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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verdichtersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Abgasturbolader, aufweisend einen Verdichter mit einem Elektromotor. Außerdem betrifft die Erfindung Kraftfahrzeuge mit gattungsgemäßen Verdichtersystemen.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Verdichtersysteme für Abgasturbolader bekannt, um das sogenannte Turboloch zu reduzieren. Bei Brennkraftmaschinen mit beispielsweise geringem Hubraum und hoher Leistungsdichte kommt es bei einer stark ansteigenden Leistungsanforderungen zu einer Verzögerung in der Leistungsentfaltung. Im Abgaszweig ist in einem solchen Fall nicht ausreichend Energie vorhanden, die vom Abgasturbolader aufgenommen werden kann und zu einer Druckerhöhung im Ansaugzweig führt. Dieser wird jedoch benötigt, um die Leistung in der Brennkraftmaschine mit kleinem Hubraum zu erzeugen.
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Mit Blick auf diese Problematik wurden Abgasturbolader mit einem zusätzlichen Elektromotor entwickelt, welcher mit elektrischer Unterstützung das Turboloch reduzieren soll und beispielsweise als E-Turbo bezeichnet werden. Insbesondere ist es bekannt, einen Elektromotor zwischen der Abgasturbine und dem Verdichter zu platzieren, der bei einer gewünschten steigenden Leistungsanforderung die Welle des Abgasturboladers beschleunigt und somit den Druck im Ansaugzweig erhöht. Zudem ist es bekannt, zu dem schon vorhanden Abgasturbolader parallel einen elektrisch betriebenen Zusatzverdichter oder Lader zu verbauen, der bei steigender Leistungsanforderung den Druck im Ansaugzweig erhöht.
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Gattungsgemäße Verdichtersysteme können beispielsweise der internationalen Patentanmeldung
WO 2008/141670 A1 sowie der europäischen Patentanmeldung
EP 1 995 427 A1 entnommen werden. In der
EP 1 995 427 A1 wird ein Verdichtersystem für Brennkraftmaschinen mit einem Zusatzluftverdichter zur Verdichtung von Frischluft, die der Brennkraftmaschine zuzuführen ist, beschrieben. Der Zusatzluftverdichter weist einen Elektromotor mit einem Rotor, einem Stator und einem dazwischen liegenden Rotorspalt auf, wobei der Rotorspalt eine Einlassluftöffnung für den Zusatzluftverdichter aufweist. Der Rotorspalt bzw. ein entsprechend großer Luftspalt kann jedoch zur Reduzierung des Wirkungsgrades des Zusatzverdichters führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verdichtersystem zu schaffen, das bei kompakter Bauweise mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann. Ferner ist es eine Aufgabe, ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechend verbesserten Verdichtersystem zur Verfügung zu stellen.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verdichtersystem gemäß Anspruch 1 sowie das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verdichtersystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verdichtersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Abgasturbolader vorgeschlagen. Das Verdichtersystem weist einen Verdichter mit einem Verdichtergehäuse und einem Elektromotor auf. Der Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Stator außerhalb des Verdichtergehäuses zumindest teilweise um das Verdichtergehäuse herum angeordnet ist und der Rotor innerhalb des Verdichtergehäuses in Form eines Verdichterschaufelrads des Verdichters ausgestaltet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verdichterschaufelrads als Rotor des Elektromotors kann das Verdichtersystem mit dem Verdichter und dem Elektromotor besonders kompakt und entsprechend platzsparend zu Verfügung gestellt werden. Da der Bauraum für einen Elektromotor zwischen den Turbinen in Fahrzeugen mit konventionellen Abgasturboladern nicht vorgehalten ist, ist der Einbau eines elektrisch unterstützten Abgasturboladers dort nicht bauraumneutral möglich. Mit dem erfindungsgemäßen Verdichtersystem stellt der nachträgliche Einbau des Elektromotors kein Problem dar. Hierzu müssen lediglich das Verdichterschaufelrad des Verdichters durch ein für den Elektromotor geeignetes Verdichterschaufelrad getauscht und der Stator um das Verdichtergehäuse und/oder den Rotor bzw. das Verdichterschaufelrad positioniert werden.
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Ebenso kann auf zusätzliche Verdichter oder Lader verzichtet werden, die bei anderen Lösungen aus dem Stand der Technik im Motorinnenraum untergebracht werden müssen. Bei konventionellen Systemen kommen durch parallele oder serielle Verschlauchungen meist noch weitere zusätzliche Bauteile wie Ventile oder Klappen zur Regulierung der Luftströme hinzu. Dies ist vorliegend nicht der Fall. Durch den Verzicht auf zusätzliche Massen kann das Gewicht des Verdichtersystems und insbesondere das Gewicht des gesamten Antriebssystems für das Kraftfahrzeug im Vergleich zu herkömmlichen Systemen reduziert werden. Dies ist insbesondere bei mobilen Anwendungen wie dem Einsatz des Verdichtersystems in einem Kraftfahrzeug von Vorteil. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verdichtersystems besteht darin, dass im Betrieb des Verdichtersystems, im Vergleich zu Lösungen mit zusätzlichem Motor oder Magneten, nur ein relativ geringes Massenträgheitsmoment auftritt.
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Bei herkömmlichen Zusatz-Verdichtersystemen muss der Elektromotor, der zwischen der Turbine des Abgasturboladers und dem Verdichterschaufelrad des Zusatzverdichters sitzt, stark gekühlt und besonders temperaturbeständig ausgelegt werden, da der Turbolader auf der Abgasseite sehr heiß wird. Dies ist vorliegend nicht bzw. nur in deutlich geringerem Maße erforderlich.
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Auf den in der Beschreibungseinleitung beschriebenen großen Luftspalt, der bei alternativen Vorschlägen zum Stand der Technik nötig ist, kann bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verdichtersystems ebenfalls verzichtet werden.
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Unter dem beschriebenen Verdichtersystem kann ein Zusatz-Verdichtersystem verstanden werden, das zusätzlich zu einem Verdichtersystem bzw. dem Verdichter eines Abgasturboladers im Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.
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Der Elektromotor ist in Form eines Reluktanzmotors bzw. einer Reluktanzmaschine ausgestaltet. Ein Reluktanzmotor ist eine Bauform eines Elektromotors, bei dem das Drehmoment im Rotor ausschließlich durch die Reluktanzkraft erzeugt wird und nicht zu wesentlichen Anteilen durch die Lorentzkraft, wie es bei magnetisch erregten Maschinen der Fall ist. Das bedeutet, dass der Elektromotor nicht mit Permanentmagneten bestückt sein muss, oder sich am Rotor keine elektrischen Wicklungen befinden müssen. Dadurch entfallen prinzipbedingt auch jede Art von verschleißanfälligen Schleifringen und Bürsten.
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Der Stator ist derart am Verdichtergehäuse eingearbeitet, dass er so dicht wie möglich am Verdichterrad liegt und die maximale Länge des Verdichterschaufelrads ausnutzt. Das Verdichtergehäuse umfasst vorliegend insbesondere einen Einlassbereich zum Zuführen von Luft in den Verdichter. Der Stator kann entsprechend außerhalb des Verdichtergehäuses in einem Luft-Einlassbereich des Verdichters zumindest teilweise um das Verdichtergehäuse herum angeordnet sein. Der Rotor kann ferner innerhalb des Verdichtergehäuses im Luft-Einlassbereich des Verdichters in Form des Verdichterschaufelrads des Verdichters ausgestaltet sein.
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Obwohl der Elektromotor grundsätzlich als separate Einheit zum Verdichtergehäuse zu verstehen ist, können der Elektromotor und das Verdichtergehäuse prinzipiell auch integral miteinander verbunden ausgestaltet sein. So ist es möglich, dass der Stator zumindest teilweise das Verdichtergehäuse bildet oder das Verdichtergehäuse zumindest einen Teil des Stators bildet. Dadurch könnte das Verdichtersystems nochmals platzsparender zur Verfügung gestellt werden.
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Unter dem Elektromotor kann eine elektrische Maschine im weitesten Sinne, also ein Energiewandler zum Wandeln zwischen elektrischer Energie und mechanischer Energie, verstanden werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bei einem Verdichtersystem möglich, dass der Rotor ferromagnetisches Material aufweist oder aus ferromagnetischem Material besteht. Der Elektromotor ist in diesem Fall als Reluktanzmotor ausgestaltet und bringt dadurch die bereits vorstehend beschriebenen Vorteile mit sich. Durch die Verwendung einer Reluktanzmotor kann unter anderem vollkommen auf Magnete verzichtet werden. Der Rotor bzw. das Verdichterschaufelrad kann in diesem Fall ausgeprägte Pole besitzen bzw. bilden und aus einem hochpermeablen, weichmagnetischen Material bestehen. Ferner ist es denkbar, den Rotor bzw. das Verdichterschaufelrad als 3D-Druckteil bereitzustellen. Bei einem 3D-Druckteil können auf einfache Weise verschiedene elektrisch leitende und/oder magnetische Materialien miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann ein Außenwandbereich elektrisch isolierendes Material und ein Bauteilabschnitt, der durch den Außenwandbereich zumindest teilweise verdeckt bzw. bedeckt ist, elektrisch leitend ausgestaltet sein bzw. werden.
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Weiterhin ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verdichtersystem das Verdichtergehäuse eine trichterförmige Verdichtergehäuse-Außenumfangsfläche aufweist und/oder eine Stator-Innenumfangsfläche wenigstens teilweise komplementär oder im Wesentlichen komplementär trichterförmig benachbart zum Außenwandabschnitt angeordnet ist. Entsprechend dieser Bauweise kann der Stator direkt an einem trichterförmigen Einlassbereich des Verdichters ausgestaltet sein. An dieser Stelle kann der Stator bzw. der Elektromotor besonders platzsparend positioniert werden, da sich dort in der Regel keine anderen Bauteile befinden. Demnach kann bisher ungenutzter Bauraum effektiv genutzt werden. Unter der Trichterform ist eine Trichterform bei entsprechender Ansicht zu verstehen. D.h., je nach Betrachtungsweise kann die Trichterform auch erst bei einer Drehung des Verdichtergehäuses um 180° direkt erkannt werden. Genauer gesagt ist das Verdichtergehäuse entgegen einer Fluidleitrichtung durch das Verdichtergehäuse trichterförmig verjüngend ausgestaltet. Bei der zumindest teilweise bzw. oberflächenabschnittsweise trichterförmigen Bauweise des Stators ist dieser insbesondere an der Stator-Innenumfangsfläche geschränkt ausgestaltet, sodass Statorzähne möglichst genau die Form der Verdichterturbinenflügel aufweisen. Unter der geschränkten Ausgestaltung der Stator-Innenumfangsfläche kann verstanden werden, dass der Stator einzelne Statorzähne mit Nuten dazwischen aufweist, wobei die Statorzähne bei jedem Statorblech einen anderen Winkel aufweisen. Der Stator ist in diesem Fall als geschichteter Stator mit mehreren Statorblechen ausgestaltet. Die Schränkung des Stators bzw. die winkelbezogene Verdrehung der Statorzähne kann also genau auf das Verdichterschaufelrad angepasst werden bzw. sein. Die Stator-Innenumfangsfläche ist demnach bevorzugt wenigstens teilweise geschränkt komplementär oder im Wesentlichen geschränkt komplementär trichterförmig benachbart zum Außenwandabschnitt angeordnet. Darunter, dass die Stator-Innenumfangsfläche wenigstens teilweise komplementär oder im Wesentlichen komplementär trichterförmig benachbart zum Außenwandabschnitt angeordnet ist kann verstanden werden, dass die Stator-Innenumfangsfläche wenigstens teilweise komplementär oder im Wesentlichen komplementär trichterförmig direkt benachbart zum Außenwandabschnitt oder direkt am Außenwandabschnitt, ggf. nur durch einen möglichst kleinen Spalt getrennt, angeordnet ist.
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Bei einem Verdichtersystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Stator Statorzähne aufweisen und der Rotor kann für eine elektromagnetische Wechselwirkung mit den Statorzähnen Rotorflügel aufweisen, wobei die Anzahl der Statorzähne ein Vielflaches der Anzahl der Rotorflügel ist. Dadurch kann eine zuverlässige Betriebsweise des Verdichtersystems gewährleistet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Statorzähne wenigstens zweimal, bevorzugt wenigstens dreimal so groß wie die Anzahl der Rotorflügel. Der Elektromotor, der vorzugsweise in Form eines Reluktanzmotors ausgestaltet ist, funktioniert dadurch, dass die Spulen des Stators so bestromt werden, dass sich das Verdichterschaufelrad zur Vergrößerung des Magnetflusses dreht und ausrichtet. Bei umfangreichen Versuchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass eine besonders stabile und ruhige Betriebsweise des Verdichtersystems erzielt werden kann, wenn die Anzahl der Statorzähne wenigstens dreimal so groß wie die Anzahl der Rotorflügel ist.
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Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verdichtersystem der Stator Statorzähne aufweist und der Rotor für eine elektromagnetische Wechselwirkung mit den Statorzähnen kürzere Rotorflügel und längere Rotorflügel aufweist, wobei die kürzeren Rotorflügel kürzer als die längeren Rotorflügel sind und eine Länge der Rotorflügel in einer Verjüngungsrichtung, insbesondere entgegen einer Luftströmungsrichtung oder im Wesentlichen entgegen einer Luftströmungsrichtung durch das Verdichtergehäuse abnimmt. Durch die unterschiedlich langen Rotorflügel kann der zur Verfügung stehende Bauraum im Verdichtergehäuse maximal ausgenutzt werden. Dies wirkt sich entsprechend positiv auf die Verdichterleistung des Verdichtersystems auf. Unter der Verjüngungsrichtung ist eine Richtung zu verstehen, entlang welcher sich der Durchmesser und/oder der Querschnitt des Verdichtergehäuses verringert.
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Der Stator kann bei einem Verdichtersystem gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens abschnittsweise ringförmig um das Verdichtergehäuse herum angeordnet sein, wobei eine Stator-Außenumfangsfläche hohlzylinderförmig ausgestaltet ist. Ein Stator mit einer hohlzylinderförmigen Stator-Außenumfangsfläche lässt sich besonders leicht herstellen. Darüber hinaus lässt sich ein solcher Stator leicht stapeln und/oder lagern. Dies resultiert in einem Vorteil hinsichtlich der Logistik zur Bereitstellung eines erfindungsgemäßen Stators für das Verdichtersystem. Unter einer hohlzylinderförmigen Ausgestaltung der Stator-Außenumfangsfläche ist zu verstehen, dass die Stator-Außenumfangsfläche losgelöst vom Rest des Stators einen gerade röhrenförmigen Verlauf aufweist, welcher einem geraden Hohlzylinder bzw. einer Außenumfangsfläche eines geraden Hohlzylinders entspricht. Die Stator-Außenumfangsfläche kann auch als Stator-Außenumfangswandabschnitt verstanden werden, welcher losgelöst vom Rest des Stators betrachtet wird.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der Stator wenigstens abschnittsweise ringförmig um das Verdichtergehäuse herum angeordnet ist und ein erster Stator-Außenumfangsflächenabschnitt zumindest teilweise konus- bzw. trichterförmig ausgestaltet ist. Durch diese Bauweise kann der Stator platzsparend und trotzdem mit einem hohen Wirkungsgrad am Verdichtergehäuse positioniert werden. Hierbei bietet sich an, dass sich eine Symmetrieachse durch einen Teil eines Querschnitts einer Statorwicklung schräg, insbesondere in einem Winkel zwischen 20° und 70°, zu einer Symmetrieachse des Stators erstreckt. Damit kann die Statorwicklung platzsparend im Verdichtersystem integriert werden. Darunter, dass der erste Stator-Außenumfangsflächenabschnitt zumindest teilweise konus- bzw. trichterförmig ausgestaltet ist kann verstanden werden, dass sich der erste Stator-Außenumfangsflächenabschnitt bzw. ein entsprechender Stator-Außenumfangswandabschnitt sich in einer Richtung, insbesondere entgegen einer Luftströmungsrichtung oder im Wesentlichen entgegen einer Luftströmungsrichtung durch das Verdichtergehäuse, verjüngt.
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Besonders vorteilhaft ist es bei einer wie vorstehend beschriebenen Ausführungsform, wenn sich ein zweiter Stator-Außenumfangsflächenabschnitt schräg zum ersten Stator-Außenumfangsflächenabschnitt erstreckt und sich in einer Richtung vom Verdichtergehäuse weg verjüngt. Ein solcher Stator schmiegt sich besonders platzsparend an der Verdichtergehäuse-Außenumfangsfläche an. Dies führt zu einer besonders effektiven Betriebsweise des Elektromotors bei minimalem Bauraum, der für den Stator benötigt wird. Durch die schräge und sich verjüngende bzw. verbreiternde Bauweise des Stators lässt sich zudem die Statorwicklung besonders stabil am Stator befestigten. Für eine möglichst effektive Bauraumausnutzung kann die Statorwicklung ebenfalls angeschrägt sein. Insbesondere kann sich eine Außenumfangsfläche bzw. ein Außenumfangsabschnitt der Statorwicklung zumindest in einem Querschnitt betrachtet in einer Richtung zum Verdichtergehäuse hin verjüngen. Unter der zweiten Stator-Außenumfangsfläche können auch eine Oberseite und eine Unterseite des Stators verstanden werden, welche sich jeweils schräg zur ersten Stator-Außenumfangsfläche bzw. einem entsprechenden Stator-Außenumfangsflächenabschnitt erstrecken und sich in der Richtung vom Verdichtergehäuse weg zumindest abschnittsweise und in einem Querschnitt betrachtet trapez- oder trichterförmig verjüngen bzw. aufeinander zulaufen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Abgasturbolader und einem wie vorstehend im Detail beschriebenen Verdichtersystem zur Verfügung gestellt. Damit bringt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind..
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 ein Verdichtersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 3 eine Detaildarstellung eines erfindungsgemäßen Verdichtersystems,
- 4 ein Verdichtersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 5 ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 6 ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Verdichtersystem.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch ein Antriebssystem für ein in 6 dargestelltes Kraftfahrzeug 2 mit einer Brennkraftmaschine 3 und einem Abgasturbolader 4 dargestellt. Der Abgasturbolader 4 weist eine Turbine 20 und einen Verdichter 5 auf. Parallel zur Turbine 20 ist ein Turbinen-Bypassventil 19 in einer Turbinen-Bypassleitung 21 angeordnet. Stromabwärts des Verdichters 5 ist ein Wärmetauscher 17 zur Ladeluftkühlung ausgestaltet. Parallel zum Verdichter 5 ist ein Verdichter-Bypassventil 18 in einer Verdichter-Bypassleitung 22 angeordnet. Der Verdichter 5 ist Bestandteil eines Verdichtersystems 1a, das gemäß einer ersten Ausführungsform mit Bezug auf 2 im Detail beschrieben wird.
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Wie in 2 dargestellt, weist das Verdichtersystem 1a einen Verdichter 5 mit einem Verdichtergehäuse 6 und einem Elektromotor 7 auf. Der Elektromotor 7 weist einen Stator 8 aus geblechtem Stahl mit einer Statorwicklung 16 und einen Rotor 9 auf, wobei der Stator 8 außerhalb des Verdichtergehäuses 6 um das Verdichtergehäuse 6 herum angeordnet ist. Der Rotor 9 ist innerhalb des Verdichtergehäuses 6 in Form eines Verdichterschaufelrads des Verdichters 5 ausgestaltet. Der Stator 8 bzw. der geblechte Stahl weist einen trichterförmigen Aufnahmeabschnitt für das Verdichtergehäuse 6 auf.
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Der Elektromotor 7 ist als Reluktanzmotor ausgestaltet. Der Rotor 9 besteht entsprechend aus ferromagnetischem oder teilferromagnetischem Material. Das Verdichtergehäuse 6 weist eine trichterförmige Verdichtergehäuse-Außenumfangsfläche 10 auf. Eine Stator-Innenumfangsfläche 11 ist komplementär trichterförmig benachbart zum Außenwandabschnitt 10 angeordnet. Der Stator 8 ist ringförmig um das Verdichtergehäuse 6 angeordnet und eine Stator-Außenumfangsfläche 12a bzw. eine entsprechende Stator-Außenumfangswandung ist hohlzylinderförmig ausgestaltet.
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Der Rotor 9 dreht sich um eine Rotationsachse R1 des Rotors 9, welcher einer Symmetrieachse S2 des Stators 8 entspricht. Das Verdichtergehäuse 6 verjüngt sich in einer Verjüngungsrichtung D entgegen einer Luftströmungsrichtung durch das Verdichtergehäuse 6 bzw. entlang der Rotationsachse R1.
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Der Rotor 9 weist Rotorflügel 14, 15 auf und der Stator 8 weist zugehörige Statorzähne 13 auf, die in 3 jeweils im Detail dargestellt sind. Wie aus 3 hervorgeht, weist der Rotor 9 kurze Rotorflügel 14 und lange Rotorflügel 15 auf, wobei die kurzen Rotorflügel 14 kürzer als die langen Rotorflügel 15 sind. Die Anzahl der Statorzähne 13 ist in der gezeigten Ausführungsform dreimal so groß wie die zugehörige Anzahl der Rotorflügel 14, 15.
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Mit Bezug auf 4 wird ein Verdichtersystem 1 b gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Bei dem in 4 dargestellten Verdichtersystem 1b ist der Stator 8 ringförmig um das Verdichtergehäuse 6 angeordnet, wobei ein erster Stator-Außenumfangsflächenabschnitt 12b1 konusförmig oder im Wesentlichen konusförmig ausgestaltet ist. Zudem erstreckt sich ein zweiter Stator-Außenumfangsflächenabschnitt 12b2 bzw. erstrecken sich die Oberseite und die Unterseite des Stators 8 schräg zum ersten Stator-Außenumfangsflächenabschnitt 12b1 und verjüngt bzw. verjüngen sich in einer Richtung vom Verdichtergehäuse 6 weg. Die Statorbleche des Stators 8 sind abschnittsweise entsprechend im Wesentlichen kegelstumpfförmig angeordnet. Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich ferner eine Symmetrieachse S1 durch einen Teil eines Querschnitts der Statorwicklung 16 schräg in einem Winkel von ca. 45° zu einer Symmetrieachse S2 des Stators 8 bzw. einer Rotationsachse R1 des Rotors 9.
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5 zeigt ein Antriebssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform. Gemäß der in 5 dargestellten Ausführungsform ist das vorstehend im Detail beschriebene Verdichtersystem 1a stromabwärts eines Verdichters 5 des Abgasturboladers 4 in Form eines Zusatzverdichters 5 angeordnet, welcher sich in einer Zusatzverdichter-Bypassleitung 23 befindet.
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In 6 ist ein Kraftfahrzeug 2 mit einer Brennkraftmaschine 3 und einem wie in 2 dargestellten Verdichtersystem 1a dargestellt.
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Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D. h. die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1a, 1b
- Verdichtersystem
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Brennkraftmaschine
- 4
- Abgasturbolader
- 5
- Verdichter
- 6
- Verdichtergehäuse
- 7
- Elektromotor
- 8
- Stator
- 9
- Rotor
- 10
- Verdichtergehäuse-Außenumfangsfläche
- 11
- Stator-Innenumfangsfläche
- 12a
- Stator-Außenumfangsfläche
- 12b1
- erster Stator-Außenumfangsflächenabschnitt
- 12b2
- zweiter Stator-Außenumfangsflächenabschnitt
- 13
- Statorzähne
- 14
- kurzer Rotorflügel
- 15
- langer Rotorflügel
- 16
- Statorwicklung
- 17
- Wärmetauscher
- 18
- Verdichter-Bypassventil
- 19
- Turbinen-Bypassventil
- 20
- Turbine
- 21
- Turbinen-Bypassleitung
- 22
- Verdichter-Bypassleitung
- 23
- Zusatzverdichter-Bypassleitung
- D
- Verjüngungsrichtung
- R1
- Rotationsachse
- S1
- Symmetrieachse
- S2
- Symmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/141670 A1 [0004]
- EP 1995427 A1 [0004]
