DE112011101909B4 - Verdichter eines Abgasturboladers - Google Patents

Verdichter eines Abgasturboladers Download PDF

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Abstract

Verdichter (1) eines Abgasturboladers (ATL),mit einem Verdichtergehäuse (3),in dem ein Verdichterrad (17) angeordnet ist,das einen Gehäuseeinlassstutzen (20) unddas einen Geräuschring (21) aufweist, der im Gehäuseeinlassstutzen (20) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet,dass der Geräuschring (21) mit einer Mehrzahl von Kammern (23, 24, 23', 24') versehen ist, die axial zum Verdichterrad (17) hin offen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verdichter eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Turbolader mit Kennfeld-stabilisierenden Maßnahmen werden vor allem bei Nutzfahrzeuganwendungen eingesetzt. Diese Turbolader erzeugen aufgrund der speziellen Geometrie dieser Maßnahmen einen auffälligen und störenden Drehklang. Zur Reduzierung dieses Drehklangs werden derzeit sogenannte Noiseringe bzw. Geräuschringe in den Einlassstutzen des Verdichters eingesetzt.
  • In der US 2008 / 0 056 882 A1 wird ein Verdichter zum Verdichten von Abgas offenbart, der ein Laufrad umfasst, das in einem Gehäuse montiert ist. Das Gehäuse definiert einen Einlass und einen Auslass, wobei der Einlass eine Mehrzahl von Öffnungen in Form von Bohrungen und Nuten auf seiner Oberfläche definiert, die als integraler Schalldämpfer dienen. Der Einlass kann mit den Bohrungen eine MWE-Struktur umfassen, die auf einer oder mehreren Oberflächen vorgesehen ist. Die Ausführung ermöglicht einen kompakten und effizienten Verdichter mit Geräuschminderung, wodurch höhere Druckverhältnisse gewählt werden können. Die Öffnungen können im Gehäuse, das den Einlass definiert, oder in einem separaten Einsatz vorgesehen sein.
  • In der US 2016 / 0 146 220 A1 wird ein Verfahren zum Zusammenbau und Befestigen einer Geräuschdämpfungsvorrichtung in einen Lufteinlass eines Verdichterdeckels offenbart, wobei das Verfahren das Einsetzen der Geräuschdämpfungsvorrichtung in den Lufteinlass und das Aufbringen einer Rollkompressionskraft auf den Lufteinlass beinhaltet. Infolgedessen wird ein Anschlussende des Lufteinlasses radial nach innen verformt, so dass eine nach innen vorstehende Lippe ausgelegt ist, um die Geräuschdämpfungsvorrichtung innerhalb des Lufteinlasses zu halten. Das Formwerkzeug zum Formen der radial nach innen vorstehenden Lippe wird ebenfalls beschrieben.
  • In der DE 30 31 848 A1 wird ein Radialverdichter mit einem unbeschaufelten Diffusorkanal offenbart, in dessen Wand/Wände ein als Ringspalt ausgebildeter Durchtritt angeordnet ist, der den Diffusorkanal mit einer hinter bzw. den Diffusorwänden angeordneten ringförmigen Druckausgleichskammer verbindet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Stabilitätsgrenze in das Gebiet kleinerer Durchflusswerte verschoben und damit ein großes Gebiet für pulsationsfreien Betrieb erreicht wird.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, der eine weitere Geräuschreduzierung gegenüber bekannten Verdichtern möglich macht.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
  • Demgemäß wird der Geräuschring innerhalb des Apparates zur Kennfeldstabilisierung mit einer Mehrzahl von Kammern bzw. Nuten oder Öffnungen versehen, die Lambda-Viertel-Resonatoren zur Geräuschreduzierung bilden.
  • Hierbei ergibt sich neben der angestrebten Geräuschreduzierung der Vorteil, dass bei dieser Maßnahme die Außenabmessungen und die Druckverluste des Geräuschringes nicht vergrößert werden. Weiterhin kann durch unterschiedliche Dimensionen hinsichtlich axialer Tiefe, Höhe und Breite der Lambda-Viertel-Resonatoren die Schallreduzierung über einen breiten Frequenz- bzw. Drehzahlbereich erzielt werden. Die Dimensionen und die Anzahl der Resonatoren bzw. Kammern können je nach Anwendungsfall zum Zwecke der Beeinflussung des Gesamtvolumens der Kammern variiert werden. Es ist auch möglich zur Beeinflussung unterschiedlicher Lambda-Viertel-Frequenzen, hervorgerufen durch unterschiedliche Turboladerdrehzahlen, verschieden ausgeführte Resonatoren/Kammern im Geräuschring zu kombinieren.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
  • Es zeigt:
    • 1 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Turboladers, der mit einem erfindungsgemäßen Verdichter versehen werden kann,
    • 2 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Verdichter in Richtung auf den Gehäuseeinlassstutzen des Verdichtergehäuses, und
    • 3 eine Schnittdarstellung des Verdichtergehäuses entlang der Linie A-A in 2.
  • In 1 ist beispielhaft ein Abgasturbolader ATL dargestellt, der mit einem erfindungsgemäßen Verdichter 1 versehen werden kann, der nachfolgend anhand der 2 und 3 im Einzelnen beschrieben werden wird.
  • In 1 ist dieser Verdichter 1 mit seinem Verdichtergehäuse 3, mit Verdichterrad 17, einem Turbinengehäuse 2 mit einem Turbinenrad 4 sowie einem Lagergehäuse 19 zur Lagerung des Turbinenrads 4 dargestellt. Dieser Abgasturbolader ATL soll nur ein Beispiel einer möglichen Ausführungsform derartiger Turbolader darstellen, die mit dem erfindungsgemäßen Verdichter 1 versehen werden kann, so dass bezüglich sämtlicher weiterer Bezugszeichen der 1 auf die Bezugszeichenliste verwiesen werden kann, da die detaillierte Beschreibung dieser Merkmale für die Erläuterung der Erfindung, die nachfolgend anhand der 2 und 3 im Einzelnen erläutert wird, nicht erforderlich sind.
  • In 2 ist der Verdichter 1 mit seinem Verdichtergehäuse 3 dargestellt. Das Verdichtergehäuse 3 weist einen Gehäuseeinlassstutzen 20 und einen Geräuschring 21, der im Gehäuseeinlassstutzen 20 angeordnet ist, auf. Der Geräuschring 21 umfasst eine Mehrzahl von Kammern 23, 24, 23', 24', wobei sich die Kammern 23, 24, 23', 24' mindestens in axialer Richtung zum, in 2 und 3 nicht dargestellten, Verdichterrad 17 hin öffnen. Um ein möglichst großes Kammervolumen bei gegebenem Bauraum zu erreichen, können die Kammern auch zusätzlich zum Außenumfang 22 hin offen sein.
  • Ferner können die Kammern 23, 23', einen gerundeten Bodenbereich 25, der durch das Fertigungsverfahren Fräsen, Schleifen oder Bohren bedingt ist, aufweisen, wie in 2 dargestellt.
  • Es ist auch möglich, dass die Kammern aus axialen Bohrungen 24, 24' bestehen, die keine Öffnung zum Außenumfang 22 hin haben, wie sich dies insbesondere aus 3 ergibt. Zur Darstellung von unterschiedlich großen Kammervolumina zur Realisierung verschiedener Lambda-Viertel-Frequenzen, können in einem Geräuschring nach Größe und Form verschiedenartige Resonatorkammern ausgebildet sein.
  • Wie sich insbesondere aus 3 ergibt, werden die Öffnungen 28 der Kammern 23, 23', im Einbauzustand von den jeweils benachbarten Wandbereichen 30 des Gehäuseeinlassstutzens 20 geschlossen.
  • Zur Ergänzung der voranstehenden Offenbarung wird explizit auf die zeichnerische Darstellung in den 1 bis 3 der Erfindung verwiesen.
  • Bezugszeichenliste
    • ATL
    Abgasturbolader
    1
    Verdichter
    2
    Turbinengehäuse
    3
    Verdichtergehäuse
    4
    Turbinenrad
    5
    Verstellring
    6
    Schaufellagerring
    7
    Leitschaufeln
    8
    Schaufelwelle
    9
    Zuführkanal
    10
    Axialstutzen
    11
    Betätigungseinrichtung
    12
    Steuergehäuse
    13
    Freiraum für Leitschaufeln 7
    14
    Stößelglied
    15
    Ringförmiger Teil des Turbinengehäuses 2
    16
    Abstandshalter/Distanznocken
    17
    Verdichterrad
    18
    Leitgitter/Leitapparat
    19
    Lagergehäuse
    20
    Gehäuseeinlassstutzen
    21
    Geräuschring
    22
    Außenumfang
    23, 24, 23', 24'
    Kammern
    25
    Bodenbereich
    28
    Öffnungen
    29,30
    Wandbereich
    31
    Distanzscheibe
    32
    Senkschraube
    33, 34, 35, 36
    Zylinderschraube

Claims (7)

  1. Verdichter (1) eines Abgasturboladers (ATL), mit einem Verdichtergehäuse (3), in dem ein Verdichterrad (17) angeordnet ist, das einen Gehäuseeinlassstutzen (20) und das einen Geräuschring (21) aufweist, der im Gehäuseeinlassstutzen (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräuschring (21) mit einer Mehrzahl von Kammern (23, 24, 23', 24') versehen ist, die axial zum Verdichterrad (17) hin offen sind.
  2. Verdichter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (23, 24, 23', 24') einseitig zum Verdichterrad (17) hin offene, axiale Bohrungen sind.
  3. Verdichter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kammern (23, 23') zum Außenumfang (22) hin öffnen.
  4. Verdichter (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (23, 23',) einen gerundeten Bodenbereich (25) aufweisen.
  5. Verdichter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (28) der Kammern (23, 23') im Einbauzustand von dem jeweils benachbarten Wandbereich (29 bzw. 30) des Gehäuseeinlassstutzens (20) geschlossen sind.
  6. Verdichter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (23, 24, 23', 24') alle gleich groß sind.
  7. Verdichter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (23, 24, 23', 24') verschieden sind.
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