EP3728810A1 - Luftanschlussadapter und akustikstufe für einen verdichter - Google Patents

Luftanschlussadapter und akustikstufe für einen verdichter

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EP3728810A1
EP3728810A1 EP18811167.8A EP18811167A EP3728810A1 EP 3728810 A1 EP3728810 A1 EP 3728810A1 EP 18811167 A EP18811167 A EP 18811167A EP 3728810 A1 EP3728810 A1 EP 3728810A1
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EP
European Patent Office
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compressor
air duct
air
adapter
connection adapter
Prior art date
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Pending
Application number
EP18811167.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Ehrmann
Sven Haase
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an air connection adapter for a compressor, in particular for a T urboladerverêtr in a motor vehicle, and an acoustic stage for adjusting an operating noise of the air duct of a compressor, a 5 Luftan gleichadaptersatz for use in a compressor of a turbocharger and a motor vehicle with a turbocharged internal combustion engine and more as a turbocharger, each turbocharger having a compressor with an acoustic stage from the set of acoustic stages.
  • the invention will be described below in the context of motor vehicles, in which the charge air of the internal combustion engine can be supercharged by means of at least one turbola derverêtr. Regardless of the invention but also applicable to other air or gas compressor, especially if they are installed in a space-critical environment and / or if in a construction group two or more compressors are connected geometrically different 15 need.
  • the compressor housing including its air-guiding interfaces (such as, for example, the compressor inlet and the compressor outlet), is frequently the case. also specified if the vehicle type multiple motorization variants and / or a charging concept with multiple compressors use.
  • an air connection adapter for a compressor for a T urboladerverêtr in a motor vehicle
  • the air connection adapter comprises: a) a clean air duct for guiding clean air between a clean air duct and a compressor inlet of the compressor, b) a charge air duct for guiding charge air between a compressor outlet of the compressor and a charge air duct, c) an adapter component in which both the clean air duct as well as the charge air duct are formed, and which is out forms, with the clean air duct, the compressor inlet, the compressor outlet 5 and / or the charge air guide, in particular separated from the other Verbindun conditions to be fluid-tightly connected.
  • an acoustic stage for adjusting an operating noise of the air duct of a compressor comprising Air connection adapter according to an embodiment of the invention, as well as a Schubum air valve, which is accommodated on the SUV interface of the adapter component, and which is adapted to block the Schubum povertykanal depending on egg nem operating condition or at least partially release.
  • an air connection adapter set in particular an acoustic stage set, be provided for use with a compressor of a turbocharger, wherein the compressor has a predetermined geometry with respect to its clean air and charge air interface, in particular with respect to its compressor inlet laß and its compressor outlet.
  • the air connection adapter set has a number of air connection adapters, each having identical fastening supply devices for attaching the air connection adapter to the compressor.
  • the various air connection adapters of the air connection adapter set differ from each other with regard to at least one of: i) an interface to the clean air duct and / or to the charge air duct; in example, the interface may be formed with a larger or smaller diameter and / or the interfaces may differ in terms of their spatial orientation and / or their connection. ii) a geometry of the clean air duct and / or the charge air duct; For example, the geometry of one of the channels may be equipped with suitable per se known noise-causing topology features and / or the channels Kgs nen have a larger or smaller diameter.
  • a layout and / or arrangement of the SUV interface Example, as a result of different design and / or arrangement of the SUV interface a connection of the SUV valve, the use of a specific type of valve can be made independent of the installation environment and / or the use of different types of valves are made possible.
  • a type of diverter valve For example, by using different types of venues, different characteristics of operating noise can be realized by means of the acoustic stage.
  • a motor vehicle is provided with a turbocharged internal combustion engine and more than one turbocharger, each with a compressor.
  • the motor vehicle is preferably at each of the compressor another air connection adapter according to an embodiment of the invention, selected from a Heilan gleichadaptersatz according to an embodiment of the invention, see between the compressor on the one hand and the clean air supply and the Ladeluftzu management on the other hand, installed.
  • the invention is based inter alia on the idea that the clean air duct and the La deluft arrangement not directly connect to the compressor with its predetermined interfaces. This would bring a specification of the air duct interfaces as well as the diameter of the air duct with it.
  • the compressor-side cut points are basically the same design, while its air-flow-side interfaces are adapted with respect to their position and orientation in the space and each other as well as with respect to their geometric design to the specific application case.
  • a vote of the air ducts on the one hand and the compaction age on the other hand can be achieved independently of an adaptation of the design of the compressor housing.
  • the adaptation of the adapter component depending on the thermal Requirements, for example, by machining or casting technology from an aluminum material or a plastic material can be made is a Dahlfa ches less expensive than the adjustment of the compressor housing.
  • an air connection adapter on which a diverter valve can be arranged, which in turn can open and close a Schubumluftkanal in the adapter component with suitable control means of a control unit, by means of such an air connection adapter also influencing the operating noise of the air duct to the adapter is possible; as well, a quick pressure reduction can be achieved in the charge air. If necessary, the driveability of the vehicle can be significantly improved by means of the rapid boost pressure reduction, because the engine can not be pushed further.
  • the acoustic stage counteracts by means of suitable control via the control unit noise emission during depressurization.
  • the diverter valve in the acoustic stage at least the potentially loudest noise is avoided by a standing wave in the above-described pressure build-up.
  • the suitably designed Luftab final adapter in combination with the built-in diverter valve and over-5 speech channel referred to as acoustic stage.
  • the adaptation of the acoustic properties themselves can be done by means of various mechanisms of action, for example, by adjusting the geometry of the clean air duct and / or the charge air duct, and optionally and in particular at greater power ratings of the powered engine through a suitable diverter valve, which can be actuated, for example, electrically and / or pneuma table.
  • the adapter component has an SUV interface for receiving a diverter valve.
  • a diverter valve is installed, which is accommodated on the SUV interface of the adapter component and which is adapted to the diverting duct in dependence on an operating condition, in particular of the internal combustion engine and / or an accelerator pedal, to block or at least partially release.
  • the air connection adapter can be connected to the, in particular standardized, compressor housing and in particular its compressor inlet and its Ver exhauster outlet, according to one embodiment, the adapter component on a fastening device which is set up between the clean air duct and the compressor inlet and between the compressor outlet and the charge air duct to form a fluid-tight connection.
  • At least one of the mounting device, an interface to the clean air duct and an interface for charging air duct a VDA coupling, a connector with an X-ring and / or a screw with at least one O-ring on, if necessary separately for each id id-to-be-formed air duct interface.
  • the adapter component may have in alternative embodiments, in particular depending on the intended temperature load, an aluminum material and / or a plastic material.
  • 1 is an oblique view of a hand sketch of an acoustic stage according to a
  • Embodiment of the invention installed on a compressor of a turbola ders
  • FIG. 3 shows a frontal view of the acoustic stage from FIG. 1 in a sectional plane (C - C) passing through the thrust air duct.
  • an acoustic stage 100 is shown according to an embodiment of the invention with an air connection adapter 1 and an electric diverter valve 18, where in the air connection adapter 1 to a compressor 2 with standardized cut points for connecting the acoustic stage 100 to a compressor inlet 4 for sucking the clean air and a compressor outlet 6 is fixed fluid-tight for blowing out the charge air.
  • the air connection adapter 1 has an adapter component 8.
  • the adapter component 8 is connected by means of a fastening device 9, which in the embodiment screws 1 1.1, 1 1.2 and 1 1 .3 (see also FIG. 2) connected to a compressor housing 3 of the compressor such that the air guide interfaces are fluid-tight. From the adapter member 8, in particular from the body 10, a clean air duct 12 and a charge air duct 14 is excluded.
  • the clean air duct 12 is fluid-tightly connected to the compressor inlet 4 in the representation of FIG. 1.
  • the clean air duct 12 is adapted to be fluid-tightly connected to a clean air duct, not shown, at its end remote from the compressor for Zumoni tion of clean air.
  • the clean air duct 12 has an inner diameter, the play inrangsbei at least substantially the inner diameter of the clean air duct, not shown, and / or the inner diameter of the compressor inlet 4 ent speaks.
  • suitable noise-causing Topo logiemerkmale such as steps, recesses, protrusions o. ⁇ . In Ka can be arranged.
  • the charge air duct 14 is fluid-tightly connected to the compressor outlet 6 in the illustration of FIG. 1.
  • the charge air duct 14 is adapted to be fluid-tightly connected to a charge air duct, not shown, at its end remote from the compressor for the discharge of charge air.
  • the charge air duct 14 has an inner diameter, which inrecisbei play at least substantially the inner diameter of the charge air duct, not shown, and / or the inner diameter of the compressor outlet 6 corresponds.
  • suitable noise-causing Topo logiemerkmale such as steps, recesses, projections o. ⁇ . Can be arranged in Ka channel.
  • the adapter component 8 also has an SUV interface 16. At the SUV interface 16 of the adapter component 8 a in the embodiment electrically ak- tuators diverter valve (eSUV) 18 is arranged.
  • the eSUV 18 is equipped to block or at least partially release a propulsion air duct, not shown in FIG. 1 (see reference numeral 20 in FIG. 3).
  • pressurized charge air duct 14 with the clean air duct 12 can in the operating conditions described one operating noise of the motor ve hicle, and in particular the operating noise of the air supply to Burn tion engine, according to the wishes of the vehicle users Target group are influ- influenced, in particular in the sense of a desired "blow-off” noise.
  • the "blow-off" noise itself can be influenced and adjusted as desired.
  • FIG. 2 a shows the acoustic stage 100 from FIG. 1 in a frontal view along the section A - A shown in FIG. 2 b, wherein in particular the fastening of the adapter component 8 to the compressor housing 3 by means of the screws 11 and the arrangement of the eSUV 18 on the Adapter component 8 becomes clear.
  • FIG. 2b which shows a side view of the acoustic stage 100 along the drawn in Fig. 2a section B - B, the air duct in the compaction ter 2 to the compressor outlet 6 and the arrangement of the eSUV 18 in the region of the compressor outlet 6 is clear to recognize.
  • FIG. 3 clearly shows the mode of operation of the air connection adapter 1, in particular with regard to the diverter valve 18: if gas is taken off, it builds up in the air Charge air duct and there with 14 in the charge air duct pressure. This is detected by means of a pressure sensor and / or by means of an engine operating model, whereupon a control unit (not shown) controls the diverter valve 18 in such a way that it releases the diverter-piston duct 20.
  • the charge air under the pressure of the charge air duct flows out of the charge air duct 14 via the thrust air duct 20 into a collecting recess 22 of the clean air duct 12.
  • the pressure La released in this way can be vented flow into the clean air duct 12.
  • This crosstalk operation prevents the formation of a standing wave in the charge air supply and the associated chattering noise, as well like the power loss of the engine.
  • the air connection adapter 1 (regardless of whether it together with a
  • the air connection adapter 1 of the set differ from each other in terms of external and / or internal geometry of the adapter component beyond the fastening device, in particular by a design of the channels 12, 14 and / or 20 and by the design of the outer geometry in the sense of a desired resonance behavior
  • the air connection adapter 1 can also visibly an interface to the clean air duct and / or to the charge air duct, in terms of a geometry of the clean air duct and / or the charge air duct, out vis a design and / or arrangement of the SUV Interface, and / or differ with respect to a type of diverter valve.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftanschlussadapter (1) für eine Luftführung eines Verdichters (2), aufweisend einen Reinluftkanal (12) zur Führung von Reinluft zwischen einer Reinluftführung und einem Verdichtereinlass (4), einen Ladeluftkanal (14) zur Führung von Ladeluft zwischen einem Verdichterauslass (6) und einer Ladeluftführung, sowie eine Akustikstufe, einen Luftanschlussadaptersatz und ein Kraftfahrzeug.

Description

Luftanschlussadapter und Akustikstufe für einen Verdichter
Die Erfindung betrifft einen Luftanschlussadapter für einen Verdichter, insbeson dere für einen T urboladerverdichter in einem Kraftfahrzeug, sowie eine Akustikstufe zum Anpassen eines Betriebsgeräuschs der Luftführung eines Verdichters, einen 5 Luftanschlussadaptersatz zur Verwendung in einem Verdichter eines Turboladers und ein Kraftfahrzeug mit einem turboaufgeladenen Verbrennungsmotor und mehr als einem Turbolader, wobei jeder Turbolader einen Verdichter mit einer Akustik stufe aus dem Akustikstufensatz aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend im Kontext von Kraftfahrzeugen beschrieben, bei w welchen die Ladeluft des Verbrennungsmotors mittels wenigstens einem Turbola derverdichter aufgeladen werden kann. Unabhängig davon ist die Erfindung aber auch auf andere Luft- oder Gasverdichter anwendbar, insbesondere wenn diese in einer Bauraum-kritischen Umgebung verbaut werden und/oder wenn in einer Bau gruppe zwei oder mehr Verdichter geometrisch unterschiedlich angeschlossen wer- 15 den müssen.
Bei bekannten, turbo-aufgeladenen Kraftfahrzeugen zieht eine Anpassung der Luft führung am T urboladerverdichter häufig zeitlich und bezüglich der Kosten aufwän dige Änderungen am Verdichtergehäuse nach sich. Dies bedeutet bei den bekann ten Aufladung-Konzepten, dass entweder auf eine optimale Anbindung der Luftfüh-0 rungen an den Verdichter verzichtet werden muss oder der hohe dazu nötige Auf wand für jede Motorisierungsvariante hingenommen werden muss.
Wegen des hohen Qualitätsniveaus einerseits und des hohen Kostendrucks ande rerseits bei der Entwicklung von Fahrzeugen ist in der Praxis keine dieser Optionen wünschenswert; im Gegenteil: im Rahmen der immer umfassenderen Bemühungen5 um Gleichteilestrategien ist häufig das Verdichtergehäuse inklusive seiner Luftfüh- rungs-Schnittstellen (wie beispielsweise Verdichtereinlass und Verdichterauslass) auch dann vorgegeben, wenn im Fahrzeugtyp mehrere Motorisierungsvarianten und/oder ein Aufladungskonzept mit mehreren Verdichtern Verwendung finden.
Wenn also eine Anpassung der Verdichtergeometrie unerwünscht ist, verbliebe als Alternative eine situationsspezifische Anpassung der Luftzuführung. Da diese aller- 5 dings ebenfalls häufig im Sinne der Gleichteilestrategie auch standardisierte Teile, beispielsweise standardisierte Schlauchelemente mit vorgegebenen konstanten Durchmessern, zurückgreift, ist auch diese Option problematisch, zumal auch hier für der Aufwand unerwünscht groß wäre.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anbin- w düng der Luftführungen, also insbesondere der Reinluftführung und der Ladeluft führung, an einen Verdichter bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Luftanschlussadapter mit den Merkmalen von Anspruch 1 , sowie durch eine Akustikstufe mit den Merkmalen von Anspruch 7, einen Luftanschlussadaptersatz mit den Merkmalen von Anspruch 8 und ein Kraft- 15 fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 9. Bevorzugte Ausführungen der Erfin dung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt wird ein Luftanschlussadapter für einen Verdichter, insbe sondere für einen T urboladerverdichter in einem Kraftfahrzeug, bereitgestellt. Der Luftanschlussadapter weist auf: a) einen Reinluftkanal zur Führung von Reinluft0 zwischen einer Reinluftführung und einem Verdichtereinlass des Verdichters, b) ei nen Ladeluftkanal zur Führung von Ladeluft zwischen einem Verdichterauslass des Verdichters und einer Ladeluftführung, c) ein Adapterbauteil, in welchem sowohl der Reinluftkanal als auch der Ladeluftkanal ausgebildet sind, und welches ausge bildet ist, mit der Reinluftführung, dem Verdichtereinlass, dem Verdichterauslass5 und/oder der Ladeluftführung, insbesondere getrennt von den anderen Verbindun gen, fluiddicht verbunden zu werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Akustikstufe zum Anpassen eines Betriebsgeräusches der Luftführung eines Verdichters, aufweisend einen Luftanschlussadapter gemäß einer Ausführung der Erfindung, sowie ein Schubum luftventil, welches an der SUV-Schnittstelle des Adapterbauteils aufgenommen ist, und welches dazu eingerichtet ist, den Schubumluftkanal in Abhängigkeit von ei nem Betriebszustand zu blockieren oder wenigstens teilweise freizugeben. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Luftanschlussadaptersatz, insbesondere ein Akustikstufensatz, zur Verwendung mit einem Verdichter eines Turboladers be reitgestellt, wobei der Verdichter eine vorgegebene Geometrie hinsichtlich seiner Reinluft- und Ladeluft-Schnittstelle, insbesondere hinsichtlich seines Verdichterein lasses und seines Verdichterauslasses, aufweist. Der Luftanschlussadaptersatz weist eine Anzahl von Luftanschlussadaptern auf, die jeweils identische Befesti gungseinrichtungen zur Befestigung des Luftanschlussadapters an dem Verdichter aufweisen.
Die verschiedenen Luftanschlussadapter des Luftanschlussadaptersatzes unter scheiden sich voneinander hinsichtlich wenigstens einem von: i) einer Schnittstelle zu der Reinluftführung und/oder zu der Ladeluftführung; bei spielsweise kann die Schnittstelle mit einem größeren oder kleineren Durchmesser ausgebildet sein und/oder die Schnittstellen können sich hinsichtlich ihrer räumli chen Ausrichtung und/oder ihrer Verbindungsart unterscheiden. ii) einer Geometrie des Reinluftkanals und/oder des Ladeluftkanals; beispielsweise kann die Geometrie eines der Kanäle mit geeigneten, an sich bekannten geräusch verursachenden Topologiemerkmalen ausgestattet sein und/oder die Kanäle kön nen einen größeren oder einen kleineren Durchmesser aufweisen. iii) einer Gestaltung und/oder einer Anordnung der SUV-Schnittstelle; beispiels weise kann durch unterschiedliche Gestaltung und/oder Anordnung der SUV- Schnittstelle eine Anbindung des SUV-Ventils die Verwendung eines bestimmten Ventiltyps unabhängig von der Einbauumgebung ermöglicht werden und/oder die Verwendung unterschiedlicher Ventiltypen ermöglicht werden. iv) einem Typ des Schubumluftventils; indem beispielsweise unterschiedliche Ven tiltypen verwendet werden, können insbesondere unterschiedliche Charakteristika von Betriebsgeräuschen mittels der Akustikstufe realisiert werden. v) einer Außengeometrie des Adapterbauteils jenseits der Befestigungseinrichtung, sprich derjenigen Geometrie, die unabhängig von der Gestaltung der Befestigungs einrichtung beeinflusst werden kann; beispielsweise kann die Außengeometrie die des Adapterbauteils derart angepasst werden, dass mit derselben Kanalgeometrie und/oder derselben SUV-Schnittstelle ein Einbau an mehreren Verdichtern im Fahrzeug ansonsten unabhängig von den Bauraumbedingungen erfolgen kann. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug mit einem turboaufgeladenen Verbrennungsmotor und mehr als einem Turbolader mit jeweils einem Verdichter bereitgestellt. Bei dem Kraftfahrzeug ist vorzugsweise an jedem der Verdichter ein anderer Luftanschlussadapter gemäß einer Ausführung der Erfindung, ausgewählt aus einem Luftanschlussadaptersatz gemäß einer Ausführung der Erfindung, zwi- sehen dem Verdichter einerseits sowie der Reinluftzuführung und der Ladeluftzu führung andererseits, verbaut.
Die Erfindung basiert unter anderem auf der Idee, die Reinluftführung und die La deluftführung nicht direkt an den Verdichter mit seinen vorgegebenen Schnittstellen anzubinden. Dies würde nämlich eine Vorgabe der Luftführungs-Schnittstellen ebenso wie auch des Durchmessers der Luftführung mit sich bringen.
Stattdessen wird ein Adapterbauteil eingesetzt, dessen verdichterseitige Schnitt stellen grundsätzlich gleich ausgebildet sind, während seine luftführungsseitigen Schnittstellen bezüglich ihrer Lage und Orientierung im Bauraum sowie zueinander ebenso wie bezüglich ihrer geometrischen Ausbildung an den spezifischen Anwen- dungsfall angepasst sind.
Dadurch lässt sich eine Abstimmung der Luftführungen einerseits und des Verdich ters andererseits unabhängig von einer Anpassung der Gestaltung des Verdichter gehäuses erreichen. Die Anpassung des Adapterbauteils, das je nach thermischen Anforderungen beispielsweise spanend oder gießtechnisch aus einem Aluminium werkstoff oder einen Kunststoffwerkstoff hergestellt werden kann, ist um ein Vielfa ches weniger aufwendig als die Anpassung des Verdichtergehäuses.
Wenn ein Luftanschlussadapter verwendet wird, an welchem ein Schubumluftventil angeordnet werden kann, das seinerseits bei geeigneter Ansteuerung mittels einer Steuereinheit einen Schubumluftkanal im Adapterbauteil öffnen und schließen kann, ist mittels eines solchen Luftanschlussadapters auch eine Beeinflussung des Betriebsgeräusches der Luftführung um den Adapter möglich; ebenso kann ein schneller Druckabbau in der Ladeluftzuführung erreicht werden. Mittels des schnel- len Ladedruckabbaus kann gegebenenfalls maßgeblich die Fahrbarkeit des Fahr zeugs verbessert werden, weil ein Nachschieben des Motors verhindert wird.
Dies ist beispielsweise bei bestimmten Typen turboaufgeladener Verbrennungsmo toren relevant, bei denen sich bei plötzlicher Gas-Wegnahme (wie beispielsweise beim Schalten in einen höheren Getriebegang) die Ladeluft zwischen dem Verdich- ter des T urboladers und beispielsweise der - dann geschlossenen - Drosselklappe staut.
Der damit verbundene Druckaufbau in der Ladeluftzuführung ist unerwünscht, weil er den Kompressor des Verdichters bremst. Darüber wird in der Folge auch die Turbine des Turboladers stark abgebremst. Dies kann wiederum zu einem ausge- prägten„Turboloch“ führen: bei erneutem Gasgeben (zum Beispiel nachdem der neue Gang eingelegt ist), dauert es eine gewisse Zeit, bis der Kompressor wieder so weit hoch beschleunigt ist, dass der Turboeffekt einer verstärkten Motorleistung abrufbar ist.
Diese Betriebssituation wird bei gegenwärtig bekannten Fahrzeugen normaler- weise mittels eines Schubumluftventils vermieden. Das Schubumluftventil gibt im oben beschriebenen Betriebsfall einen Kanal zwischen der Luftzuführung hin zum Verdichter und der Luftführung weg vom Verdichter frei, sodass sich in der Luftzu führung der beschriebene hohe Druck gar nicht erst aufbaut oder unmittelbar abge baut werden kann. Die Druckverhältnisse in der Luftführung des Verbrennungsmotors zwischen Ver dichter und Motor beeinflussen allerdings nicht nur die Leistung des Motors, son dern auch dessen Betriebsgeräusch, wie es vom Lenker des Kraftfahrzeugs oder umstehenden Personen wahrgenommen wird.
5 Bei Fahrzeugtypen, die aufgrund ihrer Eigenschaften bei ihrem Zielpublikum eher elegant und/oder luxuriös wirken sollen, sind die oben beschriebenen Betriebsge räusche eher unerwünscht, sodass die Akustikstufe mittels geeigneter Ansteuerung über die Steuereinheit einer Geräuschentwicklung beim Druckablass entgegenwir ken soll. Durch den Einsatz des Schubumluftventils in der Akustikstufe wird aber w zumindest das potenziell lauteste Geräusch durch eine stehende Welle beim oben geschilderten Druckaufbau vermieden.
Bei Fahrzeugtypen, die aufgrund ihrer Eigenschaften bei ihrem Zielpublikum sehr sportlich wirken sollen, ist hingegen das Betriebsgeräusch - der Sound - des Fahr zeugs ein subjektiv sehr wichtiger Faktor in der Bewertung des Kraftfahrzeugs. Bei- 15 spielsweise schätzt eine Gruppe sportlicher Fahrzeuglenker ein sogenanntes
„Blow-Off“- bzw.„Pop-Off“-Geräusch, das entsteht, wenn Druck aus der Ladeluft führung über das Schubumluftventil (das deswegen auch Blow-Off- oder Pop-Off- Ventil genannt wird) in die Reinluftzuführung abgelassen wird.
Aber auch jenseits dieser unterschiedlichen angesprochenen Zielgruppen kann es0 wünschenswert sein, je nach Vorliebe der angesprochenen Zielgruppen das Be triebsgeräusch des Fahrzeuges hinsichtlich des Geräusches, das bei der Luftfüh rung im Bereich des Verdichters entsteht, beeinflussen zu können. Deshalb wird im Sinne des beschriebenen Erfindungsaspekts der geeignet ausgebildete Luftab schlussadapter in Kombination mit dem verbauten Schubumluftventil und Über-5 sprechkanal als Akustikstufe bezeichnet.
Die Anpassung der Akustikeigenschaften selbst kann mittels verschiedener Wirk mechanismen erfolgen, beispielsweise durch ein Anpassen der Geometrie des Reinluftkanals und/oder des Ladeluftkanals, sowie gegebenenfalls und insbeson dere bei größeren Nennleistungen des versorgten Verbrennungsmotors auch durch ein geeignetes Schubumluftventil, das beispielsweise elektrisch und/oder pneuma tisch aktuiert sein kann.
Um beim Schalten eines höheren Getriebegangs ein knatterndes Geräusch durch die stehende Welle beim oben geschilderten Druckaufbau verhindert zu können und/oder ein„Blow-Off“-Geräusch zu ermöglichen, ist gemäß einer Ausführung zwi schen dem Reinluftkanal und dem Ladeluftkanal ein Schubumluftkanal (auch als Übersprechkanal bezeichnet) in dem Adapterbauteil ausgebildet. Vorzugsweise weist das Adapterbauteil eine SUV-Schnittstelle zur Aufnahme eines Schubumluft ventils auf. Um den Schubumluftkanal zu blockieren oder ganz oder teilweise frei- zugeben, wird gemäß einer Ausführung ein Schubumluftventil verbaut, welches an der SUV-Schnittstelle des Adapterbauteils aufgenommen ist, und welches dazu eingerichtet ist, den Schubumluftkanal in Abhängigkeit von einem Betriebszustand, insbesondere des Verbrennungsmotors und/oder eines Gaspedals, zu blockieren oder wenigstens teilweise freizugeben. Damit der Luftanschlussadapter an das, insbesondere standardisiert ausgebildete, Verdichtergehäuse und insbesondere dessen Verdichtereinlass und dessen Ver dichterauslass angeschlossen werden kann, weist gemäß einer Ausführung das Adapterbauteil eine Befestigungseinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, zwischen dem Reinluftkanal und dem Verdichtereinlass sowie zwischen dem Verdichteraus- lass und dem Ladeluftkanal eine fluiddichte Verbindung auszubilden.
Um die Schnittstellen an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen zu können, weist in unterschiedlichen Ausführungen wenigstens eines von der Befestigungs einrichtung, einer Schnittstelle zur Reinluftführung und einer Schnittstelle zur Lade luftführung eine VDA-Kupplung, eine Steckverbindung mit einem X-Ring und/oder eine Schraubverbindung mit wenigstens einem O-Ring auf, ggf. separat für jede flu iddicht auszubildende Luftführungs-Schnittstelle.
Das Adapterbauteil kann in alternativen Ausführungen, insbesondere je nach der vorgesehenen Temperaturbelastung, einen Aluminiumwerkstoff und/oder einen Ku nststoffwerkstoff aufweisen. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen, teilweise in stark schematisierter Darstellung,
Fig. 1 in einer Schrägansicht eine Handskizze einer Akustikstufe gemäß einer
Ausführung der Erfindung, verbaut an einem Verdichter eines Turbola ders;
Fig 2 in einer Frontalansicht (Schnitt A - A) und einer Seitenansicht (Schnit
B - B) die Akustikstufe aus Fig. 1 ; und
Fig. 3 in einer durch den Schubumluftkanal verlaufenden Schnittebene (C - C) eine Frontalansicht der Akustikstufe aus Fig. 1 .
In Fig. 1 ist eine Akustikstufe 100 gemäß einer Ausführung der Erfindung mit einem Luftanschlussadapter 1 und einem elektrischen Schubumluftventil 18 gezeigt, wo bei der Luftanschlussadapter 1 an einem Verdichter 2 mit standardisierten Schnitt stellen zum Anbinden der Akustikstufe 100 an einem Verdichtereinlass 4 zum Ein- saugen der Reinluft und einem Verdichterauslass 6 zum Ausblasen der Ladeluft fluiddicht befestigt ist.
Der Luftanschlussadapter 1 weist ein Adapterbauteil 8 auf. Das Adapterbauteil 8 ist mittels einer Befestigungseinrichtung 9, welche im Ausführungsbeispiel Schrauben 1 1.1 , 1 1.2 und 1 1 .3 aufweist (vergleiche auch Fig. 2), mit einem Verdichtergehäuse 3 des Verdichters derart verbunden, dass die Luftführungs-Schnittstellen fluiddicht sind. Aus dem Adapterbauteil 8, insbesondere aus dessen Körper 10, ist ein Rein luftkanal 12 und ein Ladeluftkanal 14 ausgenommen.
Der Reinluftkanal 12 ist in der Darstellung der Fig. 1 mit dem Verdichtereinlass 4 fluiddicht verbunden. Zudem ist der Reinluftkanal 12 eingerichtet, mit einer nicht dargestellten Reinluftführung an seinem verdichterfernen Ende fluiddicht zur Zufüh rung von Reinluft verbunden zu werden. Der Reinluftkanal 12 weist einen Innendurchmesser auf, der im Ausführungsbei spiel zumindest im Wesentlichen dem Innendurchmesser der nicht dargestellten Reinluftführung und/oder dem Innendurchmesser des Verdichtereinlasses 4 ent spricht. Zur Beeinflussung der Akustikeigenschaften der Luftzuführung zum Ver- brennungsmotor können allerdings auch geeignete geräusch-verursachende Topo logiemerkmale wie beispielsweise Stufen, Ausnehmungen, Vorsprünge o. ä. im Ka nal angeordnet sein.
Der Ladeluftkanal 14 ist in der Darstellung der Fig. 1 mit dem Verdichterauslass 6 fluiddicht verbunden. Zudem ist der Ladeluftkanal 14 eingerichtet, mit einer nicht dargestellten Ladeluftführung an seinem verdichterfernen Ende fluiddicht zur Ab führung von Ladeluft verbunden zu werden.
Der Ladeluftkanal 14 weist einen Innendurchmesser auf, der im Ausführungsbei spiel zumindest im Wesentlichen dem Innendurchmesser der nicht dargestellten Ladeluftführung und/oder dem Innendurchmesser des Verdichterauslasses 6 ent- spricht. Zur Beeinflussung der Akustikeigenschaften der Luftzuführung zum Ver brennungsmotor können allerdings auch geeignete geräusch-verursachende Topo logiemerkmale wie beispielsweise Stufen, Ausnehmungen, Vorsprünge o. ä. im Ka nal angeordnet sein.
Das Adapterbauteil 8 weist zudem eine SUV-Schnittstelle 16 auf. An der SUV- Schnittstelle 16 des Adapterbauteils 8 ist ein im Ausführungsbeispiel elektrisch ak- tuiertes Schubumluftventil (eSUV) 18 angeordnet. Das eSUV 18 ist dazu eingerich tet, einen in Fig. 1 nicht dargestellten Schubumluftkanal (vergleiche Bezugszeichen 20 in Fig. 3) zu blockieren oder wenigstens teilweise freizugeben.
Durch einen an sich bekannten Einsatz des eSUV 18 zum Kurzschluss des dann unter Druck stehenden Ladeluftkanals 14 mit dem Reinluftkanal 12 kann in den ein gangs beschriebenen Betriebszuständen das Betriebsgeräusch des Kraftfahr zeugs, und insbesondere das Betriebsgeräusch der Luftzuführung zum Verbren nungsmotor, entsprechend den Wünschen der Fahrzeugnutzer-Zielgruppe beein flusst werden, insbesondere im Sinne eines gewünschten„Blow-Off“-Geräusches. Durch die Akustikstufe gemäß dem Ausführungsbeispiel kann insbesondere auch das„Blow-Off“-Geräusch selbst beeinflusst und wunschgemäß angepasst werden.
Fig. 2a zeigt die Akustikstufe 100 aus Fig. 1 in einer Frontalansicht entlang des in Fig. 2b eingezeichneten Schnittes A - A, wobei insbesondere die Befestigung des Adapterbauteils 8 an dem Verdichtergehäuses 3 mittels der Schrauben 1 1 sowie die Anordnung des eSUV 18 an dem Adapterbauteil 8 deutlich wird.
In der Darstellung der Fig. 2b, die eine Seitenansicht der Akustikstufe 100 entlang dem in Fig. 2a eingezeichneten Schnitt B - B zeigt, ist die Luftführung im Verdich ter 2 zum Verdichterauslass 6 hin sowie die Anordnung des eSUV 18 im Bereich des Verdichterauslasses 6 deutlich zu erkennen.
Wie in Fig. 1 ist auch in Fig. 2 von dem Verdichter 2 und dem Turbolader lediglich das vordere Verdichtergehäuse 3 mit den Schnittstellen zu dem Luftanschlussa dapter 1 dargestellt.
Der Fig. 3 ist wegen der Schnittdarstellung entlang dem in Fig. 2b eingezeichneten Schnitt C - C durch den Schubumluftkanal 20 die Funktionsweise des Luftan schlussadapters 1 , insbesondere hinsichtlich des Schubumluftventils 18 gut zu ent- nehmen: wenn Gas weggenommen wird, baut sich in der Ladeluftführung und da mit auch in dem Ladeluftkanal 14 Druck auf. Dieser wird mittels einer Drucksenso rik und/oder mittels eines Motorbetriebsmodells erfasst, woraufhin eine nicht darge- stellte Steuereinheit das Schubumluftventil 18 derart ansteuert, dass es den Schubumluftkanal 20 freigibt.
Daraufhin strömt die unter dem Druck der Ladeluftführung stehende Ladeluft aus dem Ladeluftkanal 14 über den Schubumluftkanal 20 in eine Sammelausnehmung 22 des Reinluftkanals 12. An einem Übergang in den eigentlichen Reinluftkanal 12 (nicht in der Schnittebene) kann die derart abgelassene, unter Druck stehende La deluft in den Reinluftkanal 12 strömen.
Dieser Übersprech-Vorgang verhindert die Ausbildung einer stehenden Welle in der Ladeluftzuführung und das damit verbundene knatternde Geräusch, ebenso wie den Leistungsverlust des Motors. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, mittels der Steuereinheit ein typisches„Blow-Off“-Geräusch einzustellen, das durch eine geeignete Gestaltung des Schubumluftkanals 20 und/oder durch eine geeignete Wahl des Ventils 18 wunschgemäß beeinflusst werden kann. Der Luftanschlussadapter 1 (unabhängig davon, ob er zusammen mit einem
Schubumluftventil als Akustikstufe 100 ausgebildet ist oder nicht) aus den Figuren 1 bis 3 kann Teil eines Luftanschlussadaptersatzes sein, wobei dann alle Luftan schlussadapter dieses Satzes in ihrer Schnittstelle zudem dargestellten Verdichter gehäuse 3 identisch ausgebildet sind. Die Luftanschlussadapter 1 des Satzes un- terscheiden sich hingegen voneinander hinsichtlich einer Außen- und/oder Innen geometrie des Adapterbauteils jenseits der Befestigungseinrichtung, insbesondere durch eine Gestaltung der Kanäle 12, 14 und/oder 20 sowie durch die Gestaltung der Außengeometrie im Sinne eines gewünschten Resonanzverhaltens des Kör pers 10. In anderen Ausführungsbeispiel können die Luftanschlussadapter 1 sich auch hin sichtlich einer Schnittstelle zu der Reinluftführung und/oder zu der Ladeluftführung, hinsichtlich einer Geometrie des Reinluftkanals und/oder des Ladeluftkanals, hin sichtlich einer Gestaltung und/oder einer Anordnung der SUV-Schnittstelle, und/o der hinsichtlich eines Typs des Schubumluftventils unterscheiden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Luftanschlussadapter
2 Verdichter
3 Verdichtergehäuse 4 Verdichtereinlass
6 Verdichterauslass 8 Adapterbauteil
9 Befestigungseinrichtung
10 Körper
1 1 Schrauben
12 Reinluftkanal
14 Ladeluftkanal
16 SUV-Schnittstelle 18 Schubumluftventil 20 Schubumluftkanal
22 Sammelausnehmung 100 Akustikstufe

Claims

ANSPRÜCHE
1 . Luftanschlussadapter (1 ) für einen Verdichter (2), der Luftanschlussadapter aufweisend
- einen Reinluftkanal (12) zur Führung von Reinluft zwischen einer Reinluft führung und einem Verdichtereinlass (4),
- einen Ladeluftkanal (14) zur Führung von Ladeluft zwischen einem Verdich terauslass (6) und einer Ladeluftführung,
gekennzeichnet durch
ein Adapterbauteil (8), in dem sowohl der Reinluftkanal (12) als auch der La deluftkanal (14) ausgebildet sind, und welches ausgebildet ist, mit der Rein luftführung, dem Verdichtereinlass (4), dem Verdichterauslass (6) und der La deluftführung fluiddicht verbunden zu werden.
2. Luftanschlussadapter (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
das Adapterbauteil (8) eine Befestigungseinrichtung (9) aufweist, die dazu eingerichtet ist, zwischen dem Reinluftkanal (12) und dem Verdichtereinlass (4) sowie zwischen dem Verdichterauslass (6) und dem Ladeluftkanal (14) eine fluiddichte Verbindung auszubilden.
3. Luftanschlussadapter (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eines von der Befestigungseinrichtung (9), einer Schnittstelle zur Reinluftführung und einer Schnittstelle zur Ladeluftführung eine VDA-Kupp- lung, eine Steckverbindung mit einem X-Ring und/oder eine Schraubverbin dung mit wenigstens einem O-Ring aufweist.
4. Luftanschlussadapter (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Adapterbauteil (8) einen Aluminiumwerkstoff und/oder einen Kunststoff werkstoff aufweist.
5. Luftanschlussadapter (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Reinluftkanal (12) und dem Ladeluftkanal (14) ein Schubum luftkanal (20) in dem Adapterbauteil (8) ausgebildet ist.
6. Luftanschlussadapter (1 ) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das Adapterbauteil (8) eine SUV-Schnittstelle (16) zur Aufnahme eines Schubumluftventils (18) aufweist.
7. Akustikstufe (1 ) zum Anpassen eines Betriebsgeräusches der Luftführung ei nes Verdichters, aufweisend einen Luftanschlussadapter gemäß Anspruch 6, und gekennzeichnet durch
ein Schubumluftventil (18), welches an der SUV-Schnittstelle (16) des Adap terbauteils (8) aufgenommen ist, und welches dazu eingerichtet ist, den Schubumluftkanal (20) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand zu blo ckieren oder wenigstens teilweise freizugeben.
8. Luftanschlussadaptersatz zur Verwendung mit einem Verdichter (2) eines Turboladers, wobei der Verdichter (2) eine vorgegebene Geometrie hinsicht lich seines Verdichtereinlasses (4) und seines Verdichterauslasses (6) auf weist, aufweisend eine Anzahl von Luftanschlussadaptern (1 ), die jeweils identische Befestigungseinrichtungen (9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die verschiedenen Luftanschlussadapter (1 ) des Satzes unterscheiden hinsichtlich wenigstens einem von:
- einer Schnittstelle zu der Reinluftführung und/oder zu der Ladeluftführung,
- einer Geometrie des Reinluftkanals (12) und/oder des Ladeluftkanals (14),
- einer Gestaltung und/oder einer Anordnung der SUV-Schnittstelle (16),
- einem Typ des Schubumluftventils (18),
- einer Außengeometrie des Adapterbauteils (8) jenseits der Befestigungsein richtung (9).
9. Kraftfahrzeug mit einem turboaufgeladenen Verbrennungsmotor und mehr als einem Turbolader mit jeweils einem Verdichter (2),
dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Verdichter (2) ein anderer Luftanschlussadapter (1 ) gemäß ei nem der Ansprüche 1 bis 7, ausgewählt aus einem Luftanschlussadaptersatz gemäß Anspruch 8, zwischen dem Verdichter (2) einerseits sowie der Rein luftzuführung und der Ladeluftzuführung andererseits, verbaut ist.
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