DE102008020745A1 - Abgasstromführungseinrichtung und Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung - Google Patents

Abgasstromführungseinrichtung und Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102008020745A1
DE102008020745A1 DE102008020745A DE102008020745A DE102008020745A1 DE 102008020745 A1 DE102008020745 A1 DE 102008020745A1 DE 102008020745 A DE102008020745 A DE 102008020745A DE 102008020745 A DE102008020745 A DE 102008020745A DE 102008020745 A1 DE102008020745 A1 DE 102008020745A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
guide device
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008020745A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Dr. Becker
Heike Koch
Timo Dipl.-Ing. Schmidt
Stefan Stauch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102008020745A priority Critical patent/DE102008020745A1/de
Priority to PCT/EP2009/001833 priority patent/WO2009129894A1/de
Publication of DE102008020745A1 publication Critical patent/DE102008020745A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/001Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/001Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • F02B37/002Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel the exhaust supply to one of the exhaust drives can be interrupted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasstromführungseinrichtung zur Anordnung in einem Abgastrakt (10) einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, mit einer ersten Abgasführungsleitung (16a), die stromauf mit dem Abgastrakt (10) und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine (22a) eines ersten Abgasturboladers (14a) koppelbar ist, einer zweiten Abgasführungsleitung (16b), die stromauf mit dem Abgastrakt (10) und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine (22b) eines zweiten Abgasturboladers (14b) koppelbar ist und einem Ventilelement (24), welches zum Verändern eines Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen (16b) bewegbar an der Abgasstromführungseinrichtung (12) gelagert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasstromführungseinrichtung zur Anordnung in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 7 angegebenen Art.
  • Aus dem Kraftfahrzeugserienbau sind Brennkraftmaschinen, insbesondere für Lastkraftwagen, bekannt, welche einen Abgastrakt umfassen, innerhalb welchem eine Turbine eines ersten Abgasturboladers sowie eine Turbine eines zweiten Abgasturboladers angeordnet sind. Innerhalb der Turbinen der Abgasturbolader sind Turbinenräder angeordnet, welche mit dem durch den Abgastrakt führbaren Abgasstrom der Brennkraftmaschine beaufschlagt und in Rotation versetzt werden können, um über mit Hilfe von Wellen zugeordnete Verdichterräder im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine anzutreiben. Die Verdichterräder liefern somit eine vorverdichtete Frischgasladung an die Brennkraftmaschine, so dass dem bzw. den Zylindern der Brennkraftmaschine eine entsprechend größere Kraftstoffmenge zugeführt und die Leistung der Brennkraftmaschine entsprechend gesteigert werden kann. Um die Verteilung des Abgasstroms zwischen den beiden Turbinen steuern zu können, weist üblicherweise wenigstens ein Abgasturbolader eine zusätzliche Klappe auf, mittels welcher die auf das betreffende Turbinenrad zu leitende Abgasmenge veränderbar ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Strömungsführung des Abgases im Abgastrakt von Brennkraftmaschinen zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasstromführungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Abgasstromführungseinrichtung – soweit anwendbar – als vorteilhafte Ausgestaltungen der Brennkraftmaschine und umgekehrt anzusehen sind.
  • Eine verbesserte Strömungsführung des Abgases im Abgastrakt von Brennkraftmaschinen ist erfindungsgemäß durch eine Abgasstromführungseinrichtung zur Anordnung in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, ermöglicht, wobei die Abgasstromführungseinrichtung eine erste Abgasführungsleitung, die stromauf mit dem Abgastrakt und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine eines ersten Abgasturboladers koppelbar ist, eine zweite Abgasführungsleitung, die stromauf mit dem Abgastrakt und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine eines zweiten Abgasturboladers koppelbar ist, sowie ein Ventilelement, welches zum Verändern eines Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen bewegbar an der Abgasstromführungseinrichtung gelagert ist, umfasst. Die erfindungsgemäße Abgasstromführungseinrichtung erlaubt somit ein verlustfreies Trennen bzw. Zusammenführen der getrennt durch die Abgasführungsleitung führbaren Abgasströme, wodurch eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrads der zugeordneten Brennkraftmaschine erzielbar ist. Neben der verbesserten Strömungsführung können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abgasstromführungseinrichtung zusätzlich Druckverluste im Abgastrakt reduziert und bislang bestehende Probleme hinsichtlich der Dichtheit des Abgastrakts gelöst werden. Darüber hinaus ist es im Gegensatz zum Stand der Technik nicht erforderlich, zusätzliche Ventilelemente, Klappen oder dergleichen in den Turbinengehäusen der Abgasturbolader vorsehen zu müssen, wodurch neben der optimierten Strömungsführung zusätzlich eine vorteilhafte Reduzierung der Komplexität und damit der Kosten der Abgasturbolader erzielt wird. Die Abgasstromführungseinrichtung kann zudem einfach und kostengünstig an die jeweilige Ausgestaltung der Brennkraftmaschine, des Abgastrakts und der Abgasturbolader angepasst werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventilelement als Klappe ausgebildet ist. Hierdurch ist eine konstruktiv einfache Möglichkeit zum Verändern des Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen ermöglicht. Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Klappe an eine Querschnittgeometrie der wenigstens einen Abgasführungsleitungen angepasst ausgebildet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Ventilelement ein Betätigungselement zugeordnet ist, mittels welchem das Ventilelement in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine zum Verändern des Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen bewegbar ist. Hierdurch kann der betreffende Strömungsquerschnitt optimal an den jeweiligen Betriebszustand angepasst werden, so dass Turbinen der Abgasturbolader optimal mit den durch die Abgasführungsleitungen führbaren Abgasströmen beaufschlagt werden können und eine zusätzliche Erhöhung des Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine erzielt wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, indem das Ventilelement zwischen einer ersten, den Strömungsquerschnitt wenigstens einer der Abgasführungsleitungen zumindest weitgehend freigegeben Stellung und einer zweiten, den Strömungsquerschnitt wenigstens einer der Abgasführungsleitungen zumindest weitgehend verschließenden Stellung bewegbar, insbesondere verschwenkbar ist. Hierdurch kann die jeweils zugeordnete Turbine bzw. der Abgasturbolader situationsabhängig aktiviert oder deaktiviert werden, so dass unterschiedliche Lastbereiche der Brennkraftmaschine optimal bedient werden können.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine dritte Abgasführungsleitung vorgesehen, die stromauf mit einem Abgasaustritt der Turbine wenigstens eines Abgasturboladers koppelbar und stromab mit der ersten und/oder der zweiten Abgasführungsleitung gekoppelt ist. Auf diese Weise können die beiden Turbinen der Abgasturbolader seriell mit Abgas durchströmt werden, wodurch eine optimale Ausnutzung der Abgasenergie und eine entsprechende Optimierung des Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine gegeben ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, indem eine vierte Abgasführungsleitung vorgesehen ist, die stromauf mit der ersten und/oder der zweiten Abgasführungsleitung gekoppelt und stromab mit einem Abgaseintritt eines Ladedruckregelsystems, insbesondere einem Wastegate, der Brennkraftmaschine koppelbar ist. Auf diese Weise kann insbesondere bei hohen Motordrehzahlen bzw. großen Abgasmengen eine Beschädigung der Brennkraftmaschine durch zu hohe Ladedrücke sowie eine Beschädigung der betreffenden Turbine durch unzulässig hohe Drehzahlen des Turbinenrads zuverlässig und strömungsoptimiert verhindert werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei eine verbesserte Strömungsführung des Abgases im Abgastrakt der Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch ermöglicht ist, dass der Abgastrakt eine Abgasstromführungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele umfasst, welche stromauf der ersten und der zweiten Turbine angeordnet ist. Auf diese Weise wird neben der verbesserten Strömungsführung eine verbesserte Dichtheit des Abgastrakts und eine damit verbundene Reduzierung des Druckverlustes sichergestellt, so dass der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erheblich gesteigert wird. Weiterhin ist es im Gegensatz zum Stand der Technik nicht erforderlich, zusätzliche Klappen oder dergleichen in den Turbinengehäusen der Abgasturbolader vorsehen zu müssen, wodurch eine Vereinfachung der Gehäusegeometrien der Abgasturbolader erzielt wird.
  • Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass der erste Abgasturbolader als Hochdruck-Turbolader und/oder der zweite Abgasturbolader als Niederdruck-Turbolader ausgebildet ist. Hierdurch können unterschiedliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine optimal bedient und der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine entsprechend weiter optimiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Abgasturbolader ein Ladedruckregelsystem umfasst, mittels welchem das Ventilelement der Abgasstromführungseinrichtung in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine zum Verändern des Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen betätigbar ist. Das Ladedruckregelsystem kann dabei beispielsweise mechanisch, pneumatisch und/oder elektronisch ausgebildet sein. Auf diese Weise können die Strömungsführung des Abgases im Abgastrakt optimal an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepasst und die Brennkraftmaschine mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden.
  • Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung als vorteilhaft gezeigt, wenn die erste und/oder die zweite Abgasführungsleitung der Abgasstromführungseinrichtung mit einem Abgaskrümmer der Brennkraftmaschine gekoppelt ist.
  • Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte Strömungsführung bei geringem Bauraumbedarf, hoher Dichtheit und entsprechend geringen Strömungsverlusten sichergestellt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Abgastrakts einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung und zwei Abgasturboladern;
  • 2 eine schematische Perspektivansicht der in 1 gezeigten Abgasstromführungseinrichtung;
  • 3 eine schematische und teiltransparente Perspektivansicht der Abgasstromführungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
  • 4 eine schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht der in 3 gezeigten Abgasstromführungseinrichtung, wobei eine erste Abgasführungsleitung mit einer Turbine eines ersten und eine zweite Abgasführungsleitung mit einer Turbine eines zweiten Abgasturboladers gekoppelt sind; und
  • 5 eine schematische Schnittansicht der Abgasstromführungseinrichtung entlang der in 4 gezeigten Schnittebene V-V.
  • 1 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels eines Abgastrakts 10 einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, mit einer Abgasstromführungseinrichtung 12 und zwei Abgasturboladern 14a, 14b. Die Brennkraftmaschine kann dabei grundsätzlich als Ottomotor, als Dieselmotor oder als sogenannter ”Diesotto”-Motor ausgebildet sein. Die Abgasstromführungseinrichtung 12 wird im Folgenden in Zusammenschau mit 2 erläutert werden, welche eine schematische Perspektivansicht der in 1 gezeigten Abgasstromführungseinrichtung 12 zeigt. Die Abgasstromführungseinrichtung 12 umfasst eine erste Abgasführungsleitung 16a, die über einen Flansch 18a stromauf mit einem Abgaskrümmer 20 und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine 22a des ersten Abgasturboladers 14a gekoppelt ist. Die Abgasstromführungseinrichtung 12 umfasst weiterhin eine zweite Abgasführungsleitung 16b, die stromauf mit dem Abgaskrümmer 20 und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine 22b des zweiten Abgasturboladers 14b gekoppelt ist. Der erste Abgasturbolader 14a ist dabei als Hochdruck-Turbolader und der zweite Abgasturbolader 14b als Niederdruck-Turbolader ausgebildet. Zur Strömungsführung des Abgases weist die Abgasstromführungseinrichtung 12 ein als Klappe ausgebildetes Ventilelement 24 (s. 3) auf, welches zum Verändern eines Strömungsquerschnitts der zweiten Abgasführungsleitung 16b verschwenkbar in der Abgasstromführungseinrichtung 12 gelagert ist. Dem Ventilelement 24 ist dabei ein Betätigungselement 26 zugeordnet, mittels welchem das Ventilelement 24 in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine zum Verändern des Strömungsquerschnitts der Abgasführungsleitung 16b zwischen einer ersten, den Strömungsquerschnitt freigegeben Stellung und einer zweiten, den Strömungsquerschnitt verschließenden Stellung verschwenkt wird. Das Betätigungselement 26 wird hierzu seinerseits über ein Steuergestänge 28 mit einem Ladedruckregelsystem 30 des ersten Abgasturboladers 14a gekoppelt, welches beim Überschreiten eines vorbestimmten Abgasdrucks das Ventilelement 24 öffnet bzw. beim Unterschreiten dieses Abgasdrucks das Ventilelement 24 entsprechend schließt. Die Abgasstromführungseinrichtung 12 weist darüber hinaus eine dritte Abgasführungsleitung 16c auf, die stromauf mit einem Abgasaustritt der Turbine 22a des ersten Abgasturboladers 14a und stromab mit der zweiten Abgasführungsleitung 16b gekoppelt bzw. koppelbar ist. Wenn das Ventilelement 24 in die zweite, den Strömungsquerschnitt der zweiten Abgasführungsleitung 16b verschließende Stellung verschwenkt ist, werden auf diese Weise die beiden Turbinen 22a, 22b nacheinander mit Abgas durchströmt. Hierdurch können Betriebszustände der Brennkraftmaschine mit niedrigen Motordrehzahlen und entsprechend geringen Abgasmengen optimal und mit hohem Wirkungsgrad bedient werden. Ist das Ventilelement 24 hingegen in die erste, den Strömungsquerschnitt der zweiten Abgasführungsleitung 16b freigebende Stellung verschwenkt, werden die erste und die zweite Turbine 22a, 22b der beiden Abgasturbolader 14a, 14b parallel mit Abgas durchströmt. Hierdurch können insbesondere Betriebszustände der Brennkraftmaschine mit hohen Motordrehzahlen und entsprechend hohen Abgasmengen optimal bedient werden. Zudem wird hierdurch eine Beschädigung der ersten Turbine 22a bzw. der Brennkraftmaschine zuverlässig verhindert. Neben einer Optimierung der Strömungsführung können die Abgasturbolader 14a, 14b darüber hinaus konstruktiv einfacher und bauraumsparender ausgebildet und flexibler angeordnet werden.
  • 3 zeigt eine schematische und teiltransparente Perspektivansicht der Abgasstromführungseinrichtung 12 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei sind insbesondere das als Klappe ausgebildete Ventilelement 24 sowie das diesem zugeordnete Betätigungselement 26 erkennbar. Das Ventilelement 24 ist vorliegend in die zweite, den Strömungsquerschnitt der zweiten Abgasführungsleitungen 16b verschließende Stellung bewegt. Zur verbesserten Abdichtung umfasst die Abgasstromführungseinrichtung 12 zusätzlich ein Ventilsitzelement 25, welches in die zweite Abgasführungsleitung 16b eingepresst ist. Ebenfalls erkennbar sind die erste Abgasführungsleitung 16a sowie die dritte Abgasführungsleitung 16c, die stromauf mit dem Abgasaustritt der ersten Turbine 22a koppelbar ist und in die zweite Abgasführungsleitung 16b mündet. Bei geschlossenem Ventilelement 24 strömt somit das Abgas zunächst durch die erste Abgasführungsleitung 16a in die erste Turbine 22a, von dort aus durch die dritte Abgasführungsleitung 16c zurück in die zweite Abgasführungsleitung 16b und schließlich in die zweite Turbine 22b. Bei geöffnetem Ventilelement 24 strömt das Abgas hingegen sowohl durch die erste Abgasführungsleitung 16a in die erste Turbine 22a als auch durch die zweite Abgasführungsleitung 16b in die zweite Turbine 22b. Die Abgasstromführungseinrichtung 12 umfasst vorliegend weiterhin eine vierte Abgasführungsleitung 16d, die stromauf mit der zweiten Abgasführungsleitung 16b gekoppelt ist bzw. in diese mündet und stromab mit einem Abgaseintritt eines als Wastegate ausgebildete Ladedruckregelsystems 32 (s. 4) der Brennkraftmaschine koppelbar ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass bei besonders hohen Abgasmengen ein Teil des Abgases an beiden Abgasturbolader 14a, 14b vorbeigeleitet wird und diese zuverlässig vor Beschädigung geschützt werden.
  • 4 zeigt zur weiteren Verdeutlichung eine schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht der in 3 gezeigten Abgasstromführungseinrichtung 12, wobei die erste Abgasführungsleitung 16a mit der Turbine 22a des ersten Abgasturboladers 14a und die zweite Abgasführungsleitung 16b mit der Turbine 22b des zweiten Abgasturboladers 14b gekoppelt sind. Zusätzlich ist die vierte Abgasführungsleitung 16d mit dem als Wastegate ausgebildeten Ladedruckregelsystem 32 gekoppelt.
  • 5 zeigt schließlich eine schematische Schnittansicht der Abgasstromführungseinrichtung 12 entlang der in 4 gezeigten Schnittebene V-V. Dabei ist das als Klappe ausgebildete Ventilelement 24 sowohl in der ersten, den Strömungsquerschnitt der zweiten Abgasführungsleitung 16b freigegeben Stellung als auch in der zweiten, den Strömungsquerschnitt verschließenden Stellung gezeigt. Hierbei ist zudem gut erkennbar, dass die Abgasstromführungseinrichtung 12 einen grundsätzlich optionalen Aufnahmebereich 34 umfasst, in welchen das Ventilelement 24 in der ersten Stellung vollständig aufnehmbar ist, um eine zusätzliche Strömungsoptimierung zu erzielen. Ebenfalls erkennbar ist das zur verbesserten Abdichtung dienende Ventilsitzelement 25.

Claims (10)

  1. Abgasstromführungseinrichtung zur Anordnung in einem Abgastrakt (10) einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, mit: – einer ersten Abgasführungsleitung (16a), die stromauf mit dem Abgastrakt (10) und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine (22a) eines ersten Abgasturboladers (14a) koppelbar ist; – einer zweiten Abgasführungsleitung (16b), die stromauf mit dem Abgastrakt (10) und stromab mit einem Abgaseintritt einer Turbine (22b) eines zweiten Abgasturboladers (14b) koppelbar ist; und – einem Ventilelement (24), welches zum Verändern eines Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen (16b) bewegbar an der Abgasstromführungseinrichtung (12) gelagert ist.
  2. Abgasstromführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (24) als Klappe ausgebildet ist.
  3. Abgasstromführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilelement (24) ein Betätigungselement (26) zugeordnet ist, mittels welchem das Ventilelement (24) in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine zum Verändern des Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen (16b) bewegbar ist.
  4. Abgasstromführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (24) zwischen einer ersten, den Strömungsquerschnitt wenigstens einer der Abgasführungsleitungen (16b) zumindest weitgehend freigegeben Stellung und einer zweiten, den Strömungsquerschnitt wenigstens einer der Abgasführungsleitungen (16b) zumindest weitgehend verschließenden Stellung bewegbar, insbesondere verschwenkbar ist.
  5. Abgasstromführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Abgasführungsleitung (16c) vorgesehen ist, die stromauf mit einem Abgasaustritt der Turbine (22a) wenigstens eines Abgasturboladers (14a) koppelbar und stromab mit der ersten und/oder der zweiten Abgasführungsleitung (16a, 16b) gekoppelt ist.
  6. Abgasstromführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine vierte Abgasführungsleitung (16d) vorgesehen ist, die stromauf mit der ersten und/oder der zweiten Abgasführungsleitung (16a, 16b) gekoppelt und stromab mit einem Abgaseintritt eines Ladedruckregelsystems (32), insbesondere einem Wastegate, der Brennkraftmaschine koppelbar ist.
  7. Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, mit einem Abgastrakt (10), welcher eine Turbine (22a) eines ersten Abgasturboladers (14a) sowie eine Turbine (22b) eines zweiten Abgasturboladers (14b) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgastrakt (10) eine Abgasstromführungseinrichtung (12) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst, welche stromauf der ersten und der zweiten Turbine (14a, 14b) angeordnet ist.
  8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgasturbolader (14a) als Hochdruck-Turbolader und/oder der zweite Abgasturbolader (14b) als Niederdruck-Turbolader ausgebildet ist.
  9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Abgasturbolader (14a, 14b) ein Ladedruckregelsystem (30) umfasst, mittels welchem das Ventilelement (24) der Abgasstromführungseinrichtung (12) in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine zum Verändern des Strömungsquerschnitts wenigstens einer der Abgasführungsleitungen (16b) betätigbar ist.
  10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Abgasführungsleitung (16a, 16b) der Abgasstromführungseinrichtung (12) mit einem Abgaskrümmer (20) der Brennkraftmaschine gekoppelt ist.
DE102008020745A 2008-04-25 2008-04-25 Abgasstromführungseinrichtung und Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung Withdrawn DE102008020745A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008020745A DE102008020745A1 (de) 2008-04-25 2008-04-25 Abgasstromführungseinrichtung und Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung
PCT/EP2009/001833 WO2009129894A1 (de) 2008-04-25 2009-03-13 Abgasstromführungseinrichtung und brennkraftmaschine mit einer abgasstromführungseinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008020745A DE102008020745A1 (de) 2008-04-25 2008-04-25 Abgasstromführungseinrichtung und Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008020745A1 true DE102008020745A1 (de) 2009-10-29

Family

ID=40679548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008020745A Withdrawn DE102008020745A1 (de) 2008-04-25 2008-04-25 Abgasstromführungseinrichtung und Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008020745A1 (de)
WO (1) WO2009129894A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009052167A1 (de) * 2009-11-06 2011-05-12 Mtu Friedrichshafen Gmbh Rohranordnung
EP2626531A1 (de) * 2012-02-08 2013-08-14 Ford Global Technologies, LLC Mehrzylinder-Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
WO2018099702A1 (de) * 2016-11-30 2018-06-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug mit dem antriebssystem
DE102017200221A1 (de) * 2017-01-09 2018-07-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgaskrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE483102T1 (de) 2006-04-05 2010-10-15 Gm Global Tech Operations Inc Zweistufiger turbolader für brennkraftmaschine
US8353664B2 (en) * 2009-11-03 2013-01-15 Honeywell International Inc. Turbocharger with annular rotary bypass valve for the turbine
DE102012220374B4 (de) 2011-11-10 2023-08-03 Ford Global Technologies, Llc Ein Vier-Zylinder-Motor mit zwei deaktivierbaren Zylindern

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2773348A (en) * 1952-03-27 1956-12-11 Nordberg Manufacturing Co Turbo-charger system, involving plural turbine driven superchargers
JPH02153226A (ja) * 1988-12-05 1990-06-12 Mazda Motor Corp エンジンの過給装置
JPH03229947A (ja) * 1990-02-05 1991-10-11 Mazda Motor Corp エンジンの制御装置
JPH04164123A (ja) * 1990-10-24 1992-06-09 Fuji Heavy Ind Ltd 自動車用エンジンの2段過給装置
DE4434777C1 (de) * 1994-09-29 1995-09-07 Mailaender Fa J G Aufgeladener Mehrzylinder-Dieselmotor
JP3306845B2 (ja) * 1996-06-10 2002-07-24 ヤンマーディーゼル株式会社 内燃機関の排気系構造
DE102005008657A1 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Daimlerchrysler Ag Motorbremsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit zwei in Reihe geschalteten Abgasturboladern
ATE483102T1 (de) * 2006-04-05 2010-10-15 Gm Global Tech Operations Inc Zweistufiger turbolader für brennkraftmaschine
FR2918710B1 (fr) * 2007-07-12 2013-06-28 Renault Sas Agencement pour un moteur a combustion interne comportant deux turbocompresseurs.
DE102007052244A1 (de) * 2007-11-02 2009-05-07 Daimler Ag Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009052167A1 (de) * 2009-11-06 2011-05-12 Mtu Friedrichshafen Gmbh Rohranordnung
US9016061B2 (en) 2009-11-06 2015-04-28 Mtu Friedrichshafen Gmbh Pipe arrangement
EP2626531A1 (de) * 2012-02-08 2013-08-14 Ford Global Technologies, LLC Mehrzylinder-Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
WO2018099702A1 (de) * 2016-11-30 2018-06-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein kraftfahrzeug sowie kraftfahrzeug mit dem antriebssystem
US10808604B2 (en) 2016-11-30 2020-10-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Drive system for a motor vehicle, and motor vehicle having the drive system
DE102017200221A1 (de) * 2017-01-09 2018-07-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgaskrümmer für eine Verbrennungskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009129894A1 (de) 2009-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1718851B1 (de) Brennkraftmaschine mit zwei abgasturboladern
EP1274928B1 (de) Turbolader-einrichtung für eine brennkraftmaschine
EP3141735B1 (de) Brennkraftmaschine mit booster
DE102004055571A1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102008020745A1 (de) Abgasstromführungseinrichtung und Brennkraftmaschine mit einer Abgasstromführungseinrichtung
DE102006019780A1 (de) Abgasturbolader in einer Brennkraftmaschine
EP2634393B1 (de) Funktionsmodul mit einem Abgasturbolader und einem Abgaskrümmer
EP2305991B1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und einem Abgasrückführsystem
DE102005025885A1 (de) Aufladevorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
WO2010069301A2 (de) Vollvarioturbinen für abgasturbolader
WO2005001257A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem verdichter im ansaugtrakt und verfahren hierzu
EP1382816B1 (de) Anordnung zumindest zweier Abgasturbolader
DE10132672A1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
WO2009056214A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem abgasturbolader
DE102010020709B4 (de) Steuereinrichtung für eine turboaufgeladene Verbrennungskraftmaschine
DE102005017863A1 (de) Abgasabführungssystem für eine Brennkraftmaschine sowie Absperrklappe für ein Abgasabführungssystem
DE102008020049B4 (de) Brennkraftmaschine mit mehrstufiger Aufladung
DE102007025437A1 (de) Verfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader
EP1619366B1 (de) Schaltung einer Registeraufladung
WO2004111406A2 (de) Brennkraftmaschine mit abgasrückführeinrichtung und verfahren hierzu
EP2401494B1 (de) Vorrichtung zur tankentlüftung
DE102011120168A1 (de) Verdichter für einen Abgasturbolader
DE102005032002A1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader
DE10352712A1 (de) Mehrstufige Luftversorgungseinrichtung mit Zweistrom-Maschine
DE102011107120A1 (de) Aufladeeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8130 Withdrawal