DE10112764A1

DE10112764A1 - Radialverdichter

Info

Publication number: DE10112764A1
Application number: DE10112764A
Authority: DE
Inventors: Franc Pricken
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-19
Also published as: WO2002075158A1

Abstract

Es wird ein Radialverdichter, insbesondere Turbolader mit einem spiralförmigen Verdichtergehäuse und einem Druckstutzen (13) beschrieben. Durch den Druckstutzen strömt die mit dem Radialverdichter komprimierte Luft aus. Im Bereich des Spiralgehäuses sind akustisch wirksame Öffnungen (15) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radialverdichter insbesondere eines Turboladers nach dem O berbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

Aus der DE 42 19 249 ist ein Radialverdichter bekannt, dieser hat die Aufgabe die Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit verdichteter Ansaugluft zu versorgen. Bei dem bekannten Radialverdichter ist der Druckstutzen im Bereich der Außtrittsöffnung als Re flektionskammer ausgebildet, deren Innenwand wenigstens eine Ausnehmung aufweist. Damit soll eine Auslöschung bzw. Reduzierung der Druckschwingungen im Bereich vor den angeschlossenen Leitungen einer Schallausbreitung entgegengewirkt werden. Ein Nachteil der Einrichtung liegt darin, dass ein zusätzliches Bauteil bzw. erhöhter Ferti gungsaufwand für die Bildung der Kammern erforderlich ist.

Aus der DE 198 18 873 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, diese weist ei nen Abgasturbolader auf dessen Ladeluftausgang mittels einer Verbindungsleitung mit einem nachgeordneten Ladeluftkühler verbunden ist. Die Verbindungsleitung ist mit Mit teln zur Reduktion von Schallemissionen versehen und besteht aus einem Außenrohr, einem gelochten Innenrohr und dazwischenliegenden Kammern. Auch bei dieser Ein richtung ist ein hoher Fertigungsaufwand erforderlich.

Aus der EP 0 779 415 A1 ist ein Schalldämpfer für eine in die Abgasleitung eines Die selmotors integrierte Reaktorkammer bekannt, der eine Einrichtung zur Beaufschlagung des Abgases mit Harnstoff vorgeordnet ist. Dieser bekannte Schalldämpfer besitzt eine übergroße fensterartige Öffnung mit dem Strömungskanal verbundene Resonanzkammer deren Länge an die Wellenlänge der auftretenden Schallwellen angepasst ist und deren Tiefe etwa dem halben Durchmesser des Strömungskanals entspricht. Auch hierbei er gibt sich daher eine sehr sperrige voluminöse Bauweise. Dieser bekannte Schalldämpfer wäre daher im Bereich eines Abgasturboladers wo ganz andere Wellenlängen auftreten als in der Abgasleitung nicht brauchbar. Außerdem ergeben sich wenig Reibungsverluste und damit eine schlechte Dämpfung.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Radialverdichter, insbesondere eines Turboladers mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass nicht nur eine einfache und kompakte Bauweise der Schallbekämpfungsmaßnahmen sondern auch eine hohe Dämpfungswirkung sowie eine hohe Funktionssicherheit erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass lediglich im Bereich des Spiralge häuses akustisch wirksame Öffnungen vorgesehen sind. Dieses können beispielsweise einfache Bohrungen sein, die entlang der Gehäusewandungen angeordnet sind und eine optimale Schalldämmung bewirken.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind diese akustisch wirksamen Öffnungen λ/4 Störbohrungen, dies bedeutet, dass die Störbohrungen auf die Wellenlänge der auftre tenden Frequenzen abgestimmt sind damit werden die Schwingungen gestört und das Pfeifen unterbunden.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, die akustisch wirksamen Öffnungen als Kam mern zu gestalten die durch ein Lochblech vom Strömungskanal getrennt sind. Diese Kammern arbeiten nach dem Prinzip eines Helmholtzresonators. Auch diese lassen sich auf die entsprechenden auftretenden Schwingungen abstimmen.

Weiterbildungsgemäß sind im Bereich der Austrittsöffnungen zusätzlich akustisch wirk same Öffnungen, insbesondere Reflektionskammern vorgesehen. Diese Kammern sind über einen akustischen Hals oder eine Engstelle mit dem Druckstutzen verbunden und begrenzen zusätzlich den Schallaustritt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird eine breitbandige Dämpferwirkung mit mini malem Fertigungs- und Lagererhaltungsaufwand realisiert. Dies Breitbandwirkung wird durch unterschiedliche Reflektionslängen, dass heißt durch unterschiedlich tiefe Bohrun gen oder durch unterschiedlich dimensionierte Kammern erzielt.

Ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung eines spiralförmigen Verdichterge häuses eines Radialverdichters liegt darin, dass die akustisch wirksamen Öffnungen bereits in der Gießform enthalten sind und damit nach dem Gießen des Verdichtergehäuses keine zusätzlichen Arbeitsschritte erforderlich sind.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, bei Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes für das Verdichtergehäuse im Kernausschmelzverfahren die Herstellung der akustisch wirksamen Öffnungen durchzuführen. Dabei besteht die Gießform aus einer niedrigschmelzenden Metalllegierung, welche nach dem Spritzgießen des thermoplasti schen Kunststoffs ausgeschmolzen wird.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen au ßer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombi nationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1 die Schnittdarstellung durch einen Radialverdichter,

Fig. 2 die Detaildarstellung des Gehäuses eines Radialverdichters.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist ein Gehäuse 10 vorgesehen. Der Radialverdichter ist Bestandteil eines hier nicht weiter dargestellten Abgasturboladers. Die Achse 11 steht senkrecht zur Zeichenebene. Das Gehäuse 10 weist einen zur Achse 11 koaxialen Ansaugstutzen 12, sowie einen Druckstutzen 13 auf. Durch welchen die mit dem Radialverdichter komprimierte Luft radial ausströmt. Das Laufrad 14 des Radialver dichters ist nur schematisch angedeutet. Im Strömungsweg der komprimierten Luft sind am Umfang verteilt akustisch wirksame Öffnungen 15 vorgesehen. Die Verteilung der Öffnungen erfolgt dabei so, dass eine Optimierung der Dämpfung erzielt wird.

Fig. 2 zeigt in einer Detaildarstellung einen Schnitt längs der Schnittebene AA von Fig. 1. Die zu komprimierende Luft tritt über den Ansaugstutzen 12 ein, wird mit dem Laufrad 14 verdichtet und strömt entlang der Kammer 16 zu dem hier nicht dargestellten Druck stutzen. In der Kammer 16 sind die akustisch wirksamen Öffnungen 15, 17, 18 gezeigt. Wie in der Zeichnung zu erkennen, haben die Öffnungen unterschiedliche Tiefen, zweckmäßigerweise sind die Öffnungen λ/4 Störbohrungen, dass heißt die Tiefe der Boh rung ist auf die zu löschende Schallfrequenz abgestimmt. Es besteht auch die Möglich keit, die Bohrungen als Kammern auszugestalten und mit einem Lochblech gegenüber der Kammer 16 zu verbinden.

Eine weitere Möglichkeit zur Bildung zusätzlicher Reflektionskammern wird in Fig. 1 gezeigt. Dort ist am Druckstutzen 13 eine Reflektionskammer 19 vorgesehen. Diese Re flektionskammer ist über eine Eintrittsöffnung 20 mit dem Strömungsweg der kompri mierten Luft verbunden.

Zur Herstellung der akustisch wirksamen Öffnungen oder λ/4 Störbohrungen wie sie in Fig. 2 gezeigt sind genügt es, bei der Fertigung des Gehäuses 10 die Gießform mit Stutzen zu versehen oder mit Stiften zu versehen, die nach dem Gießen des Gehäuses 10 mit der Gießform entfernt werden und sozusagen die akustisch wirksamen Öffnungen hinterlassen.

Claims

1. Radialverdichter, insbesondere Turbolader mit einem spiralförmigen Verdichterge häuse und einem Druckstutzen durch welchen die mit dem Radialverdichter kompri mierte Luft radial ausströmt, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere im Bereich des Spiralgehäuses akustisch wirksame Öffnungen (15), insbesondere eine Sack lochbohrung vorgesehen sind.

2. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch wirk same Öffnungen (15) λ/4 Störbohrungen sind.

3. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch wirk samen Öffnungen (15) Kammern sind, die durch ein Lochblech vom Strömungskanal getrennt sind und nach dem Prinzip eines Helmholtzresonators wirken.

4. Radialverdichter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Austrittsöffnung zusätzlich akustisch wirksame Öffnungen insbe sondere Reflektionskammern (19) vorgesehen sind.

5. Radialverdichter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen oder Kammern (19) unterschiedliche Längen in axialer Richtung aufweisen.

6. Verfahren zur Herstellung eines spiralförmigen Verdichtergehäuses eines Radialver dichters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustisch wirksamen Öffnungen (15) bei der Fertigung in der Gießform für das Gehäuse (10) angeordnet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtergehäuse (10) aus thermoplastischem Kunststoff besteht und die Gießform eine niedrigschmel zende Metalllegierung ist, welche im Kernausschmelzverfahren nach dem Herstellen des Verdichtergehäuses ausgeschmolzen wird.