DE102013008827A1

DE102013008827A1 - Aufgeladene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102013008827A1
Application number: DE102013008827.5A
Authority: DE
Inventors: Oliver Holthoff
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Es wird eine aufgeladene Brennkraftmaschine (10) offenbart. Diese weist ein Frischgasleitungssystem (16), ein Abgasleitungssystem (18), einen ersten Turbolader (20), umfassend eine erste Turbine (22) und einen ersten Verdichter (24), einen zweiten Turbolader (26), umfassend eine zweite Turbine (28) und einen zweiten Verdichter (30), wobei die zweite Turbine (28) stromab der ersten Turbine (22) im Abgasleitungssystem (18) angeordnet ist, auf. Eine Abgasrückführungsleitung (32) zweigt stromaufwärts der zweiten Turbine (28) und stromab der ersten Turbine (22) vom Abgasleitungssystem (18) ab und mündet stromaufwärts des zweiten Verdichters (30) und stromaufwärts des ersten Verdichters (24) in das Frischgasleitungssystem (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Leistungssteigerung bei gleichzeitig begrenztem Kraftstoffverbrauch werden Brennkraftmaschinen in der Praxis aufgeladen, das heißt, erhalten eine Frischgaszufuhr unter Hochdruck. Um den über den Atmosphärendruck erhöhten Druck des Frischgases zu erzeugen, gelangen als Aufladegeräte verbreitet Abgasturbolader zum Einsatz. Bei einem Abgasturbolader treibt das aus den Brennräumen entweichende Abgas eine Turbine, welche mechanisch mit einem Verdichter für das Frischgas gekoppelt ist. Aus der Praxis und aus Publikationen ist eine umfassende Reihe verschiedener Konfigurationen zur Aufladung bekannt: In einer bedeutenden Klasse von Konfigurationen sind zwei Abgasturbolader in Reihe im Fluidstrom angeordnet. Mit anderen Worten, das aus den Brennräumen der Brennkraftmaschine stammende Abgas treibt zunächst eine erste Turbine und dann eine stromabwärts liegende zweite Turbine, während das Frischgas zunächst von einem zweiten Verdichter, der von der zweiten Turbine angetrieben wird, und dann von einem stromabwärts liegenden ersten Verdichter, der von der ersten Turbine angetrieben wird, komprimiert wird, bevor es zu den Brennräumen gelangt.
Im Allgemeinen ist es sehr sinnvoll und wünschenswert, das Abgas der Brennkraftmaschine einer Abgasnachbehandlung zu unterziehen, bevor es in die Umgebung entweicht. Zur Abgasnachbehandlung kommen, insbesondere bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen, Abgasreinigungseinrichtungen zum Einsatz, welche das durchströmende Abgas zum einen chemisch verändern und zum anderen Festkörperpartikel entfernen. Typischerweise sind derartige Abgaseinrichtungen in der Praxis stromab der Turbinen der Turbolader angeordnet. Des Weiteren ist es sehr sinnvoll, eine Rückführung von Abgas (EGR) zur Durchmischung mit Frischgas vorzunehmen, um die Chemie der Verbrennung derart zu beeinflussen, dass der Anteil unerwünschter chemischer Verbindungen im Abgas verringert oder bevorzugt im Wesentlichen ganz vermieden wird.
Im Dokument DE 10 2010 032 076 A1 wird ein Twinturbodiesel-Nachbehandlungssystem und dessen Betrieb, insbesondere während des Aufheizens des Nachbehandlungssystems, beschrieben. Das Nachbehandlungssystem ist zwischen den zwei Turbolader-Turbinen im Abgasleitungssystem angeordnet. Es wird kein Hinweis auf eine Abgasrückführung gegeben. Ein schnelles Anspringen des Nachbehandlungssystems kann dadurch erreicht werden, dass Abgastemperaturen durch eine Ansaugluftdrossel, Kraftstoffeinspritzsteuerzeiten und Abgasdruck direkt gesteuert werden. Nachteilig erscheint unter anderem die Notwendigkeit, eine komplexe Steuerung der Betriebsparameter vorzusehen.
Im Dokument US 2011/0036087 A1 wird eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Aufladung mittels zweier in Reihe geschalteter Turbolader beschrieben. Das aus den Brennräumen austretende Abgas passiert zunächst einen Dieselpartikelfilter (DPF), bevor es die stromabwärts liegenden Turbinen der Turbolader im Abgasleitungssystem erreicht. Ein Teil des Abgases wird den Brennräumen zurückgeführt (EGR). Eine Abgasrückführungsleitung zweigt stromab des DPF und stromaufwärts der Turbinen aus dem Abgasleitungssystem ab. Nach einer Verzweigung der Abgasrückführungsleitung ergeben sich zwei Mündungen in das Frischgasleitungssystem: Eine erste Mündung liegt stromab der in Reihe angeordneten Verdichter, eine zweite Mündung liegt stromauf der in Reihe angeordneten Verdichter. Die verzweigenden Stränge der Abgasrückführungsleitungen sind schaltbar. Es handelt sich daher um eine Abgasrückführung, welche wahlweise oder gleichzeitig als eine Hochdruckabgasrückführung oder als eine Rückführung, welche von der Hochdruckseite zur Ansaugseite führt, betrieben werden kann.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer wirkungsvollen Niederdruck-Abgasrückführung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
Erfindungsgemäß weist eine aufgeladene Brennkraftmaschine ein Frischgasleitungssystem, ein Abgasleitungssystem, einen ersten Turbolader, umfassend eine erste Turbine und einen ersten Verdichter, und einen zweiten Turbolader, umfassend eine zweite Turbine und einen zweiten Verdichter, auf. Die zweite Turbine ist stromab der ersten Turbine im Abgasleitungssystem angeordnet.
Des Weiteren weist die erfindungsgemäße aufgeladene Brennkraftmaschine eine Abgasrückführungsleitung (exhaust gas recirculation, EGR), welche stromaufwärts der zweiten Turbine und stromab der ersten Turbine vom Abgasleitungssystem abzweigt und stromaufwärts des zweiten Verdichters und stromaufwärts des ersten Verdichters in das Frischgasleitungssystem mündet.
In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Struktur in der Praxis mit geringem Bauraum realisiert werden. Mit der erfindungsgemäßen aufgeladenen Brennkraftmaschine kann eine hohe Leistung bei gleichzeitig wirksamer Abgasnachbehandlung dargestellt werden.
Im Vergleich zu einer konventionellen Niederdruck-Abgasrückführung (ND-EGR), welche einen Punkt im Abgasleitungssystem stromab der Turbinen mit einem Punkt im Frischgasleitungssystem stromaufwärts der Verdichter verbindet, können Maßnahmen zur Erzeugung eines Druckgefälles, zum Beispiel mittels einer Abgasklappe, vermieden werden. Mit anderen Worten, das Abgas im Abgasleitungssystem stromab der Turbinen muss nicht zusätzlich zur Erzeugung eines Druckgefälles aufgestaut werden. Diese Tatsache bewirkt vergleichsweise geringere Kosten, zum Beispiel bei Entfall der Abgasklappe.
Bevorzugt weist die Abgasrückführungsleitung einen Abgaskühler auf. Des Weiteren oder alternativ dazu kann die Abgasrückführungsleitung ein Abgasrückführungsventil aufweisen, so dass die Menge des rückgeführten Abgases steuerbar oder gegebenenfalls mit einer entsprechenden Regelungseinrichtung regelbar ist.
Zur Erhöhung der Variabilität der Abgasrückführung umfasst in einer besonders bevorzugten Weiterbildung die Abgasrückführungsleitung eine von ihr abzweigende Leitungsverbindung, welche stromab des zweiten Verdichters und stromaufwärts des ersten Verdichters in das Frischgasleitungssystem mündet. Insbesondere kann die abzweigende Leitungsverbindung verschließbar und/oder drosselbar sein. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Abgasrückführung kann zusätzlich eine Mitteldruckabgasrückführung aufweisen. Diese Struktur ermöglicht vorteilhaft, eine Teilmenge des rückgeführten Abgases für die erfindungsgemäße Rückführung anstatt zur Ansaugseite gesteuert in den Mitteldruckbereich des Frischgasleitungssystems einzubringen.
Die erfindungsgemäße aufgeladene Brennkraftmaschine kann dadurch weiterentwickelt sein, dass das Abgasleitungssystem und das Frischgasleitungssystem durch wenigstens eine weitere zusätzliche Abgasrückführungsleitung verbunden sind. Insbesondere können dann zwei Abgasrückführungsleitungen vorhanden sein: Eine erfindungsgemäße Abgasrückführung und eine weitere zur Hochdruck-Abgasrückführung (HD-EGR) stromaufwärts der Turbinen.
In einer Gruppe von bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen aufgeladenen Brennkraftmaschine ist im Abgasleitungssystem stromab der ersten Turbine und stromaufwärts der zweiten Turbine eine Abgasreinigungseinrichtung angeordnet. In dieser motornaher Lage wird die Abgasreinigungseinrichtung im Vergleich zur üblichen Position stromab aller Turbinen mit einem erhöhten Druck durchströmt. Diese Tatsache führt vorteilhafterweise zu einer verringerten Strömungsgeschwindigkeit und in Konsequenz zu einem verkleinerten Druckverlust. Entsprechend steigt das der zweiten Turbine zur Verfügung stehenden Druckverhältnis beziehungsweise sinkt der Abgasgegendruck. Auf diese Weise verringert sich der Verbrauch der Brennkraftmaschine. Der dynamische Ladedruckaufbau wird in diesem Konzept begünstigt, da er im Wesentlichen von der ersten Turbine abhängig ist.
Darüber hinaus kann die erste Turbine eine Umgehungsleitung aufweisen, wobei der Durchfluss des Abgases durch die Umgehungsleitung schaltbar ist. Insbesondere zweigt die Umgehungsleitung stromaufwärts der ersten Turbine und stromabwärts eines Abgaskrümmers. der Brennkraftmaschine ab. Insbesondere mündet die Umgehungsleitung stromab der ersten Turbine und stromauf der zweiten Turbine, insbesondere stromauf der Abgasreinigungseinrichtung. In zweckmäßiger Weise kann dann gesteuert Abgas um die erste Turbine geführt und direkt der Abgasreinigungseinrichtung über die Umgehungsleitung zugeführt werden. Auf diese Weise durchströmt die Abgasreinigungseinrichtung Abgas mit im Vergleich zur Entnahme von Abgasenthalpie mittels der ersten Turbine erhöhter Temperatur, so dass ein schnelleres Aufheizen erzielt wird. Der Durchfluss kann in einer Weiterentwicklung auch regelbar ausgeführt sein.
Die Abgasreinigungseinrichtung kann unterschiedliche DeNOx-Maßnahmen durchführen und zu diesem Zweck an unterschiedlichen Positionen entsprechende Teileinrichtungen aufweisen. Insbesondere ist keine weitere Abgasreinigungseinrichtung oder sind keine weiteren Teile der Abgasreinigungseinrichtung stromab der zweiten Turbine und/oder stromauf der ersten Turbine angeordnet. Anders gesagt, die vollständige Abgasreinigungseinrichtung kann stromauf der zweiten Turbine und stromab der ersten Turbine angeordnet sein. Insbesondere besonders bevorzugt ist der erste Verdichter stromab des zweiten Verdichters im Frischgasleitungssystem angeordnet. Die Abgasreinigungseinrichtung kann auch als Abgasnachbehandlungseinrichtung bezeichnet werden.
In konkreten Ausführungsformen kann der Umgehungsleitung um die erste Turbine der aufgeladenen Brennkraftmaschine eine Umschaltklappe zugeordnet sein, um den Durchfluss des Abgases durch die Umgehungsleitung zu steuern. Speziell kann die Umschaltklappe innerhalb der Umgehungsleitung oder am Verzweigungspunkt vor der ersten Turbine angeordnet sein. Insbesondere kann die Umschaltklappe derart ausgeführt sein, dass die Anströmung der ersten Turbine in dem Maße verringert wird, wie die Durchströmung der Umgehungsleitung erhöht wird. In einzelnen Ausführungsformen kann der Strömungsweg zur ersten Turbine sogar vollständig geschlossen werden. Alternativ dazu kann es sich um eine Wastegate-Klappe handeln, deren gesteuerte Öffnung unabhängig von der Anströmungsgeometrie der ersten Turbine erfolgen kann.
Es ist besonders bevorzugt für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, wenn die Abgasreinigungseinrichtung der erfindungsgemäßen aufgeladenen Brennkraftmaschine, insbesondere für die Gruppe der selbstzündenden aufgeladenen Brennkraftmaschinen, einen Oxidationskatalysator und/oder einen Partikelfilter und/oder einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reaktion (SCR-Katalysator) aufweisen.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen aufgeladenen Brennkraftmaschine kann stromab der Abgasreinigungseinrichtung und stromaufwärts der zweiten Turbine eine Filterstufe angeordnet sein. Die zusätzliche Filterstufe kann zum Schutz der stromabwärts angeordneten zweiten Turbine beitragen, indem die Abgasreinigungseinrichtung passierende oder sich aus dieser auslösende Partikel aufgehalten werden, bevor sie die zweite Turbine erreichen und möglicherweise diese beschädigen.
In einer bevorzugten Gruppe von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen aufgeladenen Brennkraftmaschine, insbesondere selbstzündenden Brennkraftmaschine, können die ersten Turbine und/oder die zweite Turbine eine variable Turbinengeometrie, insbesondere durch einstellbare oder anstellbare Turbinenleitschaufeln, aufweisen. Gerade im Zusammenhang von Turbinen mit einer variablen Turbinengeometrie ist das erfindungsgemäße Vorsehen einer Umgehungsleitung ungewöhnlich überraschend, da eine derartige Leitung insbesondere nicht für die Laststeuerung der Turbine erforderlich ist.
Des Weiteren oder alternativ dazu kann der erste Verdichter eine Verdichterumgehungsleitung aufweisen, wobei der Durchfluss des Frischgases durch die Verdichterumgehungsleitung steuerbar, insbesondere aktiv oder selbst regelbar ist. Diese ist besonders zweckmäßig für den Betrieb zum Aufheizen der Abgasreinigungseinrichtung, wenn die erste Turbine nicht oder nur mit geringen Abgasmassenströmen beaufschlagt wird, so dass der erste Verdichter nicht betrieben wird: Die Frischluftzufuhr kann ohne Drosselverluste oder Strömungsbehinderungen den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Die Verdichterumgehungsleitung zweigt bevorzugt stromab des zweiten Verdichters und stromauf des ersten Verdichters ab und mündet stromab des ersten Verdichters.
Darüber hinaus oder alternativ dazu kann im Frischgasleitungssystem der erfindungsgemäßen aufgeladenen Brennkraftmaschine wenigstens ein Ladeluftkühler und/oder wenigstens ein Luftfilter angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße aufgeladene Brennkraftmaschine, insbesondere eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, gelangt bevorzugt in einem Fahrzeug, insbesondere einem schienenlosen Landfahrzeug zum Einsatz. Die Brennkraftmaschine kann fremdzündend oder (bevorzugt) selbstzündend sein. Das Fahrzeug kann ein Personenfahrzeug oder ein Nutzfahrzeug sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Es zeigen im Einzelnen:
1 eine schematische Darstellung der Struktur einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, und
2 eine schematische Darstellung der Struktur einer weiterentwickelten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
Die in der 1 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen aufgeladenen Brennkraftmaschine 10 weist Brennräume 12, hier beispielhaft vier, in einem Motorblock 14 auf. Den Brennräumen 12 wird über ein Frischgasleitungssystem 16 Brenngas, im Betriebsfall ohne Abgasrückführung Frischluft, zugeführt. Abgas aus den Brennräumen 12 wird über ein Abgasleitungssystem 18 abgeleitet. Die aufgeladene Brennkraftmaschine 10 ist doppelt aufgeladen mittels zwei in Reihe geschalteter Ladegeräte: Sie umfasst einen ersten Turbolader 20 und einen zweiten Turbolader 26 und ist daher als auch als Twinturbo-Brennkraftmaschine zu bezeichnen. Der erste Turbolader 20 bildet eine Hochdruck-Ladestufe und der zweite Turbolader 26 eine Niederdruck-Ladestufe. Der erste Turbolader 20 weist eine erste Turbine 22 mit variabler Turbinengeometrie, das heißt, mit einstellbarer Anstellung von Turbinenschaufeln, und einen in mechanischer Wirkverbindung mit der ersten Turbine 22 stehenden ersten Verdichter 24 auf. Der zweite Turbolader 26 weist eine zweite Turbine 28 mit variabler Turbinengeometrie, das heißt, mit einstellbarer Anstellung von Turbinenschaufeln, und einen in mechanischer Wirkverbindung mit der zweiten Turbine 28 stehenden zweiten Verdichter 30 auf. Im Abgasleitungssystem 18 ist die zweite Turbine 28 stromab der ersten Turbine 22 angeordnet.
In der erfindungsmäßen Brennkraftmaschine 10 zweigt vom Abgasleitungssystem 18 stromab der ersten Turbine 22 des ersten Turboladers 20 eine Leitung als Abgasrückführung 32 ab. Diese mündet stromaufwärts des zweiten Verdichters 30 des zweiten Turboladers 26 in das Frischgasleitungssystem 16. In der Abgasrückführung 32 befinden sich in dieser in der 1 gezeigten Ausführungsform ein Abgaskühler 34 und ein Abgasrückführungsventil 36 zur Steuerung und/oder zur Regelung der zurückgeführten Abgasmenge. Der Abgaskühler 34 ist als Wärmetauscher ausgeführt. Als Kühlmedium gelangt bevorzugt Wasser, gegebenenfalls mit Zusätzen zum Einsatz.
Es ist zu beachten, dass die gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine keine Abgasklappe aufweist, also abgasklappenlos ist, und ohne Staudruck zum Erzeugen eines Druckgefälles mittels wenigstens teilweise Schließens der Abgasklappe betreibbar ist.
Im Gegensatz zur üblichen Anordnung einer zweistufigen Aufladung ist eine Abgasreinigungseinrichtung 40 stromab der ersten Turbine 22 und stromauf der zweiten Turbine 28 im Abgasleitungssystem angeordnet. Aufgrund dieser motornahen Lage wird die Abgasreinigungseinrichtung 40 unter vergleichsweise zur üblichen Position höherem Druck durchströmt. Diese Tatsache führt vorteilhafterweise zu einer verringerten Strömungsgeschwindigkeit und in Konsequenz zu einem verkleinerten Druckverlust. Entsprechend steigt das der zweiten Turbine 28 zur Verfügung stehenden Druckverhältnis beziehungsweise sinkt der Abgasgegendruck. Auf diese Weise verringert sich der Verbrauch der Brennkraftmaschine 10. Der dynamische Ladedruckaufbau wird in diesem Konzept begünstigt, da er im Wesentlichen von der ersten Turbine abhängig ist.
Die Abgasreinigungseinrichtung 40 weist in der in der 1 gezeigten Ausführungsform einen Oxidationskatalysator 42 und einen Partikelfilter 44 auf. Im Vergleich zur gewöhnlichen Position der Abgasreinigungseinrichtung 40 stromab der Turbinen entsteht eine kleinere Wärmesenke vor dem Oxidationskatalysator 42.
Darüber hinaus weist die Brennkraftmaschine 10 eine Umgehungsleitung 46 zur Umleitung von Abgas um die erste Turbine 22 auf. In der Umgehungsleitung 46 befindet sich eine steuerbare Umschaltklappe 48, mittels der der Durchfluss des Abgases durch die Umgehungsleitung reguliert werden kann, indem die Öffnungsweite variiert wird. Die Umgehungsleitung 46 zweigt stromab eines Abgaskrümmers 50 im Abgasleitungssystem 18 ab und mündet stromab der ersten Turbine und stromauf der Abgasreinigungseinrichtung 32 ins Abgasleitungssystem 18. In vorteilhafter Weise besteht die Möglichkeit, insbesondere in einem Zeitintervall nach dem Anlassen der kalten Brennkraftmaschine 10, die Abgasreinigungseinrichtung 40 direkt mittels Abgas durch die Umgehungsleitung 46 anzuströmen, um ein schnelles Aufheizen zu erzielen.
Des Weiteren ist im Frischgasleitungssystem 16 der in der 1 gezeigten Ausführungsform der Brennkraftmaschine 10 eine Verdichterumgehungsleitung 52 zur Umleitung von Frischgas um den ersten Verdichter 24 vorgesehen. In der Verdichterumgehungsleitung 52 ist ein Durchflusssteuerungsventil 54, hier in Form eines Druckbegrenzungsventils, vorhanden. Wird die Brennkraftmaschine 10 nur mittels der Niederdruck-Ladestufe (zweiter Turbolader 26) betrieben, insbesondere während des Aufheizens der Abgasreinigungseinrichtung 40, wenn die Umgehungsleitung 46 um die erste Turbine 22 genutzt wird, kann das komprimierte Frischgas zu den Brennräumen 12 gelangen, ohne den ersten Verdichter 24, welcher außer Betrieb eine drosselnde Wirkung hat, passieren zu müssen. Auf diese Weise wird die Twinturbo-Brennkraftmaschine effektiv nur einstufig betrieben, ohne dass die Hochdruck-Ladestufe die Frischgasströmung und die Abgasströmung negativ beeinflusst.
Das Frischgasleitungssystem 16 umfasst darüber hinaus einen Luftfilter 56 zur Reinigung des Frischgases von Festkörperpartikeln. Der Luftfilter 56 ist dem zweiten Verdichter 30 stromauf vorgeordnet. Der Teil des Frischgasleitungssystem 16 unmittelbar vor dem Motorblock 14 ist ein Saugrohr 58, in welches ein Ladeluftkühler 60 aufgenommen, bevorzugt integriert, ist. In der 1 ist auch ein optionaler weiterer Kühler zu sehen: Stromab des zweiten Verdichters 30, stromauf des ersten Verdichters 24, insbesondere der Abzweigung der Verdichterumgehungsleitung 52 ist ein Ladeluftzwischenkühler 62 im Frischgasleitungssystem 16 vorgesehen. Dieser Ladeluftzwischenkühler 62 kann die Temperatur des in der Niederdruck-Ladestufe komprimierten Frischgases senken, vor allem beim Betrieb der nachfolgenden Hochdruck-Ladestufe.
In der 2 ist schematisch die Struktur einer weiterentwickelten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 10 dargestellt. Die in der 2 gezeigte Ausführungsform ist eine Weiterentwicklung der in der 1 gezeigten. Gleiche Bauteile und Baugruppen sind in der 2 mit denselben Bezugszeichen versehen, wie sie bereits für die Bezugnahme auf die 1 verwendet worden sind. Diese gleichen Bauteile und Baugruppen werden daher nicht erneut beschrieben.
Ergänzend dazu umfasst die weiterentwickelte Ausführungsform eine Leitungsverbindung 38, welche von der Abgasrückführung 32 abzweigt und in das Frischgasleitungssystem 16 stromab des zweiten Verdichters 24, des optionalen Ladeluftzwischenkühlers 62 und der Abzweigung der Verdichterumgehungsleitung 52 mündet. An der Einmündung in das Frischgasleitungssystem 16 weist die Leitungsverbindung 38 eine Abgasklappe 64 auf. Durch Betätigung, insbesondere teilweises Öffnen und/oder Schließen, der Abgasklappe 64 ist die Menge des durch die Leitungsverbindung 38 in das Frischgasleitungssystem 16 einströmende Abgas steuerbar. Die Vermengung des stromab der Abzweigung der Verdichterumgehungsleitung 52 in das Frischgasleitungssystem 16 einströmenden Abgases mit der zugeführten Frischluft kann mittels des ersten Verdichters 24 bewirkt oder zumindest unterstützt werden.
Bezugszeichenliste

10: Brennkraftmaschine
12: Brennraum
14: Motorblock
16: Frischgasleitungssystem
18: Abgasleitungssystem
20: erster Turbolader
22: erste Turbine
24: erster Verdichter
26: zweiter Turbolader
28: zweite Turbine
30: zweiter Verdichter
32: Abgasrückführung
34: Abgaskühler
36: Abgasrückführungsventil
38: Leitungsverbindung
40: Abgasreinigungseinrichtung
42: Oxidationskatalysator
44: Partikelfilter
46: Umgehungsleitung
48: Umschaltklappe
50: Abgaskrümmer
52: Verdichterumgehungsleitung
54: Durchflusssteuerungsventil
56: Luftfilter
58: Saugrohr
60: Ladeluftkühler
62: Ladeluftzwischenkühler
64: Abgasklappe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010032076 A1 [0004]
US 2011/0036087 A1 [0005]

Claims

Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) mit einem Frischgasleitungssystem (16), einem Abgasleitungssystem (18), einem ersten Turbolader (20), umfassend eine erste Turbine (22) und einen ersten Verdichter (24), einem zweiten Turbolader (26), umfassend eine zweite Turbine (28) und einen zweiten Verdichter (30), wobei die zweite Turbine (28) stromab der ersten Turbine (22) im Abgasleitungssystem (18) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Abgasrückführungsleitung, welche stromaufwärts der zweiten Turbine (28) und stromab der ersten Turbine (22) vom Abgasleitungssystem (18) abzweigt und stromaufwärts des zweiten Verdichters (30) und stromaufwärts des ersten Verdichters (24) in das Frischgasleitungssystem (16) mündet.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführungsleitung (32) einen Abgaskühler (34) und/oder ein Abgasrückführungsventil (36) aufweist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführungsleitung (32) eine von ihr abzweigende Leitungsverbindung (40) aufweist, welche stromab des zweiten Verdichters (30) und stromaufwärts des ersten Verdichters (24) in das Frischgasleitungssystem (16) mündet.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abgasreinigungseinrichtung (40), die im Abgasleitungssystem (18) stromab der ersten Turbine (22) und stromaufwärts der zweiten Turbine (28) angeordnet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Turbine (22) eine Umgehungsleitung (46) aufweist, wobei der Durchfluss des Abgases durch die Umgehungsleitung (46) schaltbar ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgehungsleitung (46) eine Umschaltklappe (48) zugeordnet ist, um den Durchfluss zu steuern.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasreinigungseinrichtung (40) einen Oxidationskatalysator (42) und/oder einen Partikelfilter (44) und/oder einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reaktion (SCR-Katalysator) aufweist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der Abgasreinigungseinrichtung (40) und stromaufwärts der zweiten Turbine (28) eine Filterstufe angeordnet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Turbine (22) und/oder die zweite Turbine (28) eine variable Turbinengeometrie aufweisen.
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Frischgasleitungssystem (16) eine Verdichterumgehungsleitung (52) des ersten Verdichters (24), wobei der Durchfluss der Frischgas durch die Verdichterumgehungsleitung (52) steuerbar ist, und/oder wenigstens ein Ladeluftkühler (60) und/oder wenigstens ein Luftfilter (56) angeordnet sind.