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WO2006066739A1 - Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine mit ladeluftaufladung und verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine mit ladeluftaufladung und verbrennungskraftmaschine Download PDF

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WO2006066739A1
WO2006066739A1 PCT/EP2005/013179 EP2005013179W WO2006066739A1 WO 2006066739 A1 WO2006066739 A1 WO 2006066739A1 EP 2005013179 W EP2005013179 W EP 2005013179W WO 2006066739 A1 WO2006066739 A1 WO 2006066739A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
compressor
additional
charge air
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2005/013179
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich-Dieter Standt
Wilfried Rhode
Uwe Scher
Axel Groenendijk
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of WO2006066739A1 publication Critical patent/WO2006066739A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method of operating an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a Verbrennungskräftmaschine according to the preamble of claim 5.
  • a remedy offers the delay of fuel enrichment, but with a reduction in performance and thus, for example, with an extension of the. Acceleration phase is connected.
  • the limitation of the fuel injection is therefore not a viable alternative to the charge air charge.
  • DE 39 06 312 C1 shows and describes an acceleration aid for a charged by means of exhaust, gas turbocharged internal combustion engine, in which the additional charge air is taken from a compressed air tank, which is supplied by a coupled with the internal combustion engine g ⁇ r compressor with compressed air.
  • a compressed air tank which is supplied by a coupled with the internal combustion engine g ⁇ r compressor with compressed air.
  • DE 199 34 606 A1 already discloses a device and a method for increasing the power of an internal combustion engine charged by means of an exhaust gas turbocharger, in which an additional compressor is provided, which is driven by a special electric machine drivingly connected to the internal combustion engine.
  • the additional compressor is arranged parallel to the compressor of ⁇ bgasturboladers and connectable via a system of valves and lines with the charge air line for the internal combustion engine.
  • the electric machine also has the function, if required, of driving the additional compressor, which supplies the additional charge air. For this purpose, the electric machine is brought to an extremely high speed required for the operation of the additional compressor via complicated control electronics.
  • the invention is therefore based on a method for operating an internal combustion engine with a Abgasturb ⁇ lader Lade Kunststoffetzlädung during normal operation and with an additional compressor or the like for blowing additional charge air during a phase of power increase or acceleration, as well as of an operating according to this method internal combustion engine, the The invention is, on the one hand, to improve the method described above in such a way that a power increase or acceleration without power limitation is possible to a value below the maximum possible power with simultaneous particle-poor combustion.
  • Another object is to provide an internal combustion engine that operates according to the method described above and solves the underlying task. , These objects are achieved by a method according to claim 1 or by an internal combustion engine according to claim 5. In the claims according to these claims, favorable embodiments of the invention are described.
  • the additional charge air injection is controlled so that a gross air ratio in the range of, ⁇ > 1, 2 is maintained;
  • the power requirement of the driver such as the accelerator pedal position
  • the control device receives the important information for the control process with respect to the increased amount of fuel at the same time as the power requirement 'by the driver, so that they can respond to it without delay.
  • the current ⁇ -value is constantly measured and / or calculated and as a further controlled variable in the control device is entered. This makes it possible to regulate the additional charge air quantity so that the desired ⁇ value is maintained.
  • the additional charger with the internal combustion engine is mechanically coupled directly. Due to the direct coupling of the supercharger with the internal combustion engine, the speed-dependent charging power always increases at the same time with a speed increase of the internal combustion engine, so that a delay-free injection of the additional charge air is ensured.
  • the additional charger with the internal combustion engine is selectively coupled or decoupled from this.
  • the loader can be completely decoupled during the operating phases in which no additional air injection is required, so that even an idle drive 'performance is eliminated.
  • the additional loader is arranged in series with the compressor of the exhaust gas turbocharger. It is possible to arrange the additional loader, for example, depending on the existing installation space in the flow direction of the charge air behind the compressor of the exhaust gas turbocharger; so that it further compresses the charge air precompressed by this compressor, or to arrange the loader upstream of the compressor in the flow direction, so that it supplies supercharged charge air to the compressor.
  • compressors For example, flow compressors or loader operating according to the displacement principle are considered, which are referred to below as compressors.
  • G-loaders known per se have proven to be particularly suitable.
  • Figure 1 is a block diagram of the basic arrangement of an engine associated with an exhaust gas turbocharger urtd 1 additional supercharger (compressor), the additional supercharger is arranged in the flow direction of the charge air behind the exhaust gas turbocharger.
  • Figure 2 is a view similar to Figure 1, with the additional loader (compressor), however, is arranged in front of the exhaust gas turbocharger.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the different functional elements of an internal combustion engine according to FIG. 1;
  • FIG. 4. in a schematic representation of the basic functional elements of an internal combustion engine according to FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a verbn ⁇ nungskraftmaschine 2, for example, a self-ignition or spark-ignition engine whose exhaust gases represented by the arrow 4 of the turbine 6 as a whole with. 8 designated exhaust gas turbocharger be supplied. After the exhaust gases have passed through the turbine 6, they are cleaned in a filter 10 and then released into the environment.
  • a verbn ⁇ Vietnamesemaschine 2 for example, a self-ignition or spark-ignition engine whose exhaust gases represented by the arrow 4 of the turbine 6 as a whole with. 8 designated exhaust gas turbocharger be supplied. After the exhaust gases have passed through the turbine 6, they are cleaned in a filter 10 and then released into the environment.
  • the compressor 12 of the exhaust gas turbocharger 8 sucks fresh air represented by an arrow 14 and compresses it to the charge pressure intended for normal driving operation.
  • the compressed charge air indicated by the arrow 16 is passed around the compressor 18 and fed directly to the internal combustion engine 2.
  • the air compressed by the compressor 12 is supplied to and compressed by the compressor 18, so that the internal combustion engine 2 is supplied with a charge air amount corresponding to the increased fuel injection Measures that particle formation is largely prevented.
  • the possible ways of exhaust gas recirculation are designated. Accordingly, a part of the exhaust gases (arrow 4) can be discharged behind the internal combustion engine 2 and mixed with the compressed or recompressed charge air. Another possibility is to divert a portion of the exhaust gases behind the filter 10 and to mix the non-compressed charge air (arrow 14).
  • Fig. 2 shows an arrangement similar to Fig. 1, wherein like elements are provided with the same reference numerals.
  • the arrangement according to FIG. 2 differs from that of FIG. 1 essentially only in that the compressor 18 'is arranged upstream of the compressor 12 of the exhaust gas turbocharger 8 in the direction of flow of the charge air indicated, for example, by the arrow 14.
  • the uncompressed charge air (arrow 14) is guided around the compressor 18 'in normal operation and compressed in the compressor 12 of the exhaust gas turbocharger 8 to the intended for normal operation boost pressure.
  • the uncompressed charge air (arrow 14) is precompressed in the compressor 18 ', subsequently compressed in the compressor 12 of the exhaust gas turbocharger 8 and then supplied to the internal combustion engine 2.
  • FIG. 3 shows a more detailed schematic representation of an internal combustion engine arrangement, for example according to FIG. 1.
  • the exhaust gases of the internal combustion engine 24 are collected in an exhaust manifold 26 and fed to the turbine 28 of an exhaust gas turbocharger, designated as a whole by 30, which drives a compressor 32.
  • the compressor 32 sucks in fresh air via an air filter 34 and compresses it to a charge pressure intended for normal driving operation.
  • the compressed charge air is cooled in a Lädeluftkühjer 36 arranged, for example behind the compressor 32 and fed in normal driving over a Bypassve ⁇ til 38 of the internal combustion engine 24.
  • -
  • the bypass valve 38 is closed and the precompressed air is passed over the compressor 40 and subsequently recompressed therein, so that the internal combustion engine 24 receives the increased fuel injection correspond
  • the larger amount of charge air is supplied in such a way that particle formation is prevented.
  • the compressor 40 can be coupled, for example via a belt drive 42, to the combustion engine 24.
  • the compressor-side pulley 44 is associated with a controllable by means of a control device magnetic coupling 46, by means of which the compressor 40 is selectively coupled to the internal combustion engine 24 and decoupled from this.
  • Fig. 4 shows an arrangement similar to Fig. 3; the same elements are each provided with the same reference numerals.
  • FIG. 4 again differs from FIG. 3 only in that the compressor 40 'is arranged in front of the compressor 32 of the exhaust-gas turbocharger 30 in the flow direction of the charge. -,
  • the fresh air sucked in via the air filter 34 is supplied to the compressor 32 via the bypass valve 38.
  • the compressed air in the compressor 32 is supplied via the intercooler 48 of the internal combustion engine 24.
  • bypass valve 38 is closed, so that the fresh air in the compressor 40 'pre-compressed and then fed to the compressor 32, in which it is recompressed, so that the internal combustion engine 24 one of the increased fuel injection corresponding larger charge air quantity supplied and particle formation is prevented.
  • the compressor 40 ' is as in the example of FIG. 3 via a magnetic coupling 46 selectively coupled to the internal combustion engine 24 and can be uncoupled from this.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine sowie eine derartige Verbrennungskraftmaschine (24) mit einem Abgasturbolader (30) zur Luftaufladung und mit einem zusätzlichen Lader (Kompressor 40) zum Einblasen von zusätzlicher Ladeluft während einer Phase der Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine. Die zusätzliche Ladelufteinblasung wird mittels einer Regelvorrichtung weitgehend zeitgleich mit einer Erhöhung der Kraftstoff-Einspritzmenge so geregelt, dass ein Brutto-Luftverhältnis von ? (Lambda) = 1,1 nicht unterschritten wird. Der zusätzliche Lader (Kompressor 40) ist über eine Magnetkupplung (46) mit der Verbrennungskraftmaschine (24) direkt mechanisch koppelbar, wenn der Fahrer über das Fahrpedal eine Anforderung für eine Leistungssteigerung. bzw. Beschleunigung eingibt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit Ladeluftaufladung und Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Verbrennungskräftmaschine gemäß dem Oberbegriffes des Anspruches 5.
Moderne Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, werden üblicherweise mit einem Lader betrieben, welcher es ermöglicht, die Leistung eines Motors gegenüber einem Saugmotor mit vergleichbarem Hubraum zu steigern. Es ist bereits bekannt, Lader direkt mechanisch mit dem Mötor zu verbinden. Diese Anordnung hat Vorteile insbesondere hinsichtlich des Ansprechverhaltens, da wegen der direkten Kopplung des Laders mit der Verbrennungskraftmaschine die drehzahlabhängige Lieferleistung des Laders in direkter Beziehung zur Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und damit zur benötigten Verbrennungsluftmenge ist. Allerdings sind Lader, die direkt mit der Verbrennungskraftmaschine antriebsverbuhden sind, hinsichtlich des Brennstoffverbrauches ungünstiger als die bekannten Abgasturbolader, bei denen die Antriebsenergie für den Lader dem Abgas entnommen wird. Diesem Vorteil steht jedoch das bekannte Problem der verlangsamten Ansprechzeit von mittels Abgasturbolader aufgeladenen Motoren ("turbolag") gegenüber. Der Luftmangel während der Leistungssteigerungsphase kann außerdem zu einem ausgeprägten Rauchausstoß, d.h. zu einem erhöhten Partikelausstoß führen, weil die Partikel durch motorisch bedingte lokale Luftmangelzustände während der Verbrennung gebildet werden.
Eine Abhilfe bietet die Verzögerung der Kraftstoffanreicherung, die jedoch mit einer Leistungsminderung und damit beispielsweise mit einer Verlängerung der. Beschleunigungsphase verbunden ist. Die Begrenzung der Kraftstoffeinspritzung stellt demnach keine brauchbare Alternative zur Ladeluftaufladung dar.
Um die Nachteile des wirtschaftlichen und deshalb vorwiegend eingesetzten Abgasturboladers auszugleichen, sind bereits Mittel bekannt, um während der Phase einer Leistungssteigerung der Verbrennungskraftmaschine zusätzliche Ladeluft in das Ladeluftsystem ein- zublasen. Die DE 39 06 312 C1 zeigt und beschreibt eine Beschleunigungshilfe für eine mittels Ab-, gasturbolader aufgeladene Brennkraftmaschine, bei der die zusätzliche Ladeluft einem Druckluftbehälter entnommen wird, der durch einen mit der Verbrennungskraftmaschine gβr koppelten Verdichter mit Druckluft versorgt wird. Eine derartige Anordnung ist wegen des zusätzlichen Druckluftbehälters und des für diesen freizuhaltenden Einbauraumes baulich sehr aufwendig und kommt deshalb im wesentlichen hur für Lastkraftfahrzeuge in Frage, bei denen ein Druckluftbehälter als Teil des Bremssystems ohnehin vorhanden ist.
Durch die DE 199 34 606 A1 ist bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Leistungssteigerung einer mittels Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein zusätzlicher Verdichter vorgesehen ist, der durch eine spezielle, mit der Verbrennungskraftmaschine antriebsverbundene Elektromaschine angetrieben wird. Der zusätzliche Verdichter ist parallel zum Verdichter des Äbgasturboladers angeordnet und über ein System von Ventilen und Leitungen mit der Ladeluftleitung für die Verbrennungskraftmaschine verbindbar. Die Elektromaschine hat neben ihrer Funktion als Änlassermotor und als Lichtmaschine auch die Funktion, im Bedarfsfall den zusätzlichen Verdichter anzutreiben, der die zusätzliche Ladeluft liefert. Zu diesem Zweck wird, die Elektromaschine über eine kompli- zierte Regelelektronik auf eine für den Betrieb des zusätzlichen Verdichters erforderliche, extrem hohe Drehzahl gebracht. Abgesehen davon, dass die gesamte Anordnung komplex und baulich aufwendig ist, besteht auch bei dieser Anordnung eine durch die Zeit für das Hochfahren der Elektromaschine bedingte Ansprechverzögerung, so dass auch bei dieser Anordnung mit dem weiter vorne im Zusammenhang mit den Abgasturboladern beschriebenen erhöhten Partikelausstoß zu rechnen ist. , .
Die Erfindung geht deshalb von einem Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbόlader zur Ladeluftauflädung während des Normalbetriebes und mit einem Zusatzverdichter oder dergleichen zum Einblasen von Zusatzladeluft während einer Phase der Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung aus, sowie von einer gemäß diesem Verfahren betriebenen Verbrennungskraftmaschine, Aufgabe der Erfindung ist einerseits, das oben beschriebene Verfahren derart zu verbessern, dass eine Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung ohne Leistungsbegrenzung auf einen unterhalb der maximal möglichen Leistung liegenden Wert bei gleichzeitiger partikelarmer Verbrennung möglich ist. Eine weitere Aufgabe ist, eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, die nach dem oben beschriebenen Verfahren arbeitet und die diesem zugrundeliegende Aufgabe löst. . Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 bzw. durch eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Anspruch 5 gelöst. In den diesen Ansprüchen nachgeprdneteri Ansprüchen werden günstige Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass die zusätzliche Ladelufteinblasung über eine Regelvorrichtung weitgehend zeitgleich mit der Erhöhung der Kraftstoff-Einspritzmenge so geregelt wird, dass ein Brutto-Luftverhältnis von λ =: 1 ,1 nicht unterschritten wird, mit anderen Worten λ ist größer oder gleich 1,1.
Im normalen Fahrbetrieb liegt das Luftverhältnis etwa bei λ = 1 ,9 - 2. Wenn der Fahrer beispielsweise durch Treten des Fahrpedals eine Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung anfordert, dann wird mehr Kraftstoff eingespritzt, so dass aus den weiter vorne beschriebenen Gründen ohne zusätzliche Lufteinblasung das Luftyerhältnis stark absinken würde. Gemäß der Erfindung wird jedoch zeitgleich mit der Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmeήge zusätzliche Ladeluft geregelt eingeblasen, und zwar derart, dass das Luftverhältnis während der gesamten Beschleunigungsphase nicht unter λ = 1,1 absinkt. Auf diese Weise wird ohne Begrenzung der Einspritzmenge, d.h. ohne eine Reduzierung, der Motorleistung durch eine Erhöhung der Ladelüftmasse eine Erhöhung des Luftverhältnisses und damit eine Verbrennung mit geringerer Partikelbildung bewirkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zusätzliche Ladelufteinblasung so geregelt, dass ein Brutto-Luftverhältnis im Bereich von ,λ > 1 ,2 eingehalten wird;
Um eine möglichst geringe Ansprechverzögerung zu gewährleisten, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in die Regelvorrichtung die Leistungsanforderung des Fahrers, beispielsweise die Fahrpedalstellung, als eine Regelgröße eingegeben wird. Damit wird erreicht, dass die Regelvorrichtung die für den Regelvorgang wichtige Information bezüglich der erhöhten Kraftstoffmenge zeitgleich mit der Leistungsanforderung' durch den Fahrer erhält, so dass sie verzögerungsfrei darauf reagieren kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der aktuelle λ-Wert ständig gemessen und/oder berechnet und als weitere Regelgröße in die Regelvorrichtung eingegeben wird. Damit besteht die Möglichkeit, die zusätzliche Ladeluftmenge so zu regeln, dass der gewünschte λ-Wert eingehalten wird.
Ausgehend von einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader und mit einem zusätzlichen Lader zum Einblasen von zusätzlicher Ladeluft während einer Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der zusätzliche Lader mit der Verbrennungskraftmaschine direkt mechanisch koppelbar ist. Durch die direkte Kopplung des Laders mit der Verbrennungskraftmaschine erhöht sich die drehzahlabhängige Ladeleistung stets zeitgleich mit einer Drehzahlerhöhung der Verbrennungskraftmaschine, so dass eine verzögerungsfreie Einblasung der zusätzlichen Ladeluft gewährleistet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zusätzliche Lader mit der Verbrennungskraftmaschine wahlweise koppelbar bzw. von dieser abkoppelbar ist. Auf diese Weise kann der Lader während der Betriebsphasen, in denen keine zusätzliche Lufteinbla- sung erforderlich ist, vollständig abgekoppelt werden, so dass sogar eine Leerlauf-Antriebs- ' leistung entfällt.
Die Kopplung des zusätzlichen Laders mit der Verbrennungskraftmaschine erfolgt gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung über eine Mägnetkupplung. Magnetkupplungen sind sehr zuverlässige, konstruktiv einfache und damit kostengünstige Bauelemente.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zusätzliche Lader in Reihe mit dem Verdichter des Abgasturboladers angeordnet ist. Dabei besteht die Möglichkeit, den zusätzlichen Lader beispielsweise in Abhängigkeit von dem vorhandenen Einbauraum in Strömungsrichtung der Ladeluft hinter dem Verdichter des Abgasturboladers anzuordnen; so dass er die von diesem Verdichter vorverdichtete Ladeluft weiter verdichtet, oder den Lader in Strömungsrichtung vor dem Verdichter anzuordnen, so däss er dem Verdichter vorverdichtete Ladeluft zuführt.
Als zusätzliche Lader kommen beispielsweise Strömungsverdichter oder nach dem Verdrängungsprinzip arbeitende Lader in Betracht, die im folgenden als Kompressoren bezeichnet werden. Als besonders geeignet haben sich die an sich bekannten G-Lader bewiesen. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Blockdarstellung die prinzipielle Anordnung eines einem Motor zugeordneten Abgasturboladers urtd eines1 zusätzlichen Laders (Kompressor), wobei der zusätzliche Lader in Strömungsrichtung der Ladeluft hinter dem Abgasturbolader angeordnet ist;
Fig. 2 eine Darstellung ähnlich der Fig. 1, wobei der zusätzliche Lader (Kompressor) jedoch vor dem Abgasturbolader angeordnet ist;
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung die unterschiedlichen Funktionselemente einer Verbrennungskraftmaschine gemäß der Fig. 1 ;
Fig. 4 . in einer schematischen Darstellung die grundsätzlichen Funktionselemente einer Verbrennungskraftmaschine gemäß der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Verbreηnungskraftmaschine 2, beispielsweise einen Motor mit Selbstzündung oder mit Fremdzündung, deren durch den Pfeil 4 dargestellte Abgase der Turbine 6 eines als Ganzes mit. 8 bezeichneten Abgasturboladers zugeleitet werden. Nachdem die Abgase die Turbine 6 durchlaufen haben, werden sie in einem Filter 10 gereinigt und sodann in die Umgebung entlassen.
Der Verdichter 12 des Abgasturboladers 8 saugt durch einen Pfeil 14 dargestellte Frischluft an und verdichtet diese auf den für den normalen Fahrbetrieb vorgesehenen Ladedruck. Im normalen Fahrbetrieb wird die durch den Pfeil 16 gekennzeichnete verdichtete Ladeluft um den Kompressor 18 herumgeleitet Und direkt der Verbrennungskraftmaschine 2 zugeführt.
Bei einer durch den Fahrer eingegebenen Anforderung für eine Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung wird, die durch den Verdichter 12 verdichtete Luft dem Kompressor 18 zugeführt und durch diesen.nachverdichtet, so dass der Verbrennungskraftmaschine 2 eine der erhöhten Kraftstoffeinspritzung entsprechende Ladeluftmenge zugeführt wird, und zwar in einem Maße, dass eine Partikelbildung weitgehend verhindert wird. . Mit den Pfeilen 20 bzw. 22 sind die möglichen Wege einer Abgasrückführung bezeichnet. Demnach kann ein Teil der Abgase (Pfeil 4) hinter der Verbrennungskraftmaschine 2 abgeführt und der verdichteten bzw. nachverdichteten Ladeluft beigemischt werden. Eine andere Möglichkeit ist, einen Teil der Abgase hinter dem Filter 10 abzuzweigen und der nicht verdichteten Ladeluft (Pfeil 14) beizumischen. .
Fig. 2 zeigt eine Anordnung ähnlich der Fig. 1, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Anordnung gemäß der Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, dass der Kompressor 18' in der beispielsweise durch den Pfeil 14 angegebenen Strömungsrichtung der Ladeluft vor dem Verdichter 12 des Abgasturboladers 8 angeordnet ist. Die unverdichtete Ladeluft (Pfeil 14) wird im Normalbetrieb um den Kompressor 18' herumgeleitet und im Verdichter 12 des Abgasturboladers 8 auf den für den Normalbetrieb vorgesehenen Ladedruck verdichtet. Bei einer Anforderung für eine Leistungserhöhung bzw. Beschleunigung wird die unverdichtete Ladeluft (Pfeil 14) im Kompressor 18' vorverdichtet, im Verdichter 12 des Abgasturboladers 8 riachverdichtet und sodann der Verbrennungskraftmaschine 2 zugeführt.
Die Pfeile 20 und 22 bezeichnen wiederum mögliche Wege einer Abgasrückführung, wie in Verbindung mit der Fig. 1 bereits erläutert wurde.
Fig. 3 zeigt eine mehr ins einzelne gehende schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschinenanordnung etwa gemäß der Fig. 1. Die Abgase der Verbrennungskraftmaschine 24 werden in einem Abgassammler 26 gesammelt und der Turbine 28 eines als Ganzes mit 30 bezeichneten Abgasturboladers zugeleitet, welche einen Verdichter 32 antreibt. Der Verdichter 32 saugt über einen Luftfilter 34 Frischluft an und verdichtet diese auf einen für den normalen Fahrbetrieb vorgesehenen Ladedruck. Die verdichtete Ladeluft wird in einem beispielsweise hinter dem Verdichter 32 angeordneten Lädeluftkühjer 36 gekühlt und im normalen Fahrbetrieb über ein Bypassveπtil 38 der Verbrennungskraftmaschine 24 zugeführt. - ,
Wenn der Fährer beispielsweise über das Fahrpedal eine Anforderung für eine Leistungssteigerung bzw. eine Beschleunigung eingibt, wird das Bypassventil 38 geschlossen, und die vorverdichtete Luft wird über den Kompressor 40 geleitet und in diesem nachverdichtet, so* dass, der Verbrennungskraftmaschine 24 eine der erhöhten Kraftstoffeinspritzung entspre- chende größere Ladeluftmenge zugeführt wird derart, dass eine Partikelbildung verhindert wird.
Der Kompressor 40 ist beispielsweise über einen Riementrieb 42 mit der yerbrennungs- kraftmaschine 24 koppelbar. Zu diesem Zweck ist der kompressorseitigen Riemenscheibe 44 eine mittels einer Regelvorrichtung ansteuerbare Magnetkupplung 46 zugeordnet, mittels derer der Kompressor 40 wahlweise an die Verbrennungskraftmaschine 24 angekoppelt bzw. von dieser abgekoppelt wird.
Mit 48 ist ein Ladeluftkühler bezeichnet, welcher alternativ oder zusätzlich zum Ladeluftkühler 36 vorgesehen sein kann.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung ähnlich der Fig. 3; gleiche Elemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. 4 unterscheidet sich von der Fig. 3 wiederum nur darin, dass der Kompressor 40' in Strömungsrichtung der Ladelύft vor dem Verdichter 32 des Abgasturboladers 30 angeordnet ist. - ,
Im normalen Fahrbetrieb wird die über den Luftfilter 34 angesaugte Frischluft über das By- passventil 38 dem Verdichter 32 zugeleitet. Die im Verdichter 32 verdichtete Luft wird über den Ladeluftkühler 48 der Verbrennungskraftmaschine 24 zugeführt.
Im Falle einer Anforderung für eine Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung wird das By- passventil 38 geschlossen, so dass die Frischluft im Kompressor 40' vorverdichtet und danach dem Verdichter 32 zugeleitet wird, in welchem sie nachverdichtet wird, so dass der Verbrennungskraftmaschine 24 eine der erhöhten Kraftstoffeinspritzung entsprechende größere Ladeluftmenge zugeführt und eine Partikelbildung verhindert wird.
,Der Kompressor 40' ist wie im Beispiel der Fjg. 3 über eine Magnetkupplung 46 wahlweise an die Verbrennungskraftmaschine 24 ankuppelbar bzw. von dieser abkuppelbar.
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BEZUGSZEICHENLISTE
Verbrennungskraftmaschine
Pfeil - Abgase
Turbine . .
Abgasturbolader 0 Filter 2 Verdichter 4 Pfeil -Frischluft 6 Pfeil - Ladeluft
18' Kompressor 0 Pfeil - Abgasrückführung 2 Pfeil - Abgasrückführung 4 Verbrennungskraftmaschine 6 Abgassammler 8 Turbine 0 Abgasturbolader 2 Verdichter 4 Luftfilter 6 Ladeluftkühler 8 Bypassventil 0, 40' Kompressor 2 Riementrieb 4 Riemenscheibe 6 Magnetkupplung 8 Ladeluftkühler

Claims

PATENTANSPRÜCH E
1. Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader zur Luftaufladung und mit einem zusätzlichen Lader zum Einblasen von zusätzlicher Ladeluft während einer Phase der Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Ladelufteinblasung mittels einer Regelvorrichtung weitgehend zeitgleich mit einer Erhöhung der Kraftstόff-Einspritzmenge so geregelt wird, dass ein Brutto-Luftverhältnis von λ (Lambda) = 1 ,1 nicht unterschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Ladelufteinblasung so geregelt wird, dass ein Bruttoluftverhältnis im Bereich von λ > 1 ,2 eingehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Regelvorrichtung die Anforderung einer Leistuηgserhöhung oder Beschleunigung durch den Fahrer (Fahrpedalstellung) als eine Regelgröße eingegeben wird. . ; . ..
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Lambda-Wert ständig gemessen und/oder berechnet und als eine Regelgröße in die Regelvorrichtung eingegeben wird.
5. Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader und mit einem zusätzlichen Lader zum Einblasen von zusätzlicher Ladeluft während einer Phase der Leistungssteigerung bzw. Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader (Kompressor 40, 40') mit der Verbrennungskraftmaschine (24) direkt mechanisch koppelbar ist.
6. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader (Kompressor 40, 40') mit der Verbrennungskraftmaschine (24) wahlweise koppelbar bzw. von dieser abkoppelbar ist.
7. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader (Kompressor 40, 40') mit der Verbrennungskraftmaschine (24) über eine Magnetkupplung (46) koppelbar ist.
8. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader (Kompressor 40, 40') in Reihe mit dem Verdichter (32) des Abgasturboladers (30) angeordnet ist.
9. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader (Kompressor 40) in Strömungsrichtung der Ladeluft hinter dem Verdichter (32) angeordnet ist.
10. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader (Kompressor 40') in Strömungsrichtung der Ladeluft vor dem Verdichter (32) angeordnet ist.
11. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader ein Kompressor (40, 40') ist.
12. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lader (Kompressor 40, 40') ein G-Lader ist. , .
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