DE102017201840A1

DE102017201840A1 - Combustion engine arrangement

Info

Publication number: DE102017201840A1
Application number: DE102017201840.2A
Authority: DE
Inventors: Jochen Eggler; Rolf Müller; Peter Wieske
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2018-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinenanordnung (1) mit einer mit der Brennkraftmaschine (2) antriebsverbundenen Expansionseinrichtung (3). Erfindungswesentlich ist dabei, dass zwischen der Brennkraftmaschine (2) und der Expansionseinrichtung (3) eine als schaltbare Kupplung (5) ausgebildete Überdrehzahlschutzeinrichtung (6) angeordnet ist, die ein unbeabsichtigtes schnelles Antreiben der Expansionseinrichtung (3) durch die Brennkraftmaschine (2) verhindert.The invention relates to an internal combustion engine arrangement (1) with an expansion device (3) drivingly connected to the internal combustion engine (2). Essential to the invention is that between the internal combustion engine (2) and the expansion device (3) designed as a switchable clutch (5) overspeed protection device (6) is arranged, which prevents inadvertent rapid driving of the expansion device (3) by the internal combustion engine (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinenanordnung mit einer mit einer Brennkraftmaschine antriebsverbundenen Expansionseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an internal combustion engine arrangement with a drive-connected with an internal combustion engine expansion device according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Brennkraftmaschinenanordnungen sind hinlänglich bekannt, wobei eine mit der Brennkraftmaschine der Brennkraftmaschinenanordnung verbindbare oder verbundene Expansionseinrichtung üblicherweise zur Energierückgewinnung im Sinne eines sogenannten „waste heat recovery systems“ genutzt wird. Die Expansionseinrichtung kann dabei als Turbine oder als Axialkolbenmaschine ausgebildet sein und mittels Dampf betrieben werden, der wiederum von der bislang nicht genutzten Abwärme der Brennkraftmaschine erhitzt wird.Generic engine arrangements are well known, wherein an expandable device which can be connected or connected to the internal combustion engine of the internal combustion engine arrangement is usually used for energy recovery in the sense of a so-called waste heat recovery system. The expansion device can be designed as a turbine or as an axial piston machine and operated by means of steam, which in turn is heated by the previously unused waste heat of the internal combustion engine.

Nachteilig bei den bislang aus dem Stand der Technik bekannten Brennkraftmaschinenanordnungen mit solchen Expansionseinrichtungen ist jedoch, dass bei einer schlagartigen Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine auch eine schnelle Erhöhung der Drehzahl der Expansionseinrichtung erfolgt, wodurch diese Schaden nehmen kann. Der vergleichsweise schnelle Drehzahlanstieg an der Brennkraftmaschine kann dabei insbesondere durch ein Einlegen eines kleineren Ganges vergleichsweise abrupt erfolgen. In diesem Fall wird die Drehzahl der mit der Brennkraftmaschine antriebsverbundenen Expansionseinrichtung ebenfalls vergleichsweise schnell erhöht, wodurch diese nicht mehr selbst eine Antriebsleistung erbringt, sondern von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und zwar in einem Drehzahlbereich, in welchem die Expansionseinrichtung Schaden nehmen kann.A disadvantage of the known from the prior art engine arrangements with such expansion devices, however, is that at a sudden increase in engine speed also a rapid increase in the speed of the expansion device takes place, which can take this damage. The comparatively fast increase in speed of the internal combustion engine can be done comparatively abruptly, in particular by inserting a smaller gear. In this case, the speed of the drive connected to the engine expansion device is also increased comparatively quickly, whereby this no longer provides itself a drive power, but is driven by the internal combustion engine and that in a speed range in which the expansion device can be damaged.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschinenanordnung der gattungsgemäßen Art eine Verbesserung oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.The present invention therefore deals with the problem of providing for an internal combustion engine arrangement of the generic type an improvement or at least an alternative embodiment, which overcomes in particular the disadvantages known from the prior art.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, erstmals eine Überdrehzahlschutzeinrichtung zwischen einer Brennkraftmaschine und einer damit verbundenen Expansionseinrichtung vorzusehen, die als schaltbare Kupplung, insbesondere als schaltbare Visco-Kupplung, ausgebildet ist, welche ein unbeabsichtigtes schnelles Antreiben der Expansionseinrichtung durch die Brennkraftmaschine, beispielsweise bei einem Herunterschalten des Getriebes, zuverlässig verhindert. „Antriebsverbunden“ heißt in diesem Fall, dass selbstverständlich üblicherweise die Expansionseinrichtung durch Energierückgewinnung einen Beitrag zum Antrieb eines Antriebsstranges bzw. der Brennkraftmaschine leistet und lediglich in Sonderfällen die Brennkraftmaschine die Expansionseinrichtung antreibt. Im Falle einer einfachen schaltbaren Kupplung kann somit diese bei Erkennen eines rapiden und schnellen Drehzahlanstiegs in der Brennkraftmaschine, beispielsweise hervorgerufen durch ein Zurückschalten in einen kleineren Gang, mittels eines Motorsteuergeräts geöffnet oder zumindest teilweise geöffnet und dadurch die Drehzahl an der Expansionseinrichtung reduziert werden. Hierdurch lassen sich insbesondere Schäden an der Expansionseinrichtung, die durch Einbringen einer zu hohen Drehzahl auftreten, zuverlässig vermeiden.The present invention is based on the general idea to provide for the first time an overspeed protection device between an internal combustion engine and an associated expansion device, which is designed as a switchable clutch, in particular as a switchable visco-coupling, which unintentional fast driving of the expansion device by the internal combustion engine, for example a downshift of the transmission, reliably prevented. "Drive connected" means in this case that of course usually the expansion device makes a contribution to the drive of a drive train or the internal combustion engine by energy recovery and only in special cases, the internal combustion engine drives the expansion device. In the case of a simple switchable clutch, therefore, this can be opened or at least partially opened by recognizing a rapid and rapid speed increase in the internal combustion engine, for example caused by switching back to a smaller gear, and thereby reducing the speed at the expansion device. As a result, in particular damage to the expansion device, which occur by introducing a high speed, reliably avoid.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die schaltbare Kupplung als schaltbare Visco-Kupplung ausgebildet, wobei derartige Visco-Kupplungen äußerst langlebig und zuverlässig sind. Eine derartige Visco-Kupplung ermöglicht insbesondere das Bremsen bzw. den Ausgleich einer Drehzahldifferenz zwischen Brennkraftmaschine und Expansionseinrichtung und bietet sich dadurch besonders für den Einsatz als Überdrehzahlschutzeinrichtung an.In an advantageous development of the solution according to the invention, the switchable coupling is designed as a switchable visco-coupling, wherein such viscous couplings are extremely durable and reliable. Such a viscous coupling makes it possible, in particular, to brake or equalize a rotational speed difference between the internal combustion engine and the expansion device and is therefore particularly suitable for use as an overspeed protection device.

Zweckmäßig weist die Visco-Kupplung ein schaltbares Ventil auf, mittels welchem ein Füllgrad einer Visco-Kammer der Visco-Kupplung mit einem Fluid beeinflussbar ist. Wird somit beispielsweise ein schneller Drehzahlanstieg in der Brennkraftmaschine detektiert, beispielsweise mittels des Motorsteuergeräts, so kann dieses das schaltbare Ventil zumindest teilweise öffnen und dadurch das Fluid aus der Visco-Kammer der Visco-Kupplung in ein Reservoir ablassen, wodurch die Drehmomentübertragung in der Visco-Kupplung reduziert oder sogar vollständig unterbunden wird. Das Vorsehen eines derartigen schaltbaren Ventils, welches mittels des Motorsteuergeräts schaltbar ist, stellt dabei eine nicht nur kostengünstige, sondern auch konstruktiv einfache Lösung, dar.Suitably, the viscous coupling has a switchable valve, by means of which a degree of filling of a viscous chamber of the viscous coupling can be influenced by a fluid. If, for example, a rapid increase in engine speed is detected in the internal combustion engine, for example by means of the engine control unit, this can at least partially open the switchable valve and thereby drain the fluid from the viscous chamber of the viscous coupling into a reservoir, whereby the torque transmission in the viscous Coupling is reduced or even completely prevented. The provision of such a switchable valve, which is switchable by means of the engine control unit, thereby represents a not only cost-effective, but also structurally simple solution.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Drucklufteinrichtung zum Ausblasen von Fluid aus der Visco-Kammer der Visco-Kupplung vorgesehen. Um ein möglichst schnelles Trennen der Brennkraftmaschine von der Expansionseinrichtung erreichen zu können, kann die Drucklufteinrichtung, insbesondere auch mittels beispielsweise des Motorsteuergeräts, aktiviert werden, wodurch das in der Visco-Kammer der Visco-Kupplung vorhandene Fluid, beispielsweise Öl, schneller in einen Vorratsraum bzw. aus der Visco-Kammer herausgedrückt wird. Durch das Herausdrücken des Öls aus der Visco-Kammer kann vergleichsweise schnell eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung in der Visco-Kupplung erreicht werden. Eine derartige Drucklufteinrichtung kann beispielsweise ein Druckluftspeicher sein, der kontinuierlich aufgeladen und beispielsweise im Bedarfsfall mittels ebenfalls einer Ventileinrichtung mit der Visco-Kammer der Visco-Kupplung verbunden wird. Da zum Bremsen bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Nutzfahrzeug, oftmals Druckluft verwendet wird und hierfür bereits ein Druckluftspeicher vorhanden ist, kann auch dieser zum Ausblasen des Fluids bzw. Öls aus der Visco-Kammer der Visco-Kupplung verwendet werden.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, a compressed air device for blowing out fluid from the viscous chamber of the viscous coupling is provided. In order to achieve the fastest possible separation of the internal combustion engine from the expansion device, the compressed air device, in particular by means of, for example, the engine control unit can be activated, whereby the present in the viscous chamber of the viscous coupling fluid, such as oil, faster in a pantry or is pushed out of the viscous chamber. By pushing out the oil from the viscous chamber can be comparatively quickly interrupting the Torque transmission can be achieved in the visco-coupling. Such compressed air device may for example be a compressed air reservoir which is continuously charged and, for example, if necessary, also connected by means of a valve device with the viscous chamber of the viscous coupling. Since braking in a motor vehicle, in particular a commercial vehicle, often compressed air is used and this already a compressed air reservoir is present, this can also be used to blow out the fluid or oil from the viscous chamber of the viscous coupling.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, mittels welcher eine Dampfzufuhr zur Expansionseinrichtung beeinflussbar, insbesondere abschaltbar, ist. Durch das Abschalten der Dampfzufuhr kann ebenfalls ein die Expansionsmaschine beim Antrieb derselben unter Umständen auftretender Pumpeffekt vermieden werden, der zu einer Schädigung der Expansionseinrichtung führen könnte.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, a valve device is provided by means of which a steam supply to the expansion device can be influenced, in particular switched off, is. By shutting off the steam supply, a pumping effect possibly occurring during the drive of the expansion machine can likewise be avoided, which could lead to damage to the expansion device.

Zweckmäßig ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, die in betätigtem Zustand eine Reduzierung einer Drehzahl an der Expansionsmaschine bewirkt. Diese Bremseinrichtung kann dabei eine Lamellenbremse aufweisen. Über die Bremseinrichtung kann die Drehzahl an der Expansionsmaschine, beispielsweise an einer Turbine oder einer Axialkolbenmaschine, beim plötzlichen Auftreten sehr hoher Drehzahlen an der Brennkraftmaschine reduziert und damit eine Beschädigung der Expansionsmaschine vermieden werden. Die Bremseinrichtung kann dabei eine Pumpeinrichtung aufweisen, die ein in der Visco-Kopplung angeordnetes Pumpenrad besitzt. Diese Pumpeinrichtung wiederum kann zum Aufbau eines die Bremseinrichtung betätigenden Bremsdrucks herangezogen werden.Appropriately, a braking device is provided which causes a reduction in rotational speed of the expansion machine in the actuated state. This braking device can have a multi-disc brake. About the braking device, the speed of the expansion machine, for example on a turbine or an axial piston machine, the sudden occurrence of very high speeds on the engine reduced and thus damage to the expansion machine can be avoided. The braking device can have a pumping device which has a pump wheel arranged in the viscous coupling. This pumping device, in turn, can be used to build up a braking pressure which actuates the braking device.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung kann die Pumpeinrichtung einen in der Visco-Kupplung angeordneten Gerotor aufweisen. Ein derartiger Gerotor kann beispielsweise Bestandteil einer Zahnringpumpe sein und den für die Betätigung der Bremseinrichtung erforderlichen Bremsdruck aufbauen. Durch die Ausbildung des Pumpenrads bzw. des Gerotors direkt in der Visco-Kupplung kann eine vergleichsweise kompakte und damit Bauraum sparende Bauweise erzielt werden.In an advantageous development of the solution according to the invention, the pump device may have a gerotor arranged in the viscous coupling. Such a gerotor may for example be part of a gerotor pump and build up the brake pressure required for the actuation of the braking device. Due to the design of the impeller or the gerotor directly in the viscous coupling, a comparatively compact and thus space-saving design can be achieved.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,

1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschinenanordnung mit einer Brennkraftmaschine und einer damit verbundenen Expansionseinrichtung,
2 eine Schnittdarstellung durch eine als Visco-Kupplung ausgebildete Überdrehzahlschutzeinrichtung,
3 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einer Pump- und Bremseinrichtung.

Show, in each case schematically,

1 an internal combustion engine arrangement according to the invention with an internal combustion engine and an associated expansion device,
2 a sectional view through a designed as a viscous coupling overspeed protection device,
3 a representation like in 1 , but with a pumping and braking device.

Entsprechend den 1 und 3, weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschinenanordnung 1 eine Brennkraftmaschine 2 sowie eine damit verbundene, insbesondere antriebsverbundene, Expansionseinrichtung 3 auf. Die Expansionseinrichtung 3 kann dabei beispielsweise als Turbine oder als Axialkolbenmaschine ausgebildet und in einen Wärmerückgewinnungskreislauf 4 eingebunden sein. Zwischen der Brennkraftmaschine 2 und der Expansionseinrichtung 3 ist eine als schaltbare Kupplung 5 ausgebildete Überdrehzahlschutzeinrichtung 6 (vgl. auch die Darstellung in 2) angeordnet, die ein unbeabsichtigtes schnelles Antreiben der Expansionseinrichtung 3 durch die Brennkraftmaschine 2 und damit unter Umständen auftretende Schäden an der Expansionseinrichtung 3 verhindert. Gesteuert wird die schaltbare Kupplung 5 von einem Steuergerät 7, welches beispielsweise als Motorsteuergerät ausgebildet ist.According to the 1 and 3 , Has an internal combustion engine arrangement according to the invention 1 an internal combustion engine 2 and an associated, in particular drive-connected, expansion device 3 on. The expansion device 3 can be designed, for example, as a turbine or as an axial piston machine and in a heat recovery cycle 4 to be involved. Between the internal combustion engine 2 and the expansion device 3 is a switchable clutch 5 trained overspeed protection device 6 (See also the illustration in 2 ), which is an unintentional fast driving of the expansion device 3 by the internal combustion engine 2 and thus possibly occurring damage to the expansion device 3 prevented. The switchable clutch 5 is controlled by a control unit 7 , which is designed for example as an engine control unit.

Ermittelt somit das Steuergerät 7 an der Brennkraftmaschine 2 eine sehr schnell ansteigende Drehzahl, welche beispielsweise durch ein Zurückschalten in einen kleineren Gang bewirkt wird, so öffnet das Steuergerät 7 die schaltbare Kupplung 5, woraufhin eine Drehmomentübertragung von der Brennkraftmaschine 2 zur Expansionseinrichtung 3 zumindest reduziert, unter Umständen sogar vollständig unterbrochen wird. Üblicherweise wird die Expansionseinrichtung 3 zur Unterstützung der Brennkraftmaschine 2 eingesetzt, um beispielsweise von der Brennkraftmaschine 2 bislang ungenutzt in die Umgebung abgelassene Abwärme rückgewinnen zu können. Hierzu wird beispielsweise von den Abgasen der Brennkraftmaschine 2 ein Arbeitsmedium, beispielsweise Dampf, im Wärmerückgewinnungskreislauf 4 erzeugt und über dieses Arbeitsmedium, d.h. den Dampf, die Expansionseinrichtung 3, die beispielsweise als Axialkolbenmaschine ausgebildet sein kann, angetrieben. Die Kraftübertragung erfolgt somit üblicherweise von der Expansionseinrichtung 3 hin zur Brennkraftmaschine 2. Wird jedoch die Brennkraftmaschine 2 beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 8 eingesetzt, so kann es bei einem Zurückschalten in einen kleineren Gang zu einem starken und schnellen Drehzahlanstieg in der Brennkraftmaschine 2 kommen, welche sich ohne die erfindungsgemäß als schaltbare Kupplung 5 ausgebildete Überdrehzahlschutzeinrichtung 6 an die Expansionseinrichtung 3 übertragen würde und dort Schäden durch zu hohe Drehzahlen hervorrufen könnte.Determines thus the control unit 7 on the internal combustion engine 2 a very fast rising speed, which is effected for example by switching back to a smaller gear, so opens the controller 7 the switchable clutch 5, whereupon a torque transmission from the internal combustion engine 2 to the expansion device 3 at least reduced, possibly even completely interrupted. Usually, the expansion device 3 to support the internal combustion engine 2 used, for example, by the internal combustion engine 2 to be able to recover waste heat that was previously unused in the environment. For this purpose, for example, the exhaust gases of the internal combustion engine 2 a working medium, such as steam, in the heat recovery cycle 4 generated and this working medium, ie the steam, the expansion device 3 , which may be formed, for example, as an axial piston machine driven. The power transmission is thus usually carried out by the expansion device 3 towards the internal combustion engine 2 , However, the internal combustion engine 2 for example in a motor vehicle 8th used, it may in a shift back into a smaller gear to a strong and fast speed increase in the internal combustion engine 2 come, which without the present invention as a switchable coupling 5 trained overspeed protection device 6 to the expansion device 3 would transmit and there could cause damage due to high speeds.

Die erfindungsgemäße schaltbare Kupplung 5 kann beispielsweise als schaltbare Visco-Kupplung 9 ausgebildet sein, wie diese beispielsweise gemäß der 2 dargestellt ist, wobei eine derartige Visco-Kupplung 9 ein schaltbares Ventil 10 aufweist, mittels welchem ein Füllgrad einer Visco-Kammer 11 der Visco-Kupplung 9 mit einem Fluid 12, beispielsweise mit Öl, beeinflussbar ist. Detektiert somit beispielsweise das Steuergerät 7 eine schlagartig ansteigende Drehzahl der Brennkraftmaschine 2, so kann das Steuergerät 7 das Ventil 10 öffnen, wodurch das Fluid 12, beispielsweise Öl, aus der Visco-Kammer zumindest teilweise abgelassen und damit zumindest ein Schlupf zwischen der Brennkraftmaschine 2 und der Expansionseinrichtung 3 hergestellt werden kann. Durch ein weiteres Ablassen von Fluid 12 aus der Visco-Kammer 11 der Visco-Kupplung 9 in einen Vorratsraum 13 kann auch eine generelle Entkopplung der Expansionseinrichtung 3 von der Brennkraftmaschine 2 erreicht werden. Bei einem Betätigen des Ventils 10 schließt dieses eine Verbindung zwischen dem Vorratsraum 13 und der Visco-Kammer 11, woraufhin Fluid 12 langsam aus der Visco-Kammer 11 ausströmt, beispielsweise über mehrere Sekunden hinweg, womit zugleich eine Reduzierung der Drehmoment- und Drehzahlübertragung einhergeht. Soll ein möglichst schnelles Entkoppeln der Expansionseinrichtung 3 von der Brennkraftmaschine 2 erfolgen, so kann zusätzlich eine Drucklufteinrichtung 14 zum Ausblasen von Fluid 12 aus der Visco-Kammer 11 der Visco-Kopplung 9 vorgesehen sein, wobei die Drucklufteinrichtung 14 beispielsweise Bestandteil eines bei einem Bremssystem bei Nutzkraftfahrzeugen ohnehin vorhandenen Druckluftspeichers sein kann. Das Steuergerät 7 steuert somit die Drucklufteinrichtung 14, beispielsweise wiederum über ein entsprechendes Ventil 15, bei dessen Öffnen Druckluft in die Visco-Kammer 11 eingeblasen und darüber das Fluid 12 herausgedrückt wird.The switchable coupling according to the invention 5 For example, as a switchable visco-coupling 9 be formed, as this example, according to the 2 is shown, wherein such a viscous coupling 9 a switchable valve 10 having, by means of which a degree of filling of a viscous chamber 11 the visco-coupling 9 with a fluid 12 , For example, with oil, can be influenced. Thus, for example, detects the control unit 7 a sudden increase in speed of the internal combustion engine 2 so can the controller 7 the valve 10 open, causing the fluid 12 , For example, oil, at least partially drained from the viscous chamber and thus at least one slip between the internal combustion engine 2 and the expansion device 3 can be produced. By further draining fluid 12 from the viscous chamber 11 the visco-coupling 9 in a pantry 13 can also be a general decoupling of the expansion device 3 from the internal combustion engine 2 be achieved. Upon actuation of the valve 10 this closes a connection between the pantry 13 and the viscous chamber 11 , whereupon fluid 12 slowly out of the viscous chamber 11 flows out, for example, over several seconds, which at the same time accompanied by a reduction in torque and speed transmission. Should the fastest possible decoupling of the expansion device 3 from the internal combustion engine 2 take place, so may additionally compressed air device 14 for blowing out fluid 12 from the viscous chamber 11 the visco-coupling 9 be provided, wherein the compressed air device 14 For example, it can be part of a compressed air reservoir which is present anyway in a braking system in commercial vehicles. The control unit 7 thus controls the compressed air device 14 , for example, again via a corresponding valve 15 opening compressed air into the viscous chamber 11 injected and above the fluid 12 is pushed out.

Des Weiteren kann eine weitere Ventileinrichtung 16 (vgl. 1) vorgesehen sein, mittels welcher eine Dampfzufuhr zur Expansionseinrichtung 3 beeinflussbar, insbesondere abschaltbar, ist. Bei Betätigen der Ventileinrichtung 16 im Bedarfsfall, wird somit der im Wärmerückgewinnungskreislauf 4 vorhandene Dampf (Arbeitsmedium) über eine Bypassleitung 17 an der Expansionseinrichtung 3 vorbeigeleitet.Furthermore, a further valve device 16 (see. 1 ), by means of which a steam supply to the expansion device 3 can be influenced, in particular switched off, is. Upon actuation of the valve device 16 in case of need, thus, in the heat recovery cycle 4 existing steam (working medium) via a bypass line 17 at the expansion device 3 bypasses.

Des Weiteren vorgesehen sein kann eine Bremseinrichtung 18 (vgl. 3), die in betätigtem Zustand eine Reduzierung einer Drehzahl an der Expansionsmaschine 3 bewirkt. Die Bremseinrichtung 18 kann dabei eine Lamellenbremse aufweisen. Die Bremseinrichtung 18 kann darüber hinaus eine Pumpeinrichtung 19 aufweisen, die ein in der Visco-Kupplung 9 angeordnetes Pumpenrad 20 besitzt. Die Pumpeinrichtung 19 dient dabei zum Aufbau eines die Bremseinrichtung 18 betätigenden Bremsdrucks und kann beispielsweise einen in der Visco-Kupplung 9 angeordneten Gerotor 21 umfassen.Furthermore, it may be provided a braking device 18 (see. 3 ), which in the actuated state, a reduction of a speed at the expansion machine 3 causes. The braking device 18 can have a multi-disc brake. The braking device 18 In addition, a pumping device 19 have one in the visco-coupling 9 arranged impeller 20 has. The pumping device 19 serves to build a braking device 18 actuated brake pressure and can, for example, one in the visco-coupling 9 arranged gerotor 21 include.

Bei einem schlagartigen Anstieg der Drehzahl in der Brennkraftmaschine 2, welcher über entsprechende Sensoren detektiert und an das Steuergerät 7 übermittelt wird, kann somit das Steuergerät 7 die Kupplung 5, d.h. im vorliegenden Fall die Visco-Kopplung 9, zumindest teilweise öffnen und dadurch bereits zumindest eine Drehzahlreduzierung an der Expansionseinrichtung 3 und einen Schutz derselben gegen Überdrehen bewirken. Zusätzlich kann das Steuergerät 7 in diesem Fall die Ventileinrichtung 16 betätigen, wodurch eine Dampfzufuhr zur Expansionseinrichtung 3 zumindest reduziert, vorzugsweise abgeschaltet wird. Bei besonders starken bzw. hohen Drehzahlanstiegen kann zusätzlich noch die Bremseinrichtung 18 betätigt werden, welche die Drehzahl an der Expansionseinrichtung 3 zusätzlich reduziert. Durch das Vorstehen einer derartigen einen Gerotor 21 aufweisenden Pumpeinrichtung 19 kann ein passives Sicherheitssystem bzw. eine passive Überdrehzahlschutzeinrichtung 6 geschaffen werden, die auch unabhängig von der Ansteuerung durch das Steuergerät 7 funktioniert und lediglich allein durch die von der Brennkraftmaschine 2 ausgehenden Drehzahl aktiviert wird. Hierdurch ließe sich auch ein sogenannter Drehschwingungsdämpfer realisieren.In a sudden increase in the speed in the internal combustion engine 2 , which detects via corresponding sensors and to the control unit 7 is transmitted, thus the control unit 7 the coupling 5 ie in the present case the visco-coupling 9 , at least partially open and thereby already at least one speed reduction at the expansion device 3 and provide protection against over-rotation. In addition, the control unit 7 in this case, the valve device 16 actuate, whereby a steam supply to the expansion device 3 at least reduced, preferably switched off. For particularly strong or high speed increases may additionally brake device 18 be actuated, which is the speed at the expansion device 3 additionally reduced. By the projection of such a gerotor 21 having pumping device 19 can be a passive safety system or a passive overspeed protection device 6 be created, which is also independent of the control by the control unit 7 works and only by the internal combustion engine 2 outgoing speed is activated. In this way, a so-called torsional vibration damper could be realized.

Claims

Internal combustion engine arrangement (1) with an expansion device (3) drivingly connected to the internal combustion engine (2), characterized in that an overspeed protection device (6) designed as a shiftable clutch (5) is arranged between the internal combustion engine (2) and the expansion device (3) is formed such that it prevents inadvertent fast driving of the expansion device (3) by the internal combustion engine (2).

Internal combustion engine arrangement according to Claim 1 , characterized in that the coupling (5) is designed as a viscous coupling (9) and has a switchable valve (10), by means of which a Filling level of a viscous chamber (11) of the viscous coupling (9) with a fluid (12) can be influenced.

Internal combustion engine arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that a compressed air device (14) for blowing out fluid (12) from a viscous chamber (11) of the viscous coupling (9) is provided.

Internal combustion engine arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a valve device (16) is provided, by means of which a steam supply to the expansion device (3) can be influenced, in particular switched off, is.

Internal combustion engine arrangement according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that a braking device (18) is provided, which causes in the actuated state, a reduction of a rotational speed of the expansion machine (3).

Internal combustion engine arrangement according to Claim 5 , characterized in that the braking device (18) has a multi-disc brake.

Internal combustion engine arrangement according to Claim 5 or 6 , characterized in that - the braking device (18) has a pumping device (19) which has a pump wheel arranged in the viscous coupling (9), - that the pumping device (19) is designed to build up a brake pressure actuating the braking device (18) is.

Internal combustion engine arrangement according to Claim 7 , characterized in that the pumping device (19) has a gerotor (21) arranged in the viscous coupling (9).

Internal combustion engine arrangement according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the expansion machine (3) is designed as an axial piston machine or as a turbine.