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DE10231107A1 - Charger for a secondary air blast for a combustion engine has secondary air compressor drivable by an electric motor as well as an exhaust gas turbine - Google Patents

Charger for a secondary air blast for a combustion engine has secondary air compressor drivable by an electric motor as well as an exhaust gas turbine Download PDF

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DE10231107A1
DE10231107A1 DE2002131107 DE10231107A DE10231107A1 DE 10231107 A1 DE10231107 A1 DE 10231107A1 DE 2002131107 DE2002131107 DE 2002131107 DE 10231107 A DE10231107 A DE 10231107A DE 10231107 A1 DE10231107 A1 DE 10231107A1
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DE
Germany
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compressor
exhaust gas
combustion engine
secondary air
air
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2002131107
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German (de)
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Eberhard Dipl.-Ing. Holder
Christoph Dipl.-Ing. Koehlen
Peter Dipl.-Ing. Lautenschütz
Christoph Dipl.-Ing. Lux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
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Publication of DE10231107A1 publication Critical patent/DE10231107A1/en
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit Vorrichtungen zum Einblasen von Sekundärluft 5.1. Das Einblasen erfolgt bei der Verbrennungskraftmaschine 1 mit Abgasturbolader 2 mit dem über die Abgasturbine 2.3 angetriebenen Verdichter 2.2. Der Verdichter 2.2 im Lufteinlasskanal 10 steht zum Einblasen von Sekundärluft 5.1 mit seiner Druckseite über einen Sekundärkanal 5 mit dem Abgaskanal 7 in Verbindung. Der Verdichter 2.2 bzw. der Abgasturbolader 2 ist hierzu sekundär mittels eines Elektromotors 3 angetrieben. Der primäre Antrieb erfolgt durch den Abgasstrom über die Abgasturbine 2.3. Mittels des Elektromotors 3 ist jede beliebige Drehzahl unabhängig von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 1 einstellbar.The invention relates to an internal combustion engine 1 with devices for injecting secondary air 5.1. Injection takes place in the internal combustion engine 1 with exhaust gas turbocharger 2 with the compressor 2.2 driven via the exhaust gas turbine 2.3. The compressor 2.2 in the air inlet channel 10 is for blowing secondary air 5.1 with its pressure side via a secondary channel 5 with the exhaust passage 7 in connection. For this purpose, the compressor 2.2 or the exhaust-gas turbocharger 2 is secondarily driven by means of an electric motor 3. The primary drive takes place through the exhaust gas flow via the exhaust gas turbine 2.3. By means of the electric motor 3, any desired speed is independent of the speed of the internal combustion engine 1 adjustable.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungskraftmaschinen mit Vorrichtungen zum Einblasen von Sekundärluft. Das Einblasen erfolgt bei Verbrennungskraftmaschinen mit Abgasturbolader mit dem über die Abgasturbine angetriebenen Verdichter. Der Verdichter im Lufteinlasskanal steht zum Einblasen von Sekundärluft mit seiner Druckseite über einen Sekundärkanal mit dem Abgaskanal in Verbindung.The invention relates to internal combustion engines with devices for injecting secondary air. The injection takes place in internal combustion engines with turbocharger with the over the Exhaust gas turbine driven compressor. The compressor in the air inlet duct stands for the injection of secondary air with its print side over one secondary channel in communication with the exhaust duct.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Einblasen von Sekundärluft aus der US 4,534,173 bekannt. Danach wird bei einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader die Abgasseite mittels einer Leitung für Sekundärluft mit der Zuluftseite verbunden. Auf der Zuluftseite ist die Leitung für Sekundärluft zwischen dem Verdichter des Abgasturboladers und einer Drossel an den Lufteinlass angeschlossen. In die Leitung für Sekundärluft ist ein Kontrollventil eingebracht, das mittels einer Art Membran oder Zunge bei abgasseitigem Überdruck schließt. Um das Einblasen von Sekundärluft zu gewährleisten, muss das Druckverhältnis von Zuluftseite zu Abgasseite in der Leitung für Sekundärluft positiv sein. Hierzu wird die Sekundärluft derart stromabwärts nach den Auslassventilen in den Abgasstrom eingebracht, dass durch das mit hoher Geschwindigkeit ausströmende Abgas ein Strahlpumpeneffekt und somit ein günstiger relativer Unterdruck auf der Abgasseite der Leitung für Sekundärluft erzeugt wird.It is already a device for blowing secondary air from the US 4,534,173 known. Thereafter, in an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger, the exhaust gas side is connected by means of a line for secondary air with the supply air side. On the supply air side, the secondary air line between the compressor of the turbocharger and a throttle is connected to the air inlet. In the line for secondary air, a control valve is introduced, which closes by means of a kind of membrane or tongue at exhaust gas pressure. In order to ensure the injection of secondary air, the pressure ratio of supply side to exhaust side in the line for secondary air must be positive. For this purpose, the secondary air is introduced into the exhaust gas flow downstream of the exhaust valves in such a way that a jet pump effect and thus a favorable relative negative pressure on the exhaust side of the line for secondary air is generated by the exhaust gas flowing out at high velocity.

Beim Start einer Verbrennungskraftmaschine mit Abgasturbolader ist es abgesehen von den zu überwindenden Druckunterschieden zwischen Zuluft- und Abgasseite schwierig, die Sekundärluft vom Luftmassenstrom abzuzweigen, da in den beim Start einer Verbrennungskraftmaschine gefahrenen Kennpunkten das Gebläse oder der Verdichter nur einen unzureichenden Luftmassenstrom fördern kann. Neben den niedrigen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine beim Start tritt hinsichtlich der erforderlichen Menge an Sekundärluft in der dem Start folgenden Warmlaufphase der nachteilige Effekt hinzu, dass der Katalysator noch keine optimale Betriebstemperatur erreicht hat. Während der Warmlaufphase ist deshalb eine größere Menge an Sekundärluft notwendig, um eine optimale Abgasnorm zu erfüllen.At the start of an internal combustion engine with turbocharger, it is apart from the pressure differences to be overcome between supply air and exhaust side difficult, the secondary air from the air mass flow branch off, as in the start of an internal combustion engine driven characteristics the blower or the compressor can only deliver an insufficient mass air flow. In addition to the low speeds of the internal combustion engine Start occurs in terms of the required amount of secondary air in the warm-up phase following the start, the disadvantageous effect that the catalyst has not yet reached an optimal operating temperature Has. While the warm-up phase therefore requires a larger amount of secondary air, to meet an optimal emission standard.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Vorrichtung zum Einblasen von Sekundärluft derart auszubilden und anzuordnen, dass beim Start und Warmlauf der Verbrennungskraftmaschine der zur Verfügung stehende Luftmassenstrom maximiert wird, damit ausreichend Sekundärluft zum Einblasen in den Abgasstrom zur Verfügung steht.The invention is based on the object Internal combustion engine with a device for blowing in secondary air such form and arrange that at the start and warm-up the combustion engine of the available air mass flow is maximized, so that sufficient secondary air for blowing into the exhaust stream to disposal stands.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Verdichter eines Abgasturboladers im Lufteinlasskanal der Verbrennungskraftmaschine zum Einblasen von Sekundärluft über einen Sekundärkanal vorgesehen ist. Der Sekundärkanal verbindet den Lufteinlasskanal mit dem Abgaskanal. Der Verdichter bzw. der Abgasturbolader ist hierzu sekundär mittels eines Elektromotors angetrieben. Der primäre Antrieb erfolgt durch den Abgasstrom über die Abgasturbine. Mittels des Elektromotors ist jede beliebige Drehzahl unabhängig von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine einstellbar.The problem is solved according to the invention by that the compressor of an exhaust gas turbocharger in the air intake passage of Internal combustion engine for injecting secondary air over a secondary channel is provided. The secondary channel connects the air inlet duct to the exhaust duct. The compressor or the exhaust gas turbocharger is for this purpose secondarily by means of an electric motor driven. The primary Drive takes place through the exhaust gas flow through the exhaust gas turbine. through The electric motor is independent of any speed the speed of the internal combustion engine adjustable.

Eine weitere Möglichkeit für Verbrennungskraftmaschinen ohne Abgasturbolader besteht in der Anordnung eines Gebläses im Lufteinlasskanal, das ebenso wie der Abgasturbolader mittels eines Elektromotors angetrieben wird.Another option for internal combustion engines without turbocharger consists in the arrangement of a fan in the air inlet duct, as well as the exhaust gas turbocharger driven by an electric motor becomes.

Hierdurch wird erreicht, dass der Sekundärluftmassenstrom über einen Sekundärkanal an den Einblasstellen eingebracht und beliebig, unabhängig von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine eingestellt werden kann. Aufgrund der räumlichen Nähe des Abgasturboladers oder Gebläses zur Einblasstelle der Sekundärluft am Abgaskrümmer werden Drosselverluste vermieden.This ensures that the Secondary air mass flow over one secondary channel introduced at the injection points and arbitrary, regardless of the speed of the internal combustion engine can be adjusted. Due to the proximity of the exhaust gas turbocharger or blower to the injection point of the secondary air on the exhaust manifold throttling losses are avoided.

Bei Verbrennungskraftmaschinen mit Abgasturboladern erzeugt beim erfindungsgemäßen Sekundärantrieb des Abgasturboladers die Abgasturbine ein zum Einblasen günstiges Druckverhältnis im Abgaskanal zwischen Abgasturbine und Einblasstelle. Die Abgasturbine arbeitet in diesem Fall im Saugbetrieb.In internal combustion engines with Exhaust gas turbochargers generated in the secondary drive according to the invention of the exhaust gas turbocharger the exhaust gas turbine for blowing a favorable pressure ratio in the exhaust duct between the exhaust gas turbine and the injection point. The exhaust gas turbine works in this case in suction mode.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass stromab im Lufteinlasskanal der Verbrennungskraftmaschine der Verdichter vor der Drosselklappe angeordnet ist und der Sekundärkanal zwischen dem Verdichter und der Drosselklappe vom Lufteinlasskanal abzweigt. Der Verdichter des Abgasturboladers oder des Gebläses fördert somit den gesamten Luftmassenstrom je nach momentanem Bedarf an Verbrennungsluft und Sekundärluft. Der über den Lufteinlasskanal den Zylindern zugeführte Luftmassenstrom wird über die Drosselklappe geregelt.An additional possibility is according to a development, that downstream of the air intake duct of the internal combustion engine of the Compressor is arranged in front of the throttle and the secondary channel between the compressor and the throttle valve branches off the air inlet duct. The compressor of the exhaust gas turbocharger or the blower thus promotes the total air mass flow depending on the momentary demand for combustion air and secondary air. The over the air inlet duct to the cylinders supplied air mass flow is over the Throttle regulated.

Der Sekundärkanal verläuft entlang der Zylinder und verzweigt stromab an den Auslass eines jeden Zylinders. Der Sekundärluftmassenstrom wird über ein regelbares Ventil innerhalb des Sekundärkanals geregelt.The secondary channel runs along the cylinder and Branches downstream to the outlet of each cylinder. The secondary air mass flow will over a controllable valve regulated within the secondary channel.

Ferner ist es vorteilhaft, dass in den Sekundärkanal neben dem regelbaren Ventil stromab folgend vor dem ersten Zylinder mindestens ein Rückschlagventil eingebracht ist. Das Rück schlagventil schließt bei abgasseitigem Überdruck und verhindert eine unkontrollierte Abgasrückführung.Furthermore, it is advantageous that in the secondary channel next to the controllable valve downstream following the first cylinder at least one check valve is introduced. The return check valve closes at exhaust gas pressure and prevents uncontrolled exhaust gas recirculation.

Vorgesehen ist hierzu auch, dass für jeden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine stromab nach den Auslassventilen in den Abgaskanal eine Einblasstelle für Sekundärluft eingebracht ist. Der Sekundärkanal mündet in Strömungsrichtung des Abgases nach dem jeweiligen Auslassventil in den durch die Abgaskrümmer gebildeten Abgaskanal. Alternativ ist eine gemeinsame Einblasstelle im Abgaskanal stromab nach dem letzten Zylinder vorgesehen.It is also provided for this purpose that a Einblasstelle for secondary air is introduced downstream of the exhaust valves in the exhaust duct for each cylinder of the internal combustion engine. Of the Secondary channel opens in the flow direction of the exhaust gas after the respective exhaust valve in the exhaust passage formed by the exhaust manifold. Alternatively, a common injection point in the exhaust duct is provided downstream of the last cylinder.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass der Sekundärkanal und die Einblasstellen durch das Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine gebildet sind. Die Montage der Verbrennungskraftmaschine ist dadurch wesentlich vereinfacht. Eine ähnliche Vereinfachung ergibt sich, wenn ein Teil der Gehäusewand der Verbrennungskraftmaschine als Sekundärkanal gebildet ist.According to a preferred embodiment of inventive solution in the end provided that the secondary channel and the injection points through the housing of the internal combustion engine are formed. The assembly of the internal combustion engine is characterized considerably simplified. A similar Simplification arises when a part of the housing wall of the internal combustion engine as a secondary channel is formed.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Verbindung zwischen Lufteinlasskanal und Sekundärkanal als regelbares Dreiwegeventil ausgebildet ist. Das Dreiwegeventil ersetzt das regelbare Ventil im Sekundärkanal und die Drosselklappe im Lufteinlasskanal.Of particular importance for the present Invention that the connection between the air inlet duct and the secondary duct as adjustable three-way valve is formed. The three-way valve replaces the controllable valve in the secondary channel and the throttle in the air intake duct.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass der Verdichter bzw. das Verdichterrad des Abgasturboladers oder des Gebläses unterschiedlich ausgebildet ist. Der Verdichter kann als reiner Radialverdichter oder als reiner Axialverdichter ausgebildet sein. Ebenso können kombinierte Radial- und Axialverdichter zum Einsatz kommen. Je nach Ausbildung des Verdichters weist dieser Drossel- und/oder Leitvorrichtungen im Ein- und Auslassbereich des Verdichtergehäuses auf. Durch Verstellen der Drossel- und Leitvorrichtungen wird die Regelung der Sekundärlufteinblasung beeinflusst.In connection with the training according to the invention and arrangement, it is advantageous that the compressor or the compressor wheel the exhaust gas turbocharger or the blower designed differently is. The compressor can be used as a pure centrifugal compressor or as a cleaner Axial compressor be formed. Similarly, combined radial and Axial compressors are used. Depending on the design of the compressor has this throttle and / or guide devices in the inlet and outlet of the compressor housing on. By adjusting the throttle and Leitvorrichtungen is the Control of secondary air injection affected.

Vorteilhaft ist es ferner, dass das Drehmoment des Elektromotors über eine regelbare Kupplung auf die ATL-Welle des Abgasturboladers übertragen wird. Je nach Bedarf ist der Elektromotor zu- oder abschaltbar.It is also advantageous that the Torque of the electric motor over a controllable clutch transmitted to the ATL shaft of the turbocharger becomes. Depending on requirements, the electric motor can be switched on or off.

Beim Einsatz eines Gebläses ist es entsprechend vorteilhaft, dass das Drehmoment des Elektromotors über eine regelbare Kupplung auf eine Antriebswelle des Gebläses übertragen wird. Auch hier ist je nach Bedarf der Elektromotor zu- oder abschaltbar.When using a blower is it is correspondingly advantageous that the torque of the electric motor via a transferable clutch to a drive shaft of the blower becomes. Here as well, the electric motor can be switched on or off as required.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:Further advantages and details The invention are in the claims and in the description explained and shown in the figures. It shows:

1 eine Vorrichtung zum Einblasen von Sekundärluft durch einen Abgasturbolader; 1 a device for blowing secondary air through an exhaust gas turbocharger;

2 eine Vorrichtung zum Einblasen von Sekundärluft durch ein Gebläse. 2 a device for blowing secondary air through a blower.

In 1 ist schematisch eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem Verdichter 2.2 eines Abgasturboladers 2 zum Einblasen von Sekundärluft 5.1 dargestellt.In 1 is schematically an internal combustion engine 1 with a compressor 2.2 an exhaust gas turbocharger 2 for blowing in secondary air 5.1 shown.

In einem Lufteinlasskanal 10 wird Frischluft 10.1 geführt. Nach einem Luftfilter 10.3 wird die Frischluft 10.1 im Verdichter 2.2 verdichtet und sowohl in einen Sekundärkanal 5 als auch in den Lufteinlasskanal 10 geleitet.In an air intake duct 10 gets fresh air 10.1 guided. After an air filter 10.3 gets the fresh air 10.1 in the compressor 2.2 compressed and both into a secondary channel 5 as well as in the air intake duct 10 directed.

Der Sekundärkanal 5 zweigt zwischen dem Verdichter 2.2 und einer Drosselklappe 10.2 vom Lufteinlasskanal 10 ab. In den Sekundärkanal 5 ist ein regelbares Ventil 4 und stromab folgend ein Rückschlagventil 6 vorgesehen. Der Sekundärkanal 5 erstreckt sich von der Verzweigung nach dem Verdichter 2.2 bis zu jeder Einblasstelle 8 an jedem Zylinder 11 der Verbrennungskraftmaschine 1.The secondary channel 5 branches between the compressor 2.2 and a throttle 10.2 from the air inlet duct 10 from. In the secondary channel 5 is a controllable valve 4 and downstream of a check valve 6 intended. The secondary channel 5 extends from the branch to the compressor 2.2 up to every single injection point 8th on every cylinder 11 the internal combustion engine 1 ,

Die Einblasstelle 8 ist in Strömungsrichtung von Abgas 7.1 direkt hinter dem nicht dargestellten Auslassventil vorgesehen. Nach dem Einblasen wird das Abgas 7.1 und die für die Nachoxidation verbrauchte Sekundärluft 5.1 über einen Abgaskanal 7 zu einer Abgasturbine 2.3 geführt und entspannt. Danach wird das gesamte Abgas 7.1 über den Abgaskanal 7 und einen Katalysator 7.2 in die Atmosphäre geleitet.The injection point 8th is in the flow direction of exhaust gas 7.1 provided directly behind the exhaust valve, not shown. After blowing in the exhaust gas 7.1 and the secondary air consumed for post-oxidation 5.1 via an exhaust duct 7 to an exhaust gas turbine 2.3 guided and relaxed. After that, the entire exhaust gas 7.1 over the exhaust duct 7 and a catalyst 7.2 directed to the atmosphere.

Die für die Verbrennung benötigte Frischluft 10.1 wird durch die Drosselklappe 10.2 geregelt und über den Lufteinlasskanal 10 zum jeweiligen Zylinder 11 geführt.The fresh air needed for combustion 10.1 gets through the throttle 10.2 regulated and via the air intake duct 10 to the respective cylinder 11 guided.

Der Verdichter 2.2 ist über eine ATL-Welle 2.1 mit der Abgasturbine 2.3 des Abgasturboladers 2 verbunden. Die ATL-Welle 2.1 wird primär von der Abgasturbine 2.3 durch das ausströmende Abgas 7.1 angetrieben. Der Sekundärantrieb erfolgt durch einen Elektromotor 3, der über eine nicht dargestellte Kupplung mit der ATL-Welle 2.1 verbunden ist. Der Elektromotor 3 ist unabhängig von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 1 regelbar. Dadurch kann in jedem beliebigen Kennpunkt der Verbrennungskraftmaschine 1 der optimale Luftmassenstrom für Sekundärluft 5.1 und Frischluft 10.1 eingestellt werden.The compressor 2.2 is about an ATL wave 2.1 with the exhaust gas turbine 2.3 the exhaust gas turbocharger 2 connected. The ATL wave 2.1 is primarily from the exhaust gas turbine 2.3 through the outflowing exhaust gas 7.1 driven. The secondary drive is done by an electric motor 3 , which has an unillustrated coupling with the ATL shaft 2.1 connected is. The electric motor 3 is independent of the speed of the internal combustion engine 1 adjustable. As a result, in any characteristic of the internal combustion engine 1 the optimal air mass flow for secondary air 5.1 and fresh air 10.1 be set.

In 2 ist der Abgasturbolader 2 nach 1 durch ein reines Gebläse 20 ersetzt. Das Abgas 7.1 strömt unentspannt durch den Abgaskanal 7 über den Katalysator 7.2 in die Atmosphäre.In 2 is the exhaust gas turbocharger 2 after 1 through a pure blower 20 replaced. The exhaust 7.1 flows undressed through the exhaust duct 7 over the catalyst 7.2 into the atmosphere.

Ein Verdichter 20.2 des Gebläses 20 wird nur vom Elektromotor 3 angetrieben. Die Regelung der Frischluft 10.1 und das Einblasen der Sekundärluft 5.1 erfolgt entsprechend wie vorstehend in 1 beschrieben.A compressor 20.2 of the blower 20 is only from the electric motor 3 driven. The regulation of fresh air 10.1 and the injection of secondary air 5.1 takes place as in above 1 described.

Sowohl der Bedarf an Frischluft als auch der Bedarf an Sekundärluft 5.1 wird bei niedrigen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine 1 durch den Elektromotor 3 als Zusatzantrieb geregelt.Both the need for fresh air and the need for secondary air 5.1 becomes at low speeds of the internal combustion engine 1 through the electric motor 3 regulated as an additional drive.

Die in 1 und 2 identischen Bauteile tragen identische Bezugsziffern.In the 1 and 2 identical components bear identical reference numerals.

Claims (10)

Verbrennungskraftmaschine (1) mit einem Abgasturbolader (2) mit einem über eine Abgasturbine (2.3) primär angetriebenen Verdichter (2.2), wobei die Druckseite des Verdichters (2.2) zum Einblasen von Sekundärluft (5.1) über einen Sekundärkanal (5) mit einem Abgaskanal (7) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (2.2) zum Einblasen von Sekundärluft (5.1) zusätzlich mittels eines Elektromotors (3) antreibbar ist.Internal combustion engine ( 1 ) with an exhaust gas turbocharger ( 2 ) with a via an exhaust gas turbine ( 2.3 ) primarily driven compressor ( 2.2 ), in which the pressure side of the compressor ( 2.2 ) for blowing in secondary air ( 5.1 ) via a secondary channel ( 5 ) with an exhaust duct ( 7 ), characterized in that the compressor ( 2.2 ) for blowing in secondary air ( 5.1 ) additionally by means of an electric motor ( 3 ) is drivable. Verbrennungskraftmaschine (1) mit einem Sekundärkanal (5) zum Einblasen von Sekundärluft (5.1), wobei ein Lufteinlasskanal (10) durch den Sekundärkanal (5) mit einem Abgaskanal (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einblasen von Sekundärluft (5.1) ein Gebläse (20) in den Lufteinlasskanal (10) eingebracht ist, das mittels des Elektromotors (3) antreibbar ist.Internal combustion engine ( 1 ) with a secondary channel ( 5 ) for blowing in secondary air ( 5.1 ), wherein an air intake duct ( 10 ) through the secondary channel ( 5 ) with an exhaust duct ( 7 ), characterized in that for the injection of secondary air ( 5.1 ) a blower ( 20 ) in the air intake duct ( 10 ) is introduced, which by means of the electric motor ( 3 ) is drivable. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass stromab im Lufteinlasskanal (10) der Verdichter (2.2, 20.2) vor einer Drosselklappe (10.2) angeordnet ist und der Sekundärkanal (5) zwischen dem Verdichter (2.2, 20.2) und der Drosselklappe (10.2) vom Lufteinlasskanal (10) abzweigt.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that downstream in the air inlet duct ( 10 ) of the compressor ( 2.2 . 20.2 ) in front of a throttle valve ( 10.2 ) and the secondary channel ( 5 ) between the compressor ( 2.2 . 20.2 ) and the throttle valve ( 10.2 ) from the air inlet duct ( 10 ) branches off. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sekundärkanal (5) mindestens ein regelbares Ventil (4) und stromab folgend mindestens ein Rückschlagventil (6) eingebracht ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the secondary channel ( 5 ) at least one controllable valve ( 4 ) and downstream of at least one check valve ( 6 ) is introduced. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgaskanal (7) mindestens eine oder für jeden Zylinder (11) der Verbrennungskraftmaschine (1) stromab nach den Auslassventilen eine Einblasstelle (8) für Sekundärluft (5.1) vorgesehen ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the exhaust duct ( 7 ) at least one or for each cylinder ( 11 ) of the internal combustion engine ( 1 ) downstream of the exhaust valves, an injection point ( 8th ) for secondary air ( 5.1 ) is provided. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkanal (5) und/oder die Einblasstellen (8) durch ein Gehäuse (9) der Verbrennungskraftmaschine (1) gebildet oder Teil der Gehäusewand sind.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the secondary channel ( 5 ) and / or the injection points ( 8th ) by a housing ( 9 ) of the internal combustion engine ( 1 ) are formed or part of the housing wall. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Lufteinlasskanal (10) und Sekundärkanal (5) als regelbares Dreiwegeventil ausgebildet ist, wobei das Dreiwegeventil zumindest teilweise Eigenschaften der Drosselklappe (10.2) erfüllt.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the connection between the air inlet duct ( 10 ) and secondary channel ( 5 ) is designed as a controllable three-way valve, wherein the three-way valve at least partially properties of the throttle valve ( 10.2 ) Fulfills. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (2.2, 20.2) ein Verdichterrad aufweist und als Radialverdichter, als Axialverdichter oder als kombinierter Radial- und Axialverdichter ausgebildet ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the compressor ( 2.2 . 20.2 ) has a compressor and is designed as a radial compressor, as axial compressor or as a combined radial and axial compressor. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Elektromotors (3) über eine regelbare Kupplung auf eine ATL-Welle (2.1) des Abgasturboladers (2) übertragbar ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the torque of the electric motor ( 3 ) via an adjustable clutch on an ATL shaft ( 2.1 ) of the exhaust gas turbocharger ( 2 ) is transferable. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des Elektromotors (3) über eine regelbare Kupplung auf eine Antriebswelle (20.1) des Gebläses (20) übertragbar ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the torque of the electric motor ( 3 ) via a controllable clutch on a drive shaft ( 20.1 ) of the blower ( 20 ) is transferable.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014092578A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Hekman Arie Jan Method for operating a turbocharged internal combustion engine with turbolag compensation
DE102016115322A1 (en) 2016-08-18 2018-02-22 Volkswagen Ag Apparatus and method for regeneration of a particulate filter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877119A (en) * 1981-11-02 1983-05-10 Honda Motor Co Ltd Secondary air supply device of internal-combustion engine equipped with turbocharger
DE4139291A1 (en) * 1991-11-29 1993-06-03 Audi Ag Driving IC engine with exhaust driven turbocharger - intermittently adding extra fuel and/or air upstream of turbine with electrically-heated catalytic firing
DE4338696A1 (en) * 1993-11-12 1995-05-18 Audi Ag System for decontaminating exhaust gas of IC engine
DE19533333C2 (en) * 1995-09-11 1998-02-12 Daimler Benz Ag Method for controlling a supercharged internal combustion engine
DE10023022A1 (en) * 2000-05-11 2001-11-22 Borgwarner Inc Supercharged internal combustion engine
DE10024390C2 (en) * 2000-05-17 2002-05-16 Compact Dynamics Gmbh Turbo compressor for a piston internal combustion engine
DE10062377A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-27 Siemens Ag Device and method for heating an exhaust gas catalytic converter for a supercharged internal combustion engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877119A (en) * 1981-11-02 1983-05-10 Honda Motor Co Ltd Secondary air supply device of internal-combustion engine equipped with turbocharger
DE4139291A1 (en) * 1991-11-29 1993-06-03 Audi Ag Driving IC engine with exhaust driven turbocharger - intermittently adding extra fuel and/or air upstream of turbine with electrically-heated catalytic firing
DE4338696A1 (en) * 1993-11-12 1995-05-18 Audi Ag System for decontaminating exhaust gas of IC engine
DE19533333C2 (en) * 1995-09-11 1998-02-12 Daimler Benz Ag Method for controlling a supercharged internal combustion engine
DE10023022A1 (en) * 2000-05-11 2001-11-22 Borgwarner Inc Supercharged internal combustion engine
DE10024390C2 (en) * 2000-05-17 2002-05-16 Compact Dynamics Gmbh Turbo compressor for a piston internal combustion engine
DE10062377A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-27 Siemens Ag Device and method for heating an exhaust gas catalytic converter for a supercharged internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014092578A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Hekman Arie Jan Method for operating a turbocharged internal combustion engine with turbolag compensation
DE102016115322A1 (en) 2016-08-18 2018-02-22 Volkswagen Ag Apparatus and method for regeneration of a particulate filter

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