CH701132A2 - Verdichter für einen Turbolader und damit ausgerüsteter Turbolader. - Google Patents
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Abstract
Verdichter für einen Turbolader und damit ausgerüsteter Turbolader, wobei der Verdichter ein Verdichtergehäuse (10) mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass (12), eine Triebwelle, die drehbar in dem Verdichtergehäuse gelagert ist, so dass die Triebwelle über einen daran angreifenden Antrieb drehantreibbar ist, ein Verdichterlaufrad, das in dem Verdichtergehäuse (10) in Bezug auf einen Luftströmungspfad zwischen Lufteinlass und Luftauslass (12) auf der Triebwelle angeordnet ist und eine Zuluftöffnung (50) aufweist zum selektiven Zuführen von Zuluft in das Verdichtergehäuse (10) zum von dem Antrieb unabhängigen Erhöhen einer von dem Verdichter am Luftauslass bereitgestellten Luftmenge. Gemäss der Erfindung ist die Zuluftöffnung (50) im Luftströmungspfad zwischen Verdichterlaufrad und Luftauslass (12) angeordnet, so dass die Zuluft einem aus dem Verdichterlaufrad ausgetretenen Luftstrom zum Luftauslass (12) hin zuführbar ist.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft einen Verdichter gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen mit einem solchen Verdichter ausgerüsteten Turbolader, insbesondere Abgasturbolader. [0002] In dem Projektierungshandbuch der MAN Diesel SE (mit Sitz in Augsburg in Deutschland) ist auf Seite 77 (Abschnitt 0410.02) ein Verdichter der eingangsgenannten Art beschrieben. Ein solcher wie in Fig. 1gezeigter Verdichter 1 weist ein Verdichtergehäuse 10 mit einem Lufteinlass 11 und einem Luftauslass 12, eine Triebwelle 30, die drehbar in dem Verdichtergehäuse 10 gelagert ist, so dass die Triebwelle 30 über einen daran angreifenden Antrieb (in Fig. 1nicht gezeigt), wie z.B. einen Elektromotor oder ein Turbinenlaufrad (beides nicht gezeigt), drehantreibbar ist, ein Verdichterlaufrad 40, das in dem Verdichtergehäuse 10 in Bezug auf einen Luftströmungspfad zwischen Lufteinlass 11 und Luftauslass 12 auf der Triebwelle 30 angeordnet ist, und eine Mehrzahl von als Düsen ausgebildeten Zuluftöffnungen 50 auf zum selektiven Zuführen von Zuluft auf das Verdichterlaufrad 40 in dem Verdichtergehäuse 10. Damit kann das Verdichterlaufrad 10 z.B. bei einer plötzlichen Lastzunahme an einer von dem Verdichter 1 mit Luft versorgten Verbrennungsmaschine unabhängig von dem Antrieb beschleunigt werden, so dass eine von dem Verdichter 1 am Luftauslass 12 bereitgestellte Luftmenge bzw. der am Luftauslass 12 abgreifbare Ladedruck erhöht wird. [0003] Bei dieser Form von Drehzahlerhöhung des Verdichterrades 40, die auch als Jet Assist bezeichnet wird, wird Zuluft durch die düsenförmigen Zuluftöffnungen 50, welche in einem Einsatzstück 13, das in das Verdichtergehäuse 10 eingesetzt ist, so dass das Einsatzstück 13 das Verdichterlaufrad 40 lufteinlassseitig radial umschliesst, ausgebildet sind, auf die Beschaufelung des Verdichterlaufrades 40 geblasen. Dadurch wird das Verdichterlaufrad beschleunigt und fördert somit mehr Luft zu der Verbrennungsmaschine, wodurch deren Lastaufschaltverhalten verbessert ist. [0004] Jet Assist wird üblicherweise bevorzugt bei niedrigen Drehzahlbereichen angewendet. Trotzdem kann durch den Luftstrahl der Zuluft die Beschaufelung des Verdichterlaufrades 40 zu Schwingungen angeregt werden. Solche Schwingungen können jedoch zu Brüchen führen. Um den Schwingungen entgegenzuwirken, kann der Druck der auf die Beschaufelung aufzublasenden Zuluft beschränkt werden, was jedoch gleichzeitig die der Verbrennungsmaschine per Druckluftbeschleunigung zusätzlich bereitstellbare Luftmenge begrenzt. [0005] Ausserdem können die Zuluftöffnungen 50 auch im hohen Lastbereich, in dem keine Zuluft zugeführt wird, allein durch ihre Existenz zu einer Schwingungsanregung der Beschaufelung des Verdichterlaufrades 40 führen. Das Aufdicken der Beschaufelung zur Verringerung der Schwingungsbelastung ist wegen des Wirkungsgradabfalles und der geringeren Schluckfähigkeit des Verdichterlaufrades 40 nicht gewünscht. Die Zuluftöffnungen 50 im Einsatzstück 13 können den Wirkungsgrad des Verdichters 1 zusätzlich verringern, da durch das "Überwischen" der Beschaufelung des Verdichterlaufrades 40 Randverluste entstehen können. [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter für einen Turbolader bereitzustellen, wobei der Verdichter verbesserte Betriebseigenschaften hinsichtlich einer schnellen Luftmengenerhöhung bzw. Ladedruckerhöhung am Luftauslass des Verdichters aufweist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen mit einem solchen Verdichter ausgerüsteten Turbolader bereitzustellen. [0007] Dies wird mit einem Verdichter gemäss Anspruch 1 bzw. einem Turbolader gemäss Anspruch 10 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert. [0008] Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Verdichter für einen Turbolader auf: ein Verdichtergehäuse mit einem Lufteinlass zum Aufnehmen von in dem Verdichter zu verdichtender Luft und einem Luftauslass zum Auslassen von in dem Verdichter verdichteter Luft, eine Triebwelle, die drehbar in dem Verdichtergehäuse gelagert ist, so dass die Triebwelle über einen daran angreifenden Antrieb drehantreibbar ist, ein Verdichterlaufrad, das in dem Verdichtergehäuse in Bezug auf einen Luftströmungspfad zwischen Lufteinlass und Luftauslass auf der Triebwelle angeordnet ist, und wenigstens eine Zuluftöffnung zum selektiven Zuführen von Zuluft in das Verdichtergehäuse zum von dem Antrieb unabhängigen Erhöhen einer von dem Verdichter am Luftauslass bereitgestellte Luftmenge. [0009] Der erfindungsgemässe Verdichter zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens eine Zuluftöffnung im Luftströmungspfad im Verdichtergehäuse zwischen Verdichterlaufrad und Luftauslass angeordnet ist, so dass die Zuluft einem aus dem Verdichterlaufrad ausgetretenen Luftstrom zum Luftauslass hin zuführbar ist. [0010] Dadurch, dass die bedarfsabhängige bzw. lastaufschaltungsabhängige Zuluft erfindungsgemäss erst nachdem der über den Lufteinlass in den Verdichter eingesaugte Luftstrom das Verdichterlaufrad passiert hat diesem Luftstrom zugeführt wird, hat die Zuluft keine negativen Auswirkungen, wie z.B. eine Schwingungsanregung der Beschaufelung des Verdichterlaufrades, auf das Verdichterlaufrad. Somit unterliegt die Luftmenge bzw. der Druck der Zuluft keinen verdichterbedingten Beschränkungen, wodurch die einer an den Verdichter als Verbraucher angeschlossenen Verbrennungsmaschine bei einer plötzlichen Lastaufschaltung schnell zusätzlich bereitstellbare Luftmenge (bzw. Ladedruck) keinen verdichterbedingten Beschränkungen unterliegt. [0011] Da die Zuluft trotzdem innerhalb des Gehäuses, nämlich zwischen Verdichterlaufrad und Luftauslass, zugeführt wird, kann das System Verdichter und Lastaufschaltungs-Reaktionsglied (hier die Zuluftöffnungen) äusserst kompakt in einer Einheit realisiert werden, wobei eine Beeinträchtigung (z.B. Beschädigung durch Schwingungsanregung) des Verdichterlaufrades sicher vermieden wird. [0012] Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters ist die wenigstens eine Zuluftöffnung so ausgebildet, dass die Zuluft richtungskonform zu einer Strömungsrichtung des Luftstroms zum Luftauslass hin zuführbar ist. Richtungskonform ist erfindungsgemäss so zu verstehen, dass die Strömungsrichtung der Zuluft ähnlich der Strömungsrichtung des von dem Verdichterlaufrad kommenden Luftstroms ist. Bevorzugt trifft die Zuluft in einem Winkel von kleiner 90 Grad und noch bevorzugter kleiner 45 Grad auf den von dem Verdichterlaufrad kommenden Luftstrom auf. Damit werden Verwirbelungen und damit einhergehende Leistungsverluste weitestgehend reduziert. [0013] Noch bevorzugter ist die wenigstens eine Zuluftöffnung so ausgebildet, dass die Zuluft richtungsgleich, d.h. im Wesentlichen parallel, zur Strömungsrichtung des Luftstroms zum Luftauslass hin zuführbar ist. Damit werden Verwirbelungen und damit einhergehende Leistungsverluste minimiert. [0014] Gemäss noch einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters ist in dem Verdichtergehäuse eine Verdichterspirale ausgebildet, wobei sich die Verdichterspirale als Luftpassage im Luftströmungspfad über eine sich radial erstreckende Zwischenpassage bzw. Diffusorpassage an das Verdichterlaufrad anschliesst und in den Luftauslass mündet, und wobei die wenigstens eine Zuluftöffnung in der Zwischenpassage oder der Verdichterspirale ausgebildet ist. [0015] Durch die Zuführung der Zuluft im Bereich der Zwischenpassage oder der Verdichterspirale hat der aus Zuluft und vom Verdichterlaufrad kommendem Luftstrom bestehende Gesamtluftstrom ausreichend Zeit und Weg zur Verfügung, so dass Verwirbelungen ausklingen können und der Gesamtluftstrom eine homogene Form annehmen kann. Damit ist diese Zufuhr von extern erzeugter unter Druck stehender Zuluft für einen am Verdichter angeschlossenen Verbraucher, wie einer Verbrennungsmaschine (z.B. einem Dieselmotor), strömungstechnisch gesehen kaum "wahrnehmbar", so dass ein optimales Lastaufschaltverhalten des Verbrauchers erzielbar ist. [0016] Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters weist dieser ferner einen Nachleitapparat auf, der in der Zwischenpassage angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Zuluftöffnung bevorzugt in einer Wandung der Zwischenpassage in einem Auslassbereich des Nachleitapparats ausgebildet ist. [0017] Die Anordnung nach dem Nachleitapparat bietet einerseits eine zusätzliche Barriere für eine Rückströmung der Zuluft auf das Verdichterlaufrad und gewährleistet andererseits, dass der vom Verdichterlaufrad kommende Luftstrom vorgerichtet und ggf. weiter beschleunigt auf den Zuluftstrom trifft, so dass danach im Wesentlichen nur die durch die Zuluft hervorgerufenen Verwirbelungen ausgeglichen werden müssen. [0018] Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters ist die wenigstens eine Zuluftöffnung in einer Wandung eines Übergangs von Zwischenpassage und Verdichterspirale ausgebildet. Bevorzugt verläuft diese Wandung im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des vom Verdichterlaufrad kommenden Luftstroms, so dass die Zuluft nahezu parallel in diesen Luftstrom einströmen kann, wodurch Verwirbelungen minimiert werden. [0019] Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters ist die wenigstens eine Zuluftöffnung in einer Wandung der Verdichterspirale ausgebildet. [0020] In Kenntnis der konkreten Strömungsverhältnisse in der Verdichterspirale kann die Zuluftöffnung so (z.B. als schräge(r) Schlitz oder Bohrung) vorgesehen werden, dass die Zuluft verwirbelungsarm in den Luftstrom zum Luftauslass hin einströmt. [0021] Gemäss einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters ist die wenigstens eine Zuluftöffnung in einem in einer Axialrichtung des Verdichters direkt zu der Zwischenpassage benachbarten bzw. der Zwischenpassage zugewandten richtungskonform dazu verlaufenden Wandabschnitt der Wandung der Verdichterspirale ausgebildet. [0022] Gemäss noch einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters ist die Zuluftöffnung in einem zu dem Verdichterlaufrad benachbarten, in einer Radialrichtung des Verdichters inneren Wandabschnitt der Wandung der Verdichterspirale ausgebildet. [0023] Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters weist dieser ferner ein Einsatzstück auf, das in das Verdichtergehäuse eingesetzt ist, so dass das Einsatzstück das Verdichterlaufrad radial umschliesst, wobei zwischen einem Aussenumfang des Einsatzstücks und dem Verdichtergehäuse eine in der Zuluftöffnung endende Zuluftpassage ausgebildet ist, und wobei die Zuluftpassage einen Zulufteingang aufweist, der an einer Aussenseite des Verdichtergehäuses angeordnet ist. [0024] Somit lässt sich die Zuluft einfach zuführen, wobei bevorzugt ein bei den üblichen Jet Assist Systemen vorgesehener Anschluss und ggf. auch Teile von deren Luftkanälen genutzt werden können, so dass einerseits der konstruktive Änderungsaufwand minimiert wird und andererseits ggf. sogar eine Umrüstung und/oder Aufrüstung existierender Verdichter möglich ist. [0025] Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verdichters ist der Verdichter als einstufiger Radialverdichter bzw. Zentrifugalverdichter ausgebildet. [0026] Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung weist ein Turbolader einen Verdichter gemäss einer, mehreren oder allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung in jeder denkbaren Kombination auf. [0027] Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Turboladers weist dieser ferner eine Turbine auf, die ein Turbinengehäuse und ein den Antrieb für die Triebwelle bildendes Turbinenlaufrad aufweist, das in dem Turbinengehäuse angeordnet ist und das auf der Triebwelle angeordnet ist. [0028] Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben. <tb>Fig. 1<sep>zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht eines Verdichters gemäss dem Stand der Technik. <tb>Fig. 2<sep>zeigt eine Schnittansicht eines Turboladers gemäss einer Ausführungsform der Erfindung. <tb>Fig. 3<sep>beinhaltet die Fig. 3Abis 3E, welche schematische Schnittansichten zeigen, in denen Anordnungsmöglichkeiten für eine oder mehrere Zuluftöffnungen gemäss Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. <tb>Fig. 4<sep>zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht eines Verdichters gemäss einer Ausführungsform der Erfindung. <tb>Fig. 5<sep>zeigt eine Ansicht in Axialrichtung eines Verdichters gemäss einer Ausführungsform der Erfindung. <tb>Fig. 6<sep>beinhaltet die Fig. 6Aund 6B, welche vergrösserte Teilansichten des Verdichters von Fig. 5 zeigen. <tb>Fig. 7<sep>zeigt eine vergrösserte geschnittene Teilansicht eines Verdichters gemäss einer Ausführungsform der Erfindung. [0029] Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 7Ausführungsformen eines Turboladers gemäss der Erfindung beschrieben. [0030] Wie in Fig. 2 gezeigt, weist ein Turbolader eine hier per Abgas angetriebene Turbine 2 und einen von der Turbine 2 angetriebenen Verdichter 1 auf. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem in Fig. 2 dargestellte Turbolader um einen Abgasturbolader. [0031] Der Verdichter 1 weist ein Verdichtergehäuse 10 mit einem Lufteinlass 11 zum Aufnehmen von in dem Verdichter 1 zu verdichtender Luft und einem Luftauslass 12 zum Auslassen von in dem Verdichter 1 verdichteter Luft, eine Triebwelle 30, die drehbar in dem Verdichtergehäuse 10 gelagert ist, so dass die Triebwelle 30 über einen daran angreifenden Antrieb der Turbine 2 drehantreibbar ist, und ein Verdichterlaufrad 40 mit einer Beschaufelung 41 auf, wobei das Verdichterlaufrad 40 in dem Verdichtergehäuse 10 in Bezug auf einen Luftströmungspfad zwischen Lufteinlass 11 und Luftauslass 12 und auf der Triebwelle 30 angeordnet ist. [0032] Die Turbine 2 ist in üblicherweise ausgebildet und weist ein Turbinengehäuse 20 und ein den Antrieb für die Triebwelle 30 bildendes Turbinenlaufrad 21 auf, das in dem Turbinengehäuse 20 und auf der Triebwelle 30 angeordnet ist. [0033] In dem Verdichtergehäuse 10 des Verdichters 1 sind eine Diffusorpassage bzw. Zwischenpassage 14 und eine Verdichterspirale 15 in Form eines Spiralgehäuses ausgebildet. Die Verdichterspirale 15 schliesst sich als Luftpassage im Luftströmungspfad über die sich radial erstreckende Zwischenpassage 14 an das Verdichterlaufrad 40 an und mündet in den Luftauslass 12. [0034] Der Verdichter 1 weist ferner einen Nachleitapparat 60, der in der Zwischenpassage 14 angeordnet ist, sowie eine oder mehrere Zuluftöffnungen 50 (im Folgenden wird der Einfachheit halber nur auf wenigstens eine Zuluftöffnung 50 Bezug genommen) auf, deren mögliche Positionen in dem Verdichter 1 schematisch in Form von Pfeilen in den Figuren 3Abis 3Egezeigt sind. Die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 dient zum selektiven Zuführen von Zuluft (in Form von Druckluft bzw. Einblaseluft) in das Verdichtergehäuse 10 zum von dem Antrieb unabhängigen Erhöhen einer von dem Verdichter 1 am Luftauslass 12 bereitgestellten Luftmenge (bzw. zum dementsprechenden Erhöhen des Ladedrucks). [0035] Die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 ist im Luftströmungspfad im Verdichtergehäuse 10 zwischen Verdichterlaufrad 40 und Luftauslass 12 angeordnet, so dass die Zuluft einem aus dem Verdichterlaufrad 40 ausgetretenen Luftstrom zum Luftauslass 12 hin zuführbar ist. Gemäss Ausführungsformen der Erfindung ist die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 in einem von der Zwischenpassage 14 und der Verdichterspirale 15 ausgebildet. [0036] Wie aus Fig. 2 und Fig. 4 ersichtlich, weist der Verdichter 1 ferner ein Einsatzstück 13 auf, das lufteinlassseitig in das Verdichtergehäuse 10 eingesetzt ist, so dass das Einsatzstück 13 das Verdichterlaufrad 40 radial umschliesst, wobei zwischen einem Aussenumfang des Einsatzstücks 13 und dem Verdichtergehäuse 10 eine in der wenigstens einen Zuluftöffnung 50 endende bzw. mündende Zuluftpassage 51 (siehe Fig. 4 der fett dargestellte Pfeil im rechtsseitigen Vergrösserungsausschnitt) ausgebildet ist, und wobei die Zuluftpassage 51 einen Zulufteingang (nicht gezeigt) aufweist, der an einer Aussenseite des Verdichtergehäuses 10 angeordnet ist. [0037] Die Zuluft kann z.B. einer Startflasche (nicht gezeigt) eines mit dem Turbolader ausgerüsteten Motors (z.B. Dieselmotors) oder einer anderen Druckluftquelle (nicht gezeigt) entnommen werden und der Zuluftpassage 51 über deren Zulufteingang zugeführt werden. Dabei kann vorteilhafterweise z.B. der bisherige Luftanschluss eines Jet Assist Systems am Verdichtergehäuse 10 verwendet werden. Die Zuluft gelangt dann entlang der Zuluftpassage 51 über einen bereits vorhandenen Kanal in den Raum zwischen Verdichtergehäuse 10 und Einsatzstück 13, von dem aus die Zuluft zu der wenigstens einen Zuluftöffnung 50 geführt wird, wo sie austritt. [0038] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist gemäss Ausführungsformen der Erfindung die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 so ausgebildet, dass die Zuluft richtungskonform zu einer Strömungsrichtung des Luftstroms zum Luftauslass 12 hin zuführbar ist (vgl. die Fig. 3A, 3C, 3E, 3D). Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 so ausgebildet, dass die Zuluft richtungsgleich zur Strömungsrichtung des Luftstroms zum Luftauslass 12 hin zuführbar ist. [0039] Wie in Fig. 3A und Fig. 7 sowie Fig. 3E gezeigt, ist gemäss Ausführungsformen der Erfindung die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 in einer Wandung der Verdichterspirale 15 ausgebildet. [0040] Gemäss Fig. 3A und Fig. 7 ist die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 in einem in einer Axialrichtung des Verdichters 1 direkt zu der Zwischenpassage 14 benachbarten Wandabschnitt 15a der Wandung der Verdichterspirale 15 ausgebildet. [0041] Gemäss Fig. 3E ist die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 in einem zu dem Verdichterlaufrad 40 benachbarten, in einer Radialrichtung des Verdichters 1 inneren Wandabschnitt 15b der Wandung der Verdichterspirale 15 ausgebildet. [0042] Wie in Fig. 3B sowie Fig. 5, Fig. 6A und Fig. 6B gezeigt, ist gemäss einer Ausführungsform der Erfindung die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 in einer Wandung eines eine Schulter bildenden Übergangs von Zwischenpassage 14 und Verdichterspirale 15 ausgebildet. Bevorzugt verläuft diese Wandung bzw. Schulter im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des vom Verdichterlaufrad 40 kommenden Luftstroms, so dass die Zuluft nahezu tangential in diesen Luftstrom einströmen kann, wodurch Verwirbelungen minimiert werden. [0043] Wie in Fig. 3C und Fig. 3D gezeigt, ist gemäss Ausführungsformen der Erfindung die wenigstens eine Zuluftöffnung 50 in einer Wandung der Zwischenpassage 14 in einem Auslassbereich des Nachleitapparats 60 (in den Fig. 3C und 3D nicht gezeigt, vgl. Fig. 2) ausgebildet. Der Austritt der Zuluft erfolgt dabei vorteilhafterweise in etwa in Richtung der Abströmung des Nachleitapparates 60, also richtungskonform dazu. [0044] Die einen oder mehreren Zuluftöffnungen 50 können als schräge oder gerade Schlitze oder Bohrungen ausgeführt sein. [0045] Die durchströmte Fläche der Schlitze oder Bohrungen kann dabei wesentlich grösser gewählt werden als dies bei einem Jet Assist System möglich ist, da auf die Anregung der Beschaufelung 41 des Verdichterlaufrades 40 keine Rücksicht genommen werden muss. Auch der Wirkungsgradnachteil, der durch die beim Jet Assist System vorgesehenen Zuluftöffnungen 51 (siehe Fig. 1) verursacht wird, tritt bei der/den erfindungsgemäss ausgestalteten Zuluftöffnung(en) 50 nicht auf. [0046] Bezugszeichenliste <tb>1<sep>Verdichter <tb>10<sep>Verdichtergehäuse <tb>11<sep>Lufteinlass <tb>12<sep>Luftauslass <tb>13<sep>Einsatzstück <tb>30<sep>Triebwelle <tb>40<sep>Verdichterlaufrad <tb>50<sep>Zuluftöffnung <tb>1<sep>Verdichter <tb>10<sep>Verdichtergehäuse <tb>11<sep>Lufteinlass <tb>12<sep>Luftauslass <tb>13<sep>Einsatzstück <tb>14<sep>Zwischenpassage <tb>15<sep>Verdichterspirale <tb>15a<sep>Wandabschnitt <tb>15b<sep>Wandabschnitt <tb>2<sep>Turbine <tb>20<sep>Turbinengehäuse <tb>21<sep>Turbinenlaufrad <tb>30<sep>Triebwelle <tb>40<sep>Verdichterlaufrad <tb>41<sep>Beschaufelung <tb>50<sep>Zuluftöffnung <tb>51<sep>Zuluftpassage <tb>60<sep>Nachleitapparat
Claims (12)
1. Verdichter (1) für einen Turbolader, aufweisend:
ein Verdichtergehäuse (10) mit einem Lufteinlass (11) zum Aufnehmen von in dem Verdichter (1) zu verdichtender Luft und einem Luftauslass (12) zum Auslassen von in dem Verdichter (1) verdichteter Luft,
eine Triebwelle (30), die drehbar in dem Verdichtergehäuse (10) gelagert ist, so dass die Triebwelle (30) über einen daran angreifenden Antrieb drehantreibbar ist,
ein Verdichterlaufrad (40), das in dem Verdichtergehäuse (10) in Bezug auf einen Luftströmungspfad zwischen Lufteinlass (11) und Luftauslass (12) auf der Triebwelle (30) angeordnet ist, und
eine Zuluftöffnung (50) zum selektiven Zuführen von Zuluft in das Verdichtergehäuse (10) zum von dem Antrieb unabhängigen Erhöhen einer von dem Verdichter (1) am Luftauslass (12) bereitgestellten Luftmenge,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftöffnung (50) im Luftströmungspfad im Verdichtergehäuse (10) zwischen Verdichterlaufrad (40) und Luftauslass (12) angeordnet ist, so dass die Zuluft einem aus dem Verdichterlaufrad (40) ausgetretenen Luftstrom zum Luftauslass (12) hin zuführbar ist.
2. Verdichter (1) gemäss Anspruch 1, wobei die Zuluftöffnung (50) so ausgebildet ist, dass die Zuluft richtungskonform zu einer Strömungsrichtung des Luftstroms zum Luftauslass (12) hin zuführbar ist.
3. Verdichter (1) gemäss Anspruch 1 oder 2, wobei die Zuluftöffnung (50) so ausgebildet ist, dass die Zuluft richtungsgleich zu einer Strömungsrichtung des Luftstroms zum Luftauslass (12) hin zuführbar ist.
4. Verdichter (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Verdichtergehäuse (10) eine Verdichterspirale (15) ausgebildet ist, wobei sich die Verdichterspirale (15) als Luftpassage im Luftströmungspfad über eine sich radial erstreckende Zwischenpassage (14) an das Verdichterlaufrad (40) anschliesst und in den Luftauslass (12) mündet, und wobei die Zuluftöffnung (50) in der Zwischenpassage (14) oder der Verdichterspirale (15) ausgebildet ist.
5. Verdichter (1) gemäss Anspruch 4, ferner mit einem Nachleitapparat (60), der in der Zwischenpassage (14) angeordnet ist, und wobei die Zuluftöffnung (50) in einer Wandung der Zwischenpassage (14) in einem Auslassbereich des Nachleitapparats (60) ausgebildet ist.
6. Verdichter (1) gemäss Anspruch 4, wobei die Zuluftöffnung (50) in einer Wandung eines Übergangs von Zwischenpassage (14) und Verdichterspirale (15) ausgebildet ist.
7. Verdichter (1) gemäss Anspruch 4, wobei die Zuluftöffnung (50) in einer Wandung der Verdichterspirale (15) ausgebildet ist.
8. Verdichter (1) gemäss Anspruch 7, wobei die Zuluftöffnung (50) in einem in einer Axialrichtung des Verdichters (1) direkt zu der Zwischenpassage (14) benachbarten Wandabschnitt (15a) der Wandung der Verdichterspirale (15) ausgebildet ist.
9. Verdichter (1) gemäss Anspruch 7, wobei die Zuluftöffnung (50) in einem zu dem Verdichterlaufrad (40) benachbarten, in einer Radialrichtung des Verdichters (1) inneren Wandabschnitt (15b) der Wandung der Verdichterspirale (15) ausgebildet ist.
10. Verdichter (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit einem Einsatzstück (13), das in das Verdichtergehäuse (10) eingesetzt ist, so dass das Einsatzstück (13) das Verdichterlaufrad (40) radial umschliesst, wobei zwischen einem Aussenumfang des Einsatzstücks (13) und dem Verdichtergehäuse (10) eine in der Zuluftöffnung (50) endende Zuluftpassage (51) ausgebildet ist, und wobei die Zuluftpassage (51) einen Zulufteingang aufweist, der an einer Aussenseite des Verdichtergehäuses (10) angeordnet ist.
11. Turbolader mit einem Verdichter (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Turbolader gemäss Anspruch 11, ferner mit einer Turbine (2), die ein Turbinengehäuse (20) und ein den Antrieb für die Triebwelle (30) bildendes Turbinenlaufrad (21) aufweist, das in dem Turbinengehäuse (20) auf der Triebwelle (30) angeordnet ist.
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