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DE102009050068A1 - Internal combustion engine has cooling circuit and Clausius-Rankine cycle for waste heat recovery, where Clausius-Rankine cycle is connected with cooling circuit in heat transmitting manner by heat exchanger device - Google Patents

Internal combustion engine has cooling circuit and Clausius-Rankine cycle for waste heat recovery, where Clausius-Rankine cycle is connected with cooling circuit in heat transmitting manner by heat exchanger device Download PDF

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DE102009050068A1
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clausius
rankine cycle
cooling circuit
pressure
rankine
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German (de)
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Eugen Krebs
Thomas Dr. Streule
Manuel Dipl.-Ing. Jung
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor (1) mit einem Kühlkreis (2) und einem Clausius-Rankine-Kreis (3) zur Abwärmerückgewinnung, wobei
- der Clausius-Rankine-Kreis (3) über eine Wärmetauschereinrichtung (4) Wärme übertragend mit dem Kühlkreis (2) verbunden ist, und
- in dem Clausius-Rankine-Kreis (3) ein Kondensator (5), eine Pumpe (6) und eine Expansionseinheit (7) angeordnet sind.
Erfindungswesentlich ist dabei, dass
- ein Ausgleichsbehälter (8) zum Ausgleich von Volumen-/Druckschwankungen eines innerhalb des Clausius-Rankine-Kreis (3) zirkulierenden Arbeitsmediums vorgesehen ist,
- eine Druckregeleinrichtung (9) vorgesehen ist, die den im Ausgleichsbehälter (8) herrschenden Druck des Arbeitsmediums aktiv reguliert.
Hierdurch kann insbesondere flexibel auf eine Prozesssteuerung/-regelung Einfluss genommen werden.The invention relates to an internal combustion engine (1) with a cooling circuit (2) and a Clausius-Rankine cycle (3) for waste heat recovery, wherein
- The Clausius-Rankine cycle (3) via a heat exchanger device (4) heat transferring to the cooling circuit (2) is connected, and
- In the Rankine cycle Rankius (3) a capacitor (5), a pump (6) and an expansion unit (7) are arranged.
Essential to the invention is that
a compensating container (8) is provided to compensate for volume / pressure fluctuations of a working medium circulating within the Rankine cycle (3),
- A pressure regulating device (9) is provided, which actively regulates the pressure in the expansion tank (8) of the working medium.
In particular, this makes it possible to exert a flexible influence on process control.

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Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreis und einem Clausius-Rankine-Kreis zur Abwärmerückgewinnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Beeinflussung eines Kühlkreises und eines Clausius-Rankine-Kreises zur Abwärmerückgewinnung bei einem Verbrennungsmotor.The present invention relates to an internal combustion engine having a refrigeration cycle and a Clausius-Rankine cycle for waste heat recovery according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method of influencing a refrigeration cycle and a Clausius-Rankine cycle for waste heat recovery in an internal combustion engine.

Aus der DE 10 2007 009 003 A1 ist ein gattungsgemäßer Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreis und einem Clausius-Rankine-Kreis zur Abwärmerückgewinnung bekannt. Dabei ist eine Steuereinheit vorgesehen, die sowohl den Kühlkreis als auch den Clausius-Rankine-Kreis steuert. Die Steuereinheit führt dabei eine Dauerbetriebssteuerung des Clausius-Rankine-Kreises durch, in welcher dieser unabhängig von einem Betriebszustand eines Kompressors fortlaufend betrieben wird, sofern eine Last des Kühlkreises niedriger als eine vorbestimmte Last ist. Im Gegensatz dazu führt die Steuereinheit eine intermittierende Steuerung des Clausius-Rankine-Kreises durch, in welcher dieser entsprechend dem Betriebszustand des Kompressors so intermittierend betrieben wird, dass die durch Expansionseinheit zurückgewonnene mechanische Energie größer als eine Antriebsenergie des Kompressors ist. Hierdurch soll insbesondere eine Energiebilanz unabhängig von der Kühllast des Kühlkreises in einem Kombinationsbetrieb positiv geregelt werden, sofern der Kühlkreis und der Clausius-Rankine-Kreis gleichzeitig betrieben werden.From the DE 10 2007 009 003 A1 is a generic internal combustion engine with a cooling circuit and a Clausius-Rankine cycle for waste heat recovery known. In this case, a control unit is provided which controls both the cooling circuit and the Clausius-Rankine cycle. The control unit carries out a continuous operation control of the Rankine cycle in which it is operated continuously, regardless of an operating condition of a compressor, as long as a load of the cooling circuit is lower than a predetermined load. In contrast, the control unit performs an intermittent control of the Rankine cycle in which it is operated intermittently according to the operating state of the compressor so that the mechanical energy recovered by the expansion unit is larger than a driving power of the compressor. As a result, in particular, an energy balance is to be controlled positively regardless of the cooling load of the cooling circuit in a combination operation, provided that the cooling circuit and the Rankine cycle are operated simultaneously.

Aus der DE 10 2008 025 371 A1 ist ein weiterer gattungsgemäßer Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreis und einem Clausius-Rankine-Kreis zur Abwärmerückgewinnung bekannt. Ein Kältemittelkreislaufkondensator sowie ein Rankine-Kreislaufkondensator sind dabei an vorgegebenen Positionen innerhalb eines Kraftfahrzeuges in Bezug auf eine Strömungsrichtung von externer Luft zum Kühlen hintereinander angeordnet, wobei der Kältemittelkreislaufkondensator in Bezug auf den Rankine-Kreislaufkondensator auf einer stromaufwärtigen Seite der externen Luft angeordnet ist. Hierdurch soll insbesondere die Leistungsfähigkeit gesteigert werden.From the DE 10 2008 025 371 A1 Another generic internal combustion engine with a cooling circuit and a Clausius-Rankine cycle for waste heat recovery is known. A refrigerant cycle condenser and a Rankine cycle condenser are arranged one behind the other at predetermined positions within a motor vehicle with respect to a flow direction of external air for cooling, the refrigerant cycle condenser being disposed on an upstream side of the external air with respect to the Rankine cycle condenser. This should in particular be increased performance.

Aus der DE 10 2008 046 853 A1 , aus der DE 10 2005 025 981 A1 und aus der EO 0 812 378 B1 sind weitere Kühlkreise bzw. Clausius-Rankine-Kreise zur Abwärmerückgewinnung bekannt.From the DE 10 2008 046 853 A1 , from the DE 10 2005 025 981 A1 and from the EO 0 812 378 B1 further cooling circuits or Clausius-Rankine cycles for waste heat recovery are known.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Verbrennungsmotor der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, mittels welcher eine verbesserte Steuerung eines Clausius-Rankine-Prozesses ermöglicht wird. Die Erfindung beschäftigt sich außerdem mit dem Problem, ein Verfahren zu einer verbesserten Steuerung des Clausius-Rankine-Prozesses anzugeben.The present invention addresses the problem of providing, for an internal combustion engine of the generic type, an improved or at least one alternative embodiment by means of which improved control of a Rankine cycle process is made possible. The invention also addresses the problem of providing a method for improved control of the Rankine cycle.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die unabhängigen Ansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand des abhängigen Anspruchs.This problem is solved according to the invention by the independent claims 1 and 3. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claim.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreis und einem Clausius-Rankine-Kreis zur Abwärmerückgewinnung im Clausius-Rankine-Kreis einen Ausgleichsbehälter zum Ausgleich von Volumen- und/oder Druckschwankungen eines innerhalb des Clausius-Rankine-Kreises zirkulierenden Arbeitsmediums vorzusehen, ebenso wie eine Druckregeleinrichtung, die den im Ausgleichsbehälter herrschenden Druck des Arbeitsmediums aktiv regelt bzw. steuert. Hierdurch ist es möglich, einen Kondensationsdruck und somit auch eine Kondensationstemperatur des im Clausius-Rankine-Kreis zirkulierenden Arbeitsmediums zu steuern bzw. zu regeln. Der Clausius-Rankine-Kreis ist dabei über eine Wärmetauschereinrichtung wärmeübertragend mit dem Kühlkreis verbunden, wobei in dem Clausius-Rankine-Kreis ein Kondensator, eine Pumpe und eine Expansionseinheit, beispielsweise eine Turbine, angeordnet sind. Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Ausgleichsbehälter und die ebenfalls erfindungsgemäß vorgesehene Druckregeleinrichtung ist es möglich, den Druck des Arbeitsmediums stromauf der Pumpe und stromab der Expansionseinheit zu beeinflussen und dadurch Einfluss auf einen Wirkungsgrad und Druckverhältnisse zu nehmen. Durch die aktive Steuerung bzw. Regelung des Drucks des Arbeitsmediums im Ausgleichsbehälter und damit im Clausius-Rankine-Kreis, ist es insbesondere möglich, eine erhöhte Flexibilität in der Prozesssteuerung/-regelung zu erreichen, wodurch insbesondere auch ein verbesserter Betrieb des Verbrennungsmotors möglich ist.The invention is based on the general idea, in an internal combustion engine with a cooling circuit and a Clausius-Rankine cycle for waste heat recovery in Clausius-Rankine cycle a surge tank to compensate for volume and / or pressure fluctuations of a circulating within the Clausius-Rankine cycle working medium to provide, as well as a pressure control device which actively controls or controls the pressure prevailing in the expansion tank of the working medium. This makes it possible to control or regulate a condensation pressure and thus also a condensation temperature of the working medium circulating in the Rankine cycle. The Clausius-Rankine cycle is heat transfer connected via a heat exchanger means with the cooling circuit, wherein in the Clausius-Rankine cycle, a capacitor, a pump and an expansion unit, such as a turbine, are arranged. By the inventively provided surge tank and also provided according to the invention pressure control device, it is possible to influence the pressure of the working fluid upstream of the pump and downstream of the expansion unit and thereby influence an efficiency and pressure conditions. The active control or regulation of the pressure of the working medium in the expansion tank and thus in the Rankine cycle, it is particularly possible to achieve increased flexibility in the process control / regulation, which in particular also an improved operation of the internal combustion engine is possible.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist der Ausgleichsbehälter einen Primärraum und einen Sekundärraum auf, die durch einen Membran geteilt sind, wobei der Primärraum kommunizierend mit dem Clausius-Rankine-Kreis und der Sekundärraum kommunizierend mit der Druckregeleinrichtung verbunden ist. Die Druckregeleinrichtung kann dabei in der Art eines steuerbaren bzw. regelbaren Ventils ausgebildet und mit einer Motorsteuerung verbunden sein. Ein zur Druckerhöhung des Arbeitsmediums im Primärraum erforderlicher erhöhter Druck im Sekundärraum kann beispielsweise aus einem Pressluftbehälter abgezweigt werden, wobei der Pressluftbehälter idealerweise durch eine Bremsrekuperation mit entsprechendem Druck gefüllt wird. Als Arbeitsmedium im Clausius-Rankine-Kreis ist vorzugsweise Wasser vorgesehen. Durch die gezielte Regelung des Drucks im Sekundärraum des Ausgleichsbehälters kann auf einfache aber dennoch effektive Weise der Druck im Primärraum des Ausgleichsbehälter und damit der Druck des Arbeitsmediums im Clausius-Rankine-Kreis eingestellt werden.In an advantageous development of the solution according to the invention, the expansion tank has a primary space and a secondary space, which are divided by a membrane, wherein the primary space is communicatively connected to the Rankine cycle and the secondary space communicating with the pressure control device. The pressure control device can be designed in the manner of a controllable or controllable valve and connected to a motor control. A required to increase the pressure of the working fluid in the primary chamber increased pressure in the secondary chamber can be diverted, for example, from a compressed air tank, the compressed air tank is ideally filled by a Bremsrekuperation with appropriate pressure. The working medium in the Rankine cycle is preferably water intended. The targeted control of the pressure in the secondary chamber of the expansion tank can be adjusted in a simple but effective manner, the pressure in the primary chamber of the expansion tank and thus the pressure of the working medium in the Rankine cycle.

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

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

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.

Die einzige 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreis und einem Clausius-Rankine-Kreis sowie mit einem erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälter und einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung.The only 1 shows an internal combustion engine according to the invention with a cooling circuit and a Rankine cycle Clausius and with a reservoir according to the invention and a control device according to the invention.

Entsprechend der 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 in einen Kühlkreis 2 sowie einen Clausius-Rankine-Kreis 3 zur Abwärmerückgewinnung eingebunden. Der Clausius-Rankine-Kreis 3 ist dabei über eine Wärmetauschereinrichtung 4 wärmeübertragend mit dem Kühlkreis 2 des Verbrennungsmotors 1 verbunden. Die Wärmetauschereinrichtung 4 ist dabei sowohl im Kühlkreis 2 als auch im Clausius-Rankine-Kreis 3 angeordnet. In letzterem sind darüber hinaus ein Kondensator 5, eine Pumpe sowie eine Expansionseinheit 7, beispielsweise eine Turbine, angeordnet. Prinzipiell erfolgt dabei die Energiegewinnung innerhalb des Clausius-Rankine-Kreises 3 wie folgt: Zunächst wird ein Arbeitsmedium, z. B. Wasser, in der Pumpe 6 auf ein höheres Druckniveau komprimiert und anschließend in der Wärmetauschereinheit 4, welche auf der Seite des Clausius-Rankine-Kreises 3 als Verdampfer ausgebildet ist, mittels der über den Kühlkreis 2 vom Verbrennungsmotor 1 gelieferten Wärme verdampft. Das sich nunmehr auf einem hohen Temperatur- und Druckniveau befindliche Arbeitsmedium wird anschließend in der Expansionseinheit 7 unter Abgabe von mechanischer Leistung entspannt. Anschließend wird das Arbeitsmedium im Kondensator 5 kondensiert, um daraufhin als Flüssigkeit wieder der Pumpe 6 zugeführt werden zu können.According to the 1 is an internal combustion engine 1 in a cooling circuit 2 and a Clausius-Rankine circle 3 involved in waste heat recovery. The Clausius-Rankine circle 3 is via a heat exchanger device 4 heat transferring with the cooling circuit 2 of the internal combustion engine 1 connected. The heat exchanger device 4 is both in the cooling circuit 2 as well as in the Clausius-Rankine circle 3 arranged. In the latter are beyond a capacitor 5 , a pump and an expansion unit 7 , For example, a turbine arranged. In principle, the energy is generated within the Clausius-Rankine cycle 3 as follows: First, a working medium, z. As water, in the pump 6 compressed to a higher pressure level and then in the heat exchanger unit 4 , which on the side of the Rank Rankius circle 3 is designed as an evaporator, by means of the cooling circuit 2 from the combustion engine 1 supplied heat evaporates. The now at a high temperature and pressure level working medium is then in the expansion unit 7 relaxed with the release of mechanical power. Subsequently, the working medium in the condenser 5 condensed to then return to the pump as liquid 6 to be fed.

Erfindungsgemäß ist nun im Clausius-Rankine-Kreis 3 ein Ausgleichsbehälter 8 zum Ausgleich von Volumen-/oder Druckschwankungen des innerhalb des Clausius-Rankine-Kreises 3 zirkulierenden Arbeitsmediums, also beispielsweise Wassers, vorgesehen. Der Ausgleichsbehälter 8 ist dabei stromab des Kondensators 5 und stromauf der Pumpe 6 angeordnet. Ebenfalls erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Druckregeleinrichtung 9, die den im Ausgleichsbehälter 8 herrschenden Druck des Arbeitsmediums aktiv steuert bzw. regelt. Die Druckregeleinrichtung 9 kann dabei beispielsweise mit einer Motorsteuerung verbunden sein oder aber einen Bestandteil einer derartigen Motorsteuerung darstellen.According to the invention is now in the Clausius-Rankine circle 3 a surge tank 8th to compensate for volume or pressure fluctuations within the Clausius-Rankine cycle 3 circulating working medium, so for example water, provided. The expansion tank 8th is thereby downstream of the capacitor 5 and upstream of the pump 6 arranged. Also provided according to the invention is a pressure control device 9 that in the expansion tank 8th prevailing pressure of the working medium actively controls or regulates. The pressure regulator 9 In this case, for example, it can be connected to a motor control or it can be a component of such a motor control.

Betrachtet man insbesondere die Detaildarstellung des Ausgleichsbehälters 8 in der 1, so kann man erkennen, dass der Ausgleichsbehälter 8 einen Primärraum und einen Sekundärraum 11 aufweist. Diese beiden Räume 10 und 11 sind dabei durch eine Membran 12 getrennt, wobei der Primärraum 10 kommunizierend mit dem Clausius-Rankine-Kreis 3 und der Sekundärraum 11 kommunizierend mit der Druckregeleinrichtung 9 verbunden ist. Innerhalb des Sekundärraums 11 kann dabei beispielsweise Pressluft für den erforderlichen Gegendruck zum Arbeitsmedium im Primärraum 10 des Ausgleichsbehälters 8 angeordnet sein.If one considers in particular the detailed representation of the expansion tank 8th in the 1 , so you can tell that the expansion tank 8th a primary room and a secondary room 11 having. These two rooms 10 and 11 are doing through a membrane 12 separated, with the primary space 10 communicating with the Clausius-Rankine circle 3 and the secondary space 11 communicating with the pressure regulator 9 connected is. Inside the secondary room 11 can, for example, compressed air for the required back pressure to the working fluid in the primary chamber 10 of the expansion tank 8th be arranged.

Generell kann die Druckregeleinrichtung 9 den Druck im Sekundärraum 11 und damit auch den Druck im Primärraum 10 des Ausgleichsbehälters 8 über eine Ventileinrichtung 13 steuern, über welche der Sekundärraum 11 beispielsweise mit einem Pressluftbehälter 14 verbunden ist. Ein derartiger Pressluftbehälter 14 ist insbesondere bei Nutzfahrzeugen oftmals ohnehin vorhanden, wobei der Druck innerhalb des Pressluftbehälters 14 beispielsweise über einen Kompressor 15 erzeugt wird, der seinerseits mit dem Verbrennungsmotor 1 antriebsverbunden ist. Ein Betrieb des Kompressors 15 und damit eine Erhöhung des Druckniveaus im Pressluftbehälter 14 erfolgt dabei vorzugsweise lediglich während eines Bremsbetriebs des Kraftfahrzeugs, so dass die Bremsenergie zum Betrieb des Kompressors 15 genutzt werden kann und dadurch ein Prozesswirkungsgrad nicht belastet wird.In general, the pressure regulator 9 the pressure in the secondary chamber 11 and thus also the pressure in the primary room 10 of the expansion tank 8th via a valve device 13 control over which the secondary space 11 for example, with a compressed air tank 14 connected is. Such a compressed air tank 14 is in any case in commercial vehicles often anyway, with the pressure within the compressed air tank 14 for example via a compressor 15 is generated, in turn, with the internal combustion engine 1 is drive connected. An operation of the compressor 15 and thus an increase in the pressure level in the compressed air tank 14 takes place preferably only during a braking operation of the motor vehicle, so that the braking energy for the operation of the compressor 15 can be used and thus a process efficiency is not charged.

Durch die mittels der Druckregeleinrichtung 9 gezielte Regelung des Drucks im Sekundärraum 11 des Ausgleichsbehälters 8, kann auch gezielt der Druck im Primärraum 10 des Ausgleichsbehälters 8 und damit der Druck des Arbeitsmediums innerhalb des Clausius-Rankine-Kreises beeinflusst werden. Insbesondere kann hierdurch Einfluss auf einen Wirkungsgrad des Clausius-Rankine-Kreises 3 und damit Einfluss auf einen Wirkungsgrad der Expansionseinheit 7 genommen werden. Mit dem erfindungsgemäß steuerbaren Druck innerhalb des Clausius-Rankine-Kreises 3 ist es auch möglich, mehr Flexibilität in der Prozesssteuerung/-regelung zu ermöglichen und dadurch flexibler auf Lastwechsel zu reagieren.By means of the pressure regulator 9 targeted regulation of the pressure in the secondary chamber 11 of the expansion tank 8th , can also target the pressure in the primary room 10 of the expansion tank 8th and thus the pressure of the working medium within the Clausius-Rankine circle are influenced. In particular, this can influence the efficiency of the Rankine cycle 3 and thus influence on an efficiency of the expansion unit 7 be taken. With the controllable pressure according to the invention within the Clausius-Rankine cycle 3 It is also possible to allow more flexibility in process control and thus to respond more flexibly to load changes.

Generell kann somit der Kühlkreis und der Clausius-Rankine-Kreis 3 zur Abwärmerückgewinnung bei einem Verbrennungsmotor 1 aktiv beeinflusst werden, in dem Einfluss auf Druck- und Temperaturverhältnisse des Arbeitsmediums im Clausius-Rankine-Kreis 3 ausgeübt wird. So funktioniert auch ein erfindungsgemäßes Verfahren Beeinflussung des Kühlkreises 2 und des Clausius-Rankine-Kreises 3 zur Abwärmerückgewinnung im Verbrennungsmotor 1, bei dem ein Wärmetausch zwischen den beiden Kreisen 2 und 3 über die Wärmetauschereinrichtung 4 erfolgt und bei dem Volumen-/Druckschwankungen innerhalb des Clausius-Rankine-Kreises 3 zirkulierenden Arbeitsmediums in dem Ausgleichsbehälter 8 ausgeglichen werden, wobei mittels der erfindungsgemäßen Druckregeleinrichtung 9 aktiv auf die Druck- und Temperaturverhältnisse des im Ausgleichsbehälter 8 gespeicherten Arbeitsmediums genommen wird. Hierdurch kann aktiver flexibel und in positiver Wirkung auf den Wirkungsgrad Einfluss genommen werden. Beispielsweise zur Druckerhöhung im Ausgleichsbehälter 8 erforderliche Energie kann mittels Bremsrekuperation erzeugt werden. In general, therefore, the cooling circuit and the Rankine cycle Clausius 3 for waste heat recovery in an internal combustion engine 1 be actively influenced in the influence on pressure and temperature conditions of the working medium in the Clausius-Rankine cycle 3 is exercised. Thus, a method according to the invention influencing the cooling circuit also works 2 and the Rankine Circle 3 for waste heat recovery in the internal combustion engine 1 in which a heat exchange between the two circles 2 and 3 over the heat exchanger device 4 takes place and in the volume / pressure fluctuations within the Clausius-Rankine cycle 3 circulating working fluid in the expansion tank 8th be compensated, wherein by means of the pressure control device according to the invention 9 active on the pressure and temperature conditions of the expansion tank 8th stored working medium is taken. This makes it possible to influence the efficiency more actively and flexibly in a positive way. For example, to increase the pressure in the expansion tank 8th required energy can be generated by Bremsrekuperation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (3)

Verbrennungsmotor (1) mit einem Kühlkreis (2) und einem Clausius-Rankine-Kreis (3) zur Abwärmerückgewinnung, wobei – der Clausius-Rankine-Kreis (3) über eine Wärmetauschereinrichtung (4) Wärme übertragend mit dem Kühlkreis (2) verbunden ist, und – in dem Clausius-Rankine-Kreis (3) ein Kondensator (5), eine Pumpe (6) und eine Expansionseinheit (7) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Ausgleichsbehälter (8) zum Ausgleich von Volumen-/Druckschwankungen eines innerhalb des Clausius-Rankine-Kreis (3) zirkulierenden Arbeitsmediums vorgesehen ist, – eine Druckregeleinrichtung (9) vorgesehen ist, die den im Ausgleichsbehälter (8) herrschenden Druck des Arbeitsmediums aktiv reguliert.Internal combustion engine ( 1 ) with a cooling circuit ( 2 ) and a Clausius-Rankine circle ( 3 ) for waste heat recovery, whereby - the Clausius-Rankine-Kreis ( 3 ) via a heat exchanger device ( 4 ) Heat transferring with the cooling circuit ( 2 ), and in the Clausius-Rankine circle ( 3 ) a capacitor ( 5 ), a pump ( 6 ) and an expansion unit ( 7 ) are arranged, characterized in that - a surge tank ( 8th ) to compensate for volume / pressure fluctuations within a Rankine cycle ( 3 ) is provided circulating working medium, - a pressure control device ( 9 ) provided in the expansion tank ( 8th ) regulated pressure of the working medium actively. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (8) einen Primärraum (10) und einen Sekundärraum (11) aufweist, die durch eine Membran (12) geteilt sind, wobei der Primärraum (10) kommunizierend mit dem Clausius-Rankine-Kreis (3) und der Sekundärraum (11) kommunizierend mit der Druckregeleinrichtung (9) verbunden ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the expansion tank ( 8th ) a primary space ( 10 ) and a secondary space ( 11 ) through a membrane ( 12 ), where the primary space ( 10 ) communicating with the Clausius-Rankine-Kreis ( 3 ) and the secondary space ( 11 ) communicating with the pressure regulator ( 9 ) connected is. Verfahren zur Beeinflussung eines Kühlkreises (2) und eines Clausius-Rankine-Kreises (3) zur Abwärmerückgewinnung bei einem Verbrennungsmotor (1), bei dem – ein Wärmetausch zwischen dem Clausius-Rankine-Kreis (3) und dem Kühlkreis (2) über eine Wärmetauschereinrichtung (4) erfolgt, – in einem Ausgleichsbehälter (8) Volumen-/Druckschwankungen eines innerhalb des Clausius-Rankine-Kreises (3) zirkulierenden Arbeitsmediums ausgeglichen werden, – eine Druckregeleinrichtung (9) den im Ausgleichsbehälter (8) herrschenden Druck des Arbeitsmediums aktiv reguliert.Method for influencing a cooling circuit ( 2 ) and a Clausius-Rankine circle ( 3 ) for waste heat recovery in an internal combustion engine ( 1 ), in which - a heat exchange between the Rankine cycle ( 3 ) and the cooling circuit ( 2 ) via a heat exchanger device ( 4 ), - in a surge tank ( 8th ) Volume / pressure fluctuations within a Rankine cycle ( 3 ) circulating working medium, - a pressure regulating device ( 9 ) in the expansion tank ( 8th ) regulated pressure of the working medium actively.
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