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DE102019102013A1 - Exhaust system and method for operating an exhaust system - Google Patents

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DE102019102013A1
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exhaust
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Thomas Laube
Frank Repphun
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Abstract

Es ist ein Abgassystem (10) für ein Kraftfahrzeug vorgesehen mit einem Abgaskrümmer (16) zum Sammeln von in einer Brennkraftmaschine erzeugten Abgasen, einem stromabwärts an dem Abgaskrümmer (16) angeschlossenen Turbine (20) eines Abgasturboladers (22) und einem stromabwärts an der Turbine angeschlossenen Abgasnachbehandlungseinrichtung (28), insbesondere Abgaskatalysator zur Umsetzung von CO und/oder NOX und/oder HC, wobei der Abgasturbolader (22) einen mit Hilfe eines Wastegate-Ventils betätigbaren Bypasskanal zur Ladedruckregelung des Abgasturbolader (22) aufweist, wobei ein mit dem Abgaskrümmer (16) und mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) verbundene und mit Hilfe eines Kurzschlussventils (36) betätigbare Kurzschlussleitung (34) vorgesehen ist. Durch den geringeren Wärmesenken-Effekt der Kurzschlussleitung (34) im Vergleich zum Abgasturbolader (22) kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) schneller auf ihre Anspringtemperatur aufgeheizt werden, so dass ein Abgassystem (10) mit einer guten Abgasreinigung zu ermöglicht ist.An exhaust gas system (10) for a motor vehicle is provided, with an exhaust manifold (16) for collecting exhaust gases generated in an internal combustion engine, a turbine (20) of an exhaust gas turbocharger (22) connected downstream to the exhaust manifold (16) and a downstream one to the turbine Connected exhaust gas aftertreatment device (28), in particular exhaust gas catalytic converter for converting CO and / or NOX and / or HC, the exhaust gas turbocharger (22) having a bypass duct which can be actuated with the aid of a wastegate valve for regulating the charge pressure of the exhaust gas turbocharger (22), one with the exhaust manifold (16) and the short-circuit line (34) connected to the exhaust-gas after-treatment device (28) and operable with the aid of a short-circuit valve (36) is provided. Due to the lower heat sink effect of the short-circuit line (34) compared to the exhaust gas turbocharger (22), the exhaust gas aftertreatment device (28) can be heated up more quickly to its light-off temperature, so that an exhaust gas system (10) with good exhaust gas purification is made possible.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgassystem sowie ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Abgassystems, bei denen mit Hilfe einer Abgasnachbehandlungseinrichtung Abgase eines aufladbaren Abgassystems gereinigt werden können.The invention relates to an exhaust gas system and a method for operating such an exhaust gas system, in which exhaust gases from a chargeable exhaust gas system can be cleaned with the aid of an exhaust gas aftertreatment device.

Aus DE 2010 029 109 A1 ist es bekannt bei einem aufladbaren Abgassystem eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Wastegate-Ventils eines Abgasturboladers einen von einer Brennkraftmaschine kommenden Abgasstrom an einer Turbine des Abgasturboladers vorbeizuführen, um einen dem Abgasturbolader nachgeschalteten Abgaskatalysator möglichst schnell aufzuheizen.Out DE 2010 029 109 A1 it is known in a rechargeable exhaust system of a motor vehicle with the aid of a wastegate valve of an exhaust gas turbocharger to guide an exhaust gas stream coming from an internal combustion engine past a turbine of the exhaust gas turbocharger in order to heat up an exhaust gas catalytic converter connected downstream of the exhaust gas turbocharger as quickly as possible.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Abgasreinigung eines Abgassystems zu verbessern.There is a constant need to improve the exhaust gas purification of an exhaust system.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Abgassystem mit einer guten Abgasreinigung zu ermöglichen.It is the object of the invention to enable an exhaust system with good exhaust gas purification.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Abgassystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by an exhaust system with the features of claim 1, a method with the features of claim 8, a method with the features of claim 9 and a method with the features of claim 10. Preferred embodiments of the invention are in the Subclaims and the following description are given, each of which may represent an aspect of the invention individually or in combination.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Abgassystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Abgaskrümmer zum Sammeln von in einer Brennkraftmaschine erzeugten Abgasen, einem stromabwärts an dem Abgaskrümmer angeschlossenen Turbine eines Abgasturboladers und einem stromabwärts an der Turbine angeschlossenen Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere Abgaskatalysator zur Umsetzung von CO und/oder NOx und/oder HC, wobei der Abgasturbolader einen mit Hilfe eines Wastegate-Ventils betätigbaren Bypasskanal zur Ladedruckregelung des Abgasturboladers aufweist, wobei eine mit dem Abgaskrümmer und mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung verbundene und mit Hilfe eines Kurzschlussventils betätigbare Kurzschlussleitung vorgesehen ist.A first aspect of the invention relates to an exhaust system for a motor vehicle with an exhaust manifold for collecting exhaust gases generated in an internal combustion engine, a turbine of an exhaust gas turbocharger connected downstream of the exhaust manifold and an exhaust gas aftertreatment device connected downstream of the turbine, in particular exhaust gas catalytic converter for converting CO and / or NOx and / or HC, the exhaust gas turbocharger having a bypass duct which can be actuated with the aid of a wastegate valve for regulating the charge pressure of the exhaust gas turbocharger, a short-circuit line which is connected to the exhaust manifold and to the exhaust gas aftertreatment device and can be actuated with the aid of a short-circuit valve.

Für eine gute Abgasreinigung des im Abgassystem enthaltenen Abgases soll die Abgasnachbehandlungseinrichtung bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs möglichst schnell ihre Betriebstemperatur erreichen. Hierzu muss die Abgasnachbehandlungseinrichtung zumindest auf ihre Anspringtemperatur, die beispielsweise im Bereich von ca. 300°C liegt, aufgeheizt werden. Hierzu kann in einer Situation, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung unterhalb der Anspringtemperatur liegt, wie dies insbesondere bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs der Fall ist, das Kurzschlussventil geöffnet werden, so dass das Abgas über die Kurzschlussleitung an dem Abgasturbolader vorbeigeleitet wird und direkt die Abgasnachbehandlungseinrichtung erreicht. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Abgasturbolader einschließlich der Turbine und des Bypasskanals als Wärmesenke für das durch den Abgasturbolader geleitete Abgas wirken kann. Aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen dem Abgas und dem Abgasturbolader wird ein Teil der Enthalpie des Abgases zur Erwärmung des Abgasturbolader verwendet, so dass an der Abgasnachbehandlungseinrichtung das Abgas mit einer entsprechend geringeren Enthalpie und einer entsprechend geringeren Temperatur ankommen würde. Das Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung würde sich in diesem Fall verzögern.For good exhaust gas purification of the exhaust gas contained in the exhaust system, the exhaust gas aftertreatment device should reach its operating temperature as quickly as possible when the motor vehicle is cold started. For this purpose, the exhaust gas aftertreatment device must be heated up at least to its light-off temperature, which is, for example, in the range of approximately 300 ° C. For this purpose, in a situation when the temperature of the exhaust gas aftertreatment device is below the light-off temperature, as is the case in particular when the motor vehicle is cold started, the short-circuit valve can be opened so that the exhaust gas is directed past the exhaust gas turbocharger via the short-circuit line and reaches the exhaust gas aftertreatment device directly . Here, the knowledge is exploited that the exhaust gas turbocharger, including the turbine and the bypass duct, can act as a heat sink for the exhaust gas conducted through the exhaust gas turbocharger. Due to a temperature difference between the exhaust gas and the exhaust gas turbocharger, part of the enthalpy of the exhaust gas is used to heat the exhaust gas turbocharger, so that the exhaust gas would arrive at the exhaust gas aftertreatment device with a correspondingly lower enthalpy and a correspondingly lower temperature. The heating of the exhaust gas aftertreatment device would be delayed in this case.

Der Bypasskanal kann zwar den Abgaskrümmer mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung unter Umgehung der Turbine verbinden, allerdings würde es trotzdem zu einem signifikanten Abkühlen des Abgases führen, wenn das Abgas über den Bypasskanal des Abgasturboladers geleitet würde, da der mit dem Wastegate-Ventil geschaltete Bypasskanal üblicherweise in einem Gehäuse des Abgasturboladers integriert ist. Der Bypasskanal ist daher wärmeleitend mit weiteren Komponenten des Abgasturboladers verbunden, so dass dennoch die gesamte Wärmekapazität („thermische Masse“) des Abgasturboladers gegebenenfalls in einem etwas geringeren Ausmaß als Wärmesenke auf das Abgas einwirkt.Although the bypass duct can connect the exhaust manifold to the exhaust gas aftertreatment device bypassing the turbine, it would nevertheless lead to a significant cooling of the exhaust gas if the exhaust gas were passed through the bypass duct of the exhaust gas turbocharger, since the bypass duct switched with the wastegate valve is usually in one Exhaust gas turbocharger housing is integrated. The bypass duct is therefore connected to other components of the exhaust gas turbocharger in a heat-conducting manner, so that the entire thermal capacity (“thermal mass”) of the exhaust gas turbocharger may act as a heat sink on the exhaust gas to a somewhat lesser extent.

Die Kurzschlussleitung hat jedoch nur die Funktion das Abgas von dem Abgaskrümmer zur Abgasnachbehandlungseinrichtung zu leiten, so dass die Kurzschlussleitung mit einer entsprechend geringeren Wandstärke und/oder einer thermischen Isolierung versehen sein kann, wodurch die Wirkung der Kurzschlussleitung als Wärmesenke minimiert werden kann. Zumindest weist die Kurzschlussleitung einen erheblich geringeren Wärmesenken-Effekt als die Turbine und/oder der Bypasskanal auf, so dass das Abgas mit einer höheren Temperatur und einer höheren Enthalpie an der Abgasnachbehandlungseinrichtung ankommen kann und die Abgasnachbehandlungseinrichtung dadurch schneller auf die Anspringtemperatur aufheizen kann. Die volle Funktionalität der Abgasnachbehandlungseinrichtung das Abgas zu reinigen steht daher früher zur Verfügung, so dass mehr Abgas effektiv gereinigt werden kann und eine Emission von schädlichen Gasen und/oder Abgaskomponenten und/oder Ruß und/oder Abgaspartikel reduziert werden kann. Durch den geringeren Wärmesenken-Effekt der Kurzschlussleitung im Vergleich zum Abgasturbolader kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung schneller auf ihre Anspringtemperatur aufgeheizt werden, so dass ein Abgassystem mit einer guten Abgasreinigung ermöglicht ist.However, the short-circuit line only has the function of guiding the exhaust gas from the exhaust manifold to the exhaust-gas aftertreatment device, so that the short-circuit line can be provided with a correspondingly smaller wall thickness and / or thermal insulation, as a result of which the effect of the short-circuit line as a heat sink can be minimized. At least the short-circuit line has a significantly lower heat sink effect than the turbine and / or the bypass duct, so that the exhaust gas can arrive at the exhaust gas aftertreatment device with a higher temperature and higher enthalpy and the exhaust gas aftertreatment device can thereby heat up more quickly to the light-off temperature. The full functionality of the exhaust gas aftertreatment device to purify the exhaust gas is therefore available earlier, so that more exhaust gas can be cleaned effectively and an emission of harmful gases and / or exhaust gas components and / or soot and / or exhaust gas particles can be reduced. Due to the lower heat sink effect of the short-circuit line compared to the exhaust gas turbocharger, the exhaust gas aftertreatment device can react more quickly to it Starting temperature are heated so that an exhaust system with a good exhaust gas cleaning is possible.

Insbesondere ist der Abgaskrümmer über ein Absperrventil mit der Turbine und dem Bypasskanal verbunden. Mit Hilfe des Absperrventils kann der Volumenstrom des von dem Abgaskrümmer kommenden Abgases zumindest gedrosselt, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig unterbrochen werden. Beim Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung kann dadurch im Wesentlichen der gesamte Volumenstrom des von dem Abgaskrümmer kommenden Abgases über die Kurzschlussleitung geführt werden. Ein Enthalpieverlust des Abgases durch Wärmesenken-Effekte im Abgassystem kann dadurch minimiert werden.In particular, the exhaust manifold is connected to the turbine and the bypass duct via a shut-off valve. With the help of the shut-off valve, the volume flow of the exhaust gas coming from the exhaust manifold can at least be throttled, preferably essentially completely interrupted. When the exhaust gas aftertreatment device is heated up, essentially the entire volume flow of the exhaust gas coming from the exhaust manifold can be conducted via the short-circuit line. An enthalpy loss of the exhaust gas due to heat sink effects in the exhaust system can be minimized.

Vorzugsweise weist das Abgas am Eingang der Abgasnachbehandlungseinrichtung bei einem Strömungspfad über die Kurzschlussleitung eine höhere Enthalpie als bei einem Strömungspfad über die Turbine und/oder den Bypasskanal auf. Da die Kurzschlussleitung nur die Funktion erfüllen muss, das Abgas von dem Abgaskrümmer zur Abgasnachbehandlungseinrichtung zu leiten, kann die Kurzschlussleitung zur Vermeidung von Wärmesenken-Effekten optimiert sein. Zumindest weist die Kurzschlussleitung einen geringeren Wärmesenken-Effekt auf, als wenn das Abgas über den Abgasturbolader an die Abgasnachbehandlungseinrichtung geleitet wird. Dadurch kann im Vergleich zu einem über den Abgasturbolader führenden Strömungspfad des Abgases ein schnelleres Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung sichergestellt sein.The exhaust gas at the input of the exhaust gas aftertreatment device preferably has a higher enthalpy in a flow path via the short-circuit line than in the case of a flow path via the turbine and / or the bypass duct. Since the short-circuit line only has to fulfill the function of guiding the exhaust gas from the exhaust manifold to the exhaust-gas aftertreatment device, the short-circuit line can be optimized to avoid heat sink effects. At least the short-circuit line has a lower heat sink effect than if the exhaust gas is conducted via the exhaust gas turbocharger to the exhaust gas aftertreatment device. As a result, a faster heating of the exhaust gas aftertreatment device can be ensured in comparison with a flow path of the exhaust gas leading via the exhaust gas turbocharger.

Besonders bevorzugt ist eine Strömungslänge von dem Abgaskrümmer zur Abgasnachbehandlungseinrichtung über die Kurzschlussleitung kürzer als über den Bypasskanal. Ein Kontakt des Abgases mit noch kalten Oberflächen von Komponenten des Abgassystems kann dadurch minimiert werden, so dass ein Wärmesenken-Effekt minimiert werden kann. Zudem kann ein Druckverlust über die Strömungslänge der Kurzschlussleitung verringert werden, so dass das Abgas mit einer entsprechend hohen Enthalpie in die Abgasnachbehandlungseinrichtung eintreten kann. Vorzugsweise ist die Abgasnachbehandlungseinrichtung möglichst nah an dem Abgaskrümmer angeordnet, so dass aufgrund der räumlichen Nähe der Abgasnachbehandlungseinrichtung zum Abgaskrümmer, die Strömungslänge der Kurzschlussleitung minimiert werden kann. Hierbei kann insbesondere der minimale Abstand der Abgasnachbehandlungseinrichtung zum Abgaskrümmer geringer als der minimale Abstand des Abgasturboladers zum Abgaskrümmer sein.A flow length from the exhaust manifold to the exhaust gas aftertreatment device via the short-circuit line is particularly preferably shorter than via the bypass channel. As a result, contact of the exhaust gas with surfaces of components of the exhaust system that are still cold can be minimized, so that a heat sink effect can be minimized. In addition, a pressure loss can be reduced over the flow length of the short-circuit line, so that the exhaust gas can enter the exhaust gas aftertreatment device with a correspondingly high enthalpy. The exhaust gas aftertreatment device is preferably arranged as close as possible to the exhaust manifold, so that the flow length of the short-circuit line can be minimized due to the spatial proximity of the exhaust gas aftertreatment device to the exhaust manifold. In particular, the minimum distance between the exhaust gas aftertreatment device and the exhaust manifold can be less than the minimum distance between the exhaust gas turbocharger and the exhaust manifold.

Insbesondere weist die Kurzschlussleitung bei vollständig geöffnetem Kurzschlussventil einen geringeren Strömungswiderstand als ein Strömungspfad von dem Abgaskrümmer zur Abgasnachbehandlungseinrichtung über den Bypasskanal bei vollständig geöffneten Wastegate-Ventil auf. Aufgrund des geringeren Strömungswiderstands entlang der Kurzschlussleitung kann ein Druckverlust minimiert werden, so dass das Abgas mit einer möglichst niedrigen Strömungsgeschwindigkeit und/oder reduzierten Turbulenzen die Kurzschlussleitung durchströmen kann.In particular, when the short-circuit valve is fully open, the short-circuit line has a lower flow resistance than a flow path from the exhaust manifold to the exhaust gas aftertreatment device via the bypass channel when the wastegate valve is fully open. Due to the lower flow resistance along the short-circuit line, a pressure loss can be minimized, so that the exhaust gas can flow through the short-circuit line with the lowest possible flow velocity and / or reduced turbulence.

Vorzugsweise ist die Turbine und der Bypasskanal über eine Anschlussleitung mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung verbunden, wobei die Anschlussleitung mit Hilfe einer Kühleinrichtung, insbesondere Fahrtwindkühler, kühlbar ist. Da das Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung im Wesentlichen durch das über die Kurzschlussleitung geführte Abgas erfolgen kann, ist es möglich für das den Abgasturbolader über die Turbine und/oder den Bypasskanal verlassene Abgas gerade keine Aufheizfunktion vorzusehen. Stattdessen kann eine bewusste Kühlung des Abgases vorgesehen sein, das den Abgasturbolader über die Anschlussleitung verlässt. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass nach einem Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung auf eine Temperatur oberhalb der Anspringtemperatur das Abgas in der Regel über den Abgasturbolader geleitet wird. Das Kurzschlussventil kann nach dem erfolgen Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung geschlossen sein. In dieser Situation kann es insbesondere bei einer hohen Motorleistung der Brennkraftmaschine zu einer zu starken Aufheizung der Abgasnachbehandlungseinrichtung kommen, wodurch die Abgasnachbehandlungseinrichtung chemisch altern oder sogar beschädigt werden könnte. Durch die Kühlung der Anschlussleitung kann das Abgas auf eine für die Abgasnachbehandlungseinrichtung besser geeignete Temperatur gekühlt werden, so dass die Lebensdauer der Abgasnachbehandlungseinrichtung und das chemische Abgasreinigungsvermögen der Abgasnachbehandlungseinrichtung verbessert sind. Ein Temperaturfenster für den Betrieb der Abgasnachbehandlungseinrichtung kann dadurch klein gehalten werden und sich besonders nahe an der optimalen Betriebstemperatur befinden. Hierzu kann die zur Kühlung der Anschlussleitung vorgesehene Kühleinrichtung beispielsweise eine Luftkühlung mit Hilfe von Fahrtwind vorsehen.The turbine and the bypass duct are preferably connected to the exhaust gas aftertreatment device via a connecting line, the connecting line being able to be cooled with the aid of a cooling device, in particular a headwind cooler. Since the exhaust gas aftertreatment device can essentially be heated by the exhaust gas conducted via the short-circuit line, it is possible to provide no heating function for the exhaust gas leaving the exhaust gas turbocharger via the turbine and / or the bypass duct. Instead, a conscious cooling of the exhaust gas can be provided, which leaves the exhaust gas turbocharger via the connection line. Here, the knowledge is exploited that after the exhaust gas aftertreatment device has been heated to a temperature above the light-off temperature, the exhaust gas is generally conducted via the exhaust gas turbocharger. The short-circuit valve can be closed after the exhaust gas aftertreatment device has been heated up. In this situation, the exhaust gas aftertreatment device may overheat, particularly with a high engine output of the internal combustion engine, which could chemically age or even damage the exhaust gas aftertreatment device. By cooling the connecting line, the exhaust gas can be cooled to a temperature that is more suitable for the exhaust gas aftertreatment device, so that the service life of the exhaust gas aftertreatment device and the chemical exhaust gas cleaning ability of the exhaust gas aftertreatment device are improved. A temperature window for the operation of the exhaust gas aftertreatment device can thereby be kept small and be particularly close to the optimal operating temperature. For this purpose, the cooling device provided for cooling the connecting line can, for example, provide air cooling with the help of airflow.

Besonders bevorzugt ist ein weiterer Abgaskrümmer zum Sammeln von in der Brennkraftmaschine erzeugten Abgasen, eine stromabwärts über ein weiteres Absperrventil an dem weiteren Abgaskrümmer angeschlossene Turbine eines weiteren Abgasturboladers, eine stromabwärts an der Turbine angeschlossene weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere Abgaskatalysator zur Umsetzung von CO und/oder NOx und/oder HC, und eine mit dem weiteren Abgaskrümmer und mit der weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung verbundene und mit Hilfe eines weiteren Kurzschlussventils betätigbare weitere Kurzschlussleitung vorgesehen, wobei der weitere Abgasturbolader einen mit Hilfe eines weiteren Wastegate-Ventils betätigbaren weiteren Bypasskanal zur Ladedruckregelung des weiteren Abgasturbolader aufweist, wobei der weitere Abgaskrümmer über eine mit einem Verbindungsventil betätigbare Verbindungsleitung mit dem Abgaskrümmer verbindbar ist. Die Brennkraftmaschine kann beispielsweise zwei verschiedene Zylinderbänke aufweisen, wobei die erste Zylinderbank mit dem Abgaskrümmer und die zweite Zylinderbank mit dem weiteren Abgaskrümmer abgasseitig verbunden ist. Das Abgassystem kann insbesondere symmetrisch ausgestaltet sein. Die vorstehenden Ausführungen gelten insbesondere analog für die weiteren entsprechenden Komponenten des Abgassystems. Beide Seiten des Abgassystems können bei geschlossenem Verbindungsventil im Wesentlichen unabhängig voneinander agieren. Wenn das Verbindungsventil ganz oder teilweise geöffnet wird, kann ein Austausch der Abgase zwischen den beiden Seiten erfolgen, wodurch sich unterschiedliche Betriebsweisen des Abgassystems ergeben, die für unterschiedliche Betriebssituationen geeignet sind. Die Verbindungsleitung und das in der Verbindungsleitung vorgesehene Verbindungsventil ermöglichen eine erhöhte Flexibilität beim Betrieb des Abgassystems. Zudem können bei geöffneten Verbindungsventil die Volumen des Abgaskrümmers und des weiteren Abgaskrümmers miteinander verbunden werden, wodurch beispielsweise Druckschwankungen gedämpft werden können.A further exhaust manifold for collecting exhaust gases generated in the internal combustion engine is particularly preferred, a turbine of a further exhaust gas turbocharger connected to the further exhaust manifold downstream via a further shut-off valve, a further exhaust gas aftertreatment device connected downstream to the turbine, in particular an exhaust gas catalytic converter for converting CO and / or NOx and / or HC, and one with the other exhaust manifold and with the other Exhaust aftertreatment device connected and operable with the aid of a further short-circuit valve, further short-circuit line is provided, the further exhaust-gas turbocharger having a further by-pass channel, which can be actuated with the aid of a further wastegate valve, for boost pressure regulation of the further exhaust-gas turbocharger, the further exhaust-gas manifold being connectable to the exhaust-gas manifold via a connecting line which can be actuated by a connecting valve is. The internal combustion engine can, for example, have two different cylinder banks, the first cylinder bank being connected to the exhaust manifold and the second cylinder bank being connected to the further exhaust manifold. The exhaust system can in particular be configured symmetrically. The above statements apply in particular analogously to the other corresponding components of the exhaust system. Both sides of the exhaust system can act essentially independently of one another when the connecting valve is closed. If the connecting valve is opened completely or partially, the exhaust gases can be exchanged between the two sides, which results in different modes of operation of the exhaust system, which are suitable for different operating situations. The connecting line and the connecting valve provided in the connecting line allow increased flexibility in the operation of the exhaust system. In addition, the volume of the exhaust manifold and the further exhaust manifold can be connected to one another when the connecting valve is open, as a result of which pressure fluctuations can be damped, for example.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, bei dem zum Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung das Abgas aus dem Abgaskrümmer vollständig oder teilweise an der Turbine und dem Bykasskanal vorbei der Abgasnachbehandlungseinrichtung direkt zugeführt wird. Durch den geringeren Wärmesenken-Effekt der Kurzschlussleitung im Vergleich zum Abgasturbolader kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung schneller auf ihre Anspringtemperatur aufgeheizt werden, so dass ein Abgassystem mit einer guten Abgasreinigung zu ermöglicht ist.A further aspect of the invention relates to a method for operating an exhaust gas system, which can be designed and developed as described above, in which, in order to heat up the exhaust gas aftertreatment device, the exhaust gas from the exhaust manifold is wholly or partially fed directly past the turbine and the bycass duct to the exhaust gas aftertreatment device . Due to the lower heat sink effect of the short-circuit line compared to the exhaust gas turbocharger, the exhaust gas aftertreatment device can be heated to its light-off temperature more quickly, so that an exhaust gas system with good exhaust gas purification is made possible.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, bei dem das Verbindungsventil geöffnet ist, in einem ersten Zeitraum das weitere Absperrventil und das weitere Kurzschlussventil geschlossen und das Absperrventil und/oder das Kurzschlussventil geöffnet sind und in einem zweiten Zeitraum das Absperrventil und das Kurzschlussventil geschlossen und das weitere Absperrventil und/oder das weitere Kurzschlussventil geöffnet sind, wobei zum Aufheizen und/oder Halten einer Betriebstemperatur sowohl der Abgasnachbehandlungseinrichtung als auch der weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung und/oder zur Durchführung einer Registeraufladung der Brennkraftmaschine der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum alternierend hintereinander vorgesehen werden. Durch den geringeren Wärmesenken-Effekt der Kurzschlussleitung im Vergleich zum Abgasturbolader kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung besser warm gehalten werden, so dass ein Abgassystem mit einer guten Abgasreinigung ermöglicht ist. Insbesondere bei einer geringen Motorleistung und/oder einer Zylinderabschaltung liegt ein nur geringer Gesamtvolumenstrom an Abgas vor. Das von beiden Seiten zusammen geführte Abgas kann entweder über die eine Seite oder über die andere Seite geleitet werden und im ersten Zeitraum der Abgasnachbehandlungseinrichtung und in dem zweiten Zeitraum der weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung thermische Energie zuführen. Dadurch können beide Abgasnachbehandlungseinrichtung auf die Anspringtemperatur aufgeheizt und/oder auch bei geringer Motorleistung auf einer ausreichend hohen Temperatur gehalten werden.Another aspect of the invention relates to a method for operating an exhaust system, which can be designed and further developed as described above, in which the connecting valve is open, the further shut-off valve and the further short-circuit valve are closed in a first period, and the shut-off valve and / or the Short-circuit valve are open and in a second period the shut-off valve and the short-circuit valve are closed and the further shut-off valve and / or the further short-circuit valve are open, with both the exhaust gas aftertreatment device and the further exhaust gas aftertreatment device and / or for carrying out an operating temperature to be heated and / or maintained Register charging of the internal combustion engine of the first period and the second period can be provided alternately in succession. Due to the lower heat sink effect of the short-circuit line compared to the exhaust gas turbocharger, the exhaust gas aftertreatment device can be kept warm better, so that an exhaust gas system with good exhaust gas purification is made possible. In particular with a low engine output and / or a cylinder deactivation, there is only a small total volume flow of exhaust gas. The exhaust gas which is brought together from both sides can either be passed over one side or over the other side and supply thermal energy to the exhaust gas aftertreatment device in the first period and to the further exhaust gas aftertreatment device in the second period. As a result, both exhaust gas aftertreatment devices can be heated to the light-off temperature and / or can be kept at a sufficiently high temperature even when the engine power is low.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, bei dem zur Dämpfung eines dynamischen Abgasgegendrucks an der Turbine und an der weiteren Turbine und/oder zur Dämpfung von Druckpulsationen in dem Abgassystem das Verbindungsventil zumindest teilweise geöffnet wird. Bei einer geringen Motorleistung kann das Verbindungsventil geschlossen sein, so dass beim Öffnen eines Auslassventils an der Brennkraftmaschine entstehende Druckstöße des Abgases bewusst an die Turbine des Abgasturboladers angreifen können, um eine Stoßaufladung durchzuführen. Dadurch kann ein Lader-Betrieb abgewendet und eine Registeraufladung erreicht werden. Wenn die Motorleistung steigt kann der an der Turbine angreifende durchschnittliche Druck groß genug sein, um über die Turbine den Verdichter des Abgasturboladers problemlos anzutreiben. In dieser Situation sind Druckstöße am Eingang der Turbine in der Regel nicht gewünscht, da diese zu Leistungsgradeinbußen der Turbine führen können. Durch das geöffnete Verbindungsventil können jedoch die Volumina des Abgaskrümmers und des weiteren Abgaskrümmers miteinander verbunden werden, so dass Drückstöße über die beiden Volumina der Abgaskrümmer gedämpft werden können und mit einem hohen Wirkungsgrad eine Stauaufladung in dem Abgasturbolader erreicht werden kann.Another aspect of the invention relates to a method for operating an exhaust system, which can be designed and developed as described above, in which the damping of a dynamic exhaust gas back pressure on the turbine and on the other turbine and / or for damping pressure pulsations in the exhaust system Connection valve is at least partially opened. If the engine output is low, the connecting valve can be closed, so that pressure surges of the exhaust gas that occur when the exhaust valve is opened on the internal combustion engine can consciously attack the turbine of the exhaust gas turbocharger in order to carry out a shock charging. Charger operation can thus be averted and register charging can be achieved. When the engine power increases, the average pressure acting on the turbine can be high enough to drive the turbocharger compressor without problems via the turbine. In this situation, pressure surges at the inlet of the turbine are generally not desired, since these can lead to a loss of efficiency in the turbine. However, the volume of the exhaust manifold and of the further exhaust manifold can be connected to one another by the opened connecting valve, so that pressure surges can be damped via the two volumes of the exhaust manifold and a high efficiency can be achieved in the exhaust gas turbocharger.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:

  • 1: eine schematische Prinzipdarstellung eines Abgassystems.
In the following, the invention is explained by way of example with reference to the accompanying drawing using preferred exemplary embodiments, the features shown below can represent an aspect of the invention both individually and in combination. It shows:
  • 1 : a schematic diagram of an exhaust system.

Das in 1 dargestellte Abgassystem 10 weist eine erste Seite 12 und eine zur ersten Seite 12 im Wesentlichen symmetrisch ausgestaltete zweite Seite 14 auf. Die erste Seite 12 weist einen mit einer ersten Zylinderbank einer Brennkraftmaschine abgasseitig verbundenen Abgaskrümmer 16 auf, der über ein Absperrventil 18 mit einer Turbine 20 eines Abgasturboladers 22 verbunden ist. Die Turbine 20 ist mit einem Verdichter 24 gekoppelt, der angesaugte Frischluft aufladen und zur Brennkraftmaschine fördern kann. Die Turbine 20 ist über eine, insbesondere von einer Kühleinrichtung gekühlte, Anschlussleitung 26 mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 28 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung 28 als Abgaskatalysator ausgestaltet sein, der ausgangsseitig mit einer zusätzlichen Abgasnachbehandlungseinrichtung 30, die beispielsweise als Partikelfilter ausgestaltet ist, verbunden ist. Über einen Schalldämpfer 32 kann das gereinigte Abgas an die Umgebung abgegeben werden. Der Abgasturbolader 22 weist in üblicher Weise einen mit einem Wastegate-Ventil versehenen Bypasskanal auf, der unter Überbrückung der Turbine 20 zumindest teilweise das Abgas stromabwärts des Absperrventils 18 an die Anschlussleitung 26 leiten kann. Zusätzlich ist der Abgaskrümmer 16 über eine Kurzschlussleitung 34 mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung 28 verbunden, wobei die Kurzschlussleitung 34 wahlweise von einem Kurzschlussventils 36 geöffnet und geschlossen werden kann. Vorzugsweise sind das Absperrventil 18 und das Kurzschlussventil 36 in einem gemeinsamen Ventil, beispielsweise einem 3/2-Wegeventil zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst.This in 1 Exhaust system shown 10th has a first page 12th and one to the first page 12th essentially symmetrical second side 14 on. The first page 12th has an exhaust manifold connected to a first cylinder bank of an internal combustion engine on the exhaust gas side 16 on that via a shut-off valve 18th with a turbine 20 of an exhaust gas turbocharger 22 connected is. The turbine 20 is with a compressor 24th coupled, which can charge fresh air drawn in and deliver it to the internal combustion engine. The turbine 20 is via a connection line, in particular cooled by a cooling device 26 with an exhaust gas aftertreatment device 28 connected. In the illustrated embodiment, the exhaust gas aftertreatment device 28 be designed as an exhaust gas catalytic converter, the output side with an additional exhaust gas aftertreatment device 30th , which is designed, for example, as a particle filter. Via a silencer 32 the cleaned exhaust gas can be released into the environment. The exhaust gas turbocharger 22 has in the usual way a bypass channel provided with a wastegate valve, which bypasses the turbine 20 at least partially the exhaust gas downstream of the shut-off valve 18th to the connection line 26 can lead. In addition, the exhaust manifold 16 via a short-circuit line 34 with the exhaust gas aftertreatment device 28 connected, the short circuit line 34 optionally from a short-circuit valve 36 can be opened and closed. Preferably the shut-off valve 18th and the short circuit valve 36 combined in a common valve, for example a 3/2-way valve to form a common structural unit.

Analog weist die zweite Seite 14 einen mit einer zweiten Zylinderbank der Brennkraftmaschine abgasseitig verbundenen weiteren Abgaskrümmer 38 auf, der über ein weiteres Absperrventil 40 mit einer weiteren Turbine 42 eines weiteren Abgasturboladers 44 verbunden ist. Die weitere Turbine 42 ist mit einem weiteren Verdichter 46 gekoppelt, der angesaugte Frischluft aufladen und zur Brennkraftmaschine fördern kann. Die weitere Turbine 42 ist über eine, insbesondere von einer Kühleinrichtung gekühlte, weitere Anschlussleitung 48 mit einer weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung 50 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung 50 als Abgaskatalysator ausgestaltet sein, der ausgangsseitig mit einer weiteren zusätzlichen Abgasnachbehandlungseinrichtung 52, die beispielsweise als Partikelfilter ausgestaltet ist, verbunden ist. Über einen weiteren Schalldämpfer 54 kann das gereinigte Abgas an die Umgebung abgegeben werden. Der weitere Abgasturbolader 44 weist in üblicher Weise einen mit einem weiteren Wastegate-Ventil versehenen weiteren Bypasskanal auf, der unter Überbrückung der weiteren Turbine 42 zumindest teilweise das Abgas stromabwärts des weiteren Absperrventils 40 an die weitere Anschlussleitung 48 leiten kann. Zusätzlich ist der weitere Abgaskrümmer 38 über eine weitere Kurzschlussleitung 56 mit der weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung 50 verbunden, wobei die weitere Kurzschlussleitung 56 wahlweise von einem weiteren Kurzschlussventils 58 geöffnet und geschlossen werden kann. Vorzugsweise sind das weitere Absperrventil 40 und das weitere Kurzschlussventil 58 in einem gemeinsamen Ventil, beispielsweise einem 3/2-Wegeventil zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst.The second page shows the same 14 a further exhaust manifold connected to a second cylinder bank of the internal combustion engine 38 on that via another shut-off valve 40 with another turbine 42 of another exhaust gas turbocharger 44 connected is. The other turbine 42 is with another compressor 46 coupled, which can charge fresh air drawn in and deliver it to the internal combustion engine. The other turbine 42 is via a further connection line, in particular cooled by a cooling device 48 with another exhaust gas aftertreatment device 50 connected. In the exemplary embodiment shown, the further exhaust gas aftertreatment device can 50 be designed as an exhaust gas catalytic converter, the output side with a further additional exhaust gas aftertreatment device 52 , which is designed, for example, as a particle filter. Another silencer 54 the cleaned exhaust gas can be released into the environment. The further exhaust gas turbocharger 44 has in the usual way a further bypass duct provided with a further wastegate valve, which bypasses the further turbine 42 at least partially the exhaust gas downstream of the further shut-off valve 40 to the other connection line 48 can lead. In addition, the other exhaust manifold 38 via another short-circuit line 56 with the further exhaust gas aftertreatment device 50 connected, the further short-circuit line 56 optionally from another short-circuit valve 58 can be opened and closed. These are preferably the further shut-off valve 40 and the other short circuit valve 58 combined in a common valve, for example a 3/2-way valve to form a common structural unit.

Die erste Seite 12 und die zweite Seite 14 des Abgassystems 10 sind über eine Verbindungsleitung 60 miteinander verbunden, wobei die Verbindungsleitung 60 wahlweise von einem Verbindungsventil 62 geöffnet und geschlossen werden kann. Hierbei ist die Verbindungsleitung 60 einerseits mit dem Abgaskrümmer 16 und andererseits mit dem weiteren Abgaskrümmer 38 verbunden.The first page 12th and the second page 14 of the exhaust system 10th are via a connecting line 60 interconnected, the connecting line 60 optionally from a connection valve 62 can be opened and closed. Here is the connecting line 60 on the one hand with the exhaust manifold 16 and on the other hand with the other exhaust manifold 38 connected.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 2010029109 A1 [0002]DE 2010029109 A1 [0002]

Claims (10)

Abgassystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Abgaskrümmer (16) zum Sammeln von in einer Brennkraftmaschine erzeugten Abgasen, einem stromabwärts an dem Abgaskrümmer (16) angeschlossenen Turbine (20) eines Abgasturboladers (22) und einem stromabwärts an der Turbine angeschlossenen Abgasnachbehandlungseinrichtung (28), insbesondere Abgaskatalysator zur Umsetzung von CO und/oder NOx und/oder HC, wobei der Abgasturbolader (22) einen mit Hilfe eines Wastegate-Ventils betätigbaren Bypasskanal zur Ladedruckregelung des Abgasturbolader (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Abgaskrümmer (16) und mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) verbundene und mit Hilfe eines Kurzschlussventils (36) betätigbare Kurzschlussleitung (34) vorgesehen ist.Exhaust system for a motor vehicle, having an exhaust manifold (16) for collecting exhaust gases generated in an internal combustion engine, a turbine (20) of an exhaust gas turbocharger (22) connected downstream to the exhaust manifold (16) and an exhaust gas aftertreatment device (28) connected downstream of the turbine, In particular an exhaust gas catalytic converter for converting CO and / or NOx and / or HC, the exhaust gas turbocharger (22) having a bypass duct which can be actuated with the aid of a wastegate valve for regulating the charge pressure of the exhaust gas turbocharger (22), characterized in that one with the exhaust manifold (16) and a short-circuit line (34) connected to the exhaust-gas after-treatment device (28) and operable with the aid of a short-circuit valve (36) is provided. Abgassystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskrümmer (16) über ein Absperrventil (18) mit der Turbine (20) und dem Bypasskanal verbunden ist.Exhaust system after Claim 1 characterized in that the exhaust manifold (16) is connected to the turbine (20) and the bypass duct via a shut-off valve (18). Abgassystem nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas am Eingang der Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) bei einem Strömungspfad über die Kurzschlussleitung (34) eine höhere Enthalpie als bei einem Strömungspfad über die Turbine (20) und/oder den Bypasskanal aufweist.Exhaust system after Claim 1 or 2nd characterized in that the exhaust gas at the input of the exhaust gas aftertreatment device (28) has a higher enthalpy in a flow path via the short-circuit line (34) than in the case of a flow path via the turbine (20) and / or the bypass duct. Abgassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungslänge von dem Abgaskrümmer (16) zur Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) über die Kurzschlussleitung (34) kürzer als über den Bypasskanal ist.Exhaust system according to one of the Claims 1 to 3rd characterized in that a flow length from the exhaust manifold (16) to the exhaust gas aftertreatment device (28) via the short-circuit line (34) is shorter than via the bypass duct. Abgassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussleitung (34) bei vollständig geöffnetem Kurzschlussventil (36) einen geringeren Strömungswiderstand als ein Strömungspfad von dem Abgaskrümmer (16) zur Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) über den Bypasskanal bei vollständig geöffneten Wastegate-Ventil aufweist.Exhaust system according to one of the Claims 1 to 4th characterized in that, when the short-circuit valve (36) is fully open, the short-circuit line (34) has a lower flow resistance than a flow path from the exhaust manifold (16) to the exhaust-gas aftertreatment device (28) via the bypass channel when the wastegate valve is fully open. Abgassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (20) und der Bypasskanal über eine Anschlussleitung (26) mit der Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) verbunden ist, wobei die Anschlussleitung (26) mit Hilfe einer Kühleinrichtung, insbesondere Fahrtwindkühler, kühlbar ist.Exhaust system according to one of the Claims 1 to 5 characterized in that the turbine (20) and the bypass duct are connected to the exhaust gas aftertreatment device (28) via a connecting line (26), the connecting line (26) being able to be cooled with the aid of a cooling device, in particular a headwind cooler. Abgassystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Abgaskrümmer (38) zum Sammeln von in der Brennkraftmaschine erzeugten Abgasen, eine stromabwärts über ein weiteres Absperrventil (40) an dem weiteren Abgaskrümmer (38) angeschlossene weitere Turbine (42) eines weiteren Abgasturboladers (44), eine stromabwärts an der weiteren Turbine (42) angeschlossene weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung (50), insbesondere Abgaskatalysator zur Umsetzung von CO und/oder NOx und/oder HC, und eine mit dem weiteren Abgaskrümmer (38) und mit der weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung (50) verbundene und mit Hilfe eines weiteren Kurzschlussventils (58) betätigbare weitere Kurzschlussleitung (56) vorgesehen ist, wobei der weitere Abgasturbolader (44) einen mit Hilfe eines weiteren Wastegate-Ventils betätigbaren weiteren Bypasskanal zur Ladedruckregelung des weiteren Abgasturbolader (44) aufweist, wobei der weitere Abgaskrümmer (38) über eine mit einem Verbindungsventil (62) betätigbare Verbindungsleitung (60) mit dem Abgaskrümmer (16) verbindbar ist.Exhaust system according to one of the Claims 1 to 5 characterized in that a further exhaust manifold (38) for collecting exhaust gases generated in the internal combustion engine, a further turbine (42) of a further exhaust gas turbocharger (44) connected downstream of the further exhaust manifold (38) via a further shutoff valve (40), a downstream further exhaust gas aftertreatment device (50) connected to the further turbine (42), in particular exhaust gas catalytic converter for converting CO and / or NOx and / or HC, and one connected to the further exhaust manifold (38) and to the further exhaust gas aftertreatment device (50) and with the aid A further short-circuit valve (58) which can be actuated is provided, the further exhaust gas turbocharger (44) having a further bypass duct which can be actuated with the aid of a further wastegate valve for regulating the boost pressure of the further exhaust gas turbocharger (44), the further exhaust manifold (38) Via a connecting line (60) which can be actuated with a connecting valve (62) it is connectable to the exhaust manifold (16). Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zum Aufheizen der Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) das Abgas aus dem Abgaskrümmer (16) vollständig oder teilweise an der Turbine (20) und dem Bykasskanal vorbei der Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) direkt zugeführt wird.Method for operating an exhaust system (10) according to one of the Claims 1 to 7 , in which, in order to heat up the exhaust gas aftertreatment device (28), all or part of the exhaust gas from the exhaust manifold (16) is fed directly past the turbine (20) and the bypass duct to the exhaust gas aftertreatment device (28). Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems (10) nach Anspruch 7, bei dem das Verbindungsventil (62) geöffnet ist, in einem ersten Zeitraum das weitere Absperrventil (40) und das weitere Kurzschlussventil (58) geschlossen und das Absperrventil (18) und/oder das Kurzschlussventil (36) geöffnet sind und in einem zweiten Zeitraum das Absperrventil (18) und das Kurzschlussventil (36) geschlossen und das weitere Absperrventil (40) und/oder das weitere Kurzschlussventil (58) geöffnet sind, wobei zum Aufheizen und/oder Halten einer Betriebstemperatur sowohl der Abgasnachbehandlungseinrichtung (28) als auch der weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung (50) und/oder zur Durchführung einer Registeraufladung der Brennkraftmaschine der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum alternierend hintereinander vorgesehen werden.Method for operating an exhaust system (10) according to Claim 7 , in which the connecting valve (62) is open, the further shut-off valve (40) and the further short-circuit valve (58) are closed in a first period and the shut-off valve (18) and / or the short-circuit valve (36) are open and in a second period the shut-off valve (18) and the short-circuit valve (36) are closed and the further shut-off valve (40) and / or the further short-circuit valve (58) are open, both the exhaust gas aftertreatment device (28) and the further one being used to heat and / or maintain an operating temperature Exhaust gas aftertreatment device (50) and / or for carrying out register charging of the internal combustion engine, the first period and the second period are provided alternately in succession. Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems nach Anspruch 7, bei dem zur Dämpfung eines dynamischen Abgasgegendrucks an der Turbine (20) und an der weiteren Turbine (42) und/oder zur Dämpfung von Druckpulsationen in dem Abgassystem (10) das Verbindungsventil (62) zumindest teilweise geöffnet wird.Exhaust system operation method according to Claim 7 , in which the connection valve (62) is at least partially opened to dampen a dynamic exhaust gas back pressure on the turbine (20) and on the further turbine (42) and / or to dampen pressure pulsations in the exhaust system (10).
DE102019102013.1A 2019-01-28 2019-01-28 Exhaust system and method for operating an exhaust system Pending DE102019102013A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4092255A1 (en) 2021-05-20 2022-11-23 Volkswagen Ag Operation of a combustion engine with an electric fresh gas compressor and with an exhaust gas turbine with bypass line and vtg
WO2024206335A1 (en) * 2023-03-29 2024-10-03 Saudi Arabian Oil Company Exhaust pressure pulse management method to raise exhaust temperature and enthalpy in internal combustion engines

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05321643A (en) * 1992-05-26 1993-12-07 Mazda Motor Corp Exhaust device of engine having turbo supercharger
DE102010029109A1 (en) 2010-05-19 2011-11-24 Robert Bosch Gmbh Driving apparatus i.e. combustion engine, operating device for motor car, has waste gate valve comprising valve flap that releases bypass channel and closes inlet and exhaust passages of turbine simultaneously in respective position

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05321643A (en) * 1992-05-26 1993-12-07 Mazda Motor Corp Exhaust device of engine having turbo supercharger
DE102010029109A1 (en) 2010-05-19 2011-11-24 Robert Bosch Gmbh Driving apparatus i.e. combustion engine, operating device for motor car, has waste gate valve comprising valve flap that releases bypass channel and closes inlet and exhaust passages of turbine simultaneously in respective position

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4092255A1 (en) 2021-05-20 2022-11-23 Volkswagen Ag Operation of a combustion engine with an electric fresh gas compressor and with an exhaust gas turbine with bypass line and vtg
DE102021205167A1 (en) 2021-05-20 2022-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Operation of an internal combustion engine with an electric fresh gas compressor and with an exhaust gas turbine with a bypass line and VTG
WO2024206335A1 (en) * 2023-03-29 2024-10-03 Saudi Arabian Oil Company Exhaust pressure pulse management method to raise exhaust temperature and enthalpy in internal combustion engines

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