DE102004057397A1

DE102004057397A1 - Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine

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Publication number: DE102004057397A1
Application number: DE102004057397A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Günther; Alexander Dipl.-Ing. Kaiser (BA); Berthold Dr. Keppeler; Detlef Dipl.-Chem. Scharr
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-11-27
Filing date: 2004-11-27
Publication date: 2006-06-08
Also published as: WO2006056393A1

Abstract

Es ist bekannt, Abgasturbolader mit einem so genannten Waste-Gate-Ventil auszustatten, um bedarfsweise die Turbine zu umgehen. DOLLAR A Es wird ein Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, der einen in einem Ansaugtrakt (4) der Brennkraftmaschine (1) eingebrachten Verdichter (2) und eine in einem Abgasstrang (5) der Brennkraftmaschine (1) eingebrachte Turbine (3) aufweist. Zum Antrieb des Verdichters (2) über die Turbine (3) ist der Verdichter (2) und die Turbine (3) über eine gemeinsame Welle (8) drehfest miteinander verbunden. Die Turbine (3) ist von einem Bypass (12) umgangen, in welchem ein Ventil (10) vorgesehen ist, das eine Offenstellung oder eine Schließstellung einnehmen kann und in der Offenstellung eine Umgehung der Abgase um die Turbine (3) herum im Bypass (12) ermöglicht, welches dann weiter in eine der Turbine (3) nachgeschaltete Abgasreinigungsanlage (25) strömt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Verdichter (2) einen von der Turbine (3) unabhängigen Antrieb (14, 15) aufweist, welcher im Kaltstartbetrieb der Brennkraftmaschine (1) zur Aufrechterhaltung der Verdichtung im Ansaugtrakt (4) aktiviert ist, wobei das Ventil (10) in einer Offenstellung ein Umgehen der Abgase um die Turbine (3) herum in dem Bypass (12) zur Abgasreinigungseinrichtung (25) ermöglicht. Damit ist es möglich, auch in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine eine Verdichtung der von der Brennkraftmaschine (1) angesaugten Luft aufrechtzuerhalten. DOLLAR A Der ...It is known to provide the exhaust gas turbocharger with a so-called waste gate valve to bypass the turbine as needed. DOLLAR A An exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine is proposed which has a compressor (2) introduced into an intake tract (4) of the internal combustion engine (1) and a turbine (3) introduced into an exhaust gas train (5) of the internal combustion engine (1). To drive the compressor (2) via the turbine (3), the compressor (2) and the turbine (3) via a common shaft (8) rotatably connected to each other. The turbine (3) is bypassed by a bypass (12) in which a valve (10) is provided which can assume an open position or a closed position and in the open position, a bypass of the exhaust gases around the turbine (3) in the bypass ( 12), which then flows further into one of the turbine (3) downstream exhaust gas purification system (25). According to the invention, it is now provided that the compressor (2) has a drive (14, 15) which is independent of the turbine (3) and is activated during cold start operation of the internal combustion engine (1) to maintain the compression in the intake tract (4), the valve (10) in an open position bypassing the exhaust gases around the turbine (3) around in the bypass (12) to the exhaust gas cleaning device (25) allows. This makes it possible, even in the cold start phase of the internal combustion engine to maintain a compression of the intake from the internal combustion engine (1) air. DOLLAR A The ...

Description

Die Erfindung geht aus von einem Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6.The The invention is based on an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine the genus of claim 1 or claim 6.

Es ist bereits ein Abgasturbolader bekannt (Publication-No. JP 2003254051 A , Application-No. 2002058839), dessen Turbine mittels eines Bypasses umgangen werden kann. In dem Bypass ist ein Ladedruck-Regelventil, ein sogenanntes Waste-Gate-Ventil, angeordnet, welches den Bypass öffnen oder schließen kann. In Offenstellung des Waste-Gate-Ventils erfolgt eine Umgehung der Turbine des Abgasturboladers, wobei das Abgas direkt in eine der Turbine nachgeschaltete Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere Katalysator, strömen kann. Derartige Waste-Gate-Ventile sind bekannt, um den Abgasturbolader durch bypassieren des Abgases um die Turbine herum bei hohen Abgasmengen zu schützen. Es ist aber auch bekannt, das Waste-Gate-Ventil in einem Kaltstartbetrieb der Brennkraftmaschine zu öffnen, um so eine Temperaturerniedrigung des Abgases durch eine ansonsten stattfindende Expansion in der Turbine zu vermeiden. Damit lässt sich in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine ein relativ hohes Temperaturniveau des Abgases erhalten, welches in einem nachgeschalteten Katalysator zu einem schnelleren Anspringen führt. Durch die Umgehung der Turbine mittels des Waste-Gate-Ventils ergibt sich jedoch, dass kein Betrieb des von der Turbine angetriebenen Verdichters mehr erfolgt. In der kritischen Kaltstartphase der Brennkraftmaschine ist so keine entsprechende Druckerhöhung der angesaugten Luft möglich. Dies hat eine nicht optimale Betriebsweise der Brennkraftmaschine zur Folge, welche neben einem erhöhten Kraftstoffverbrauch auch erhöhte Kohlenwasserstoffemissionen im Abgas bewirkt. Des Weiteren ist das dynamische Verhalten des Abgasturboladers nicht optimal, so dass der Fahrkomfort ebenfalls beeinträchtigt wird.It is already known an exhaust gas turbocharger (Publication-No. JP 2003254051 A , Application-No. 2002058839), whose turbine can be bypassed by means of a bypass. In the bypass, a boost pressure control valve, a so-called waste gate valve is arranged, which can open or close the bypass. In the open position of the wastegate valve, a bypass of the turbine of the exhaust gas turbocharger takes place, wherein the exhaust gas can flow directly into an exhaust gas purification device downstream of the turbine, in particular a catalytic converter. Such waste gate valves are known to protect the exhaust gas turbocharger by bypassing the exhaust gas around the turbine at high amounts of exhaust gas. However, it is also known to open the wastegate valve in a cold start operation of the internal combustion engine, so as to avoid a decrease in temperature of the exhaust gas by an otherwise occurring expansion in the turbine. This makes it possible to obtain a relatively high temperature level of the exhaust gas in the cold start phase of the internal combustion engine, which leads to a faster startup in a downstream catalytic converter. By bypassing the turbine by means of the waste gate valve, however, it follows that no operation of the compressor driven by the turbine takes place more. In the critical cold start phase of the internal combustion engine so no corresponding increase in pressure of the intake air is possible. This results in a non-optimal operation of the internal combustion engine result, which also causes increased hydrocarbon emissions in the exhaust gas in addition to increased fuel consumption. Furthermore, the dynamic behavior of the exhaust gas turbocharger is not optimal, so that the ride comfort is also impaired.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Der erfindungsgemäße Abgasturbolader mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6 hat demgegenüber den Vorteil, dass neben der Erzielung einer hohen Abgastemperatur im Betriebsbereich der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine auch eine Verdichtung der angesaugten Luft der Brennkraftmaschine gewährleistet wird. Dies führt zu einer optimalen Betriebsweise der Brennkraftmaschine in der kritischen Kaltstartphase, wodurch neben einem verringerten Kraftstoffverbrauch auch verringerte Kohlenwasserstoffemissionen im Abgas die Folge sind. Des Weiteren erfolgt die Erhöhung der Abgastemperatur in verbrauchsgünstiger Weise im Vergleich zu herkömmlichen Aufheizmaßnahmen für das Abgas. Vorteilhafterweise wird dabei auch das dynamische Verhalten des Abgasturboladers verbessert, so dass auch der Fahrkomfort in der kritischen Kaltstartphase und auch in der nachfolgenden Warmlaufphase der Brennkraftmaschine verbessert ist.Of the Exhaust gas turbocharger according to the invention with the characterizing features of claim 1 and claim 6 has in contrast the advantage that in addition to achieving a high exhaust gas temperature in the operating range of the cold start phase of the internal combustion engine as well ensures a compression of the intake air of the internal combustion engine becomes. this leads to to an optimal operation of the internal combustion engine in the critical Cold start phase, which in addition to reduced fuel consumption also reduced hydrocarbon emissions in the exhaust gas the result are. Furthermore, the increase of the exhaust gas temperature in more fuel-efficient Way compared to conventional heating period for the Exhaust. Advantageously, this is also the dynamic behavior the exhaust gas turbocharger improved, so that the ride comfort in the critical cold start phase and also in the subsequent warm-up phase the internal combustion engine is improved.

Besonders vorteilhaft ist gemäß Anspruch 6 das Vorsehen eines zweiten, separat angetriebenen Verdichters, wodurch neben der Aufrechterhaltung der Verdichtung in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine auch die Durchführung einer zweistufigen Aufladung der angesaugten Verbrennungsluft in den anderen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine möglich ist.Especially is advantageous according to claim 6 the provision of a second, separately driven compressor, which in addition to maintaining compression in the cold start phase the internal combustion engine and the implementation of a two-stage charge the intake of combustion air in the other operating areas the internal combustion engine possible is.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 angegebenen Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments and improvements of the claim 1 or claim 6 specified exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine possible.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine in schematisch vereinfachter Funktionsdarstellung, 1 a first inventive embodiment of the exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine in a schematically simplified functional representation,

2 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine in schematisch vereinfachter Funktionsdarstellung und 2 a second inventive embodiment of the exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine in a schematically simplified functional representation and

3 ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine in schematisch vereinfachter Funktionsdarstellung. 3 a third inventive embodiment of the exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine in a schematically simplified functional representation.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine 1 gezeigt, der über einen Verdichter 2 und eine Turbine 3 verfügt. Der Verdichter 2 und die Turbine 3 sind drehfest über eine Welle 8 miteinander verbunden. Bei der Brennkraftmaschine 1 kann es sich um eine Otto-Brennkraftmaschine oder um eine Diesel-Brennkraftmaschine handeln. Die Turbine 3 treibt in bekannter Weise über die Welle 8 den Verdichter 2 an. Der Verdichter 2 fördert Ansaugluft aus einem nicht näher dargestellten Luftfilter in einen Ansaugtrakt 4 der Brennkraftmaschine 1. Der Betrieb der Turbine 3 erfolgt bekanntermaßen über die Abgase der Brennkraftmaschine 1, welche aus einem Abgasstrang 5 der Brennkraftmaschine 1 der Turbine 3 zugeführt werden.In 1 is a first embodiment of an exhaust gas turbocharger according to the invention for an internal combustion engine 1 shown over a compressor 2 and a turbine 3 features. The compressor 2 and the turbine 3 are rotatable about a shaft 8th connected with each other. In the internal combustion engine 1 it may be an Otto internal combustion engine or a diesel internal combustion engine. The turbine 3 drives in a known way on the shaft 8th the compressor 2 at. The compressor 2 promotes intake air from an air filter not shown in an intake 4 the internal combustion engine 1 , The operation of the turbine 3 As is known, via the exhaust gases of the internal combustion engine 1 , which from an exhaust line 5 the internal combustion engine 1 the turbine 3 be supplied.

Zum Umgehen der Abgase um die Turbine 3 herum, ist ein Bypass 12 im Abgasstrang 5 vorgesehen, in welchem ein Ventil, ein sogenanntes Waste-Gate-Ventil 10, eingebracht ist. Derartige Ventile dienen zur Ladedruckregelung, in dem sie die in die Turbine 3 eintretende bzw. um die Turbine 3 herumgeführte Abgasmenge durch mehr oder weniger öffnen bzw. schließen des Bypasses 12 steuern können, wodurch sich ein entsprechender Betrieb des Verdichters 2 einstellt. In einer Offenstellung des Waste-Gate-Ventils 10 ist der Bypass 12 geöffnet, so dass die Abgase der Brennkraftmaschine 1 aus dem Abgasstrang 5 unter Umgehung der Turbine 3 direkt in eine stromab der Turbine 3 vorgesehene Abgasreinigungseinrichtung 25, insbesondere einem Katalysator, strömen können. Derartige Waste-Gate-Ventile 10 dienen neben der Ladedruckregelung auch dem Schutz der Turbine. Sie werden beispielsweise geöffnet, wenn ein Überangebot an Abgas vorliegt, das zu einem Überdrehen der Turbine führen könnte.To bypass the exhaust gases around the turbine 3 around, is a bypass 12 in the exhaust system 5 provided, in which a valve, a so-called waste gate valve 10 , is introduced. Such valves are used for boost pressure control, in which they are in the turbine 3 entering or around the turbine 3 guided exhaust gas through more or less open or close the bypass 12 can control, resulting in appropriate operation of the compressor 2 established. In an open position of the waste gate valve 10 is the bypass 12 open, leaving the exhaust of the internal combustion engine 1 from the exhaust system 5 bypassing the turbine 3 directly into a turbine downstream 3 provided exhaust gas purification device 25 , in particular a catalyst, can flow. Such wastegate valves 10 Serve in addition to the boost pressure control and the protection of the turbine. They are opened, for example, if there is an oversupply of exhaust gas that could lead to overspeeding of the turbine.

Es ist nun vorgesehen, auch in der Kaltstartphase und ggf. kurzzeitig auch in der nachfolgenden Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 1 die Turbine 3 zu umgehen, wozu hierzu das Waste-Gate-Ventil 10 in seine Offenstellung gebracht wird. Damit wird die Turbine 3 außer Funktion gestellt und das Abgas gelangt ohne eine Expansion in der Turbine 3 direkt in den Katalysator 25. Damit ergibt sich eine hohe Abgastemperatur, da eine Temperaturerniedrigung durch die Expansion der Abgase in der Turbine 3 nicht erfolgt. Dies führt zu einem schnelleren Anspringen des Katalysators 25. Weitere, nicht näher dargestellte emissionsmindernde Maßnahmen die auf einer Zudosierung eines zusätzlichen Reduktionsmittels im Abgas, wie z. B. eine wässrige Harnstofflösung, sind in ihrer Funktionalität auf eine Mindesttemperatur im Abgas angewiesen. Durch Umgehen der Turbine 3 im Kaltstart können diese Maßnahmen eingesetzt werden, da die Mindestabgastemperatur schnell erreicht wird.It is now provided, even in the cold start phase and possibly also briefly in the subsequent warm-up phase of the internal combustion engine 1 the turbine 3 to work around, including the Waste Gate valve 10 is brought into its open position. This turns the turbine 3 put out of action and the exhaust gas passes without an expansion in the turbine 3 directly into the catalyst 25 , This results in a high exhaust gas temperature, since a decrease in temperature due to the expansion of the exhaust gases in the turbine 3 not happened. This leads to a faster onset of the catalyst 25 , Further, not shown in detail emission-reducing measures on a metered addition of an additional reducing agent in the exhaust gas, such. As an aqueous urea solution, are dependent in their functionality on a minimum temperature in the exhaust gas. By bypassing the turbine 3 In cold start these measures can be used because the minimum exhaust gas temperature is reached quickly.

Bei Umgehung der Turbine 3 erfolgt kein Antrieb des mit der Turbine 3 gekoppelten Verdichters 2. Um die Aufladung der von der Brennkraftmaschine 1 angesaugten Luft in diesem Zustand dennoch gewährleisten zu können, ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, den Verdichter 2 über einen zusätzlichen Antrieb 14 anzutreiben. Dieser Antrieb kann, wie in 1 angedeutet, als elektrischer Antrieb 14 ausgestaltet sein, welcher beispielsweise direkt auf eine nicht näher dargestellte Verdichterwelle des Verdichters 2 wirkt. Der elektrische Antrieb 14 kann beispielsweise über eine Kupplung 16 an den Verdichter 2 bzw. dessen Verdichterwelle angekoppelt werden.When bypassing the turbine 3 There is no drive with the turbine 3 coupled compressor 2 , To charge the engine 1 Nevertheless, to ensure sucked air in this state, is now provided according to the invention, the compressor 2 via an additional drive 14 drive. This drive can, as in 1 indicated as electric drive 14 be configured, for example, directly to a compressor shaft not shown in detail of the compressor 2 acts. The electric drive 14 can for example via a clutch 16 to the compressor 2 or its compressor shaft are coupled.

Zum Betrieb des elektrisch angetriebenen Verdichters 2 muss die elektrische Energie innermotorisch, zum Beispiel über einen Generator der Brennkraftmaschine 1 zur Verfügung gestellt werden. Dies hat eine Lasterhöhung für die Brennkraftmaschine 1 zur Folge, die wiederum zu einer zusätzlichen Temperaturerhöhung im Abgas führt. Diese zusätzliche Abgastemperaturerhöhung ist in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 erwünscht, da sie aufgrund der Erhöhung der Abgastemperatur zu einer verbesserten Wirkung des Katalysators 25 bzw. zu einem schnelleren Anspringen desselben führt. Die Abgastemperaturerhöhung kann noch verstärkt werden, indem andere, nicht näher dargestellte, weitere elektrische Verbraucher der Brennkraftmaschine bzw. eines Kraftfahrzeugs zugeschaltet werden. Beispielsweise können hierzu die elektrischen Heizeinrichtungen einer nicht näher dargestellten Harnstoff-Dosiereinrichtung für die Abgasreinigungseinrichtung 25 Verwendung finden.For operation of the electrically driven compressor 2 the electrical energy must be within the engine, for example via a generator of the internal combustion engine 1 to provide. This has a load increase for the internal combustion engine 1 As a result, which in turn leads to an additional increase in temperature in the exhaust gas. This additional exhaust gas temperature increase is in the cold start phase of the internal combustion engine 1 because they increase the exhaust gas temperature to an improved effect of the catalyst 25 or leads to a faster start of the same. The exhaust gas temperature increase can be further enhanced by other, not shown, further electrical consumers of the internal combustion engine or of a motor vehicle are switched on. For example, for this purpose, the electric heaters of a not shown urea metering device for the exhaust gas purification device 25 Find use.

Nach der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 in der nachfolgenden Warmlaufphase, wird das Waste-Gate-Ventil 10 in seine Schließstellung bzw. Ladedruck-Regelstellung gebracht, so dass die Abgase im Wesentlichen wieder über die Turbine 3 zum Katalysator 25 gelangen. In diesem Zustand bei von Abgas beaufschlagter Turbine 3 erfolgt ein herkömmlicher Antrieb des Verdichters 2 über die Welle 8, so dass es möglich ist, den zusätzlichen Antrieb 14 wieder abzuschalten. Der elektrische Antrieb 14 ist, wie ausgeführt, nur in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen. Möglich ist aber auch, den zusätzlichen elektrischen Antrieb 14 zur kurzfristigen Ladedruckerhöhung im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 1 einzusetzen bzw. kurzzeitig zu aktivieren.After the cold start phase of the internal combustion engine 1 in the subsequent warm-up phase, the wastegate valve becomes 10 brought into its closed position or boost pressure control position, so that the exhaust gases substantially back over the turbine 3 to the catalyst 25 reach. In this state with exhaust gas turbine 3 a conventional drive of the compressor 2 over the wave 8th so that it is possible the additional drive 14 turn off again. The electric drive 14 is, as stated, only in the cold start phase of the internal combustion engine 1 intended. It is also possible, the additional electric drive 14 for short-term boost pressure in normal operation of the internal combustion engine 1 to use or activate for a short time.

Die 2 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Abgasturboladers, der über den zusätzlichen, von der Turbine 3 unabhängigen Antrieb 15 verfügt. Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind dabei mit denselben Bezugszeichen des ersten Ausführungsbeispiels gekennzeichnet. Bei dem Antrieb 15 kann es sich um einen mechanischen Antrieb handeln, beispielsweise in Form einer Kurbelwelle 15, die über die Kupplung 16 an eine nicht näher dargestellte Verdichterwelle des Verdichters 2 angekoppelt wird. Der mechanische Antrieb 15, 16 des Verdichters 2 ist wie im ersten Ausführungsbeispiel auf den Betriebsbereich der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 beschränkt. In der nachfolgenden Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 1 kann der mechanische Antrieb 15 über die Kupplung 16 wieder vom Verdichter 2 abgekoppelt werden. Möglich ist aber auch, den zusätzlichen mechanischen Antrieb 15 zur kurzfristigen Ladedruckerhöhung im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 1 einzusetzen bzw. kurzzeitig zu aktivieren.The 2 shows a second embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention, via the additional, from the turbine 3 independent drive 15 features. The same or equivalent components are identified by the same reference numerals of the first embodiment. At the drive 15 it may be a mechanical drive, for example in the form of a crankshaft 15 that over the clutch 16 to a non-illustrated compressor shaft of the compressor 2 is coupled. The mechanical drive 15 . 16 of the compressor 2 As in the first embodiment, the operating range of the cold start phase of the internal combustion engine 1 limited. In the subsequent warm-up phase of the internal combustion engine 1 can the mechanical drive 15 over the clutch 16 back from the compressor 2 disconnected become. It is also possible, the additional mechanical drive 15 for short-term boost pressure in normal operation of the internal combustion engine 1 to use or activate for a short time.

Die 3 zeigt ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen des ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiels gekennzeichnet worden sind. Anstelle eines zusätzlichen elektrischen oder mechanischen Antriebs des Verdichters 2 ist ein zweiter Verdichter 20 vorgesehen. Der zweite Verdichter 20 ist stromab des ersten Verdichters 2 im Ansaugtrakt 4 der Brennkraftmaschine 1 untergebracht und dient quasi als Ersatz des ersten, in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 antriebslosen Verdichters 2. In der Kaltstartphase erfolgt über das Waste-Gate-Ventil 10 ein Überbrücken der Turbine 3, die daher als Antrieb für den ersten Verdichter 2 ausfällt. Der zweite Verdichter 20 verfügt über einen zweiten Bypass 22, welcher den zweiten Verdichter 20 umgeht. In dem zweiten Bypass 22 ist ein zweites Ventil 30 nach Art des Waste-Gate-Ventils 10 untergebracht, welches in einer Offenstellung den zweiten Bypass 22 öffnet und in einer Schließstellung den zweiten Bypass 22 schließt. In der Offenstellung des zweiten Ventils 30 erfolgt eine Umgehung des zweiten Verdichters 20, der dann wirkungslos ist. Nur in der Schließstellung des zweiten Ventils 30 erfolgt eine Beaufschlagung des zweiten Verdichters 20 mit der über den ersten, in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 nicht aktiven Verdichter 2 her strömenden Luft. Die Beaufschlagung bzw. Schließstellung des zweiten Ventils 30 ist erfindungsgemäß insbesondere in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen.The 3 shows a third embodiment according to the invention, in which the same or equivalent components have been identified by the same reference numerals of the first and second embodiment. Instead of an additional electrical or mechanical drive of the compressor 2 is a second compressor 20 intended. The second compressor 20 is downstream of the first compressor 2 in the intake tract 4 the internal combustion engine 1 housed and serves as a kind of replacement of the first, in the cold start phase of the internal combustion engine 1 non-driven compressor 2 , In the cold start phase via the wastegate valve 10 a bridging of the turbine 3 , therefore, as the drive for the first compressor 2 fails. The second compressor 20 has a second bypass 22 , which is the second compressor 20 bypasses. In the second bypass 22 is a second valve 30 in the manner of the waste gate valve 10 accommodated, which in an open position the second bypass 22 opens and in a closed position the second bypass 22 closes. In the open position of the second valve 30 there is a bypass of the second compressor 20 which is ineffective then. Only in the closed position of the second valve 30 an admission of the second compressor takes place 20 with the over the first, in the cold start phase of the internal combustion engine 1 not active compressors 2 flowing air. The admission or closed position of the second valve 30 is according to the invention in particular in the cold start phase of the internal combustion engine 1 intended.

Zum Antrieb des zweiten Verdichters 20 kann ein in 3 gestrichelt angedeuteter elektrischer Antrieb 14 vorgesehen sein, der wie im ersten Ausführungsbeispiel ggf. über eine Kupplung 16 zuschaltbar ist. Möglich ist aber auch, wie in 3 mit durchgezogener Linie dargestellt ist, den zweiten Verdichter 20 mechanisch anzutreiben, beispielsweise über eine Kurbelwelle 15, die über eine Kupplung 16 dem zweiten Verdichter 20 zuschaltbar ist.To drive the second compressor 20 can an in 3 dashed lines indicated electric drive 14 be provided, which, as in the first embodiment, if necessary, via a coupling 16 is switchable. It is also possible, as in 3 shown by a solid line, the second compressor 20 to drive mechanically, for example via a crankshaft 15 that have a clutch 16 the second compressor 20 is switchable.

Selbstverständlich ist es mit dieser Anordnung auch möglich, außerhalb der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine eine herkömmliche zweistufige Verdichtung der von der Brennkraftmaschine 1 angesaugten Luft durchzuführen. Das zweite Ventil 30 befindet sich dabei in seiner Schließstellung. Der zweite Verdichter 20 verdichtet dann die vom ersten, aktiven Verdichter 2 zugeführte, vorverdichtete Luft weiter, die dann über den Ansaugtrakt 4 in die Brennkraftmaschine 1 gelangt.Of course, it is also possible with this arrangement, outside the cold start phase of the internal combustion engine, a conventional two-stage compression of the internal combustion engine 1 sucked air to perform. The second valve 30 is in its closed position. The second compressor 20 then compresses the from the first, active compressor 2 fed, pre-compressed air on, which then on the intake 4 in the internal combustion engine 1 arrives.

Wie in den 1 bis 3 angedeutet, kann in den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Steuerung des ersten Ventils 10, des zweiten Ventils 30 sowie des elektrischen Antriebs 14 und/oder der Kupplung 16 von einem elektrischen Steuergerät 40 übernommen werden.As in the 1 to 3 indicated, in the described embodiments, the control of the first valve 10 , the second valve 30 and the electric drive 14 and / or the clutch 16 from an electrical control unit 40 be taken over.

Claims

Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine which has a compressor introduced in an intake tract of the internal combustion engine and a turbine introduced in an exhaust line of the internal combustion engine, wherein for driving the compressor via the turbine of the compressor and the turbine are rotatably connected to each other via a common shaft, with a the Turbine bypass, in which a valve is provided, which can take an open position or a closed position and in the open position allows bypassing the exhaust gases around the turbine in the bypass, which then flows further into a turbine downstream exhaust purification device, characterized in that the compressor ( 2 ) one from the turbine ( 3 ) independent drive ( 14 . 15 ), which in the cold start operation of the internal combustion engine ( 1 ) to maintain the compression in the intake tract ( 4 ) is activated, the valve ( 10 ) in an open position bypassing the exhaust gases around the turbine ( 3 ) around in the bypass ( 12 ) to the exhaust gas purification device ( 25 ).

Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the drive is an electric drive ( 14 ).

Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the drive is a mechanical drive ( 15 ).

Exhaust gas turbocharger according to claim 3, characterized in that the mechanical drive in the form of one of the internal combustion engine ( 1 ) driven crankshaft ( 15 ) is designed.

Exhaust gas turbocharger according to claim 2 or 3, characterized in that the drive ( 14 ; 15 ) via a coupling ( 16 ) to the compressor ( 2 ) can be coupled.

Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine having a first compressor introduced into an intake tract of the internal combustion engine and a turbine introduced into an exhaust line of the internal combustion engine, wherein a common shaft is rotatably connected to one another for driving the first compressor via the turbine of the first compressor and the turbine a turbine bypassing the bypass, in which a first valve is provided which can assume an open position or a closed position and in the open position, a bypass of the exhaust gases to the turbine around in the bypass, which then flows further into a turbine downstream exhaust gas purification device, characterized in that the first compressor ( 2 ) a second compressor ( 20 ), which is connected via a second bypass ( 22 ) is bypassable, in which a second valve ( 30 ), wherein in cold start operation of the internal combustion engine ( 1 ) to maintain the compression in the intake tract ( 4 ) the second valve ( 30 ) assumes a closed position and the second compressor ( 20 ) via a drive ( 14 ; 15 ) is operated.

Exhaust gas turbocharger according to claim 6, characterized in that the drive is an electric drive ( 14 ).

Exhaust gas turbocharger according to claim 8, characterized in that the drive is a mechanical drive ( 15 ).

Exhaust gas turbocharger according to claim 6, characterized in that the mechanical drive in the form of one of the internal combustion engine ( 1 ) driven crankshaft ( 15 ) is designed.

Exhaust gas turbocharger according to claim 7 or 8, characterized in that the drive ( 14 ; 15 ) via a coupling ( 16 ) to the second compressor ( 20 ) can be coupled.