DE102014006463A1 - Adjustable air supply device - Google Patents

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Abstract

Eine einstellbare Luftzufuhreinrichtung weist in einem Luftkanal ein verstellbares Strömungsbauteil auf, das als Hohlkörper ausgebildet ist.An adjustable air supply device has an adjustable flow component in an air duct, which is designed as a hollow body.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine einstellbare Luftzufuhreinrichtung, insbesondere für einen Verdichter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an adjustable air supply device, in particular for a compressor in the intake tract of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Luftzufuhreinrichtungen können beispielsweise für die Luftzufuhr zu einem Verdichter im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine genutzt werden. Aus der DE 103 29 019 A1 ist es bekannt, in einem Verdichtereinlasskanal eines Verdichters, der Teil eines Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine ist, ein axial verstellbares Sperrorgan anzuordnen, bei dessen Verstellbewegung der Strömungsquerschnitt zwischen einem vorgelagerten Luftsammelraum und dem Verdichterrad des Verdichters verändert wird. Das Sperrorgan ist axial verschieblich im Verdichtereinlasskanal gelagert und wird mithilfe eines Stellgliedes zur Einstellung des Strömungsquerschnittes in die gewünschte axiale Position geschoben. Bei einem reduzierten Strömungseintrittsquerschnitt ist die Strömungsgeschwindigkeit des Luftmassenstromes in Richtung auf das Verdichterrad erhöht, bei größerem Strömungseintrittsquerschnitt ist die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend reduziert. Die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erlaubt eine Verschiebung der Pumpgrenze des Verdichters zu niedrigeren Massenströmen hin.Such air supply devices can be used for example for the air supply to a compressor in the intake of an internal combustion engine. From the DE 103 29 019 A1 It is known, in a compressor inlet passage of a compressor, which is part of an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, to arrange an axially adjustable blocking member, in the adjusting movement of the flow cross-section between an upstream air collecting space and the compressor of the compressor is changed. The blocking member is mounted axially displaceable in the compressor inlet channel and is pushed by means of an actuator for adjusting the flow cross-section in the desired axial position. With a reduced flow inlet cross section, the flow velocity of the air mass flow is increased in the direction of the compressor wheel, with a larger flow inlet cross section, the flow velocity is reduced accordingly. The increase in the flow rate allows a shift of the surge line of the compressor to lower mass flows out.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine einstellbare Luftzufuhreinrichtung, die ein verstellbares Strömungsbauteil aufweist, so auszubilden, dass die Luftströmung durch die Luftzufuhreinrichtung in einfacher Weise und präzise beeinflusst werden kann.The invention is based on the object with simple constructive measures an adjustable air supply device having an adjustable flow component, form so that the air flow through the air supply means can be influenced in a simple manner and precise.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Die einstellbare Luftzufuhreinrichtung kann dazu verwendet werden, einen Luftmassenstrom, welcher durch die Luftzufuhreinrichtung geführt ist, mithilfe eines verstellbaren Strömungsbauteils zu beeinflussen. Der Luftmassenstrom bewegt sich von einer Einströmseite zu einer Abströmseite der Luftzufuhreinrichtung und passiert hierbei das Strömungsbauteil an dessen Außenseite und zusätzlich durch einen innen liegenden Strömungsweg, der durch die Ausführung des Strömungsbauteils als Hohlkörper gebildet ist. Es gibt somit zwei konzentrisch zueinander liegende Strömungswege: zum einen der innen liegende Strömungsweg durch das als Hohlkörper ausgeführte Strömungsbauteil hindurch und zum andern an der Außenseite des Strömungsbauteils, wobei der außen liegende Strömungsweg von der Gehäuseinnenwand der Luftzufuhreinrichtung begrenzt wird.The adjustable air supply device can be used to influence an air mass flow, which is guided by the air supply device, by means of an adjustable flow component. The air mass flow moves from an inflow side to an outflow side of the air supply device and in this case passes through the flow component on its outside and additionally through an internal flow path, which is formed by the design of the flow component as a hollow body. There are thus two flow paths lying concentrically to one another: on the one hand the internal flow path through the flow component designed as a hollow body and on the other on the outside of the flow component, wherein the outside flow path is delimited by the housing inner wall of the air supply device.

Bei der Verstellung des Strömungsbauteils wird zumindest der Strömungsquerschnitt des außen liegenden Strömungswegs verändert. Der Querschnitt des innen liegenden Strömungswegs bleibt dagegen vorteilhafterweise konstant und unbeeinflusst von der aktuellen Position des Strömungsbauteils. Gemäß einer alternativen Ausführung ist es aber auch möglich, auch den Querschnitt des innen liegenden Strömungswegs verstellbar auszubilden, der abhängig oder unabhängig von der Stellbewegung des Strömungsbauteils im Luftkanal der Luftzufuhreinrichtung verändert werden kann.During the adjustment of the flow component, at least the flow cross section of the outer flow path is changed. By contrast, the cross section of the inner flow path advantageously remains constant and unaffected by the current position of the flow component. According to an alternative embodiment, it is also possible to adjust the cross-section of the inner flow path adjustable, which can be changed depending on or independent of the adjusting movement of the flow component in the air duct of the air supply device.

Bei einer Stellbewegung des Strömungsbauteils wird der freie Strömungsquerschnitt im Luftkanal zwischen der Außenseite des Strömungsbauteils und der begrenzenden, radial weiter außen liegenden Innenwand im Gehäuse veränderlich eingestellt. Bei einer Reduzierung des freien Strömungsquerschnitts erhöht sich bei gleichbleibendem Luftmassenstrom die Strömungsgeschwindigkeit. Umgekehrt wird die Strömungsgeschwindigkeit reduziert, wenn durch eine entsprechende Stellbewegung des Strömungsbauteils der freie Strömungsquerschnitt an der Außenseite vergrößert wird. Damit ist auf einfache Weise eine Einstellung der Luftströmung durch die Luftzufuhreinrichtung möglich.During an adjusting movement of the flow component, the free flow cross-section in the air duct between the outside of the flow component and the delimiting radially outer wall in the housing is set to be variable. With a reduction in the free flow cross section, the flow velocity increases while the air mass flow rate remains the same. Conversely, the flow velocity is reduced if the free flow cross-section on the outside is increased by a corresponding adjusting movement of the flow component. This makes it easy to adjust the air flow through the air supply device.

Die Luftzufuhreinrichtung kann beispielsweise im Verdichtereinlass eines Verdichters eingesetzt werden. Der Verdichter kann sich im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine befinden und verdichtet die den Zylinder der Brennkraftmaschine zuzuführende Verbrennungsluft auf einen erhöhten Ladedruck. Der Verdichter kann Bestandteil eines Turboladers sein, der zusätzlich zum Verdichter eine Turbine aufweist, deren Turbinenrad über eine Welle mit dem Verdichterrad drehgekoppelt ist. Der Turbolader wird beispielsweise in einer Brennkraftmaschine eingesetzt, deren Abgase die Turbine antreiben, wobei die Drehbewegung des Turbinenrades über die Welle auf das Verdichterrad übertragen wird und die angesaugte Verbrennungsluft auf einen erhöhten Druck verdichtet wird. Über die veränderliche Einstellung des Strömungsquerschnitts an der Außenseite des Strömungsbauteils kann auf die Pumpgrenze des Verdichters Einfluss genommen werden, bei deren Unterschreitung es zu einer Strömungsablösung von den Verdichterschaufeln kommt, wodurch der Fördervorgang durch den Verdichter unterbrochen wird. Die Pumpgrenze kann durch eine Reduzierung des Strömungsquerschnitts und eine damit bewirkte Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zugunsten kleinerer Luftmassenströme verschoben werden, wodurch eine Strömungsablösung an den Verdichterradschaufeln vermieden wird und die Effektivität gesteigert wird.The air supply device can be used for example in the compressor inlet of a compressor. The compressor may be located in the intake tract of an internal combustion engine and compresses the combustion air to be supplied to the cylinder of the internal combustion engine to an increased charge pressure. The compressor may be part of a turbocharger, which in addition to the compressor has a turbine, the turbine wheel is rotationally coupled via a shaft to the compressor wheel. The turbocharger is used for example in an internal combustion engine whose exhaust gases drive the turbine, wherein the rotational movement of the turbine wheel is transmitted via the shaft to the compressor wheel and the sucked combustion air is compressed to an increased pressure. The variable setting of the flow cross-section on the outside of the flow component can be used to influence the surge limit of the compressor, below which it comes to a flow separation from the compressor blades, whereby the delivery process is interrupted by the compressor. The surge limit can be achieved by reducing the flow cross-section and a thus causing an increase in the flow velocity in favor of smaller air mass flows are shifted, whereby a flow separation is avoided on the compressor impeller blades and the effectiveness is increased.

Es kommt aber auch ein Einsatz der einstellbaren Luftzufuhreinrichtung unabhängig von einem Verdichter in Betracht.But it is also a use of the adjustable air supply device regardless of a compressor into consideration.

Gemäß vorteilhafter Ausführung bleibt der innen liegende Strömungsweg permanent offen, ungeachtet der jeweiligen Position des Strömungsbauteils und des freien Strömungsquerschnitts des äußeren Strömungswegs. Dies gewährleistet einen Mindest-Luftmassenstrom durch den Luftkanal in der Luftzufuhreinrichtung, der auch bei geschlossenem oder stark reduziertem äußerem Strömungsweg erhalten bleibt.According to an advantageous embodiment, the internal flow path remains permanently open regardless of the respective position of the flow component and the free flow cross section of the outer flow path. This ensures a minimum air mass flow through the air duct in the air supply device, which is maintained even with closed or greatly reduced outer flow path.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das Strömungsbauteil axial verschiebbar in der Luftzufuhreinrichtung aufgenommen. Die axiale Verschiebbarkeit erfolgt insbesondere parallel zur Längsachse des Luftkanals, in welchem das Strömungsbauteil aufgenommen ist. Alternativ zu einer axialen Verschiebbarkeit kommt auch eine translatorische Verschiebung in einem Winkel zur Längsrichtung des Luftkanals oder eine rotatorische bzw. Schwenkbewegung des Strömungsbauteils in Betracht.According to a further expedient embodiment, the flow component is received axially displaceable in the air supply device. The axial displaceability is in particular parallel to the longitudinal axis of the air duct, in which the flow component is received. As an alternative to an axial displaceability, a translational displacement at an angle to the longitudinal direction of the air duct or a rotary or pivoting movement of the flow component is also possible.

Die Stellbewegung des Strömungsbauteils wird, gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung, mithilfe eines Aktuators erzeugt. Der Aktuator ist beispielsweise als eine Unterdruckdose ausgeführt oder als eine elektromagnetische Stelleinrichtung. Die Stellbewegung des Aktuators kann gegebenenfalls über eine Stellstange auf das Strömungsbauteil übertragen werden.The adjusting movement of the flow component is, according to further expedient embodiment, generated by means of an actuator. The actuator is designed, for example, as a vacuum box or as an electromagnetic actuator. The adjusting movement of the actuator can optionally be transmitted to the flow component via an adjusting rod.

Es kann zweckmäßig sein, dass der innen liegende Strömungsweg einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Strömungsquerschnitt aufweist. Hierdurch wird ein Düseneffekt erzeugt, der eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung bewirkt. Beispielsweise weist der innere Strömungsweg Konusform auf mit einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Querschnitt. Der innere Strömungsweg kann auch eine konvex oder konkav gewölbte Innenwand aufweisen.It may be expedient for the internal flow path to have a flow cross section that tapers in the direction of flow. As a result, a nozzle effect is generated, which causes an increase in the flow velocity of the air flow. For example, the inner flow path has a conical shape with a cross-section that tapers in the flow direction. The inner flow path can also have a convex or concave inner wall.

Die äußere Mantelfläche des Strömungsbauteils, welche den äußeren Strömungsweg begrenzt, kann einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Querschnitt besitzen, indem die Außenseite des Strömungsbauteils beispielsweise konusförmig aufgebaut ist. Es kommen aber auch konkave oder konvexe äußere Mantelflächen des Strömungsbauteils in Betracht. Die Innenwand am Gehäuse, die den Luftkanal begrenzt, kann gekrümmt, beispielsweise konvex gekrümmt, ausgeführt sein. Die den Luftkanal begrenzende Innenwand am Gehäuse kann auch nicht-konvex, beispielsweise konisch ausgebildet sein und einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Querschnitt aufweisen.The outer surface area of the flow component, which delimits the outer flow path, may have a cross-section which tapers in the direction of flow, in that the outside of the flow component is constructed in the form of a cone, for example. But there are also concave or convex outer surfaces of the flow component into consideration. The inner wall on the housing, which limits the air duct, can be curved, for example, convex curved executed. The inner wall delimiting the air duct on the housing can also be non-convex, for example conical, and have a cross-section which tapers in the direction of flow.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung kann das Strömungsbauteil so weit verstellt werden, dass in einer Schließposition die Außenseite des Strömungsbauteils auf Kontakt zur Innenwand des Luftkanals im Gehäuse liegt, so dass der äußere Strömungsweg verschlossen ist. In dieser Position bleibt allein der innere Strömungsweg durch das als Hohlkörper ausgeführte Strömungsbauteil geöffnet. Alternativ ist das Strömungsbauteil zwischen einer Öffnungsposition und einer den Querschnitt im äußeren Strömungsweg reduzierenden, jedoch nicht verschließenden Position zu verstellen.According to a further expedient embodiment, the flow component can be adjusted so far that in a closed position, the outside of the flow member is in contact with the inner wall of the air channel in the housing, so that the outer flow path is closed. In this position, only the inner flow path through the designed as a hollow body flow component remains open. Alternatively, the flow component between an opening position and a cross section in the outer flow path reducing, but not occlusive position to adjust.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 in schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader, der einen Verdichter im Ansaugtrakt und eine Abgasturbine im Abgasstrang aufweist, 1 a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger having a compressor in the intake and an exhaust gas turbine in the exhaust line,

2 einen Schnitt längs durch eine einstellbare Luftzufuhreinrichtung, über die ein Luftmassenstrom dem Verdichter zugeführt wird, mit einem axial verstellbaren Strömungsbauteil in Öffnungsposition, 2 a section along an adjustable air supply device, via which an air mass flow is supplied to the compressor, with an axially adjustable flow component in the open position,

3 eine 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit dem verstellbaren Strömungsbauteil in Schließposition, 3 a 2 corresponding representation, but with the adjustable flow component in the closed position,

4 eine perspektivische Darstellung der Luftzufuhreinrichtung im Schnitt, mit dem verstellbaren Strömungsbauteil in Öffnungsposition, 4 a perspective view of the air supply device in section, with the adjustable flow component in the open position,

5 eine 4 entsprechende Darstellung, jedoch mit dem Strömungsbauteil in Schließposition. 5 a 4 corresponding representation, but with the flow component in the closed position.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 dargestellt, der ein Abgasturbolader 2 zugeordnet ist, welcher einen Verdichter 3 im Ansaugtrakt 4 und eine Abgasturbine 5 im Abgasstrang 6 der Brennkraftmaschine 1 umfasst. Die Abgase im Abgasstrang 6 treiben ein Turbinenrad der Abgasturbine 5 an, das über eine Welle 7 mit einem Verdichterrad im Verdichter 3 drehgekoppelt ist. Über das Verdichterrad wird die herangeführte Verbrennungsluft auf einen erhöhten Ladedruck verdichtet, unter dem die Verbrennungsluft den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt wird.In 1 is an internal combustion engine 1 shown, which is an exhaust gas turbocharger 2 is assigned, which is a compressor 3 in the intake tract 4 and an exhaust gas turbine 5 in the exhaust system 6 the internal combustion engine 1 includes. The exhaust gases in the exhaust system 6 drive a turbine wheel of the exhaust gas turbine 5 that's about a wave 7 with a compressor wheel in the compressor 3 is rotationally coupled. About the compressor, the supplied combustion air is compressed to an increased boost pressure, below which the combustion air is supplied to the cylinders of the internal combustion engine.

In den 2 bis 5 ist eine Luftzuführeinrichtung 8 dargestellt, über die dem Verdichterrad 9 des Verdichters ein Luftmassenstrom zugeführt wird. Die Luftzufuhreinrichtung 8 befindet sich im Verdichtereinlass des Verdichters und ist dem Verdichterrad 9 im Verdichtergehäuse 10 unmittelbar vorgelagert.In the 2 to 5 is an air supply device 8th represented over the compressor wheel 9 the compressor is supplied with an air mass flow. The air supply device 8th is located in the compressor inlet of the compressor and is the compressor wheel 9 in the compressor housing 10 immediately upstream.

Die Luftzufuhreinrichtung 8 umfasst ein Strömungsbauteil 12 in einem Luftkanal 11, der in einem Gehäuse 13 der Luftzufuhreinrichtung 8 angeordnet ist. Das Gehäuse 13 der Luftzufuhreinrichtung 8 ist bevorzugt separat von dem Verdichtergehäuse 10 ausgebildet. Es kommt aber auch eine Ausführung mit einteiliger Ausbildung des Gehäuses 13 der Luftzufuhreinrichtung mit dem Verdichtergehäuse 10 in Betracht.The air supply device 8th includes a flow component 12 in an air duct 11 in a housing 13 the air supply device 8th is arranged. The housing 13 the air supply device 8th is preferably separate from the compressor housing 10 educated. But there is also an embodiment with one-piece design of the housing 13 the air supply device with the compressor housing 10 into consideration.

Das Strömungsbauteil 12 ist axial verschiebbar im Luftkanal 11 gehalten und kann parallel zur Längsachse des Luftkanals 11 hin und her verstellt werden. Das Strömungsbauteil 12 ist als Hohlkörper ausgeführt und weist einen innen liegenden Strömungsweg 14 auf, der von der herangeführten Verbrennungsluft gemäß Pfeil 15 in Richtung des Verdichterrades 9 durchströmt wird. Der innen liegende Strömungsweg 14 ist konisch ausgebildet und weist einen sich in Durchströmungsrichtung verjüngenden Querschnitt auf. Der Konuswinkel des innen liegenden Strömungswegs 14 liegt vorzugsweise in einem Winkelbereich bis maximal 30°, beispielsweise bei 10°, 15° oder 20°.The flow component 12 is axially displaceable in the air duct 11 held and can be parallel to the longitudinal axis of the air duct 11 be adjusted back and forth. The flow component 12 is designed as a hollow body and has an internal flow path 14 on, of the brought-up combustion air according to arrow 15 in the direction of the compressor wheel 9 is flowed through. The internal flow path 14 is conical and has a tapered in the direction of flow cross-section. The cone angle of the internal flow path 14 is preferably in an angular range up to a maximum of 30 °, for example at 10 °, 15 ° or 20 °.

Die äußere Mantelfläche 16 des Strömungsbauteils 12 ist ebenfalls konisch ausgeführt und verjüngt sich in Richtung des Verdichterrades 9. Der Konuswinkel der Mantelfläche 16 liegt beispielsweise in einem Winkelbereich von mindestens 30° bis maximal 45°.The outer lateral surface 16 of the flow component 12 is also tapered and tapers in the direction of the compressor wheel 9 , The cone angle of the lateral surface 16 is for example in an angular range of at least 30 ° to a maximum of 45 °.

Zwischen der Mantelfläche 16 und der Innenwand 17 des Gehäuses 10 bzw. 13 ist ein außen liegender Strömungsweg 18 gebildet, über den die herangeführte Verbrennungsluft gemäß Pfeil 19 in Richtung des Verdichterrades 9 strömt. Die Innenwand 17 am Übergang des Gehäuses 13 der Luftzufuhreinrichtung 8 zum Gehäuse 10 des Verdichters ist konvex gekrümmt ausgebildet, der freie Strömungsquerschnitt im Lufteinlass unmittelbar vor dem Verdichterrad 9 verringert sich im Bereich der konvexen Innenwand 17 bis auf ein Minimum, wodurch ein Düseneffekt erreicht wird.Between the lateral surface 16 and the inner wall 17 of the housing 10 respectively. 13 is an external flow path 18 formed over the supplied combustion air as indicated by arrow 19 in the direction of the compressor wheel 9 flows. The inner wall 17 at the junction of the housing 13 the air supply device 8th to the housing 10 of the compressor is convexly curved, the free flow cross-section in the air inlet immediately in front of the compressor wheel 9 decreases in the area of the convex inner wall 17 to a minimum, whereby a nozzle effect is achieved.

Das Strömungsbauteil 12 ist axial längsverschieblich im Luftkanal 11 angeordnet und kann zwischen der in den 2 und 4 dargestellten Öffnungsposition und einer in den 3 und 5 dargestellten Schließposition verstellt werden. In der Öffnungsposition ist der außen liegende Strömungsweg 18 freigegeben, so dass gemäß Pfeil 19 eine Durchströmung des außen liegenden Strömungswegs 18 in Richtung auf das Verdichterrad 9 möglich ist. In der Schließposition gemäß den 3 und 5 liegt dagegen die äußere Mantelfläche 16 des Strömungsbauteils 12 auf Kontakt zur konvex gekrümmten Innenwand 17 des Gehäuses 10, 13, so dass der außen liegende Strömungsweg 18 verschlossen und keine Durchströmung möglich ist.The flow component 12 is axially longitudinally displaceable in the air duct 11 arranged and can between the in the 2 and 4 shown opening position and one in the 3 and 5 shown closed position can be adjusted. In the open position is the outside flow path 18 released, so that according to arrow 19 a flow through the outside flow path 18 towards the compressor wheel 9 is possible. In the closed position according to 3 and 5 on the other hand lies the outer surface 16 of the flow component 12 on contact with the convex curved inner wall 17 of the housing 10 . 13 so that the outside flow path 18 closed and no flow is possible.

Ungeachtet der aktuellen axialen Position des Strömungsbauteils 12 bleibt der innen liegende Strömungsweg 14 permanent geöffnet; der Querschnitt des innen liegenden Strömungswegs 14 ist unveränderlich, der Strömungsweg 14 behält in jeder axialen Position des Strömungsbauteils 12 seine Querschnittsform bei.Regardless of the current axial position of the flow component 12 remains the internal flow path 14 permanently open; the cross section of the internal flow path 14 is immutable, the flow path 14 Retains in any axial position of the flow component 12 its cross-sectional shape.

Mit zunehmender Annäherung des Strömungsbauteils 12 an die Innenwand 17 des Gehäuses – dies entspricht einem Übergang des Zustandes von 2 nach 3 bzw. von 4 nach 5 – wird der freie Strömungsquerschnitt im außen liegenden Strömungsweg 18 reduziert, so dass auch die Summe der freien Strömungsquerschnitte, gebildet von innen liegendem Strömungsweg 14 und außen liegendem Strömungsweg 18, kleiner wird. Diese Querschnittsreduzierung bewirkt bei gleichem Luftmassenstrom eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere im Bereich des außen liegenden Strömungswegs 18. Die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luftströmung verschiebt die Pumpgrenze des Verdichterrades 9 hin zu kleineren Luftmassenströmen, wodurch die Effektivität gesteigert wird. Die höheren Strömungsgeschwindigkeiten werden insbesondere im äußeren Strömungsweg 18 zwischen der äußeren Mantelfläche 16 und der Gehäuseinnenwand 17 erzielt.With increasing approach of the flow component 12 to the inner wall 17 of the housing - this corresponds to a transition of the state of 2 to 3 or from 4 to 5 - Is the free flow cross section in the outer flow path 18 reduced, so that also the sum of the free flow cross sections, formed by internal flow path 14 and external flow path 18 , gets smaller. With the same air mass flow, this cross-section reduction causes an increase in the flow velocity, in particular in the region of the outer flow path 18 , The higher flow velocity of the air flow shifts the surge limit of the compressor wheel 9 towards smaller air mass flows, thereby increasing the effectiveness. The higher flow rates are especially in the outer flow path 18 between the outer surface 16 and the housing inner wall 17 achieved.

Wie den 4 und 5 zu entnehmen, ist am Strömungsbauteil 12 eine Stellstange 21 befestigt, die in Achsrichtung verläuft und an der ein außerhalb des Gehäuses 13 angeordneter Aktuator 20 angreift zur Verstellung des Strömungsbauteils 12 zwischen Öffnungs- und Schließposition. Bei dem Aktuator 20 handelt es sich beispielsweise um eine Unterdruckdose.Like that 4 and 5 can be seen on the flow component 12 an adjusting rod 21 attached, which runs in the axial direction and at the one outside of the housing 13 arranged actuator 20 acts to adjust the flow component 12 between opening and closing position. At the actuator 20 it is for example a vacuum box.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10329019 A1 [0002] DE 10329019 A1 [0002]

Claims (11)

Einstellbare Luftzufuhreinrichtung, insbesondere für einen Verdichter (3) im Ansaugtrakt (4) einer Brennkraftmaschine (1), mit einem Luftkanal (11) und einem verstellbaren Strömungsbauteil (12) zur veränderlichen Einstellung des Strömungsquerschnitts im Luftkanal (11), wobei mit der Verstellung des Strömungsbauteils (12) der Strömungsquerschnitt eines an der Außenseite des Strömungsbauteils (12) liegenden Strömungswegs (18) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsbauteil (12) als Hohlkörper ausgebildet ist und einen zusätzlichen, innen liegenden Strömungsweg (14) aufweist.Adjustable air supply device, in particular for a compressor ( 3 ) in the intake tract ( 4 ) an internal combustion engine ( 1 ), with an air duct ( 11 ) and an adjustable flow component ( 12 ) for the variable adjustment of the flow cross-section in the air duct ( 11 ), wherein with the adjustment of the flow component ( 12 ) the flow cross-section of a on the outside of the flow member ( 12 ) flow path ( 18 ) is variable, characterized in that the flow component ( 12 ) is formed as a hollow body and an additional, inner flow path ( 14 ) having. Luftzufuhreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsbauteil (12) axial verschiebbar in der Luftzufuhreinrichtung (8) aufgenommen ist.Air supply device according to claim 1, characterized in that the flow component ( 12 ) axially displaceable in the air supply device ( 8th ) is recorded. Luftzufuhreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innen liegende Strömungsweg (14) einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Strömungsquerschnitt aufweist.Air supply device according to claim 1 or 2, characterized in that the internal flow path ( 14 ) has a flow cross section tapering in the flow direction. Luftzufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche (16) des Strömungsbauteils (12) einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Strömungsquerschnitt aufweist.Air supply device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer lateral surface ( 16 ) of the flow component ( 12 ) has a flow cross section tapering in the flow direction. Luftzufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Mantelfläche des Strömungsbauteils (12) konusförmig ausgebildet ist.Air supply device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer circumferential surface of the flow component ( 12 ) is cone-shaped. Luftzufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der innen liegende Strömungsweg (14) im Strömungsbauteil (12) einen nicht-veränderlichen Strömungsquerschnitt aufweist.Air supply device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner flow path ( 14 ) in the flow component ( 12 ) has a non-variable flow cross-section. Luftzufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere, an der Außenseite des Strömungsbauteils (12) liegende Strömungsweg auf der radial außen liegenden Seite von einer konvexen Gehäuseinnenwand (17) begrenzt ist.Air supply device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer, on the outside of the flow member ( 12 ) lying on the radially outer side of a convex housing inner wall ( 17 ) is limited. Luftzufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere, an der Außenseite des Strömungsbauteils (12) liegende Strömungsweg auf der radial außen liegenden Seite von einer konischen Gehäuseinnenwand (17) begrenzt ist.Air supply device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer, on the outside of the flow member ( 12 ) lying on the radially outer side of a conical inner housing wall ( 17 ) is limited. Luftzufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strömungsbauteil (12) ein Aktuator (20) zum Verstellen zwischen verschiedenen Positionen zugeordnet ist.Air supply device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flow component ( 12 ) an actuator ( 20 ) is assigned for adjusting between different positions. Luftzufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schließposition die Außenseite des Strömungsbauteils (12) auf Kontakt zur Innenwand (17) des Luftkanals (11) im Gehäuse (10, 13) liegt und der Strömungsweg auf der radial außen liegenden Seite verschlossen ist.Air supply device according to one of claims 1 to 9, characterized in that in a closed position the outside of the flow component ( 12 ) on contact with the inner wall ( 17 ) of the air duct ( 11 ) in the housing ( 10 . 13 ) and the flow path is closed on the radially outer side. Verdichter im Ansaugtrakt (4) einer Brennkraftmaschine (1) mit einer Luftzufuhreinrichtung (8) im Verdichtereinlass nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Compressor in the intake tract ( 4 ) an internal combustion engine ( 1 ) with an air supply device ( 8th ) in the compressor inlet according to one of claims 1 to 10.
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