DE4213047A1 - Verdichter mit einer Einrichtung zum Beeinflussen der Hauptströmung im Verdichter - Google Patents
Verdichter mit einer Einrichtung zum Beeinflussen der Hauptströmung im VerdichterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beeinflussen der Hauptströmung
eines Radialverdichters mit einer Kennfeldstabilisierung, die eine durch einen
Konturring gegen die Hauptströmung abgegrenzte Zirkulationskammer umfaßt,
der sich vom Einlaufbereich zur Konturwand erstreckt und der vom
Einlaufbereich gegenüber der Hauptströmung teilweise abgedeckt ist, wobei die
Zirkulationskammer zumindest mit einer vor und einer hinter der Laufrad
eintrittsebene sowie vor der Laufradaustrittsebene angeordneten
Verbindungsöffnung in der Konturwand mit der Hauptströmung in Verbindung
steht.
An Verbrennungsmotoren werden heutzutage zunehmend höhere Anforderungen
gestellt, wobei einerseits bei gleichbleibendem Hubraum die Leistung vergrößert
und andererseits der Schadstoffausstoß und der Verbrauch verringert werden
sollen. Aus diesem Grund werden bereits Abgasturbolader (ATL) eingesetzt, mit
denen sich die Leistung und das Drehmoment des Verbrennungsmotors steigern
und/oder die Schadstoffemission verringern läßt. Bei Dieselmotoren führt dies
insbesondere zur Verringerung an ausgestoßenen Partikeln. Für beide Anforde
rungen, und zwar sowohl für die Drehmomentsteigerung bei niedrigen Motor
drehzahlen als auch zur Verringerung der Schadstoffemission sind höhere Aufla
degrade erforderlich. Hier stößt man mit herkömmlichen Verdichtern schnell an
die Stabilitätsgrenze. Es sind Verdichter erforderlich, die mit gutem Wirkungs
grad breite nutzbare Kennfelder liefern. Neben der Neuentwicklung von Verdich
terkomponenten bietet der Einsatz einer KSM eine kostengünstige Möglichkeit,
ohne Neuentwicklung von Strömungsteilen den mit guten Wirkungsgraden nutz
baren Kennfeldbereich deutlich zu verbreitern.
Ein Verdichter ohne KSM mit einem Einbruch der Pumpgrenze ab πv 2.5 und
einem der Pumpgrenze vorgelagerten Geräuschgebiet ist in Fig. 7 dargestellt. Die
als Beispiel eingezeichnete Motorvollastlinie liegt zum Teil im Bereich des Pump
gebietes. Der Verdichter ohne KSM ist daher nicht geeignet. Überlagert ist das
Kennfeld eines Verdichters mit KSM. Es gibt hier keine Geräuschgebiete, die
Pumpgrenze liegt deutlich weiter links und der Verdichter ist für diese Motor
vollastlinie geeignet, insbesondere weil mit KSM der mit gutem Wirkungsgrad
fahrbare Bereich verbreitert wird (am Beispiel der 0,7-Wirkungsgradmuschel
dargestellt).
Die Motorvollastlinie stellt ja bekanntlich den für eine gewählte (d. h. an den Mo
tor angepaßte) ATL-Version maximalen Aufladegrad dar. Hierzu ist nicht nur
der Verdichter von Bedeutung, sondern auch die gewählte Turbine. Das Verän
dern der Vollastlinie ist durch eine andere Kombination Verdichter/Turbine mög
lich, wobei eine Verbesserung in einem Bereich meist eine Verschlechterung in
einem anderen Bereich nach sich zieht, d. h. Abstimmungen, die eine Verbesse
rung der Luftversorgung des Motors im unteren Motordrehzahlbereich bewirken,
haben im allgemeinen eine Reduktion der Leistung bei den hohen Motordrehzah
len zur Folge.
Durch die DD-PS 54 055 ist bereits bekannt, im Bereich vor dem Laufradaustritt
in der Gehäusewand einen Düsenkranz anzubringen und diesen über eine
Leitung mit einem Ventil an eine Druckluftquelle anzuschließen. Wie im
einzelnen in der Druckschrift dargestellt, entsteht eine Strömung entgegen der
Hauptströmung, wodurch beim Auftreffen der aus dem Düsenkranz austretenden
Strömung auf die Verdichterschaufeln ein Teil der Luft im Laufrad zurück zum
Einlauf strömt. Dadurch geht wertvolle Energie verloren. Dies ergibt sich
aufgrund der Tatsache, daß die zugeführte Zusatzluft einen höheren Druck als
die Luft besitzt, die durch das Laufrad in das Spiralgehäuse gefördert wird.
Auch durch die DE-AS 10 42 828 ist es bekannt, das Abreißen der Strömung an
den Verdichterschaufeln bei geringer Drehzahl dadurch zu verhindern, daß man
dort den Strömungskanal verengt und zwar pneumatisch durch Einblasen
zusätzlicher Luft von höherem Druck, wobei die Blasrichtung gegensinnig zur
Förderrichtung erfolgt. Das heißt, die ringförmigen Spalte in der Wandung des
Strömungskanals sind so ausgerichtet, daß die Zusatzluft mit einer dem axialen
Förderstrom entgegengesetzten Richtungskomponente eingeblasen wird. Auch
dadurch geht wertvolle Energie verloren.
Schließlich ist durch die DE-OS 23 23 857 eine Maßnahme bekannt, bei der zwei
Radialverdichter hintereinander geschaltet sind, wobei komprimierte Luft vom
Ausgang des zweiten Verdichters in den dem ersten Verdichter zugeführten
Luftstrom rezirkuliert wird. Im übrigen wird vorgeschlagen, die rezirkulierte
Druckluft nicht in den eingangsseitigen Luftstrom des ersten Verdichters
einzuleiten, sondern in die Schneckendiffusorkammer hinter dem Rotor, damit
die Luft nicht expandiert und nochmals im Laufrad des ersten Verdichters
verdichtet werden muß. Bei diesen Maßnahmen ergibt sich ebenfalls ein
Zurückströmen der Luft durch das Laufrad, da bei konstanter Drehzahl des
Laufrades der erzeugte Druck ebenfalls konstant bleibt und sich durch das
Lufteinblasen der Druck hinter dem Laufrad erhöht. Außerdem kann mit diesen
Maßnahmen das Verdichterrad nicht auf höhere Drehzahlen beschleunigt
werden.
Bei den bekannten Maßnahmen soll wie durch die KSM die Stabilität des
Verdichters im Bereich der Pumpgrenze verbessert werden, indem Luft in die
Hauptströmung außerhalb des Laufradbereiches eingeblasen wird, um durch
Querschnittsverringerung die Geschwindigkeit der Strömung zu erhöhen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , bei einem kennfeldstabilisierten
Radialverdichter Maßnahmen zu schaffen, mit denen das Zusammenspiel Motor -
Abgasturbolader derart beeinflußt werden kann, daß einerseits dem Motor im un
teren Drehzahlbereich mehr Luftmasse zur Verfügung steht, andererseits bei ho
hen Drehzahlen, im Bereich der Nennleistung, keine Leistungseinbußen in Kauf
genommen werden müssen. Die Änderung von niedriger Last und Drehzahl auf
höhere Last und/oder Drehzahl soll ebenfalls begünstigt werden, damit sich ein
erseits die Zustandsänderung und andererseits der ATL die Betriebspunktände
rung schneller vollziehen kann.
Ausgehend von der eingangs erwähnten Einrichtung zur Beeinflussung der
Hauptströmung in einem Radialverdichter mit einer Kennfeldstabilisierung, wird
diese Maßnahme erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Strömungsmittelanschluß über eine oder mehrere Bohrungen im Gehäuse in die
Zirkulationskammer führt, wobei die Bohrung an einer oder mehreren Stellen in
die Zirkulationskammer mündet, und daß durch den Strömungsmittelanschluß
ein Strömungsmedium zuführbar bzw. in der Zirkulationskammer ein
vorgebbarer Zustand herstellbar ist.
Insbesondere ist es durch das Anbringen der Verbindungsöffnung hinter der
Laufradaustrittsebene möglich, ein Medium hohen Druckes, d. h. unter Druck
stehende Luft über das Spiralgehäuse direkt dem Motor zuzuführen. Da das
unter Druck stehende Medium über die Zirkulationskammer zugeführt wird,
spielt die Aufteilung der Strömung eine Rolle. Diese Aufteilung wird durch das
Verhältnis der Größe der Verbindungsöffnungen vor und hinter dem
Laufradeintritt sowie vor und nach dem Laufradaustritt bestimmt. Hierbei
handelt es sich um eine Optimierung, bei der die Verbindungsöffnungen von Fall
zu Fall den gewünschten Verhältnissen anzupassen sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht auch vor, daß die den Konturring
tragenden Stege im Zirkulationsraum als Schaufelprofile bzw. Leitstege zur
Erzeugung eines Dralls ausgestaltet sind. Diese Leitstege werden in den
Verbindungsöffnungen bis zum Laufrad geführt. Dabei ist es auch in an sich
bekannter Weise als weitere Ausgestaltung vorgesehen, die
Verbindungsöffnungen als Düse auszubilden.
Um ein Abströmen der Druckluft zu verhindern, wenn die Turbinenleistung noch
nicht ausreicht, um die Leistung für den mit Zusatzluft gefahrenen Betriebspunkt
aufzubringen, sieht die Erfindung vor, daß in der Hauptströmung vor dem Ver
dichterrad eine Klappe angeordnet ist. Auch eine in die Leitung des Strömungs
mittelanschlusses eingebaute Klappe , ist von Vorteil, um den
Strömungsmittelanschluß verschließen zu können, wenn der Turbolader
aufgrund seiner Drehzahl ausreichend Druckluft erzeugt.
Eine weitere Maßnahme der Erfindung sieht auch vor, daß die Zirkulations
kammer über einen Ring in zwei Ringräume unterteilt ist, die über getrennte
Leitungen untereinander und mit dem Strömungsmittelanschluß verbunden sind.
Dabei kann in jeder der getrennten Leitungen eine Steuerklappe angeordnet sein.
Mit einer derartigen Ausgestaltung sind vielseitige Einstellmöglichkeiten zur
optimalen Abstimmung der Haupt- und Zusatzströmungen zueinander möglich,
um einerseits im niederen Drehzahlbereich des Motors das Ansprechverhalten
durch Einblasen von Zusatzluft im Sinne eines steileren Anstiegs des Drehmo
ments und andererseits zur Verbesserung der Schadstoffemission die Verbren
nung zu verbessern.
Im Rahmen dieser Anpassung und Steuerung optimaler Betriebsbedingungen des
Motors ist auch vorgesehen, daß die getrennten Leitungen über ein Drei-Wege-
Ventil einerseits mit dem unter Druck stehenden Strömungsmittel und anderer
seits mit der Kurbelgehäuseentlüftung, dem Luftfilter oder der
Abgasrückführung verbindbar sind.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den
Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch den Verdichterteil eines Turboladers mit einem in
die für die Kennfeldstabilisierung vorgesehenen Zirkulationskammer
mündenden Strömungsmittelanschluß;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1
mit einer zusätzlichen Verbindungsöffnung hinter dem Laufradaustritt;
Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei dem im Strömungs
mittelanschluß getrennte Leitungen in die durch einen Ringsteg unterteilten
Ringräume der Zirkulationskammer führen;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Ausführungsform mit zwei in getrennte
Ringräume der Zirkulationskammer einmündenden separaten Leitungen;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der konstruktiven Einbindung des
Verdichters zur Erläuterung der Funktionsweise für die Ausführungsform der
Erfindung gemäß Fig. 1;
Fig. 6 eine schematische Darstellung der konstruktiven Einbindung des
Verdichters zur Erläuterung der Funktionsweise für die Ausführungsform gemäß
Fig. 3 mit zwei Leitungen für den Strömungsmittelanschluß;
Fig. 7 ein Kennlinienfeld zur Erläuterung der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Radialverdichter im Schnitt dargestellt, der aus einem
Verdichtergehäuse 10 mit einem Laufrad 80 besteht. Das zu verdichtende
Medium wird in Fig. 1 von links nach rechts bewegt, dabei tritt die
Hauptströmung vom Einlaufbereich 11, in dem ein teilweise mit konischer
Kontur versehener Einlaufring 12 angeordnet ist, in das Laufrad 80 ein und
strömt vom Laufradaustritt 82 in den Diffusor 83 des Verdichters.
In der Gehäusewandung ist eine Umwegleitung mit einer Zirkulationskammer 14
ausgebildet, die über eine Einlaufnut 15, welche auch als Verbindungsöffnung
bezeichnet ist, mit dem Einlaufbereich 11 verbunden ist. Über eine weitere
Konturnut oder Verbindungsöffnung 16 im Bereich der Laufradkontur mündet
die Zirkulationskammer 14 in die Hauptströmung.
Diese Einlaufnut 15 befindet sich mit ihrer vollen Öffnungsbreite vor der
Laufradeintrittsebene 81.
Die Zirkulationskammer wird zur Hauptströmung hin durch einen Konturring 17
begrenzt, der sich von der Einlaufnut 15 bis zur Konturnut 16 erstreckt. Die
Laufradeintrittsebene 81 befindet sich in einer mittleren axialen Lage des
Konturrings 17, wobei der Innendurchmesser des Konturringes dem des Laufrad
durchmessers unter Wahrung eines notwendigen Laufspaltes entspricht. Der
Konturring 17 wird über Stege 18 zum Gehäuse hin zentrisch gehalten, wobei
diese Stege an das Verdichtergehäuse angegossen oder mit einer Verlängerung
des Einlaufringes 12 im Verdichtergehäuse montiert sein können. Wie in Fig. 2
dargestellt, kann eine weitere Konturnut 19 außerhalb des Laufradaustritts 82
angeordnet sein, die eine direkte Strömungsverbindung zwischen der
Zirkulationskammer 13 bzw. 14 und dem Diffusorbereich darstellt.
An dem Verdichtergehäuse 10 ist ein Strömungsmittelanschluß 70 angeordnet,
von dem aus eine Leitung 71 in die Zirkulationskammer 14 mündet. In der
Leitung ist eine Steuerklappe 72 angebracht, deren Zweck nachfolgend erläutert
wird.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der
Ausführungsform gemäß Fig. 1 lediglich in der Ausgestaltung der Zirkulations
kammer 13 , die sich bis zum Laufradsaustrittsbereich erstreckt und über eine
Konturnut 19 in den Diffusor 83 mündet.
In Fig. 5 ist die konstruktive Einbindung des Verdichters dargestellt. Der
Verdichter hat eine weitere Steuerklappe 75 im Einlaufbereich 11 und ein Drei-
Wege-Ventil 76 in der Leitung 71 zu einem Druckbehälter 77. Über das Drei-
Wege-Ventil 76 und eine weitere Leitung 74 ist die Leitung 71 mit der Kurbel
gehäuseentlüftung im Motor 85 verbunden. Obwohl nicht dargestellt, kann die
Leitung 74 auch mit dem Luftfilter oder der Abgasrückführung verbunden sein.
Diese Anbindung dient der Schaffung eines Puffervolumens zur Vergrößerung des
Volumens der Zirkulationskammer. Anstelle des Druckbehälters 77 kann an die
Leitung 71 auch die Druckseite eines in Serie geschalteten zweiten
Abgasturboladers oder eines mechanischen Laders angeschlossen sein.
Im unteren Drehzahlbereich des Motors, wenn der Verdichter noch nicht
genügend Luftmasse zur Verfügung stellen kann, wird dem Verdichter aus dem
Druckbehälter 77 Zusatzluft zugeführt, welche über die offene Steuerklappe 72
und eine oder mehrere Öffnungen 73 in die Zirkulationskammer 14 eingeleitet
wird. Über den Druckbehälter 77 steht zur Luftbedarfsdeckung im unteren
Drehzahlbereich des Motors das erforderliche Medium mit einem Druckniveau
zur Verfügung, das ausreicht, um
- 1) den Motor selbst dann mit mehr Luftmasse zu versorgen, wenn die Turbinenlei stung noch nicht ausreicht,
- 2) das verdichterseitig die erforderliche Luftmasse zur Verfügung zu stellen.
Die Zusatzluft kann dabei so im Verdichter geführt werden, daß das Hochdrehen
des ATL auf höhere Umfangsgeschwindigkeiten begünstigt wird.
In diesem Betriebszustand ist die Steuerklappe 75 geschlossen, so daß sich die zu
geführte Druckluft nicht über den Einlaufbereich entspannen kann. Während des
Beschleunigungszustandes bleibt die Steuerklappe 75 so lange geschlossen, bis
die Umfangsgeschwindigkeit des Verdichters groß genug ist, um am Laufradaus
tritt den erforderlichen Druck zu halten. Erst beim Erreichen dieses Betriebszu
standes darf die Klappe 75 geöffnet werden. Zuvor muß Druckluft über die Kon
turnut 15 zugeführt werden, damit vor dem Verdichterrad, d. h. im Einlaufbereich
11 kein Unterdruck oder Vakuum entsteht, das zu Überdrehzahlen und zur Zer
störung des Läufers führen könnte.
Sobald bei geöffneter Steuerklappe 75 der Verdichter durch den Antrieb über die
Turbine genügend Druckluft an den Motor liefert, kann die Steuerklappe 72 oder
76 geschlossen werden, so daß nur noch die Zirkulationskammer 14 mit den
Konturnuten zur Stabilisierung der Hauptströmung, d. h. zur Kennfeld
stabilisierung eingesetzt ist.
Wenn nunmehr im oberen Drehzahlbereich des Motors eine weitere Betriebsver
besserung erreicht werden soll, kann das Drei-Wege-Ventil 76 umgelegt und das
Steuerventil 72 erneut geöffnet werden. In diesem Zustand findet eine Anbin
dung des Motors an die Zirkulationskammer statt, wobei dieses zusätzliche Volu
men als Puffervolumen für die Zirkulationskammer wirksam ist. Für die be
schriebene Wirkungsweise spielt die Aufteilung des in die Hauptströmung einge
leiteten Zusatzmediums eine große Rolle. Diese Aufteilung wird durch das Ver
hältnis der Öffnungsquerschnitte der Konturnuten untereinander bestimmt, wo
bei durch Versuche eine Optimierung erzielbar ist.
In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der die Zirkulationskammer durch einen Ringsteg 30 in zwei Ringräume 32
und 33 unterteilt ist. In den vorderen Ringraum 33 mündet die Leitung 71, wie
bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2. In den hinteren Ringraum 32
mündet eine weitere Leitung 35 mit zumindest einer Öffnung 3, wobei die
Leitung 35 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 hinter der Steuerklappe 91 in
die Leitung 71 mündet und bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 zu einem
separaten Strömungsmittelanschluß 38 führt.
In Fig. 6 ist eine konstruktive Einbindung des Verdichters nach der Ausführungs
form gemäß Fig. 3 dargestellt. Die für die Strömungsmittelzufuhr aus dem
Druckbehälter 77 vorgesehene Leitung 71 führt über das Drei-Wege-Ventil 76
und eine Steuerklappe 90, die in der Leitung 71 nach dem Drei-Wege-Ventil 76
und vor der Gabelung der Leitung in die durch einen Ringsteg unterteilten Rin
gräume der Zirkulationskammer angeordnet ist. In der Verlängerung der Leitung
71, die in den vorderen Ringraum 33 mündet, ist das Steuerventil 91 angebracht.
Für die Funktionsweise ergeben sich im wesentlichen drei Konfigurationen der
einzelnen Steuerklappen und dementsprechend die folgenden Betriebszustände:
- 1. Das Drei-Wege-Ventil 76 und die Steuerklappen 90 sowie 91 sind ge schlossen. Gleichzeitig ist die Steuerklappe 75 offen. Bei diesem Betriebszustand verhält sich der Verdichter des Turboladers wie ein regulärer Standardverdich ter mit KSM.
- 2. Bei geschlossener Steuerklappe 75 sowie offenem Drei-Wege-Ventil 76 und offenen Steuerklappen 90 und 91 wird der Verdichter mit Druckluft aus dem Druckbehälter 77 beaufschlagt, die über die Konturnut bzw. die Verbindungsöff nung 16 und das Verdichterrad zum Motor 85 sowie über die Einlaufnut bzw. die Verbindungsöffnung 15 in den Einlaufbereich 11 strömt. Damit wird dem Motor für die Verbrennung direkt bei niederen Motordrehzahlen eine Luftmasse zuge führt, was bei entsprechender Brennstoffzuführung eine sehr rasche Leistungs steigerung bewirkt. Dementsprechend wird auch das Hochlaufen des ATL be schleunigt. Wenn dagegen unter den gegebenen Verhältnissen kein höherer Brennstoffanteil zugeführt wird, ergibt sich bei den gleichen Verhältnissen eine bessere und schadstoffreinere Verbrennung.
- 3. Wenn dagegen das Drei-Wege-Ventil 76 geschlossen und die Steuer klappen 90 sowie 91 geöffnet sind, ergibt sich eine Kennfeldstabilisierung, wobei der Motor als Puffervolumen für die Kennfeldstabilisierung wirksam ist. Dieser Betriebszustand wird eingestellt sobald der Verdichter bei hochlaufenden Motor drehzahlen den erforderlichen Ladedruck halten und selbsttätig aufbringen kann.
Die sich durch die Erfindung einstellenden Verbesserungen sind aus den
Diagrammen in der Darstellung gemäß Fig. 7 entnehmbar. In dieser Darstellung
ist das Kennlinienfeld eines ATL mit und ohne KSM dargestellt. Das Kennlinien
feld zeigt die Pumpgrenze des ATL ohne KSM und mit KSM und die diesen
Pumpgrenzen zugeordneten Drehzahlkurven nT1 . . . n des Turboladers. Diesem
Kennlinienfeld sind die sogenannten Motorschlucklinien K1 . . . n überlagert, die
bei einer gegebenen Motorkonfiguration im wesentlichen die Motordrehzahl
wiederspiegeln, da der Parameterwert der einzelnen Motorschlucklinien vom
folgenden Ausdruck abhängig ist:
In dieser Gleichung entspricht VH dem Hubvolumen des Motors, nM der Dreh
zahl des Motors und µl dem Luftaufwand. Aus dem Ausdruck ist zu entnehmen.
daß bei gegebenen Hubvolumen VH des Motors und gegebenem Luftaufwand µl
die einzelnen Motorschlucklinien im wesentlichen von der Drehzahl abhängig
sind.
Der Fahrbereich eines Motors mit ATL-Aufladung ist der gesamte Bereich unter
halb der Vollastlinie, wobei sich der Betriebspunkt bei konstanter Motordrehzahl
linie lastabhängig auf der entsprechenden Motorschlucklinie nach oben bzw. nach
unten bewegen kann.
Der Verlauf der Kurve 2 vom Betriebspunkt A zum Betriebspunkt B ergibt sich
aufgrund der gewählten Kombination Verdichter/Turbine (Massenträgheit, Turbi
nengröße, Wirkungsgrad etc.). Mit einem zur Kurve 2 passenden ATL läßt sich ei
ne Zustandsänderung gemäß Kurve 1 nur mit Zusatzmaßnahmen wie Zusatzluft
einblasung realisieren. Dem Motor wird hier bei niedrigen Motordrehzahlen mehr
Luftmasse zur Verfügung gestellt, wobei die Vollastlinie in der Darstellung ge
mäß Fig. 7 schon im Betriebspunkt C erreicht und vom Betriebspunkt C zum Be
triebspunkt B auf der Kurve 1 sogar überschritten wird.
Mit der Maßnahme gemäß der Erfindung kann somit auch die Motorvollastlinie
verbessert werden, ohne daß im Nennleistungsbereich Leistungsnachteile in Kauf
genommen werden müssen.
Die Erfindung bietet somit die Möglichkeit, die Hauptströmung im Verdichter
gehäuse zur Drehmomentsteigerung bei niedrigen Motordrehzahlen bzw. zur
Verringerung von Schadstoffemissionen sehr vorteilhaft zu beeinflussen.
Gleichzeitig bietet die Erfindung die Möglichkeit weiterer Maßnahmen im oberen
Drehzahlbereich, indem die Hauptströmung des Verdichters über die Einbindung
der Kurbelgehäuse-Entlüftung bzw. des Luftfilters oder der Abgasrückführung
näher an die Zustände des Motors angepaßt wird.
Claims (10)
1. Einrichtung zur Beeinflussung der Hauptströmung in einem
Radialverdichter mit einer Kennfeldstabilisierung (KSM), die eine durch einen
Konturring gegen die Hauptströmung abgegrenzte Zirkulationskammer umfaßt,
die sich vom Einlaufbereich zur Konturwand erstreckt und der vom Einlauf
bereich gegenüber der Hauptströmung teilweise abgedeckt ist, wobei die
Zirkulationskammer zumindest mit einer vor und einer hinter der
Laufradeintrittsebene angeordneten Verbindungsöffnung in der Konturwand mit
der Hauptströmung in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein Strömungsmittelanschluß (70) über eine oder mehrere Bohrungen (73) im Gehäuse (10) in die Zirkulationskammer (13; 14) führt, wobei die Bohrung (73) an einer oder mehreren Stellen in die Zirkulationskammer (13; 14) mündet
- - und daß durch den Strömungsmittelanschluß (70) ein Strömungsmedium zuführbar bzw. in der Zirkulationskammer (13; 14) ein vorgebbarer Zustand herstellbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß in der Hauptströmung vor dem Verdichterrad (80) eine Klappe (75) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Verbindungsöffnung (16) kurz vor der Laufradaustrittsebene (82) angebracht ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß eine weitere Verbindungsöffnung (19) hinter der Laufradaustrittsebene (82) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die den Konturring (17) tragenden Stege (18) in der Zirkulationskammer (13; 14) als Schaufelprofile bzw. Leitstege zur Erzeugung eines Dralls ausgestaltet sind,
- - und daß die Leitstege in den Verbindungsöffnungen (16) bis zum Laufrad (80) geführt sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die hinter dem Laufradeintritt (81) und vor dem Laufradaustritt (82) angeordneten Verbindungsöffnungen (16) als Düsen ausgebildet sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß in der Leitung (71) zum Strömungsmittelanschluß eine Steuerklappe (72) vorgesehen ist.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis t,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Zirkulationskammer über einen Ring (30) in zwei Ringräume (32, 33) unterteilt ist, die über getrennte Leitungen (71, 35) untereinander und mit dem Strömungsmittelanschluß (70) verbunden sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß in jeder der getrennten Leitungen (35, 71) oder in der Leitung (71) sowohl vor wie nach der Gabelung eine Klappe (90, 91) angeordnet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die getrennten Leitungen (35, 71) über ein Drei-Wege-Ventil (76) einerseits mit dem unter Druck stehenden Strömungswinkel und andererseits mit der Kurbelgehäuse-Entlüftung, dem Luftfilter oder der Abgasrückführung verbindbar sind.
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