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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Turbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zur Verwendung mit einer Abgasrückführungs-Vorrichtung (AGR-Vorrichtung) mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Abgasrückführungs-Vorrichtung (AGR-Vorrichtung) mit einem Turbolader nach Anspruch 7.
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Im Kraftfahrzeugbereich dienen Turbolader bzw. Abgasturbolader der Steigerung der Effizienz von Brennkraftmaschinen. So weisen aufgeladene Kolbenmotoren eine zum Teil deutlich höhere Leistung gegenüber unaufgeladenen Saugmotoren auf. Zur Aufladung wird die der Brennkraftmaschine zugeführte Verbrennungsluft mittels eines Verdichter-Laufrads komprimiert. Hierdurch lässt sich eine höhere Sauerstoffmenge in die Brennkraftmaschine einbringen und so mehr Kraftstoff pro Kolbentakt verbrennen. Bei einem Abgasturbolader ist das Verdichter-Laufrad mit einem Turbinen-Laufrad gekoppelt. Die Turbine wird durch die kinetische Energie des aus der Brennkammer ausgestoßenen Abgases rotiert und treibt auf diese Weise das Verdichter-Laufrad an.
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Eine Abgasrückführung (AGR) dient der Minderung von Stickoxiden (NOx), die bei der Verbrennung von Kraftstoff entstehen. Dies ist besonders im Hinblick auf die Emissionsgrenzwerte, die bezüglich des Schadstoffausstoßes für moderne Kraftfahrzeug-Motoren vorgeschrieben sind, notwendig. Bei der Abgasrückführung wird die Verbrennungsluft, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird, mit Abgas versetzt. Durch die Beimischung von Abgas sinken der Sauerstoffgehalt der Verbrennungsluft, und damit auch die Verbrennungsrate des Kraftstoffes. Dies hat eine Abnahme der Verbrennungstemperatur zu Folge. Die Reaktionsgeschwindigkeit zur Bildung von Stickoxiden hängt von der Verbrennungstemperatur ab, weshalb eine geringere Verbrennungstemperatur zu einer geringeren Bildung von Stickoxiden führt.
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Durch die Verwendung eines Turboladers zusammen mit einer Abgasrückführung kann somit die Effizienz von Brennkraftmaschinen gesteigert und gleichzeitig der Schadstoffausstoß verringert werden. Gerade im Hinblick auf zukünftige Anforderungen an Abgas- und CO2-Emissionsgrenzwerte, insbesondere im praktischen Fahrbetrieb (Real Drive Emission - RDE) ist der Einsatz einer Abgasrückführung, im Speziellen einer Niederdruck-Abgasrückführung (ND-AGR) in einem weiten Bereich des Motorkennfelds und bei niedrigen Umgebungstemperaturen (bis zu minus 7 °C) praktisch unerlässlich.
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Beispielsweise aus der
DE 10 2010 042 442 A1 ist ein Niederdruck-AGR-System für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Abgasturbolader bekannt. Der Abgasturbolader weist einen Verdichter und eine Turbine auf, wobei ein Verdichter-Laufrad, das in einem Verdichter-Gehäuse angeordnet ist, mit einem Turbinen-Laufrad, das in einem Turbinen-Gehäuse angeordnet ist, über eine Welle Drehmoment übertragend gekoppelt ist. Das Turbinen-Laufrad wird durch den Abgasstrom der Brennkraftmaschine in Rotation versetzt und treibt das Verdichter-Laufrad an. Das Verdichter-Gehäuse ist mit einer Zuführleitung verbunden, über welche die Verbrennungsluft dem Verdichter-Laufrad zugeführt werden kann. Bei einem Niederdruck-AGR-System erfolgt die Abgasentnahme stromabwärts der Turbine, d. h. in Strömungsrichtung hinter der Turbine des Turboladers. Das Abgas wird mittels eines AGR-Kühlers auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt und anschließend über eine Rückführleitung, welche in die Zuführleitung mündet, mit der Verbrennungsluft gemischt. Das bereits vor dem Verdichter entstehende Abgas/LuftGemisch wird anschließend dem Verdichter-Laufrad zugeführt.
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Das rückgeführte Abgas enthält Wasserdampf. Dieser kondensiert, sobald der Kondensationspunkt des Abgas/Luft-Gemisches erreicht wird. Gerade bei niedrigen Umgebungstemperaturen kann die Temperatur des Abgas/Luft-Gemisches derart gesenkt werden, dass es zu einer erheblichen Entstehung von Kondensflüssigkeit bzw. zur Bildung von Kondenströpfchen stromaufwärts des Verdichter-Laufrads, das heißt, in Strömungsrichtung vor dem Verdichter-Laufrad, kommen kann. Die niedrige Umgebungstemperatur wirkt sich insbesondere auf die Wandungen der Zuführleitung und die Wandungen des Verdichter-Gehäuses aus, sodass sich in der Zuführleitung und im Bereich des Verdichter-Einlasses ein Kondensatfilm an den Innenseiten der jeweiligen Wandungen bilden kann. Normalerweise ist der Verdichter-Einlass konisch ausgebildet, d. h., dass sich die Querschnittsfläche, insbesondere der Durchmesser in Richtung des Verdichter-Laufrads hin, verengt, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit des Abgas/Luft-Gemisches erhöht. Aufgrund der Abgas/Luft-Strömung wird der Kondensatfilm immer weiter in Richtung des Verdichter-Laufrads geschoben, bis sich schließlich eine ausreichend große Menge an Kondensat angesammelt hat bzw. die Höhe des Kondensatfilms und/oder die Strömungsgeschwindigkeit derart angewachsen ist, dass sich große Kondensattropfen von der Wandung lösen. Untersuchungen haben ergeben, dass gerade diese großen Kondensattropfen aufgrund ihrer größeren Masse und des damit einhergehenden höheren Impulses zu erheblichen Beschädigungen der Schaufelenden des Verdichter-Laufrads führen, man spricht hier von „Tropfenschlag“. Gerade die Schaufelenden des Verdichter-Laufrads stehen unter erhöhter Belastung, da auf diese die höchste Beschleunigung bzw. das höchste Drehmoment wirkt. Das Auftreffen großer Kondensattropfen auf die Schaufelenden, wie sie besonders im Wandungsbereich der Zuführleitung und des Verdichter-Einlasses aus einem Kondensatfilm heraus entstehen können, kann daher zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Verdichters führen.
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Um derartige Beschädigungen zu vermeiden ist aus der
DE 10 2015 200 053 A1 ein Abgasturbolader für ein Niederdruck-AGR-System bekannt, welcher den Anfall an Kondensat bei einer Mischung von Luft und Abgas stromaufwärts des Verdichter-Laufrads vermeiden oder zumindest auf ein Minimum reduzieren soll. Hierzu sind ein Eingangskanal für Verbrennungsluft sowie einzelne Zugänge für Abgas kurz vor dem Verdichter-Laufrad angeordnet, um eine Mischung von Luft und Abgas erst unmittelbar vor der Verdichtung zu erzeugen und auf diese Weise die Zeit für den Ausfall von Kondensat zu verkürzen. Die Bildung von Kondensat kann sich hierdurch jedoch auf den Bereich nach dem Verdichter-Laufrad verlagern.
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Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung von Beschädigungen an den Schaufelenden eines Verdichter-Laufrads ist der
WO 2006/126993 A1 zu entnehmen. Das aus Aluminium bestehende Verdichter-Laufrad ist mit einer Beschichtung versehen, welche die Schaufelenden vor erodierenden und korrodierenden Bestandteilen des Abgases schützen und auf diese Weise die Lebensdauer des Verdichters erhöhen soll. Eine Bildung von Kondensat bzw. das Endringen von Kondensattropfen in den Bereich des Verdichter-Laufrads wird bei dieser Möglichkeit jedoch nicht verhindert.
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Angesichts des aufgezeigten Stands der Technik bieten sich noch Verbesserungsmöglichkeiten zur Vermeidung von Beschädigungen der Schaufeln, insbesondere der Schaufelenden eines Verdichter-Laufrads in einem Turbolader, durch Kondensat.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Turbolader, insbesondere einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine zur Verwendung mit einer AGR-Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass die Schaufeln, insbesondere die Schaufelenden des Verdichter-Laufrads vor Kondensattropfen geschützt sind. Weiterhin soll eine AGR-Vorrichtung mit einem Turbolader, welche einen verbesserten Kondensat-Tropfenschutz aufweist, aufgezeigt werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Turbolader mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine AGR-Vorrichtung mit einem Turbolader gemäß Anspruch 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Vorgeschlagen wird ein Turbolader der eingangs beschriebenen Art für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Diesel- oder Ottomotor eines Kraftfahrzeugs. Der Turbolader weist einen Verdichter auf, um die Ansaugluft bzw. die Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine zu verdichten. Der Turbolader weist weiterhin eine Abgasturbine auf. Die Abgasturbine wird durch die bei der Verbrennung entstehenden Abgase rotiert und dient dem Antrieb des Verdichters. Die Abgasturbine ist, bspw. über eine gemeinsame Welle Drehmoment übertragend mit dem Verdichter verbunden. In Strömungsrichtung ist die Brennkraftmaschine hinter dem Verdichter, d. h. stromabwärts des Verdichters und vor der Abgasturbine, d. h. stromaufwärts der Abgasturbine angeordnet. Zwischen dem Verdichter und der Brennkraftmaschine kann optional ein Ladeluftkühler zum Abkühlen der verdichteten Ansaugluft angeordnet sein. Der Verdichter weist ein Verdichter-Gehäuse auf, worin ein Verdichter-Laufrad angeordnet ist. Stromaufwärts des Verdichter-Laufrads definiert das Verdichter-Gehäuse einen Verdichter-Einlass. Der Verdichter-Einlass ist derart ausgebildet, dass dieser mit einer Zuführleitung einer AGR-Vorrichtung, insbesondere einer Niederdruck-AGR-Vorrichtung verbunden werden kann. Vorzugsweise ist die in der Zuführleitung enthaltene Ansaugluft bereits mit Abgas gemischt. Das Abgas kann bspw. mittels einer Rückführleitung, die in die Zuführleitung mündet, aus der AGR-Vorrichtung entnommen werden.
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Erfindungsgemäß weist der Verdichter-Einlass eine Kondensatfalle auf, die zum Abfangen von Kondensat ausgebildet ist und Beschädigungen der VerdichterSchaufeln, insbesondere der Schaufelenden durch Tropfenschlag verhindert. Hierzu weist die Kondensatfalle mindestens eine erste Barriere auf. Die erste Barriere verläuft entlang einer Innenwandung des Verdichter-Einlasses und ist zum Abfangen von Kondensat ausgebildet. Die Kondensatfalle weist weiterhin mindestens einen Kondensatabfluss auf, der zum Abführen des Kondensats ausgebildet ist. Der Kondensatabfluss ist hierzu fluidisch mit der ersten Barriere verbunden und führt das abgefangene Kondensat bspw. einem Reservoir oder einem Tank zu, um beispielsweise zur Wassereinspritzung in den Brennraum verwendet zu werden. Fluidisch verbunden heißt, dass ein Fluid in beiden Richtungen, von der ersten Barriere zu dem Kondensatabfluss oder andersherum fließen kann. Die Kondensatfalle kann einen oder mehrere Abführkanäle aufweisen, die vorzugsweise ringförmig innerhalb des Bereichs des Verdichter-Einlasses in dem Verdichter-Gehäuse ausgebildet und jeweils fluidisch mit der ersten Barriere verbunden sind.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Barriere der Kondensatfalle als Abfang-Nut bzw. Rinne oder Ausnehmung ausgebildet. Die Abfang-Nut verläuft zumindest teilweise ringförmig, d. h. durchgehend oder unterbrochen, entlang der Innenwandung des Verdichter-Einlasses. Mittels der Abfang-Nut lässt sich ein Kondensatfilm, der sich an der Innenwandung des Verdichter-Einlasses ausgebildet hat, abfangen bzw. kann verhindert werden, dass sich der Kondensatfilm weiter in Richtung des Verdichter-Laufrads bewegt. Eine schräge Ausführung der Abfang-Nut, d. h., dass die Abfang-Nut einen stumpfen Winkel mit der Innenwandung des Verdichter-Einlasses bildet, erhöht deren Wirkung. Durch das Abführen von Kondensat mittels des Kondensatabflusses lässt sich weiterhin verhindern, dass der Kondensatfilm eine kritische Höhe erreicht, bei welcher sich Kondensattropfen aus diesem herauslösen und von der Abgas/Luft-Gemischströmung in Richtung des Verdichter-Laufrads mitgerissen werden.
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Vorzugsweise umfasst die Kondensatfalle eine zweite Barriere, die zum Stauen des Kondensats als Stufe, Kante oder Steg von der Innenwandung des Verdichter-Einlasses ausgehend, radial in das Innere des Verdichter-Einlasses hineinragend, ausgebildet ist. Eine solche Staustufe verläuft zumindest teilweise ringförmig entlang der Innenwandung des Verdichter-Einlasses. Mittels der Staustufe wird einerseits zusätzlich eine Bewegung des Kondensatfilms in Richtung des Verdichter-Laufrads verhindert, andererseits können Kondensattropfen, welche sich gegebenenfalls bereits aus dem Kondensatfilm herausgelöst haben, abgefangen werden. Insbesondere dient die Staustufe der Vermeidung von Tropfenschlag. Kondensat, welches mittels der Staustufe abgefangen bzw. gestaut wird, wird direkt der Abfang-Nut zugeführt. Sinnvollerweise ist die Abfang-Nut daher stromaufwärts zu der Staustufe angeordnet, wobei die Staustufe als Verlängerung der stromabwärtigen Wandung der Abfang-Nut ausgebildet ist, und daher einen spitzen Winkel mit der Innenwandung des Verdichter-Einlasses bilden kann. Die Innenwandung des Verdichter-Einlasses kann hierzu einen ersten, konischen Bereich und einen zweiten, geraden Bereich aufweisen, wobei der Durchmesser des zweiten, geraden Bereichs größer ist als der des ersten, konischen Bereichs.
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Das Verdichter-Gehäuse kann erfindungsgemäß eine Kondensatkammer aufweisen. Die Kondensatkammer ist zum Sammeln des abgefangenen Kondensats fluidisch mit der Kondensatfalle verbunden und bevorzugt als Ausnehmung bzw. Hohlvolumen innerhalb des Verdichter-Gehäuses ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist die Kondensatkammer zwischen der ersten Barriere und dem Kondensatabfluss angeordnet und fluidisch mit diesen verbunden. Die Kondensatkammer dient auf diese Weise als Ausgleichsvolumen, für den Fall, dass eine höhere Menge Kondensat innerhalb des Verdichter-Einlasses entsteht und von der ersten Barriere abgefangen wird, als der Kondensatabfluss abzuführen vermag. Auch die Kondensatkammer kann, zumindest teilweise oder bevorzugt vollumfänglich ringförmig innerhalb des Verdichter-Gehäuses verlaufen und kann auch als Ringkanal bezeichnet werden.
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Um auch Kondensat abfangen zu können, welches erst kurz vor dem Verdichter-Laufrad ausfällt, ist die Kondensatfalle sinnvollerweise unmittelbar vor dem Verdichter-Laufrad angeordnet. Wie bereits zuvor beschrieben hängt die Menge des ausfallenden Kondensats unter anderem von der Dauer ab, der das Abgas/LuftGemisch Temperaturen ausgesetzt ist, welche unterhalb dessen Kondensationstemperatur liegen. Indem die Kondensatfalle unmittelbar vor dem Verdichter-Laufrad angeordnet ist lässt sich ein Ausfall von Kondensat stromabwärts der Kondensatfalle und stromaufwärts des Verdichter-Laufrads verhindern.
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Die Erfindung ist ferner auf eine Abgasrückführungs-Vorrichtung (AGR-Vorrichtung) mit einem Turbolader, welcher die zuvor beschriebenen Merkmale aufweist, gerichtet. Die AGR-Vorrichtung umfasst einen AGR-Pfad mit mindestens einer Abführleitung, mindestens einer Zuführleitung, einem dazwischen angeordneten AGR-Kühler sowie einer Rückführleitung. Die Abführleitung ist mit einem Abgasturbinen-Auslass des Turboladers verbunden bzw. schließt an diesen an. Die Abführleitung kann mittelbar oder unmittelbar mit dem Abgasturbinen-Auslass verbunden sein. D. h., zwischen dem Abgasturbinen-Auslass und der Abführleitung oder auch die Abführleitung unterbrechend kann bspw. eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere ein Partikelfilter angeordnet sein. Die Abführleitung führt das Abgas einem AGR-Kühler zu, welcher die Temperatur des Abgases vor der Vermischung mit der Ansaugluft absenkt. Die Rückführleitung ist mit dem AGR-Kühler verbunden und mündet in die Zuführleitung, welche die Ansaugluft führt, sodass sich innerhalb der Zuführleitung bereits ein Abgas/LuftGemisch bildet, das anschließend dem Verdichter zugeführt wird. Hierzu ist der Verdichter-Einlass fluidisch mit der Zuführleitung verbunden. Innerhalb des AGR-Pfads können verschiedene Ventile und/oder Drosseln angeordnet sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
- 1 ein schematisches, beispielhaftes Fließbild eines Turboladers für eine Brennkraftmaschine mit einer Niederdruck AGR-Vorrichtung, und
- 2 einen Schnitt durch einen Verdichter eines Turboladers mit einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Kondensatfalle.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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In 1 ist ein schematisches Fließbild eines Turboladers 100 für eine Brennkraftmaschine 300, mit einer Niederdruck-AGR-Vorrichtung 500 dargestellt. Ein Verdichter 110 verdichtet die für die Brennkraftmaschine 300 bestimmte Ansaugluft bzw. ein Abgas/Luft-Gemisch und ist fluidisch mit einem Ladeluftkühler 120 verbunden. Bei der Verdichtung wird dem Abgas/Luft-Gemisch Energie zugeführt, was zu einer Erhöhung dessen Temperatur führt. Der Ladeluftkühler 120 dient in an sich bekannter Weise dazu, dass Abgas/Luft-Gemisch zu kühlen. Der Ladeluftkühler 120 ist weiterhin fluidisch mit einem Ansaugkrümmer 310 verbunden, über welchen das Abgas/Luft-Gemisch den Zylindern der Brennkraftmaschine 300 zugeführt wird. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas wird über einen Abgaskrümmer 320 einer Abgasturbine 130 zugeführt. Die Abgasturbine 130 wird mittels der kinetischen Energie des Abgases in Rotation versetzt und überträgt ihr Drehmoment über eine Welle 140 auf den Verdichter 110.
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An die Abgasturbine 130 schließt sich ein AGR-Pfad der Niederdruck-AGR-Vorrichtung 500 mittels einer Abführleitung 510 an. Im Verlauf der Abführleitung 510 kann beispielhaft ein Partikelfilter 520 oder eine sonstige AbgasnachbehandlungsEinrichtung angeordnet sein. Die Abführleitung 510 führt einen Teil des Abgases einem AGR-Kühler 530 zu. An den AGR-Kühler 530 schließt sich eine Rückführleitung 540 an, welche in einer Zuführleitung 550 mündet. Die Rückführleitung 540 kann ein AGR-Ventil 560 aufweisen. Die Zuführleitung 550 wird über ein Drosselventil 570 mit Frischluft versorgt. Stromabwärts zum Drosselventil 570 mündet die Rückführleitung 540 in die Zuführleitung 550 und mischt dieser das rückgeführte Abgas bei. Die Zuführleitung 550 mündet in den Verdichter 110, wodurch dieser mit einem Abgas/Luft-Gemisch gespeist wird.
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Der Verdichter 110 weist eine erfindungsgemäße Kondensatfalle 700 auf, wie sie in 2 dargestellt ist.
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In 2 ist eine schematische Darstellung einer Hälfte eines Verdichters 110 abgebildet, mit einem Schnitt durch die erfindungsgemäße Kondensatfalle 700, die zum Abfangen von Kondensat 900 ausgebildet ist. Der Verdichter 110 weist ein Verdichter-Gehäuse 111 auf, in welchem ein Verdichter-Laufrad 112 angeordnet ist. Das Verdichter-Laufrad 112 weist Schaufeln 113 mit Schaufelenden 114 auf. Das Verdichter-Gehäuse 111 definiert stromaufwärts des Verdichter-Laufrads 112, d. h. in Strömungsrichtung S des Abgas/Luft-Gemischs vor dem Verdichter-Laufrad 112 einen Verdichter-Einlass 115. Der Verdichter-Einlass 115 ist in einen ersten Einlass-Bereich 115a mit einer konisch verlaufenden Innenwandung 116a sowie einen zweiten Einlass-Bereich 115b mit einer gerade verlaufenden Innenwandung 116b unterteilt, wobei der erste Einlass-Bereich 115a stromaufwärts zu dem zweiten Einlass-Bereich 115b angeordnet ist. Die beispielhafte Ausführung der Kondensatfalle 700 ist innerhalb des Verdichter-Einlasses 115 angeordnet und einstückig mit diesem ausgeführt, insbesondere aus diesem heraus gefräst, gebohrt oder ähnliches.
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Die Kondensatfalle 700 weist eine erste Barriere 710 auf, die ringförmig entlang des ersten Einlass-Bereichs 115a des Verdichter-Einlasses 115 verläuft und als Ausnehmung bzw. Abfang-Nut innerhalb der konischen Innenwandung 116a ausgebildet ist. Die erste Barriere 710 ist schräg angeordnet und bildet mit der konischen Innenwandung 116a einen stumpfen Winkel α. Die Kondensatfalle 700 weist weiterhin eine zweite Barriere 720 auf, die ebenfalls ringförmig, jedoch entlang des zweiten Einlass-Bereichs 115b verläuft. Die zweite Barriere 720 ist als Stufe bzw. Steg oder Kante ausgebildet und überragt den ersten Einlass-Bereich 115a, wobei die zweite Barriere 720 einen spitzen Winkel β mit der konischen Innenwandung 116a des ersten Einlass-Bereichs 115a bildet. Die erste Barriere 710 schließt sich in geradem Verlauf an die zweite Barriere 720 an, sodass die ringförmige Stufe eine, radial ins Innere des Verdichter-Einlasses 115 ragende Fortführung der stromabwärtigen Wandung der ringförmigen Nut bildet.
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Zwischen der ersten Barriere 710 und der zweiten Barriere 720 ist eine Kondensatkammer 730 angeordnet und fluidisch mit diesen verbunden. Die Kondensatkammer 730 schließt sich unmittelbar an die zweite Barriere 720 an und kann ringförmig innerhalb des Verdichter-Gehäuses 111 im Bereich des Verdichter-Einlasses 115 verlaufen, weswegen die Kondensatkammer auch als Ringkanal 730 bezeichnet werden kann. Mit der Kondensatkammer 730 wiederum ist mindestens ein Kondensatabfluss 740 fluidisch verbunden. Der Kondensatabfluss 740 kann als Leitung, Kanal oder Ähnliches ausgebildet sein und führt das Kondensat 900 in ein Reservoir oder einen Tank (nicht dargestellt) von wo es beispielsweise zur Einspritzung in den Brennraum entnehmbar ist. Insofern ist quasi ein geschlossenes System gebildet, wobei das Kondensat durch die Luftströmung in die ringförmige Nut am Verdichter-Einlass reingetrieben wird und läuft oder besser gesagt „sickert“ dann durch den Ringkanal im Verdichter-Gehäuse in diesen Tank.
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Mittels der zweiten Barriere 720 wird tropfenförmiges, wie auch als Film ausgebildetes Kondensat 910, 920, welches an der konischen Innenwandung 116a des Verdichter-Einlasses 115 ausgefallen ist, abgefangenen bzw. gestaut, bevor dieses auf die Schaufeln 113, insbesondere die Schaufelenden 114 des Verdichter-Laufrads 112 auftreffen kann. Das Kondensat 900 wird anschließend von der, als ringförmige Nut ausgebildeten, ersten Barriere 710 aufgenommen und zur Kondensatkammer 730 geführt. An die Kondensatkammer 730 schließt sich der Kondensatabfluss 740 an, um das in der Kondensatkammer 730 befindliche Kondensat 900 aus dem Bereich des Verdichter-Einlasses 115 abzuführen. Durch das Zusammenwirken der verschiedenen Komponenten der Kondensatfalle 700 wird sichergestellt, dass große Kondensattropfen 910, die sich gegebenenfalls aus dem Kondensatfilm 920 herausgelöst haben, nicht auf die Schaufelenden 114 der Schaufeln des Verdichter-Laufrads 112 auftreffen. Auf diese Weise können Beschädigungen der Schaufelenden 114 vermieden und die Lebensdauer des Verdichters 110 erhöht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Turbolader
- 110
- Verdichter
- 111
- Verdichter-Gehäuse
- 112
- Verdichter-Laufrad
- 113
- Schaufeln
- 114
- Schaufelenden
- 115
- Verdichter-Einlass
- 115a
- erster Einlass-Bereich
- 115b
- zweiter Einlass-Bereich
- 116a
- konische Innenwandung
- 116b
- gerade Innenwandung
- 120
- Ladeluftkühler
- 130
- Abgasturbine
- 140
- Welle
- 300
- Brennkraftmaschine
- 310
- Ansaugkrümmer
- 320
- Abgaskrümmer
- 500
- Niederdruck-AGR-Vorrichtung
- 510
- Abführleitung
- 520
- Partikelfilter
- 530
- AGR-Kühler
- 540
- Rückführleitung
- 550
- Zuführleitung
- 560
- AGR-Ventil
- 570
- Drosselventil
- 700
- Kondensatfalle
- 710
- erste Barriere
- 720
- zweite Barriere
- 730
- Kondensatkammer
- 740
- Kondensatabfluss
- 900
- Kondensat
- 910
- Kondensattropfen
- 920
- Kondensatfilm
- S
- Strömungsrichtung Abgas/Luft-Gemisch
- α
- stumpfer Winkel
- β
- spitzer Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010042442 A1 [0005]
- DE 102015200053 A1 [0007]
- WO 2006/126993 A1 [0008]
