[go: up one dir, main page]

WO2018103910A1 - System zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

System zum betreiben einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2018103910A1
WO2018103910A1 PCT/EP2017/075168 EP2017075168W WO2018103910A1 WO 2018103910 A1 WO2018103910 A1 WO 2018103910A1 EP 2017075168 W EP2017075168 W EP 2017075168W WO 2018103910 A1 WO2018103910 A1 WO 2018103910A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
bypass
expansion machine
expansion
evaporator
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/075168
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Francois Brusset
Peter Schwaderer
Frank Scholz
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2018103910A1 publication Critical patent/WO2018103910A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/065—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion taking place in an internal combustion piston engine, e.g. a diesel engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
    • F01K9/04—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines with dump valves to by-pass stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
    • F16K11/044—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with movable valve members positioned between valve seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0716—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides with fluid passages through the valve member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/061—Sliding valves
    • F16K31/0613—Sliding valves with cylindrical slides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/0624—Lift valves
    • F16K31/0627—Lift valves with movable valve member positioned between seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a system for operating an internal combustion engine, which in the
  • thermodynamic cycle is used to evaporate a working medium in an evaporator, which is expanded in an expansion machine to recover energy from the exhaust residual heat, the expander is followed by a condenser, via a bypass with a bypass valve without expansion directly to the evaporator is connectable.
  • a heat exchanger is used in an exhaust tract of the internal combustion engine, which transfers heat from the exhaust gas to a working medium flowing in a heat cycle.
  • Heat cycle drives a turbine or a piston engine whose
  • Rotation energy can be converted into electrical energy, for example, to use them in the electrical system of a vehicle.
  • Such a system is also known by the term “waste heat recovery" system, short WHR system.
  • the object of the invention is a system for operating an internal combustion engine, which emits residual heat during operation via an exhaust gas, which in turn is used in a thermodynamic cycle to evaporate a working medium in an evaporator, which in one
  • the expansion machine is a capacitor
  • the object is in a system for operating an internal combustion engine, which emits residual heat during operation via an exhaust gas, which in turn in a
  • thermodynamic cycle is used to evaporate a working medium in an evaporator, which is expanded in an expansion machine to recover energy from the exhaust residual heat, the expander is followed by a condenser, via a bypass with a bypass valve without expansion directly to the evaporator can be connected, solved in that the bypass valve is integrated in the expansion machine.
  • the internal combustion engine is preferably arranged in a drive train of a motor vehicle, where the internal combustion engine as well
  • a preferred embodiment of the system is characterized in that the bypass valve is designed as a poppet seat valve with an expansion switching position in which the evaporator is connected via the expander to the condenser, and with a bypass switching position in which the evaporator on the Bypass is connected directly to the evaporator.
  • the bypass valve is designed as a 3/2-way valve with three connections and two switching positions. Due to the design as a slide-seat valve, the two flow paths that can be displayed via the bypass valve, fluid-tightly separated from each other.
  • a further preferred embodiment of the system is characterized in that the bypass valve is arranged in an expansion machine housing of the expansion machine. This considerably simplifies the connection between the bypass valve and the expansion machine. In addition, unwanted damage to connecting lines between the bypass valve and the expansion machine can be safely excluded.
  • Expansion machine for receiving the bypass valve has a valve recess into which an inlet channel opens, which is connected to the evaporator, and emanating from an expansion connection channel.
  • the expansion communication passage provides communication between the bypass valve and at least one expansion space or working space in the
  • the connecting channels can be inexpensively carried out from holes in the expansion machine housing.
  • the valve recess is also advantageous as a bore, in particular as a blind bore, in the
  • Expansion machine housing executed. Due to the claimed arrangement of the channels and the valve recess in the expansion machine housing is in a simple manner, a cost-effective production of
  • valve recess has an open end and a closed end, from which a bypass channel emanates.
  • a bypass channel emanates.
  • the bypass channel is advantageously designed as a bore which is coaxial with the Ventilausappelung.
  • Through body is arranged with a sealing surface or sealing edge for a valve piston.
  • the passage body is advantageously a sleeve, which is screwed in, for example, in the bypass channel.
  • Through body can also be pressed into the bypass channel.
  • the passage body can also be integral with the
  • the valve piston is advantageous as a hollow piston in the form of a straight circular cylinder jacket with
  • valve piston is guided in a guide body movable back and forth and has through holes, which has a passage of the
  • the guide body is screwed, for example, in the valve recess.
  • the guide body can also be pressed into the valve recess.
  • the guide body may have a mounting flange, which by means of
  • Fasteners such as screws, is attachable to the expansion machine housing.
  • the through holes in the valve piston allow axial flow through the valve piston in the guide body.
  • Valve seat has a sealing surface or sealing edge for the valve piston.
  • the valve body is guided in the axial direction between the two valve seats back and forth in the guide body.
  • a valve spring which is advantageously also arranged in the expansion machine housing, is the
  • Valve piston preferably against the sealing surface or sealing edge on the Biased guide body.
  • the valve piston for example via an actuating plunger, by an armature against a spring force of the valve spring on the
  • the invention further relates to an expansion machine
  • Expansion machine housing a bypass valve, a valve piston, a guide body and / or a passage body for a previously described system.
  • the parts mentioned are separately tradable.
  • FIG. 1 shows a system for operating an internal combustion engine, which emits residual heat during operation via an exhaust gas, which in turn is used in a thermodynamic cyclic process to recover residual energy with the aid of an expansion machine from the exhaust gas, and
  • FIG 2 shows an expansion machine housing of the expansion machine of Figure 1 with an integrated bypass valve.
  • FIG. 1 shows a WHR system 3, the capital letters WHR standing for the English terms waste heat recovery.
  • the WHR system 3 which is also abbreviated as a system, is used in a drive train 4 of a motor vehicle with an internal combustion engine 10, a part of
  • the fresh air 1 is supplied to the internal combustion engine 10 via an air supply 5 with a throttle valve 6.
  • a compressor 8 is a compressor
  • Exhaust gas turbocharger 16 arranged. Between the compressor 8 of
  • exhaust gas discharge 14 In the operation of the internal combustion engine 10 occurring exhaust gas is discharged via an exhaust gas discharge 14.
  • the exhaust gas removal 14 is via a
  • Exhaust gas recirculation line 11 are an exhaust gas recirculation cooler 12 and a
  • Exhaust gas recirculation valve 13 is arranged.
  • a turbine 15 of the exhaust gas turbocharger 16 is arranged in the exhaust gas discharge 14.
  • a turbine 15 of the exhaust gas turbocharger 16 is arranged in the exhaust gas discharge 14 a
  • Exhaust after-treatment device 18, an exhaust gas bypass valve 19 and an evaporator 20 are arranged.
  • the evaporator 20 serves to represent a thermodynamic cycle process 21.
  • thermodynamic cycle 21 is a
  • Steam power process also known as Rankine process or Clausius-Rankine cycle process.
  • the central component of the steam process 21 is an expansion machine 22, which is a vaporous, overheated
  • expansion machine 22 is a turbomachine, for example, a turbomachine, or a Verdrängermaschine, for example a
  • Piston machine a screw machine or a scroll machine, used.
  • the shaft work of the expansion machine 22 is either over Transmission is delivered to a crankshaft of the internal combustion engine 10 or used for driving an electric machine (not shown), which feeds the recovered electrical energy into an electrical system of the motor vehicle.
  • Cooling circuit 25 which includes a cooler 26, arranged.
  • a pump unit 28 is in the cyclic process 21 between the condenser 24 and the
  • the pump unit 28 includes a pump for the working fluid.
  • the pump is indicated by a symbolic
  • the pump unit 28 can be connected to a working fluid reservoir 30 with the interposition of a tank valve 29.
  • the working medium is a low viscosity medium, such as an ORC fluid.
  • ORC stands for the English terms
  • ORC fluids are ethanol or cyclopentane.
  • ORC fluids are ethanol or cyclopentane.
  • the refrigerant has sufficiently good thermodynamic properties and is also non-flammable.
  • the evaporator 20 is connected via a supply line 33 with a bypass valve 35.
  • the bypass valve 35 is connected via a connecting line 36 with the expansion machine 22.
  • the bypass valve 35 is connected via a bypass 38 with a connecting line 39, which in turn the
  • Expansion machine 22 connects to the condenser 24.
  • the working fluid or working fluid is brought by the pumping unit 28 from a low to a higher pressure and conveyed into the evaporator 20. This absorbs the waste heat from the exhaust system and the exhaust gas recirculation and evaporates the working fluid.
  • the generated steam performs work in the expansion machine 22 and is then re-liquefied in the condenser 24, the residual heat being released to the environment.
  • the liquid is again supplied to the pumping unit 28.
  • the bypass valve 35 the working fluid either over the
  • the task of the bypass valve 35 is to direct the working medium directly via the bypass 38 to the condenser 24 at a torque request of zero for a mechanical connection of the expansion machine 22 to the crankshaft of the internal combustion engine 10. This then leads to the fact that the expansion machine 22 is not driven by the working fluid and thus gives no torque to the crankshaft of the internal combustion engine 10.
  • a second function of the bypass valve 35 is to protect the expansion machine 22 when the working fluid is in a wet steam zone. As a result, damage to the expansion machine 22 can be prevented.
  • the bypass valve 35 is a 3/2-way valve, which connects the supply line 33 either with the expansion machine 22, for example a turbine, or with the bypass 38. In this case, the bypass valve 35 is controlled by an actuator.
  • Expansion machine 22 is integrated.
  • the expansion machine 22 comprises an expansion machine housing 50 with a valve recess 52 for the bypass valve 35.
  • the valve recess 52 is advantageously designed as a bore with annular channels 41, 42 which are sealed at sealing points 61, 62, 63 from each other.
  • an O-ring between a guide body 54 and the expansion machine housing 50 is arranged.
  • bypass valve 35 in the expansion machine 22, a conventional piping can be omitted.
  • components such as a spring abutment surface may be integrated into the expander housing 50, also referred to as an expander housing.
  • the integrated in the expansion machine 22 bypass valve 35 is inexpensive to produce and easy to install. Advantageously, space for a separate bypass valve is saved.
  • the guide body 54 is screwed by means of a thread 55 in the Ventilaus strictlyung 52.
  • Zentrierring stresses 56, 57, 58 which are integrally connected to the guide body 54.
  • An inner space 64 of the guide body 54 communicates via through holes with the annular channels 41, 42 in connection.
  • the expansion communication passage 66 communicates with a work space or expansion space of the expansion machine 22 (not shown) in the expansion machine housing 50.
  • the inlet channel 65 is, for example via the feed line (33 in Figure 1), with the evaporator (20 in Figure 1) in connection.
  • the valve recess 52 and the guide body 54 have a common longitudinal axis 68.
  • the valve recess 52 is designed, for example, as a blind hole with a closed end 69. From the closed end 69 of the valve recess 52 is a bypass channel 70 goes out.
  • the bypass channel 70 communicates with the bypass (38 in FIG. 1).
  • a passage body 72 is in the left end in FIG.
  • the passage body 72 has a central through hole which connects the bypass passage 70 with the inner space 64 of the guide body 54.
  • end of the passage body 72 has a sealing edge or sealing surface, the
  • valve piston 74 is guided in the guide body 54 in the axial direction, that is, in the direction of the longitudinal axis 68, movable back and forth.
  • the valve piston 74 has the shape of a straight circular cylinder 75, which is hollow inside.
  • the ends of the hollow circular cylinder 75 are closed by covers 76, 77.
  • the lid 76 includes through holes 78, 79 which allow the passage of
  • the lid 77 comprises through holes 80, 81, which allow the passage of working medium.
  • the guide body 54 has a sealing surface or sealing edge, against which the valve piston 74 in FIG. 2 sealingly bears with a sealing edge or sealing surface.
  • a valve spring 82 which is designed as a helical compression spring, the valve piston 74 is biased in its shown in Figure 2 bypass switching position.
  • the bypass valve device 35 is actuated by a solenoid device 90 with a magnet assembly 88, which is only indicated in Figure 2.
  • the magnet assembly 88 includes an armature 86 connected to an actuating tappet
  • the actuating tappet 85 rests with its left end in FIG. 2 on the cover 77 of the valve piston 74.
  • Valve piston 74 is moved toward the passage body 72. In this case, the second valve seat 92 is opened.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die im Betrieb über ein Abgas Restwärme abgibt, die wiederum in einem thermodynamischen Kreisprozess genutzt wird, um in einem Verdampfer ein Arbeitsmedium zu verdampfen, das in einer Expansionsmaschine (22) entspannt wird, um aus der Abgasrestwärme Energie zurückzugewinnen, wobei der Expansionsmaschine ein Kondensator nachgeschaltet ist, der über einen Bypass mit einem Bypassventil (35) auch ohne Expansion direkt mit dem Verdampfer verbindbar ist. Um ein System zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist, ist das Bypassventil (35) in die Expansionsmaschine (22) integriert.

Description

Beschreibung
Titel
System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die im
Betrieb über ein Abgas Restwärme abgibt, die wiederum in einem
thermodynamischen Kreisprozess genutzt wird, um in einem Verdampfer ein Arbeitsmedium zu verdampfen, das in einer Expansionsmaschine entspannt wird, um aus der Abgasrestwärme Energie zurückzugewinnen, wobei der Expansionsmaschine ein Kondensator nachgeschaltet ist, der über einen Bypass mit einem Bypassventil auch ohne Expansion direkt mit dem Verdampfer verbindbar ist.
Stand der Technik
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 057 247 AI ist ein System zur Rückgewinnung von Energie aus einem Abgas aus einem
Verbrennungsmotor bekannt, das zur Nutzung einer Abwärme aus dem Abgas dient. Dazu ist in einen Abgastrakt des Verbrennungsmotors ein Wärmetauscher eingesetzt, der Wärme aus dem Abgas auf ein in einem Wärmekreislauf strömendes Arbeitsmedium überträgt. Das Arbeitsmedium in dem
Wärmekreislauf treibt eine Turbine oder eine Kolbenmaschine an, deren
Rotationsenergie beispielsweise in elektrische Energie umgewandelt werden kann, um sie im Bordnetz eines Fahrzeugs zu nutzen. Ein derartiges System ist auch unter dem Begriff„waste heat recovery"-System, kurz WHR-System bekannt.
Offenbarung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die im Betrieb über ein Abgas Restwärme abgibt, die wiederum in einem thermodynamischen Kreisprozess genutzt wird, um in einem Verdampfer ein Arbeitsmedium zu verdampfen, das in einer
Expansionsmaschine entspannt wird, um aus der Abgasrestwärme Energie zurückzugewinnen, wobei der Expansionsmaschine ein Kondensator
nachgeschaltet ist, der über einen Bypass mit einem Bypassventil auch ohne Expansion direkt mit dem Verdampfer verbindbar ist, zu schaffen, das kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einem System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die im Betrieb über ein Abgas Restwärme abgibt, die wiederum in einem
thermodynamischen Kreisprozess genutzt wird, um in einem Verdampfer ein Arbeitsmedium zu verdampfen, das in einer Expansionsmaschine entspannt wird, um aus der Abgasrestwärme Energie zurückzugewinnen, wobei der Expansionsmaschine ein Kondensator nachgeschaltet ist, der über einen Bypass mit einem Bypassventil auch ohne Expansion direkt mit dem Verdampfer verbindbar ist, dadurch gelöst, dass das Bypassventil in die Expansionsmaschine integriert ist. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet, wo die Brennkraftmaschine auch als
Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Durch die Integration des Bypassventils in die Expansionsmaschine können die Kosten des Gesamtsystems vorteilhaft reduziert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil als Schieber-Sitzventil mit einer Expansions- Schaltstellung, in welcher der Verdampfer über die Expansionsmaschine mit dem Kondensator verbunden ist, und mit einer Bypass-Schaltstellung ausgeführt ist, in welcher der Verdampfer über den Bypass direkt mit dem Verdampfer verbunden ist. Das Bypassventil ist als 3/2 -Wegeventil mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen ausgeführt. Durch die Ausführung als Schieber-Sitzventil können die beiden Strömungswege, die über das Bypassventil darstellbar sind, fluiddicht voneinander getrennt werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil in einem Expansionsmaschinengehäuse der Expansionsmaschine angeordnet ist. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Bypassventil und der Expansionsmaschine erheblich vereinfacht. Darüber hinaus können unerwünschte Beschädigungen an Verbindungsleitungen zwischen dem Bypassventil und der Expansionsmaschine sicher ausgeschlossen werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Expansionsmaschinengehäuse der
Expansionsmaschine zur Aufnahme des Bypassventils eine Ventilausnehmung aufweist, in die ein Zulaufkanal mündet, der mit dem Verdampfer verbunden ist, und von der ein Expansions-Verbindungskanal ausgeht. Der Expansions- Verbindungskanal schafft eine Verbindung zwischen dem Bypassventil und mindestens einem Expansionsraum oder Arbeitsraum in der
Expansionsmaschine. Die Verbindungskanäle können kostengünstig aus Bohrungen in dem Expansionsmaschinengehäuse ausgeführt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Expansions-Verbindungskanal parallel zu dem
Zulaufkanal angeordnet ist, der wiederum senkrecht zu einer Längsachse der Ventilausnehmung angeordnet ist. Die Ventilausnehmung ist vorteilhaft ebenfalls als Bohrung, insbesondere als Sackbohrung, in dem
Expansionsmaschinengehäuse ausgeführt. Durch die beanspruchte Anordnung der Kanäle und der Ventilausnehmung in dem Expansionsmaschinengehäuse wird auf einfache Art und Weise eine kostengünstige Fertigung der
Expansionsmaschine mit dem integrierten Bypassventil ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilausnehmung ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende aufweist, von dem ein Bypasskanal ausgeht. An das offene Ende der vorzugsweise als Sackloch ausgeführten Ventilausnehmung kann vorteilhaft eine Magnetbaugruppe angebaut werden, mit der das Bypassventil elektromagnetisch betätigbar ist. Dadurch wird die Montage des Bypassventils erheblich vereinfacht. Der Bypasskanal ist vorteilhaft als Bohrung ausgeführt, die koaxial zu der Ventilausnehmung ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Mündungsbereich des Bypasskanals in die
Ventilausnehmung zur Darstellung eines ersten Ventilsitzes ein
Durchgangskörper mit einer Dichtfläche oder Dichtkante für einen Ventilkolben angeordnet ist. Bei dem Durchgangskörper handelt es sich vorteilhaft um eine Hülse, die zum Beispiel in dem Bypasskanal eingeschraubt ist. Der
Durchgangskörper kann aber auch in den Bypasskanal eingepresst werden. Je nach Ausführung kann der Durchgangskörper auch einstückig mit dem
Expansionsmaschinengehäuse verbunden sein. Der Ventilkolben ist vorteilhaft als Hohlkolben in Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels mit
Durchgangslöchern an seinen Stirnseiten ausgeführt. Wenn der Ventilkolben an der Dichtfläche oder Dichtkante des Durchgangskörpers zur Anlage kommt, wird der erste Ventilsitz geschlossen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben in einem Führungskörper hin und her bewegbar geführt ist und Durchgangslöcher aufweist, die einen Durchtritt des
Arbeitsmediums ermöglichen. Der Führungskörper ist zum Beispiel in die Ventilausnehmung eingeschraubt. Der Führungskörper kann aber auch in die Ventilausnehmung eingepresst werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Führungskörper einen Befestigungsflansch aufweisen, der mit Hilfe von
Befestigungsmitteln, wie Schrauben, an dem Expansionsmaschinengehäuse befestigbar ist. Die Durchgangslöcher in dem Ventilkolben ermöglichen eine axiale Durchströmung des Ventilkolbens in dem Führungskörper.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper zur Darstellung eines zweiten
Ventilsitzes eine Dichtfläche oder Dichtkante für den Ventilkolben aufweist. Der Ventilkörper ist in axialer Richtung zwischen den beiden Ventilsitzen hin und her bewegbar in dem Führungskörper geführt. Durch eine Ventilfeder, die vorteilhaft ebenfalls in dem Expansionsmaschinengehäuse angeordnet ist, ist der
Ventilkolben vorzugsweise gegen die Dichtfläche oder Dichtkante an dem Führungskörper vorgespannt. Bei einer elektromagnetischen Betätigung des Bypassventils wird der Ventilkolben, zum Beispiel über einen Betätigungsstößel, durch einen Anker entgegen einer Federkraft der Ventilfeder auf den
Durchgangskörper in dem Bypasskanal zubewegt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Expansionsmaschine, ein
Expansionsmaschinengehäuse, ein Bypassventil, einen Ventilkolben, einen Führungskörper und/oder einen Durchgangskörper für ein vorab beschriebenes System. Die genannten Teile sind separat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 ein System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die im Betrieb über ein Abgas Restwärme abgibt, die wiederum in einem thermo- dynamischen Kreisprozess genutzt wird, um mit Hilfe einer Expansionsmaschine aus der Ab gas restwärme Energie zurückzugewinnen, und
Figur 2 ein Expansionsmaschinengehäuse der Expansionsmaschine aus Figur 1 mit einem integrierten Bypassventil.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt ein WHR-System 3, wobei die Großbuchstaben WHR für die englischen Begriffe Waste- Heat- Recovery stehen. Das WHR-System 3, das verkürzt auch als System bezeichnet wird, dient dazu, in einem Antriebsstrang 4 eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine 10 einen Teil der
eingesetzten Primärenergie über einen Dampfkraftprozess wieder nutzbar zu machen. Dadurch kann vorteilhaft Kraftstoff eingespart werden, was mit einer entsprechenden Reduktion des Kohlendioxidausstoßes und der Betriebskosten verbunden ist.
In Figur 1 ist durch einen Pfeil 1 Frischluft angedeutet, die dem System 3 zugeführt wird. Durch einen Pfeil 2 ist ein Auspuff angedeutet, über den nicht mehr nutzbares Abgas aus dem System 3 abgeführt wird.
Die Frischluft 1 wird der Brennkraftmaschine 10 über eine Luftzufuhr 5 mit einem Drosselventil 6 zugeführt. In der Luftzufuhr 5 ist ein Verdichter 8 eines
Abgasturboladers 16 angeordnet. Zwischen dem Verdichter 8 des
Abgasturboladers 16 und dem Drosselventil 6, das auch als Drosselklappe bezeichnet wird, ist ein Einlasskühler 7 angeordnet.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 auftretendes Abgas wird über eine Abgasabfuhr 14 abgeführt. Die Abgasabfuhr 14 ist über eine
Abgasrückführleitung 11 mit der Luftzufuhr 5 verbindbar. In der
Abgasrückführleitung 11 sind ein Abgasrückführkühler 12 und ein
Abgasrückführventil 13 angeordnet.
In der Abgasabfuhr 14 ist eine Turbine 15 des Abgasturboladers 16 angeordnet. Darüber hinaus sind in der Abgasabfuhr 14 eine
Abgasnachbehandlungseinrichtung 18, ein Abgasbypassventil 19 und ein Verdampfer 20 angeordnet. Der Verdampfer 20 dient zur Darstellung eines thermodynamischen Kreisprozesses 21.
Bei dem thermodynamischen Kreisprozess 21 handelt es sich um einen
Dampfkraftprozess, der auch als Rankine-Prozess oder Clausius-Rankine- Kreisprozess bezeichnet wird. Die zentrale Komponente des Dampfprozesses 21 ist eine Expansionsmaschine 22, welche ein dampfförmiges, überhitztes
Arbeitsmedium unter Abgabe von Arbeit an eine Expanderwelle entspannt.
Als Expansionsmaschine 22 wird eine Strömungsmaschine, zum Beispiel eine Turbomaschine, oder eine Verdrängermaschine, zum Beispiel eine
Kolbenmaschine, eine Schraubenmaschine oder eine Scroll-Maschine, eingesetzt. Die Wellenarbeit der Expansionsmaschine 22 wird entweder über ein Getriebe an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 abgegeben oder zum Antreiben einer (nicht dargestellten) Elektromaschine verwendet, welche die zurückgewonnene elektrische Energie in ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs einspeist.
In dem Kreisprozess 21 ist des Weiteren ein Kondensator 24 mit einem
Kühlkreislauf 25, der einen Kühler 26 umfasst, angeordnet. Eine Pumpeneinheit 28 ist in dem Kreisprozess 21 zwischen dem Kondensator 24 und dem
Verdampfer 20 angeordnet. Die Pumpeneinheit 28 umfasst eine Pumpe für das Arbeitsmedium. Die Pumpe ist durch einen symbolisch angedeuteten
Elektromotor angetrieben. Die Pumpeneinheit 28 ist unter Zwischenschaltung eines Tankventils 29 mit einem Arbeitsmediumreservoir 30 verbindbar.
Bei dem Arbeitsmedium handelt es sich um ein niedrigviskoses Medium, wie ein ORC-Fluid. Die Buchstaben ORC stehen für die englischen Begriffe Organic
Rankine Cycle. Beispiele für ORC-Fluide sind Ethanol oder Cyclopentan. Im Rahmen von Kraftfahrzeuganwendungen hat sich die Verwendung von einem Kältemittel, wie es in Klimaanlagen eingesetzt wird, als vorteilhaft erwiesen. Das Kältemittel hat ausreichend gute thermodynamische Eigenschaften und ist zudem nicht brennbar.
Der Verdampfer 20 ist über eine Zulaufleitung 33 mit einem Bypassventil 35 verbunden. Das Bypassventil 35 ist über eine Verbindungsleitung 36 mit der Expansionsmaschine 22 verbunden. Darüber hinaus ist das Bypassventil 35 über einen Bypass 38 mit einer Verbindungsleitung 39 verbunden, die wiederum die
Expansionsmaschine 22 mit dem Kondensator 24 verbindet.
Beim Dampfkraftprozess wird das Arbeitsmedium oder Arbeitsfluid durch die Pumpeinheit 28 von einem niedrigen auf einen höheren Druck gebracht und in den Verdampfer 20 gefördert. Dieser nimmt die Abwärme vom Abgastrakt und der Abgasrückführung auf und verdampft das Arbeitsfluid. Der erzeugte Dampf verrichtet in der Expansionsmaschine 22 Arbeit und wird anschließend in dem Kondensator 24 wieder verflüssigt, wobei die Restwärme an die Umgebung abgegeben wird. Schließlich wird die Flüssigkeit erneut der Pumpeinheit 28 zugeführt. Über das Bypassventil 35 kann das Arbeitsmedium entweder über die
Expansionsmaschine 22 oder über den Bypass 38 direkt zum Kondensator 24 geführt oder geleitet werden. Aufgabe des Bypassventils 35 ist es, bei einer mechanischen Anbindung der Expansionsmaschine 22 an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 bei einem Momentenwunsch von Null das Arbeitsmedium direkt über den Bypass 38 zum Kondensator 24 zu leiten. Das führt dann dazu, dass die Expansionsmaschine 22 vom Arbeitsmedium nicht angetrieben wird und somit kein Moment an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 abgibt. Eine zweite Aufgabe des Bypassventils 35 besteht darin, die Expansionsmaschine 22 zu schützen, wenn sich das Arbeitsmedium in einem Nassdampfbereich befindet. Dadurch können Beschädigungen an der Expansionsmaschine 22 verhindert werden.
Das Bypassventil 35 ist ein 3/2- Wegeventil, das die Zulaufleitung 33 entweder mit der Expansionsmaschine 22, zum Beispiel einer Turbine, oder mit dem Bypass 38 verbindet. Dabei wird das Bypassventil 35 über einen Aktor gesteuert.
In Figur 2 ist gezeigt, dass das Bypassventil 35 vorteilhaft in die
Expansionsmaschine 22 integriert ist. Die Expansionsmaschine 22 umfasst ein Expansionsmaschinengehäuse 50 mit einer Ventilausnehmung 52 für das Bypassventil 35. Die Ventilausnehmung 52 ist vorteilhaft als Bohrung mit Ringkanälen 41, 42 ausgeführt, die an Dichtstellen 61, 62, 63 dicht voneinander getrennt sind. An der Dichtstelle 61 ist zum Beispiel ein O-Ring zwischen einem Führungskörper 54 und dem Expansionsmaschinengehäuse 50 angeordnet.
Durch die Anordnung des Bypassventils 35 in der Expansionsmaschine 22 kann eine herkömmliche Verrohrung entfallen. Außerdem können Bauteile, wie eine Federanlagefläche, in das Expansionsmaschinengehäuse 50 integriert werden, das auch als Expandergehäuse bezeichnet wird. Darüber hinaus ist das in die Expansionsmaschine 22 integrierte Bypassventil 35 kostengünstig herstellbar und einfach montierbar. Vorteilhaft wird Bauraum für ein separates Bypassventil eingespart.
Der Führungskörper 54 ist mit Hilfe eines Gewindes 55 in die Ventilausnehmung 52 eingeschraubt. Zur Zentrierung des Führungskörpers 54 in der Ventilausnehmung 52 dienen Zentrierringkörper 56, 57, 58, die einstückig mit dem Führungskörper 54 verbunden sind. Ein Innenraum 64 des Führungskörpers 54 steht über Durchgangslöcher mit den Ringkanälen 41, 42 in Verbindung.
Von dem Ringkanal 41 geht ein Expansions-Verbindungskanal 66 aus. Der Expansions-Verbindungskanal 66 steht in dem Expansionsmaschinengehäuse 50 mit einem (nicht dargestellten) Arbeitsraum oder Expansionsraum der Expansionsmaschine 22 in Verbindung.
In den Ringkanal 42 mündet ein Zulaufkanal 65. Der Zulaufkanal 65 steht, zum Beispiel über die Zulaufleitung (33 in Figur 1), mit dem Verdampfer (20 in Figur 1) in Verbindung.
Die Ventilausnehmung 52 und der Führungskörper 54 haben eine gemeinsame Längsachse 68. Die Ventilausnehmung 52 ist zum Beispiel als Sackloch mit einem geschlossenen Ende 69 ausgeführt. Von dem geschlossenen Ende 69 der Ventilausnehmung 52 geht ein Bypasskanal 70 aus. Der Bypasskanal 70 steht mit dem Bypass (38 in Figur 1) in Verbindung.
Ein Durchgangskörper 72 ist mit einem in Figur 2 linken Ende in den
Bypasskanal 70 eingeschraubt oder eingepresst. Der Durchgangskörper 72 weist ein zentrales Durchgangsloch auf, das den Bypasskanal 70 mit dem Innenraum 64 des Führungskörpers 54 verbindet. In seinem in Figur 2 rechten Ende weist der Durchgangskörper 72 eine Dichtkante oder Dichtfläche auf, die zur
Darstellung eines ersten Ventilsitzes 91 mit einem Ventilkolben 74 dient.
Der Ventilkolben 74 ist in dem Führungskörper 54 in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Längsachse 68, hin und her bewegbar geführt. Dabei hat der Ventilkolben 74 die Gestalt eines geraden Kreiszylinders 75, der innen hohl ist. Die Enden des hohlen Kreiszylinders 75 sind durch Deckel 76, 77 verschlossen. Der Deckel 76 umfasst Durchgangslöcher 78, 79, die den Durchtritt von
Arbeitsmedium ermöglichen. Der Deckel 77 umfasst Durchgangslöcher 80, 81, die den Durchtritt von Arbeitsmedium ermöglichen. Der Führungskörper 54 umfasst zur Darstellung eines zweiten Ventilsitzes 92 eine Dichtfläche oder Dichtkante, an welcher der Ventilkolben 74 in Figur 2 mit einer Dichtkante oder Dichtfläche dichtend anliegt. Durch eine Ventilfeder 82, die als Schraubendruckfeder ausgeführt ist, ist der Ventilkolben 74 in seine in Figur 2 dargestellte Bypass-Schaltstellung vorgespannt.
In der Bypass-Schaltstellung ist der Zulaufkanal 65 über die Durchgangslöcher 78 bis 81 in dem Ventilkolben 74 und den Durchgangskörper 72 mit dem
Bypasskanal 70 verbunden. Somit gelangt das Arbeitsmedium von dem
Verdampfer (20 in Figur 1) über das Bypassventil 35 und den Bypasskanal 70 direkt zum Kondensator (24 in Figur 1).
Die Bypassventileinrichtung 35 wird durch eine Elektromagneteinrichtung 90 mit einer Magnetbaugruppe 88 betätigt, die in Figur 2 nur angedeutet ist. Die Magnetbaugruppe 88 umfasst einen Anker 86, der mit einem Betätigungsstößel
85 kombiniert ist. Der Betätigungsstößel 85 liegt mit seinem in Figur 2 linken Ende an dem Deckel 77 des Ventilkolbens 74 an.
Bei einer Bestromung der Elektromagneteinrichtung 90 bewegt sich der Anker 86 zusammen mit dem Betätigungsstößel 85 in Figur 2 nach links, wodurch der
Ventilkolben 74 auf den Durchgangskörper 72 zubewegt wird. Dabei wird der zweite Ventilsitz 92 geöffnet.
Wenn der Deckel 76 des Ventilkolbens 74 dichtend an dem in Figur 2 rechten Ende des Durchgangskörpers 72 zur Anlage kommt, ist der erste Ventilsitz 91 geschlossen. In dieser, in Figur 2 nicht dargestellten, Schaltstellung ist der Zulaufkanal 65 mit dem Expansions-Verbindungskanal 66 verbunden. Daher wird diese Schaltstellung auch als Expansions-Schaltstellung bezeichnet.

Claims

Ansprüche
1. System (3) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (4), die im Betrieb über ein Abgas Restwärme abgibt, die wiederum in einem thermodynamischen Kreisprozess genutzt wird, um in einem Verdampfer (20) ein Arbeitsmedium zu verdampfen, das in einer Expansionsmaschine (22) entspannt wird, um aus der Ab gas restwärme Energie zurückzugewinnen, wobei der
Expansionsmaschine ein Kondensator (24) nachgeschaltet ist, der über einen Bypass (38) mit einem Bypassventil (35) auch ohne Expansion direkt mit dem Verdampfer (20) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bypassventil (35) in die Expansionsmaschine (22) integriert ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (35) als Schieber-Sitzventil mit einer Expansions-Schaltstellung, in welcher der Verdampfer (20) über die Expansionsmaschine (22) mit dem
Kondensator (24) verbunden ist, und mit einer Bypass-Schaltstellung ausgeführt ist, in welcher der Verdampfer (20) über den Bypass (38) direkt mit dem Verdampfer (20) verbunden ist.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Bypassventil (35) in einem
Expansionsmaschinengehäuse (50) der Expansionsmaschine (22) angeordnet ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Expansionsmaschinengehäuse (50) der Expansionsmaschine (22) zur Aufnahme des Bypassventils (35) eine Ventilausnehmung (52) aufweist, in die ein Zulaufkanal (65) mündet, der mit dem Verdampfer (20) verbunden ist, und von der ein Expansions-Verbindungskanal (66) ausgeht.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Expansions- Verbindungskanal (66) parallel zu dem Zulaufkanal (65) angeordnet ist, der wiederum senkrecht zu einer Längsachse (68) der Ventilausnehmung (52) angeordnet ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilausnehmung (52) ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende (69) aufweist, von dem ein Bypasskanal (70) ausgeht.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem
Mündungsbereich des Bypasskanals (70) in die Ventilausnehmung (52) zur Darstellung eines ersten Ventilsitzes (91) ein Durchgangskörper (72) mit einer Dichtfläche oder Dichtkante für einen Ventilkolben (74) angeordnet ist.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (74) in einem Führungskörper (54) hin und her bewegbar geführt ist und Durchgangslöcher (78-81) aufweist, die einen Durchtritt des Arbeitsmediums ermöglichen.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Führungskörper (54) zur Darstellung eines zweiten Ventilsitzes (92) eine Dichtfläche oder Dichtkante für den Ventilkolben (74) aufweist.
10. Expansionsmaschine (22), Expansionsmaschinengehäuse (50), Bypassventil (35), Ventilkolben (74), Führungskörper (54) und/oder Durchgangskörper (72) für ein System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2017/075168 2016-12-07 2017-10-04 System zum betreiben einer brennkraftmaschine Ceased WO2018103910A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016224323.3 2016-12-07
DE102016224323.3A DE102016224323A1 (de) 2016-12-07 2016-12-07 System zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018103910A1 true WO2018103910A1 (de) 2018-06-14

Family

ID=60019903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/075168 Ceased WO2018103910A1 (de) 2016-12-07 2017-10-04 System zum betreiben einer brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016224323A1 (de)
WO (1) WO2018103910A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE543286C2 (en) * 2019-03-20 2020-11-17 Scania Cv Ab Control unit, waste heat recovery system, vehicle comprising such a system, and method for starting an expansion device of a waste heat recovery system
EP3722643B1 (de) 2019-04-12 2023-11-29 SVM Schultz Verwaltungs-GmbH & Co. KG Mischventil

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1123256A (en) * 1965-09-02 1968-08-14 Short Brothers & Harland Ltd Improvements in spool valves for fluid pressure operated apparatus
DE102006057247A1 (de) 2006-12-05 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Aufladeeinrichtung
WO2014064483A1 (en) * 2012-10-23 2014-05-01 Renault Trucks Rankine system and engine arrangement comprising a rankine system
DE102012222671A1 (de) * 2012-12-10 2014-06-12 Bmw Ag Vorrichtung sowie Verfahren zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors sowie Turbinenaggregat für eine solche Vorrichtung
DE112013001447T5 (de) * 2012-03-14 2015-01-22 Sanden Corp. Fluidmaschine
EP2886806A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-24 Mahle International GmbH Strömungsmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1123256A (en) * 1965-09-02 1968-08-14 Short Brothers & Harland Ltd Improvements in spool valves for fluid pressure operated apparatus
DE102006057247A1 (de) 2006-12-05 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Aufladeeinrichtung
DE112013001447T5 (de) * 2012-03-14 2015-01-22 Sanden Corp. Fluidmaschine
WO2014064483A1 (en) * 2012-10-23 2014-05-01 Renault Trucks Rankine system and engine arrangement comprising a rankine system
DE102012222671A1 (de) * 2012-12-10 2014-06-12 Bmw Ag Vorrichtung sowie Verfahren zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors sowie Turbinenaggregat für eine solche Vorrichtung
EP2886806A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-24 Mahle International GmbH Strömungsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016224323A1 (de) 2018-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014224979A1 (de) Ventil mit Metallbalg-Zylinder-Einheit
DE102013103906B4 (de) Turbovorrichtung, welche ein Abwärmerückgewinnungssytem für ein Fahrzeug verwendet
DE102010052508A1 (de) Abwärmenutzungsvorrichtung
DE112015001894T5 (de) Pleuelstangensystem mit variablem Verdichtungsverhältnis und Drehstellglied
DE102015120151A1 (de) Verdrängermaschine nach dem Spiralprinzip, Verfahren zum Betreiben einer Verdrängermaschine, Fahrzeugklimaanlage und Fahrzeug
DE102010060725A1 (de) Variabler Ventilaktuator
DE112011102951T5 (de) Abgasturbolader eines Verbrennungsmotors
WO2018103910A1 (de) System zum betreiben einer brennkraftmaschine
WO2015090416A1 (de) Kfz-vakuumpumpe mit schaltbarer kupplung
EP3951147B1 (de) Nebentrieb einer brennkraftmaschine
EP3128137B1 (de) Anordnung zur steuerung eines volumenstroms aus arbeitsmitteldampf mit hohem druck
EP2154400B1 (de) Hubkolbenexpansionsmaschine
EP2116697B1 (de) Antriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und einer regelungsfrei selbstanlaufenden Hubkolbenmaschine
WO2012013462A1 (de) Über einen dampfkraftprozess antreibbare kolbenmaschine
DE102010038543A1 (de) Über einen Dampfkraftprozess antreibbare Kolbenmaschine
DE102014204496A1 (de) Drehschieberanordnung
EP1978230B1 (de) Wärmekraftanlage, insbesondere zur Nutzung von Wärmequellen niedriger Temperatur
WO2017162319A1 (de) Abwärmerückgewinnungssystem
DE102011055407A1 (de) Ventileinrichtung für eine Ölversorgungseinrichtung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
EP2816195B1 (de) Ventil, insbesondere Dampfventil
DE102017128384A1 (de) Strahltriebwerk
DE102013215417A1 (de) System zur Sekundärlufteinblasung für eine Brennkraftmaschine
DE102013200456A1 (de) Einrichtung zur Nutzung der Abwärme einer Brennkraftmaschine mit einer Axialkolbenmaschine
DE102006019880A1 (de) Motorgehäusedeckel eines Verbrennungsmotors mit Entlüftungssystem
EP3314104A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer antriebsvorrichtung, antriebsvorrichtung, kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17780084

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17780084

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1