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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors
mit zugeordnetem Turbolader, wobei im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors
aus dem Verbrennungsraum stammendes Leckagegas anfällt, das
in den Ansaugtrakt des Verdichters des Turboladers zur erneuten
Zufuhr in den Verbrennungsraum geführt wird.
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Während des
Betriebs eines Verbrennungsmotors, sei es ein Benzin- oder Dieselmotor,
strömt am
Kolben des Motors ein Leckagegas, das sogenannte „Blowby"-Gas, ungewollt vorbei.
Dieses Leckage- oder „Blowby"-Gas sammelt sich
im Kurbelgehäuse
als Gemisch aus Luft, Abgas, Öldampf
und Verunreinigungen an. Um mit zunehmender Gasmenge einen Kurbelgehäuseüberdruck
zu vermeiden, der das Motoröl
aus dem Ölstandsrohr
herausdrücken
würde,
wird das Leckagegas aus dem Kurbelgehäuse abgezogen und einem Ölabscheider
zugeführt,
wo ein beachtlicher Teil der flüssigen Ölbestandteile
abgeschieden und dem Kurbelgehäuse wieder
zugeführt
wird. Das verbleibende Leckagegas wird dann unmittelbar in den Ansaugtrakt
des Verdichters des Turboladers geführt und dort zusammen mit Frischluft
auf das Druckniveau am Einlassventil des Verbrennungsmotors bzw.
Brennraums verdichtet.
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Moderne
aufgeladene Motoren verdichten im Turbolader auf ein derart hohes
Druck- und Temperaturniveau, dass die noch vorhandenen Ölanteile
im Leckagegas, die dort dampfförmig
oder als kleine Tröpfchen
vorliegen, und die aus langkettigen Kohlenwasserstoffmolekülen bestehen,
im Verdichter verkoken. Die Verkokungsprodukte setzen sich an den
Verdichter- oder Diffusorwänden,
insbesondere in den relativ kalten Bereichen, ab bzw. verkoken dort.
Dies führt
bei größerer Fahrleistung
(> 100.000 km) oft
zur Bildung mehrerer Millimeter dicker Koksschichten im Verdichter,
die zwangsläufig
zu Leistungseinbußen
führen.
Insbesondere bei Nutzfahrzeugen, deren Motoren bis zu einer Kilometerleistung
von einer Million und mehr ausgelegt werden, stellt das Verkokungsproblem
eines der größten Turboladerprobleme
dar, das mit relativ großem
Aufwand umgangen werden muss.
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Eine
Möglichkeit,
dem Problem zu begegnen, besteht darin, den Ladedruck und damit
die Ladetemperatur auf ein Niveau zu beschränken, bei dem noch keine signifikante
Verkokung der langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle, die
die Ölanteile
im Leckagegas darstellen, stattfindet. Dies führt jedoch zu dem Nachteil,
dass zum einen das Leistungsvermögen
des Turboladers nicht ausgeschöpft
wird, zum anderen wird das gesamtmotorische Optimum bzw. der mögliche Wirkungsgrad
nicht erreicht, die erreichten Drehmomente liegen unter denen, die
bei optimaler Betriebseinstellung erreicht werden würden, etc.
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Bekannt
ist es ferner, als Motorenöle
nur solche mit verkokungshemmenden Additiven und/oder synthetische Öle zuzulassen.
Zwar kann hierdurch die Verkokung verringert werden, jedoch sind
diese Motoröle,
die über
den gesamten Lebenszyklus des Verbrennungsmotors verwendet werden
müssen, sehr
teuer und dienen allein dem Zweck, die Ölverbrennung der im Leckagegas
enthaltenen Restölbestandteile
ohne Verkokung im Verdichter zu ermöglichen.
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Schließlich ist
es noch bekannt, zweistufige Turbolader mit Zwischenkühlung einzusetzen.
Bei dieser Problemlösung
werden zwei Turbolader mit jeweils geringen Druckverhältnissen
und damit geringen Temperaturanstiegen hintereinander geschaltet und
die Luft zwischen beiden Turboladern gekühlt. Die Verdichtertemperaturen
sind relativ niedrig, sie erreichen nicht die Verkokungstemperatur.
Nachteilig ist jedoch der Einsatz zweier separater Turbolader sowohl
in kostentechnischer Sicht als auch hinsichtlich des benötigten Bauraums.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
das einen weitestgehend verkokungsfreien Betrieb eines Verbrennungsmotors
mit zugeordnetem Turbolader und Leckagegasrückführung über den Verdichter ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieses Problem ist bei dem Verfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Leckagegas vor der Zufuhr in den Verdichter einer Einrichtung
zum Cracken langkettiger, im Leckagegas enthaltener Kohlenwasserstoffmoleküle zugeführt wird,
wo die langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle in Kohlenwasserstoffmoleküle kürzerer Kettenlänge gespaltet
werden, wonach das Leckagegas dem Verdichter zugeführt wird.
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Erfindungsgemäß wird das
Leckagegas vor der Zufuhr in den Verdichter behandelt, so dass die langkettigen
Kohlenwasserstoffmoleküle,
also die noch vorhandenen Ölrückstände, gespalten
werden und im Leckagegas nur noch kurzkettige Kohlenwasserstoffmoleküle, die
nicht verkoken können,
vorliegen. Denn die Verkokungsneigung ist ausschließlich eine
Eigenschaft langkettiger Kohlenwasserstoffmoleküle, wie sie in den Ölbestandteilen
im Leckagegas vorhanden sind. Werden nun die langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle aufgebrochen,
so kann das behandelte Leckagegas ohne weiteres dem Verdichter zugeführt werden,
der mit optimalen Betriebsparametern hinsichtlich Ladedruck und
Ladetemperatur betrieben werden kann, ohne dass eine Verkokungsgefahr
besteht. Diese Spaltung der Kohlenwasserstoffmoleküle wird
mittels einer Einrichtung zum Cracken der Moleküle erreicht, die im Leitungssystem vom
Kurbelgehäuse
des Verbrennungsmotors, aus dem das Leckagegas abgezogen wird, zum
Ansaugtrakt des Verdichters geschaltet ist und grundsätzlich beliebiger
Ausgestaltung sein kann, solange sie die Kettenspaltung ermöglicht.
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Die
erfindungsgemäße Spaltung
der Kohlenwasserstoffatome und damit Vermeidung einer etwaigen Verkokung
im Verdichter durch das Leckagegas bietet eine Reihe von Vorteilen.
Zum einen kann wie beschrieben der Turbolader mit optimalen Betriebsparametern
betrieben werden. Auch können
Motorenöle
unterschiedlichster Art eingesetzt werden, es ist nicht mehr erforderlich,
speziell formulierte Motorenöle
mit verkokungshemmenden Additiven oder ausschließlich synthetische Öle zu verwenden.
Auch kann vorteilhaft die Verwendung zweistufiger Turbolader – so sie
nur aus dem Grund der Verkokungshemmung erfolgte – vermieden
werden.
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Die
Spaltung erfolgt bevorzugt in einem thermischen Crack-Prozess, das
heißt,
die Kettenverkürzung
findet durch thermischen Energieeintrag statt, wobei die Spaltung
auch katalytisch unterstützt
werden kann. Die Temperatur der Crack-Einrichtung bzw. am Reaktionsabschnitt
der Crack-Einrichtung sollte zwischen ca. 100–700°C liegen, wobei die konkrete
Temperatur je nach Art des verwendeten Öls, eines gegebenenfalls enthaltenen
Additivzusatzes und einer gegebenenfalls vorhandenen katalytischen Unterstützung variieren
kann. Am Reaktionsabschnitt findet eine langsame, „kalte" Verbrennung mit vorhandenem
Sauerstoff statt, bei welcher die langen Molekülketten gespalten werden. Diese
Vorverbrennung findet auf niedrigem Kurbelgehäuse-Druckniveau statt. Nach
erfolgter Kettenspaltung findet dann vorteilhaft unabhängig vom
Druck- bzw. Temperaturanstieg im Turbolader keine Verkokung mehr statt.
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Neben
dem Verfahren betrifft die Erfindung ferner einen Verbrennungsmotor
mit zugeordnetem Turbolader, sowie einem Leitungssystem zum Führen von
im Kurbelgehäuse
des Verbrennungsmotors anfallendem Leckagegas in den Verdichter
des Turboladers. Diese erfindungsgemäße Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination zeichnet
sich dadurch aus, dass in dem Leitungssystem eine Einrichtung zum
Cracken langkettiger, im Leckagegas enthaltener Kohlenwasserstoffmoleküle vorgesehen
ist, in der die langkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle vor der
Zufuhr zum Verdichter in Kohlenwasserstoffmoleküle kürzerer Kettenlänge gespaltet
werden.
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Bei
der Crack-Einrichtung kann es sich um jede beliebige Einrichtung
handeln, die imstande ist, die erfindungsgemäß vorgesehene Kettenspaltung
in der gegebenen Verweilzeit des Leckagegas in der Crack-Einrichtung
bzw. in dem erhitzbaren Reaktionsabschnitt, den die bevorzugt einen
thermischen Crack-Prozess ermöglichende
Crack-Einrichtung aufweist, durchzuführen. Diese Einrichtung kann ohne
weiteres in das Leitungssystem integriert werden, sie benötigt sehr
wenig Bauraum und kann hinsichtlich der benötigten Energiezufuhr zum Erhitzen des
Reaktionsabschnitts in unterschiedlichster Weise konzipiert bzw.
ausgeführt
sein, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Wie
beschrieben weist die Crack-Einrichtung bevorzugt einen erhitzbaren
Reaktionsabschnitt auf, in dem die Spaltung erfolgt, wobei in diesem
erhitzbaren Reaktionsabschnitt gegebenenfalls auch ein Katalysator
in Form einer Beschichtung mit einem katalytischen Material oder
der Integration einer katalytischen Matrix aus einem katalytisch
wirkenden Material vorgesehen sein kann. Denkbar ist es aber auch, den
Reaktionsabschnitt selbst insgesamt aus einem katalytisch wirkenden
Material herzustellen, was insbesondere dann einfach ist, wenn der
Reaktionsabschnitt bzw. vorzugsweise die gesamte Crack-Einrichtung
selbst rohrförmig
ausgeführt
ist. Die Crack-Einrichtung kann, je nachdem, wie sie in das Leitungssystem
integriert ist, selbst insgesamt den Reaktionsabschnitt bilden,
wird also vollständig
erhitzt. Denkbar ist es aber auch, dass die Crack-Einrichtung, die
bevorzugt als Rohr ausgeführt
ist, über einen
gewissen Teil ihrer Länge
den Reaktionsabschnitt aufweist. Die konkrete Ausgestaltung richtet sich
letztlich nach den vorhandenen Bauraumbedingungen im Motorraum.
Dabei ist unter dem Begriff „rohrförmig" jedwede Leitungsausgestaltung
zu verstehen, die es ermöglicht,
das Leckagegas seitens der Crackeinrichtung bzw. dem Reaktionsabschnitt zu
führen.
Die Rohrgeometrie kann unterschiedlichst sein, der Reaktionsabschnitt
kann zur Energieaufnahme zum Erhitzen, worauf nachfolgend noch eingegangen
wird, als relativ breites, flaches Rohr ausgeführt sein, oder als geometrisch
größeres, gehäuseartiges
Bauteil, das in seinem Inneren unterschiedlichste Strukturen aufweisen
kann, beispielsweise aus katalytischem Material oder sonstige reaktionsfördernde
Einsätze
wie beispielsweise Strömungsprofile
oder dergleichen, die grundsätzlich
der Verbesserung des Spaltungsprozesses dienen.
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Hinsichtlich
der konkreten Anordnung des Reaktionsabschnitts zur Erhitzung desselben
sind unterschiedlichste Ausgestaltungen denkbar. Nach einer ersten
Erfindungsalternative kann der, gegebenenfalls rohrförmige, Reaktionsabschnitt
entlang eines heißes
Abgas vom Verbrennungsmotor abführenden
Abgasrohrs geführt
oder um das Abgasrohr gewunden sein. Nachdem beim Verbrennungsprozess
im Motor extrem heißes
Abgas anfällt,
das über ein
oder mehrere Abgasrohre geführt
wird, ist eine äußerst einfache
Erhitzung des Reaktionsabschnitts dadurch möglich, die thermische Energie,
die an dem Abgasrohr abgegeben wird, unmittelbar zum Erhitzen des
Reaktionsabschnitts zu nutzen. Hierzu ist der Reak tionsabschnitt
nah benachbart oder direkt am Abgasrohr angeordnet, er kann daran
entlanglaufen, kann aber auch, insbesondere bei rohrförmiger Ausgestaltung
des Reaktionsabschnitts, ein oder mehrfach um das Abgasrohr gewunden
sein. Die Crack-Einrichtung führt
also über
einen Leitungszug zum Abgasrohr, läuft an diesem entlang oder
um dieses ein- oder mehrfach im Bereich des Reaktionsabschnitts
um und wird dann zum Ansaugtrakt des Verdichters geführt.
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Alternativ
zur Nutzung der freiwerdenden thermischen Energie am Abgasrohr ist
es auch denkbar, den, gegebenenfalls rohrförmigen, Reaktionsabschnitt
entlang eines heißes
Abgas von der Turbine des Turboladers abführenden Abgasrohrs zu führen oder
um das Abgasrohr zu winden. Auch an der Turboladerturbine fällt extrem
heißes
Abgas an, am dieses Abgas abführenden
Abgasrohr wird hinreichend thermische Energie frei, die zum Erhitzen
des Reaktionsabschnitts verwendet werden kann. Alternativ zum Führen entlang
oder um das Turbinenabgasrohr ist es auch denkbar, den, gegebenenfalls
rohrförmigen,
Reaktionsabschnitt auch entlang des oder um das oder in dem Gehäuse der
Turbine des Turboladers zu führen.
Auch die Turbine bzw. das Turbinengehäuse wird im Laderbetrieb sehr
heiß,
so dass auch hier die Möglichkeit
besteht, die am Gehäuse abgegebene
thermische Energie zu nutzen. Hierzu bestehen unterschiedliche Möglichkeiten.
Zum einen kann der Reaktionsabschnitt außen am Turbinengehäuse angeordnet
sein, entweder etwas beabstandet unter Nutzung der Strahlungswärme, oder
direkt anliegend, was einen noch besseren Wärmeübergang ermöglicht. Denkbar ist es aber
auch, den Reaktionsabschnitt in das Turbinengehäuse zu führen bzw. dort auszubilden,
wozu die Leckagegasleitung, die den Reaktionsabschnitt bildet, am
Gehäuse
des Turbinengehäuses
integriert sein kann, sie kann sich aber auch im Zwischenraum des
Turbinengehäuses,
sofern dieses doppelwandig ausgeführt ist, befinden. Die direkte
Integration in das Gehäuse
bietet den bestmöglichen
Wärmeübergang.
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Schließlich sieht
eine weitere Erfindungsalternative vor, dem, gegebenenfalls rohrförmigen,
Reaktionsabschnitt eine separate Heizeinrichtung, insbesondere einen
elektrisch betriebenen Heizer oder einen brennstoffbetriebenen Heizer,
zuzuordnen. Hier wird also ein separates Heizmittel vorgesehen, während die
anderen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen die ohnehin abgegebene
thermische Energie, die aus dem Betrieb des Brennkraftmotors oder
des Turboladers resultiert, zur Erhitzung der Crack-Einrichtung
bzw. des Reaktionsabschnitts nutzen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der
Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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2 eine
Prinzipdarstellung einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination einer
zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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3 eine
Prinzipdarstellung einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination einer
dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
und
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4 eine
Prinzipdarstellung einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination einer
vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
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1 zeigt
in Form einer Prinzipdarstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kombination
aus einem Verbrennungsmotor 1 und einem Turbolader 2.
Der Verbrennungsmotor 1, wie alle Teile hier nur in Form
einer Prinzipdarstellung, weist den Zylinderblock 3 mit
den diversen Kolben sowie ein Kurbelgehäuse 4 auf, in dem
sich in bekannter Weise die Kurbelwelle, an der die Pleuelstangen
der Kolben angeordnet sind, befindet, sowie weitere Motorenbauteile.
Der zugeordnete Turbolader 2 ist mit dem Verbrennungsmotor 1 über ein
Abgasrohr 5, das heißes
Abgas aus der Verbrennung des Kraftstoffs führt, verbunden. Das Abgasrohr
führt zur
Turbine 6 des Turboladers 2 und treibt diese an. Von
der Turbine 6 geht ein weiteres Abgasrohr 7 ab, über das
das heiße
Turbinenabgas in bekannter Weise zur Abgasanlage des Fahrzeugs geführt wird.
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Der
Turbolader 2 weist ferner einen Verdichter 8 auf,
in dem Gas verdichtet wird, worauf nachfolgend noch eingegangen
wird, und das über
eine Zufuhrleitung 9 in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors 3 geführt wird.
Der grundsätzliche
Aufbau einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination ist dem Grunde
nach dem Fachmann hinreichend bekannt.
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Im
Betrieb sammelt sich im Kurbelgehäuse 4 ein Leckagegas
an, das aus den Zylinderräumen stammt
und an den Kolben vorbei in das Kurbelgehäuse 4 strömt. Dieses
Leckagegas, häufig
auch „Blowby"-Gas genannt, ist
ein Gemisch aus Luft, Abgas aus der Verbrennung, Öldampf und
sonstigen vorhandenen Verunreinigungen. Zur Vermeidung eines Überdrucks
im Kurbelgehäuse 4,
der zum Herausdrücken
des Motorenöls
führen
würde,
wird das Leckagegas über
eine Leckagegasleitung 10 zu einem Ölabscheider 11 geführt, wo
ein Großteil
der flüssigen Ölbestandteile
des Leckagegas abgezogen und über
die Zufuhrleitung 12 wieder in das Kurbelgehäuse 4 zurückgeführt wird.
Gleichwohl ist das Leckagegas nach wie vor ölhaltig (Öldampf und/oder Öltröpfchen),
enthält
also in beachtlichem Anteil langkettige Kohlenstoffmoleküle, die
sich, würde
das Leckagegas unbehandelt dem Verdichter 8 zugeführt werden,
aufgrund der hohen Temperaturen verkoken und sich insbesondere an
kälteren
Verdichtergehäusewänden unter
Bildung einer starken Koksschicht abscheiden. Um dies zu vermeiden,
ist eine Einrichtung 13 zum Spalten der langkettigen Kohlenstoffmoleküle vorgesehen.
Die Crack-Einrichtung 13 umfasst oder ihr ist zugeordnet
eine Verbindungsleitung 14, die vom Ölabscheider 11 zur
Crack-Einrichtung 13 bzw. zu deren Reaktionsabschnitt 15 führt. Der
Reaktionsabschnitt 15, bevorzugt rohrförmig ausgeführt, ist im gezeigten Beispiel
spiralartig um das Abgasrohr 5 gewunden. Das Abgasrohr 5 transportiert
das heiße
Abgas vom Verbrennungsmotor 1 zum Turbolader 2,
gibt also selber sehr viel Wärme
ab. Diese wird genutzt, um den Reaktionsabschnitt 15 zu
erhitzen. Die Temperatur im Reaktionsabschnitt sollte zwischen 100–700°C betragen,
bevorzugt im oberen Bereich des angegebenen Intervalls liegen. Vom Ausgang
des Reaktionsabschnitts 15 geht eine weitere Leitung 16 ab,
die zum Ansaugtrakt des Verdichters 8 führt, wo das behandelte und
nunmehr lediglich kurzkettige Kohlenstoffmoleküle aufweisende Leckagegas zusammen
mit Frischluft, die über
eine Zufuhrleitung 17 dem Ansaugtrakt zugeführt wird,
verdichtet wird. Die verdichtete Ladeluft wird über die Ladeluftleitung 9 wie
beschrieben dem Verbrennungsmotor 1 gegeben.
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Im
erhitzten Reaktionsabschnitt 15 erfolgt die thermisch induzierte
Spaltung, also das thermische Cracken der langkettigen Kohlenstoffmoleküle in kurzkettige
Moleküle,
die selbständig
nicht mehr verkoken, anders als dies eine Eigenschaft langkettiger
Moleküle
ist. Die Temperatur im Reaktionsabschnitt 15 ist dabei
so gewählt,
dass es zu einer langsamen, „kalten" Vorverbrennung,
eben der beschriebenen Spaltung, kommt, wobei der Crackprozess mit zunehmender
Temperatur schneller erfolgt. Die Länge des gewundenen, mäanderförmig geführten oder sonst
wie geometrisch ausgebildeten Reaktionsabschnitts und damit die
Verweilzeit der zu spaltenden Molekülketten im Reaktionsabschnitt,
und die dort herrschende Reaktionstemperatur sind so zu wählen, dass
eine vollständige
Spaltung der Ketten erreicht wird. Die Nutzung der Abwärme des
Abgasrohres 5 bietet den Vorteil, dass keine separate Heizeinrichtung
zum Erhitzen des Reaktionsabschnitts vonnöten ist. Dieser selbst kann
als einfaches Rohr ausgeführt
und um das Abgasrohr 5 gewunden sein. Denkbar ist es aber
auch, den Reaktionsabschnitt als breiteres Gehäuse mit innenseitig integrierten,
den Gasströmungsweg
beeinflussenden und verlängernden
Strömungspfaden
auszugestalten, so dass die Verweilzeit im Reaktionsabschnitt 15 relativ
groß und ein
vollständiges
Cracken der Kohlenstoffketten möglich
ist. Auch ist es denkbar, den Reaktionsabschnitt 15 nicht
um das Abgasrohr 5 zu winden, sondern entlang diesem zu
führen,
sofern dies der Bauraum zulässt.
Des Weiteren kann im Inneren des Reaktionsabschnitts 15,
gleich wie dieser ausgeführt
ist, ein katalytisch wirkendes Material vorgesehen sein, sei es
als Wandbeschichtung oder als eingebrachte Katalysatormatrix. Daneben
besteht natürlich
auch die Möglichkeit,
den Reaktionsabschnitt 15 selbst aus katalytischem Material
zu bilden. Die Anordnung bzw. Positionierung des Reaktionsabschnitts 15 relativ
zum Abgasrohr 5 wird so gewählt, dass sich der Reaktionsabschnitt
bei erhitztem Abgasrohr 5 auf die gewünschte Crack-Temperatur erwärmt.
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Je
nach Ausgestaltung und den baulichen Gegebenheiten kann die Einrichtung
zum Cracken nur den in 1 in einer gehäuseartigen
Verkleidung 18 angeordne ten Reaktionsabschnitt 15 umfassen. Denkbar
ist es aber auch, die Leitungen 14 und 16 als
feste Bestandteile der Crack-Einrichtung 13 auszuführen, je
nachdem, wie die zur Leckagegasführung
zu überbrückenden
Abstände
zwischen den einzelnen Bauteilen sind. Auch ist die Verwendung der gehäuseartigen
Verkleidung 18 nicht zwingend erforderlich, vielmehr ist
es auch denkbar, den Reaktionsabschnitt 15 freiliegend
am Abgasrohr 5 anzuordnen.
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2 zeigt
eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination. Bei dieser kommen
die gleichen Elemente zum Einsatz, weshalb insoweit auf den grundsätzlichen
Aufbau nicht näher
eingegangen werden braucht.
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Bei
dieser Ausgestaltung befindet sich jedoch die Crack-Einrichtung 13 im
Bereich der Abgasleitung 7, die von der Turbine 6 des
Turboladers 2 abgeht. Auch hier ist der Reaktionsabschnitt 15,
der wiederum über
eine Zuleitung 14 mit dem Ölabscheider 11 gekoppelt
und bevorzugt rohrförmig
ausgeführt
ist, um die heißes
Turbinenabgas abführende Abgasleitung 7 gewunden.
Hier wird also zum Erhitzen des Reaktionsabschnitts 15 die
Abwärme
des Turbinenabgases genutzt. Über
eine Leitung 16 wird das gecrackte Leckagegas wiederum
dem Ansaugtrakt des Verdichters 8 zugeführt, wo es zusammen mit über die
Leitung 17 zugeführter
Frischluft verdichtet und als Ladeluft über die Leitung 9 an
den Verbrennungsmotor 1 gegeben wird. Auch hier kann wiederum
die Crack-Einrichtung 13 nur den Reaktionsabschnitt 15,
gegebenenfalls in dem Gehäuse
aufgenommen bzw. nach außen
gekapselt, umfassen, oder aber von Haus aus mit den entsprechenden
Zuleitungen 14 und 16 gekoppelt sein, die gleichermaßen auch
als separate Leitungsabschnitte mit der Crack-Einrichtung 13 und
den entsprechenden Baugruppen verbunden werden können.
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3 zeigt
eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination. Die verwendeten
Komponenten sind die gleichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen
beschrieben. Hier jedoch ist der Reaktionsabschnitt 15 der
Crack-Einrichtung 13 durch das Gehäuse 19 der Turbine
geführt.
Die Turbine 6 bzw. das Turbinengehäuse 19 wird im Betrieb
sehr heiß, die Abwärme kann
zum Erhitzen des Reaktionsabschnitts 15 genutzt werden.
Die Crack-Einrichtung 15 kann auch hier nur aus dem Reaktionsabschnitt 15, also
einer entsprechenden Leitung, die durch das Gehäuse geführt ist (diese kann entweder
von Haus aus im Gehäuse
eingegossen vorgesehen sein, oder als separate Leitung eingezogen
worden sein) bestehen, wobei an das Gehäuse die entsprechenden Leitungen 14 und 16 über entsprechende
Anschlüsse angeschlossen
sind. Denkbar wäre
es anstelle einer Führung
durch das Turbinengehäuse
auch, den Reaktionsabschnitt 15 außenseitig entlang des Turbinengehäuses 19 zu
führen.
Auch hier erhitzt sich also der Reaktionsabschnitt 15,
in ihm findet die Kettenspaltung statt, so dass das über die
Leitung 16 dem Ansaugtrakt des Verdichters 8 zugeführte gecrackte Leckagegas
weitestgehend oder vollständig
frei von langkettigen Kohlenstoffketten ist.
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Schließlich zeigt 4 eine
vierte erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination. Bei dieser ist der
Crack-Einrichtung 13 bzw. deren Reaktionsabschnitt 15 eine
separat betreibbare Heizeinrichtung 20 zugeordnet, beispielsweise
ein elektrischer Heizer, der z. B. unmittelbar über die Lichtmaschine bestromt
wird, oder ein brennstoffbetriebener Heizer. Hier erfolgt also eine
aktive Erwärmung
des Reaktionsabschnitts über
ein Heizmittel, anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen,
bei denen die Abwärme
einer bestimmten Baugruppe der Verbrennungsmotor-Turbolader-Kombination
genutzt wird. Zwar ist hier eine solche separate Heizeinrichtung 20 zu
verwenden, jedoch bietet dies den Vorteil, dass keine spezifische
Leitungsführung
benötigt wird,
um den Reaktionsabschnitt an das Abgasrohr 5 oder 7 oder
in oder an das Turbinengehäuse 19 zu bringen.
Vielmehr kann der Reaktionsabschnitt 15 bzw. die Crack-Einrichtung 13 an
einer beliebigen Position im Motorraum angeordnet werden, so dass die
Möglichkeit
besteht, kürzeste
Leitungsverbindungen zu wählen.