DE102008007027A1

DE102008007027A1 - Turbolader mit einem Verdichter, welcher zwei Luftkanäle aufweist, zum Regeln einer Zapfluft und zum Abblasen einer Schubumluft

Info

Publication number: DE102008007027A1
Application number: DE102008007027A
Authority: DE
Inventors: Roland Herfurth; Andre Dr. Kaufmann; Achim Koch
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13
Also published as: WO2009095097A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turbolader mit einem Verdichter, wobei der Verdichter ein Verdichtergehäuse aufweist, in welchem ein Verdichterrad angeordnet ist, wobei in dem Verdichtergehäuse ein erster und ein zweiter Luftkanal vorgesehen sind, wobei über den ersten Luftkanal Luft zur Verschiebung der Pumpgrenze des Verdichters zuführbar ist und wobei über den zweiten Luftkanal (22) Luft abblasbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Turbolader mit einem Verdichter, welcher zwei Luftkanäle aufweist zum Regeln einer Zapfluft und zum Abblasen einer Schubumluft. Die Zapfluft dient hierbei insbesondere zum Erzeugen eines Vordralls vor dem Verdichter des Turboladers, um ein Auftreten eines Pumpens des Verdichters zu reduzieren oder im Wesentlichen ganz zu verhindern. Mittels der Zapfluft wird hierbei die Pumpgrenze zu kleineren Massenströmen hin verschoben.
Der Verdichter eines Abgasturboladers kennzeichnet sich durch ein Kennfeld, in welchem sich bei gewissen Turboladerdrehzahlen und Massenströmen ein eindeutig zugeordneter Druck erzeugen lässt. Dieses Kennfeld wird bei großen Massenströmen durch die sog. Stopfgrenze begrenzt. Bei kleinen Massenströmen wird das Kennfeld durch die Pumpgrenze begrenzt. Diese sog. Pumpgrenze tritt aufgrund eines Strömungsabrisses am Verdichterradeintritt bzw. am Verdichterradaustritt oder bei beiden auf.
In der DE 10 2007 051 844 ist beschrieben, wie mittels der Zapfluft die Pumpgrenze weiter zu kleineren Luftmassenströmen hin verschoben werden kann. Dazu wird Luft nach dem Verdichter abgezweigt und unter einem geeigneten Winkel derart wieder vor dem Verdichter in den Ansaugkanal geblasen, dass ein Vordrall der Luft entsteht. Es ist davon auszugehen, dass beispielsweise bis etwa 40% der Ansaugluft zurückgeführt werden. Um den Vordrall in der Ansaugluft erzeugen zu können, muss die Ausströmungsöffnung der Zapfluft möglichst klein sein, so dass die Luft in maximaler Rückführung an der Austrittsdüse Schallgeschwindigkeit erreicht. Wenn nun jedoch der normale Betriebsfall eines Schubumluftventils eintritt, dass heißt der Motor schließt bei hoher Drehzahl und Aufla dung schnell die Drosselklappe, so kann diese gesamte Luftmenge u. U. nicht über diesen einen Kanal abgeführt werden, der für die oben beschriebene Anwendung der Pumpgrenzverschiebung ausgelegt ist.
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Turbolader bereitzustellen, bei welchem sowohl eine Pumpgrenze eines Verdichters geeignet verschoben werden kann und des Weiteren die Schubumluft an dem Verdichter ausreichend abgeblasen werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Turbolader bereitgestellt mit einem Verdichter, wobei der Verdichter ein Verdichtergehäuse aufweist, in welchem ein Verdichterrad angeordnet ist,

– wobei in dem Verdichtergehäuse ein erster und ein zweiter Luftkanal vorgesehen ist,
– wobei über den erste Luftkanal Luft zur Verschiebung der Pumpgrenze des Verdichters zuführbar ist und
– wobei über den zweiten Luftkanal Luft abblasbar ist.

Dieser Turbolader hat dabei den Vorteil, dass durch das Vorsehen eines zweiten Luftkanals eine geeignete Luftmenge abgeblasen werden kann, wenn beispielsweise ein Betriebsfall eintritt, bei welchem der Motor die Drosselklappe bei einer hohen Drehzahl und Aufladung schließt. In diesem Fall kann die Luftmenge beispielsweise zusätzlich zu dem erste Luftkanal über den zweiten Luftkanal abgeführt werden oder auch ausschließlich über den zweiten Luftkanal, je nachdem wie die beiden Luftkanäle geöffnet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform leitet der erste Luftkanal einen ausreichenden Luftmassenstrom in den Ansaugkanal vor dem Verdichter ein, um einen Vordrall zu erzeugen, der die Pumpgrenze hin zu kleineren Massenströmen verschiebt. Dies hat den Vorteil, dass durch ein Verhindern des Pumpes eine Beschädigung des Turboladers verhindert werden kann.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann beispielsweise über den ersten und zweiten Luftkanal Luft abgeblasen werden, beispielsweise bei einem schnellen Schließen einer Drosselklappe. In diesem Fall kann zum Beispiel eine gemeinsame Ventileinrichtung vorgesehen werden, die zuerst den ersten Luftkanal öffnet und anschließend den zweiten. Die Ventileinrichtung kann dabei über einen Aktuator betätigt werden. Auf diese Weise kann sowohl eine Pumpgrenze verschoben werden und zum Anderen ein Ladedruck geeignet abgeblasen werden. Des Weiteren können durch die Verwendung nur eines Aktuators Kosten eingespart werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann für den ersten und zweiten Luftkanal auch jeweils eine eigene Ventileinrichtung vorgesehen werden, zum Öffnen und Schließen des ersten bzw. zweiten Luftkanals. Die jeweilige Ventileinrichtung wird hierbei über einen zugeordneten Aktuator betätigt. Dadurch können die beiden Luftkanäle beispielsweise unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden, je nach gewünschter Funktion oder Einsatzzweck.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Ventileinrichtung einen variablen Querschnitt auf, um beispielsweise den Luftmassenstrom durch den ersten und/oder zweiten Luftkanal einzustellen. Durch den variablen Querschnitt kann hierbei insbesondere der Luftmassenstrom durch den ersten Luftkanal zur Verschiebung der Pumpgrenze sehr genau eingestellt werden, je nach dem gewünschten in das Verdichtergehäuse einzuleitenden Luftmassenstrom.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Ventileinrichtung eine Betätigungseinrichtung auf, beispielsweise einen Stempel der an seinem Ende mit einem Kegelventilsitz versehen ist. Über die Steigung des Kegelventilsitzes und den Vorschub kann dabei der Luftmassenstrom durch den ersten Luftkanal sehr einfach und genau eingestellt werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der jeweilige Aktuator beispielsweise über einen Schrittmotor oder eine Tauchspule betätigt. Auf diese Weise kann der Aktuator verhältnismäßig genau justiert werden.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Querschnitt des erste Luftkanals so gewählt, dass eine einströmende Luft eine möglichst hohe Geschwindigkeit erreicht, beispielsweise im Wesentlichen Schallgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann der Ansaugluft ein möglichst starker Drall eingeprägt werden. Je größer der Drall ist, desto besser kann ein Abreisen des Luftstroms beispielsweise an der vorderen Kante der Verdichterschaufel unterbunden werden und um so weiter kann die Pumpgrenze hin zu kleineren Massenströmen hin verschoben werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der zweite Luftkanal größer ausgebildet als der ersten Luftkanal. Dies hat den Vorteil, dass über den zweiten Luftkanal größere Mengen an Luft fließen können bzw. ein größerer Luftauslass gegeben ist zum Abblasen eines Ladedrucks, wenn beispielsweise die Drosselklappe schnell geschlossen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Teilschnittansicht eines Verdichtergehäuses eines erfindungsgemäßen Turboladers;
2 eine schematische Schnittansicht B-B des Verdichtergehäuses, wobei das Verdichtergehäuse mit einer Nut zur Erzeugung eines Vordralls versehen ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
3 eine schematische Schnittansicht eines Verdichtergehäuses, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
In 1 ist eine Seitenschnittansicht eines Verdichters 10 eines Turboladers gezeigt. Der Verdichter 10 weist hierbei ein Verdichtergehäuse 12 mit einer Verdichterspirale 15 auf. In dem Gehäuse 12 ist ein Verdichterrad 14 mit Verdichterschaufeln 13 auf einer Welle drehbar angeordnet.
Das Verdichtergehäuse 12 weist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung einen ersten Luftkanal 18 bzw. eine Zuführung auf. Über den ersten Luftkanal 18 wird hierbei Luft bzw. Zapfluft in den Verdichter 10 geleitet, um eine Pumpgrenze beispielsweise hin zu kleineren Massenströmen zu verschieben.
Die Zapfluft kann hierbei beispielsweise über eine Entnahmestelle 20 für Luft in der Spirale 15 des Verdichtergehäuses 12 entnommen werden und/oder auch auf der Höhe des Diffusors und/oder hinter dem Radaustritt oder an jeder anderen Stelle im Turboladergehäuse, die geeignet ist, um Luft zu entnehmen. Über den ersten Luftkanal 18 wird die Zapfluft dem Verdichter 10 vor dem Verdichterradeintritt zugeführt, um die Pumpgrenze zu verschieben und um dabei vor dem Radeintritt einen Vordrall zu erzeugen, der geeignet ist, dass sog. "Pumpen" des Verdichters 10 zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.
Dabei ist im Bereich der Verdichterzuführung in einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 1 gezeigt ist, beispielsweise eine Nut 16 vorgesehen, über die die Zapfluft über den ersten Luftkanal 18 in das Verdichtergehäuse 12 eingeleitet wird. Die Nut 16 ist hierbei zum Beispiel im Wesentlichen umlaufend oder zumindest teilweise umlaufend auf der Innenseite des Verdichtergehäuses 12 ausgebildet. Dabei kann die Nut 16 beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie sich zu ihrem Ende hin verjüngt oder alternativ durchgehend den gleichen Durchmesser aufweisen. Die Nut 16 kann hierbei zum Beispiel mittels Fräsen hergestellt werden.
Des Weiteren weist der Turbolader gemäß der Erfindung einen zweiten Luftkanal 22 auf. Dieser zweite Luftkanal 22 wird dazu verwendet einen überschüssigen Ladedruck durch Abblasen abzubauen (Schubumluft). Dies geschieht beispielsweise, wenn bei einem schnellen Schließen der Drosselklappe im Schub durch das weiterlaufende Verdichterrad 14 im Drucksystem vor der Drosselklappe der Ladedruck ansteigt. Um den Ladedruck abzubauen wird der zweite Luftkanal 22 geöffnet.
Die beiden ersten und zweiten Luftkanäle 18, 22 können dabei jeweils über einen eigenen Aktuator betätigt werden (nicht dargestellt). In einer bevorzugten Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, können die beiden Luftkanäle 18, 22 jedoch auch zusammen über nur einen Aktuator 24 betätigt werden.
Die Erfindung sieht hierbei vor, dass der Aktuator 24, der die Zapfluft zur Pumpgrenzenverschiebung steuert bzw. den damit verbundenen ersten Luftkanal 18 öffnet ebenfalls das Öffnen des zweiten Luftkanals 22 bzw. Schubumluftkanals erledigt.
Dies kann geschehen, indem eine Ventileinrichtung 26, beispielsweise ein Ausströmventil, vorgesehen wird, die über den Aktuator 24 betätigt wird. Dieses Ausströmventil 26 bzw. sei ne Betätigungseinrichtung 28 ist derart angeordnet, so dass es zwischen einer Position verschoben werden kann, in welcher beide Luftkanäle 18, 22 geschlossen sind und Positionen in welcher der erste Luftkanal 18 geöffnet wird und Positionen in welchen neben dem ersten Luftkanal 18 auch der zweite Luftkanal 22 geöffnet wird bis am Ende beide Luftkanäle 18, 22 voll geöffnet sind. Der zweite Luftkanal 22 weist hierbei beispielsweise einen größeren Durchmesser auf als der erste Luftkanal 18, da relativ große Massenströme erforderlich sind die abgeblasen werden, wenn zum Beispiel die Drosselklappe schnell geschlossen wird. Bei dem ersten Luftkanal 18 werden dagegen zum Verschieben der Pumpgrenze, zu niedrigen Luftmengen, relativ geringe Massenströme dem Verdichter zugeführt.
Gemäß der Darstellung in 1 kann das Ausströmventil 26 bzw. dessen Betätigungseinrichtung 28, hier beispielsweise ein Stempel, soweit in Pfeilrichtung A nach links verschoben werden, bis es am Ende seines Weges hin die Öffnung zu dem sehr großen, zweiten Luftkanal 22 freigibt. Grundsätzlich kann das Ausströmventil 26 und dessen Betätigungseinrichtung 28 beliebig ausgebildet und positioniert werden, sofern sich damit der erste und zweite Luftkanal 18, 22 öffnen und schließen lassen. Es ist hierbei denkbar, dass das Ausströmventil 26 zum kompletten Abblasen der Schubumluft in eine andere Richtung hin öffnet, als in 1 dargestellt ist.
Auf diese Weise kann ein Aktuator eingespart werden, so dass man für die beiden Abströmkanäle 18, 22 keine zwei Aktuatoren benötigt. Dadurch können Herstellungs- und Montagekosten gesenkt werden und des Weiteren die Systemkomplexität verringert werden.
Gemäß der Erfindung werden zur Erfüllung der beiden Anforderungen, d. h. das Verschieben der Pumpgrenze im Bereich niedriger Massenströme und hohem Druck, sowie beispielsweise das komplette Abblasen des Ladedrucks im Falle eines schnellen Schließens der Drosselklappe zwei separate Luftkanäle vorgesehen, d. h. der erste und zweite Luftkanal 18, 22. Diese wer den dabei in einer bevorzugten Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, nur durch einen gemeinsamen Aktuator 24 bedient.
Der Aktuator 24, wie er in 1 gezeigt ist, kann zum Beispiel ein Schrittmotor mit einer Gewindespindel sein oder eine Tauchspule oder ein Hubmagnet. Dieser Aktuator 24 ist mit einem Steuergerät 25 verbunden. Dies kann entweder ein eigenes Steuergerät für den Turbolader sein, das dann mit der Motorsteuerung verbunden bzw. gekoppelt ist, oder aber auch die Motorsteuerung an sich. Der Aktuator 24 betätigt die Betätigungseinrichtung 28 bzw. den Stempel des Ausströmventils 26 oder eine andere geeignete Vorrichtung, die zum Einen den ersten Luftkanal 18 zur Verschiebung der Pumpgrenze und zum Anderen den zweiten Luftkanal 22 zum Abblasen von Luft öffnen und schließen kann. Dabei ist es anzustreben, dass der Grad der Öffnung insbesondere des erste Luftkanals 18 möglichst sehr fein regelbar ist, so dass beispielsweise immer gerade soviel Luft durch den erste Luftkanal 18 strömt wie beispielsweise zum Unterbinden des Pumpens erforderlich ist. Hierzu weist das Ausströmventil 26 bzw. dessen Betätigungseinrichtung 28 beispielsweise einen variablen Querschnitt auf, zum Beispiel in Form eines Kegelventilsitzes 30, wobei über die Steigung des Kegelsitzes und den Vorschub der Querschnitt des Ventils 26 geeignet eingestellt werden kann, um einen vorbestimmten Luftmassenstrom ṁ abfließen zu lassen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel für eine Ausgestaltung des Ausströmventils 26. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt.
Bei der Auslegung der Größe des ersten Luftkanals 18 zur Pumpgrenzenverschiebung ist es vorteilhaft, diesen so zu wählen, dass die einströmende Luft eine möglichst hohe Geschwindigkeit erreicht, vorzugsweise im Wesentlichen Schallgeschwindigkeit, um der Ansaugluft einen möglichst starken Drall einzuprägen. Je größer dieser Drall ist, desto besser kann ein Abreißen des Luftstroms an der vorderen Kante der Verdichterschaufel 13 des Verdichterrads 14 unterbunden wer den und um so weiter wird die Pumpgrenze hin zu geringeren Massenströmen verschoben.
Zum alltäglichen Betrieb eines Turboladerverdichters 10 gehört es allerdings auch, wie zuvor bereits beschrieben wurde, dass er einen hohen Ladedruck bei hohen Motordrehzahlen liefert, zum Beispiel beim Fahren auf der Autobahn mit hoher Geschwindigkeit oder beim Überholen. Wenn der Fahrer nun schnell vom Gas geht, zum Beispiel weil der Überholvorgang abgeschlossen ist, so muss bei einem Otto-Motor die Drosselklappe geschlossen werden, damit weniger Luft in die Zylinder angesaugt wird, weil die Verbrennung immer mit dem richtigen Verhältnis aus Kraftstoff und Luftmenge stattfinden soll. Das Laufzeug des Turboladers, also die Einheit aus Turbinenrad, Welle und Verdichter 10 hat in diesem Fall jedoch noch eine hohe Drehzahl und fördert erstmal weiter Frischluft in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors – gegen die geschlossene Drosselklappe. Damit nun kein Pumpen am Verdichter 10 auftritt muss dieser große Luftmassenstrom von der Druckseite abgeblasen werden. Für diesen Fall wird der weitere zweite Luftkanal 22 benötigt. Der zweite Luftkanal 22 ist dabei vorzugsweise in seinem Durchmesser größer ausgeführt als der erste Luftkanal 18 und kann somit auch eine entsprechend große bzw. größere Luftmenge abführen.
Der Aktuator 24 ist vorzugsweise so angeordnet, wie zuvor beschrieben, dass dieser den zweiten Luftkanal 22 ebenfalls Öffnen kann, zum Beispiel durch ein weiteres Verschieben der Betätigungseinrichtung 28 bzw. des Stempels nach hinten bzw. in Pfeilrichtung A. Grundsätzlich kann die Bewegung auch in die andere Richtung erfolgen. Durch diese Anordnung kann ein Aktuator 24 die beiden Aufgaben übernehmen.
In 2 ist stark vereinfacht eine Schnittansicht des Verdichtergehäuses 12 gemäß 1 im Bereich des ersten Luftkanals 18 und der Nut 16 gezeigt. Die Nut 16 ist dabei mit einer gestrichelten Linie angedeutet, wobei sich die Nut 16 beispielsweise zu ihrem Ende hin verjüngt. Das Ausströmventil ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Das Einleiten eines vorbestimmten Luftmassenstroms ṁ in die Nut 16 bzw. in das Verdichtergehäuse 12 erfolgt über den ersten Luftkanal 18 und erfordert eine Kontrolle der Öffnung der Ventileinrichtung 26 bzw. hier des Ausströmventils. Auf diese Weise kann der eingeleitete Luftmassenstroms ṁ kontrolliert werden, um einen Vordrall in Abhängigkeit von dem für den Motor erforderlichen Luftmassenstrom ṁ und Druckverhältnis zu erzeugen. Dabei kann das Ausströmventil 26 derart betätigt oder angesteuert werden, dass es einen vorbestimmten Luftmassenstrom ṁ in die Nut 16 einleitet.
Das Ausströmventil 26 weist hierbei, wie zuvor beschrieben, einen variablen Querschnitt auf. Über den Luftmassenstrom ṁ der aus dem Ausströmventil 26 der Nut 16 zugeführt wird, kann insbesondere in Wandnähe ein großer Vordrall erzeugt werden, wo als erstes Ablöseerscheinungen auftreten können. Dabei wird vorzugsweise ein gleichmäßiger Vordrall über den gesamten Umfang erzeugt.
Der Querschnitt der Nut 16 ist dabei beispielsweise so gewählt, dass der Luftmassenstrom ṁ vorzugsweise im Kreis, d. h. vorzugsweise über den gesamten Umfang gefördert wird oder zumindest über einen Teil des Umfangs. Ein minimaler Querschnitt kann beispielsweise so gewählt werden, dass der Massenstrom im Leerlauf und der Massenstrom der über die Ventileinrichtung 26 bereitgestellt wird rechts der Pumpgrenze liegt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Definition eines minimalen Querschnitts beschränkt.
In 3 ist nun eine schematische Vorderansicht eines Verdichters 10 und seines Verdichtergehäuses 12 gezeigt, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Das Verdichtergehäuse 12 unterscheidet sich dabei von dem Verdichtergehäuse 12 gemäß 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass statt der Nut 16 der erste Luftkanal 18 derart angeordnet ist, so dass der Luftmassenstrom ṁ des Ausströmventils 26 im Wesentlichen tangential oder nahezu tangential in das Verdichtergehäuse 12 bzw. die Verdichterzuführung einführt wird. Das Verdichtergehäuse 12 weist dabei ebenfalls, wie die Ausführungsform in 1 und 2, einen zweiten Luftkanal 22 auf und ein Ausströmventil 26 und einen Aktuator 24 zum Betätigen des Ausströmventils 26. Daher gelten die zu den 1 und 2 gemachten Ausführungen auch entsprechend für die Ausführung, wie sie in 3 gezeigt ist und werden daher nicht wiederholt.
Grundsätzlich ist aber auch denkbar die Ausführungen miteinander zu kombinieren, indem wahlweise in 3 zusätzlich eine Nut 16 gemäß der Ausführungsform in den 1 und 2 vorgesehen wird, der über den erste Luftkanal 18 der Luftmassenstrom ṁ in im Wesentlichen tangentialer oder nahezu tangentialer Richtung zugeführt wird. In den 1 und 2 kann hierbei entsprechend der erste Luftkanal 18 so vorgesehen werden, dass der Luftmassenstrom ṁ in im Wesentlichen tangentialer Richtung oder nahezu tangentialer Richtung in die Nut 16 bzw. das Verdichtergehäuse 12 eingeleitet wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind dabei miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007051844 [0003]

Claims

Turbolader mit einem Verdichter (10), wobei der Verdichter (10) ein Verdichtergehäuse (12) aufweist, in welchem ein Verdichterrad (14) angeordnet ist, – wobei in dem Verdichtergehäuse (12) ein erster und ein zweiter Luftkanal (18, 22) vorgesehen sind, – wobei über den ersten Luftkanal (18) Luft zur Verschiebung der Pumpgrenze des Verdichters (10) zuführbar ist, und – wobei über den zweiten Luftkanal (22) Luft abblasbar ist.
Turbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftkanal (18) einen ausreichenden Luftmassenstrom in den Verdichter (10) einleitet, um die Pumpgrenze hin zu kleineren Massenströmen zu verschieben, und um vorzugsweise einen Vordrall zu erzeugen, der geeignet ist, ein Pumpen des Verdichters (10) zu verhindern.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den ersten und zweiten Luftkanal (18, 22) Luft abblasbar ist, beispielsweise bei einem schnellen Schließen einer Drosselklappe eines mit dem Turbolader verbundenen Motors.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten und zweiten Luftkanal (18, 22) eine Ventileinrichtung (26) vorgesehen ist zum Öffnen und Schließen des ersten bzw. zweiten Luftkanals (18, 22), wobei die Ventileinrichtung (26) über einen Aktuator (24) betätigbar ist.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten und zweiten Luftkanal (18, 22) jeweils eine eigene Ventileinrichtung (26) vorgesehen ist zum Öffnen und Schließen des ersten bzw. zweiten Luftkanals (18, 22), wobei die jeweilige Ventileinrichtung (26) über einen zugeordneten Aktuator (24) betätigbar ist.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (26) zumindest im Bereich der Öffnung des ersten Luftkanals (18) einen variablen Querschnitt aufweist, um einen geeigneten Luftmassenstrom einzustellen.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (26) eine Betätigungseinrichtung (28) aufweist, die beispielsweise mit einem Kegelventilsitz (30) versehen ist, wobei über die Steigung des Kegelventilsitzes der Querschnitt der Ventileinrichtung (26) geeignet einstellbar ist.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (24) beispielsweise über einen Schrittmotor oder eine Tauchspule oder einen Hubmagneten betätigbar ist.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (24) über eine Steuereinrichtung (25) steuerbar ist, wobei die Steuereinrichtung beispielsweise ein Teil der Motorsteuerung ist oder als separates Teil mit dieser verbunden ist.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des ersten Luftkanals (18) so gewählt ist, dass eine einströmende Luft eine möglichst hohe Geschwindigkeit erreicht, beispielsweise im Wesentlichen Schallgeschwindigkeit.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des zweiten Luftkanals (22) größer ist als der Querschnitt des ersten Luftkanals (18), wobei der Querschnitt des zweiten Luftkanals (22) beispielsweise so gewählt ist, dass ein überschüssiger Ladedruck durch Öffnen des zweiten Luftkanals (22) und wahlweise des ersten Luftkanals (18) geeignet abgebaut werden kann.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Luftkanal (18) so ausgebildet ist, dass ein Luftmassenstrom nahezu tangential oder im Wesentlichen tangential in das Verdichtergehäuse (12) einleitbar ist.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse (12) eine Nut (16) aufweist, die mit dem ersten Luftkanal (18) verbunden ist, wobei die Nut (16) beispielsweise in einem Bereich vor dem Verdichterradeintritt bzw. im Bereich der Verdichterzuführung angeordnet ist.
Turbolader nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) in einem vorbestimmten Abstand vor dem Verdichterradeintritt angeordnet ist, wobei der Abstand der Nut (16) von dem Verdichterrad (14) beispielsweise so gewählt ist, dass der Abstand der Nut (16) mindestens 1/4 des Durchmessers am Verdichtereintritt und höchstens das fünffache des Durchmessers am Verdichterradeintritt beträgt.
Turbolader nach wenigstens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (16) zumindest teilweise oder vollständig umlaufend in dem Verdichtergehäuse (12) ausgebildet ist, wobei sich die Nut (16) wahlweise zu ihrem Ende hin verjüngt.