EP3810937A1 - Verdichter mit direkt angetriebener variabler irisblende und aufladevorrichtung - Google Patents

Verdichter mit direkt angetriebener variabler irisblende und aufladevorrichtung

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EP3810937A1
EP3810937A1 EP19725132.5A EP19725132A EP3810937A1 EP 3810937 A1 EP3810937 A1 EP 3810937A1 EP 19725132 A EP19725132 A EP 19725132A EP 3810937 A1 EP3810937 A1 EP 3810937A1
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EP
European Patent Office
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compressor
adjusting ring
rotor
compressor according
charging device
Prior art date
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Pending
Application number
EP19725132.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mathias BOGNER
Hartmut Claus
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Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0253—Surge control by throttling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
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    • F05D2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05D2260/57—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using servos, independent actuators, etc.

Definitions

  • Compressor with a directly driven variable iris and charging device Compressor with a directly driven variable iris and charging device
  • the present invention relates to a compressor for a charging device of an internal combustion engine with a United compressor wheel, which is rotatably arranged on a rotor shaft; an air supply duct for directing an air mass flow onto the compressor wheel; an Irisblen arranged upstream in front of the compressor wheel, the mechanism has a plurality of adjustable slats via a rotatably mounted adjusting ring for closing and opening an aperture, so that a flow cross-section for the air mass flow to flow against the compressor wheel is variably adjustable; an actuator for rotating the adjusting ring; and a compressor housing.
  • Such a compressor is known.
  • exhaust gas turbochargers of internal combustion engines have such a compressor. Its operating behavior is characterized by a so-called compressor map, which describes the pressure build-up over the throughput for different compressor speeds or peripheral speeds.
  • the stable and usable characteristic map of the compressor is limited by the surge limit for low throughputs, by the stuffing limit to higher throughputs and structurally mechanically by the maximum speed limit.
  • a compressor is also used for the internal combustion engine. Engine selects the most favorable compressor map. The following requirements would have to be fulfilled: The full engine load line must lie completely within the usable map.
  • the measures with narrowing the compressor inlet by reducing the cross-section shift the compressor map towards smaller throughputs by reducing the inlet cross-section by closing the construction immediately in front of the compressor. In the open state, the measures release the entire inlet cross-section as far as possible and thus do not influence or shift the map or only marginally.
  • the adjustment mechanisms of the variable feed apparatus or of the cross-sectional narrowing measures are usually synchronized via a link mechanism, which in turn is driven or rotated via a rotary actuator with an adjustment lever and a type of coupling linkage or coupling element.
  • a link mechanism which in turn is driven or rotated via a rotary actuator with an adjustment lever and a type of coupling linkage or coupling element.
  • Such a compressor has the features described above.
  • the slats of the iris mechanism are moved over the common adjustment ring.
  • the adjusting ring has, for example, finger-like elements on its adjusting lever, into which a lever of the actuator shaft of the actuator engages. there the slats are rotatable and / or displaceable, for example by means of an actuating element, on the adjusting ring, for example the adjusting ring has grooves for mounting / guiding the slats.
  • variable iris mechanism therefore has the task of adjusting the inlet mass flow of the compressor.
  • the mechanism acts like a kind of masking of the outer area of the compressor inlet.
  • the iris also takes over the function of a diverter valve as it can prevent the compressor from pumping. This makes it possible to actively influence the operating range of the compressor and additionally to keep the compressor at a stable operating point in the event of a sudden load shedding of the engine.
  • the slats of the iris diaphragm mechanism When the slats of the iris diaphragm mechanism are rotated parallel to the axis of rotation of the compressor, the slats pivot radially inwards and thus lead to a desired narrowing of the inlet cross section directly in front of the compressor wheel.
  • the slats are synchronized and moved via the adjustment ring.
  • the rotation of the slats is triggered by turning the adjustment ring.
  • the principle of operation is very similar to an iris in a camera.
  • the present invention has for its object to provide a compressor of the type described above, which is characterized by a particularly simple structure.
  • Air supply duct surrounding the rotor of an electric motor is formed.
  • the solution according to the invention is characterized in that the adjusting ring is no longer controlled and moved by a separate actuator, but rather forms an integral part of the actuator. Rather, the adjusting ring simultaneously forms the rotor of an electric motor, so that when the electric motor is suitably energized, the adjusting ring is moved in one or the other direction, as a result of which the slats are moved to open or close the iris mechanism, ie are pivoted outwards or inwards, and thus lead to the desired widening or narrowing of the inlet cross section of the air supply duct.
  • the corresponding torque transmission from the adjusting ring to the slats can be realized with the aid of actuating sections or actuating elements which are mounted or guided, for example, in grooves of the adjusting ring.
  • the direct drive designed according to the invention has a number of advantages. In this way, previously separate functions are combined on one component. This results in a high degree of integration with fewer components and less installation space. This results in less wear and improved durability of the entire mechanism.
  • the adjusting ring is preferably designed as a rotor of a torque motor.
  • Torque motors are known. It is a multi-pole direct electric drive with which very high torques can be transmitted at relatively low speeds.
  • a permanently excited brushless DC motor is used, which is preferably designed as an inner rotor (stator outside, rotor inside).
  • the adjustment ring forms the rotor of the inner rotor.
  • Such a torque motor is particularly suitable for realizing the corresponding rotary movements of the adjusting ring for pivoting the slats.
  • the adjusting ring is turned clockwise or counterclockwise.
  • the adjusting ring has a plurality of permanent magnets arranged around its circumference.
  • a plurality of coils of the electric motor is preferably positioned on the inside of the compressor housing around its circumference. These coils can also be arranged on the inside of a special housing of the diaphragm mechanism or on the inside of any other fixed component.
  • Magnets are therefore arranged on the adjusting ring or rotor, which are mounted at a distance around the circumference of the rotor. These magnets interact with the coils arranged at a distance on the inside of the compressor housing or orifice housing. By energizing the coils differently, a certain adjusting ring position is achieved, which represents a balance between the magnetic attraction and repulsion forces. Magnets and coils can be distributed over the entire circumference of the rotor and coils can be distributed over the entire circumference or only over part of the circumference.
  • a preferred form of the invention therefore looks such that the adjusting ring, the iris mechanism and the compressor wheel are arranged one after the other in the flow direction of the air supply duct.
  • the inflow channel therefore opens directly on the adjusting ring.
  • the flow is thus passed through the adjusting ring through the orifice mechanism to the compressor wheel.
  • the air flow thus also serves to cool the rotor of the electric motor, which acts as an adjusting ring.
  • the rotor of the electric motor which is designed as an adjusting ring, can be designed such that it drives each lamella of the iris diaphragm mechanism synchronously.
  • This can be implemented, for example, such that each lamella has an actuating element which engages in a groove in the adjusting ring for guiding the respective lamella.
  • an embodiment can also be designed in such a way that the adjusting ring drives only one main lamella of the iris diaphragm mechanism directly, while the other lamellae are driven by the adjacent lamella.
  • the present invention further relates to a Aufladevor direction for an internal combustion engine with a compressor of the type described above.
  • Figure 1 is a schematic front view of the main components of a direct drive for an iris mechanism of a compressor
  • Figure 2 is a schematic diagram from the side of the direct drive of Figure 1;
  • Figure 3 is a partial sectional view of a compressor.
  • the embodiment shown here relates to a compressor for a charging device for an internal combustion engine, which is provided with a compressor wheel 7, which is arranged in a rotationally fixed manner on a rotor shaft (not shown).
  • the flow through the compressor wheel 7 is via an air supply duct 6.
  • Flow cross section for the air mass flow to flow against the compressor wheel 7 is adjustable.
  • the iris diaphragm mechanism 3 has three lamellae 8, which set a corresponding diaphragm opening 9.
  • An adjustment ring 2 is used to adjust the individual slats 8.
  • the adjustment ring 2 is rotated, as a result of which the slats 8 are pivoted inwards or outwards for adjusting the diaphragm opening.
  • each lamella is provided with an actuating element which is guided in a corresponding groove (not shown) in the adjusting ring.
  • Permanent magnets 5 are arranged at a distance from one another on the circumference of the adjusting ring 2.
  • Coils 4 are located at intervals on the inside of the circumference of the compressor housing 1 of the compressor.
  • the compressor housing 1 with the coils 4 forms the stator and the adjusting ring 2 with the magnets 5, the rotor of a torque motor.
  • the adjusting ring 8 is rotated and thereby causes the slats to pivot in or out to adjust the aperture 9.
  • the orifice mechanism 3 is located directly upstream of the compressor wheel 7 and the adjusting ring 2 is located directly upstream of the orifice mechanism 3.
  • the adjusting ring 2 surrounds the inflow channel 6, so that during operation the air flow through the adjusting ring 2 and over the ball valve the mechanism 3 is passed to the compressor wheel 7. The air flow thus also serves to cool the rotor acting as the adjusting ring 2.
  • the adjusting ring 2 is therefore integrated in the actuator for the iris diaphragm mechanism and represents the rotor of a torque motor.
  • the number of magnets 5 and coils 4 shown in the figures is only an example. Depending on the energization of the coils 4, the adjusting ring 2 in FIG. 1 is turned to the left or right in order to open or close the diaphragm mechanism.
  • FIG. 3 shows a partial sectional view of a compressor provided with an iris mechanism 3.
  • a Ver dense wheel 7 is flowed through an air supply channel 6.
  • An iris mechanism 3 is used to adjust the flow cross-section.
  • the iris mechanism 3 has an adjusting ring 2, over the circumference of which permanent magnets 5 are arranged. Adjacent to this, 1 coils 4 are provided in the compressor housing. By energizing the coils 4, the adjusting ring 2 is rotated, whereby the iris mechanism 3 is opened or closed.

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Abstract

Es werden ein Verdichter für eine Aufladevorrichtung einer Brennkraftmaschine und eine Aufladevorrichtung beschrieben.Der Verdichter besitzt einen Irisblendenmechanismus, der einen speziellen Antrieb aufweist. Der Antrieb umfasst einen Verstellring als integralen Bestandteil eines Aktuators des Antriebes und ist als einen Luftzuführkanal umgebender Rotor eines Elektromotors ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine wesentlich vereinfachte Bauform des Antriebes.

Description

Beschreibung
Verdichter mit direkt angetriebener variabler Irisblende und AufladeVorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter für eine Aufladevorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einem Ver dichterrad, das drehfest auf einer Läuferwelle angeordnet ist; einem Luftzuführkanal zum Leiten eines Luftmassenstroms auf das Verdichterrad; einem stromauf vor dem Verdichterrad angeordneten Irisblen denmechanismus, der mehrere über einen drehbar gelagerten Verstellring verstellbare Lamellen zum Schließen und Öffnen einer Blendenöffnung aufweist, so dass ein Strömungsquerschnitt für den Luftmassenstrom zum Anströmen des Verdichterrades variabel einstellbar ist; einem Aktuator zum Verdrehen des Verstellringes; und einem Verdichtergehäuse.
Ein derartiger Verdichter ist bekannt. Beispielsweise besitzen Abgasturbolader von Brennkraftmaschinen einen solchen Ver dichter. Dieser ist in seinem Betriebsverhalten charakterisiert durch ein sogenanntes Verdichterkennfeld, das den Druckaufbau über dem Durchsatz für verschiedene Verdichterdrehzahlen oder Umfangsgeschwindigkeiten beschreibt. Das stabile und nutzbare Kennfeld des Verdichters wird begrenzt durch die Pumpgrenze zu niedrigen Durchsätzen, durch die Stopfgrenze hin zu höheren Durchsätzen und strukturmechanisch durch die maximale Dreh zahlgrenze. Bei der Anpassung des Abgasturboladers an die Brennkraftmaschine wird ein Verdichter mit für die Brenn- kraftmaschine möglichst günstigem Verdichterkennfeld ausge wählt. Hierbei müssten folgende Voraussetzungen erfüllt sein: Die Motorvolllastlinie muss komplett innerhalb des nutzbaren Kennfeldes liegen.
Zusätzlich müssen die vom Fahrzeughersteller geforderten Mindestabstände zu den Kennfeldgrenzen eingehalten werden.
Es müssen maximale Verdichterwirkungsgrade bei Nennlast und im Bereich des unteren Eckdrehmomentes des Motors erreicht werden. Es ist ein minimales Trägheitsmoment des Verdichters einzu halten .
Die Erfüllung aller Voraussetzungen gleichzeitig ist mit einem herkömmlichen Verdichter ohne Zusatzmaßnahme nur eingeschränkt möglich. Folgende Trends sind beispielsweise gegenläufig:
Reduktion des Trägheitsmomentes des Verdichters und Maximierung der Kennfeldbreite und des Spitzenwirkungsgrades,
Reduktion des Spülens im Bereich des unteren Eckdrehmomentes und Maximierung der spezifischen Nennleistung und Maximierung des maximalen Mitteldrucks des Verbrennungsmotors,
Verbesserung des Ansprechverhaltens und Erhöhung der spezi fischen Nennleistung des Verbrennungsmotors.
Die genannten Zielkonflikte können durch ein Verdichterdesign gelöst werden, das ein breites Kennfeld bei minimalem Träg heitsmoment sowie maximale Wirkungsgrade auf der Volllastlinie des Motors aufweist. Neben den genannten stationären Anfor derungen muss auch bei transienten Betriebszuständen, z. B. bei einem schnellen Lastabwurf des Verbrennungsmotors, ein stabiles Betriebsverhalten des Verdichters gewährleistet sein, d. h. für eine plötzliche Abnahme des geförderten Verdichtermassenstroms darf der Verdichter nicht ins sogenannte Pumpen laufen.
Die vorstehend aufgeführten Lösungen könnten durch Zusatz maßnahmen, wie einen verstellbaren Schaufel-Vorleitapparat , Maßnahmen zur Reduktion des Einlassquerschnittes des Verdichters oder einen festen Rezirkulationskanal , realisiert werden. Bei den variablen Lösungen wird die Verbreiterung des nutzbaren Arbeitsbereichs des Verdichters durch aktives Verschieben des Kennfeldes erreicht. So wird bei Motorbetrieb mit niedrigen Drehzahlen und Durchsätzen das Verdichterkennfeld nach links hin zu niedrigen Massenströmen verschoben, während im Motorbetrieb bei hohen Durchsätzen und Drehzahlen das Verdichterkennfeld nicht bzw. nach rechts verschoben wird. Der Vorleitapparat verschiebt durch Einstellung der Schaufelwinkel und Induktion eines Vordralls bzw. gegen die Verdichterdrehrichtung das gesamte Verdichterkennfeld hin zu kleineren bzw. größeren Durchsätzen. Der Verstellmechanismus des Vorleitapparates stellt dabei eine filigrane komplizierte und teure Lösung dar.
Die Maßnahmen mit Verengung des Verdichtereinlasses durch Querschnittreduktion verschieben das Verdichterkennfeld hin zu kleineren Durchsätzen, indem der Einlassquerschnitt durch Schließen der Konstruktion unmittelbar vor dem Verdichter verkleinert wird. Im geöffneten Zustand geben die Maßnahmen möglichst den gesamten Einlassquerschnitt wieder frei und beeinflussen/verschieben so das Kennfeld nicht oder nur mar ginal .
Die Verstellmechanismen der variablen Vorleitapparatur bzw. der querschnittsverengenden Maßnahmen werden üblicherweise über einen Kulissenmechanismus synchronisiert, der wiederum über einen rotatorischen Aktuator mit Verstellhebel und einer Art von Koppelgestänge oder Koppelelement angetrieben bzw. gedreht wird. Ein solcher Verdichter weist die eingangs beschriebenen Merkmale auf. Hierbei werden die Lamellen des Irisblendenmechanismus über den gemeinsamen Verstellring bewegt. Der Verstellring besitzt beispielsweise fingerartige Elemente an seinem Verstellhebel , in die ein Hebel der Aktuatorwelle des Aktuators eingreift. Dabei sind die Lamellen drehbar und/oder verschiebbar, etwa mittels eines Betätigungselementes, am Verstellring geführt, bei spielsweise hat der Verstellring Nuten zur Lagerung/Führung der Lamellen .
Der variable Irisblendenmechanismus hat daher die Aufgabe, den Einlassmassenstrom des Verdichters einzustellen. Der Mecha nismus wirkt dabei wie eine Art Maskierung des äußeren Bereiches des Verdichtereinlasses. Bei zunehmender Androsselung, d. h. Querschnittseinengung, übernimmt die Irisblende gleichzeitig die Aufgabe eines Schubumluftventils, da sie das Pumpen des Verdichters unterbinden kann. Dadurch ist es möglich, den Betriebsbereich des Verdichters aktiv zu beeinflussen und zusätzlich den Verdichter bei einem plötzlichen Lastabwurf des Motors in einem stabilen Betriebspunkt zu halten.
Bei Drehung der Lamellen des Irisblendenmechanismus parallel zur Drehachse des Verdichters schwenken die Lamellen radial nach innen und führen so zu einer gewünschten Verengung des Ein- trittsquerschnittes direkt vor dem Verdichterrad. Die Lamellen werden über den Verstellring synchronisiert und bewegt. Durch Drehung des Verstellringes wird die Drehung der Lamellen ausgelöst. Das Funktionsprinzip ist einer Irisblende in einem Fotoapparat sehr ähnlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter der eingangs beschriebenen Art vorzusehen, der sich durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verdichter der angegebenen Art dadurch gelöst, dass der Verstellring einen integralen Bestandteil des Aktuators bildet und als den
Luftzuführkanal umgebender Rotor eines Elektromotors ausge bildet ist. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass der Verstellring nicht mehr über einen separaten Aktuator ange steuert und bewegt wird, sondern einen integralen Bestandteil des Aktuators bildet. Der Verstellring bildet vielmehr gleichzeitig den Rotor eines Elektromotors, so dass bei einer entsprechenden Bestromung des Elektromotors der Verstellring in der einen oder der anderen Richtung bewegt wird, wodurch die Lamellen zum Öffnen oder Schließen des Irisblendenmechanismus bewegt, d. h. nach außen oder innen verschwenkt, werden und so zu der gewünschten Erweiterung bzw. Verengung des Eintrittsquerschnittes des Luftzuführkanales führen. Die entsprechende Drehmomentüber tragung vom Verstellring auf die Lamellen kann dabei mit Hilfe von Betätigungsabschnitten bzw. Betätigungselementen realisiert sein, welche beispielsweise in Nuten des Verstellringes gelagert bzw. geführt sind.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Direktantrieb hat eine Reihe von Vorteilen. Es werden hiermit vormals getrennte Funktionen auf ein Bauteil vereinigt. Hieraus resultiert ein hoher Integra tionsgrad mit weniger Bauteilen und geringerem Bauraumbedarf. Dies hat einen geringeren Verschleiß und eine verbesserte Haltbarkeit des gesamten Mechanismus zur Folge.
Durch den Wegfall der Koppelelemente beim Stand der Technik wird die Reibung reduziert. Infolge des Elektromotors ergeben sich ein vorteilhaftes Ansprechverhalten und eine vorteilhafte Ver stellgeschwindigkeit mit verbesserter Positionierbarkeit und geringerer Hysterese. Insgesamt resultieren niedrige Kosten und es lassen sich Klappergeräusche im Falle von Vibrationen bei Anbringen an einem Turboladerverdichter am Motor vermeiden.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist der Verstellring vor zugsweise als Rotor eines Torquemotors ausgebildet. Derartige Torquemotoren sind bekannt. Es handelt sich hierbei um einen hochpoligen elektrischen Direktantrieb, mit dem sich sehr hohe Drehmomente bei relativ kleinen Drehzahlen übertragen lassen. Beispielsweise kommt hierbei ein permanenterregter bürstenloser Gleichstrommotor zum Einsatz, der vorzugsweise als Innenläufer ausgebildet ist (Stator außen, Rotor innen) . Der Verstellring bildet dabei den Rotor des Innenläufers.
Ein derartiger Torquemotor eignet sich besonders gut, um die entsprechenden Drehbewegungen des Verstellringes zum Ver- schwenken der Lamellen zu realisieren. Durch unterschiedliches Bestromen des Torquemotors wird der Verstellring im Uhrzei gersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
Bei einer speziellen Ausführungsform weist der Verstellring eine Vielzahl von um seinen Umfang herum angeordneten Permanent magneten auf. Vorzugsweise ist auf der Innenseite des Ver dichtergehäuses um dessen Umfang herum eine Vielzahl von Spulen des Elektromotors positioniert. Diese Spulen können auch auf der Innenseite eines speziellen Gehäuses des Blendenmechanismus oder auf der Innenseite irgendeines anderen festen Bauteils ange ordnet sein.
Speziell sind daher auf dem Verstellring bzw. Rotor Magnete angeordnet, die mit Abstand um den Umfang des Rotors montiert sind. Diese Magnete wirken mit den auf der Innenseite des Verdichtergehäuses bzw. Blendengehäuses mit Abstand angeord neten Spulen zusammen. Durch unterschiedliches Bestromen der Spulen wird eine bestimmte Verstellringposition erreicht, die ein Gleichgewicht zwischen den magnetischen Anziehungs- und Abstoßungskräften darstellt. Über den gesamten Umfang des Rotors können Magnete und über den gesamten Umfang des Gehäuses Spulen verteilt sein oder nur über einen Teil des Umfangs.
Eine bevorzugte Form der Erfindung sieht daher so aus, dass in Strömungsrichtung des Luftzuführkanales nacheinander der Verstellring, der Irisblendenmechanismus und das Verdichterrad angeordnet sind. Der Zuströmkanal mündet daher direkt am Verstellring. Im Betrieb wird somit die Strömung durch den Verstellring hindurch über den Blendenmechanismus zum Ver dichterrad geleitet. Der Luftstrom dient also zugleich zur Kühlung des als Verstellring wirkenden Rotors des Elektromotors.
Der als Verstellring ausgebildete Rotor des Elektromotors kann so ausgebildet sein, dass er synchron jede Lamelle des Iris blendenmechanismus antreibt. Dies kann beispielsweise so re alisiert sein, dass jede Lamelle ein Betätigungselement auf weist, das in eine Nut des Verstellringes zur Führung der jeweiligen Lamelle eingreift. Es kann aber auch eine Ausfüh rungsform so gestaltet sein, dass der Verstellring nur eine Hauptlamelle des Irisblendenmechanismus direkt antreibt, während die anderen Lamellen über die jeweils benachbarte Lamelle angetrieben werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Aufladevor richtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Verdichter der vorstehend beschriebenen Art.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es ze gen : Figur 1 eine Prinzipdarstellung von vorne der Haupt komponenten eines Direktantriebes für einen Irisblendenmechanismus eines Verdichters; und
Figur 2 eine Prinzipdarstellung von der Seite des Di rektantriebes der Figur 1; und
Figur 3 eine Teilschnittdarstellung eines Verdichters.
Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel betrifft einen Verdichter für eine Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine, der mit einem Verdichterrad 7 versehen ist, das drehfest auf einer Läuferwelle (nicht gezeigt) angeordnet ist. Das Verdichterrad 7 wird über einen Luftzuführkanal 6 angeströmt. Stromauf vor dem Verdichterrad 7 befindet sich ein Irisblendenmechanismus 3 (nur schematisch gezeigt), der mehrere verstellbare bzw. ver- schwenkbare Lamellen 8 zum Schließen und Öffnen der Blenden öffnung im Irisblendenmechanismus aufweist, so dass ein
Strömungsquerschnitt für den Luftmassenstrom zum Anströmen des Verdichterrades 7 einstellbar ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Irisblendenmechanismus 3 drei Lamellen 8, die eine entsprechende Blendenöffnung 9 einstellen.
Zum Verstellen der einzelnen Lamellen 8 dient ein Verstellring 2. Der Verstellring 2 wird gedreht, wodurch die Lamellen 8 zum Einstellen der Blendenöffnung einwärts oder auswärts verschwenkt werden. Hierzu ist jede Lamelle mit einem Betätigungselement versehen, das in einer entsprechenden Nut (nicht gezeigt) des Verstellrings geführt ist.
Auf dem Umfang des Verstellrings 2 sind Permanentmagnete 5 im Abstand voneinander angeordnet. Auf der Innenseite des Umfangs des Verdichtergehäuses 1 des Verdichters befinden sich in Abständen Spulen 4. Das Verdichtergehäuse 1 mit den Spulen 4 bildet den Stator und der Verstellring 2 mit den Magneten 5, den Rotor eines Torquemotors . Durch unterschiedliches Bestromen der Spulen 4 wird der Verstellring 8 gedreht und bewirkt dadurch ein Einwärtsschwenken oder Auswärtsschwenken der Lamellen zum Einstellen der Blendenöffnung 9.
Wie man Figur 2 entnehmen kann, sitzt der Blendenmechanismus 3 direkt stromauf des Verdichterrades 7 und befindet sich der Verstellring 2 direkt stromauf des Blendenmechanismus 3. Der Verstellring 2 umgibt den Zuströmkanal 6, so dass im Betrieb der Luftstrom durch den Verstellring 2 hindurch über den Blen denmechanismus 3 auf das Verdichterrad 7 geleitet wird. Der Luftstrom dient somit zugleich zur Kühlung des als Verstellring 2 wirkenden Rotors.
Der Verstellring 2 ist daher in den Aktuator für den Iris blendenmechanismus integriert und stellt den Rotor eines Torquemotors dar. Die Anzahl der in den Figuren dargestellten Magnete 5 und Spulen 4 ist lediglich beispielhaft. Je nach Bestromung der Spulen 4 wird der Verstellring 2 in Figur 1 nach links oder rechts gedreht, um den Blendenmechanismus zu öffnen oder zu schließen.
Figur 3 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines mit einem Irisblendenmechanismus 3 versehenen Verdichters. Ein Ver dichterrad 7 wird über einen Luftzuführkanal 6 angeströmt. Ein Irisblendenmechanismus 3 dient zur Einstellung des Strö mungsquerschnitts .
Der Irisblendenmechanismus 3 besitzt einen Verstellring 2, über dessen Umfang Permanentmagnete 5 angeordnet sind. Benachbart hierzu sind im Verdichtergehäuse 1 Spulen 4 vorgesehen. Durch Bestromung der Spulen 4 wird der Verstellring 2 gedreht, wodurch der Irisblendenmechanismus 3 geöffnet oder geschlossen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verdichter für eine Aufladevorrichtung einer Brenn kraftmaschine mit einem Verdichterrad, das drehfest auf einer Läuferwelle angeordnet ist; einem Luftzuführkanal zum Leiten eines Luftmassen stromes auf das Verdichterrad; einem stromauf vor dem Verdichterrad angeordneten Irisblendenmechanismus, der mehrere über einen drehbar gelagerten Verstellring verstellbare Lamellen zum Schließen und Öffnen einer Blendenöffnung aufweist, so dass ein Strömungsquerschnitt für den Luftmassenstrom zum Anströmen des Verdichterrades variabel einstellbar ist ; einem Aktuator zum Verdrehen des Verstellringes; und einem Verdichtergehäuse; dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (2) einen integralen Bestandteil des Aktuators bildet und als den Luftzuführkanal (6) umgebender Rotor eines Elektro motors ausgebildet ist.
2. Verdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Verstellring (2) als Rotor eines Torquemotors ausgebildet ist.
3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Verstellring (2) eine Vielzahl von um seinen Umfang herum angeordneten Permanentmagneten (5) aufweist .
4. Verdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Verdichtergehäuses (1), um dessen Umfang herum eine Vielzahl von Spulen (4) des Elektromotors positioniert ist .
5. Verdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Luftzuführkanales (6) nacheinander der Verstellring (2), der Irisblendenmechanismus (3) und das Verdich terrad (7) angeordnet sind.
6. Verdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring (2) jede Lamelle (8) des Irisblendenmechanismus synchron an treibt .
7. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellring nur eine
Hauptlamelle des Irisblendenmechanismus direkt an treibt .
8. Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Verdichter nach einem der vorangehenden Ansprüche .
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