch oder Betrieb zu erfassen. Wenn beispielsweise die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird, würden Elemente, die als „unterhalb“ oder „unter“ anderer Elemente oder Merkmale beschrieben werden, dann „oberhalb“ der anderen Elemente oder Merkmale orientiert werden. So kann der Beispielbegriff „unten“ sowohl eine Orientierung von oben als auch von unten umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig orientiert (um 90 Grad gedreht oder in anderen Orientierungen) sein und die hier verwendeten räumlich relativen Deskriptoren entsprechend interpretiert werden.
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Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente auf. Wie hier verwendet, sollte die Phrase mindestens eines von A, B und C so ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen ODERs bedeutet, und nicht so ausgelegt werden, dass sie „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
