DE102008026023A1

DE102008026023A1 - Antriebsstrang und Verfahren zum Versorgen eines Druckluftsystems

Info

Publication number: DE102008026023A1
Application number: DE102008026023A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Kley; Alexander Wunsch
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009097889A1; US20110081257A1; WO2009144026A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang, insbesondere Kraftfahrzeugantriebsstrang, - mit einem Verbrennungsmotor, der eine Abtriebswelle aufweist und der einen heißen Abgasstrom erzeugt; - mit einem Turbocompoundsystem, das umfasst: - eine Abgasturbine, die durch Abgas beaufschlagbar im Abgasstrom angeordnet ist und Abgasenergie in Antriebsenergie umwandelt, wobei die Abgasturbine in einer Triebverbindung mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors steht oder in eine solche schaltbar ist und ferner einen Turboverdichter oder Verdrängungsverdichter antreibt, mittels welchem der Verbrennungsmotor frischluftseitig aufgeladen wird; - mit einem Druckluftsystem, das umfasst: - einen Luftkompressor, der mittels des Verbrennungsmotors oder eines zusätzlichen Motors antreibbar ist und Druckluft in wenigstens einen Druckluftkreis oder eine Druckluftleitung speist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass - der Luftkompressor mittels des Turboverdichters oder Verdrängungsverdichters des Turbocompoundsystems aufladbar ist, wobei durch den Turboverdichter oder Verdrängungsverdichter verdichtete Luft dem Luftkompressor auf dessen Saugseite zugeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang, insbesondere einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Druckluftsystem sowie ein Verfahren zum Versorgen eines Druckluftsystems, insbesondere eines Kraftfahrzeugdruckluftsystems.
Es ist bekannt, bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, wobei vorliegend hierunter sowohl Landfahrzeuge als auch Schienenfahrzeuge verstanden werden, ein Druckluftsystem vorzusehen, welches Druckluft für die verschiedenen Aggregate des Kraftfahrzeugs bereithält. Diese Aggregate sind in der Regel in voneinander getrennten Druckluftkreisen eingebunden, wobei diese Druckluftkreise aufgrund des Druckluftverbrauchs durch die Aggregate und von Leckagen von Zeit zu Zeit mit Druckluft nachgespeist werden müssen. Beispielsweise ist für die Bremsen eines Nutzfahrzeugs im Straßenverkehr oder eines Schienenfahrzeugs im Schienenverkehr Druckluft erforderlich, welche aufgrund der Sicherheitsrelevanz des Bremssystems mit hoher Sicherheit mit einem ausreichenden Luftdruck und in ausreichender Menge zur Verfügung stehen muss. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Fahrzeug mit einem solchen Bremsdruckluftkreis.
In der Offenlegungsschrift DE 34 35 732 A1 wird vorgeschlagen, einen Luftkompressor in Form eines von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kreiselkompressors mittels eines Turboverdichters aufzuladen. Hierzu verdichtet der Turboverdichter, auch Radialgebläse oder Vorkompressor genannt, Frischluft, die er dem Luftkompressor über einen Kühler saugseitig zuleitet. Aufgrund dieser Vorverdichtung oder Aufladung kann der Luftkompressor selbst kleiner ausgeführt werden, da er einerseits ein geringeres Volumen von Frischluft aufnehmen muss und andererseits ein geringeres Druckverhältnis zwischen Druckseite und Saugseite beherrschen muss. In der genannten Schrift wird der Turboverdichter mittels einer Abgasturbine angetrieben, die im Abgasstrom des Verbrennungsmotors hinter der Turbine eines Abgasturboladers angeordnet ist, wobei der Abgasturbolader, wie bekannt, dazu dient, den Verbrennungsmotor aufzuladen.
Weitere Druckschriften, welche aufgeladene Luftkompressoren in Form von Verdrängungsmaschinen beschreiben, sind die DE 1 231 951 und die DE 35 10 492 C2 .
Obwohl mit den bekannten Antriebssträngen kleinere Luftkompressoren zum Einsatz gelangen können sollten, hat sich in der Praxis herausgestellt, dass in bestimmten Betriebszuständen diese Kompressoren nicht ausreichend Druckluft zur Verfügung stellen können, so dass entgegen der Lehre der genannten Schriften in der Praxis auf die vergleichsweise größeren Luftkompressoren zurückgegriffen wird, welche eigentlich für Systeme ohne Voraufladung des Kompressors ausgelegt sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang mit einem entsprechenden Druckluftsystem und ein Verfahren zum Versorgen eines Druckluftsystems mit Druckluft anzugeben, bei welchen in allen auftretenden Betriebszuständen eine ausreichende Druckluftversorgung auch mit einem vergleichsweise kleinen Luftkompressor möglich ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang und ein Verfahren gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Erfindungsgemäß werden ein Turbocompoundsystem und ein Druckluftsystem eines Antriebsstrangs derart miteinander kombiniert, dass der Luftkompressor des Druckluftsystem mittels eines Turboverdichters oder Verdrängungsverdichters des Turbocompoundsystems aufgeladen wird, das heißt, dass dem Luftkompressor mittels des Turboverdichters oder Verdrängungsverdichters verdichtete Luft auf seiner Saugseite zugeführt wird, welcher auch in Betriebszuständen mit vergleichsweise geringer Abgasenergie beziehungsweise mit einem vergleichsweise kleinen Abgasstrom eine ausreichende Aufladung gewährleistet. Bei herkömmlichen Systemen mit aufgeladenen Kompressoren traten nämlich bei geringen Drehzahlen beziehungsweise bei geringer Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors Betriebszustände auf, in welchen nur ein geringer Abgasstrom mit einem geringen Energiegehalt die den Turboverdichter antreibende Abgasturbine beaufschlagt, so dass eine entsprechend geringe Vorverdichtung und damit nicht ausreichende Aufladung mittels des Turboverdichters möglich war. Erfindungsgemäß kann nun über die Triebverbindung des Turbocompoundsystems Antriebsleistung des Verbrennungsmotors genutzt werden, um auch in Betriebszuständen mit geringem Abgasstrom beziehungsweise mit geringer Abgasenergie den Turboverdichter oder Verdrängungsverdichter zur Voraufladung des Luftkompressors mit der notwendigen Leistung anzutreiben.
Im Einzelnen weist der erfindungsgemäße Antriebsstrang, der insbesondere als Kraftfahrzeugantriebsstrang ausgeführt ist, neben einem Verbrennungsmotor ein Turbocompoundsystem auf, umfassend eine Abgasturbine, die im Abgasstrom des Verbrennungsmotors durch Abgas beaufschlagt angeordnet ist und einen Turboverdichter oder Verdrängungsverdichter, der mittels der Abgasturbine angetrieben wird. Die Abgasturbine wandelt Abgasenergie in Antriebsenergie um und steht in einer Triebverbindung mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors oder ist in eine solche schaltbar. Insbesondere ist in der Triebverbindung eine hydrodynamische Kupplung, insbesondere eine regelbare hydrodynamische Kupplung vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, die Abgasnutzturbine hinsichtlich ihrer Leistungsabgabe regelbar auszuführen.
Der Turboverdichter oder Verdrängungsverdichter dient dazu, den Verbrennungsmotor aufzuladen, das heißt Frischluft zu verdichten, die dem Verbrennungsmotor zur Verbrennung zusammen mit Kraftstoff zugeführt wird. Als Verdrängungsverdichter kommt beispielsweise ein Rootsgebläse in Betracht.
Andere Verdrängungsverdichter sind möglich, nur beispielsweise seien Schraubenverdichter oder Zahnradpumpen genannt.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang weist ferner ein Druckluftsystem auf, das einen Luftkompressor umfasst, der mittels des Verbrennungsmotors und/oder einem zusätzlichen Motor antreibbar ist, um Druckluft in wenigstens einen Druckluftkreis zu speisen. Beispielsweise kann ein Bremsdruckluftkreis vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ zu dem Druckluftkreis kann auch eine einfache Druckluftleitung vorgesehen sein, in welche der Luftkompressor Druckluft speist. Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Druckluftleitung wird später mit Bezug auf die Figur gezeigt.
Erfindungsgemäß ist der Luftkompressor mittels des Turboverdichters oder Verdrängungsverdichters des Turbocompoundsystems aufladbar. Das bedeutet, dass mittels des Turboverdichters/Verdrängungsverdichters verdichtete Luft dem Luftkompressor auf seiner Saugseite zugeführt werden kann, so dass der Turboverdichter/Verdrängungsverdichter als Vorverdichter für den Luftkompressor arbeitet.
Der Luftkompressor ist insbesondere als Kolbenkompressor ausgeführt, beispielsweise als einstufiger oder als zweistufiger Kolbenkompressor.
In der Regel wird das Druckluftsystem einen Druckspeicher aufweisen, in welchen der Luftkompressor Druckluft fördert, wobei vorteilhaft mittels des Druckluftspeichers eine Vielzahl von Druckluftkreisen gespeist werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Luftkompressor motorisch betrieben werden, indem er Druckenergie aus ihm zugeführter verdichteter Druckluft, beispielsweise aus dem Druckluftspeicher, einem der Druckluftkreise oder dem Turboverdichter/Verdrängungsverdichter, in Antriebsenergie umwandelt. Besonders vorteilhaft steht dann der Luftkompressor in einer Triebverbindung mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors oder ist eine solche schaltbar, um Antriebsleistung in den Antriebsstrang einzuleiten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Verbindungsleitung zwischen dem Druckluftsystem, insbesondere dessen Druckluftspeicher, und der Frischluftseite des Verbrennungsmotors vorgesehen, über welche Druckluft aus dem Druckluftsystem beziehungsweise dem Druckluftspeicher dem Verbrennungsmotor frischluftseitig wahlweise als zusätzlicher Mediumstrom zuführbar ist. Beispielsweise kann diese Verbindungsleitung in Strömungsrichtung hinter einem Turboladerverdichter eines Turboladers, der zusätzlich zu dem Turbocompound vorgesehen ist, insbesondere hinter einem nachgeschalteten Luftkühler im Frischluftstrom der Frischluftseite des Verbrennungsmotors münden.
Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Versorgen eines Druckluftsystem insbesondere in einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang werden die folgenden Schritte ausgeführt:

– Mittels eines Verbrennungsmotors, der einen Abgasstrom erzeugt, oder mittels eines zusätzlich vorgesehenen Motors wird ein Luftkompressor angetrieben;
– mittels des Luftkompressors wird Luft verdichtet und in wenigstens einen Druckluftkreis und/oder eine Druckluftleitung gespeist;
– mittels einer im Abgasstrom angeordneten Abgasturbine wird ein Turboverdichter oder Verdrängungsverdichter angetrieben, der Frischluft verdichtet, die dem Verbrennungsmotor frischluftseitig zugeführt wird;
– mittels des Turboverdichters/Verdrängungsverdichters wird ferner verdichtete Frischluft dem Luftkompressor saugseitig zugeführt; wobei
– in Betriebszuständen mit einem vergleichsweise geringen Energiegehalt des der Abgasturbine zugeführten Abgasstromes die Abgasturbine und/oder der Turboverdichter/Verdrängungsverdichter mittels des Verbrennungsmotors angetrieben wird.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figur exemplarisch beschrieben werden.
In der 1 erkennt man einen schematisch dargestellten Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor 1, der eine Abtriebswelle 1.1 aufweist. Der Verbrennungsmotor 1 erzeugt einen Abgasstrom 2, der zunächst durch die Turboladerturbine 10 eines Abgasturboladers 9 und anschließend durch die Abgasturbine 3 eines Turbocompoundsystems 15 geleitet wird.
Die Turboladerturbine 10 treibt einen Turboladerverdichter 11 an, beispielsweise, wie dargestellt, über eine gemeinsame Welle, welche die Turboladerturbine 10 und den Turboladerverdichter 11 beziehungsweise deren Laufräder trägt. Der Turboladerverdichter 11 ist in einem dem Verbrennungsmotor 1 zugeleiteten Frischluftstrom 12 angeordnet, welchen er durch Antrieb mittels der Turboladerturbine 10 verdichtet, und zwar in Strömungsrichtung des Frischluftstromes 12 hinter einem Turboverdichter 4 des Turbocompoundsystems, welcher mittels der Abgasturbine 3 angetrieben wird. Die Abgasturbine 3 und der Turboverdichter 4 beziehungsweise deren Laufräder können ebenso, wie dargestellt, beispielsweise mittels einer gemeinsamen Welle drehfest miteinander verbunden sein.
Nachdem der Frischluftstrom 12 durch den Turboverdichter 4 und den Turboladerverdichter 11 verdichtet wurde, wird er durch einen Ladeluftkühler 16 geleitet und anschließend dem Verbrennungsmotor 1 frischluftseitig zugeführt. Der Ladeluftkühler 16 kann beispielsweise Bestandteil eines Fahrzeugkühlsystems sein und in Reihe zu einem Wärmetauscher 17 für den Fahrzeugkühlkreislauf 18, umfassend eine Kühlwasserpumpe 19, angeordnet sein, bezogen auf einen durch die Kühler 16 und 17 geleiteten Kühlluftstrom 22.
Die Abtriebswelle 1.1 des Verbrennungsmotors treibt einen Luftkompressor 6 eines Druckluftsystems 5 an. Der Luftkompressor 6, der vorliegend als zweistufiger Kompressor mit zwei Zylindern dargestellt ist, jedoch auch aufgrund der erfindungsgemäßen Aufladung auch als einstufiger Kompressor mit einem Zylinder ausgeführt sein könnte, verdichtet ihm zugeführte Frischluft und speist diese in einen Druckluftspeicher 7 des Druckluftsystems. Aus dem Druckluftspeicher 7 werden vorliegend vier Druckluftkreise K1–K4 mit Druckluft befüllt, wobei das vorgeschaltete Schutzventil 23 verhindert, dass bei einem Absinken des Druckes in einem Druckluftkreise K1–K4 auch der Druck in den anderen Druckluftkreisen K1–K4 absinkt. Das Schutzventil 23 trennt somit die Druckluftkreise K1–K4 druckdicht voneinander. Einer der Druckluftkreise ist beispielsweise ein Bremsdruckluftkreis. Der Druckluftspeicher 7 könnte auch entfallen oder zusätzlich zu wenigstens einem weiteren Druckluftspeicher vorgesehen sein. Auch könnte anstelle des Druckluftspeichers 7 ein weiterer Druckluftkreis vorgesehen sein.
Gemäß eines möglichen, jedoch nicht zwingenden Details der dargestellten Ausführungsform kann mittels des Druckluftspeichers 7 ferner Druckluft der Frischluftseite des Verbrennungsmotors 1 zugeführt werden, und zwar vorteilhaft über eine Verbindungsleitung 13, die beispielsweise in Strömungsrichtung des Frischluftstromes hinter dem Turboverdichter 4 und dem Turboladerverdichter 11 und insbesondere hinter dem Ladeluftkühler 16 mündet. Bei der gezeigten Ausführungsform weisen sowohl die Verbindungsleitung 13 als auch die den Frischluftstrom aus dem Ladeluftkühler 16 führende Leitung 24 jeweils ein Steuerorgan, insbesondere eine elektromechanisch betätigte Steuerklappe 25 auf, welche ein Rückströmen von Druckluft aus dem Druckluftspeicher 7 in Richtung des Ladeluftkühlers 16 verhindert und ermöglichen, dass Druckluft aus dem Druckluftspeicher 7 der Frischluftseite des Verbrennungsmotors 1 wahlweise zugeführt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Mündung der Verbindungsleitung 13 an einer anderen Stelle im Frischluftstrom 12, beispielsweise vor dem Ladeluftkühler 16, zwischen dem Turboverdichter 4 und dem Turboladerverdichter 11 oder vor dem Turboverdichter 4 anzuordnen. Jedoch hat sich die gezeigte Stelle als günstig herausgestellt, da die Druckluft aus dem Druckluftspeicher 7 in der Regel nicht gekühlt werden muss und die Aufladung durch die gezeigte Ausführungsform optimiert ist.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Verbindungsleitung 13 zwischen dem Druckluftsystem 5 beziehungsweise dem Druckluftspeicher 7 und der Frischluftseite des Verbrennungsmotors 1 über das Schutzventil 23 zu führen, oder an einen der Druckluftkreise K1 bis K4 anzuschließen.
Im Frischluftstrom 12 ist hinter der Turboladerturbine 11 und vor dem Ladeluftkühler 16 eine Zweigstelle 20 vorgesehen, über welche Frischluft aus dem Frischluftstrom 12 abzweigbar ist und über eine Ladeluftleitung 8, insbesondere mit einem Ventil 21 wahlweise dem Luftkompressor 6 zur Voraufladung desselben zuleitbar ist. Beispielsweise kann, wie dargestellt, der vorverdichtete Frischluftstrom mit einem Druckluftsystemfrischluftstrom 26 gemischt werden. Alternativ ist es auch möglich, auf den Druckluftsystemfrischluftstrom 26 zu verzichten und sämtliche dem Luftkompressor 6 zugeführte Frischluft mittels des Turboverdichters 4 und insbesondere zusätzlich mittels des Turboladerverdichters 11 zu verdichten.
Obwohl die gezeigte Zweigestelle 20 vorliegend vor dem Ladeluftkühler 16 und hinter der Turboladerturbine 11 dargestellt ist, könnte eine andere Position gewählt werden, beispielsweise zwischen dem Turboverdichter 4 und dem Turboladerverdichter 11 oder in Strömungsrichtung hinter dem Ladeluftkühler 16. Im letzteren Fall würde dem Luftkompressor 6 verhältnismäßig kältere Luft zugeführt, was hinsichtlich der bei der Verdichtung im Luftkompressor entstehenden Wärme günstig sein kann.
Mittels der Abgasturbine 3 kann nicht nur Antriebsleistung, die aus dem Abgasstrom 2 gewonnen wurde, über das Turbocompoundsystem 15 der Abtriebswelle 1.1 des Verbrennungsmotors zugeleitet werden, sondern, wenn dies aufgrund von ungünstigen Zuständen im Abgasstrom notwendig ist, kann Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 1 über die Abtriebswelle 1.1 der Abgasturbine 3 und damit dem drehfest an dieser angeschlossenen Turboverdichter 4 zugeleitet werden, um den Turboverdichter 4 anzutreiben. Somit steht auch in Betriebszuständen des sogenannten Turbolochs ausreichend Antriebsleistung zur Verfügung, um den Luftkompressor 6 aufzuladen.
In der Triebverbindung zwischen der Abgasturbine 3 und der Abtriebswelle 1.1 des Verbrennungsmotors 1, die insbesondere als Kurbelwelle ausgeführt ist, ist eine hydrodynamische Kupplung 14 angeordnet, die, wie angedeutet, beispielsweise als regelbare Kupplung ausgeführt sein kann. Unter regelbarer hydrodynamischer Kupplung 14 werden sowohl Kupplungen mit einer Füllungsgradregelung als auch solche Kupplungen verstanden, deren Kreislaufströmung von Arbeitsmedium im Arbeitsraum mittels einer Drosselblende gestört werden kann, um die vom Pumpenrad auf das Turbinenrad übertragene Leistung zu vermindern.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Abgasturbine 3 und/oder den Turboverdichter 4 regelbar auszuführen, um entweder die zwischen der Abgasturbine 3 und der Abtriebswelle 1.1 des Verbrennungsmotors 1 übertragene Leistung zu regeln oder die Verdichterleistung des Turboverdichters 4 zu regeln. Eine Regelung kann auch durch Öffnen und Schließen (teilweise oder vollständig) eines Bypasses oder mehrerer Bypässe um die Turbine und/oder den Verdichter erfolgen.
Mit dem dargestellten Antriebsstrang ist es sowohl möglich, den Luftkompressor 6 in allen Betriebszuständen ausreichend aufzuladen als auch einen zusätzlichen Druckluftstrom frischluftseitig dem Verbrennungsmotor 1 aus dem Druckluftspeicher 7 oder gegebenenfalls auch aus einem der Druckluftkreise K1–K4 zuzuleiten, um die Leistung des Verbrennungsmotors, insbesondere beim Anfahren des Kraftfahrzeugs, zu erhöhen. Ferner kann vorgesehen sein, obwohl dies nicht dargestellt ist, Druckluft aus dem Druckluftsystem 5, insbesondere aus dem Druckluftspeicher 7, dem Abgasstrom 2 des Verbrennungsmotors zuzuführen, um die Abgastemperatur zu verändern, insbesondere zu vermindern.
Auch kann der Luftkompressor 6 im Bremsbetrieb des Fahrzeugs angetrieben werden, um eine abbremsende Wirkung auf die Abtriebswelle 1.1 des Verbrennungsmotors 1 auszuüben und zugleich die dabei gewonnene Energie in Form von Druckluft im Druckluftspeicher 7 zwischenzuspeichern. Bei Bedarf kann bei vollem Druckluftspeicher 7 die Druckluft auch über ein Ablassventil an die Umgebung abgelassen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, ein sogenanntes Waste-Gate im Abgasstrom 2 vorzusehen, über welches Abgas abgelassen werden kann, bevor es der Turboladerturbine 10 oder bevor es der Abgasturbine 3 zugeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3435732 A1 [0003]
- DE 1231951 [0004]
- DE 3510492 C2 [0004]

Claims

Antriebsstrang, insbesondere Kraftfahrzeugantriebsstrang, 1.1 mit einem Verbrennungsmotor (1), der eine Abtriebswelle (1.1) aufweist und der einen heißen Abgasstrom (2) erzeugt; 1.2 mit einem Turbocompoundsystem (15), das umfasst: 1.3 eine Abgasturbine (3), die durch Abgas beaufschlagbar im Abgasstrom (2) angeordnet ist und Abgasenergie in Antriebsenergie umwandelt, wobei die Abgasturbine (3) in einer Triebverbindung mit der Abtriebswelle (1.1) des Verbrennungsmotors (1) steht oder in eine solche schaltbar ist und ferner einen Turboverdichter (4) oder Verdrängungsverdichter antreibt, mittels welchem der Verbrennungsmotor (1) frischluftseitig aufgeladen wird; 1.4 mit einem Druckluftsystem (5), das umfasst: 1.5 einen Luftkompressor (6), der mittels des Verbrennungsmotors (1) oder eines zusätzlichen Motors antreibbar ist und Druckluft in wenigstens einen Druckluftkreis (K1–K4) oder eine Druckluftleitung (13) speist; dadurch gekennzeichnet, dass 1.6 der Luftkompressor (6) mittels des Turboverdichters (4) oder Verdrängungsverdichters des Turbocompoundsystems aufladbar ist, wobei durch den Turboverdichter (4) oder Verdrängungsverdichter verdichtete Luft dem Luftkompressor (6) auf dessen Saugseite zugeführt wird.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkompressor (6) als Kolbenkompressor ausgeführt ist.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckluftsystem (5) einen Druckluftspeicher (7) aufweist, in welchen der Luftkompressor (6) Druckluft fördert, und insbesondere eine Vielzahl verschiedener Druckluftkreise (K1–K4) vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Druckluftkreis (K1–K4) als Bremsdruckluftkreis für Fahrzeugbremsen ausgeführt ist.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkompressor (6) in einer Triebverbindung mit der Abtriebswelle (1.1) des Verbrennungsmotors (1) steht oder in eine solche schaltbar ist und zum Einspeisen von Antriebsleistung motorisch betreibbar ist.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung (13) für Druckluft zwischen dem Druckluftsystem (5), insbesondere dessen Druckluftspeicher (7), und der Frischluftseite des Verbrennungsmotors (1) vorgesehen ist, über welche Druckluft aus dem Druckluftsystem (5) dem Verbrennungsmotor (1) zur Aufladung frischluftseitig wahlweise zuführbar ist.
Antriebsstrang gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Turbocompoundsystem ein Turbolader (9) vorgesehen ist, umfassend eine Turboladerturbine (10) im Abgasstrom (2) des Verbrennungsmotors (1), insbesondere in Strömungsrichtung des Abgases vor der Abgasturbine (3) des Turbocompoundsystems, und einen Turboladerverdichter (11) in einem dem Verbrennungsmotor (1) zugeleiteten Frischluftstrom (12), insbesondere in Strömungsrichtung der Frischluft hinter dem Turboverdichter (4) oder Verdrängungsverdichter des Turbocompoundsystems, wobei der Turboladerverdichter (11) durch die Turboladerturbine (10) insbesondere auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet angetrieben wird.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkompressor (6) mittels des Turboverdichters (4) oder Verdrängungsverdichters des Turbocompoundsystems und des Turboladerverdichters (11) aufladbar ist, wobei insbesondere eine Ladeluftleitung (8) vom Frischluftstrom (12) in Strömungsrichtung hinter den beiden Verdichtern – Turboverdichter (4)/Verdrängungsverdichter und Turboladerverdichter (11) – abzweigt und saugseitig im Luftkompressor (6) mündet.
Verfahren zum Versorgen eines Druckluftsystems (5), insbesondere Kraftfahrzeugdruckluftsystems, mit den folgenden Schritten: 8.1 mittels eines Verbrennungsmotors (1), der einen Abgasstrom (2) erzeugt, oder mittels eines zusätzlich vorgesehenen Motors wird ein Luftkompressor (6) angetrieben; 8.2 mittels des Luftkompressors (6) wird Luft verdichtet und in wenigstens einen Druckluftkreis (K1–K4) und/oder eine Druckluftleitung (13) gespeist; 8.3 mittels einer im Abgasstrom (2) angeordneten Abgasturbine (3) wird ein Turboverdichter (4) oder Verdrängungsverdichter angetrieben, der Frischluft verdichtet, die dem Verbrennungsmotor (1) frischluftseitig zugeführt wird; 8.4 mittels des Turboverdichters (4) oder Verdrängungsverdichter wird ferner verdichtete Frischluft dem Luftkompressor (6) saugseitig zugeführt; dadurch gekennzeichnet, dass 8.5 in Betriebszuständen mit einem vergleichsweise geringen Energiegehalt des der Abgasturbine (3) zugeführten Abgasstromes (2) die Abgasturbine (3) und/oder der Turboverdichter (4) oder Verdrängungsverdichter mittels des Verbrennungsmotors (1) angetrieben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine (3) und/oder der Turboverdichter (4) oder Verdrängungsverdichter mittels einer Triebverbindung von einer Abtriebswelle (1.1) des Verbrennungsmotors (1) über eine hydrodynamische Kupplung (14) zu einer die Abgasturbine (3) und/oder den Turboverdichter (4) tragenden Welle angetrieben wird.