DE102009045624B4 - Generator coupled with an air compressor - Google Patents

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Abstract

Brennkraftmaschine mit einem Generator (2), welcher mit einem zu einem Turbolader zusätzlichem Luftverdichter (4), diesen antreibbar verbindbar ist, wobei eine Verbindungswelle (9) zwischen dem Generator (2) und dem zusätzlichen Luftverdichter (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Luftverdichter (4) als Spirallader ausgeführt ist, wobei die Verbindungswelle (9) eine Kupplung (11) aufweist, und wobei zwischen der Kupplung (11) und dem zusätzlichen Luftverdichter (4) ein variables Übersetzungsgetriebe (14) angeordnet ist.Internal combustion engine with a generator (2) which can be connected to an air compressor (4) that is additional to a turbocharger and can be driven, a connecting shaft (9) being arranged between the generator (2) and the additional air compressor (4), characterized in that, that the additional air compressor (4) is designed as a scroll charger, the connecting shaft (9) having a coupling (11), and a variable transmission gear (14) being arranged between the coupling (11) and the additional air compressor (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem Generator, welcher mit einem zu einem Turbolader zusätzlichem Luftverdichter, diesen antreibbar verbindbar ist, wobei eine Verbindungswelle zwischen dem Generator und dem zusätzlichen Luftverdichter angeordnet ist.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, with a generator which can be connected to an air compressor that is additional to a turbocharger and can be driven, a connecting shaft being arranged between the generator and the additional air compressor.

Die DE 101 64 792 B4 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Voraktivierung mindestens einer Fahrzeugkomponente eines Kraftfahrzeugs, das einen Fahrzeuggenerator aufweist, wobei die mindestens eine Fahrzeugkomponente mindestens einen Betriebsparameter aufweist. Das Verfahren umfasst das Überwachen eines Sensorsignals mindestens eines Fahrzeugsensors, das die Aktivierung der mindestens eine Fahrzeugkomponente beeinflusst. Zudem umfasst das Verfahren die Bildung eines für die mindestens eine Fahrzeugkomponente maßgeblichen Statussignals aus dem Sensorsignal. Von dem Verfahren ist weiter umfasst, dass wenn das Statussignal einen ersten Schwellenwert überschreitet, der mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit darauf schließen lässt, dass demnächst eine Änderung mindestens eines Betriebsparameters der mindestens eine Fahrzeugkomponente erfolgen soll, wird als erste Maßnahme vor der Aktivierung der mindestens eine Fahrzeugkomponente die vor Aktivierung dieser mindestens eine Fahrzeugkomponente durch Änderung des mindestens einen Betriebsparameters der mindestens eine Fahrzeugkomponente durchgeführt, wobei die vor Aktivierung die Erhöhung der Erregung des Fahrzeuggenerators vor der Aktivierung der mindestens eine Fahrzeugkomponente umfasst. Offenbart ist in der DE 101 64 792 B4 eine Vorrichtung zur Aufladung eines Verbrennungsmotors, die das Prinzip der Abgasturboaufladung mit einem oder mehreren mechanisch oder elektrisch angetriebenen Ladern kombiniert, wobei die Ladeluftzufuhr umschaltbar ist.the DE 101 64 792 B4 relates to a method and a device for preactivating at least one vehicle component of a motor vehicle that has a vehicle generator, the at least one vehicle component having at least one operating parameter. The method includes monitoring a sensor signal of at least one vehicle sensor that influences the activation of the at least one vehicle component. In addition, the method includes the formation of a status signal that is decisive for the at least one vehicle component from the sensor signal. The method further includes that if the status signal exceeds a first threshold value, which suggests with a certain probability that at least one operating parameter of the at least one vehicle component will soon be changed, the first measure taken before the activation of the at least one vehicle component is which is carried out prior to activation of this at least one vehicle component by changing the at least one operating parameter of the at least one vehicle component, the prior activation comprising increasing the excitation of the vehicle generator before the activation of the at least one vehicle component. Is revealed in the DE 101 64 792 B4 a device for charging an internal combustion engine, which combines the principle of exhaust gas turbocharging with one or more mechanically or electrically driven chargers, the charge air supply being switchable.

Die WO 2005 / 124 121 A1 betrifft einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, mit einem Verdichter und einer Turbine, wobei der Verdichter und die Turbine über eine Welle drehfest verbunden sind, einer Übertragungseinheit zwischen einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine, die sowohl als Generator als auch als Motor betreibbar ist. Der Abgasturbolader ist von der elektrischen Maschine betreibbar oder die elektrische Maschine ist von dem Abgasturbolader betreibbar.WO 2005/124 121 A1 relates to an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, with a compressor and a turbine, the compressor and the turbine being non-rotatably connected via a shaft, a transmission unit between a drive shaft of the internal combustion engine and an electrical machine, which acts both as a generator and can also be operated as a motor. The exhaust gas turbocharger can be operated by the electrical machine or the electrical machine can be operated by the exhaust gas turbocharger.

Die US 2009/0048745 A1 Erfindung sieht einen fremdgezündeten Vielstoff-Hybridantriebsstrang mit variablem Ladedruck vor, der einen Kompressor oder einen Turbolader aufweist. In einer ersten Ausführungsform umfasst eine fremdgezündete Brennkraftmaschine einen Kompressor, der durch den Maschinenausgang über einen Antrieb mit variabler Drehzahl angetrieben ist. Ein Hybridgetriebe mit einem internen Elektromotor/Generator liefert zusätzliche Leistung. Eine Vielzahl von Sensoren, einschließlich eines Kraftstoffsensors, liefert Daten an einen Hauptmaschinen-Controller, der den Betrieb eines Getriebe-Controllers, den Kompressor mit variabler Drehzahl, die Kraftstoffversorgung und die Zündanlage steuert. In einer zweiten Ausführungsform ist der Motor/Generator dem Kompressor zugehörig und ist mit diesem über einen Antrieb mit variabler Drehzahl verbunden und auch mit dem Maschinenausgang verbunden. In einer dritten Ausführungsform ist der Kompressor durch einen Turbolader ersetzt.the US 2009/0048745 A1 The invention provides a spark-ignited multi-fuel hybrid drive train with variable boost pressure, which has a compressor or a turbocharger. In a first embodiment, a spark-ignited internal combustion engine comprises a compressor which is driven by the engine output via a variable speed drive. A hybrid transmission with an internal electric motor / generator provides additional power. A variety of sensors, including a fuel sensor, provide data to a main engine controller that controls the operation of a transmission controller, variable speed compressor, fuel supply, and ignition system. In a second embodiment, the motor / generator is associated with the compressor and is connected to it via a variable speed drive and is also connected to the machine output. In a third embodiment, the compressor is replaced by a turbocharger.

Die DE 195 29 740 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine, mit einer elektrischen Anlaßeinrichtung, die einen Elektromotor und ein gesteuert in Antriebsverbindung bringbares Antriebsritzel umfaßt, wobei der Elektromotor ferner zum Zeitweisen Antrieb einer Fördereinrichtung dient. Der Elektromotor dient dabei über ein zwischengeschaltetes Getriebe zum Antrieb eines Verdichters. Der Verdichter weist ein Radiallaufrad auf.the DE 195 29 740 A1 discloses an internal combustion engine having an electric starting device which comprises an electric motor and a drive pinion which can be brought into drive connection in a controlled manner, the electric motor also serving to temporarily drive a conveyor device. The electric motor is used to drive a compressor via an interposed gear. The compressor has a radial impeller.

Die EP 1 070 837 B1 , auch deren Prioritätsanmeldung DE 199 34 606 A1 , welche den gattungsbildenden Stand der Technik bildet, beschäftigt sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Leistungssteigerung einer mittels Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine. Einem Hoch-Geschwindigkeitselektromotor ist ein zusätzlicher Verdichter zugeordnet, dessen Verdichterrad durch den Elektromotor hochdrehzahlig angetrieben Zusatzluft mit einem Absolutdruck von ca. 3 bar in die Brennkraftmaschine fördern könnte.the EP 1 070 837 B1 , also their priority registration DE 199 34 606 A1 , which forms the generic prior art, deals with a device and a method for increasing the performance of an internal combustion engine charged by means of an exhaust gas turbocharger. An additional compressor is assigned to a high-speed electric motor, the compressor wheel of which, driven at high speed by the electric motor, could convey additional air with an absolute pressure of approx. 3 bar into the internal combustion engine.

Bekannt sind demnach Verbrennungsmotoren, bzw. Brennkraftmaschinen, welche zusätzlich zum eigentlichen Turbolader noch einen zusätzlichen Verdichter aufweisen. Der zusätzliche Verdichter ist über einen Elektromotor antreibbar. Dieser wirkt z. B. auf eine Schwungscheibe, um den Verbrennungsmotor bzw. die Brennkraftmaschine anzulassen, was allgemein bekannt ist. Mit dem zusätzlichen Verdichter soll das so genannte Turboloch überbrückt werden, da der zusätzliche Verdichter sehr frühzeitig, insbesondere direkt nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine verdichtete Luft zur Verfügung stellt.Accordingly, internal combustion engines or internal combustion engines are known which, in addition to the actual turbocharger, also have an additional compressor. The additional compressor can be driven by an electric motor. This acts z. B. on a flywheel to start the internal combustion engine or the internal combustion engine, which is well known. The so-called turbo lag is intended to be bridged with the additional compressor, since the additional compressor provides compressed air very early on, in particular immediately after the internal combustion engine has been started.

Insbesondere bei vom Hubvolumen sehr kleinen Verbrennungsmotoren mit zum Beispiel 1000ccm oder weniger Hubraum werden entsprechend klein dimensionierte Turbolader schwerlich geeignet sein das Turboloch zu vermeiden. Von daher werden mechanische Aufladesysteme eingesetzt, um das Turboloch zu überbrücken. Dies beinhaltet aber erhebliche Probleme: Wenn zum Beispiel ein Abgasturbolader eingesetzt wird, steigen die mechanischen Verluste, wobei derartige Systeme bevorzugt auf der so genannten kalten Seite des Verbrennungsmotors bzw. der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Dies führt aber oft zu Komplikationen hinsichtlich der Einbausituation, wobei insbesondere ein Eingriff in die so genannte Unfallzone bzw. crash-ebene in Kauf genommen wird, in der eigentlich keine Verletzungsgefährdenden oder andere Komponenten zerstörenden Bauteile angeordnet sein sollten. Zudem weisen konventionelle Turbolader eine relativ hohe Trägheit auf, wobei zudem Druckpulsationen auftreten können, welche wiederum ein erhebliches Geräuschpotential (NVH-risk: Noise-Vibration-Harshness Risiko) entfalten können.In particular in the case of internal combustion engines with a displacement of very small, for example 1000ccm or less, turbochargers with correspondingly small dimensions will hardly be suitable for avoiding the turbo lag. Mechanical supercharging systems are therefore used to bridge the turbo lag. However, this involves considerable problems: If, for example, a Exhaust gas turbocharger is used, the mechanical losses increase, systems of this type preferably being arranged on the so-called cold side of the internal combustion engine or the internal combustion engine. However, this often leads to complications with regard to the installation situation, in particular an intervention in the so-called accident zone or crash level is accepted, in which actually no components which could be injurious or destroy other components should be arranged. In addition, conventional turbochargers have a relatively high level of inertia, and pressure pulsations can also occur, which in turn can develop a considerable noise potential (NVH risk: noise-vibration-harshness risk).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bzw. dessen Luftverdichter mit einfachen Mitteln verbessert zur Verfügung zu stellen, so dass ein im Vergleich zum konventionellen zusätzlichem Verdichter verbesserter, zusätzlicher Verdichter mit geringer Trägheit erreichbar ist, welcher trotz dem zur Verfügung stellen verdichteter Luft zum Überbrücken des Turbolochs eine relativ geringe Drehzahl aufweisen kann.The invention is based on the object of providing an internal combustion engine or its air compressor in an improved manner with simple means, so that an additional compressor with low inertia which is improved compared to the conventional additional compressor can be achieved, which despite the availability of compressed air for the Bridging the turbo lag can have a relatively low speed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei der zusätzliche Luftverdichter als Spirallader ausgeführt ist, und wobei die Verbindungswelle eine Kupplung aufweist, und wobei zwischen der Kupplung und dem zusätzlichen Luftverdichter ein variables Übersetzungsgetriebe angeordnet ist.According to the invention, the object is achieved by an internal combustion engine with the features of claim 1, wherein the additional air compressor is designed as a scroll charger, and wherein the connecting shaft has a clutch, and a variable transmission gear is arranged between the clutch and the additional air compressor.

Wesentlich ist, dass der Verdichter, bzw. der zusätzliche Verdichter als Spirallader ausgeführt ist, welcher die Luft insbesondere nach dem Anlassen bzw. bei einer Lastanforderung im unteren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors bzw. der Brennkraftmaschine, in dem der Turbolader seinen vollständigen Ladedruck noch nicht aufgebaut hat, dieser verdichtet zuleitet. Im Vergleich zu einem konventionellen zusätzlichem Verdichter hat der als Spirallader ausgeführte zusätzliche Verdichter eine geringe Trägheit, wobei zudem relativ geringe Drehzahlen notwendig sind. Die Drehzahl des Spiralladers ist ungefähr zweimal höher als die Kurbelwellendrehzahl. Zudem ergibt sich vorteilhaft eine geringe bzw. eine hinnehmbar geringe Druckpulsation, so dass eine störende Geräuschemission vermeidbar ist.It is essential that the compressor or the additional compressor is designed as a scroll charger, which the air especially after starting or when a load requirement in the lower speed range of the internal combustion engine or the internal combustion engine, in which the turbocharger has not yet built up its full boost pressure , this condenses condensed. Compared to a conventional additional compressor, the additional compressor designed as a scroll charger has a low level of inertia, and relatively low speeds are also required. The speed of the scroll supercharger is approximately twice the speed of the crankshaft. In addition, there is advantageously a low or an acceptably low pressure pulsation, so that disruptive noise emissions can be avoided.

Um noch vorteilhaft eine kompakte, Platz sparende Bauweise erreichen zu können, wird vorgeschlagen, den Generator und den Verdichter miteinander zu kombinieren bzw. miteinander in einem Bauteil auszuführen. Dies ist dahingehend vorteilhaft, als der Generator relativ zur Kurbelwelle ein ähnliches Übersetzungsverhältnis aufweist, welches auch der zusätzliche Verdichter bzw. der Spirallader aufweisen sollte. Vorteilhaft ist in Bauraum bedingter Hinsicht weiter, dass der zusätzliche Verdichter mit dem Generator bzw. deren Wellen miteinander fluchten. So kann der zusätzliche Verdichter quasi fluchtend zum Generator bzw. zur Lichtmaschine angeordnet werden, wobei der relativ zu der Ausgangsseite oder der dazu gegenüberliegenden Seite des Generators zur Verfügung stehende Bauraum genutzt werden kann.In order to still be able to advantageously achieve a compact, space-saving design, it is proposed that the generator and the compressor be combined with one another or embodied with one another in one component. This is advantageous in that the generator has a similar transmission ratio relative to the crankshaft, which the additional compressor or the scroll charger should also have. In terms of installation space, it is also advantageous that the additional compressor with the generator or their shafts are aligned with one another. The additional compressor can thus be arranged virtually in alignment with the generator or the alternator, whereby the installation space available relative to the output side or the opposite side of the generator can be used.

Vorteilhaft ist, wenn der Verdichter mit seiner Welle entsprechend mit der Welle des Generators verbunden ist, um so die Antriebsleistung des Generators auf den Verdichter übertragen zu können. Vorteilhaft ist, dass die Kupplung zwischen beiden Komponenten angeordnet ist, um den Verdichter gegebenenfalls von dem Generator zu trennen, so dass vorteilhaft Schleppverluste vermeidbar sind.It is advantageous if the shaft of the compressor is correspondingly connected to the shaft of the generator in order to be able to transmit the drive power of the generator to the compressor. It is advantageous that the coupling is arranged between the two components in order to separate the compressor from the generator if necessary, so that drag losses can advantageously be avoided.

Möglich ist, dass die Übersetzungsverhältnisse einerseits des Generators und andererseits des Verdichters nicht aufeinander abgestimmt sind, bzw. zueinander variieren. In einem solchen Fall kann vorteilhaft vorgesehen sein, ein weiteres Übersetzungsgetriebe, gemäß der Erfindung als variables, also verstellbares Übersetzungsgetriebe zwischen den beiden Komponenten anzuordnen. In bevorzugter Ausgestaltung ist das variable Übersetzungsgetriebe verdichterseitig, also in bzw. an der Verbindungswelle bzw. in einem verdichterseitigen Wellenabschnitt zwischen dem Verdichter und der Kupplung angeordnet. Möglich ist, dass der Generator, also die Lichtmaschine, der zusätzliche Luftverdichter, also der zusätzliche Spirallader und/oder das variable Übersetzungsgetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.It is possible that the transmission ratios on the one hand of the generator and on the other hand of the compressor are not coordinated with one another or vary with one another. In such a case, provision can advantageously be made to arrange a further transmission gear according to the invention as a variable, that is to say adjustable transmission gear, between the two components. In a preferred embodiment, the variable transmission gear is arranged on the compressor side, that is to say in or on the connecting shaft or in a shaft section on the compressor side between the compressor and the clutch. It is possible that the generator, that is to say the alternator, the additional air compressor, that is to say the additional scroll charger and / or the variable transmission gear are arranged in a common housing.

Der Generator kann in einer Ausgestaltung als konventioneller Generator bzw. Elektromotor ausgeführt sein, dessen Zahnrad mit einem Zahnrad der Schwungscheibe kämmt. Denkbar ist aber auch, ein so genanntes B-ISG-System (Belt driven Integrated, d. h. Riemen getriebenes Starter-Generator-System) auszuführen, oder ein Nebenaggregatantrieb mittels Riemen auszuführen. Bei diesem (B-ISG-System) ist ein Antriebsmittel zum Beispiel in der Ausgestaltung als Riemen als Übertragungselement der Rotation der Ausgangswelle des Generators zur Schwungscheibe vorgesehen. Dieses B-ISG-System könnte andererseits auch den Verdichter bzw. den Spirallader antreiben, um so einen Ladedruck unabhängig von der Motordrehzahl generieren bzw. bewirken zu können. Günstig ist hier der Einsatz der Kupplung zu sehen. Wird der Generator bei dem B-ISG-System als Elektromotor betrieben, und nicht als Strom erzeugendes Aggregat (Generator bzw. Lichtmaschine), kann der zusätzliche Spirallader mittels der Kupplung von dem als Elektromotor fungierenden Generator getrennt bzw. abgekuppelt werden.In one embodiment, the generator can be designed as a conventional generator or electric motor, the gear wheel of which meshes with a gear wheel of the flywheel. However, it is also conceivable to implement a so-called B-ISG system (Belt Driven Integrated, i.e. belt-driven starter-generator system), or to implement an accessory drive by means of belts. In this (B-ISG system) a drive means is provided, for example in the form of a belt, as a transmission element for the rotation of the output shaft of the generator to the flywheel. On the other hand, this B-ISG system could also drive the compressor or the scroll charger in order to be able to generate or effect a boost pressure independently of the engine speed. The use of the clutch is seen as favorable here. If the generator in the B-ISG system is operated as an electric motor and not as a power generating unit (generator or alternator), the additional scroll charger can be separated or decoupled from the generator functioning as an electric motor by means of the coupling.

Zweckmäßig ist, wenn der Generator mit seiner Ausgangswelle mit der Eingangswelle des Verdichters bzw. des Spiralladers fluchtend angeordnet ist, wobei der Verdichter bezogen auf die Ausgangsseite des Generators ausgangseitig oder dazu gegenüberliegend angeordnet sein kann. Die Ausgangsseite des Generators ist im Sinne der Erfindung die Seite, welche mit der Schwungscheibe in Verbindung steht.It is useful if the generator is arranged with its output shaft in alignment with the input shaft of the compressor or the scroll charger, wherein the compressor can be arranged on the output side with respect to the output side of the generator or opposite thereto. For the purposes of the invention, the output side of the generator is the side that is connected to the flywheel.

Vorteilhaft wird bei der Erfindung als Zusatzverdichter ein Spirallader verwendet, welcher mit der ungefähr gleichen Drehzahl wie die Lichtmaschine (Generator) angetrieben wird, wobei keine zusätzliche Elektronik bzw. Steuerelektronik und Batterie, sowie kein zusätzlicher Elektromotor erforderlich ist. Darüber hinaus, kann der Spirallader bei Nichtverwendung, also nach dem Anlassen, wenn das Turboloch überwunden ist, mittels der zweckmäßigen Kupplung abgekuppelt werden, um so Schleppverluste zu vermeiden bzw. zu verringern.Advantageously, a scroll charger is used as an additional compressor in the invention, which is driven at approximately the same speed as the alternator (generator), with no additional electronics or control electronics and battery, and no additional electric motor being required. In addition, when the scroll charger is not in use, i.e. after starting, when the turbo lag has been overcome, it can be uncoupled by means of the appropriate clutch in order to avoid or reduce drag losses.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:

  • 1 eine prinzipielle Darstellung einer Brennkraftmaschine mit zusätzlichem Verdichter in einer ersten Ausgestaltung, und
  • 2 eine prinzipielle Darstellung einer Brennkraftmaschine mit zusätzlichem Verdichter in einer zweiten Ausgestaltung.
Further advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it:
  • 1 a basic representation of an internal combustion engine with an additional compressor in a first embodiment, and
  • 2 a basic representation of an internal combustion engine with an additional compressor in a second embodiment.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference symbols, so that they are usually only described once.

1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1, welche einen nicht dargestellten Turbolader aufweist, dessen Turbine in einer Abgasleitung angeordnet ist. Ein entsprechender Kompressor ist in einer Ansaugleitung angeordnet, so dass der Brennkraftmaschine angesaugte Luft verdichtet zugeführt wird. Turbolader weisen jedoch insbesondere in unteren Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine 1 das so genannte Turboloch auf. 1 shows an internal combustion engine 1 , which has a turbocharger, not shown, the turbine of which is arranged in an exhaust pipe. A corresponding compressor is arranged in an intake line, so that air sucked in is supplied to the internal combustion engine in compressed form. However, turbochargers are particularly active in the lower speed ranges of the internal combustion engine 1 the so-called turbo lag.

Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Generator 2 auf, welcher mit einer Anlaßvorrichtung 3 verbindbar ist. Die Anlaßvorrichtung 3 kann zum Beispiel eine Schwungscheibe sein. Der Generator 2 ist mit einem zum Turbolader zusätzlichem Luftverdichter bzw. Verdichter 4, diesen antreibbar verbindbar.The internal combustion engine 1 assigns a generator 2 on which one with a starting device 3 is connectable. The starting device 3 can be a flywheel, for example. The generator 2 is with an air compressor or compressor in addition to the turbocharger 4th , this drivable connectable.

Der Generator 2, der auch als (geregelter) Elektromotor bzw. Lichtmaschine bezeichnet werden kann, weist eine Ausgangsseite 6 auf, an welcher ein Übertragungselement 7 angeordnet ist. Zum Übertragen der Rotation der Ausgangseite 6 bzw. des Übertragungselementes 7 zur Anlaßvorrichtung 3 bzw. zur Schwungscheibe ist ein Antriebsmittel 8 vorgesehen. Das Antriebsmittel 8 kann z. B. als zahnloser Riemen oder als Zahnriemen ausgeführt sein. Die Anlaßvorrichtung 3 und das Übertragungselement 7 ist angepaßt zur Ausgestaltung des Antriebmittels 8 ausgeführt.The generator 2 , which can also be referred to as a (regulated) electric motor or alternator, has an output side 6th on which a transmission element 7th is arranged. To transmit the rotation of the output side 6th or the transmission element 7th to the starting device 3 or to the flywheel is a drive means 8th intended. The drive means 8th can e.g. B. be designed as a toothless belt or as a toothed belt. The starting device 3 and the transmission element 7th is adapted to the design of the drive means 8th executed.

Insofern ist in den 1 und 2 beispielhaft ein so genanntes B-ISG-System dargestellt. Der Generator 2 kann an seiner Ausgangsseite 6 auch ein als Zahnrad ausgeführtes Übertragungselement 7 aufweisen, welches mit einer korrespondierenden Verzahnung der Anlaßvorrichtung 3 kämmt. Bei dem B-ISG-System kann der Generator 2 als Strom erzeugendes Element (Lichtmaschine) oder als Elektromotor fungieren.In this respect, the 1 and 2 a so-called B-ISG system is shown as an example. The generator 2 can on its exit side 6th also a transmission element designed as a gear 7th have, which with a corresponding toothing of the starting device 3 combs. In the B-ISG system, the generator can 2 act as a power generating element (alternator) or as an electric motor.

Der zusätzliche Luftverdichter 4 weist im Unterschied zum Stand der Technik kein Radiallaufrad als Verdichterelement, sondern ein spiralartig ausgeführtes Verdichterelement auf, so dass der zusätzliche Luftverdichter 4 erfindungsgemäß als Spirallader 4 ausgeführt ist. Der Spirallader 4 ist natürlich angepaßt an die Verwendung als (zusätzlicher) Ladeluftverdichter der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt. Die Spiralwelle ist mit dem Generator 2 verbindbar.The additional air compressor 4th In contrast to the prior art, it does not have a radial impeller as a compressor element, but a spiral-like compressor element, so that the additional air compressor 4th according to the invention as a scroll charger 4th is executed. The scroll charger 4th is of course adapted to use as an (additional) charge air compressor of the internal combustion engine 1 executed. The spiral shaft is with the generator 2 connectable.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ausgangseitig des Generators 2 eine Verbindungswelle 9 zum Antreiben des Verdichters 4 vorgesehen. Der Verbindungswelle 9 ist eine Kupplung 11 zugeordnet, so dass der Generator 2 zumindest zeitweise von dem Verdichter 4 getrennt werden kann. Insofern weist die Verbindungswelle 9 bezogen auf die Kupplung 11 einen generatorseitigen Wellenabschnitt 12 und einen verdichterseitigen Wellenabschnitt 13 auf.The in 1 The embodiment shown is on the output side of the generator 2 a connecting shaft 9 to drive the compressor 4th intended. The connecting shaft 9 is a clutch 11th assigned so that the generator 2 at least temporarily from the compressor 4th can be separated. In this respect, the connecting shaft 9 based on the clutch 11th a generator-side shaft section 12th and a compressor-side shaft section 13th on.

In dem verdichterseitigen Wellenabschnitt 13 ist in erfindungsgemäßer Ausgestaltung ein variables, also verstellbares Übersetzungsgetriebe 14 (in den 1 und 2 mittels des schräg gestellten Pfeils 14 dargestellt) angeordnet. Dieses ist sinnvoll, wenn die Übersetzungsverhältnisse einerseits des Generators 2 und andererseits des Verdichters 4 nicht aufeinander abgestimmt sind, oder voneinander abweichen.In the shaft section on the compressor side 13th is in the inventive embodiment a variable, that is, adjustable transmission gear 14th (in the 1 and 2 by means of the inclined arrow 14th shown). This is useful if the gear ratios are on the one hand the generator 2 and on the other hand the compressor 4th are not coordinated or differ from one another.

Der Generator 2, der zusätzliche Spirallader 4 und/oder das variable Übersetzungsgetriebe 14 können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.The generator 2 , the additional scroll charger 4th and / or the variable transmission gear 14th can be arranged in a common housing.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Luftverdichter 4 gegenüberliegend zur Ausgangsseite 6 des Generators 2 angeordnet. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 2 dem Ausführungsbeispiel zu 1.The in 2 illustrated embodiment is the air compressor 4th opposite to the exit side 6th of the generator 2 arranged. Otherwise, the exemplary embodiment corresponds to FIG 2 the embodiment too 1 .

Wie den 1 und 2 weiter entnommen werden kann, ist der zusätzliche Spirallader 4 jeweils fluchtend zum Generator 2 angeordnet.Like that 1 and 2 can be removed further, is the additional scroll charger 4th in each case in alignment with the generator 2 arranged.

Denkbar ist, den Luftverdichter 4 an einer so genannten heißen Seite der Brennkraftmaschine 1, also bevorzugt außerhalb einer so genannten Crash-Ebene anzuordnen.It is conceivable that the air compressor 4th on a so-called hot side of the internal combustion engine 1 , so preferably to be arranged outside a so-called crash plane.

Die Brennkraftmaschine 1 ist eine bezogen auf ihren Hubraum klein dimensionierte Brennkraftmaschine 1 z. B. eines Kraftfahrzeuges. Beispielhaft kann die Brennkraftmaschine einen Hubraum von 1000ccm oder weniger aufweisen.The internal combustion engine 1 is an internal combustion engine with small dimensions in relation to its cubic capacity 1 z. B. a motor vehicle. For example, the internal combustion engine can have a displacement of 1000ccm or less.

Bei diesen klein dimensionierten Brennkraftmaschinen ist die vorteilhafte Ausgestaltung des Verdichters 4 als Spirallader 4 besonders günstig einsetzbar. Denn die angesaugte Luft wird insbesondere nach einem Anlassen bzw. bei einer Lastanforderung im unteren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors bzw. der Brennkraftmaschine, in dem der Turbolader seinen vollständigen Ladedruck noch nicht aufgebaut hat, dem Verbrennungsmotor bzw. der Brennkraftmaschine 1 durch die Wirkung des Spiralladers verdichtet zugeleitet. Im Vergleich zu einem konventionellen Turbolader hat der als Spirallader 4 ausgeführte zusätzliche Verdichter 4 eine geringe Trägheit, wobei zudem relativ geringe Drehzahlen notwendig sind. Die Drehzahl des Spiralladers 4 ist ungefähr nur zweimal höher als die Kurbelwellendrehzahl. Zudem ergibt sich vorteilhaft eine geringe bzw. eine hinnehmbar geringe Druckpulsation, wodurch u. a. störende Geräuschemissionen vermeidbar sind. Selbstverständlich ist der (zusätzliche) Verdichter 4 in einer Ansaugleitung angeordnet, oder zumindest so angeordnet, dass der Brennkraftmaschine 1 verdichtete Luft bereits nach dem Anlassen bzw. bei einer Lastanforderung im unteren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors bzw. der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird, wobei der Turbolader aufgrund der geringen Drehzahlen (z. B. kleiner als 1500U/min) keine Aufladung bewirken würde, bzw. seinen Ladedruck noch nicht vollständig aufgebaut hat.In these small internal combustion engines, the advantageous embodiment of the compressor 4th as a scroll charger 4th particularly inexpensive to use. This is because the intake air is passed to the internal combustion engine or the internal combustion engine, especially after starting or when a load is requested in the lower speed range of the internal combustion engine or the internal combustion engine in which the turbocharger has not yet built up its full boost pressure 1 condensed by the action of the spiral charger. Compared to a conventional turbocharger, it has a scroll-type charger 4th executed additional compressors 4th low inertia, and relatively low speeds are also necessary. The speed of the scroll charger 4th is only about two times higher than the crankshaft speed. In addition, there is advantageously a low or an acceptably low pressure pulsation, as a result of which, inter alia, disruptive noise emissions can be avoided. The (additional) compressor is a matter of course 4th arranged in an intake line, or at least arranged so that the internal combustion engine 1 Compressed air already after starting or when there is a load requirement in the lower speed range of the internal combustion engine or the internal combustion engine 1 is supplied, whereby the turbocharger would not cause any supercharging due to the low speeds (e.g. less than 1500U / min) or has not yet fully built up its boost pressure.

Claims (5)

Brennkraftmaschine mit einem Generator (2), welcher mit einem zu einem Turbolader zusätzlichem Luftverdichter (4), diesen antreibbar verbindbar ist, wobei eine Verbindungswelle (9) zwischen dem Generator (2) und dem zusätzlichen Luftverdichter (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Luftverdichter (4) als Spirallader ausgeführt ist, wobei die Verbindungswelle (9) eine Kupplung (11) aufweist, und wobei zwischen der Kupplung (11) und dem zusätzlichen Luftverdichter (4) ein variables Übersetzungsgetriebe (14) angeordnet ist.Internal combustion engine with a generator (2) which can be connected to an air compressor (4) that is additional to a turbocharger and can be driven, a connecting shaft (9) being arranged between the generator (2) and the additional air compressor (4), characterized in that, that the additional air compressor (4) is designed as a scroll charger, the connecting shaft (9) having a coupling (11), and a variable transmission gear (14) being arranged between the coupling (11) and the additional air compressor (4). Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Luftverdichter (4) an einer Ausgangsseite (6) des Generators (2) angeordnet ist.Internal combustion engine after Claim 1 , characterized in that the additional air compressor (4) is arranged on an output side (6) of the generator (2). Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Luftverdichter (4) an einer, zu einer Ausgangsseite (6) gegenüberliegenden Seite des Generators (2) angeordnet ist.Internal combustion engine after Claim 1 , characterized in that the additional air compressor (4) is arranged on a side of the generator (2) opposite to an output side (6). Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (2), der zusätzliche Luftverdichter (4) und/oder das variable Übersetzungsgetriebe (14) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the generator (2), the additional air compressor (4) and / or the variable transmission gear (14) are arranged in a common housing. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Riemen getriebenes Starter-Generator-System bei dem der Generator (2) mittels der Kupplung (11) von dem zusätzlichen Luftverdichter (4) trennbar ist, wenn der Generator (2) in der Funktionsweise eines Elektromotors wirkt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized by a belt-driven starter-generator system in which the generator (2) can be separated from the additional air compressor (4) by means of the coupling (11) when the generator (2) is operating as a Electric motor works.
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