DE3529281C1 - Vorrichtung zur Richtungsaenderung eines durch den Einlass eines Verdichters eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine eintretenden Luftstromes - Google Patents

Vorrichtung zur Richtungsaenderung eines durch den Einlass eines Verdichters eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine eintretenden Luftstromes

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Description

40
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Richtungsänderung eines durch den Einlaß eines Verdichters eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine eintretenden Luftstromes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Vorrichtung zur Richtungsänderung eines durch den Einlaß eines Verdichters eines Abgasturboladers eintretenden Luftstromes ist aus der DE-OS 15 26 455 bekannt. Diese Vorrichtung umfaßt eine der Ansaugleitung zugeordnete Nebenleitung, die zu einer Leitvorrichtung mit einem Ringraum führt, der die Ansaugleitung im Bereich der saugluftseitigen Öffnung des Verdichters umgibt. In der gemeinsamen Wand des Ringraumes mit der Ansaugleitung sind düsenförmige Austrittsöffnungen vorgesehen. Von Nachteil ist jedoch dabei, daß zur Erhöhung der Drehzahl des Abgasturboladers, diesem durch die Nebenleitung Druckluft einer Druckquelle wie z.B. Bremsluftbehälter, Kompressor, zugeführt werden muß. Durch das Komprimieren erwärmt sich die dem Verdichter zugeführte Luft, wodurch sich der Wirkungsgrad des Verdichters verschlechtert.
Ferner ist aus der DE-OS 23 50 091 eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei zum Verdichter führenden drosselbaren Ansaugleitungen bekannt, von denen eine unter einen Winkel, also unter Verändern der Einströmrichtung, in der anderen Ansaugleitung mündet. Von Nachteil ist jedoch dabei, daß das Verdichterrad nur zum Teil tangential angeströmt wird. Durch eine daraus resultierende vergrößerte Ventilation wird der Wirkungsgrad des Verdichters reduziert.
Aus der DE-PS 12 91 943 ist ein Abgasturbolader an einer Brennkraftmaschine mit einem im Bereich der saugluftseitigen Öffnung des Verdichters angeordneten kreisringförmigen Kanal mit verstellbaren Leitschaufeln bekannt. Von Nachteil ist jedoch dabei, daß durch die weitere Kanalisierung der Verbrennungsluft, insbesondere im VoUastbereich der Brennkraftmaschine, der Strömungswiderstand sich aufgrund des Kanals mit den darin angeordneten Leitschaufeln vergrößert und somit sich der Wirkungsgrad des Abgasturboladers verkleinert. Darüber hinaus stellt sich der Aufbau und die Steuerung der einstellbaren Leitschaufel als kompliziert und aufwendig dar.
Aufgabe der Erfindung ist es, in der Saugbetriebsphase einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mittels eines dem Verdichterlaufrad brennkraftmaschinenlastabhängig zugeführten Luftstromes das Hochdrehen des Verdichters zu begünstigen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung weiterbildenden Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Leitvorrichtung weist den Vorteil auf, daß die die Strömungsrichtung ändernde Leitvorrichtung ausschließlich im Leerlauf- und im unteren Teillastbereich der Brennkraftmaschine durchströmt wird und somit im oberen Teillast- sowie im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine nicht strömungswiderstandserhöhend und den Wirkungsgrad des Abgasturboladers nachteilig verändernd beeinflußt. Die einfache wartungsfreie und wenige bewegliche Bauteile umfassende Leitvorrichtung bedarf keiner aufwendigen Steuerung, da nur die Ansaugluftleitung mit dem Absperrventil verschlossen wird. Aufgrund der mechanisch einfachen und räumlich kompakten Bauform ist die Leitvorrichtung auch nachträglich in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine nachrüstbar.
In der Zeichnung ist in einer beispielsweisen Ausführungsform die erfindungsgemäße Leitvorrichtung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine Anordnung einer Leitvorrichtung zum Ändern der Strömungsrichtung eines dem Verdichterlaufrad eines Abgasturboladers an einer Brennkraftmaschine zugeführten veränderbaren Luftstromes, schematisch dargestellt, und
Fig.2 einen Vertikalschnitt durch die Leitvorrichtung gemäß der Linie H-II in F i g. 1.
In der F i g. 1 ist mit 1 eine luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader 2 bezeichnet. Stromauf des in der Ansaugleitung 3 der Brennkraftmaschine 1 befindlichen Verdichters 4 ist eine Leitvorrichtung 5 zum Ändern der Strömungsrichtung des dem Verdichters 4 zugeführten Luftstromes angeordnet. Mit einem stromauf der Leitvorrichtung 5 in der Ansaugleitung 3 befindlichen Absperrventils 6 ist die durchströmbare Querschnittsfläche der Ansaugleitung 3 verschließbar. Eine Nebenleitung 7 zweigt stromauf des Absperrventils 6 von der Ansaugleitung 3 ab und mündet in einem Ringraum 8 der Leitvorrichtung 5, die im Bereich des Einlasses 23 des Verdichters 4 die Ansaugleitung 3 umgibt. Von Meßfühlern 9,12,14 wird die Drehzahl des. Abgasturboladers, die Brennkraftmaschinendrehzahl sowie die Fahrpedallstellung bzw. der Regelstange.nweg der Brennstoffeinspritzpumpe 13 der Brennkraftmaschine 1 erfaßt. Mit signalübertragenden Leitungen 10,
30
35
50
55
60
15,16 ist die Wirkverbindung zwischen den Meßfühlern 9, 12, 14 und der Steuereinheit 34 erstellt, von der ein hilfskraftbetätigter Stellantrieb 35 angesteuert wird, der mit einer Leitung 36 mit der Steuereinheit 34 verbunden ist. Der Stellantrieb 34 ist einer die Ansaugleitung 3 umgebenden schwenkbaren Hülse 29 im Ringraum 8 zugeordnet, gemäß F i g. 2. Die gemeinsame Wand 30 der Ansaugleitung 3 und des Ringraumes 8 weist am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete zylinderförmige Austrittsöffnungen 31 auf. Die Mittelachsen 32 der Austrittsöffnungen 31 weisen in Richtung der Laufschaufeln 26 und tangieren ansaugseitig der Laufschaufeln 21 den von den Meridanmittellinien beschreibenden virtuellen Mittelkreis 28. Die gemeinsame Wand 30 ist ringraumseitig von einer schwenkbar angeordneten Hülse 29 umgeben. Die Hülse 29 weist am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete düsenförmig zum Ringraum 8 aufweitende Durchbrüche 33 auf. Die Mittelachse 34 der Durchbrüche 33 sind kongruent zu der Mittelachse 32. Mit einem nicht dargestellten Stellantrieb ist die Hülse 29 derart verschwenkbar, daß die durchströmbare Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen 31 lastabhängig veränderbar sind und daß mit zunehmender Last die durchströmbae Querschnittsfläche vergrößert wird. Der Lastzustand der Brennkraftmaschine wird in der Steuereinheit 34 anhand der Brennkraftmaschinendrehzahl und des Regelstangenweges ermittelt.
Unterschreitet im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine 1 der Abgasturbolader 2 eine vorgegebene Drehzahl, so aktiviert die Steuereinheit 34 den elektromagnetischen Stellantrieb 17, der das Absperrventils 6 in eine die durchströmbare Querschnittsfläche der Ansaugleitung 3 verschließende Position auslenkt. Der der Brennkraftmaschine 1 zuzuführende Luftstrom wird durch die Nebenleitung 7 dem Ringraum 8 zugeführt. Vom Ringraum 8 strömt die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft durch die in Drehrichtung des Verdichterlaufrades 22 ausgerichteten Austrittsöffnungen 31 und Durchbrüchen 33 in Richtung des Verdichterlaufrades 22. In der Steuereinheit 34 wird anhand der Brennkraftmaschinendrehzahl und des Regelstangenweges der Brennstoffeinspritzpumpe der momentane Lastzustand der Brennkraftmaschine 1 ermittelt. Mit der Hülse, die vom Stellantrieb 35 verdreht wird, ist die lastabhängige durchströmbare Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen 31 einstellbar. Dabei wird mit zunehmender Last die durchströmbare Qtierschniltsfläche vergrößerl. bis sie im linieren Teillaslbeliid)der Uicniikniluiiiischi ne vollständig geöffnet ist. Beim Überschreiten eines vorher bestimmten Lastbereiches wird von der Steuereinheit 34 der Stellantrieb 17 aktiviert. Das Absperrventils 6 wird in seine Grundstellung ausgelenkt. Dem Verdichterlaufrad 22 wird die Luft ausschließlich durch die Ansaugleitung 3 zugeführt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
60
65
- Leerseite -

Claims (4)

10 15 Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Richtungsänderung eines durch den Einlaß eines Verdichters eines Abgasturboladers an einer Brennkraftmaschine eintretenden Luftstroms, der mittels eines Absperrventils durch die Ansaugleitung oder einer dieser zugeordneten in einer Leitvorrichtung mit einem Ringraum mündenden Nebenleitung dem Verdichter zugeführt wird, dessen einlaßseitige Ansaugleitung im Bereich des Einlasses von dem Ringraum umgeben ist, in dessen gemeinsamer Wand mit der Ansaugleitung düsenförmige Austrittsöffnungen vorgesehen sind, deren abströmseitiger Bereich zur Anströmseite und in Drehrichtung der Laufschaufeln des Verdichterlaufrades geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer im Ringraum (8) stufenlos verdrehbar angeordneten düsenförmige Durchbrüche (33) aufweisenden Hülse (29) die durchströmbare Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen (31) veränderbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ansaugleitung (2) stromauf des Verdichters das Absperrventil (6) angeordnet ist, stromauf dem von der Ansaugleitung (3) die Nebenleitung (7) abzweigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zunehmender Last an der Brennkraftmaschine (1) die durchströmte Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen (31) vergrößerbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der momentane Lastzustand der Brennkraftmaschine anhand der Brennkraftmaschinendrehzahl und der Fahrpedalstellung ermittelt wird.
DE3529281A 1985-08-16 1985-08-16 Vorrichtung zur Richtungsaenderung eines durch den Einlass eines Verdichters eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine eintretenden Luftstromes Expired DE3529281C1 (de)

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