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DE102009028354B4 - Gasführungssystem für eine Peripherie einer Brennkraftmaschine zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine, Brennkraftsystem und Verfahren zum Betrieb der Brennkraftmaschine - Google Patents

Gasführungssystem für eine Peripherie einer Brennkraftmaschine zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine, Brennkraftsystem und Verfahren zum Betrieb der Brennkraftmaschine Download PDF

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DE102009028354B4
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Abstract

Gasführungssystem (10) für eine Peripherie einer Brennkraftmaschine (20) zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine (20) aufweisend: – eine zuströmseitige Gaszuführung (1) zur Zuführung von Gas zur Brennkraftmaschine (20); – eine abströmseitige Gasabführung (2) mit einem Abgasnachbehandlungs-System (14) zur Abführung von Gas aus der Brennkraftmaschine (20); und – eine erste Gasausführung (3) zur Ausführung eines ersten Teilgasstroms (7) aus wenigstens einem Zylinder (A1–A6) einer ersten Zylindergruppe und eine zweite Gasausführung (4, 3.1) zur Ausführung eines zweiten Teilgasstroms (8) aus wenigstens einem Zylinder (B1–B6, A1–A3) einer zweiten Zylindergruppe, wobei – für den Fall eines Teilbetriebs der Brennkraftmaschine (20) der wenigstens eine Zylinder (A1–A6) der ersten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist und der wenigstens eine Zylinder (B1–B6, A1–A3) der zweiten Zylindergruppe zum Betrieb ohne Einspritzung ausgelegt ist, wobei – die erste Gasausführung (3) und die zweite Gasausführung (4) über eine gasführende Verbindung (V), die ein erstes Trennmittel aufweist, miteinander verbunden sind, wobei das erste Trennmittel ausgelegt ist, im Falle des Teilbetriebs die gasführende Verbindung (V) zu verschließen, dadurch gekennzeichnet dass die zweite Gasausführung (4) eine Sammelführung (5) aufweist, die mit einer Zuführstrecke (6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6) des Gasführungssystems (10) gasführend verbunden ist, derart dass für den Fall des Teilbetriebs wenigstens ein Teil des zweiten Teilgasstroms (8) der Zuführstrecke anstatt dem Abgasnachbehandlungssystem (14) zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gasführungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für eine Peripherie einer Brennkraftmaschine zur Führung von Gas in der Brennkraftmaschine, aufweisend: eine zuströmseitige Gaszuführung zur Zuführung von Gas zur Brennkraftmaschine; eine abströmseitige Gasabführung mit einem Abgasnachbehandlungs-System zur Abführung von Gas aus der Brennkraftmaschine; und eine erste Gasausführung zur Ausführung eines ersten Teilgasstroms aus wenigstens einem Zylinder einer ersten Zylindergruppe; und eine zweite Gasausführung zur Ausführung eines zweiten Teilgasstroms aus wenigstens einem Zylinder einer zweiten Zylindergruppe, wobei für den Fall eines Teilbetriebs der Brennkraftmaschine der wenigstens eine Zylinder der ersten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist und der wenigstens eine Zylinder der zweiten Zylindergruppe zum Betrieb ohne Einspritzung ausgelegt ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Brennkraftsystem, aufweisend eine Brennkraftmaschine mit einem in der Peripherie der Brennkraftmaschine angeordneten Gasführungssystem zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 21 zum Betrieb eines Brennkraftsystems mit einem Gasführungssystem für eine Peripherie der Brennkraftmaschine zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine, aufweisend die Schritte: zuströmseitiges Gaszuführen von Gas zur Brennkraftmaschine; abströmseitiges Gasabführen von Gas aus der Brennkraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlung; Ausführen eines ersten Teilgasstroms aus wenigstens einem Zylinder einer ersten Zylindergruppe; und Ausführen eines zweiten Teilgasstroms aus wenigstens einem Zylinder einer zweiten Zylindergruppe, wobei für den Fall eines Teilbetriebs der Brennkraftmaschine der wenigstens eine Zylinder der ersten Zylindergruppe mit Einspritzung und der wenigstens eine Zylinder der zweiten Zylindergruppe ohne Einspritzung betrieben wird.
  • Ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine wie eines Motors oder dergleichen, insbesondere eines Großdieselmotors, sieht ein eingangs genanntes Gasführungssystem für die Peripherie der Brennkraftmaschine vor. Beispielsweise in einem Schwachlastbetrieb oder Leerlauf kann ein Motor in einem Teilbetrieb betrieben werden, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung in einzelne Zylinder oder in eine Zylindergruppe, beispielsweise in eine ganze Zylinderbank, abgeschaltet werden kann. Dieser Teilbetrieb – oder Teilmotorbetrieb – wird auch als sogenannter ZA-Betrieb (Zylinder-Abgeschaltet) bezeichnet. Die nicht mit Kraftstoffeinspritzung versehenen Zylinder werden auch als ungefeuerte Zylinder bezeichnet. Die mit Kraftstoffeinspritzung versehenen Zylinder werden auch als gefeuerte Zylinder bezeichnet. Ein zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegter Zylinder weist einen Injektor auf, der im Vollbetrieb und Teilbetrieb zur Einspritzung angesteuert wird. Ein zum Betrieb ohne Einspritzung ausgelegter Zylinder weist einen Injektor auf, der im Vollbetrieb zur Einspritzung angesteuert wird und im Teilbetrieb angesteuert wird, eine Einspritzung zu unterlassen. Der Teilbetrieb eines Motors hat den Vorteil, dass bei gleicher effektiver Leistung des Motors in die weiterhin gefeuerten Zylinder entsprechend mehr Kraftstoff eingespritzt werden kann und somit die gleiche Abgabeleistung wie im vollmotorischen Betrieb dargestellt wird. Der Vollbetrieb – oder Vollmotorbetrieb – sieht vor, dass alle Zylinder des Motors gefeuert werden, d. h. in alle Zylinder wird Kraftstoff eingespritzt.
  • JP 2008-025 525 A zeigt eine ECU-gesteuerte Verbrennungsmaschine des V-Typs mit verschiedenen Zylindergruppen und individuellen Abgaspassagen und unabhängig für jede Zylindergruppe Katalysatoren in den individuellen Abgaspassagen. Eine gemeinsame Abgaspassage verbindet die individuellen Abgaspassagen stromabwärts eines individuellen Katalysators und stromaufwärts eines gemeinsamen Katalysators. Ein Ventil in der gemeinsamen Abgaspassage und jeweils ein Ventil in einer individuellen Abgaspassage können von einer ECU, abhängig vom Zustand eines Verbrennungsbetriebs der beiden Zylindergruppen, geschaltet werden. Die ECU kann ein Abgaskontrollventil in der gemeinsamen Abgaspassage schließen und nur eine zweite Zylindergruppe für einen Verbrennungsbetrieb beim Anfahren der Verbrennungsmaschine starten. Die ECU kann auch eine erste und zweite Zylindergruppe für ein Verbrennungsbetrieb starten während das Abgaskontrollventil in der gemeinsamen Abgaspassage öffnet. Diese Anlage ist noch verbesserbar.
  • In einem Teilbetrieb eines Motors unterscheidet sich die Abgastemperatur bei einem Abgasnachbehandlungs-System des Gasführungssystems in der Peripherie des Motors aufgrund der Vermischung von heißem Abgas aus den gefeuerten Zylindern mit vergleichsweise kaltem Gas – korrekterweise vergleichsweise kalter komprimierter Luft ohne Kraftstoffverbrennungsreste – der ungefeuerten Zylinder von einer Abgastemperatur im Vollbetrieb. Bei modernen Dieselmotoren hat sich insbesondere gezeigt, dass diese – mit einer konventionellen Abgasführung ausgestattet – im Leerlauf und Schwachlastbetrieb, also im Falle des Teilbetriebs, eine zu niedrige Abgastemperatur aufweisen. Die niedrige Abgastemperatur ist infolge der Vermischung heißen Abgases gefeuerter Zylinder und vergleichsweise kalten Gases ungefeuerter Zylinder derart abgesenkt, dass ein nachgeschaltetes Abgasnachbehandlungs-System im Bereich des Teilbetriebs nur eine unzureichende Wirksamkeit aufweisen kann.
  • Ein Abgasnachbehandlungs-System kann beispielsweise einen Partikelfilter (PF) – auch als Russpartikelfilter (RPF) oder Dieselpartikelfilter (DPF) bezeichnet – aufweisen, insbesondere einen katalytisch reaktiven Partikelfilter (CPF). Solche Partikelfilter arbeiten beispielsweise nach dem CRT-Prinzip (CRT = Continuously Regeneration Trap). Katalytisch regenerierte und anders regenerierte Partikelfilter (PF) benötigen zur Regeneration üblicherweise eine gewisse Mindesttemperatur. Ähnliche Mindesttemperaturanforderungen bestehen für Katalysatoren, die in einem Abgasnachbehandlungs-System eingesetzt werden, wie z. B. für einen Oxidationskatalysator, einen SCR-Katalysator (selektive katalytische Reaktion), einen 3-Wege-Katalysator, einen NOx-Speicherkatalysator oder einen anderen dergleichen geeigneten Fahrzeugkatalysator.
  • Wünschenswert ist es, auch in einem Teilbetrieb der Brennkraftmaschine, die Abgastemperatur im Abgasnachbehandlungs-System ausreichend hoch zu halten, um dadurch dessen Wirksamkeit ohne Kraftstoffmehrverbrauch zu steigern.
  • Bisher bekannte Maßnahmen des Standes der Technik heben aktiv die Temperatur im Abgasnachbehandlungs-System an, um damit die Wirksamkeit des Abgasnachbehandlungs-Systems zu verbessern.
  • So ist beispielsweise aus DE 103 33 933 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem/der Emissionen der Brennkraftmaschine im Abgas erfasst wird. Abhängig von dem Vergleich der erfassten Emissionen mit einem Sollwert wird eine für die Verbrennung in der Brennkraftmaschine maßgebliche Stellgröße korrigiert. Die Stellgröße ist beispielsweise die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge. Eine solche luftseitige Androsselung der Brennkraftmaschine ist üblicherweise mit einem deutlichen Kraftstoffmehrverbrauch und einer Leistungsminderung der Brennkraftmaschine verbunden.
  • Aus DE 42 39 357 C1 ist ein Verfahren zur thermischen Regeneration eines Partikelfilters für das Abgas eines Dieselmotors bekannt, bei dem bei Teillast eine Abgastemperatur durch Beheizen mit elektrischer Energie angehoben wird, so dass diese zur Selbstentzündung der im Partikelfilter angesammelten brennbaren Abgasbestandteile ausreicht. Ein solches Verfahren ist mit einem Kraftstoffmehrverbrauch verbunden.
  • Aus DE 36 05 255 A1 ist ein Verfahren zur Regeneration von Abgaspartikelfiltersystemen bekannt, bei welchem demjenigen Zylinder bzw. derjenigen Zylindergruppe, dem/der das zu regenerierende Partikelfilter zugeordnet ist, für die Regeneration des Filters benötigte Kraftstoffmenge bzw. Menge an Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt wird. Solche Verfahren mit beispielsweise verspäteter Haupteinspritzung oder mit einer oder mehreren Nacheinspritzungen sind mit deutlichem Kraftstoffmehrverbrauch verbunden. Eine späte innermotorische Nacheinspritzung birgt zudem die Gefahr eines Kraftstoffeintrags in das Motoröl.
  • Wünschenswert wäre es, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik, insbesondere eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs und/oder die Gefahr eines Kraftstoffeintrags in das Motoröl, einzuschränken. Dennoch sollte eine verlässliche und vergleichsweise einfach realisierte Abgasnachbehandlung in einem Abgasnachbehandlungs-System erreicht werden.
  • An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Gasführungssystem, ein Brennkraftsystem und ein Verfahren zum Betrieb eines Brennkraftsystems mit einem Gasführungssystem für die Peripherie einer Brennkraftmaschine anzugeben, das hinsichtlich der Abgasnachbehandlung verbessert ist. Insbesondere soll die Verbesserung zu einem verlässlich arbeitenden Abgasnachbehandlungs-System auch im Teilbetrieb führen, vorzugsweise indem die Abgastemperatur im Teilbetrieb vergleichsweise hoch gehalten wird. Insbesondere soll ein Abgasnachbehandlungs-System auch im Teilbetrieb einer Brennkraftmaschine möglichst wirksam arbeiten können.
  • Die Aufgabe hinsichtlich des Gasführungssystems wird durch die Erfindung mit einem eingangs genannten Gasführungssystem gelöst, bei dem erfindungsgemäß auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist die erste Gasausführung und die zweite Gasausführung über wenigstens eine gasführende Verbindung, die ein erstes Trennmittel aufweist, miteinander verbunden sind, wobei das erste Trennmittel ausgelegt ist, im Falle des Teilbetriebs die gasführende Verbindung zu verschließen. Im Rahmen der Erfindung weist die zweite Gasausführung eine Sammelführung auf, die mit einer Zuführstrecke des Gasführungssystems gasführend verbunden ist, derart, dass für den Fall des Teilbetriebs wenigstens ein Teil des zweiten Teilgasstroms zunächst der Zuführstrecke anstatt dem Abgasnachbehandlungssystem zugeführt wird.
  • Betreffend das Brennkraftsystem wird die Aufgabe durch die Erfindung mittels einem Brennkraftsystem der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß ein Gasführungssystem gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehen ist, wobei die Brennkraftmaschine für einen Teilbetrieb ausgelegt ist, und im Falle des Teilbetriebs der wenigstens eine Zylinder der ersten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist und der wenigstens eine Zylinder der zweiten Zylindergruppe zum Betrieb ohne Einspritzung ausgelegt ist, und wobei die Brennkraftmaschine für einen Vollbetrieb ausgelegt ist, und im Falle des Vollbetriebs der wenigstens eine Zylinder der ersten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist und der wenigstens eine Zylinder der zweiten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist.
  • Betreffend das Verfahren wird die Aufgabe durch die Erfindung mittels einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 21 vorgesehen sind. Erfindungsgemäß werden für den Fall des Teilbetriebs der erste Teilgasstrom und der zweite Teilgasstrom getrennt geführt. Im Rahmen der Erfindung wird wenigstens ein Teil des zweiten Teilgasstroms zunächst einer Zuführstrecke des Gasführungssystem anstatt der Abgasnachbehandlung zugeführt.
  • Insbesondere ist dazu weiterbildend vorgesehen, dass wenigstens ein Teil des zweiten Teilgasstroms in eine Zuführstrecke des Gasführungssystems separat rückgeführt wird. Entsprechend ist weiterbildend vorgesehen, dass für den Fall eines Vollbetriebs der Brennkraftmaschine der wenigstens eine Zylinder der ersten Zylindergruppe mit Einspritzung und der wenigstens eine Zylinder der zweiten Zylindergruppe mit Einspritzung betrieben wird und der erste Teilgasstrom und der zweite Teilgasstrom zusammen geführt werden.
  • Das Konzept der Erfindung geht von der Überlegung aus, dass über eine erhöhte Abgastemperatur die Wirksamkeit eines Abgasnachbehandlungs-Systems auch im Teilbetrieb maßgeblich verbessert werden kann. Dazu wird eine Gasführung gemäß dem Konzept der Erfindung im Unterschied zum Stand der Technik vorgeschlagen. Die Erfindung hat erkannt, dass eine übliche Mischung des ersten Teilgasstroms und des zweiten Teilgasstroms auch im Teilbetrieb des Standes der Technik nachteilig sein kann im Hinblick auf die für die Wirksamkeit eines Abgasnachbehandlungs-Systems erforderliche Mindesteingangstemperatur des Abgases.
  • Der wenigstens eine Zylinder der zweiten Zylindergruppe ist im Teilbetrieb ungefeuert.
  • Die zweite Zylindergruppe umfasst im Teilbetrieb gemäß dem Konzept der Erfindung besonders vorteilhaft nur ungefeuerte Zylinder.
  • Der wenigstens eine Zylinder der ersten Zylindergruppe ist auch im Teilbetrieb gefeuert. Die erste Zylindergruppe umfasst im Teilbetrieb gemäß dem Konzept der Erfindung besonders vorteilhaft nur gefeuerte Zylinder, insbesondere aber überwiegend gefeuerte Zylinder. Betreffend die letzte Alternative kann in bestimmten Betriebsarten auch z. B. eine Mehrzahl von gefeuerten Zylindern und eine Minderzahl von ungefeuerten Zylindern für die erste Zylindergruppe vorgesehen sein. Im Extremfall aber hat die erste Zylindergruppe wenigstens einen gefeuerten Zylinder im Unterschied zu nur ungefeuerten Zylindern der zweiten Zylindergruppe. Die Erfindung hat nun erkannt, dass bei einem Teilbetrieb Abgas aus der ersten Zylindergruppe eine wesentlich höhere Temperatur aufweist als eine Abluft aus der zweiten Zylindergruppe. Eine Vermischung des Abgases und Abluft im Teilbetrieb wurde als nachteilig für das Abgasnachbehandlungs-System erkannt.
  • Ausgehend von dieser Erkenntnis schlägt das Konzept der Erfindung im wesentlichen vor, im Falle des Teilbetriebs den ersten Teilgasstrom und den zweiten Teilgasstrom möglichst getrennt zu führen bzw. beim Gasausführungssystem im Falle des Teilbetriebs die erste Gasausführung und die zweite Gasausführung zu trennen, indem eine entsprechende gasführende Verbindung derselben mittels einem Trennmittel verschlossen ist. Konkret wird eine gasführende Verbindung zwischen der ersten und zweiten Gasausführung in einem abströmseitigen Bereich des Gasführungssystems in einem Teil desselben stromaufwärtig vor dem Abgasnachbehandlungssystem geschlossen. Das Konzept vermeidet also die Vermischung von Abluft aus gänzlich ungefeuerten Zylindern einer zweiten Zylindergruppe und Abgas aus gänzlich gefeuerten, jedenfalls aber teilweise gefeuerten, Zylindern einer ersten Zylindergruppe – dazu wird die entsprechende gasführende Verbindung von Abluft und Abgas im Teilbetrieb verschlossen. Das Trennmittel kann insbesondere in Form von einem oder mehreren Ventilen, vorzugsweise einem oder mehreren Abgasventilen und/oder Abgasrückführ-Ventilen gebildet sein. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung enthält die gasführende Verbindung einen Anschluss an eine Leitung der Gasabführung.
  • Zusätzlich wird gemäß des oben genannten Konzepts der Erfindung wenigstens ein Teil des zweiten Teilgasstroms zunächst einer Zuführstrecke des Gasführungssystems, insbesondere separat vom ersten Teilgasstrom, zugeführt, anstatt der Abgasnachbehandlung. Mit anderen Worten, es wird gemäß dem Konzept der Erfindung ein Mischen des ersten Teilgasstroms und zweiten Teilgasstroms im Teilbetrieb weitestgehend vermieden und zusätzlich der zweite Teilgasstrom einer Zuführstrecke des Gasführungssystems zugeführt. Dazu ist eine Zuführstrecke so gewählt, dass sich die Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine im Abgasnachbehandlungssystem vergleichsweise erhöht. Das Gasführungssystem sieht dazu eine Sammelführung vor, die in eine geeignet angeordnete Zuführstrecke des Gasführungssystems mündet. Dabei wird eine unmittelbare Zuführung des zweiten Teilgasstroms zum Abgasnachbehandlungssystem vermieden. Insbesondere ist die Zuführstrecke so angeordnet, dass das Abgasnachbehandlungssystem vom zweiten Teilgasstrom zunächst umgangen wird. Die von der Sammelführung bespeiste Zuführstrecke gemäß der besonders bevorzugten Weiterbildung dient insgesamt der Zuführung von Abluft aus dem im Teilbetrieb ungefeuerten wenigstens einen Zylinder der zweiten Zylindergruppe zum Gasführungssystem. Diese kann so angeordnet sein, dass die Abluft der Brennkraftmaschine wieder zugeführt wird oder auch in die Umgebung abgegeben wird, jedenfalls aber dem Abgasnachbehandlungs-System nicht direkt zugeführt wird bzw. dieses umgangen wird.
  • Mit einer Gasführung des Gasführungssystems gemäß dem Konzept der Erfindung ist somit gewährleistet, dass die Temperatur bei einem Abgasnachbehandlungs-System erhöht ist im Vergleich zu einer gemischten Führung des ersten und zweiten Teilgasstromes. Die im Stand der Technik bekannten Zusatzmaßnahmen können damit grundsätzlich entfallen oder eingeschränkt werden und die damit verbundenen Nachteile sind weitgehend vermieden bzw. eingeschränkt.
  • Die Brennkraftmaschine hat eine zuströmseitige Peripherie und eine abströmseitige Peripherie. Die Gaszuführung ist zuströmseitig der Brennkraftmaschine angeordnet. Das Abgasnachbehandlungs-System ist gemäß dem Konzept der Erfindung Teil einer abströmseitigen Gasabführung des Gasführungssystems. Die ersten und zweiten Gasausführungen umfassen insbesondere den oder die Krümmer eines Zylinders oder einer Zylindergruppe. Eine Zylindergruppe kann im Prinzip jede Anzahl von Zylindern umfassen, also ein oder mehrere Zylinder, die z. B. einen echten Teil einer Zylinderbank bilden. Die Zylindergruppe kann auch durch eine gesamte Zylinderbank, umfassend alle Zylinder der Zylinderbank, gebildet sein. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist eine Gasausführung zur Ausführung eines Teilgasstromes aus wenigstens einem Zylinder einer Zylindergruppe ausgelegt. Insbesondere ist dazu eine gasausführende Verbindung der Gasausführung zum wenigstens einen Zylinder der Zylindergruppe vorgesehen.
  • Unter Gas ist gemäß dem Konzept der Erfindung prinzipiell jedes für die Brennkraftmaschine geführte Arbeitsgas (Luft, Ladeluft, Verbrennungsgas, Abgas und Gemische davon od. dgl.) gemeint, insbesondere abströmseitig der Brennstoffmaschine – betreffend die gefeuerten Zylinder: Abgas bzw. – betreffend die ungefeuerten Zylinder: Abluft. Zuströmseitig der Brennkraftmaschine ist die Gaszuführung des Gasführungssystems, insbesondere für Frischluft und/oder Ladeluft ausgelegt; entsprechend ist eine Frischluftstrecke vor einem Verdichter bzw. nach einem Verdichter vorgesehen. Die Gaszuführung ist auch ausgelegt für eine Gasrückführung zur Rückführung von abströmseitigem Gas zurück zur Brennkraftmaschine, also Abgas aus einem gefeuerten Zylinder oder Abluft aus einem ungefeuerten Zylinder.
  • Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist in der Sammelführung ein zweites Trennmittel vorgesehen, wobei das zweite Trennmittel ausgelegt ist, im Falle des Teilbetriebs die zweite Gasausführung mit der Zuführstrecke zu verbinden, bzw. im Falle des Vollbetriebs die zweite Gasausführung von der Zuführstrecke zu trennen. Beispielsweise öffnet ein zweites Trennmittel in Form eines Ventils im Teilbetrieb und schließt im Vollbetrieb. Zusätzlich kann die Sammelführung ein Rückschlagventil aufweisen. Dies kann sich bei einem erhöhten Druckniveau an der Rückführstrecke als vorteilhaft erweisen. Das Ventil und/oder Rückschlagventil ist entsprechend ein Gasventil.
  • Das zweite Trennmittel und/oder das Rückschlagventil dienen zum sicheren Verschließen der Sammelführung im Vollbetrieb. Dadurch ist grundsätzlich vermieden, dass im Vollbetrieb Abgas aus den – im Teilbetrieb nur Abluft auslassenden ungefeuerten – dann aber gefeuerten Zylindern unbehandelt in die Peripherie oder gar in eine Umgebung der Brennkraftmaschine gelangt. Das erste und/oder zweite Trennmittel und/oder das Rückschlagventil weist vorteilhaft eine Steuermittelverbindung insbesondere eine uberwachte Steuermittelverbindung auf. Eine Steuermittelverbindung ist vorteilhaft mit einer Motorsteuerung verbunden.
  • Ein erstes und/oder zweites Trennmittel ist vorteilhaft in Form eines Ventils gebildet, jedoch nicht darauf beschränkt. Grundsätzlich ist es vorteilhaft ein dichtschließendes Trennmittel vorzusehen. Insbesondere eignet sich ein Abgasventil. Andere Trennmittel wie Klappen oder dergleichen sind grundsätzlich auch möglich. Das erste Trennmittel ist ausgelegt, im Falle des Teilbetriebs die erste Gasausführung und die zweite Gasausführung zu trennen und im Falle des Vollbetriebs die erste Gasausführung und die zweite Gasausführung miteinander zu verbinden. Beispielsweise öffnet ein Ventil des ersten Trennmittels im Vollbetrieb und schließt im Teilbetrieb; umgekehrt ein zweites Trennmittel. Das erste und/oder zweite Trennmittel ist vorteilhaft mit einer Steuermittelverbindung zur Verbindung mit einem Steuermittel, beispielsweise einer Motorsteuerung oder dergleichen, versehen.
  • Vorteilhaft ist je nach Betriebszustand – im Teilbetrieb – nur die erste Gasausführung oder – im Vollbetrieb – die erste Gasausführung und die zweite Gasausführung mit der Gasabführung gasführend verbunden.
  • Weitere besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung, sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren. Dies betrifft insbesondere die Anordnung der Zuführstrecke im Gasführungssystem, derart, dass im Falle des Teilbetriebs wenigstens ein Teil des zweiten Teilgastroms zunächst der Zuführstrecke anstatt dem Abgasnachbehandlungssystem zugeführt wird. Dies führt vorteilhaft dazu, dass die Abgastemperatur im Vergleich zu einer gemischten Zuführung des ersten und zweiten Teilgasstroms direkt zum Abgasnachbehandlungssystem erhöht ist.
  • Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Zuführstrecke in der Gaszuführung angeordnet. Die Gaszuführung weist bevorzugt eine Frischluftstrecke auf, die wenigstens einen, insbesondere zwei Verdichter, ggf. auch eine Anzahl von mehr als zwei Verdichtern aufweist. Eine Strecke der Frischluftstrecke vor einem ersten Verdichter wird vorliegend auch als Rohluftstrecke bezeichnet und eignet sich in besonderer Weise zur Anordnung einer Zuführstrecke. Gegebenenfalls kann die Zuführstrecke auch in einer Ladeluftstrecke zwischen einem ersten und zweiten Verdichter der Frischluftstrecke angeordnet sein. Die Zuführstrecke kann in einer weiteren Abwandlung auch in einer Ladeluftstrecke hinter einem ersten und/oder hinter einem zweiten Verdichter angeordnet sein.
  • Eine weiterbildende erste Variante einer in einer Rohluftstrecke angeordneten Zuführstrecke hat den Vorteil, dass sie bei einem vergleichsweise niedrigen Druckniveau in der Frischluftstrecke integriert ist. Ein Gegendruck der Rohluft gegen den in der Sammelführung geführten zweiten Teilgasstrom in Form der Abluft aus den ungefeuerten Zylindern ist also vergleichsweise gering.
  • Eine in einer zweiten Variante bevorzugte Anordnung der Zuführstrecke hinter einem ersten und/oder hinter einem zweiten Verdichter kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn ein höherer Gegendruck der Ladeluft gegen die Abluft aus einem ungefeuerten Zylinder vorliegen soll. Die Wahl der ersten oder zweiten Variante kann anwendungsbezogen, je nach Ausführung des Gegendruckniveaus im Gasführungssystem, erfolgen.
  • In einer Abwandlung der zweiten Variante kann die Zuführstrecke vor oder nach einem Ladeluftkühler in der Frischluftstrecke angeordnet sein. Eine Anordnung der Zuführstrecke nach einem Ladeluftkühler hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Abgastemperatur erheblich erhöht werden kann. In der Wahl der Abwandlungen kann der konkrete Zustand eines Gegendruckniveaus im Gasführungssystem berücksichtigt werden. Ein in der Zufuhrstrecke vor einem Ladeluftkühler bestehender Gegendruck gegen die Sammelführung ist höher als ein in der Zuführstrecke vorhandener Gegendruck bei Anordnung derselben nach einem Ladeluftkühler.
  • Vor dem Hintergrund der im Zusammenhang mit der ersten und zweiten Variante erläuterten unterschiedlichen Gegendruckniveaus hat es sich insbesondere bei erhöhtem Gegendruck als vorteilhaft erwiesen, in der Sammelführung neben dem zweiten Trennmittel auch ein Rückschlagventil vorzusehen. Ein Rückschlagventil ist insbesondere bei den Weiterbildungen der zweiten Variante vorteilhaft, da diese im Vergleich zur Weiterbildung der ersten Variante ein erhöhtes Gegendruckniveau aufweisen.
  • Im Rahmen einer weiterbildenden dritten Variante der Erfindung kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, die Zuführstrecke in der Gasabführung, und zwar in einer Strecke nach dem Abgasnachbehandlungs-System, anzuordnen. Es hat sich gezeigt, dass im Rahmen der dritten Variante ein Gegendruck in der Zuführstrecke gegen das in der Sammelführung enthaltene Gas – das heißt genauer: verdichtete Abluft – am geringsten ist. Insofern kann prinzipiell bei der dritten Variante ein Rückschlagventil entfallen. Bei dieser dritten Variante hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das zweite Trennmittel in der Sammelführung zur Zuführstrecke der Gasabführung mit einer Überwachung zu versehen. Die Überwachung des zweiten Trennmittels in der Sammelführung hat sich im Rahmen der dritten Variante als besonders sinnvoll erwiesen, um eine missbräuchliche Umgehung des Abgasnachbehandlungs-Systems im gefeuerten Betrieb durch den zweiten Teilgasstrom zu vermeiden bzw. gesichert zu vermeiden. Eine Überwachung des zweiten Trennmittels kann beispielsweise durch die Motorsteuerung erfolgen. Dazu weist das zweite Trennmittel der dritten Variante vorteilhaft eine überwachte Steuermittelverbindung auf, insbesondere eine überwachte Steuermittelverbindung zur Motorsteuerung. Eine überwachte Steuermittelverbindung ist dazu ausgelegt, im Falle einer Fehlfunktion eine Warnung abzugeben und/oder Gegenmaßnahmen zur Behebung der Fehlfunktion oder Eingrenzung der Fehlerwirkung zu veranlassen.
  • Im Rahmen einer weiterbildenden besonders bevorzugten vierten Variante ist vorgesehen, dass die Sammelführung Teil einer Gasrückführung der Gaszuführung ist. Im Rahmen dieser vierten Variante wird in besonders bevorzugter Weise eine Gasrückführung der Gaszuführung im ungefeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine als Sammelführung fur den zweiten Teilgasstrom genutzt. Mit anderen Worten bildet die Gasrückführung wenigstens teilweise die Sammelführung aus. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Gasrückführung zur Verbindung mit wenigstens einem Zylinder der zweiten Zylindergruppe auszulegen, welche im Teilbetrieb ohne Einspritzung betrieben wird. Die zweite Zylindergruppe kann nur einen echten Teil der Zylinder einer Zylinderbank umfassen. Im Rahmen einer Abwandlung kann die zweite Zylindergruppe auch alle Zylinder der zweiten Zylinderbank umfassen. Im Rahmen der vierten Variante ist es vorteilhaft möglich – praktisch ohne größere bauliche Veränderung – eine Sammelführung als Teil einer Gasrückführung zu realisieren. Dies ist insbesondere der Fall, wenn nur ein echter Teil der Zylinder einer Zylinderbank in Form der zweiten Zylindergruppe gebildet wird. In dem Fall ist es möglich, eines oder mehrere der – ggfs. vorhandenen – Abgasrückführ-Ventile als erstes und/oder zweites Trennmittel in der Gasrückführung zu nutzen.
  • Insbesondere kann im Rahmen der vierten Variante ein Abgasrückführkühler-Bypass ein Teil der Sammelführung sein. In besonders vorteilhafter Weise ist dabei die Zuführstrecke stromabwärts nach einem Abgasrückführkühler angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass Gas – genauer: verdichtete Abluft – aus ungefeuerten Zylindern ungekühlt der Gasrückführung zugeführt wird und damit besonders wirksam zur Erhöhung der Abgastemperatur beiträgt. Der Vorteil der vierten Variante, insbesondere wenn nur ein echter Teil der Zylinder einer Zylinderbank ungefeuert im Teilbetrieb ist, liegt darin, dass bei der Gasrückführung des Gasführungssystems praktisch kein zusätzliches Ventil und keine zusätzliche Sammelleitung erforderlich ist. Diese Abwandlung ist insbesondere vorteilhaft, wenn bereits ein echter Teil der Zylinder einer Zylinderbank im ungefeuerten Zustand ausreicht, um einen ausreichenden Teilbetrieb zu gewährleisten. Bei diesem Betriebszustand werden die ungefeuerten Zylinder auch als Spenderzylinder bezeichnet.
  • Sollen im Rahmen der weiteren Abwandlung der vierten Variante alle Zylinder einer Zylinderbank für den Teilbetrieb ungefeuert bleiben, ist es vorteilhaft, die gesamte Zylinderbank mit einer Sammelführung zu versehen. Vorteilhaft weist dann ein erstes Trennmittel – zusätzlich zu einem Abgasrückführ-Ventil – ein weiteres Gasventil zum Trennen der Gasabführung von der zweiten Gasausführung im Falle des Teilbetriebs vorgesehen. Auch bei dieser Abwandlung wird vorteilhaft ein Abgasrückführkühler-Bypass als Teil der Sammelführung genutzt und die Zuführstrecke nach einem Abgasrückführkühler angeordnet.
  • Alle zuvor erläuterten vier Varianten und deren Abwandlungen bewirken eine Erhöhung der Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine am Abgasnachbehandlungssystem und ggf. eine Erhöhung der NOx-Konzentration im ersten Teilgasstrom, welcher im Teilbetrieb durch das Abgasnachbehandlungs-System strömt. Dadurch kann die Wirksamkeit der Abgasnachbehandlung im Leerlauf und im Schwachlastbereich erheblich verbessert werden. Dies betrifft insbesondere die passive Regeneration von Partikelfiltern im Rahmen des CRT-Prinzips (Continuous Regenerating Trap).
  • Alle zuvor erläuterten weiterbildenden Varianten der Erfindung sowie ihre Abwandlungen lassen sich allein oder in Kombination miteinander realisieren.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; im Einzelnen zeigen die Zeichnungen in:
  • 1 in schematischer Darstellung ein Brennkraftsystem mit einer Brennkraftmaschine und einem Gasführungssystem einer ersten Ausführungsform gemäß der ersten weiterbildenden Variante der Erfindung;
  • 2 in schematischer Darstellung ein Brennkraftsystem mit einer Brennkraftmaschine und einem Gasführungssystem einer zweiten Ausführungsform gemäß einer ersten Abwandlung der zweiten weiterbildenden Variante der Erfindung;
  • 3 in schematischer Darstellung ein Brennkraftsystem mit einer Brennkraftmaschine und einem Gasführungssystem einer dritten Ausführungsform gemäß einer zweiten Abwandlung der zweiten weiterbildenden Variante der Erfindung;
  • 4 in schematischer Darstellung ein Brennkraftsystem mit einer Brennkraftmaschine und einem Gasführungssystem einer vierten Ausführungsform gemäß der dritten weiterbildenden Variante der Erfindung;
  • 5 in schematischer Darstellung ein Brennkraftsystem mit einer Brennkraftmaschine und einem Gasführungssystem einer fünften Ausführungsform gemäß einer ersten Abwandlung der vierten weiterbildenden Variante der Erfindung;
  • 6 in schematischer Darstellung ein Brennkraftsystem mit einer Brennkraftmaschine und einem Gasführungssystem einer sechsten Ausführungsform gemäß einer zweiten Abwandlung der vierten weiterbildenden Variante der Erfindung;
  • 7 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb eines Brennkraftsystems, wie es in den 1 bis 6 beispielhaft dargestellt ist.
  • Die vorliegende Beschreibung nutzt der Einfachheit halber, wo immer möglich und sinnvoll, für identische oder ähnliche Teile oder Teile identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen.
  • 1 zeigt ein Brennkraftsystem 100 mit einem Gasführungssystem 10 in einer ersten Ausführungsform gemäß der ersten weiterbildenden Variante der Erfindung. Das Gasführungssystem 10 ist an der Peripherie einer Brennkraftmaschine 20 zur Führung von Gas, d. h. Frischluft und Abgas, angeordnet. Die Brennkraftmaschine 20 hat eine zuströmseitige und eine abströmseitige Peripherie. Die Brennkraftmaschine 20 ist vorliegend in Form eines Großdieselmotors symbolisch dargestellt und hat eine erste Zylinderbank 21 von Zylindern A1 bis A6 mit einer ersten Gasausführung 3 und eine zweite Zylinderbank 22 von Zylindern B1 bis B6 mit einer zweiten Gasausführung 4. Das Gasführungssystem 10 weist eine zuströmseitige Gaszuführung 1 zur Zuführung von Gas zu einer Eingangsseite der Brennkraftmaschine 20 auf. Die Gaszuführung 1 hat vorliegend eine Frischluftstrecke 11 und eine Gasrückführung 12 für Abgas bzw. Abluft, welche beiden weiter stromabwärts vor einer Eingangsseite der Brennkraftmaschine 20, das heißt vor den Zylinderbänken 21, 22, zu einem gemeinsamen Teil der Gaszuführung 1 zusammengeführt werden. Die Frischluftstrecke 11 der Gaszuführung 1 ist eingangs durch eine Rohluftstrecke 11.1 zum Ansaugen von Rohluft vor einem Niederdruckverdichter 11.2 mit einem nachgeschaltetem Zwischenkühler 11.3 gebildet. Vorliegend sind zwei Rohluftstrecken 11.1 und zwei erste Verdichter 11.2 und Zwischenkühler 11.3 vorgesehen. Die beiden Rohluftstrecken 11.1 werden zu einer gemeinsamen Ladeluftstrecke 11.4 vor einem Hochdruckverdichter 11.5 zusammengeführt, an den sich eine weitere Ladeluftstrecke 11.6 anschließt, die vom Hochdruckverdichter 11.5 zum Ladeluftkühler 11.7 führt. Abstromseitig des Ladeluftkühlers 11.7 schließen sich vorliegend zwei weitere Strecken 11.8 der Frischluftstrecke 11 an, welche die Frischluftstrecke 11 mit der Gasrückführung 12 der Gaszuführung 1 zusammenführt.
  • Die Verdichter, nämlich die zwei Niederdruckverdichter 11.2 und der Hochdruckverdichter 11.5, werden jeweils durch eine Turbine 13.2, 13.5 der abströmseitigen Gasabführung 2 angetrieben. Dazu sind zwei Niederdruckturbinen 13.2 in einer Strecke 13.1 vor einem Abgasnachbehandlungs-System 14 und eine Hochdruckturbine 13.5 in einer Strecke 13.4 zwischen den Niederdruckturbinen 13.2 und einem Anschluss 13.3 an die zwei Gasausführungen 3, 4 angeordnet. Eine abströmseitige Gasabführung 2 schließt sich abströmseitig an den Anschluss 13.3 der Gasausführungen 3, 4 an. Die Gasausführungen 3, 4 sind abströmseitig der Brennkraftmaschine 20 jeweils an die Zylinder der Zylinderbänke 21, 22 angeschlossen, dass heißt vorliegend an einer Ausgangsseite der Brennkraftmaschine 20 angeordnet.
  • Die Brennkraftmaschine 20 kann im Vollbetrieb (auch Vollmotorbetrieb) oder im Teilbetrieb (auch Teilmotorbetrieb) gefahren werden. Die erste Zylinderbank 21 mit Zylindern A1 bis A6 ist bei dieser Ausführungsform in Form einer gefeuerten Zylinderbank gebildet, d. h. im Falle eines Teilbetriebs der Brennkraftmaschine als auch im Falle eines Vollbetriebs der Brennkraftmaschine 20 werden die Zylinder A1 bis A6 der Zylinderbank 21 mit Einspritzung betrieben. Dagegen ist die zweite Zylinderbank 22 der Brennkraftmaschine 20 als ungefeuerte Zylinderbank ausgelegt, d. h. im Falle eines Teilbetriebs der Brennkraftmaschine 20 werden die Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 ohne Einspritzung betrieben und im Falle eines Vollbetriebs der Brennkraftmaschine 20 werden die Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 mit Einspritzung betrieben.
  • Die erste Gasausführung 3 – umfassend Krümmer und dergleichen – dient zur Ausführung eines ersten Teilgasstroms 7 aus den Zylindern A1 bis A6 der ersten Zylinderbank 21, nämlich der im Voll- und Teilbetrieb befeuerten Zylinderbank.
  • Die zweite Gasausführung 4 – umfassend Krümmer und dergleichen – dient zur Ausführung eines zweiten Teilgasstroms 8 aus den Zylindern B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22, nämlich der im Teilbetrieb ungefeuerten Zylinderbank. Vorliegend wird dadurch eine erste Zylindergruppe durch die Zylinder A1 bis A6 der ersten Zylinderbank 21 und eine zweite Zylindergruppe durch die Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 gebildet. Die Teilgasströme 7, 8 sind in 1 für den Teilbetrieb eingezeichnet.
  • Die erste Gasausführung 3 für die gefeuerte, erste Zylinderbank 21 weist einen ersten Zweig 3.1 für die Zylinder A1 bis A3 auf, der in die Gasrückführung 12 der Gaszuführung 1 mündet. Dieser erste Zweig 3.1 der ersten Gasausfuhrung 3 ist auch an den Anschluss 13.3 der Gasabführung 2 angeschlossen. Für die Zylinder A4 bis A6 ist ein zweiter Zweig 3.2 der ersten Gasausführung 3 vorgesehen, welcher ebenfalls an den Anschluss 13.3 angeschlossen ist. Der erste Zweig 3.1 der ersten Gasausführung 3 weist ein Abgasrückführ-Ventil 3.3 in Abström-Richtung zur Gasrückführstrecke 12 auf und ein Abgasrückführ-Ventil 3.4 in Abström-Richtung zum Anschluss 13.3 an die Leitung 13 der Gasabführung 2 auf.
  • In der Gasrückführung 12 ist ein Abgasrückführkühler 12.1 angeordnet, der – je nach Stellung einer Bypass-Klappe 12.2 – mit einer Bypass-Leitung 12.3 umgangen werden kann. D. h. es kann ein aus der gefeuerten, ersten Zylinderbank 21 in die erste Gasausführung 3 austretendes Abgas über den ersten Zweig 3.1 derselben und die Gasrückführstrecke 12 dem Abgasrückführkühler 12.1 zugeführt werden oder aber durch die Bypass-Klappe 12.2 der Bypass-Leitung 12.3 zugeleitet werden. Die Bypass-Leitung 12.3 mündet hinter dem Abgasrückführkühler 12.1 wieder in die Abgasrückfuhrung.
  • Die zweite Gasausführung 4 dient zum Ausführen eines zweiten Teilgasstroms 8 aus allen Zylindern B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22. Die Gasausführung 4 weist einen ersten Zweig 4.1 auf, welcher zum Anschluss 13.3 der Leitung 13 der Gasabführung 2 führt. Zur Umgehung der Hochdruckturbine 13.5 weist die zweite Gasausführung 4 einen zweiten Zweig 4.2 auf, welcher in die Leitung 13 der Gasabführung 2 mündet, nämlich zwischen der Hochdruckturbine 13.5 und der Niederdruckturbine 13.2, d. h. in die Strecke 13.4.
  • Beide Zweige 4.1, 4.2 der zweiten Gasausführung 4 weisen jeweils ein Abgasventil 4.3 und 4.4 auf. Das Abgasventil 4.4 dient im zweiten Zweig 4.2 als Bypass-Ventil. Im Falle der Bypass-Funktion des zweiten Zweigs 4.2 der zweiten Gasausführung 4 sind beide Abgasventile 4.3 und 4.4 offen. Das Abgasventil 4.4 und das Abgasventil 4.3 dient vorliegend – dem Konzept der Erfindung folgend – als erstes Trennmittel in der gasführenden Verbindung V der ersten Gasausführung 3 und der zweiten Gasausführung 4. Die Gasausführungen 3, 4 sind am Anschluss 13.3 und/oder über den Bypass-Anschluss in der Strecke 13.4 verbunden. Im Falle eines Teilbetriebs trennen die Abgasventile 4.3, 4.4 die erste Gasausführung 3 und die zweite Gasausführung 4. Das heißt im Teilbetrieb schließen beide Abgasventile 4.3, 4.4. Im Vollbetrieb ist ein Gasventil 5.1 in einer Sammelführung 5 geschlossen. Das Abgasventil 4.4 kann im Vollbetrieb geschlossen sein oder ganz/teilweise geöffnet sein.
  • Weiter ist – einer Weiterbildung der Erfindung folgend – die zweite Gasausführung 4 uber eine Anschlussstelle A mit einer Sammelführung 5 verbunden. Im Falle des Teilbetriebs dient diese zur Zuführung wenigstens eines Teils des zweiten Teilgasstroms 8 in der zweiten Gasausführung 4 zur Zuführstrecke 6.0 – vorliegend an einer Anschlussstelle B – des Gasführungssystems 10. Die Zuführstrecke 6.0 an der Anschlussstelle B der Sammelleitung 5 ist gemäß der ersten Variante in der Gaszuführung 1 – in der Frischluftstrecke 11 derselben, nämlich in einer Rohluftstrecke 11.1 – vor einem Niederdruckverdichter 11.2 der Frischluftstrecke 11 angeordnet. In der Sammelleitung 5 ist ein zweites Trennmittel in Form des Gasventils 5.1 angeordnet. Das weitere Trennmittel ist ausgelegt, im Falle des Teilbetriebs die zweite Gasausführung 4 über die Anschlussstelle A mit der Zuführstrecke 6.0 an der Anschlussstelle B zu verbinden. Das heißt, das Gasventil 5.1 öffnet im Falle des Teilbetriebs und schließt im Falle des Vollbetriebs.
  • Der Betrieb des Brennkraftsystems 100 mit Brennkraftmaschine 20 und Gasführungssystem 10 wird für den Vollbetrieb und den Teilbetrieb durch Führen des Gases mittels der Abgasrückführ-Ventile 3.3, 3.4 sowie der Abgasventile 4.3, 4.4 und des Gasventils 5.1 gesteuert. Die Abgasrückführ-Ventile 3.3, 3.4 sowie die Abgasventile 4.3, 4.4 und das Gasventil 5.1 – im Folgenden auch als Ventile bezeichnet – sind dazu mit einer Motorsteuerung verbunden, welche diese mittels Steuergrößen S bzw. S1, S2 steuert. Dazu werden die Werte der Steuergrößen S1, S2 für das Abgasventil 4.3, 4.4 und das Gasventil 5.1 gemäß der Funktion des ersten und zweiten Trennmittels in Bezug auf 7 erläutert.
  • Im Vollbetrieb stellt sich die Gasführung im Gasführungssystem 10 wie folgt dar: Die Abgase der Zylinder A1 bis A3 der gefeuerten, ersten Zylinderbank 21 können bei geschlossenem Abgasrückführ-Ventil 3.4 und geöffnetem Abgasrückführ-Ventil 3.3 über den ersten Zweig 3.1 der Gasausführung zu der Gasrückführung 12 und dann über den weiteren Verlauf der Gaszuführung 1 zurück zur Eingangsseite der Brennkraftmaschine 20 geleitet werden. Dabei kann das Abgas entweder über den Abgasrückführkühler 12.1 geleitet und gekuhlt werden oder – bei Umstellung der Bypass-Klappe 12.2 – über die Bypass-Leitung 12.3 geführt werden und ungekuhlt zur Eingangsseite der Brennkraftmaschine 20 geleitet werden. Die Zylinder A1 bis A3 der gefeuerten, ersten Zylinderbank 21 werden auch als Spenderzylinder bezeichnet; die Anordnung wird als Spenderabgasrückführung bezeichnet und über die Abgasrückführ-Ventile 3.3 und 3.4 gesteuert. Dazu dient eine Steuergroße S gemäß der die Ventile 3.3, 3.4 öffnen oder schließen.
  • Bei geschlossenem Ventil 3.3 und geöffnetem Ventil 3.4 wird das Abgas aus den Zylindern A1 bis A3, ebenso wie zuvor auch das Abgas der Zylinder A4 bis A6 der gefeuerten, ersten Zylinderbank 21 über die erste Gasausführung 3 und den Anschluss 13.3 der Leitung 13 der abströmseitigen Gasabführung 2 zugeleitet. Dies erfolgt unter Antrieb der Turbinen 13.5 und 13.2, bevor die Abgase dem Abgasnachbehandlungs-System 14 und über den weiter abströmseitigen Leitungsabschnitt 13.0 in die Umgebung abgeleitet werden. Die Turbinen 13.5 und 13.2 treiben dabei die Verdichter 11.5 und 11.2 zur Verdichtung der Rohluft in der zuströmseitigen Gaszuführung 1 an.
  • Im Vollbetrieb sind auch die Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 gefeuert, d. h. sie werden unter Einspritzung von Kraftstoff betrieben. Das Gasventil 5.1 in der Sammelführung 5 ist im Vollbetrieb der Brennkraftmaschine 20 geschlossen, sodass über die Sammelführung 5 kein Gas in die Gaszuführung 1 gelangt. Das Ventil 4.3 ist geöffnet, sodass der Teilgasstrom der ersten Zylinderbank 21 über die erste Gasausführung 3 und der Teilgasstrom der zweiten Zylinderbank 22 über die zweite Gasausführung 4 der abströmseitigen Gasabführung 2 zugeführt werden. Im Vollbetrieb kann bei geschlossenem Ventil 4.4 und geöffnetem Ventil 4.3 der Teilgasstrom der zweiten Zylinderbank 22 der Hochdruckturbine 13.5 zugeleitet werden.
  • Die Teilgasströme der ersten und zweiten Zylinderbank 21, 22 werden im Teilbetrieb anders geführt und sind nur für den Teilbetrieb in 1 sowie den weiteren 2 bis 6 jeweils mit Bezugszeichen 7, 8 eingezeichnet.
  • Im Teilbetrieb stellt sich die Gasführung im Gasführungssystem 10 vorteilhaft wie folgt dar: Die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 ist abgeschaltet. Bei im Prinzip gleicher effektiver Abgabeleistung der Brennkraftmaschine 20 wird in die weiterhin gefeuerten Zylinder A1 bis A6 der ersten Zylinderbank 21 entsprechend mehr Kraftstoff eingespritzt und somit im Prinzip die gleiche Abgabeleistung wie im Vollbetrieb dargestellt. Dieser auch als ZA-Betrieb (Zylinder abgeschaltet) bezeichnete Teilbetrieb ermöglicht aufgrund des Konzepts der vorliegenden Erfindung dennoch eine ausreichend hohe Abgastemperatur fur das Abgasnachbehandlungs-System 14. Dies wird durch die Auslegung des Gasführungssystems 10 und die Steuerung der Ventile 4.3, 4.4 und 5.1 erreicht. Im Teilbetrieb sind die Ventile 4.3 und 4.4 geschlossen, sodass die erste Gasausführung 3 und die zweite Gasausführung 4 voneinander getrennt sind. Die als erstes Trennmittel wirkenden Ventile 4.3, 4.4 schließen eine gasführende Verbindung V zwischen der ersten Gasausführung 3 und der zweiten Gasausführung 4 und eine Vermischung des ersten Teilgasstroms 7 aus der ersten Gasausführung 3 und des zweiten Teilgasstroms 8 aus der zweiten Gasausführung 4 aus. Vielmehr wird das Gas der ungefeuerten Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 – genauer die verdichtete Heißluft – über die Anschlussstelle A, bei geschlossenen Ventilen 4.3 und 4.4 und geöffnetem Ventil 5.1, der Sammelführung 5 zugeführt. Der zweite Teilgasstrom 8 wird über die Sammelführung 5 und das geöffnete Ventil 5.1 der Zuführstrecke 6.0 an der Anschlussstelle B in der Rohluftstrecke 11.1 als Teil der Frischluftstrecke 11 der Gaszuführung 1 zugeleitet.
  • Da der erste Teilgasstrom 7 aus der ersten Gasausführung 3 ohne Vermischung mit dem zweiten Teilgasstrom 8 aus der zweiten Gasausführung 4 dem Abgasnachbehandlungssystem 14 zugeleitet wird, ist dort eine ausreichend hohe Temperatur gewahrt, jedenfalls wird eine Temperaturabsenkung weitgehend vermieden. Vorteilhaft weist auch die über die Gaszuführung 1 der Brennkraftmaschine 20 zugeführte Ladeluft eine höhere Temperatur auf. Diese ist mit der verdichteten Heißluft der Zylinder B1 bis B6 aus der zweiten Gasausführung 4 über die Zuführstrecke 6.0 angereichert. Der zweite Teilgasstrom 8 wird also zunächst der Zuführstrecke 6.0 anstatt dem Abgasnachbehandlungssystem 14 zugeführt.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Brennkraftsystems 200, das – im Wesentlichen ähnlich wie das zuvor beschriebene Brennkraftsystem 100 aufgebaut – eine geänderte Anordnung der Sammelführung 5 und eine andere Zuführstrecke 6.1 und 6.2 vorsieht. Zur grundsätzlichen Funktionsweise kann die Beschreibung der 1 herangezogen werden, wobei – wie erläutert – für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion der Einfachheit halber gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Im Folgenden werden vor allem die Unterschiede zum Brennkraftsystem 100 der 1 erläutert.
  • Das Brennkraftsystem 200 sieht wiederum ein Gasführungssystem 10 an der Peripherie einer Brennkraftmaschine 20 vor. Die Brennkraftmaschine 20 weist eine erste Zylindergruppe auf, die alle Zylinder A1 bis A6 einer gefeuerten, ersten Zylinderbank 21 umfasst, sowie eine zweite Zylindergruppe, die alle im Teilbetrieb der Brennkraftmaschine 20 ungefeuerten Zylinder B1 bis B6 dieser ungefeuerten, zweiten Zylinderbank 22 umfasst.
  • Das Gasführungssystem 10 weist wiederum eine zuströmseitige Gaszuführung 1 sowie eine abströmseitige Gasabführung 2 auf. Die Gaszuführung 1 hat eine Frischluftstrecke 11 sowie eine Gasrückführung 12 und eine Leitung 13 der Gasabführung 2. Die entsprechenden Gasführungen 1, 2 weisen die gleichen Einbauten, wie Verdichter, Turbinen, Ventile etc. auf, wie sie anhand von 1 bereits erläutert wurden.
  • Darüber hinaus ist die erste Gasausführung 3 und die zweite Gasausführung 4 – bis auf die Anschlussstellen B und C – wie in 1 ausgeführt, sodass ein Vollbetrieb des Brennkraftsystems 200 wie beim Brennkraftsystem 100 der 1 erfolgt.
  • Im Unterschied zum Brennkraftsystem 100 der 1 ist die Sammelführung 5 von der Anschlussstelle A der zweiten Gasausführung 4 zu Zuführstrecken 6.1, 6.2 bei zwei Anschlussstellen B und C der Gaszuführung 1 geführt. Ausserdem weist die Sammelführung 5 – zusätzlich zum Gasventil 5.1 – ein Rückschlagventil 5.2 auf.
  • An den Anschlussstellen B, C ist die Zuführstrecke 6.1, 6.2 in einer weiteren Strecke 11.8 der Frischluftstrecke 11 der Gaszuführung 1 angeordnet. Die Zuführstrecke 6.1 ist an der Anschlussstelle B und die Zuführstrecke 6.2 ist an der Anschlussstelle C stromabwärtig nach einem Ausgang des Ladeluftkühlers 11.7 angeordnet. Das Druckniveau an den Anschlussstellen B, C im Bereich der Zuführstrecken 6.1, 6.2 – also in einer Strecke 11.8, welche eine Ladeluftstrecke nach dem Ladeluftkühler 11.7 darstellt – ist bei dem Brennkraftsystem 200 grundsätzlich höher als im Bereich einer Rohluftstrecke 11.1. Die Anschlussstelle B im Bereich der Zuführstrecke 6.0 beim Brennkraftsystem 100 der 1 ist im Bereich einer Rohluftstrecke 11.1 angeordnet.
  • Im Teilbetrieb wird der zweite Teilgasstrom 8 aus der zweiten Gasausführung 4 durch Öffnen des Ventils 5.1 und Schließen der Ventile 4.3 und 4.4 zu den Anschlussstellen B, C in die Zuführstrecken 6.1 und 6.2 geleitet und damit in Strecken 11.8 für Ladeluft stromabwärts nach einem Hochdruckverdichter 11.5 und nach dem Ladeluftkühler 11.7. Um eine Druckbelastung des Ventils 5.1 zu begrenzen, ist in der Sammelführung 5 das Rückschlagventil 5.2 vorgesehen, welches in stromabwärtiger Richtung des zweiten Teilgasstroms von A nach B, C öffnet. Im Teilbetrieb wird der zweite Teilgasstrom 8 nach Zuführung in die Strecken 11.8 der Frischluftstrecke 11 ggf. mit rückgeführtem Abgas aus der Rückführung 12 gemischt und der Brennkraftmaschine 20, d. h. den Zylindern der gefeuerten, ersten Zylinderbank 21 und der ungefeuerten, zweiten Zylinderbank 22 wieder zugeführt. Durch die Trennung des zweiten Teilgasstroms 8 vom ersten Teilgasstrom 7 bei geschlossenen Ventilen 4.3, 4.4 und durch die separate Zuführung von verdichteter Abluft aus der ungefeuerten, ersten Zylinderbank 22 bei geöffneten Ventilen 5.1, 5.2 zur Ladeluft der Brennkraftmaschine 20 im Teilbetrieb wird die Temperatur des Abgases im Bereich der Gasabführung 2 – und insbesondere am Abgasnachbehandlungs-System 14 – höher sein als bei direkter Vermischung des ersten und zweiten Teilgasstroms 7, 8. Durch das Brennkraftsystem 200 kann somit eine effektivere Abgasnachbehandlung im Abgasnachbehandlungs-System 14 erfolgen.
  • In 3 ist eine dritte Ausführungsform eines Brennkraftsystems 300 gezeigt. Diese realisiert – wie das Brennkraftsystem 200 – im Wesentlichen das Konzept der weiterbildenden zweiten Variante der Erfindung, dies allerdings in abgewandelter Form. Dazu wird im Einzelnen auf die Beschreibung der 2 verwiesen und es werden im Folgenden vor allem die Unterschiede in Bezug auf das Brennkraftsystem 200 der 2 erläutert. Beim Brennkraftsystem 300 führt die Sammelführung 5 zu einer Zuführstrecke 6.3 im Bereich einer Anschlussstelle B, welche sich im Abschnitt der Frischluftstrecke 11 der zuströmseitigen Gaszuführung 1 befindet. Die Zuführstrecke 6.3 ist dort im Bereich einer Ladeluftstrecke 11.6 angeordnet, d. h. vorliegend stromabwärtig nach dem Hochdruckverdichter 11.5 der Frischluftstrecke 11 und stromaufwärtig vor dem Ladeluftkühler 11.7. Das Druckniveau im Bereich der Ladeluftstrecke 11.6 ist damit nochmals höher als an den Strecken 11.8 der Frischluftstrecke 11 stromabwärtig nach dem Ladeluftkühler 11.7. Das Druckniveau im Bereich der Ladeluftstrecke 11.6 ist auch höher als im Bereich einer Rohluftstrecke 11.1. Zur Absicherung der Sammelführung 5 und zur Druckbegrenzung am Gasventil 5.1 ist in der Sammelführung 5 ein Rückschlagventil 5.2 vorgesehen.
  • Im Vollbetrieb funktioniert das Brennkraftsystem 300 wie die Brennkraftsysteme 100 oder 200.
  • Im Teilbetrieb der Brennkraftmaschine 20 beim Brennkraftsystem 300 wird der zweite Teilgasstrom 8 aus der zweiten Gasausführung 4 bei geschlossenen Ventilen 4.3 und 4.4 vom ersten Teilgasstrom 7 der gefeuerten, ersten Zylinderbank 21 getrennt und bei geöffneten Gasventil 5.1 und in Durchlassrichtung des Rückschlagventils 5.2 der Anschlussstelle B, also der Zuführstrecke 6.3 in der Ladeluftstrecke 11.6 der Frischluftstrecke 11, zugeführt. Durch die Anordnung der Zuführstrecke 6.3 im Bereich der Ladeluftstrecke 11.6 stromabwärtig nach dem Hochdruckverdichter 11.5 ist der Gegendruck bei Einspeisung des zweiten Teilgasstroms 8, wie erläutert, höher als bei einem Brennkraftsystem 200 oder bei einem Brennkraftsystem 100. Die abgewandelte Ausführungsform gemäß der weiterbildenden zweiten Variante der Erfindung in Form des Brennkraftsystems 300 eignet sich somit für vergleichsweise hohe Drücke im zweiten Teilgasstrom 8 der zweiten Gasausführung 4, d. h. konkret fur vergleichsweise hohe Drücke der verdichteten Abluft aus der ungefeuerten, zweiten Zylinderbank 22. Da im Teilbetrieb die Abgasventile 4.3 und 4.4 geschlossen sind wird nur der erste Teilgasstrom 7 aus der ersten Gasausführung 3 direkt dem Abgasnachbehandlungs-System 14 zugeführt, sodass auch im Teilbetrieb eine vergleichsweise hohe Temperatur für eine wirksame Abgasnachbehandlung zur Verfügung steht. Der zweite Teilgasstrom 8 wird zunächst der Zuführstrecke 6.3 zugeführt anstatt dem Abgasnachbehandlungs-System 14. Anschließend wird dieser aus der zweiten Gasabführung 4 zusammen mit der Frischluft in der Frischluftstrecke 11 dem Ladeluftkühler 11.7 zugeführt und ggf. nach Zumischung von rückgeführtem Abgas aus der Gasrückführung 12 der Brennkraftmaschine 20 zugeführt.
  • 4 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Brennkraftsystems 400, das – vergleichsweise einfach – gemäß einer weiterbildenden dritten Variante der Erfindung realisiert ist. Zur Erläuterung der Funktionsweise im Vollbetrieb wird auf die Beschreibung der Brennkraftsysteme 100, 200, 300 Bezug genommen.
  • Für den Teilbetrieb weist die zweite Gasabführung 4 des Brennkraftsystems 400 eine Sammelführung 5 auf, die von Anschlussstelle A der zweiten Gasausführung 4 zu einer Anschlussstelle B der abströmseitigen Gasabführung 2 führt. Als wesentlicher Unterschied zwischen dem Brennkraftsystem 400 und den zuvor beschriebenen Brennkraftsystemen 100, 200, 300 ist vorliegend die Sammelführung 5 nicht mehr zur zuströmseitigen Gaszuführung 1 geführt, sondern zur abströmseitigen Gasabführung 2; genauer zur Anschlussstelle B in einem Leitungsabschnitt 13.0, welcher stromabwärtig nach dem Abgasnachbehandlungs-System 14 angeordnet ist. Die Zuführstrecke 6.4 an der Anschlussstelle B ist in die dem Abgasnachbehandlungs-System 14 ausgangsseitig angeschlossene Teilstrecke 13.0 integriert. Aufgrund des in der Teilstrecke 13.0 herrschenden vergleichsweise geringen Druckniveaus kann ein Rückschlagventil in der Sammelführung 5 entfallen; in der Sammelführung 5 ist – ähnlich wie beim Brennkraftsystem 100 – lediglich ein Gasventil 5.1 vorgesehen.
  • Im Teilbetrieb wird der zweite Teilgasstrom 8 in der zweiten Gasausführung 4 durch Schließen der Ventile 4.3 und 4.4 vom ersten Teilgasstrom 7 getrennt bzw. eine gasführende Verbindung für die Teilgasströme 7, 8 geschlossen. Sattdessen wird der zweite Teilstrom 8 über die Sammelführung 5 bei geöffnetem Gasventil 5.1 in die Zuführstrecke 6.4 als Teil des Leitungsabschnittes 13.0 geleitet. Dadurch wird im Teilbetrieb tatsächlich nur der erste Teilgasstrom 7 aus der ersten Gasausführung 3 einem Abgasnachbehandlungs-System 14 zugeführt. Die Sammelführung 5 hat vorliegend die Funktion einer Bypass-Leitung zur Umgehung des zum Abgasnachbehandlungs-System 14 für den zweiten Teilgasstrom 8 aus der zweiten Gasausführung 4.
  • Die Funktion einer Bypass-Leitung für die Sammelführung 5 ist vorliegend nur im Teilbetrieb erwünscht. Im Vollbetrieb ist sichergestellt, dass die Sammelführung 5 durch das Gasventil 5.1 tatsächlich geschlossen ist. Durch eine Überwachung des Gasventils 5.1 ist sichergestellt, dass eine ungewollte Ausübung der Bypass-Funktion durch die Sammelführung 5 im Vollbetrieb der Brennkraftmaschine 20 nicht stattfindet. Dazu ist die Steuerverbindung für das Gasventil 5.1 mit einer Überwachungsfunktion, vorliegend durch die Motorsteuerung, versehen. Bei Bedarf kann die Sammelführung 5 auch mit einem zusätzlichen, hier nicht gezeigten Sicherungsventil versehen werden, das – selbst bei Versagen des Gasventils 5.1 – im Vollbetrieb schließt und im Teilbetrieb öffnet. Zusätzlich oder alternativ kann das Gasventil 5.1, z. B. im Rahmen der Überwachungsfunktion, auch so eingestellt sein, dass es im Falle einer Fehlfunktion in die Schließstellung geht. Dadurch kann im Vollbetrieb sicher vermieden werden, dass ungewollt Abgas aus den im Vollbetrieb gefeuerten Zylindern B1 bis B6 in die Umgebungsluft stromabwärts nach dem Abgasnachbehandlungs-System 14 gelangt. Im Teilbetrieb kann im Falle einer Fehlfunktion des Gasventils 5.1 optional auch vorgesehen sein, dass – ausnahmsweise für diesen Fall der Fehlfunktion – eines der Ventile 4.3 oder 4.4 öffnet. Aufgrund eines solchen abgewandelten Überwachungsschematas kann für den Notfall mit einem weniger unvorteilhaften Teilbetrieb der Brennkraftmaschine 20 ein Fehler durch Abgasfreisetzung aus den im Vollbetrieb gefeuerten Zylindern B1 bis B6 vermieden werden.
  • Das Brennkraftsystem 400 ist in vorteilhafter Weise vergleichsweise einfach zu realisieren. Es eignet sich vorteilhaft im Teilbetrieb für besonders niedrige Ausgangsdrücke des zweiten Teilgasstroms 8 in der zweiten Gasausführung 4 und der Sammelführung 5. Eine Rückführung des zweiten Teilgasstroms 8 aus den im Teilbetrieb ungefeuerten Zylindern B1 bis B6 der ungefeuerten, zweiten Zylinderbank 22 zur Brennkraftmaschine 20 ist bei dem Brennkraftsystem 400 nicht vorgesehen. Insofern dient bei dieser vierten Ausführungsform die von der Sammelführung 5 bespeiste Zuführstrecke 6.4 der Zuführung von Abluft aus den im Teilbetrieb ungefeuerten Zylindern B1 bis B6 zur abströmseitigen Gasabfuhrung 2 des Gasführungssystems 20.
  • 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform eines Brennkraftsystems 500, das im Wesentlichen dem Konzept der weiterbildenden vierten Variante der Erfindung folgt. Dieses Konzept baut auf dem sogenannten Spenderzylinderkonzept auf, das teilweise im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde. Das Brennkraftsystem 500 kann im Teilbetrieb in zwei unterschiedlichen Arten betrieben werden. In einer ersten Betriebsart ist im Teilbetrieb vorgesehen, dass alle Zylinder A1 bis A6 der ersten Zylinderbank 21 ungefeuert sind, während in die Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 Kraftstoff eingespritzt wird. Bei dieser Betriebsart wird das Abgasrückführ-Ventil 3.4 geschlossen und das Abgasrückführ-Ventil 3.3 geöffnet. Die Abluft der ungefeuerten Spenderzylinder A1 bis A3 wird daher nicht zur Hochdruckturbine 13.5 sondern zur Bypass-Leitung 12.3 des Abgasrückführkühlers 12.1 geleitet. Auf diese Weise wird vermieden, dass die relativ kalte Abluft der Spenderzylinder A1 bis A3 mit dem heißen Abgas der gefeuerten Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 vermischt wird. Lediglich die Abluft der Zylinder A4 bis A6 wird mit dem Abgas der Zylinder B1 bis B6 gemischt.
  • In einer zweiten Betriebsart ist vorgesehen, dass lediglich die Zylinder A1 bis A3 der ersten Zylinderbank 21 der Brennkraftmaschine 20 ungefeuert sind, d. h. ohne Einspritzung betrieben werden. Bei dieser Ausführungsform bilden also die Zylinder A1 bis A3 die zweite Zylindergruppe, die im Teilbetrieb ohne Einspritzung betrieben werden und die Zylinder A4 bis A6 und B1 bis B6 bilden die erste Zylindergruppe, die auch im Teilbetrieb mit Einspritzung betrieben werden. Im Teilbetrieb ist für beide Betriebsarten der erste Teilgasstrom 7 der Zylinder A4 bis A6 und B1 bis B6 und der zweite Teilgasstrom 8 der Zylinder A1 bis A3 in 5 eingetragen.
  • Das Brennkraftsystem 500 weist gemäß der vierten Variante ein an der Peripherie der Brennkraftmaschine 20 angeordnetes Gasführungssystem 10 auf. Die abströmseitige Gasabführung 2 des Gasführungssystems 10 wird im Vollbetrieb mit einem Teilgasstrom aus einer ersten Gasausführung 3 für die Zylinder A1 bis A6 der ersten Zylindergruppe 21 und mit einem weiteren Teilgasstrom aus einer zweiten Gasausführung 4 der Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylindergruppe 22 bespeist. Im weiter unten näher erläuterten Teilbetrieb wird in der zweiten Betriebsart die abströmseitige Gasabführung 2 jedoch nur mit einem ersten Teilgasstrom 7 bespeist, der aus dem zweiten Zweig 3.2 der ersten Gasausführung 3 für die weiterhin gefeuerten Zylinder A4 bis A6 der ersten Zylinderbank 21 und der zweiten Gasausführung 4 der Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 gebildet wird. Das Gasführungssystem 10 baut sich wiederum aus einer zuströmseitigen Gaszuführung 1 sowie der erwähnten abströmseitigen Gasabführung 2 auf. Die Gaszuführung 1 weist eine Frischluftstrecke 11 und eine Gasrückführung 12 auf. Die Einbauten der Gaszuführung 1 und der Gasabführung 2, wie Turbinen 13.2, 13.5 und Verdichter 11.2, 11.5 etc., wurden anhand von 1 beschrieben, worauf vorliegend konkret Bezug genommen ist. insbesondere ist auch bei dem Brennkraftsystem 500 die Gasrückführung 12 an den ersten Zweig 3.1 der ersten Gasausführung 3 angeschlossen und mit einem Abgasrückführkühler 12.1 sowie einer zugeordneten Bypass-Leitung 12.3 versehen. Über eine Bypass-Klappe 12.2 – oder ein anderes geeignetes Umleitmittel, je nach Bedarf – kann ein Gasstrom entweder über den Abgasrückführkuhler 12.1 oder die Bypass-Leitung 12.3 geleitet werden. Das abströmseitige Gas des zweiten Zweigs 3.1 wird über die Gasrückführung 12 unter Anschluss an die Frischluftstrecke 11 der Gaszuführung 1 im Teilbereich 11.8 mit Ladeluft gemischt und über den weiteren Verlauf der Gaszuführung 1 der ersten Zylindergruppe 21 und der zweiten Zylindergruppe 22 der Brennkraftmaschine 20 zugeführt.
  • Das Spenderzylinderkonzept sieht gemäß der Ausführungsform des Brennkraftsystems 500 der 5 vorliegend in der zweiten Betriebsart vor, dass – im Unterschied zum Vollbetrieb – im Teilbetrieb lediglich ein echter Teil einer Zylinderbank, vorliegend der ersten Zylinderbank 21, ungefeuert ist, d. h. nur eine beschränkte Anzahl von Zylindern, vorliegend die Zylinder A1 bis A3 der ersten Zylinderbank 21 ungefeuert sind. Die zuvor erläuterten Ausführungsformen von Brennkraftsystemen 100 bis 400 hatten vorgesehen, dass alle Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 im Teilbetrieb ungefeuert sind – also alle Zylinder B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 die zweite Zylindergruppe im Teilbetrieb bilden. Die Erkenntnis der weiterbildenden vierten Variante der Erfindung liegt dann, dass – aufbauend auf dem Spenderzylinderkonzept – Teilstrecken bzw. Ventile der ersten Gasausführung 3 und der Gasrückführung 12 die Funktion einer Sammelführung bzw. die Funktion eines Trennmittels übernehmen können, um im Teilbetrieb in der zweiten Betriebsart Abluft aus den ungefeuerten Zylindern A1 bis A3 von vergleichsweise heißem Abgas aus den gefeuerten Zylindern A4 bis A6 und B1 bis B6 zu trennen. Im Teilbetrieb kann bei dem Brennkraftsystem 500 der erste Teilgasstrom 7 im zweiten Zweig 3.2 der ersten Gasausführung 3 sowie der zweiten Gasausführung 4 getrennt werden von einem zweiten Teilgasstrom 8 im ersten Zweig 3.1 der ersten Gasausführung 3 und der Gasrückführung 12. Im Vollbetrieb mit Abgasrückführung ist das Ventil 3.3 offen und das Ventil 3.4 geöffnet. Der erste Zweig 3.1 dient zusammen mit dem stromaufwärts vor der Bypass-Klappe 12.2 liegenden Teil der Gasrückführung 12 und der Bypass-Leitung 12.3 als Sammelführung. Diese führt den zweiten Teilgasstrom 8 aus den im Teilbetrieb ungefeuerten Spenderzylindern A1 bis A3 in die Gaszuführung 1 zurück. Dazu mündet die so gestaltete Sammelführung in die Zufuhrstrecke 6.5, die als Teil der weiteren Gasrückführung 12 in den Teil 11.8 der Frischluftstrecke 11 mündet, welcher stromabwärtig vom Ladeluftkühler angeordnet ist. Konkret wird der zweite Teilgasstrom 8 aus den Spenderzylindern A1 bis A3 bei geschlossenem Abgasrückführventil 3.4 über die Gasrückführung 12 unter Umgehung des Abgasrückführkühlers 12.1 mittels der Bypass-Leitung 12.3 in die Frischluftstrecke 11 stromabwärts hinter dem Ladeluftkühler 11.7 zurückgeführt. Dadurch wird – dem Konzept der Erfindung folgend – wiederum der zweite Teilgasstrom 8 aus der zweiten Zylindergruppe ungefeuerter Zylinder A1 bis A3 – im Teilbetrieb in der zweiten Betriebsart getrennt vom ersten Teilgasstrom 7 der gefeuerten Zylinder A4 bis A6 und B1 bis B6. Dadurch hat das Abgas am Abgasnachbehandlungs-System 14 auch im Teilbetrieb eine ausreichend hohe Temperatur, um ein wirksames Betreiben des Abgasnachbehandlungs-Systems 14 zu ermöglichen. Dem Abgasnachbehandlungs-System 14 wird vorliegend nur der erste Teilgasstrom 7 aus dem zweiten Zweig 3.2 und der zweiten Gasausführung 4 im Teilbetrieb direkt zugeführt. In vorteilhafter Weise ist bei der Ausführungsform des Brennkraftsystems 500 der 5 keine separate Leitung für die Sammelführung vorgesehen, während bei den Brennkraftsystemen 100 bis 400 der zuvor erläuterten Ausführungsformen jeweils eine separate Leitung für die Sammelführung 5 vorzusehen ist. Das auf dem Konzept der Spenderzylinder aufbauende Brennkraftsystem 500 nutzt vielmehr den erläuterten ersten Zweig 3.1 der ersten Gasausführung 3 sowie die Bypass-Leitung 12.3 der Gasruckführung 12, um ein Sammeln des zweiten Teilgasstroms 8 aus den ungefeuerten Zylindern A1 bis A3 zu ermöglichen. Weiter nutzt das vorliegende weiterbildende Konzept der vierten Variante der Erfindung das vorhandene Abgasrückführ-Ventil 3.4 als Trennmittel, um den zweiten Teilgasstrom 8 vom ersten Teilgasstrom 7 im Teilbetrieb zu trennen. Weiter wird das weitere Abgasventil 3.3 genutzt, um die aus dem ersten Zweig 3.1, der Bypass-Klappe 12.2 und der Bypass-Leitung 12.3 sowie der weiteren Strecke der Gasrückführung 12 gebildete Sammelführung zu öffnen. Der zweite Teilgasstrom 8 wird zur Zuführstrecke 6.5 in der Strecke 11.8, d. h. zur Frischluftstrecke 11 geführt. Auch beim Brennkraftsystem 500 wird der zweite Teilgasstrom 8 (hier: aus den ungefeuerten Zylindern A1 bis A3) im Teilbetrieb nicht mit dem ersten Teilgasstrom 7 (hier: aus den Zylindern A4 bis A6 und den gefeuerten Zylindern B1 bis B6) gemischt und/oder dem Abgasnachbehandlungs-System 14 zugeführt – vielmehr ist beim weiterbildenden Konzept der vierten Variante der Erfindung ein unmittelbares Rückführen des zweiten Teilgasstroms 8 zur Brennkraftmaschine 20 vorgesehen.
  • 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Brennkraftsystems 600, welches sich am Konzept der weiterbildenden vierten Variante der Erfindung anlehnt. Bei sonst gleichem Aufbau der Brennkraftmaschine 20 und des Gasführungssystems 10 wie beim Brennkraftsystem 500 sieht das Brennkraftsystem 600 allerdings vor, dass im Teilbetrieb die gesamte erste Zylinderbank 21, mit Zylindern A1 bis A6 ungefeuert ist, d. h. ohne Einspritzung betrieben wird, während die zweite Zylinderbank 22 mit Zylindern B1 bis B6 weiterhin gefeuert ist, d. h. mit Einspritzung betrieben wird. Die Zylinder B1 und B6 bilden somit die erste Zylindergruppe mit Einspritzung und die Zylinder A1 bis A6 die zweite Zylindergruppe ohne Einspritzung im Teilbetrieb.
  • Auch bei dem Brennkraftsystem 600 der 6 – wie beim Brennkraftsystem 500 – ist vorgesehen, dass die Gasrückführung 12 unter Nutzung der Bypass-Leitung 12.3 die Funktion einer Sammelführung für einen zweiten Teilgasstroms 8 von verdichteter Abluft aus ungefeuerten Zylindern im Teilbetrieb übernimmt. Beim Brennkraftsystem 600 handelt es sich jedoch um alle Zylinder A1 bis A6 der ersten Zylinderbank 21. Zusätzlich – da vorliegend alle Zylinder A1 bis A6 der ersten Zylinderbank 21 im Teilbetrieb ungefeuert sind – ist eine Sammelführung 5 zwischen den Anschlussstellen A und B der ersten Gasausführung 3 vorgesehen. Dies ermöglicht eine effektive Führung des zweiten Teilgasstroms 8 zur Zuführstrecke 6.6 im Bereich 11.8 der Frischluftstrecke 11 der Gaszuführung 1. Für den Teilbetrieb übernimmt das Abgasrückführ-Ventil 3.4 die Funktion eines Trennmittels, um den zweiten Teilgasstrom 8 aus den ungefeuerten Zylindern A1 bis A6 der ersten Zylinderbank 21 im Teilbetrieb vom ersten Teilgasstrom 7 der gefeuerten Zylindern B1 bis B6 der zweiten Zylinderbank 22 im Teilbetrieb zu trennen. Eine Rückführstrecke des zweiten Teilgasstroms 8 wird aus Teilstrecken des ersten Zweigs 3.1 der ersten Gasausführung 3 sowie der zusätzlichen Sammelführung 5 zwischen den Anschlussstellen A und B gebildet. Die Rückführstrecke umfasst weiter – bei geöffnetem zweiten Trennmittel in Form des Abgasrückführventils 3.3 – die weitere Gasrückführung 12, insbesondere die Bypass-Klappe 12.2 und die Bypass-Leitung 12.3 bis zur Zuführstrecke 6.6.
  • Auch das Brennkraftsystem 600 nutzt wie das Brennkraftsystem 500, eine Gasrückführung 12, um eine vom ersten Teilgasstrom 7 aus gefeuerten Zylindern separate Rückführung des zweiten Teilgasstroms 8 aus ungefeuerten Zylindern zur Brennkraftmaschine 20 zu realisieren. In vorteilhafter Weise kann – im Unterschied zum Brennkraftsystem 500 – beim Brennkraftsystem 600 eine gesamte erste Zylinderbank 21, d. h. die mit Zylindern A1 bis A6 gebildete zweite Zylindergruppe im Teilbetrieb ungefeuert bleiben, sodass sämtliche Vorteile eines Teilbetriebs genutzt werden können. Beim Brennkraftsystem 600 wird im Teilbetrieb lediglich der erste Teilgasstrom aus der zweiten Gasausführung 4 einem Abgasnachbehandlungs-System 14 zugeführt. Dadurch werden für das Abgasnachbehandlungs-System 14 ausreichend hohe Temperaturen für den effektiven Betrieb und die Regeneration desselben zur Verfügung gestellt. Die zusätzliche Sammelführung 5 zwischen den Anschlussstellen A und B beim Brennkraftsystem 600 und das zusätzliche Gasventil 3.5 zur Realisierung des Trennmittels (zusammen mit dem Abgasrückführventil 3.4) kann vergleichsweise einfach nachgerüstet werden.
  • Im Vollbetrieb des Brennkraftsystems 600 ist ein Betrieb der Hochdruckturbine 13.5 bei geschlossenem Ventil 4.4 möglich. Es kann auch bei geöffnetem Ventil 4.4 der Teilgasstrom aus den Zylindern B1 bis B6 jedenfalls teilweise an der Hochdruckturbine vorbei direkt der Niederdruckturbine 13.2 zugeleitet werden.
  • Das als erstes Trennmittel wirkende Ventil 3.4 sowie das als zweites Trennmittel wirkende Ventil 3.3 wird zur Umschaltung von Vollbetrieb auf Teilbetrieb der Brennkraftmaschine 20 wiederum von einer Motorsteuerung mit Steuergrößen, S1, S2 angesteuert. Auch das Gasventil 4.4 kann über eine Motorsteuerung je nach Lastbereich der Brennkraftmaschine 20 mit Steuergrößen S angesteuert werden, um einen ersten Teilgasstrom der Hochdruckturbine 13.5 zuzuleiten oder diese bei Bedarf zu umgehen.
  • Ein veranschaulichendes Flussdiagramm zur Erläuterung eines Umschaltvorganges zwischen Vollbetrieb und Teilbetrieb der Brennkraftmaschine 20 in den Brennkraftsystemen 100, 200, 300, 400, 500, 600 ist in 7 gezeigt. Nach dem Start einer Brennkraftmaschine 20 wird zunächst im Verfahrensschritt VS1 festgestellt, ob eine Anforderung zur Temperaturerhöhung vom Abgasnachbehandlungs-System besteht. Solange keine Anforderung vorliegt, wird die Routine zur Ausführung des Verfahrens beendet. Das vorliegende Verfahren wird somit nur bei Bedarf einer Abgasnachbehandlungs-Steuerung weitergeführt. Sofern ein stationärer Betriebspunkt erreicht ist, ergibt sich in Verfahrensschritten VS2, VS3, VS4, VS5 die Möglichkeit zu prüfen, ob – bei Schwachlast – die Brennkraftmaschine 20, vorliegend ein Großdieselmotor, in einen Teilbetrieb oder in einen Vollbetrieb gebracht wird. Dazu wird im Verfahrensschritt VS2 festgestellt, ob sich die Brennkraftmaschine 20 in einem Schwachlastzustand oder einem Leerlaufzustand befindet. Ein Kriterium fur einen Schwachlastzustand kann beispielsweise sein, dass das Drehmoment M (Einspritzmenge) des Motors unterhalb eines gewissen Grenzwerts liegt oder ein Mitteldruck pME unterhalb eines bestimmten Grenzwerts liegt. Wird darauf erkannt, dass kein Schwachlastzustand vorliegt, kann die Brennkraftmaschine 20 weiter im Vollbetrieb verbleiben, was im Verfahrensschritt VS3 dargestellt ist. Vorliegend wird dazu eine Steuergröße S1 und S2 auf 0 gesetzt. Die Steuergröße S1 und S2 ist vorliegend in 1 bis 6 als Eingang zu einer Steuerverbindung des ersten bzw. zweiten Trennmittels dargestellt, nämlich der Ventile 4.3, 3.4 bzw. der Ventile 5.1, 3.3. Der Wert einer Steuergröße S1 und S2 bei 0 für einen Vollbetrieb ist in Bezug auf 1 bis 6 mit einer Anweisung zum Öffnen des mit S1 angesteuerten Ventils (4.3, 3.4) und zum Schließen des mit S2 angesteuerten Ventils (5.1) verbunden. In diesem Zustand bleibt im Vollbetrieb eine Sammelführung 5 bzw. eine die Sammelführung bewirkende Rückführstrecke (bei 5, 6) des Gasführungssystems 10 verschlossen. Sowohl die erste Gasausführung 3 als auch die zweite Gasausführung 4 wird geöffnet, um aus allen gefeuerten Zylindern A1 bis A6 (außer den Spenderzylindern A1 bis A3) und B1 bis B6 Abgas in die Gasabführung zum Abgasnachbehandlungssystem 14 zu geben.
  • Sollte dagegen im Verfahrensschritt VS2 auf Schwachlast erkannt werden, kann im Verfahrensschritt VS4 eine Zylinderabschaltung erfolgen und anschließend bzw. zeitgleich eine Umschaltung des ersten und zweiten Trennmittels im Verfahrensschritt VS5 vorgenommen werden. Die dort aufgeführten Zustände der Steuergrößen S1 = 1 und S2 = 1 bedeuten, dass das mit S1 angesteuerte Ventil (4.3, 3.4) schließt, während das mit S2 angesteuerte Ventil (5.1, 3.3) öffnet. Dies hat zur Folge, dass eine Sammelführung 5 bzw. eine die Funktion der Sammelführung bewirkende Rückführstrecke (bei 5, 6) des Gasführungssystems 10 öffnet. Dadurch wird ein erster Teilgasstrom 7 aus den gefeuerten Zylindern von einem zweiten Teilgasstrom 8 aus den ungefeuerten Zylindern getrennt und der zweite Teilgasstrom 8 einer Sammelführung/Rückführstrecke zugeführt um diesen ggfs. an einer Zuführstrecke dem Gasführungssystem 10 wieder zuzuführen. Dabei wird dem Konzept der Erfindung folgend sichergestellt, dass nur der erste Teilgasstrom 7 einem Abgasnachbehandlungs-System direkt zugeführt wird, sodass am Abgasnachbehandlungs-System 14 grundsätzlich eine ausreichend hohe Temperatur zum wirksamen Betreiben desselben zur Verfügung steht. Der zweite Teilgasstrom 8 kann entweder – wie in den Brennkraftsystemen 100, 200, 300, 500 und 600 – der Brennkraftmaschine mittelbar oder unmittelbar wieder zugeführt werden, oder aber unter Umgehung des Abgasnachbehandlungs-Systems 14 – wie in dem Brennkraftsystem 400 – der Gasabführung 2 abströmseitig nach dem Abgasnachbehandlungssystem 14 zugefuhrt werden.
  • Auf diese Weise für Schwachlast im Teilbetrieb betriebene Brennkraftsysteme 100–600 haben den Vorteil, dass, bei gleicher effektiver Leistung des Motors, in die weiterhin gefeuerten Zylinder entsprechend mehr Kraftstoff eingespritzt werden kann und somit die gleiche Abgabeleistung wie im vollmotorischen Betrieb dargestellt wird. Die Dauer des Teilbetriebs kann im Rahmen eines Steuerverfahrens, beispielsweise durch einen Timer im Verfahrensschritt VS6, nach routinemäßig wiederkehrenden Zeitpunkten überprüft werden. Vorliegend wird im Verfahrensschritt VS6 überprüft, ob ein Zeitzähler einen gewissen Zeitgrenzwert GW überschritten hat. Solange dies nicht der Fall ist, wird weiter geprüft, ob der Schwachlastzustand anhält. Sollte ein gewisser Zeitgrenzwert GW überschritten werden, ist vorliegend beim Steuerverfahren der 7 vorgesehen, im Verfahrensschritt VS7 wieder in den Vollbetrieb, bzw. Vollmotorbetrieb, zurückzukehren. Dazu werden die Steuergrößen S1 und S2 wieder auf 0 gesetzt. Dadurch wird das mit S1 angesteuerte Ventil (4.3, 3.4), d. h. das erste Trennmittel, geöffnet und das mit S2 angesteuerte Ventil (5.1, 3.3), d. h. das zweite Trennmittel, in der Sammelführung/Rückführstrecke, geschlossen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    zuströmseitige Gaszuführung
    2
    abströmseitige Gasabführung
    3
    erste Gasausführung
    3.1
    erster Zweig der ersten Gasausführung 3
    3.2
    zweiter Zweig der ersten Gasausführung 3
    3.3, 3.4
    Abgasrückführ-Ventil, Ventil
    4
    zweite Gasausführung
    4.1
    erster Zweig der zweiten Gasausführung 4
    4.2
    zweiter Zweig der zweiten Gasausführung 4
    4.3, 4.4
    Abgasventil, Ventil
    5
    Sammelführung
    5.1
    Ventil, Gasventil
    5.2
    Rückschlagventil
    6.0–6.6
    Zuführstrecke
    7
    erster Teilgasstrom
    8
    zweiter Teilgasstrom
    10
    Gasführungssystem
    11
    Frischluftstrecke
    11.1
    Rohluftstrecke
    11.2
    Niederdruckverdichter, Verdichter
    11.3
    Zwischenkühler
    11.4
    Ladeluftstrecke
    11.5
    Hochdruckverdichter, Verdichter
    11.6
    weitere Ladeluftstrecke
    11.7
    Ladeluftkühler
    11.8
    erste und zweite weitere Strecken der Frischluftstrecke, Ladeluftstrecke
    12
    Gasrückführung
    12.1
    Abgasrückführkühler
    12.2
    Bypass-Klappe
    12.3
    Bypass-Leitung
    13
    Leitung der Gasabführung 2
    13.0
    Leitungsabschnitt
    13.1
    Strecke vor Abgasnachbehandlungs-System
    13.2
    Niederdruckturbine, Turbine
    13.3
    Anschluss
    13.4
    Strecke zwischen Niederdruckturbinen 13.2 und Anschluss 13.3
    13.5
    Hochdruckturbine, Turbine
    14
    Abgasnachbehandlungs-System
    20
    Brennkraftmaschine
    21
    erste Zylinderbank
    22
    zweite Zylinderbank
    100–600
    Brennkraftsystem
    A1–A6
    Zylinder der ersten Zylinderbank 21, davon A1–A3 Spenderzylinder
    B1–B6
    Zylinder der zweiten Zylinderbank 22
    A, B, C
    Anschlussstelle
    S, S1, S2
    Steuergröße
    VS1–VS7
    Verfahrensschritt
    V
    gasführende Verbindung

Claims (22)

  1. Gasführungssystem (10) für eine Peripherie einer Brennkraftmaschine (20) zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine (20) aufweisend: – eine zuströmseitige Gaszuführung (1) zur Zuführung von Gas zur Brennkraftmaschine (20); – eine abströmseitige Gasabführung (2) mit einem Abgasnachbehandlungs-System (14) zur Abführung von Gas aus der Brennkraftmaschine (20); und – eine erste Gasausführung (3) zur Ausführung eines ersten Teilgasstroms (7) aus wenigstens einem Zylinder (A1–A6) einer ersten Zylindergruppe und eine zweite Gasausführung (4, 3.1) zur Ausführung eines zweiten Teilgasstroms (8) aus wenigstens einem Zylinder (B1–B6, A1–A3) einer zweiten Zylindergruppe, wobei – für den Fall eines Teilbetriebs der Brennkraftmaschine (20) der wenigstens eine Zylinder (A1–A6) der ersten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist und der wenigstens eine Zylinder (B1–B6, A1–A3) der zweiten Zylindergruppe zum Betrieb ohne Einspritzung ausgelegt ist, wobei – die erste Gasausführung (3) und die zweite Gasausführung (4) über eine gasführende Verbindung (V), die ein erstes Trennmittel aufweist, miteinander verbunden sind, wobei das erste Trennmittel ausgelegt ist, im Falle des Teilbetriebs die gasführende Verbindung (V) zu verschließen, dadurch gekennzeichnet dass die zweite Gasausführung (4) eine Sammelführung (5) aufweist, die mit einer Zuführstrecke (6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6) des Gasführungssystems (10) gasführend verbunden ist, derart dass für den Fall des Teilbetriebs wenigstens ein Teil des zweiten Teilgasstroms (8) der Zuführstrecke anstatt dem Abgasnachbehandlungssystem (14) zugeführt wird.
  2. Gasführungssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelführung (5) ein zweites Trennmittel aufweist, wobei das zweite Trennmittel ausgelegt ist, im Falle des Teilbetriebes die Sammelführung (5) zu öffnen.
  3. Gasführungssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trennmittel ausgelegt ist, im Falle eines Vollbetriebs der Brennkraftmaschine (20) die gasführende Verbindung (V) zwischen der ersten Gasausführung (3) und der zweiten Gasausführung (4) zu öffnen.
  4. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trennmittel ein Abgasventil (4.3, 4.4) oder Abgasrückführ-Ventil (3.3, 3.4) und/oder das zweite Trennmittel ein Gasventil (5.1) ist.
  5. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Trennmittel, ausgelegt ist, im Falle eines Vollbetriebs der Brennkraftmaschine (20) die Sammelführung (5) zu schließen.
  6. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trennmittel und/oder das zweite Trennmittel in Form eines Ventils gebildet ist und zusätzlich die Sammelführung (5) ein Rückschlagventil (5.2) aufweist.
  7. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gasausführung (3) und/oder die zweite Gasausführung (4) stromabwärts mit der Gasabführung (2), an einem gemeinsamen Anschluss (13.3), gasführend verbunden ist, wobei der gemeinsame Anschluss (13.3) an die Gasabführung (2) anschließt, wobei eine Hochdruckturbine (13.5) in einer Strecke (13.4) zwischen einer Niederdruckturbine (13.2) und dem gemeinsamen Anschluss (13.3) angeordnet ist.
  8. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführung (1) eine Frischluftstrecke (11) zur Zuführung von Frischluft zur Brennkraftmaschine (20) aufweist, wobei die Frischluftstrecke (11) eine Rohluftstrecke (11.1) stromaufwärts vor einem Verdichter (11.2) und eine Ladeluftstrecke (11.4) stromabwärts nach dem Verdichter (11.2) aufweist und eine weitere Ladeluftstrecke (11.6) stromabwärts nach einem weiteren Verdichter (11.5) aufweist.
  9. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführung (1) eine Gasrückführung (12) zur Rückführung von abströmseitigem Gas in die Brennkraftmaschine (20) aufweist, insbesondere eine mit der ersten und/oder zweiten Gasausführung (3, 4) gasführend verbundene Gasrückführung (12).
  10. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasabführung (2) eine Strecke (13.0) stromabwärts nach dem Abgasnachbehandlungs-System (14) aufweist.
  11. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführstrecke (6.0, 6.1, 6.2, 6.3) in der Gaszuführung (1) angeordnet ist.
  12. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frischluftstrecke (11) der Gaszuführung (1) wenigstens einen ersten und zweiten, Verdichter (11.2, 11.5) aufweist.
  13. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführstrecke (6.0) in einer Rohluftstrecke (11.1) stromaufwärts vor einem ersten Verdichter (11.2) der Gaszuführung (1) angeordnet ist.
  14. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführstrecke in einer Ladeluftstrecke (11.4) zwischen einem ersten und zweiten Verdichter (11.2, 11.5) der Gaszuführung (1) angeordnet ist.
  15. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführstrecke (6.1, 6.2, 6.3) in einer Ladeluftstrecke (11.4, 11.6, 11.8) stromabwärts nach einem ersten und/oder zweiten Verdichter (11.2, 11.5) angeordnet ist, insbesondere stromabwärts nach einem Ladeluftkühler (11.7).
  16. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführstrecke (6.4) in der Gasabführung (2) in einer Strecke (13.0) stromabwärts nach dem Abgasnachbehandlungs-System (14) angeordnet ist.
  17. Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasrückführung (12) der Gaszuführung (1), insbesondere ein Abgasrückführkühler-Bypass (12.3), wenigstens teilweise die Sammelführung ausbildet.
  18. Gasführungssystem (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführstrecke (6.5, 6.6) in einer weiteren Strecke (11.9) stromabwärts nach einem Abgasrückführkühler (12.1) und stromabwärts nach einem Ladeluftkühler (11.7) angeordnet ist.
  19. Gasführungssystem (10) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trennmittel in Form eines Abgasrückführ-Ventils (3.4) in der zweiten Gasausführung (3.1, 3.2) und/oder das zweite Trennmittel in Form eines Abgasrückführ-Ventils (3.3) in der Gasrückführung (12) der Gaszuführung (1) gebildet ist.
  20. Brennkraftsystem (100, 200, 300, 400, 500, 600), aufweisend eine Brennkraftmaschine (20) mit einem in der Peripherie der Brennkraftmaschine angeordneten Gasführungssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine (20), wobei – die Brennkraftmaschine (20) für einen Teilbetrieb ausgelegt ist, und im Falle des Teilbetriebs der wenigstens eine Zylinder (A1–A6) der ersten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist und der wenigstens eine Zylinder (B1–B6, A1–A3) der zweiten Zylindergruppe zum Betrieb ohne Einspritzung ausgelegt ist, und wobei – die Brennkraftmaschine (20) für einen Vollbetrieb ausgelegt ist, und im Falle des Vollbetriebs der wenigstens eine Zylinder (A1–A6) der ersten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist und der wenigstens eine Zylinder (B1–B6, A1–A3) der zweiten Zylindergruppe zum Betrieb mit Einspritzung ausgelegt ist.
  21. Verfahren zum Betrieb eines Brennkraftsystems (100, 200, 300, 400, 500, 600), mit einem Gasführungssystem (10) für eine Peripherie der Brennkraftmaschine (20) zur Führung von Gas der Brennkraftmaschine (20) aufweisend die Schritte: – zuströmseitiges Gaszuführen (1) von Gas zur Brennkraftmaschine (20); – abströmseitiges Gasabführen (2) von Gas aus der Brennkraftmaschine (20) mit einer Abgasnachbehandlung; – Ausführen eines ersten Teilgasstroms (7) aus wenigstens einem Zylinder (A1–A6) einer ersten Zylindergruppe und Ausführen eines zweiten Teilgasstroms (8) aus wenigstens einem Zylinder (B1–B6, A1–A3) einer zweiten Zylindergruppe; wobei – für den Fall eines Teilbetriebs der Brennkraftmaschine (20) der wenigstens eine Zylinder (A1–A6) der ersten Zylindergruppe mit Einspritzung und der wenigstens eine Zylinder (B1–B6, A1–A3) der zweiten Zylindergruppe ohne Einspritzung betrieben wird, für den Fall des Teilbetriebs der erste Teilgasstrom (7) und der zweite Teilgasstrom (8) getrennt geführt werden, und zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall des Teilbetriebs wenigstens ein Teil des zweiten Teilgasstroms (8) zunächst einer Zuführstrecke (6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6) des Gasführungssystem (10) anstatt der Abgasnachbehandlung (14) zugeführt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines Vollbetriebs der Brennkraftmaschine (20) der wenigstens eine Zylinder (A1–A6) der ersten Zylindergruppe mit Einspritzung und der wenigstens eine Zylinder (B1–B6, A1–A3) der zweiten Zylindergruppe mit Einspritzung betrieben wird und ein erster Teilgasstrom und ein zweiter Teilgasstrom zusammen geführt werden.
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