-
Die
Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Otto-
und/oder einen Dieselmotor, für ein Kraftfahrzeug mit einem
ersten und einem zweiten Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art.
-
Eine
derartige Brennkraftmaschine ist dabei beispielsweise bereits aus
der
DE 10 2005
046 507 A1 als bekannt zu entnehmen und umfasst einen ersten
und einen zweiten Abgasturbolader zum Vorverdichten eines durch
einen Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine führbaren Luftstroms.
Das Laufzeug der beiden Abgasturbolader umfasst jeweils einen Verdichter
im Ansaugtrakt sowie eine drehfest mit dem jeweiligen Verdichter
gekoppelte Abgasturbine in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine.
Die beiden Abgasturbolader sind in Reihe geschaltet, wobei der erste,
motorfern angeordnete Abgasturbolader als groß bauende
Niederdruckstufe und der zweite, motornah angeordnete Abgasturbolader
als klein bauende Hochdruckstufe ausgebildet ist. In Strömungsrichtung
gesehen ist damit im Ansaugtrakt der Verdichter des ersten dem Verdichter
des zweiten vorgelagert, wohingegen im Abgastrakt die Abgasturbine
des ersten der Abgasturbine des zweiten Abgasturboladers nachgelagert
ist. Zur Begrenzung des Ladedrucks umfasst die Brennkraftmaschine
zusätzlich eine elektronische Ladedruckregelung.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine der eingangs
genannten Art zu schaffen, welche einen verbesserten Gesamtwirkungsgrad
ermöglicht.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Eine
Brennkraftmaschine, welche einen verbesserten Gesamtwirkungsgrad
ermöglicht, ist erfindungsgemäß dadurch
geschaffen, dass im Ansaugtrakt eine Schaltvorrichtung vorgesehen
ist, welche zwischen einem Zweistufigkeitsbetriebsmodus, in welchem
der Luftstrom seriell durch den Verdichter des ersten und den Verdichter
des zweiten Abgasturboladers führbar ist, und einem Registerbetriebsmodus,
in welchem der Luftstrom parallel durch die Verdichter des ersten
und des zweiten Abgasturboladers führbar ist, zu schalten
ist. Mit anderen Worten ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, mittels
welcher zwischen seriell geschalteten Verdichtern und parallel geschalteten
Verdichtern umgeschaltet werden kann, so dass das Aufladesystem
der Brennkraftmaschine wahlweise als zweistufiges oder als Register-Aufladesystem
genutzt werden kann. Dies ermöglicht eine signifikante
Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads sowie eine deutlich erhöhte
Variabilität zur Steigerung der Motordurchsatzfähigkeit der
beiden Verdichter. Der Registerbetriebsmodus ist beispielsweise
bei als Ottomotor ausgebildeten Brennkraftmaschinen von Vorteil,
da diese vergleichsweise hohe Drehzahlen ermöglichen und
entsprechend hohe Durchsatzspreizungen erfordern, welche jedoch
bei ein- oder zweistufigen Aufladesystemen nur durch Zugeständnisse
beim Momentenmaximum der Brennkraftmaschine möglich sind.
Umgekehrt ist im Bereich eines Momentenmaximums der Brennkraftmaschine
weiterhin eine zweistufige Aufladung im Zweistufigkeitsbetriebsmodus
möglich, so dass aufgrund der dadurch ermöglichten
hohen Ladedrücke entsprechend hohe spezifische Leistungen
der Brennkraftmaschine erzielbar sind. Dies führt aufgrund
des verbesserten Gesamtwirkungsgrads zu entsprechenden Senkungen
des Kraftstoffverbrauchs sowie der Abgasemissionen der Brennkraftmaschine.
Zudem werden die Leistungsbereitstellungseigenschaften der Brennkraftmaschine
aufgrund der optimalen Anpassbarkeit des Betriebsmodus an die jeweilige
Betriebssituation erheblich verbessert. Die mittels der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung erhöhte Variabilität der Motordurchsatzfähigkeit
ermöglicht die genannten Verbesserungen hinsichtlich Gesamtwirkungsgrad,
Kraftstoffverbrauch, Abgasemissionswerten und Ansprechverhalten
bzw. Leistungsbereitstellung jedoch ebenso bei als Dieselmotor ausgebildeten
Brennkraftmaschinen. Alternativ oder zusätzlich ist aufgrund
der Effizienzsteigerung ein sogenanntes "Downsizing" der Brennkraftmaschine
möglich, welche mit anderen Worten kleiner und leichter
ausgebildet werden kann.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Schaltvorrichtung zum Empfangen von Steuersignalen mit
einer Motorsteuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine gekoppelt
und in Abhängigkeit der Steuersignale zu schalten ist.
Dies erlaubt ein optimal an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine
anpassbares Schalten der Schaltvorrichtung zwischen dem Zweistufigkeits-
und dem Registerbetriebsmodus unter Berücksichtigung aller
relevanten Betriebsparameterwerte der Brennkraftmaschine.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der erste Abgasturbolader als Niederdruckstufe und der zweite
Abgasturbolader als Hochdruckstufe ausgebildet ist. Dies ermöglicht
eine Minimierung des sog. Turbolochs, da der zweite, kleiner bauende
Abgasturbolader aufgrund seiner geringeren Massenträgheit schnell
hochdreht und daher für niedrige Drehzahlen der Brennkraftmaschine
verwendet werden kann. Ab einer bestimmten Drehzahl steht auch für
den größer bauenden, ersten Abgasturbolader genügend
Luftmasse und Druck zur Verfügung, so dass das für
höhere Drehzahlen benötigte hohe Luftvolumen bereitgestellt
werden kann. Die beiden Abgasturbolader können somit optimal
auf unterschiedliche Drehzahlbereiche der Brennkraftmaschine abgestimmt
werden. Zur Vermeidung von zu hohen Ladedrücken oder Drehzahlen
der Abgasturbolader können entsprechende, dem Fachmann
geläufige Ladedruckregelsysteme vorgesehen sein.
-
Dabei
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass im Abgastrakt die Abgasturbine
des zweiten Abgasturboladers stromauf der Abgasturbine des ersten Abgasturbolader
angeordnet ist. Dadurch kann das unter hohem Druck stehende Abgas
zum Antrieb der kleiner bauenden Abgasturbine des zweiten Abgasturboladers
verwendet werden, so dass aufgrund der geringen Massenträgheit
des Laufzeugs ein spontanes Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine
sichergestellt wird.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im
Abgastrakt eine Ventileinrichtung vorgesehen, mittels welcher eine
jeweilige Leistungsaufnahme der Abgasturbinen des ersten und des zweiten
Abgasturboladers stufenlos einzustellen ist. Da im Zweistufigkeitsbetriebsmodus
der engste Querschnitt der hintereinandergeschalteten Verdichter,
im Registerbetriebsmodus jedoch die Summe der engsten Querschnitte
beider Verdichter die maximale Durchsatzfähigkeit bestimmt,
wird mit Hilfe einer derartigen Ventileinrichtung insbesondere beim
Umschalten zwischen dem Zweistufigkeits- und dem Registerbetriebsmodus
sichergestellt, dass die beiden mit den Abgasturbinen gekoppelten
Verdichter mit dem jeweils erforderlichen Druckniveau betrieben werden.
Eine derartige Ventileinrichtung sowie ihre vorteilhafte Anordnung
im Bereich der Abgasturbine des ersten Abgasturboladers ist bereits
in der
DE 10 2005
046 507 A1 beschrieben, deren Inhalt explizit als mitumfasst
zu betrachten ist. Die Dosierung der Leistungsaufnahme der beiden
Verdichter kann somit über die jeweiligen Abgasturbinen
mit einer Anordnung eines Drallventils an der Abgasturbine des ersten
Abgasturboladers erfolgen, welche vorteilhafterweise für
eine Druckgefälleaufteilung der beiden Abgasturbinen entsprechend
dem Registerbetriebsmodus einzustellen ist. Das variable Drallventil
erlaubt hierbei die stufenlose Aufteilung des Gesamtdruckgefälles
in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus der Schaltvorrichtung.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Schaltvorrichtung eine Drehschiebereinrichtung umfasst.
Drehschiebereinrichtungen stellen eine konstruktiv einfache und
robuste Verstelleinheit dar und bieten verschiedene Vorteile wie
geringer Platzbedarf, rasche Schließ- und Umschaltmöglichkeit,
geringe Strömungsverluste sowie eine einfache Ausbildung
als Mehrwegehahn.
-
Dabei
hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass die Drehschiebereinrichtung über
eine erste, den Verdichter des ersten Abgasturboladers überbrückende
Leitung mit dem Ansaugtrakt, über eine zweite Leitung mit
dem Verdichter des ersten Abgasturboladers, über eine dritte
Leitung mit dem Verdichter des zweiten Abgasturboladers und über eine
vierte, den Verdichter des zweiten Abgasturboladers überbrückende
Leitung mit dem Ansaugtrakt gekoppelt ist. Dies ermöglicht
eine konstruktiv einfache und bauraumsparende Ausgestaltung der Schaltvorrichtung
und eine entsprechend einfaches und schnelles Umschalten zwischen
dem Zweistufigkeits- und dem Registerbetriebsmodus.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Leitung ein Rückschlagventil umfasst, mittels
welchem ein Durchgang des Luftstroms durch die erste Leitung entgegen
einer vorgegebenen Strömungsrichtung des Ansaugtrakts zu
verunmöglichen ist. Dieses Rückschlagventil stellt
somit eine konstruktiv einfache Möglichkeit zur Aufrechterhaltung
der vorgegebenen Strömungsrichtung von einem Luftfilter
zur Brennkraftmaschine dar. Zudem kann mit Hilfe des Rückschlagventils
sichergestellt werden, dass der Verdichter des zweiten Abgasturboladers
erst nach Erreichen eines Betriebszustands zugeschaltet wird, in
welchem er das Druckniveau des Verdichters des ersten Turboladers
selbsttätig abstützen kann.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die zweite Leitung einen Ladeluftkühler umfasst, mittels
welchem eine Temperatur des mittels des Verdichters des ersten Abgasturboladers
vorverdichteten Luftstroms zu senken ist. Dadurch kann die vom Verdichter
des ersten Abgasturboladers erhitzte Luft im Zweistufigkeitsbetriebsmodus
abgekühlt werden, bevor sie durch den Verdichter des zweiten
Abgasturboladers weiter vorverdichtet wird. Die dadurch erhöhte
Luftmasse ermöglicht das Einspritzen einer entsprechend
größeren Kraftstoffmenge in der Brennkraftmaschine,
wodurch deren Leistung entsprechend gesteigert wird. Entsprechendes
gilt auch für den Registerbetriebsmodus, wobei hier ein
oder mehrere zusätzliche, den beiden Abgasturboladern nachgeschaltete
Ladeluftkühler vorgesehen sein können, um auch
die vom Verdichter des zweiten Abgasturboladers verdichtete Luft
vorteilhaft abkühlen zu können.
-
Ein
weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass mittels der Drehschiebereinrichtung
im Zweistufigkeitsbetriebsmodus nur die zweite und die dritte Leitung
bzw. im Registerbetriebsmodus die erste und die dritte Leitung sowie
die zweite und die vierte Leitung miteinander gekoppelt sind. Dies
ermöglicht in Kombination mit einer Drehschiebereinrichtung
ein simultanes Öffnen und Schließen der verschiedenen Leitungen,
so dass sehr schnelle Schaltzeiten beim Umschalten zwischen dem
Zweistufigkeits- und dem Registerbetriebsmodus sichergestellt sind.
-
Dabei
hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass die Drehschiebereinrichtung
drei konzentrisch gelagerte Drehventileinheiten umfasst, wobei mittels
der ersten Drehventileinheit die zweite und die dritte Leitung,
mittels der zweiten Drehventileinheit die erste und die dritte Leitung
und mittels der dritten Drehventileinheit die zweite und die vierte
Leitung miteinander koppelbar sind. Durch die konzentrische Lagerung
der Drehventileinheiten kann das Umschalten zwischen dem Zweistufigkeits-
und dem Registerbetriebsmodus durch einfaches Verdrehen der Lagerachse
durchgeführt werden.
-
Dabei
wird in weiterer Ausgestaltung eine besonders bauraumsparende Anordnung
der Leitungen dadurch ermöglicht, dass die erste Drehventileinheit
als 180°-Ventil und/oder die zweite Drehventileinheit als
90°-Ventil und/oder die dritte Drehventileinheit als 90°-Ventil
ausgebildet ist bzw. sind.
-
Um
eine zuverlässige Abdichtung der Strömungsbereiche
innerhalb der einzelnen Leitungen sicherzustellen, hat es sich in
weiterer Ausgestaltung als vorteilhaft gezeigt, dass die drei Drehventileinheiten
insbesondere mittels zugeordneter Kolbenringe gegeneinander abgedichtet
sind.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich anhand der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen,
in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen
Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
und einer Schaltvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
-
2 eine
schematische seitliche Schnittansicht einer Drehschiebereinrichtung
der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung;
-
3a eine
schematische Aufsicht einer ersten Drehventileinheit der Drehschiebereinrichtung entlang
der in 2 gezeigten Schnittebene A-A, wobei die Schaltvorrichtung
in einen Zweistufigkeitsbetriebsmodus geschaltet ist;
-
3b eine
schematische Aufsicht einer zweiten Drehventileinheit der Drehschiebereinrichtung
entlang der in 2 gezeigten Schnittebene B-B, wobei
die Schaltvorrichtung in den Zweistufigkeitsbetriebsmodus geschaltet
ist;
-
3c eine
schematische Aufsicht einer dritten Drehventileinheit der Drehschiebereinrichtung entlang
der in 2 gezeigten Schnittebene C-C, wobei die Schaltvorrichtung
in den Zweistufigkeitsbetriebsmodus geschaltet ist;
-
4a eine
schematische Aufsicht der ersten Drehventileinheit der Drehschiebereinrichtung entlang
der in 2 gezeigten Schnittebene A-A, wobei die Schaltvorrichtung
in einen Registerbetriebsmodus geschaltet ist;
-
4b eine
schematische Aufsicht der zweiten Drehventileinheit der Drehschiebereinrichtung entlang
der in 2 gezeigten Schnittebene B-B, wobei die Schaltvorrichtung
in den Registerbetriebsmodus geschaltet ist; und
-
4c eine
schematische Aufsicht der dritten Drehventileinheit der Drehschiebereinrichtung entlang
der in 2 gezeigten Schnittebene C-C, wobei die Schaltvorrichtung
in den Registerbetriebsmodus geschaltet ist.
-
1 zeigt
eine schematische Darstellung einer als Otto- oder Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine 10 für
ein Kraftfahrzeug – ein NFZ oder ein PKW – mit
einem ersten Abgasturbolader 12a und einem zweiten Abgasturbolader 12b zum
Vorverdichten eines durch einen Ansaugtrakt 14 der Brennkraftmaschine 10 führbaren
Luftstroms, wobei der erste und der zweite Abgasturbolader 12a, 12b jeweils
einen Verdichter 16a, 16b im Ansaugtrakt 14 sowie
eine drehfest mit dem jeweiligen Verdichter 16a, 16b gekoppelte
Abgasturbine 18a, 18b in einem Abgastrakt 20 der
Brennkraftmaschine 10 umfassen. Die Verdichter 16a, 16 sind
dabei drehfest über jeweilige Wellen 22a, 22b mit
ihren zugeordneten Abgasturbinen 18a, 18b verbunden
und bilden somit das Laufzeug der Abgasturbolader 12a, 12b.
Dabei ist der erste Abgasturbolader 12a als groß bauende
Niederdruckstufe ausgebildet, wohingegen der zweite Abgasturbolader 12b als
klein bauende Hochdruckstufe ausgebildet ist. Im Abgastrakt 20 strömt
damit das von der Brennkraftmaschine 10 kommende Abgas
zunächst durch die motornahe Abgasturbine 18b des
zweiten Abgasturboladers 12b, wird nach dem Verlassen mit
verringertem Druck der Abgasturbine 18a des ersten Abgasturboladers 12a zugeführt
und treibt diese mit dem verbliebenen Energiepotenzial an. Nach
dem vollständigen Entspannen wird das Abgas schließlich über
ein Abgasreinigungssystem 24 ausgeleitet. Zum Überbrücken
der Abgasturbine 18b des zweiten Abgasturboladers 12b insbesondere
bei hohen Drehzahlen ist eine Bypassleitung 19 vorgesehen,
mittels welcher der Luftstrom an der Abgasturbine 18b vorbei
zur Abgasturbine 18a des ersten Abgasturboladers 12a zu
leiten ist.
-
Im
Ansaugtrakt
14 ist zwischen dem ersten und dem zweiten
Abgasturbolader
12a,
12b eine Schaltvorrichtung
26 vorgesehen,
welche zwischen einem Zweistufigkeitsbetriebsmodus und einem Registerbetriebsmodus
zu schalten ist und deren Aufbau und Funktionsweise im Folgenden
näher erläutert werden wird. Im Zweistufigkeitsbetriebsmodus wird
der Luftstrom seriell zunächst durch den Verdichter
16a des
ersten Abgasturboladers
12a und anschließend durch
den Verdichter
16b des zweiten Abgasturboladers
12b geführt.
Im Registerbetriebsmodus wird der Luftstrom hingegen parallel durch
die Verdichter
16a,
16b des ersten und des zweiten
Abgasturboladers
12a,
12b geführt. Die
Schaltvorrichtung
26 ist mit einer Motorsteuereinrichtung
28 gekoppelt
und wird von dieser über entsprechende Steuersignale S
zwischen dem Zweistufigkeits- und dem Registerbetriebsmodus geschaltet.
Mit Hilfe der Motorsteuereinrichtung
28 können
zudem im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Sperrventil
30 einer Abgasrückführungseinrichtung
32 gesteuert
und Motorbetriebspunkte M der Brennkraftmaschine
10 sowie
ein Ladedruck p im stromab der Verdichter
16a,
16b gelegenen
Ansaugtrakt
14 ermittelt werden. Darüber hinaus
wird mittels der Motorsteuereinrichtung
28 eine der Abgasturbine
18a des
ersten Abgasturboladers
12a zugeordnete Ventileinrichtung
34 mit
einem Drallventil (nicht abgebildet) zur Dosierung einer Leistungsaufnahme
der Abgasturbinen
18a,
18b und damit der Verdichter
12a,
12b gesteuert.
Der Aufbau, die Funktionsweise und die erzielbaren Vorteile der Ventileinrichtung
34 sind
dabei der
DE 10
2005 046 507 A1 zu entnehmen, deren Offenbarung als mitumfasst
zu betrachten ist.
-
Die
Schaltvorrichtung 26 umfasst eine Drehschiebereinrichtung 36,
welche über eine erste, den Verdichter 16a des
ersten Abgasturboladers 12a überbrückende
Leitung 38a mit dem Ansaugtrakt 14 stromauf des
Verdichters 16a gekoppelt ist. Weiterhin ist die Drehschiebereinrichtung 36 über
eine zweite Leitung 38b mit dem Verdichter 16a des
ersten Abgasturboladers 12a, über eine dritte
Leitung 38c mit dem Verdichter 16b des zweiten
Abgasturboladers 12b und über eine vierte, den
Verdichter 16b des zweiten Abgasturboladers 12b überbrückende
Leitung 38d mit dem Ansaugtrakt 14 stromab der
Verdichter 16a, 16b gekoppelt. Die erste Leitung 38a umfasst
ein Rückschlagventil 40, mittels welchem ein Durchgang
des Luftstroms durch die erste Leitung 38a entgegen der vorgegebenen
Strömungsrichtung zur Brennkraftmaschine 10 hin
zu verunmöglichen ist. Das Rückschlagventil 40 öffnet
zudem beim Umschalten der Schaltvorrichtung 26 erst dann,
wenn der Verdichter 16b einen Betriebszustand erreicht hat,
in welchem er das Druckniveau des Verdichters 16a selbsttätig
abstützen kann bzw. sobald sich eine Durchströmung
des Verdichters 16b auf einen Druckzustand einstellt, in
welchem der Druck innerhalb der vom Verdichter 16b abgehenden
Leitung 38e gleich dem Druck innerhalb der Leitung 38d ist.
-
Die
zweite Leitung 38b umfasst ihrerseits einen ersten Ladeluftkühler 42a,
mittels welchem eine Temperatur des mittels des Verdichters 16a vorverdichteten
Luftstroms unabhängig vom jeweiligen Betriebsmodus der
Schaltvorrichtung 26 zu senken ist. Stromab befindet sich
im Ansaugtrakt 14 ein größer dimensionierter,
zweiter Ladeluftkühler 42b, mittels welchem sowohl
der vorverdichtete Luftstrom des Verdichters 16a als auch
der des Verdichters 16b zu kühlen sind. Ein dritter
Ladeluftkühler 42c befindet sich innerhalb der
Abgasrückführungseinrichtung 32 und kühlt
das heiße, vom Abgastrakt 20 stammende Abgas.
-
2 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Drehschiebereinrichtung 36 der
in 1 gezeigten Schaltvorrichtung 26, welche
drei konzentrisch gelagerte und um eine gemeinsame Drehachse II
verdrehbare Drehventileinheiten 44a–c umfasst.
Dabei sind mittels der ersten Drehventileinheit 44a die
zweite und die dritte Leitung 38b, 38c, mittels
der zweiten Drehventileinheit 44b die erste und die dritte
Leitung 38a, 38c und mittels der dritten Drehventileinheit 44c die
zweite und die vierte Leitung 38b, 38d miteinander
koppelbar. Zur Vermeidung von Leckagen sowie zum Abdichten der einzelnen
Strömungsbereiche sind die drei Drehventileinheiten 44a–c
mittels zugeordneter Kolbenringe 46 gegeneinander abgedichtet.
Es ist dabei zu betonen, dass sich in der Praxis die Dimensionen
der einzelnen Drehventileinheiten 44a–c zur Verwirklichung
optimaler Strömungsbereiche deutlich voneinander unterscheiden
können.
-
3a bis 3c,
welche in Zusammenschau erläutert werden, zeigen jeweils
schematische Aufsichten der Drehventileinheiten 44a–c
der Drehschiebereinrichtung 36 entlang den jeweiligen,
in 2 gezeigten Schnittebenen A-A, B-B bzw. C-C wobei
die Schaltvorrichtung 26 bzw. die Drehschiebereinrichtung 36 vorliegend
in den Zweistufigkeitsbetriebsmodus geschaltet ist. Wie aus 3a erkennbar
ist, ist die erste Drehventileinheit 44a als 180°-Ventil
ausgebildet, wohingegen die zweite und die dritte Drehventileinheit 44b, 44c jeweils
als 90°-Ventile ausgebildet sind. Im Zweistufigkeitsbetriebsmodus
sind über die erste Drehventileinheit 44a nur
die zweite und die dritte Leitung 38b, 38c luftdurchgängig
gekoppelt, wohingegen die zweite und die dritte Drehventileinheit 44b, 44c in
eine Sperrstellung bewegt sind. Dadurch wird die Luft – wie
aus 1 ersichtlich – über den ersten
Verdichter 16a durch die zweite Leitung 38b dem
ersten Ladeluftkühler 42a zugeführt und
dort gekühlt. Anschließend wird die Luft seriell
durch die erste Drehventileinheit 44a in die dritte Leitung 38c,
den zweiten Verdichter 16b und über die Leitung 38e zum
zweiten Ladeluftkühler 42b und schließlich
in die Brennkraftmaschine 10 geleitet. Ein Luftdurchgang
durch die erste Leitung 38a entgegen der Strömungsrichtung
ist über das Rückschlagventil 40 verunmöglicht.
-
4a bis 4c,
welche ebenfalls in Zusammenschau erläutert werden, zeigen
jeweils schematische Aufsichten der Drehventileinheiten 44a–c der
Drehschiebereinrichtung 36 entlang den jeweiligen, in 2 gezeigten
Schnittebenen A-A, B-B bzw. C-C. Im Unterschied zu 3a bis 3c ist
die Schaltvorrichtung 26 bzw. die Drehschiebereinrichtung 36 durch
gemeinsames Verdrehen der Drehventileinheiten 44a–c
um die Drehachse II in den Registerbetriebsmodus geschaltet. Dadurch
ist der Durchgang von der zweiten in die dritte Leitung 38b, 38c mittels
der ersten Drehventileinheit 44a gesperrt. Demgegenüber
sind jetzt die erste und die dritte Leitung 38a, 38c sowie
die zweite und die vierte Leitung 38b, 38d mit
Hilfe der Drehventileinheiten 44b, 44c miteinander
gekoppelt. Dadurch wird die Luft – wie aus 1 ersichtlich – über
den ersten Verdichter 16a und die zweite Leitung 38b durch
die zweite Drehventileinheit 44b in die vierte Leitung 38d geführt.
Parallel dazu wird die Luft zusätzlich über die erste
Leitung 38a direkt durch die dritte Drehventileinheit 44c und
ohne Durchströmung des ersten Verdichters 16a zum
zweiten Verdichter 16b geführt, welcher somit
auf dem gleichen Eintrittsdruckniveau wie der erste Verdichter 16a ansaugt. Über
die Leitung 38e wird die verdichtete Luft anschließend
zum zweiten Ladeluftkühler 42b geführt,
wobei sich die Leitung 38e und die vierte Leitung 38d mit
der vom ersten Verdichter 16a verdichteten Luft zuvor wieder vereinigen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005046507
A1 [0002, 0009, 0028]