CN107002555B - 用于内燃发动机的增压装置以及用于所述增压装置的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃发动机（1）的一种增压装置和一种用于所述增压装置的操作方法，所述增压装置具有排气涡轮增压器（4）和再生增压器（12），再生增压器（12）具有压缩机‑涡轮机（13）和联接到压缩机‑涡轮机（13）的机电式马达‑发电机（14）。所述压缩机‑涡轮机（13）能够借助于管线连接和阀装置（15a‑15f）在其低压侧（ND）上在排气涡轮增压器（4）的新鲜空气压缩机（6）的下游连接到增压空气供给管线（8），并且在其高压侧（HD）上连接到所述增压空气供给管线（8）和排气道（3）两者，所述再生增压器（12）能够借助于所述阀装置（15a‑f）和马达‑发电机（14）至少在增强操作模式和再生操作模式之间切换。再生增压器（12）既能够在增强操作模式中作为压缩机被马达‑发电机（14）驱动来操作以便提高增压空气供给管线（8）中的压力，或能够作为涡轮机被增压空气质量流（26）和/或排气质量流（24）的至少一部分驱动来操作以便借助所述马达‑发电机（14）进行能量回收。

Description

用于内燃发动机的增压装置以及用于所述增压装置的操作 方法

技术领域

本发明涉及用于具有排气涡轮增压器的内燃发动机的一种增压装置，并且涉及一种用于所述增压装置的操作方法。

背景技术

排气涡轮增压器越来越多地用于提高内燃发动机中的功率，尤其是机动车辆中的内燃发动机。在关于这一点的法律法规日益严格的背景下，本着如下目的来越来越普遍地使用排气涡轮增压器：在维持相同的功率水平或者甚至实现提高的功率水平的同时降低内燃发动机的结构尺寸和重量，并同时降低消耗，进而减少CO₂排放。工作原理在于利用排气流中包含的能量来提高内燃发动机进气道中的压力，并由此实现将空气氧（Luft-Sauerstoff）充入燃烧室的改进，并以便因此能够在每个燃烧过程中转化更多的燃料（例如汽油或柴油），也就是说提高内燃发动机的功率。

出于此目的，排气涡轮增压器具有涡轮机和压缩机，涡轮机布置在内燃发动机的排气道中，并且涡轮机具有被排气流驱动的涡轮机转子，压缩机布置在进气道中，并且压缩机具有压缩机转子，压缩机转子形成压力。涡轮机转子和压缩机转子以旋转相联的方式紧固到转子轴的相对端部，并因此形成涡轮增压器转子，涡轮增压器转子借助于其转子轴可旋转地安装，转子轴在布置于涡轮机和压缩机之间的轴承单元中。因此，借助于排气质量流来驱动涡轮机转子且进而经由转子轴驱动压缩机转子，并且因此利用排气能量来在进气道中形成压力。

涡轮机和压缩机都是涡轮机械，并且根据物理定律涡轮机和压缩机各自以取决于结构尺寸和设计的方式具有最佳操作范围，最佳操作范围的特征在于各自转子的旋旋转速度度、压力比以及质量通过量（Massedurchsatz）。

与此相比，机动车辆中的内燃发动机的操作的特征在于负载和操作范围的动态变化。

现在为了使排气涡轮增压器的操作范围能够适于内燃发动机的变化操作范围，并因此在尽可能没有显著减速（涡轮迟滞）的情况下确保期望的响应行为，则排气涡轮增压器被装备有另外的功能，例如排气侧或涡轮机侧上的所谓的可变涡轮几何（VTG）或废气门装置（WG）以及空气供给侧或压缩机侧上的超量空气再循环（Schubumluft）或排出（Abblas）装置。这些装置用作使迟缓行为最小化并因此使涡轮增压器的减速的响应行为最小化，并且避免有害的操作状态。

还已知：使用并联或顺序布置的多个涡轮增压器的组合或者使用以机械方式操作的或由电马达操作的另外的压缩机（所谓的增压鼓风机或增压器）以便覆盖内燃发动机的各种操作条件，以便有效提高处于所有旋旋转速度度范围中的功率且尤其是在加速过程期间的功率，并且尤其是避免不期望的涡轮迟滞，涡轮迟滞由涡轮增压器的低旋旋转速度度范围中的过于低的增压压力结合涡轮增压器转子的惯性而导致。

所述类型的增压装置已被例如公开在DE 100 23 022 A1中，所述类型的增压装置具有常规的排气涡轮增压器以及关于涡轮增压器以串联或并联的方式布置在新鲜空气质量流中的辅助压缩机，所述辅助压缩机具有独立于排气流的驱动，例如电马达驱动。

相比之下，在内燃发动机的功率快速下降的操作阶段中，也由于涡轮增压器的惯性，致使如下情况：压缩机功率存在过量，这可导致所谓的压缩机喘振。压缩机喘振指的是如下的操作状态，在所述操作状态中，已被压缩的空气以周期性的喘振经由压缩机转子从压缩机的高压侧回流，并且因此在进气道中产生不期望的振动。为了避免此类操作状态，例如借助于废气门装置来引导排气从而绕过涡轮增压器的涡轮机而进入排气道，并且已被压缩的新鲜空气在压缩机的下游被排出或经过超量空气再循环装置而膨胀并再循环到进气区域中。所述类型的超量空气再循环阀的布置和功能例如从文献DE 2823 067 C2和DE 19712 850 A1已知。

以这种方式，可用能量未经利用地被排放到周围环境中，这对整体能量平衡以及因此对内燃发动机的效率具有不利地影响。

发明内容

因此，本发明基于如下目的：提出用于内燃发动机的一种增压装置以及一种用于所述增压装置的操作方法，所述增压装置和用于所述增压装置的操作方法既适合于在内燃发动机的加速或峰值负载阶段中借助于排气涡轮增压器来帮助形成增压压力，还适合于在内燃发动机的制动或低负载阶段期间在机动车辆的整体系统中利用或使得能够利用增压系统中的过量的能量，并由此提高内燃发动机的效率。

所述目的借助于本申请的基本方案的增压装置并且借助于本申请的基本方案的用于所述增压装置的操作方法来实现。

本申请的优选方案涉及有利的实施例和改进方案，它们可以单独使用，或者在它们不包括互斥方案的情况下可以以彼此组合的方式与本发明的主题一起使用。

对应的内燃发动机不言而喻地具有进气侧和排气侧，内燃发动机经由进气侧吸入新鲜空气或燃料-新鲜空气混合物，内燃发动机经由排气侧释放燃烧后已产生的排气。所述类型的内燃发动机可以是单汽缸或多汽缸往复活塞式发动机，其使用燃料来操作，所述燃料例如汽油、柴油或可燃气体。

根据本发明的用于内燃发动机的增压装置具有排气涡轮增压器，所述内燃发动机具有布置在其进气侧上的进气道和布置在其排气侧上的排气道，所述排气涡轮增压器具有排气涡轮机和新鲜空气压缩机，所述排气涡轮机布置在排气道中，所述新鲜空气压缩机具有低压侧和高压侧，所述新鲜空气压缩机布置在进气道中。

所述新鲜空气压缩机在其低压侧上连接到新鲜空气供应装置，并且在其高压侧上经由增压空气供给管线连接到内燃发动机的进气侧，例如经由节流瓣阀（Drosselklappenventil）和增压空气岐管连接到内燃发动机的进气侧，增压空气供给管线用于引导新鲜空气压缩机所产生的增压空气质量流。

所述增压装置的不同之处在于另外布置了再生增压器（Rekuperationslader），再生增压器具有压缩机-涡轮机，压缩机-涡轮机具有高压侧和低压侧，并且再生增压器具有联接到所述压缩机-涡轮机的机电式马达-发电机。此处，压缩机-涡轮机借助于管线连接和阀装置一方面在其低压侧上联接到增压空气供给管线和排出管线两者，并且另一方面在其高压侧上联接到排气道中的排气排放管线和增压空气供给管线两者。基于该布置，再生增压器能够取决于所述阀装置的设置以至少处于两种不同的操作模式的方式来操作。所述操作模式中的一个是所谓的增强操作模式（Verstärkerbetriebsart），在增强操作模式中，再生增压器被马达-发电机驱动的方式充当压缩机，以便提高增压空气供给管线中的增压空气质量流的压力。第二个操作模式是所谓的再生操作模式（Rekuperationsbetriebsart），在再生操作模式中，再生增压器能够以作为涡轮机被增压空气质量流的至少一部分或被排气质量流的至少一部分驱动、或者被增压空气质量流的至少一部分和排气质量流的至少一部分共同驱动的方式来操作，以便借助于马达-发电机进行能量回收。

此处，用语“再生增压器”应理解为意指一装置，所述装置将连接有发电机的叶轮式涡轮机与连接有电马达的叶轮式压缩机组合成一个装置。因此，叶轮式涡轮机和叶轮式压缩机被组合成一个转子以及相关联的壳体以形成上面还有下面作为单元被称为压缩机-涡轮机的装置。

同样地，电马达和发电机被组合成一个三相机器以形成上面还有下面作为单元被称为马达-发电机的装置。压缩机-涡轮机和马达-发电机直接地或经由置于中间的传动装置联接到彼此，并且形成作为单元的再生增压器。

在设计压缩机-涡轮机时，利用了叶轮的特性，借此，第一，当受到来自高压侧的处于升高的压力的流体的流的冲击时，它们能够充当涡轮机并产生输出转矩；以及，第二，当被驱动转矩驱动时，它们能够自己产生具有压力得到提高的流体流，并因此充当压缩机。为了作为压缩机-涡轮机来使用，针对对应的叶轮和转子壳体中的流动导向的设计因此必须允许两种所意图的用法。在压缩机-涡轮机的有利改进方案中，这可以借助于导流导向叶片的固定或可变布置来优化。

在设计马达-发电机时，利用了电三相机器的特性，借此，第一，当将电压和电流施加到电三相机器时，它们能够作为具有驱动作用的电马达来操作；以及，第二，当被外部转矩驱动时，它们能够自己产生电压并输出电流。为了作为马达-发电机来使用，针对对应的三相机器的设计因此必须允许两种所意图的用法。

用以形成上面还有下面被称为再生增压器的装置的压缩机-涡轮机和马达-发电机的有利组合有利地允许沿两个流动方向的压缩机-涡轮机的操作，具体地，在增强操作模式中，当被电马达作用驱动时作为压缩机来操作，或者在再生操作模式中作为涡轮机来操作以便驱动发电机。另外的可能性存在于将马达-发电机切换成中性（neutral）状态，这对应于压缩机-涡轮机的空转状态并能够被利用在这里以及下面被称为标准操作模式的模式中。

增压装置的经有利配置的实施例的区别之处在于如下事实：压缩机-涡轮机的低压侧经由低压分支管线和第一阀装置在第一增压空气分支点处连接到增压空气供给管线。同时，压缩机-涡轮机的高压侧至少经由高压分支管线和第二阀装置在第二增压空气分支点处连接到增压空气供给管线，在增压空气流中，第二增压空气分支点在第一增压空气分支点的下游。

此外，低压分支管线经由第一阀装置或另外的阀装置在低压分支点处连接到排出管线。

高压分支管线在高压分支点处经由排气再循环管线和至少一个第三阀装置在排气分支点处连接到排气道中的排气排放管线。此处，增压空气供给管线能够借助于第一或第二阀装置或者至少一个另外的阀装置在第一增压空气分支点和第二增压空气分支点之间被切断。

该结构具有如下优点：增压装置既能够以增强操作模式操作以用于提高进气道内的压力的目的，并且还能够以至少一个再生操作模式操作以用于回收增压空气质量流的或排气质量流的间歇性过量的能量。这使得以下内容成为可能：通过阀装置的对应设置，第一，增压空气质量流经过压缩机-涡轮机的流动方向可以特别容易地反向，第二，同时，排气质量流能够从内燃发动机的排气道被分流，且同时与增压空气质量流一起被引导到压缩机-涡轮机，或者替代地增压空气质量流被引导到压缩机-涡轮机。

增压装置的另外的改进方案的区别之处在于如下事实：在增压空气质量流中，一个或多个增压空气冷却器在压缩机-涡轮机的上游或下游布置在增压空气供给管线中的一个或多个位置处。这对布置在增压空气质量流中的功能部件的操作温度具有有利的影响，并产生对将氧气充入内燃发动机的汽缸的进一步改善。

在增压装置的另外的改进方案中，再生增压器的压缩机-涡轮机具有压缩机-涡轮机壳体，其具有布置在压缩机-涡轮机壳体内的固定或可变导向叶片装置，以便优化增压空气质量流的流出行为或流入行为。特别地，可变导向叶片装置提供如下优点：例如，通过调整增压空气质量流的流动方向，能够提高压缩机-涡轮机在相应操作模式中的功率和效率。

根据本发明的用于根据上面的描述的内燃发动机的增压装置的操作方法的特征在于，增压装置能够在操作期间以取决于内燃发动机的操作行为的方式并且借助于管线连接、阀装置以及再生增压器的马达-发电机来至少在增强操作模式和第一再生操作模式之间切换。

此外，可以有利地另外提供标准操作模式和另外不同的再生操作模式，同样地，能够以取决于内燃发动机的操作表现的方式切换到这些模式。

所述操作方法的上述实施例的优点在于如下事实：借助于所描述的增压装置，可以对内燃发动机的不同的操作条件以高灵活性的方式作出反应，以便第一实现最大化的操作动态性能并且第二最佳地利用可用能量。

在根据本发明的操作方法的另外的有利实施例中，例如是如下情况：在需要提高内燃发动机的转速或存在内燃发动机的升高的负载的情况下，作出到增压装置的增强操作模式的切换。处于该目的，阀装置和再生增压器分别设置成使得增压空气质量流从新鲜空气压缩机的高压侧被引导到压缩机-涡轮机的低压侧，并且以升高的压力从压缩机-涡轮机的高压侧被引导回到增压空气供给管线中，并且因而被引导到内燃发动机的进气侧，其中，马达-发电机切换成马达模式以便驱动压缩机-涡轮机，以用于提高增压空气供给管线中的压力的目的。因此，尤其在负载发生阶跃改变的情况下（也就是说，例如在内燃发动机的加速阶段中）实现高的操作动态性能。

现在，如果内燃发动机在如下的负载范围中运行，在该负载范围中，排气涡轮增压器所产生的增压空气质量流是足够的并且不需要另外的增强，则能够以其它不同的方式利用再生增压器，也就是说再生增压器能够被切换成第一再生操作模式，第一再生操作模式将会在下文中还被仅称为“排气再生操作模式”。出于此目的，阀装置和再生增压器分别被设置成使得增压空气质量流从新鲜空气压缩机的高压侧经由增压空气供给管线被直接地引导到内燃发动机的进气侧，并且同时，排气质量流从排气道被分流并且被引导到压缩机-涡轮机的高压侧。排气质量流经过压缩机-涡轮机而膨胀并作为排出质量流从压缩机-涡轮机的低压侧经由排出管线被引入到新鲜空气供应装置中，或者经由排气道被排出，其中，马达-发电机被切换成发电机操作模式以便被压缩机-涡轮机驱动，以用于进行能量回收的目的。如果排出质量流被排出，为了遵守适用的环境立法，这通过将排出质量流再次引导到排气道中来实现。引入到新鲜空气供应装置仅在如下程度上是可能的：使得经分流的排气质量流符合对于当前操作条件在任何情况下所需的排气再循环。

因此，有利地可以以其它方式在车辆中回收并利用排气能量，否则该排气能量将会必须被未加利用地释放到周围环境中。

在根据本发明的操作方法的有利的实施例中，如果标准操作模式被提供为另外的操作模式并且内燃发动机例如以恒定的中等负载来操作，则增压装置可以被切换成标准操作模式，标准操作模式将会在下文中还被简单地称为“标准操作模式”。为了实施标准操作模式，增压空气质量流通过对应的阀装置的设置从新鲜空气压缩机的高压侧经由增压空气供给管线被直接引导到内燃发动机的进气侧，其中，排气质量流全部被经由排气排放管线排放并且不经由再生增压器的压缩机-涡轮机来引导。同时，再生增压器的马达-发电机被切换成中性状态，也就是说切换成空转状态。

如果例如在内燃发动机启动后不久存在适度负载需求时，意图利用排气中所包含的能量来快速加热排气系统，特别是具有催化转化器或还具有碳烟颗粒过滤器（Rußpartikelfilter）的排气系统，则可以有利地利用所述标准操作模式。

在操作方法的另一有利实施例中，提供了另一再生操作模式，其将会在下文中还被仅称为“增压空气再生操作模式”，并且在内燃发动机的操作期间可作出到该模式的切换。如果内燃发动机的功率需要快速下降，或者在内燃发动机的低负载操作中由排气涡轮增压器的新鲜空气压缩机产生的或能够产生的增压空气质量流不是完全被需要，则增压空气再生操作模式是特别有利的。为了实施增压空气再生操作模式，增压空气质量流从新鲜空气压缩机的高压侧被至少部分地引导到压缩机-涡轮机的高压侧，经由压缩机-涡轮机而膨胀，并且从压缩机-涡轮机的低压侧经由排出管线引入回到新鲜空气供应装置中，其中，马达-发电机被切换成发电机操作模式以便被压缩机-涡轮机驱动，以用于进行能量回收的目的。因此，增压空气质量流到新鲜空气供应装置中的再循环实际上对应于具有置于中间的压缩机-涡轮机的常规超量空气再循环配置。

此处，排气质量流全部被未加利用地经由排气排放管线（20）排放。

因此，增压空气质量流中内燃发动机所不需要的部分，或者整个增压空气质量流以高压力被引导到压缩机-涡轮机，并因此驱动马达-发电机，这进而将所传递的转矩转化成电能，所述电能能够直接地供应到车辆上的另一消耗器或蓄能器。因此，增压装置中的过量能量不是未加利用就释放到周围环境，而是在可能在后续时间点能够被供应以便更适宜的使用。同时，可靠地避免排气涡轮增压器的压缩机喘振的所不期望的操作状态。

在操作方法的另一有利实施例中，提供了另一再生操作模式，其将会在下文中还被称作混合“排气/增压空气再生操作模式”，并且能够在内燃发动机的操作期间作出到该模式的切换。排气/增压空气再生操作模式在如下情况中是特别有利的：当从纯排气再生操作模式出发，需要功率快速下降，并因此出现相当多的过量增压空气质量流并且存在排气涡轮增压器进入压缩机喘振的操作状态的风险时。为了实施排气/增压空气再生操作模式，增压空气质量流从新鲜空气压缩机的高压侧被至少部分地引导到压缩机-涡轮机的高压侧，并且同时，排气质量流的至少一部分从排气道被分流，并且被引导到压缩机-涡轮机的高压侧。以这种方式，形成排气和增压空气的混合质量流，混合质量流经过压缩机-涡轮机而膨胀，并且混合质量流从压缩机-涡轮机的低压侧经由排出管线被排出（到内燃发动机的排气道），或者被引入到新鲜空气供应装置。此处，马达-发电机被切换成发电机操作模式以便被压缩机-涡轮机驱动，以用于进行能量回收的目的。

根据本发明的增压装置的及其对应的操作方法的优点特别地在于如下事实：取决于内燃发动机在增强操作模式中或在再生操作模式中的一个中的操作情况，是如下情况：第一，使转矩以及因此旋转速度的快速提高成为可能，而同时避免了“涡轮迟滞”，以及第二，在相反情况中，即在功率过量或功率快速下降的情况中，排气质量流的或增压空气质量流的过量能量不必未加利用就被浪费，而是能够变得可被利用。

附图说明

下面，将会基于附图更加详细地讨论依照本申请的基本方案的本发明的特别有利的示例性实施例和改进方案，不过本发明的主题并不局限于这些示例并且特别是这些示例中所呈现的特征的组合，附图采用简化的示意性示图的形式。

附图中：

图1示出了根据本发明的增压装置的第一示例性实施例，该增压装置与内燃发动机相结合，处于增强操作模式；

图2示出了根据本发明的增压装置的示例性实施例，该增压装置具有与图1相比不同的阀装置，处于增强操作模式；

图3示出了根据本发明的基本上依照图2的增压装置的示例性实施例，但是该增压装置处于排气再生操作模式；

图4示出了根据本发明的依照图3的增压装置的示例性实施例，但是该增压装置处于标准操作模式；

图5示出了根据本发明的依照图3的增压装置的示例性实施例，但是该增压装置处于增压空气再生操作模式；

图6示出了根据本发明的依照图3的增压装置的示例性实施例，但是该增压装置处于排气/增压空气再生操作模式。

在所有附图中，相同的附图标记指示相同功能或命名的项目。

具体实施方式

图1中的本发明的示例性实施例以示意性的简化示图示出了内燃发动机1，在这种情况中，内燃发动机1被示意性地示出为直列四汽缸往复活塞式发动机，其具有布置在进气侧9上的进气道2并且具有布置在排气侧19上的排气道3。还示出了排气涡轮增压器4和所谓的再生增压器12，排气涡轮增压器4具有在排气道3中的排气涡轮机5和在进气道2中的新鲜空气压缩机6，再生增压器12具有压缩机-涡轮机13和机电式马达-发电机14。

排气道3包括排气歧管19a、排气涡轮机5、以及排气催化转化器21、碳烟颗粒过滤器22和消音器23，排气歧管19a在排气侧19上连接到内燃发动机1，排气涡轮机5在其高压侧HD上借助于排气排放管线20连接到排气歧管19a并且其延续到排气涡轮机5的低压侧ND，排气催化转化器21、碳烟颗粒过滤器22和消音器23沿着排气排放管线20布置。从内燃发动机1排放的排气质量流24（加黑箭头所示）从排气歧管19a并从排气排放管线20经由排气涡轮机5并通过排气催化转化器21、碳烟颗粒过滤器22和消音器23排放到周围环境中。

进气道2包括增压空气歧管9a、排气涡轮增压器4的新鲜空气压缩机6、以及增压空气供给管线8，增压空气歧管9a在进气侧9上连接到内燃发动机1，增压空气供给管线8在一侧处经由节流瓣阀10连接到增压空气岐管9a，并且增压空气供给管线8在另一侧处连接到新鲜空气压缩机6的高压侧HD。此外，进气道2包括新鲜空气供应装置7，新鲜空气供应装置7具有新鲜空气供应管线7a和新鲜空气过滤器装置7b；新鲜空气供应管线7a在一侧处连接到新鲜空气压缩机6的低压侧ND并且在另一侧处连接到新鲜空气过滤器装置7b。同样地，分配到进气道2的是再生增压器12，再生增压器12具有压缩机-涡轮机13和联接到压缩机-涡轮机13的马达-发电机14。压缩机-涡轮机13的低压侧ND经由低压分支管线11a在第一增压空气分支点8a处连接到增压空气供给管线8。此外，排出管线16在低压分支点11c处连接到低压分支管线11a，低压分支点11c在压缩机涡轮机14的低压侧ND和第一增压空气分支点8a之间。

存在高压分支管线11b连接到压缩机-涡轮机13的高压侧HD，高压分支管线11b进而在第二增压空气分支点8b处连接到增压空气供给管线8，在增压空气质量流26中，第二增压空气分支点8b在第一增压空气分支点8a的下游。

此外，排气再循环管线30在低压分支点11c处连接到高压分支管线11b，低压分支点11c在压缩机-涡轮机13的高压侧HD和第二增压空气分支点8b之间，排气再循环管线进而借助于其另一端在排气分支点20a处连接到排气排放管线20，排气分支点20a在排气涡轮机5的低压侧ND和排气催化转化器之间。

在增压空气质量流26中，在第一增压空气分支点8a的上游和第二增压空气分支点的下游的增压空气供给管线8中分别布置了一个增压空气冷却器。此外，排气冷却器32布置在排气再循环管线30中。

此外，用于控制增压空气质量流26和排气质量流24的多个阀装置15a-15f布置在上述管线连接8、11a、11b、20和30中。

第一阀装置15a布置在第一增压空气分支点8a和低压分支点11c之间的低压分支管线11a中，并且第二阀装置15b布置在高压分支点11d和第二增压空气分支点8b之间的高压分支管线11b中。第三阀装置15c布置在排气再循环管线30中。在增压空气供给管线8中，另一阀装置15d布置在第一和第二增压空气分支点8a、8b之间，并且另一阀装置15e布置在低压分支点11c和排出管线16之间。在排气质量流24中，另一阀装置15f（在本文中也被称作排气分支阀15f）在排气分支点20a的下游布置在排气排放管线20中。

所述阀装置15a-15f原则上可以全部采用简单的切断阀（Sperrventil）的形式，切断阀可呈现出两种状态“切断”或“打开”。使用所述类型的阀实施方式和阀布置，使得在以下操作模式之间切换成为可能，所述操作模式为增强操作模式、排气再生操作模式、标准操作模式、增压空气再生操作模式和排气增压空气再生操作模式。在过渡操作模式的情况中，仅一部分排气质量流24或增压空气质量流26经由压缩机-涡轮机13被引导以用于进行能量再生目的，过渡操作模式因此是不可能的。然而，如在图1中以斜向箭头示意性地示出的，如果第二阀装置15b是比例阀15b，则从纯标准操作模式中的切断阀位置出发，可以通过以任意期望的阀中间位置而调节成的部分打开状态将可变的一部分增压空气质量流26引导到压缩机-涡轮机。这同样应用到排气排放管线20中的排气分支阀15f，借助于此，可通过以任意期望的阀中间位置而调节成的部分关闭状态将可变的一部分排气质量流24经由排气再循环管线30引导到压缩机-涡轮机。

依照图1的增压装置的实施例此处具有如下优点：可利用机械和控制方面特别简单并且可以实现坚固且低廉的构造的阀装置。

图1示出了具有依照增强操作模式的阀位置的增压装置的示例性实施例，其当被负载的快速增加需要时或者如果要求内燃发动机的旋转速度的快速增加时得以设置。

此处，第一和第二阀装置15a、15b并且因此低压分支管线11a的以及高压分支管线11b的通路被完全打开，其中，同时，排气再循环管线30中的第三阀装置15c以及增压空气供给管线8中的和排出管线16中的另外的阀装置15d和15e被关闭。同时，排气排放管线20中的排气分支阀15f被完全打开。

因此，在图1中所示的增强操作模式中，从第一增压空气分支点8a到压缩机-涡轮机13的低压侧ND的通路被打开，并且到排出管线16的通路被切断。同时，从高压分支管线11b到增压空气供给管线8的通路被打开，并且增压空气供给管线8的在第一和第二增压空气分支点8a、8b之间的通路以及排气再循环管线30的通路被切断。同时，马达-发电机14已切换到马达操作模式（只有“发电机”的标识已被划掉）。

因此，在增强操作模式下，如在图1中以三重箭头所示出的新鲜空气质量流25经由新鲜空气过滤器装置7b和新鲜空气供应管线7a被吸入。在排气涡轮增压器4的新鲜空气压缩机6中，新鲜空气质量流25被压缩，并且在新鲜空气压缩机6的高压侧HD上以升高的压力被泵入增压空气供给管线8。在新鲜空气压缩机6的高压侧HD上所排放的空气质量流于是在本文的上下文中被称作增压空气质量流26，其意图指示升高的压力水平。

增压空气质量流26从新鲜空气压缩机6的高压侧HD被引导到压缩机-涡轮机13的低压侧ND，增压空气质量流26进一步被所述压缩机-涡轮机压缩，然后从压缩机-涡轮机13的高压侧HD被引导回到增压空气供给管线8中并被引导到内燃发动机1的进气侧9。马达-发电机14在马达操作模式中驱动压缩机-涡轮机13，以用于提高增压空气供给管线8中的压力的目的。

图2中所示的增压装置的实施例与图1中的实施例的不同之处仅在于阀装置的实施例和布置，并且区别之处在于如下事实：第一阀装置15a、第二阀装置15b、第三阀装置15c以及排气排放管线20中的排气分支阀15f各自被设计为切换阀15a、15b、15c和15f，由此可省略另外的阀装置15d和15e。此外，第二阀装置15b和排气分支阀15f被设计为比例阀15b、15f（由斜向箭头表示），由此使得部分切换成为可能，并且因此使得排气质量流24的和增压空气质量流26的分配也成为可能。然而，如果在每种情况中操作模式之间的完全切换就足够了，则不是强制需要使用比例阀。

此处，第一阀装置15a布置在低压分支点11c处，其中，在处于图2中所示出的从第一增压空气分支点8a到压缩机-涡轮机13的低压侧ND的通路被打开的一阀位置时，到排出管线16的通路被切断；以及，在处于从第一增压空气分支点8a到压缩机-涡轮机13的低压侧ND的通路被切断的另一阀位置时（图2中未示出），从压缩机-涡轮机13的低压侧ND到排出管线16的通路被打开（参见图3）。

第二阀装置15b布置在第二增压空气分支点8b处，其中，在处于增压空气供给管线8到内燃发动机1进气侧9的并且到高压分支管线11b的通路被切断的一阀位置时，从高压分支管线11b到内燃发动机1的进气侧9的通路被打开（如图2中所示出的）；以及，在处于增压空气供给管线8到内燃发动机1的进气侧9的通路被打开的另一阀位置时，从增压空气供给管线8到高压分支管线11b的通路被切断（如图3中所示）；以及，在处于增压空气供给管线8的从新鲜空气压缩机6的高压侧HD到高压分支管线11b的通路被打开的另一阀位置时，增压空气供给管线8到内燃发动机1的进气侧9的通路被切断（如图5中所示）。如果第二阀装置15b采取比例阀15b的形式，如在图2中以斜向箭头所指示的，则还可以设置阀的中间位置，在使得增压空气供给管线8到高压分支管线11b的通路被部分地打开的所述阀的中间位置中，增压空气供给管线8到内燃发动机1的进气侧9的通路以相同的程度被部分地切断，以便在内燃发动机1的进气侧9和压缩机-涡轮机13之间分配增压空气质量流26。

第三阀装置15c布置在高压分支管线11b的高压分支点11d处，其中，在处于从排气再循环管线30到高压分支管线11b的通路被切断的一阀位置时，从压缩机-涡轮机13的高压侧HD到第二增压空气分支点8b的通路被打开（如图2和图5中所示出的）。在处于从排气再循环管线30到压缩机-涡轮机13的高压侧HD的通路被打开的另一阀位置时，从排气再循环管线30到第二增压空气分支点8b的通路被切断（如图3和4所示出的）。最后，在处于另一阀位置时，从排气再循环管线30到压缩机-涡轮机13的高压侧HD的通路以及从第二增压空气分支点8b到压缩机-涡轮机13的高压侧HD的通路均被打开（如图6中所示出的）。

排气分支阀15f布置在排气排放管线20的排气分支点20a处，并且排气分支阀15f采用比例阀15f的形式，如在图2中以斜向箭头所指示的，其中，在图2中，在从排气排放管线20到排气再循环管线30的通路被切断的情况中，排气排放管线20的在排气分支点20a的下游的通路被完全打开。

然而，作为比例阀的实施例还允许排气分支阀15f的中间位置，其中，在从排气排放管线20到排气再循环管线30的通路被至少部分地打开的情况中，排气排放管线20的在排气分支点20a的下游的通路被至少部分地切断，以便将一部分排气质量流24分流到排气再循环管线30中。

此处，依照图2的增压装置的实施例具有如下优点：减少了所需要的机械部件的数量，并且因此也减小了对于增压装置而言所需要的结构空间。

图3示出了如图2的增压装置的构造和布置。然而，此处相比图2，压缩机-涡轮机13以象征性指示的方式被装备有固定或可变涡轮几何结构13a，也就是说，在压缩机-涡轮机13的壳体中被装备有固定或可变（也就是说可移动）导向叶片装置13a。这特别是在可移动导向叶片装置13a的情况下具有如下优点：压缩机-涡轮机13处的流入，特别是流入角度，或者排出质量流的流出可以以取决于再生增压器的操作模式、马达操作模式或者发电机操作模式的方式并且因此取决于增压空气质量流或排气质量流的流入方向而分别得到优化。

此外，在图3中，借助于虚线另外地指示出低压分支点11c处的自由管线端部。这构成替代的排出管线16，其允许排出质量流27被排出到周围环境中，而不是被供给到新鲜空气供应装置中。然而，这借助于如沿流动方向观察在用于排气后处理的部件的上游的到排气道3的连接来便利地实现，排气后处理部件例如排气催化转化器21和碳烟颗粒过滤器22。因此确保用于再生目的而被分流的排气不会在未加处理的情况下就被排出到周围环境中，并且确保可符合对于排气值的法律要求。为了清晰起见，在附图中未示出所述排出质量流27进入排气道3的再循环。

此外，图3示出了对应于第一再生操作模式的阀装置15a、15b、15c和15f的设置，为了更好地区分，第一再生操作模式在下文中也被称作“排气再生操作模式”。为了实施排气再生操作模式，低压分支点11c处的第一切换阀15a被设置成使得：在从第一增压空气分支点8a到压缩机-涡轮机13的低压侧ND的通路被切断的情况中，从压缩机-涡轮机13的低压侧ND到排出管线16的通路被打开，其中，在第二增压空气分支点8b处的第二切换阀15b被设置成使得：在增压空气供给管线8到内燃发动机1的进气侧9的通路被打开的情况中，从增压空气供给管线8到高压分支管线11b的通路被切断。此外，第三切换阀15c被设置成使得：在高压分支管线11b到增压空气供给管线8的通路被切断的情况下，从排气再循环管线30到高压分支管线1b的通路被打开。最后，排气分支阀15f被设置成使得：在从排气排放管线20到排气再循环管线30的通路被至少部分地打开的情况下，排气排放管线20的在排气分支点20a的下游的通路被至少部分地切断。

以这种方式，为了实施排气再生操作模式，增压空气质量流26从新鲜空气压缩机6的高压侧HD经由增压空气供给管线8被直接地引导至内燃发动机进气侧9，并且同时，排气质量流24的至少一部分从排气道3被分流并且被引导到压缩机-涡轮机13的高压侧HD，并且经过压缩机-涡轮机而膨胀。随后，排出质量流24作为排出质量流27从压缩机-涡轮机13的低压侧ND经由排出管线16被排出到排气道3中，或者被引导到新鲜空气供应装置7中。此处，马达-发电机14被切换成发电机操作模式，在发电机操作模式中，马达-发电机14被压缩机-涡轮机13驱动，以用于进行能量回收的目的，并且产生电能，所产生的电能可被供给到对应的蓄能器中，例如由内燃发动机驱动的车辆的电池或者蓄能电容器（两者均未被示出），在这里，可供车辆上多种目的来使用。

图4进而示出了依照图3的相同的增压装置的布置，其中，不同之处在于，阀装置15a、15b、15c和15f被示出为处于对应于所谓的标准操作模式的设置。此处第一切换阀15a的、第二切换阀15b的和第三切换阀15c的设置各自对应于排气再生操作模式中的各自的设置（参见图3和相关联的描述），只有排气分支阀15f被设置成使得从排气排放管线20到排气再循环管线30的通路被切断。

因此，在标准操作模式中，图4中由三重箭头示出的新鲜空气质量流25经由新鲜空气过滤器装置7b和新鲜空气供应管线7a被吸入。在排气涡轮增压器4的新鲜空气压缩机6中，新鲜空气质量流25被压缩，并且，在新鲜空气压缩机6的高压侧HD上，所述新鲜空气质量流以升高的压力被泵入增压空气供给管线8并经由至少部分打开的节流瓣阀10和增压空气岐管9a被泵入内燃发动机1的汽缸。在新鲜空气压缩机6的高压侧HD上被排放的空气质量流于是在本文的上下文中被称为增压空气质量流26，其意图指示升高的压力水平。

排气质量流24全部被未加利用地经由排气排放管线20排放，并且再生增压器12的马达-发电机14被切换成中性状态，中性状态在图4中以如下事实来指示：“马达”标识和“发电机”标识两者均被划去。

从标准操作模式出发，可容易地作出到排气再生操作模式的切换，因为，借助于排气分支阀15f，到排气再循环管线30的通路被至少部分地打开，并且同时，排气排放管线20的在排气分支点20a的下游的通路被至少部分切断。

图5进而示出了依照图3的相同的增压装置的布置。然而，阀装置15a、15b、15c和15f的设置对应于另一再生操作模式，其也可被称作纯“增压空气再生操作模式”。

此处，低压分支管线11a的低压分支点11c处的第一切换阀15a被设置成使得：在从第一增压空气分支点8a到压缩机-涡轮机13的低压侧ND的通路被切断的情况中，从压缩机-涡轮机13的低压侧ND到排出管线16的通路被打开。同时，第二增压空气分支点8b处的第二切换阀15b被设置成使得：在增压空气供给管线8到高压分支管线11b的通路被至少部分地打开或被完全打开的情况中，增压空气供给管线8到内燃发动机1的进气侧9的通路被至少部分地切断或者被完全切断。此处，排气分支阀15f保持与标准操作模式中相同的设置，从排气排放管线20到排气再循环管线30的通路保持切断，并且再生增压器12的马达-发电机14被切换成发电机操作模式。

根据所描述的阀设置，因此是如下情况：为了实施图5中所示出的增压空气再生操作模式，增压空气质量流26从新鲜空气压缩机6的高压侧HD被至少部分地引导到压缩机-涡轮机13的高压侧HD，经过压缩机-涡轮机13而膨胀，并且从压缩机-涡轮机13的低压侧ND经由排出管线16被优选地引导到新鲜空气供应装置7中。此处，马达-发电机14被切换成发电机操作模式，以便被压缩机-涡轮机13驱动，以用于进行能量回收的目的（“马达”标识已被划去）。此处，排气质量流24未被再生增压器12利用，并且全部被经由排气排放管线20排放。

在使用比例阀15b的情况中，可以逐渐地执行，不然仅以部分调节的方式来执行所述打开，以便精确地分流内燃发动机目前所不需要的那部分增压空气质量流26。

因此，通过阀装置15a、15b和15c的对应的阀设置，可切换增压空气质量流26经过压缩机-涡轮机13的流动方向。

最后，图6基本上以与图3-5中相同的增压装置的布置为基础示出了对应于另一再生操作模式的阀装置15a、15b、15c和15f的设置，所述另一再生操作模式也被称作混合“增压空气/排气再生操作模式”。此处，第一切换阀15a被设置成使得：在处于从第一增压空气分支点8a到压缩机-涡轮机13的低压侧ND的通路被切断的一阀位置时，从压缩机-涡轮机13的低压侧ND到排出管线16的通路被打开。相比之下，第二切换阀15b如在增压空气再生操作模式中那样设置（参见图5），其中，增压空气供给管线8到高压分支管线11b的通路被至少部分地打开或被完全地打开，增压空气供给管线8到内燃发动机1的进气侧9的通路被至少部分地切断或被完全地切断。第三切换阀15c在该情况中被设置成使得从高压分支管线11b到增压空气供给管线8的通路以及从排气再循环管线30到高压分支管线11b的通路两者均被打开。同时，排气分支阀15f被设置成使得：在从排气排放管线20到排气再循环管线30的通路被至少部分地打开的情况下，排气排放管线20的在排气分支点20a的下游的通路被至少部分地切断。相比图1-5所示出的，排气再循环管线30连接在排气排放管线20的排气分支点20a中，所述排气分支点置于排气涡轮增压器4的排气涡轮机5的高压侧HD上。因此，排气分支阀15f可以以如同常规废气旁通阀的方式来操作，其中，此处，排气质量流不是简单地被引导通过排气涡轮机5并回到排气排放管线20中，而是出于再生目的被引导经过再生增压器12的压缩机-涡轮机13。这特别是在增压空气/排气再生操作模式中是有利的，因为经再循环的排气处于相对高的压力水平并且可因此与同样处于升高的压力水平的增压空气质量流更容易地合并。

因而，为了实施增压空气/排气再生操作模式，增压空气质量流26从新鲜空气压缩机6的高压侧HD被至少部分地引导到压缩机-涡轮机13的高压侧HD，并且同时，排气质量流24的至少一部分在排气道3中的排气涡轮机5的上游被分流，并且同样被引导到压缩机-涡轮机13的高压侧HD，由此形成排气和增压空气的混合质量流，所述混合质量流经过压缩机-涡轮机而膨胀，并且所述混合质量流可从压缩机-涡轮机13的低压侧ND经由排气道经由排出管线16被排出或被引导到新鲜空气供应装置7中。此处，再生增压器12的马达-发电机14被切换成发电机操作模式以便被压缩机-涡轮机13驱动，以用于进行能量回收的目的。

如已提到的，示出在图1-6中的增压装置具有两个增压空气冷却器17，在增压空气质量流26中，两个增压空气冷却器17布置在增压空气供给管线8中的两个不同位置处。一个增压空气冷却器17布置在新鲜空气压缩机6的高压侧HD和第一增压空气分支点8a之间，并且第二增压空气冷却器17布置在第二增压空气分支点8b和节流瓣阀10之间。这有利地产生用于标准操作模式和增强操作模式的两级增压空气冷却，并且在排气再生操作模式中，已冷却的增压空气质量流26被引导到压缩机-涡轮机13。因此不需要用于升高的操作温度的压缩机-涡轮机13的昂贵设计。

此外，借助于布置在排气再循环管线30中的排气冷却器32，在排气再生操作模式中或在增压空气/排气再生操作模式中，出于再生目的而被分流的排气质量流24还在被引导经过压缩机-涡轮机13之前被冷却。因此，不需要用于升高的操作温度的压缩机-涡轮机13的昂贵设计。

再次简要总结，本发明因此涉及用于内燃发动机的一种增压装置以及一种用于所述增压装置的操作方法。此处，增压装置具有排气涡轮增压器和再生增压器，其中，再生增压器具有压缩机-涡轮机和联接到压缩机-涡轮机的机电式马达-发电机。此处，借助于管线连接和阀装置，压缩机-涡轮机能够在其低压侧上在排气涡轮增压器的新鲜空气压缩机的下游连接到增压空气供给管线，并且在其高压侧上连接到增压空气供给管线和排气道两者。借助于阀装置和马达-发电机，所述再生增压器12可至少在增强操作模式和再生操作模式之间切换，其中，所述再生增压器第一能够在增强操作模式下以作为压缩机被马达-发电机驱动的方式来操作以便提高增压空气供应管线中的压力，或者第二能够以作为涡轮机被增压空气质量流的和/或排气质量流的至少分别一部分驱动的方式来操作以便借助马达-发电机进行能量回收。

Claims (16)

1.一种用于内燃发动机（1）的增压装置，所述内燃发动机（1）具有进气侧（9）以及具有排气侧（19），并且具有布置在所述进气侧（9）上的进气道（2）以及具有布置在所述排气侧上的排气道（3），所述增压装置具有：

- 排气涡轮增压器（4），所述排气涡轮增压器（4）具有排气涡轮机（5）和新鲜空气压缩机（6），所述排气涡轮机（5）布置在所述排气道（3）中，所述新鲜空气压缩机（6）具有低压侧（ND）和高压侧（HD），所述新鲜空气压缩机（6）布置在所述进气道（2）中；

- 新鲜空气供应装置（7），所述新鲜空气压缩机（6）在其低压侧（ND）上连接到所述新鲜空气供应装置（7），以及

- 增压空气供给管线（8），所述增压空气供给管线（8）将所述新鲜空气压缩机（6）的高压侧（HD）连接到所述内燃发动机（1）的进气侧，以用于引导由所述新鲜空气压缩机（6）产生的增压空气质量流（26）的目的，

其特征在于：

- 所述增压装置具有再生增压器（12），所述再生增压器（12）具有压缩机-涡轮机（13）并且所述再生增压器（12）具有机电式马达-发电机（14），所述压缩机-涡轮机（13）具有高压侧（HD）和低压侧（ND），所述机电式马达-发电机（14）联接到所述压缩机-涡轮机，并且在于：

- 所述压缩机-涡轮机（13）借助于管线连接（11a、11b、11e）和阀装置（15a-15e）一方面在其低压侧（ND）上联接到所述增压空气供给管线（8）和排出管线（16）两者，并且另一方面在其高压侧（HD）上联接到所述增压空气供给管线（8）和所述排气道（3）中的排气排放管线（20），以使得：

所述再生增压器（12）能够取决于所述阀装置（15a-15e）的设置以如下方式来操作：至少第一，在增强操作模式中，以作为压缩机被所述马达-发电机（14）驱动的方式来操作以便提高所述增压空气供给管线（8）中的所述增压空气质量流（26）的压力；并且第二，在再生操作模式中，以作为涡轮机被所述增压空气质量流（26）的至少一部分和/或被排气质量流（24）的至少一部分驱动的方式来操作以便借助于所述马达-发电机（14）来进行能量回收。

2.如权利要求1所述的增压装置，

- 其特征在于，所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND）经由低压分支管线（11a）和第一阀装置（15a）在第一增压空气分支点（8a）处连接到所述增压空气供给管线（8）；并且

- 其特征在于，所述压缩机-涡轮机（13）的高压侧（HD）经由高压分支管线（11b）和第二阀装置（15b）在第二增压空气分支点（8b）处连接到所述增压空气供给管线（8），所述第二增压空气分支点（8b）在所述第一增压空气分支点（8a）的下游；并且

- 其特征在于，所述低压分支管线（11a）在低压分支点（11c）处经由所述第一阀装置（15a）或另一阀装置（15e）连接到排出管线（16）；并且

- 其特征在于，所述高压分支管线（11b）在高压分支点（11d）处经由排气再循环管线（30）和至少一个第三阀装置（15c）在排气分支点（20a）处连接到所述排气道（3）中的排气排放管线（20），

其中，所述增压空气供给管线（8）能够借助于所述第二阀装置（15b）或至少一个另外的阀装置（15d）在所述第一增压空气分支点（8a）和所述第二增压空气分支点（8b）之间被切断。

3.如权利要求2所述的增压装置，其特征在于，所述第一阀装置（15a）是切换阀（15a），其布置在所述低压分支点（11c）处，其中：

- 在处于所述第一增压空气分支点（8a）到所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND）的通路被切断的一阀位置时，从所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND）到所述排出管线（16）的通路被打开，并且，

- 在处于从所述第一增压空气分支点（8a）到所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND）的通路被打开的另一阀位置时，到所述排出管线（16）的通路被切断。

4.如权利要求2或3所述的增压装置，其特征在于，所述第二阀装置（15b）是切换阀（15b），其布置在所述第二增压空气分支点（8b）处，其中：

- 在处于所述增压空气供给管线（8）到所述内燃发动机（1）的进气侧（9）以及到所述高压分支管线（11b）的通路被切断的一阀位置时，从所述高压分支管线（11b）到所述内燃发动机（1）的进气侧（9）的通路被打开，并且

- 在处于所述增压空气供给管线（8）到所述内燃发动机（1）的进气侧（9）的通路被打开的另一阀位置时，从所述增压空气供给管线（8）到所述高压分支管线（11b）的通路被切断，并且

- 在处于所述增压空气供给管线（8）到所述高压分支管线（11b）的通路被至少部分地打开或被完全地打开的另一阀位置时，所述增压空气供给管线（8）到所述内燃发动机（1）的进气侧（9）的通路被至少部分地切断或被完全地切断。

5.如权利要求2或3所述的增压装置，其特征在于，所述第三阀装置（15c）是切换阀（15c），其布置在所述高压分支点（11d）处，其中：

- 在处于所述高压分支管线（11b）到所述增压空气供给管线（8）的通路被打开的一阀位置时，从所述排气再循环管线（30）到所述高压分支管线（11b）的通路被切断，并且

- 在处于所述高压分支管线（11b）到所述增压空气供给管线（8）的通路被切断的另一阀位置时，从所述排气再循环管线（30）到所述高压分支管线（11b）的通路被打开，并且

- 在处于另一阀位置时，从所述高压分支管线（11b）到所述增压空气供给管线（8）的通路以及从所述排气再循环管线（30）到所述高压分支管线（11b）的通路均被打开。

6.如权利要求2或3所述的增压装置，其特征在于，另外的阀装置（15f）布置在所述排气分支点（20a）处，其中，在从所述排气排放管线（20）到所述排气再循环管线（30）的通路被至少部分地打开的情况中，所述排气排放管线（20）的在所述排气分支点（20a）的下游的通路被至少部分地切断。

7.如权利要求1-3中的任一项所述的增压装置，其特征在于，所述排出管线（16）连接到所述新鲜空气供应装置（7）以便排出质量流（27）再循环进入所述新鲜空气供应装置（7）。

8.如权利要求1-3中的任一项所述的增压装置，其特征在于，在所述增压空气质量流（26）中，一个或多个增压空气冷却器（17）在所述压缩机-涡轮机（13）的上游或下游布置在所述增压空气供给管线（8）中的一个或多个位置处。

9.如权利要求1-3中的任一项所述的增压装置，其特征在于，在所述排气质量流（24）中，一个或多个排气冷却器（32）布置在所述排气再循环管线（30）中的一个或多个位置处。

10.如权利要求1-3中的任一项所述的增压装置，其特征在于，所述再生增压器（12）的所述压缩机-涡轮机（13）具有压缩机-涡轮机壳体，其具有布置在所述压缩机-涡轮机壳体内的固定或可变导向叶片装置（13a），以便优化所述增压空气质量流（26）的和/或所述排气质量流（24）的流出行为或流入行为。

11.一种用于如权利要求1-10中的任一项所述的内燃发动机（1）的增压装置的操作方法，其特征在于，所述增压装置在操作期间能够以取决于所述内燃发动机（1）的操作行为的方式并借助于所述管线连接（11a-11d、30）、阀装置（15a-15f）以及所述再生增压器（12）的马达-发电机（14）至少在增强操作模式和第一再生操作模式之间切换。

12.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，所述增压装置能够另外地被切换成标准操作模式以及被切换成另一不同的再生操作模式。

13.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，所述阀装置（15a-15f）和所述再生增压器（12）分别被如下设置：

- 被设置成使得：为了实施所述增强操作模式，所述增压空气质量流（26）从所述新鲜空气压缩机（6）的高压侧（HD）被引导到所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND），进一步被所述压缩机-涡轮机（13）压缩，并且以升高的压力从所述压缩机-涡轮机（13）的高压侧（HD）被引导回到所述增压空气供给管线（8）中并被引导到所述内燃发动机（1）的进气侧（9），并且所述马达-发电机（14）被切换成马达模式以便驱动所述压缩机-涡轮机（13），以用于提高所述增压空气供给管线（8）中的压力的目的；以及

- 被设置成使得：为了实施所述第一再生操作模式，所述增压空气质量流（26）从所述新鲜空气压缩机（6）的高压侧（HD）经由所述增压空气供给管线（8）被直接地引导到所述内燃发动机的进气侧（9），并且同时，排气质量流（24）从所述排气道被分流并被引导到所述压缩机-涡轮机（13）的高压侧（HD），并且经过所述压缩机-涡轮机（13）而膨胀并从所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND）经由排出管线（16）经由所述排气道（3）被排出或者被引导到所述新鲜空气供应装置（7）中，

其中，所述马达-发电机（14）被切换成发电机操作模式以便被所述压缩机-涡轮机（13）驱动，以用于进行能量回收的目的。

14.如权利要求12所述的操作方法，其特征在于，所述阀装置（15a-15f）和所述再生增压器（12）分别被如下设置：

- 被设置成使得：为了实施所述标准操作模式，所述增压空气质量流（26）从所述新鲜空气压缩机（6）的高压侧（HD）经由所述增压空气供给管线（8）被直接地引导到所述内燃发动机的进气侧（9），并且所述再生增压器（12）的马达-发电机（14）被切换成中性状态，其中，所述排气质量流（24）全部被未加利用地经由排气排放管线（20）排放。

15.如权利要求12所述的操作方法，其特征在于，所述阀装置（15a-15f）和所述再生增压器（12）分别被如下设置：

- 被设置成使得：为了实施另一再生操作模式，所述增压空气质量流（26）从所述新鲜空气压缩机（6）的高压侧（HD）被至少部分地引导到所述压缩机-涡轮机（13）的高压侧（HD），经过所述压缩机-涡轮机而膨胀，并且从所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND）经由排出管线（16）被引入回到所述新鲜空气供应装置（7）中，并且所述马达-发电机（14）被切换成发电机操作模式以便被所述压缩机-涡轮机（13）驱动，以用于进行能量回收的目的，

其中，所述排气质量流（24）全部被未加利用地经由排气排放管线（20）排放。

16.如权利要求12所述的操作方法，其特征在于，所述阀装置（15a-15f）和所述再生增压器（12）分别被如下设置：

- 被设置成使得：为了实施另一再生操作模式，所述增压空气质量流（26）从所述新鲜空气压缩机（6）的高压侧（HD）被至少部分地引导到所述压缩机-涡轮机（13）的高压侧（HD），并且同时，所述排气质量流（24）的至少一部分从所述排气道被分流并被引导到所述压缩机-涡轮机（13）的高压侧（HD），由此形成排气和增压空气的混合质量流，所述排气和增压空气的混合质量流经过所述压缩机-涡轮机而膨胀，并且从所述压缩机-涡轮机（13）的低压侧（ND）经由排出管线（16）经由所述排气道（3）被排出或者被引导到所述新鲜空气供应装置（7）中，

其中，所述马达-发电机（14）被切换成发电机操作模式以便被所述压缩机-涡轮机（13）驱动，以用于进行能量回收的目的。