DE19856275A1 - Ladeluftverdichter für einen Kraftfahrzeugmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdichter für die Verbrennungsluft für einen Kraftfahrzeugmotor, mit einem ein antreibbares Radialverdichterrad (4) umfassenden Verdichtergehäuse (2), das mit einem Auslaß (5) für die verdichtete Luft und mit einem koaxial zur Drehachse (7) des Radialverdichterrades (4) ausgerichteten Einlaß (8) für die anzusaugende Luft versehen ist, der in ein Einlaßgehäuse (9) mündet, in dem koaxial zur Einmündung (12) des Einlasses (8) ein Leitschaufelkranz (13) angeordnet ist, dessen Leitschaufeln (14) sich parallel zur Drehachse (7) erstrecken und mit ihrer Fläche - bezogen auf einen Radius (R) - unter einem Winkel ausgerichtet sind.

Description

Bei Motoren für Kraftfahrzeuge, insbesondere bei Motoren für Personenkraftfahrzeuge mit ihrem beschränkten Bauvolumen, die mit einem Ladeluftverdichter ausgerüstet werden sollen, ist es wünschenswert, die Durchsatzcharakteristik über ein Leit­ schaufelsystem zu beeinflussen, das im Lufteinlaß am Verdich­ tergehäuse angeordnet ist, um so bei dem üblicherweise ver­ wendeten Radialverdichter den Luftzustrom zu beeinflussen. Dies wurde beispielsweise durch die Anordnung variabler Leit­ schaufeln im axialen Einlaßkanal zum Radialrad versucht. Es ist auch versucht worden, durch die Anordnung eines frei drehbaren Schaufelrades vor dem Radialverdichterrad diesen Effekt zu bewirken. Der Nachteil der vorbekannten Systeme be­ steht jedoch darin, daß hierdurch der freie Strömungsquer­ schnitt zum Eintritt des Radialverdichterrades reduziert wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Verdich­ ter dieser Art zu schaffen, der diese Nachteile vermeidet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Verdichter für die Verbrennungsluft für einen Kraftfahrzeug­ motor mit einem ein antreibbares Radialverdichterrad umfas­ senden Verdichtergehäuse, das mit einem Auslaß für die ver­ dichtete Luft und einem koaxial zur Drehachse des Radialver­ dichterrades ausgerichteten Einlaß für die anzusaugende Luft versehen ist, der in ein Einlaßgehäuse mündet, in dem koaxial zur Einmündung des Einlasses ein Leitschaufelkranz angeordnet ist, dessen Leitschaufeln sich parallel zur Drehachse er­ strecken und mit ihrer Fläche - bezogen auf einen Radius - unter einem Winkel ausgerichtet sind. Damit ist die Möglich­ keit gegeben, die anzusaugende Luft - bezogen auf die Dreh­ achse - im wesentlichen radial dem Einlaßgehäuse zuzuführen, so daß der Leitschaufelkranz entsprechend radial angeströmt wird und so die Luft mit einem Drall in den koaxial zur Dreh­ achse des Radialverdichterrades eingerichteten Einlaß dem Verdichterrad zuströmen kann. Damit wird die Erzeugung des Einlaßdralles in einen Bereich verlegt, in dem der die Abmes­ sungen des Radialverdichterrades begrenzte frei Strömungs­ querschnitt des Einlasses nicht eingeengt wird. Damit ergibt sich auch eine platzsparende Möglichkeit in der Anordnung ei­ nes derartigen Ladeluftverdichters bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere im Motorraum eines Personenkraftfahrzeugs, da das Einlaßgehäuse flachbauend ausgeführt werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leit­ schaufeln in ihrer Winkelstellung einstellbar ausgebildet sind. Damit ist die Möglichkeit gegeben, durch eine entspre­ chende Verstellung der Leitschaufeln die Stärke und/oder die Richtung des Dralls der dem Radialverdichterrad zuströmenden Luft zu beeinflussen und an die jeweiligen Betriebsbedingun­ gen anzupassen.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Einlaßgehäuse einen Zulauf für die zu verdichtende Luft aufweist, der tangential zum Leitschaufelkranz ausgerichtet ist. Hierdurch kann be­ reits der dem Leitschaufelkranz zuströmenden Luft eine defi­ nierte Strömungsrichtung gegeben werden, so der Leitschaufel­ kranz in etwa gleichmäßig umströmt wird.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Ladeluftver­ dichter mit Einlaßgehäuse,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt gem. der Linie II-II in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Ladeluftverdichter 1 dargestellt, bei dem in einem Verdichtergehäuse 2 ein über einen Antrieb 3 an­ treibbares Radialverdichterrad 4 gelagert ist. Das Verdich­ tergehäuse 2 ist mit einem in Form eines Spiralgehäuses aus­ gebildeten Auslaß 5 für die verdichtete Luft versehen. Der Antrieb 3 kann über eine Abgasturbine, einen zusätzlichen Elektromotor oder über einen Abgriff vom Motor selbst erfol­ gen.

Auf der Zulaufseite 6 des Radialverdichterrades 4 ist das Verdichtergehäuse 2 mit einem koaxial zur Drehachse 7 des Ra­ dialverdichterrades 4 ausgerichteter rohrförmiger Einlaß 8 angeordnet, der in ein Einlaßgehäuse 9 mündet. Das flach aus­ gebildete Einlaßgehäuse 9 ist mit einem seitlichen Zulauf 10 für die zu verdichtende Luft (Pfeil 11) versehen.

Wie in Verbindung mit dem Horizontalschnitt gem. Fig. 2 er­ sichtlich, ist der Einmündung 12 des Einlasses 8 in das Ein­ laßgehäuse 9 koaxial ein feststehender Leitschaufelkranz 13 zugeordnet, dessen Leitschaufeln 14 sich in ihrer Höhe über die Höhe des Einlaßgehäuses 9 und parallel zur Drehachse 7 des Radialverdichterrades erstrecken. Die Leitschaufeln 14 des Leitschaufelkranzes 13 sind jeweils - bezogen auf einen Radius R (Fig. 2) - unter einem Winkel ausgerichtet. Die Aus­ richtung ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel so, daß der sich ergebende Drall der in den Einlaß 8 einströmen­ den Luft in Richtung des Pfeiles 15 verläuft, der auch der Drehrichtung des Radialverdichterrades 4 entspricht.

Die Winkelstellung der Leitschaufeln 14 kann über eine hier nicht näher dargestellte Stelleinrichtung verändert werden, so daß der Drall der in den Einlaß 8 einströmenden Luft in Richtung und/oder Stärke veränderbar ist.

Der Zulauf 10 kann hierbei, wie dargestellt, so ausgebildet sein, daß die zu verdichtende Luft tangential zum Leitschau­ felkranz 13 in das Einlaßgehäuse eintritt und diesen um­ strömt. Wie in Fig. 2 angedeutet, kann dies durch eine entsprechende Kontur 16 der Wandung des Einlaßgehäuses 9 er­ folgen.

Es ist aber auch möglich, daß das Einlaßgehäuse 9 durch eine den Leitschaufelkranz 13 abschließende Wand und eine an den rohrförmigen Einlaß 8 hierzu parallel abschließende Wand ge­ bildet wird, so daß der Zustrom der Luft von allen Seiten des Leitschaufelkranzes 13 möglich ist. Diese ringförmig um den Leitschaufelkranz 13 umlaufende "Öffnung" kann beispielsweise durch einen Luftfilter abgedeckt sein.

Für den Leitschaufelkranz ist eine andere Verstellmöglichkeit gegeben, wenn der Leitschaufelkranz als Ganzes axial ver­ schiebbar im Einlaufgehäuse angeordnet ist. In einer Aus­ gangsstellung befindet sich der beispielsweise kronenartig ausgebildete Leitschaufelkranz mit Abstand von der an den rohrförmigen Einlaß 8 angrenzenden Wand, so daß die Luft praktisch ohne Leitung zuströmen kann. Durch Vorschieben des Leitschaufelkranzes gegen diesen Wandbereich wird der Einfluß der Leitschaufeln immer stärker, so daß sich entsprechend die Intensität des Dralls erhöht und durch Zurückziehen wieder vermindert, wie dies in Fig. 1 durch den Doppelpfeil 17 sche­ matisch angedeutet ist. Die Leitschaufeln können hierbei in ihrer Winkelstellung feststehend oder einstellbar an einem Träger befestigt sein.

Claims (3)

1. Verdichter für die Verbrennungsluft für einen Kraftfahr­ zeugmotor, mit einem ein antreibbares Radialverdichterrad (4) umfassenden Verdichtergehäuse (2), das mit einem Auslaß (5) für die verdichtete Luft und mit einem koaxial zur Drehachse (7) des Radialverdichterrades (4) ausgerichteten Einlaß (8) für die anzusaugende Luft versehen ist, der in ein Einlaßge­ häuse (9) mündet, in dem koaxial zur Einmündung (12) des Ein­ lasses (8) ein Leitschaufelkranz (13) angeordnet ist, dessen Leitschaufeln (14) sich parallel zur Drehachse (7) erstrecken und mit ihrer Fläche - bezogen auf einen Radius (R) - unter einem Winkel ausgerichtet sind.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (14) in ihrer Winkelstellung einstellbar ausgebildet sind.

3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßgehäuse (9) einen Zulauf (10) für die zu ver­ dichtende Luft aufweist, der tangential zum Leitschaufelkranz (13) ausgerichtet ist.