DE102010037649B4 - System for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine, method for operating such a system and internal combustion engine with such a system - Google Patents

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Abstract

System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor, welches bezogen auf eine Brennkammer (2) des Motors (1) eine Zufuhr-Seite (29) für die Zufuhr von Ladeluft mit einer Zufuhrleitung (31) und eine Abfuhr-Seite (30) für die Abfuhr von Abgas mit einer Abfuhrleitung (32) aufweist, wobei das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) mindestens eine erste Abgasrückführung (11) mit einer Rückführungsleitung (16) aufweist, durch die Abgas von der Abfuhr-Seite (30) zur Zufuhrseite (31) rückführbar ist und wobei eine Rückführungsleitung (16) in einem Bereich hinter einem Frischlufteinlass (35) unter Bildung eines Zuflusses von Abgas (18) mit der Zufuhrleitung (31) verbunden ist und wobei die Rückführungsleitung (16) mit der Abfuhrleitung (32) in einem Bereich hinter einer Turbine (6) verbunden ist, und wobei das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) eine zweite Abgasrückführung (12) mit einer Rückführungsleitung (17) aufweist, und wobei die erste Abgasrückführung (11) zum Rückführen von Niederdruck-Abgas (25) und die zweite Abgasrückführung (12) zum Rückführen von Hochdruck-Abgas (26) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zufuhrleitung (31) zwischen dem Frischlufteinlass (35) und dem Zufluss von unter niedrigem Druck stehendem Abgas (18) eine steuerbare Drossel (22) zum Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr (9) angeordnet ist, und dass die steuerbare Drossel (22) dazu ausgebildet ist, die Frischluftzufuhr (9) in einem Zustand des Motors (1) zu verschließen, bei welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) sehr gering oder gleich Null ist.System for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine, which relative to a combustion chamber (2) of the engine (1) has a supply side (29) for the supply of charge air to a supply line (31) and a discharge side (30) for the removal of exhaust gas with a discharge line (32), wherein the system for conducting charge air and exhaust gas (28) at least a first exhaust gas recirculation (11) having a return line (16) through which exhaust gas from the discharge side (30 to the feed side (31) and wherein a return line (16) is connected in a region behind a fresh air inlet (35) to the supply line (31) to form an inlet of exhaust gas (18) and wherein the return line (16) communicates with the Discharge line (32) is connected in an area behind a turbine (6), and wherein the system for conducting charge air and exhaust gas (28) has a second exhaust gas recirculation (12) with a return line (17), and wherein the first Abg As a result, in the supply line (31) between the fresh air inlet (35) and the second exhaust gas recirculation (12) for returning high-pressure exhaust gas (26) are formed Inflow of low-pressure exhaust gas (18) is a controllable throttle (22) for opening or closing the fresh air supply (9) is arranged, and that the controllable throttle (22) is adapted to the fresh air supply (9) in a state of the engine (1) to close, in which a per piston stroke in a combustion chamber (2) burned amount of fuel (QFIN) is very low or equal to zero.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor. Es ist in der Praxis bekannt, Verbrennungsmotoren mit einem System zum Leiten von Ladeluft auszurüsten, um Ladeluft von einem Frischlufteinlass zu einem Motoreinlass zu führen. Die Ladeluft wird ggf. unter Druck in eine Brennkammer des Motors eingeführt und dort zusammen mit einem beigefügten Treibstoff verbrannt. Hierbei entsteht Abgas, das von der Brennkammer durch einen Motorauslass und durch ein System zum Leiten von Abgas zu einem Abgasauslass oder Auspuff abgeführt wird. Es ist ferner bekannt, solche Systeme mit einer Abgasrückführung auszustatten, welche Abgas von einer Abfuhr-Seite des Motors zu einer Zufuhr-Seite zurückführt, wo das Abgas der Ladeluft beigemengt wird. Bisher bekannte Systeme zum Leiten von Ladeluft und Abgas weisen den Nachteil auf, dass bei einem Betriebszustand des Motors, bei welchem nur eine sehr geringe Treibstoffmenge mit großem Sauerstoffüberschuss in der Brennkammer verbrannt wird, das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas mit sauerstoffreichem Gas geflutet wird. Der in der Ladeluft enthaltene Sauerstoffgehalt reduziert sich in der Brennkammer nur geringfügig. Dabei steigt der Sauerstoffgehalt auf der Zufuhr-Seite und auf der Abfuhr-Seite stark an und die Abgasrückführung wird ebenfalls mit einem Gas mit hoher Sauerstoffkonzentration gefüllt.The invention relates to a system for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine. It is known in the art to provide internal combustion engines with a system for conducting charge air to carry charge air from a fresh air inlet to an engine intake. The charge air is possibly introduced under pressure into a combustion chamber of the engine and burned there together with an attached fuel. This produces exhaust gas which is exhausted from the combustion chamber through an engine exhaust and through a system for passing exhaust gas to an exhaust gas outlet or exhaust. It is also known to provide such systems with an exhaust gas recirculation, which recirculates exhaust gas from a discharge side of the engine to a supply side, where the exhaust gas is added to the charge air. Previously known systems for conducting charge air and exhaust gas have the disadvantage that in an operating condition of the engine, in which only a very small amount of fuel is burned with high oxygen excess in the combustion chamber, the system for conducting charge air and exhaust gas is flooded with oxygen-rich gas , The oxygen content contained in the charge air reduces only slightly in the combustion chamber. In this case, the oxygen content on the supply side and on the discharge side increases sharply and the exhaust gas recirculation is also filled with a gas having a high oxygen concentration.

Bei einem Wechsel von einem solchen Betriebszustand mit geringer Treibstoffverbrennung in einen Betriebszustand, bei dem eine größere Menge von Treibstoff in der Brennkammer verbrannt wird, wird somit eine Ladeluft mit relativ hohem Sauerstoffgehalt, die beispielsweise nur aus Frischluft besteht, in die Brennkammer eingeführt. Hierdurch wird nach dem Wechsel des Betriebszustandes von einem treibstoffarmen oder treibstofffreien Betrieb zu einem Betrieb mit höherer Treibstoffverbrennung über einen gewissen Zeitraum hinweg in der Brennkammer ein Abgas mit einer hohen Emissionsrate, insbesondere mit einem hohen Anteil an Stickoxiden (NOx) erzeugt.In a change from such operating state with low fuel combustion in an operating state in which a larger amount of fuel is burned in the combustion chamber, thus a charge air with relatively high oxygen content, which consists for example only of fresh air, introduced into the combustion chamber. As a result, an exhaust gas having a high emission rate, in particular with a high proportion of nitrogen oxides (NOx) is generated after the change of the operating state of a fuel-lean or fuel-free operation to a higher fuel combustion operation over a certain period of time in the combustion chamber.

Die Erzeugung von Stickoxiden hängt maßgeblich von der Höhe des Sauerstoffgehalts in der Ladeluft ab. Je höher der Sauerstoffgehalt ist, desto mehr Stickoxide können in dem Verbrennungsprozess in der Brennkammer entstehen. So ist es bei bekannten Systemen üblich, dass bei einem Wechsel von einem lastfreien Betrieb oder Schubbetrieb des Motors zu einem lastbeaufschlagten Betrieb oder Zugbetrieb eine zeitweilige Überhöhung des Schadstoffausstoßes und insbesondere der Stickoxidemission entsteht.The production of nitrogen oxides depends largely on the level of oxygen content in the charge air. The higher the oxygen content, the more nitrogen oxides can be produced in the combustion process in the combustion chamber. Thus, it is common in known systems that when switching from a load-free operation or coasting operation of the engine to a load-loaded operation or train operation, a temporary increase in pollutant emissions and in particular the nitrogen oxide emission arises.

DE 10 2004 044 893 D1 offenbart eine Niederdruck-Abgasrückführeinrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor. In der Luftzuführleitung ist eine einstellbare Drossel angeordnet, durch die es ermöglicht wird, auch bei drucklos oder mit nur geringem Druck anliegendem rückgeführtem Abgas eine hohe Abgasrückführrate von bis zu 70% einzustellen. Ein vollständiges Verschließen der Drossel in der Luftzuführleitung ist nicht vorgesehen. Die DE 10 2004 044 893 D1 befasst sich nicht mit dem Zeitpunkt, zu dem die Drossel betätigt wird. DE 10 2004 044 893 D1 discloses a low pressure exhaust gas recirculation device and a method of operating the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine. In the air supply line, an adjustable throttle is arranged, by which it is possible to set a high exhaust gas recirculation rate of up to 70%, even at zero pressure or with low pressure applied recirculated exhaust gas. A complete closure of the throttle in the air supply is not provided. The DE 10 2004 044 893 D1 does not deal with the time at which the throttle is actuated.

Aus der DE 601 05 658 T2 ist ein System zur Regelung eines Dieselmotors mit Direkteispritzung bekannt, durch das Verbrennungsgeräusche reduziert und Fehlzündungen unter Leerlaufbedingungen vermieden werden. Eine Drosselklappe ist im Ansaugbereich des Motors vorgesehen. Das System umfasst eine Hochdruck-Abgasrückführung und es wird empfohlen, das Abgasrückführungsventil im Leerlaufbetrieb in einen geschlossenen Zustand zu bringen, wenn ein Regelvorgang zur Verringerung der Ansaugluftmenge ausgeführt wird.From the DE 601 05 658 T2 discloses a system for controlling a diesel engine with direct injection, which reduces combustion noise and avoids misfiring under no-load conditions. A throttle valve is provided in the intake of the engine. The system incorporates high pressure exhaust gas recirculation and it is recommended that the exhaust gas recirculation valve be brought to a closed state in idle mode when a control operation to reduce the intake air amount is performed.

WO 2005/033496 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, mit dem sich durch Nutzung des HCLI Brennverfahrens vom unteren Teillastbereich bis zum Volllastbereich minimale Stickoxidemissionen erreichen lassen sollen. Die Abgasrückführrate soll zwischen etwa 0% und 70% oder 80% variierbar sein. Eine Hochdruck-Abgasrückführung leitet Abgas aus einem Abgasstrang zu einer Einlassleitung. Eine Niederdruck-Abgasrückführung leitet Abgas von aus der Abgasleitung stromabwärts eines Partikelfilters in eine Ansaugleitung. Frischluft kann durch die Ansaugleitung über einen Verdichter in die Einlassleitung und weiter in eine Brennkammer des Verbrennungsmotors fließen. Um bei kurzen Schub-Phasen NOx-Spitzen beim Wiedereinsetzen zu vermeiden, sei es vorteilhaft, wenn im Schubbetrieb eine im Einlassstrang angeordnete Drosselklappe geschlossen und ein Abgasrückführventil geöffnet werden. WO 2005/033496 A1 discloses a method for operating an internal combustion engine, with which by using the HCLI combustion method from the lower part-load range to the full-load range minimum nitrogen oxide emissions should be achieved. The exhaust gas recirculation rate should be variable between about 0% and 70% or 80%. High pressure exhaust gas recirculation directs exhaust gas from an exhaust line to an intake line. Low pressure exhaust gas recirculation directs exhaust gas from the exhaust passage downstream of a particulate filter into an intake passage. Fresh air can flow through the intake pipe via a compressor into the intake pipe and further into a combustion chamber of the internal combustion engine. In order to avoid NOx spikes during re-insertion in the case of short thrust phases, it is advantageous if, during overrun operation, a throttle valve arranged in the intake line is closed and an exhaust gas recirculation valve is opened.

DE 11 2007 003 296 T5 offenbart eine Technik zum Verbrennungsausgleich für Motoren, die nach dem HCCI-Brennverfahren arbeiten. Der Motor weist eine Hochdruck- und eine Niederdruck-Abgasrückführung auf. Frischluft läuft durch ein Drosselsteuerventil vorm dem Eintritt in einen Frischluftversorgungsdurchlass. Das Drosselsteuerventil kann von einer eingeschränkten vollständig abgedrosselten Position, die immer noch gestattet, dass ein gewisser Anteil von Frischluft in das System eintritt, bis zu einer nicht eingeschränkten vollständig geöffneten Position gesteuert werden. DE 11 2007 003 296 T5 discloses a technique for combustion compensation for engines operating on the HCCI combustion process. The engine has high pressure and low pressure exhaust gas recirculation. Fresh air passes through a throttle control valve before entering a fresh air supply passage. The throttle control valve may still be restricted from a fully throttled position allows a certain amount of fresh air to enter the system, to be controlled to an unrestricted fully open position.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor aufzuzeigen, mit dem bei einem Wechsel von einem Betriebszustand mit Verbrennung einer sehr geringen Treibstoffmenge zu einem Betriebszustand mit Verbrennung einer größeren Treibstoffmenge der Schadstoffausstoß reduziert wird. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems zum Leiten von Ladeluft und Abgas sowie einen Verbrennungsmotor mit einem solchen System zum Leiten von Ladeluft und Abgas aufzuzeigen.It is an object of the present invention to provide a system for directing charge air and exhaust gas to an internal combustion engine, which is reduced in a change from an operating condition with combustion of a very small amount of fuel to an operating condition with combustion of a larger amount of fuel pollutant emissions. It is a further object of the present invention to provide a method for operating such a system for conducting charge air and exhaust gas and an internal combustion engine with such a system for conducting charge air and exhaust gas.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den eigenständigen Ansprüchen.The invention solves this problem with the features in the independent claims.

Das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor weist auf der Zufuhr-Seite eine Zufuhrleitung und auf der Abfuhr-Seite eine Abfuhrleitung auf. Die Zufuhrleitung erstreckt sich von einem Frischlufteinlass zu einem Motoreinlass und kann aus mehreren Teilen bestehen. Die Abfuhrleitung erstreckt sich von einem Motorauslass zu einem Abgasauslass oder Auspuff und kann ebenfalls aus mehreren Teilen bestehen.The system according to the invention for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine has a supply line on the supply side and a discharge line on the discharge side. The supply line extends from a fresh air inlet to an engine inlet and may consist of several parts. The discharge line extends from an engine outlet to an exhaust outlet or exhaust and may also consist of several parts.

In dem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas kann Gas durch die Zufuhrleitung in einer Richtung von einem Frischlufteinlass zu einem Motoreinlass hin und durch die Abfuhrleitung von einem Motorauslass zu einem Abgasauslass hin fließen. Im Folgenden sind für die Angabe von Positionen in der Zufuhrleitung oder der Abfuhrleitung Begriffe wie „hinter” oder „vor” auf diese Fließrichtung bezogen.In the system for conducting charge air and exhaust gas, gas may flow through the supply line in a direction from a fresh air inlet toward an engine intake and through the discharge line from an engine exhaust to an exhaust gas outlet. In the following, terms such as "behind" or "before" are referred to in this flow direction for indicating positions in the supply pipe or the discharge pipe.

Das System weist zumindest eine Abgasrückführung auf, welche dazu ausgebildet ist, Abgas von der Abfuhr-Seite zur Zufuhr-Seite zurückzuführen. Die Abgasrückführung umfasst eine Rückführungsleitung, die einerseits in einem Bereich hinter dem Motorauslass mit der Abfuhrleitung und andererseits in einem Bereich vor dem Motoreinlass mit der Zufuhrleitung verbunden ist. An dem Verbindungspunkt von Rückführungsleitung und Zufuhrleitung wird hierdurch ein Zufluss für rückgeführtes Abgas gebildet, ab welchem sich das rückgeführte Abgas mit dem bereits vorhandenen Gas in der Zufuhrleitung mischen kann. Dieser Zufluss von Abgas liegt in einem Bereich der Zufuhrleitung zwischen dem Frischlufteinlass und dem Motoreinlass.The system includes at least one exhaust gas recirculation configured to recirculate exhaust gas from the discharge side to the supply side. The exhaust gas recirculation system comprises a return line, which is connected to the discharge line on the one hand in an area behind the engine outlet and on the other hand in a region in front of the engine inlet to the supply line. At the connection point of the return line and the supply line, an inflow for recirculated exhaust gas is thereby formed, from which the recirculated exhaust gas can mix with the already existing gas in the supply line. This inflow of exhaust gas is in an area of the supply line between the fresh air inlet and the engine inlet.

Das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas weist in der Zufuhrleitung zwischen dem Frischlufteinlass und dem Zufluss von Abgas eine steuerbare Drossel zum Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr auf.The system according to the invention for conducting charge air and exhaust gas has a controllable throttle for opening or closing the fresh air supply in the supply line between the fresh air inlet and the inflow of exhaust gas.

Durch die steuerbare Drossel ist es möglich, die in die Zufuhrleitung einströmende Menge von Frischluft zu drosseln und ggf. auf null zu reduzieren. Hierdurch wird es ermöglicht, die Ladeluft, die am Motoreinlass der Brennkammer zugeführt wird, durch Steuerung der Drossel sowie durch Steuerung der Durchflussraten des einen oder der mehreren Abgasrückführungen zu beliebigen Anteilen aus Frischluft sowie aus einer oder mehreren Arten von rückgeführtem Abgas zu mischen.The controllable throttle makes it possible to throttle the amount of fresh air flowing into the supply line and, if necessary, to reduce it to zero. This makes it possible to mix the charge air supplied to the combustion chamber at the engine inlet by controlling the throttle and controlling the flow rates of the one or more exhaust gas recirculations to any proportions of fresh air and one or more types of recirculated exhaust gas.

Es ist insbesondere möglich, bei einem verschlossenen Zustand der steuerbaren Drossel die dem Motoreinlass zugeführte Ladeluft ausschließlich aus einer oder mehreren Arten von rückgeführtem Abgas zu bilden. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass bei einem Betriebszustand des Motors, bei welchem nur eine sehr geringe Menge an Treibstoff in einer Brennkammer verbrannt wird, ein Kreislauf in dem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas entsteht, in dem kontinuierlich ein Großteil des Abgases oder das gesamte Abgas von der Abfuhr-Seite zur Zufuhr-Seite zurückgeführt wird. Hierdurch kann ein Sauerstoffgehalt der am Motoreinlass zugeführten Ladeluft auch bei einem solchen Betriebszustand mit geringer Treibstoffverbrennung über eine längere Zeit gering gehalten werden. Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas wird hierdurch nicht mit Frischluft geflutet. Auch bei einem Wechsel des Betriebszustandes von einem lastfreien Betrieb oder Schubbetrieb zu einem solchen Betriebszustand, bei welchem erneut eine größere Menge von Treibstoff in der Brennkammer verbrannt wird, kann somit sofort eine Ladeluft mit geringem Sauerstoffanteil in der Brennkammer verbrannt werden, sodass bei einem Verbrennungsprozess eine Schadstoffemission und insbesondere ein Ausstoß von Stickoxiden (NOx) gering gehalten werden.In particular, it is possible, in the case of a closed state of the controllable throttle, to form the charge air supplied to the engine intake exclusively from one or more types of recirculated exhaust gas. This can advantageously be achieved that, in an operating condition of the engine, in which only a very small amount of fuel is burned in a combustion chamber, a circuit is formed in the system for conducting charge air and exhaust gas, in which a large part of the exhaust gas or total exhaust gas is recirculated from the discharge side to the supply side. In this way, an oxygen content of the charge air supplied to the engine intake can be kept low even in such an operating state with low fuel combustion over a longer period. The system for conducting charge air and exhaust gas is thereby not flooded with fresh air. Even with a change of the operating state of a no-load operation or overrun operation to such an operating condition in which again a larger amount of fuel is burned in the combustion chamber, thus a charge air can be burned with low oxygen content in the combustion chamber immediately, so in a combustion process Pollutant emissions and in particular an emission of nitrogen oxides (NOx) are kept low.

Ein Betriebszustand mit geringer Kraftstoffverbrennung kann bedeuten, dass in einer Brennkammer des Motors ggf. über mehrere Kolbenhübe hinweg nur eine geringe Menge an beigegebenem Kraftstoff oder überhaupt kein beigegebener Kraftstoff verbrannt wird. Der Kraftstoff kann dabei auf beliebige bekannte Weise beigegeben sein.An operating state with low fuel combustion may mean that in a combustion chamber of the engine, possibly over a few piston strokes, only a small amount of added fuel or no added fuel at all is burned. The fuel can be added in any known manner.

Bei einem Common Rail-Dieselmotor mit Direkteinspritzung in einem Fahrzeug, der in einem verkehrsüblichen Fahrzyklus betrieben wird, kann durch das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas eine Reduzierung der Schadstoffemission und/oder der Stickoxidemission von 3 bis 4% erreicht werden. Bei einer Betriebscharakteristik eines Verbrennungsmotors, bei welcher sehr häufige Wechsel zwischen den genannten Betriebszuständen auftreten, kann die Schadstoff- und Emissionsreduktion noch erheblich ausgeprägter sein. In a common-rail diesel engine with direct injection in a vehicle, which is operated in a normal driving cycle, can be achieved by the inventive system for conducting charge air and exhaust gas, a reduction of pollutant emission and / or nitrogen oxide emissions of 3 to 4%. In the case of an operating characteristic of an internal combustion engine in which very frequent changes occur between the aforementioned operating states, the emission and emission reduction can be even more pronounced.

Die steuerbare Drossel kann dazu ausgebildet sein, die Durchflussrate von durch den Lufteinlass einströmender Frischluft zu regulieren. Hierdurch kann vorteilhafter Weise eine noch genauere und schnellere Einstellung der Zusammensetzung der Ladeluft erreicht werden. Es ist insbesondere möglich, ein Gemisch der Ladeluft zu erzeugen, welches einen nur geringen Frischluftanteil aufweist. Hierdurch ist es möglich, eine Verbrennungsstabilität und eine Laufruhe des Motors positiv zu beeinflussen sowie eine Regelgüte der Motorregelung zu unterstützen. Dies kann sich vorteilhaft auf das Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors auswirken und bei einem Lastwechsel zu einer schnellen Verfügbarkeit der Abtriebsleistung des Motors beitragen.The controllable throttle may be configured to regulate the flow rate of fresh air flowing in through the air inlet. As a result, an even more accurate and faster adjustment of the composition of the charge air can advantageously be achieved. It is particularly possible to produce a mixture of the charge air, which has only a small proportion of fresh air. This makes it possible to positively influence a combustion stability and smoothness of the engine and to support a quality control of the engine control. This can have an advantageous effect on the response of the internal combustion engine and contribute in a load change to a fast availability of the output power of the engine.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas kann bevorzugt auf der Zufuhr-Seite einen Kompressor und auf der Abfuhr-Seite eine Turbine aufweisen. Hierdurch wird es ermöglicht, die dem Motoreinlass zugeführte Ladeluft mit Druck zu beaufschlagen und somit eine Einbringmenge der Ladeluft in der Brennkammer pro Kolbenhub zu erhöhen. Über die Turbine kann eine nach der Verbrennung in einem erhöhten Druck des Abgases gespeicherte Energie aufgenommen und verwertet werden. Somit ist es möglich, auch bei einem geringen Sauerstoffgehalt in der Ladeluft eine hohe Abtriebsleistung des Verbrennungsmotors zu erzeugen, wobei dieser eine geringe Schadstoff- und Stickoxidemission aufweist und besonders effizient arbeitet.The system for conducting charge air and exhaust gas may preferably have a compressor on the supply side and a turbine on the discharge side. This makes it possible to pressurize the charge air supplied to the engine intake and thus increase a charge amount of the charge air in the combustion chamber per piston stroke. Via the turbine, an energy stored after combustion in an increased pressure of the exhaust gas can be absorbed and utilized. Thus, it is possible to produce a high output power of the internal combustion engine, even with a low oxygen content in the charge air, which has a low pollutant and nitrogen oxide emissions and works very efficiently.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor kann bevorzugt mit einem Verfahren betrieben werden, bei dem bei einem Betriebszustand des Motors, in welchem die pro Kolbenhub in der Brennkammer verbrannte Treibstoffmenge sehr gering oder Null wird, eine Frischluftzufuhr durch Betätigung der steuerbaren Drossel reduziert oder geschlossen und eine Durchflussrate von rückgeführtem Abgas geöffnet wird. Hierdurch ist es möglich, dass der Sauerstoffgehalt in der Ladeluft auch bei einem Betriebszustand des Motors mit geringer Treibstoffverbrennung über einen längeren Zeitraum hinweg niedrig gehalten wird. Es ist insbesondere möglich, auch während eines solchen Betriebszustandes, den Sauerstoffgehalt in der Ladeluft durch gesteuerte Beigabe von Frischluft zu regulieren und ggf. auf einen gewünschten Wert einzustellen.The system for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine may preferably be operated with a method in which, in an operating condition of the engine in which the amount of fuel burned per piston stroke in the combustion chamber is very low or zero, a fresh air supply by actuation of the controllable throttle reduced or closed and a flow rate of recirculated exhaust gas is opened. This makes it possible that the oxygen content in the charge air is kept low even in an operating state of the engine with low fuel combustion over a longer period of time. In particular, it is possible, even during such an operating state, to regulate the oxygen content in the charge air by controlled addition of fresh air and, if necessary, to set it to a desired value.

Es kann besonders vorteilhaft sein, dass eine Durchflussrate von rückgeführtem Abgas derart eingestellt wird, dass sich zwischen der Abfuhr-Seite und der Zufuhr-Seite über eine Abgasrückführung ein Kreislauf bildet, in dem von einem Motorauslass ausgespeistes (abgegebenes) Abgas zu einem Motoreinlass zurückgeführt wird, wobei keine oder nur eine sehr geringe Menge Frischluft zugeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass das gesamte in dem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas geführte Gas einen Sauerstoffgehalt aufweist, der auch über einen längeren Zeitraum geringer ist als der Sauerstoffgehalt von Frischluft. Es ist hierbei insbesondere möglich, dass auch in den Leitungen einer Abgasrückführung ein rückgeführtes Abgas mit einem niedrigen Sauerstoffgehalt fließt, sodass auch bei einem Wechsel des Betriebszustandes eine besonders schnelle Regulierung des Mischungsverhältnisses der Ladeluft möglich ist.It may be particularly advantageous that a flow rate of recirculated exhaust gas is adjusted so that forms a cycle between the discharge side and the supply side via an exhaust gas recirculation, in which is discharged from an engine exhaust (discharged) exhaust gas to an engine inlet , with no or only a very small amount of fresh air is supplied. In this way, it is possible that the entire guided in the system for guiding charge air and exhaust gas having an oxygen content, which is less than the oxygen content of fresh air over a longer period. In this case, it is possible, in particular, for a recirculated exhaust gas having a low oxygen content to flow in the lines of an exhaust gas recirculation, so that a particularly rapid regulation of the mixing ratio of the charge air is possible even when the operating state changes.

Ferner kann es vorteilhaft sein, dass der vorgenannte Kreislauf nur über eine Abgasrückführung gebildet wird, in welcher gefiltertes und/oder unter Niederdruck stehendes Abgas rückgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass ein Anteil von Schadstoffen und/oder Partikeln in der Ladeluft und somit in der Brennkammer gering gehalten wird, sodass eine mechanische oder chemische Belastung von Bauteilen im Bereich der Brennkammer, wie beispielsweise einem Injektor gering gehalten wird.Furthermore, it may be advantageous that the aforementioned circuit is formed only via an exhaust gas recirculation, in which filtered and / or low-pressure exhaust gas is recirculated. In this way, it is possible that a proportion of pollutants and / or particles in the charge air and thus in the combustion chamber is kept low, so that a mechanical or chemical stress on components in the region of the combustion chamber, such as an injector is kept low.

Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, einen Verbrennungsmotor mit einem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas aufzuzeigen, bei welchem in der vorbeschriebenen Art eine Regulierung des Sauerstoffgehaltes in der Ladeluft auch in einem Betriebszustand des Motors möglich ist, bei dem eine in der Brennkammer verbrannte Treibstoffmenge sehr gering oder gleich null ist. Ein solcher Verbrennungsmotor kann ein Dieselmotor sein.It is further object of the invention to provide an internal combustion engine with a system for conducting charge air and exhaust gas, wherein in the manner described above, a regulation of the oxygen content in the charge air is possible even in an operating condition of the engine, in which a quantity of fuel burned in the combustion chamber is very low or zero. Such an internal combustion engine may be a diesel engine.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung aufgezeigt.In the dependent claims further advantageous embodiments of the invention are shown.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. Show it:

1: eine Prinzipdarstellung eines Systems zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor; 1 a schematic diagram of a system for directing charge air and exhaust gas to an internal combustion engine;

2: eine Darstellung der möglichen Gasströme von Ladeluft und Abgas in einem System gemäß 1; 2 a representation of the possible gas flows of charge air and exhaust gas in a system according to 1 ;

3: eine Darstellung eines bevorzugten Gaskreislaufs in dem System nach 1 bei einem Betriebszustand des Motors mit Verbrennung von nur wenig oder null Treibstoff; 3 FIG. 2 is an illustration of a preferred gas cycle in the system. FIG 1 in an operating condition of the engine with little or no fuel combustion;

4: Kennlinien für den Betrieb eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen System sowie einem Vergleichssystem. 4 : Characteristics for the operation of an internal combustion engine with a system according to the invention and a comparison system.

Die Erfindung betrifft ein System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) an einem Verbrennungsmotor (1). Ein solches System (28) ist in 1 schematisch dargestellt. Repräsentativ für den Verbrennungsmotor (1) ist ein Zylinder mit einem Kolben (23) dargestellt, der ein in einer Brennkammer (2) eingeschlossenes Gas komprimieren kann. Der Verbrennungsmotor kann über eine beliebige Zahl von Zylindern, also beispielsweise über 4, 6, oder 8 Zylinder verfügen. Auch eine beliebige andere Zahl von Zylindern ist möglich.The invention relates to a system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) on an internal combustion engine ( 1 ). Such a system ( 28 ) is in 1 shown schematically. Representative of the internal combustion engine ( 1 ) is a cylinder with a piston ( 23 ) shown in a combustion chamber ( 2 ) can compress trapped gas. The internal combustion engine can have any number of cylinders, for example 4, 6 or 8 cylinders. Any other number of cylinders is possible.

Über einen Motoreinlass (33) kann Ladeluft über ein Ventil (3) in die Brennkammer (2) eingeführt werden. Der Verbrennungsmotor (1) kann beispielsweise ein Direkteinspritzungsmotor sein und einen Injektor (4) aufweisen, über den Treibstoff direkt in die Brennkammer (2) injiziert werden kann. Das Gas in der Brennkammer (2) kann über ein Ventil (3') durch einen Motorauslass (34) zu einer Abfuhr-Seite (30) geführt werden. Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas weist somit bezogen auf eine Brennkammer (2) des Motors (1) eine Zufuhr-Seite (29) für die Zufuhr von Ladeluft mit einer Zufuhrleitung (31) und einer Abfuhr-Seite (30) für die Abfuhr von Abgas mit einer Abfuhrleitung (32) auf.Via an engine intake ( 33 ) can charge air via a valve ( 3 ) in the combustion chamber ( 2 ). The internal combustion engine ( 1 ) may be, for example, a direct injection engine and an injector ( 4 ), via the fuel directly into the combustion chamber ( 2 ) can be injected. The gas in the combustion chamber ( 2 ) can be connected via a valve ( 3 ' ) through an engine outlet ( 34 ) to a discharge page ( 30 ). The system for conducting charge air and exhaust gas thus has with respect to a combustion chamber ( 2 ) of the motor ( 1 ) a feed page ( 29 ) for the supply of charge air with a supply line ( 31 ) and a rejection page ( 30 ) for the removal of exhaust gas with a discharge line ( 32 ) on.

Unter dem Begriff „Ladeluft” wird ein Gas verstanden, das durch einen Motoreinlass (33) in eine Brennkammer (2) des Verbrennungsmotors (1) eingeführt wird. Die Ladeluft kann dabei aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzt sein. Es sind dies eine durch einen Frischlufteinlass (35) zugeführte Frischluft (27) sowie eine oder mehrere Arten von rückgeführtem Abgas (25, 26). Der Begriff „Ladeluft” bezeichnet dabei ein Gas in der Zufuhrleitung (31) und insbesondere ein Gas in einem Motoreinlass oder in einer Brennkammer vor einem Verbrennungsprozess. Unter Abgas wird ein Gas verstanden, das aus einer Brennkammer (2) durch einen Motorauslass (34) ausgespeist wird. Der Begriff Abgas kann dabei ein Gas in der Abfuhrleitung (32) und/oder ein Gas in einer Rückführungsleitung (16, 17) bezeichnen. Zur besseren Unterscheidbarkeit wird ein Abgas in einer Rückführungsleitung (16, 17) als rückgeführtes Abgas (25, 26) bezeichnet.The term "charge air" is understood to mean a gas which is passed through an engine intake ( 33 ) in a combustion chamber ( 2 ) of the internal combustion engine ( 1 ) is introduced. The charge air can be composed of several components. These are one through a fresh air inlet ( 35 ) supplied fresh air ( 27 ) and one or more types of recirculated exhaust gas ( 25 . 26 ). The term "charge air" refers to a gas in the supply line ( 31 ) and in particular a gas in an engine intake or in a combustion chamber prior to a combustion process. Exhaust gas is understood to mean a gas which is emitted from a combustion chamber ( 2 ) through an engine outlet ( 34 ) is fed. The term exhaust gas can be a gas in the discharge line ( 32 ) and / or a gas in a recirculation line ( 16 . 17 ) describe. For better distinguishability, an exhaust gas in a return line ( 16 . 17 ) as recirculated exhaust gas ( 25 . 26 ) designated.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) weist mindestens eine Abgasrückführung (11, 12) mit einer Rückführungsleitung (16, 17) auf. In 1 ist beispielhaft ein System (28) mit zwei Abgasrückführungen (11, 12) dargestellt. Das System kann jedoch auch nur über eine oder eine andere Zahl von Abgasrückführungen verfügen.The system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) has at least one exhaust gas recirculation ( 11 . 12 ) with a return line ( 16 . 17 ) on. In 1 is an example of a system ( 28 ) with two exhaust gas recirculations ( 11 . 12 ). However, the system may only have one or another number of exhaust gas recirculations.

Die Zufuhrleitung (31) kann beispielsweise ein Rohr sein, das sich ggf. in mehrere Segmente aufteilt und das dazu ausgebildet ist, Ladeluft von einem Frischlufteinlass (35) zum Motoreinlass (33) zu führen. Im Verlauf der Zufuhrleitung (31) zwischen Frischlufteinlass (35) und Motoreinlass (33) können andere Bauteile und Verbindungen zu anderen Leitungen angeordnet sein.The supply line ( 31 ) may be, for example, a pipe which optionally divides into a plurality of segments and which is designed to charge air from a fresh air inlet ( 35 ) to the engine intake ( 33 ) respectively. In the course of the supply line ( 31 ) between fresh air intake ( 35 ) and engine intake ( 33 ) may be arranged other components and connections to other lines.

Eine Abfuhrleitung (32) kann bevorzugt ebenfalls ein Rohr sein und dazu ausgebildet sein, aus dem Motorauslass (34) herausgeführtes Abgas zu einem Abgasauslass (36) oder Auspuff zu führen. Auch im Verlauf der Abfuhrleitung (32) können weitere Bauteile und Verbindungen zu anderen Leitungen angeordnet sein. Zufuhrleitung (31) und Abfuhrleitung (32) können alternativ oder zusätzlich ganz oder teilweise auch in anderer Weise ausgebildet sein, wie beispielsweise als Schlauch oder flexible Leitung. Die Zufuhrleitung (31) und die Abfuhrleitung (32) können sich jeweils aus mehreren Teilen oder Stücken zusammensetzen.A discharge line ( 32 ) may also preferably be a tube and be adapted to exit from the engine outlet ( 34 ) led out exhaust gas to an exhaust outlet ( 36 ) or exhaust. Also in the course of the discharge line ( 32 ) Further components and connections to other lines can be arranged. Supply line ( 31 ) and discharge line ( 32 ) may alternatively or additionally be formed in whole or in part in other ways, such as a hose or flexible conduit. The supply line ( 31 ) and the discharge line ( 32 ) can each consist of several parts or pieces.

Eine Abgasrückführung (11, 12) weist eine Rückführungsleitung (16, 17) auf. Eine Rückführungsleitung (16, 17) ist dazu ausgebildet, Abgas von einer Abfuhr-Seite (30) des Motors zu einer Zufuhr-Seite (29) zu führen. In 1 ist beispielsweise eine erste Abgasrückführung (11) dargestellt, die eine Rückführungsleitung (16) aufweist, die mit der Zufuhrleitung (31) in einem Bereich hinter einem Frischlufteinlass (35) verbunden ist. An der Verbindungsstelle ist ein Zufluss von Abgas (18) gebildet.An exhaust gas recirculation ( 11 . 12 ) has a return line ( 16 . 17 ) on. A return line ( 16 . 17 ) is adapted to exhaust gas from a discharge side ( 30 ) of the engine to a feed side ( 29 ) respectively. In 1 is for example a first exhaust gas recirculation ( 11 ), which is a return line ( 16 ) connected to the supply line ( 31 ) in an area behind a fresh air inlet ( 35 ) connected is. At the junction is an inflow of exhaust gas ( 18 ) educated.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) weist bevorzugt an der Zufuhr-Seite (29) einen Kompressor (5) auf. Es kann ggf. zusätzlich oder alternativ auf der Abfuhr-Seite (30) eine Turbine (6) aufweisen. Der Kompressor (5) ist bevorzugt in einem Bereich der Zufuhrleitung (31) zwischen dem Zufluss von Abgas (18) und einem Motoreinlass (33) angeordnet. Die Turbine (6) ist auf einer Abfuhr-Seite (30), bevorzugt in einem Bereich zwischen einem Motorauslass (34) und einem Abgasauslass (36) angeordnet. Der Kompressor (5) dient dazu, Ladeluft mit Druck zu beaufschlagen. Die Turbine (6) dient dazu, unter Druck stehendes Abgas zu entspannen und dabei die in dem Druck gespeicherte Energie aufzunehmen. Die Turbine (6) kann bevorzugt eine steuerbare Turbine sein, bei der beispielsweise über Einstellung eines Anstellwinkels der Turbinenflügel ein Grad der Entspannung des Abgases und/oder der Energieübertragung einstellbar ist. Der Kompressor (5) und die Turbine (6) können über eine starre Welle (nicht dargestellt) miteinander verbunden sein. Alternativ können der Kompressor (5) und die Turbine (6) mechanisch unabhängig voneinander betrieben sein. Der Kompressor (5) kann alternativ oder zusätzlich über einen separaten Antrieb verfügen. Dies kann beispielsweise ein Elektromotor sein. The system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) preferably points to the feed side ( 29 ) a compressor ( 5 ) on. It may possibly additionally or alternatively on the discharge side ( 30 ) a turbine ( 6 ) exhibit. The compressor ( 5 ) is preferably in a region of the supply line ( 31 ) between the inflow of exhaust gas ( 18 ) and an engine intake ( 33 ) arranged. The turbine ( 6 ) is on a rejection page ( 30 ), preferably in a region between an engine outlet ( 34 ) and an exhaust outlet ( 36 ) arranged. The compressor ( 5 ) serves to pressurize charge air. The turbine ( 6 ) serves to relax pressurized exhaust gas while absorbing the energy stored in the pressure. The turbine ( 6 ) may preferably be a controllable turbine in which a degree of relaxation of the exhaust gas and / or energy transfer is adjustable, for example, by adjusting an angle of attack of the turbine blades. The compressor ( 5 ) and the turbine ( 6 ) can be connected to each other via a rigid shaft (not shown). Alternatively, the compressor ( 5 ) and the turbine ( 6 ) be operated mechanically independently of each other. The compressor ( 5 ) may alternatively or additionally have a separate drive. This can be, for example, an electric motor.

Das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) weist in der Zufuhrleitung (31) zwischen dem Frischlufteinlass (35) und dem Zufluss von Abgas (18) eine steuerbare Drossel (22) zum Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr (9) auf. Die Drossel (22) kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. Sie kann beispielsweise als Drosselklappe, als Schiebeklappe oder als steuerbares Ventil ausgebildet sein. In 1 ist beispielhaft eine steuerbare Drossel (22) in Form einer Klappe dargestellt, die hier in der geschlossenen Stellung gezeigt ist. In der geschlossenen Stellung kann die Drossel (22) die Frischluftzufuhr (9) bevorzugt vollständig verschließen. Alternativ kann die Drossel (22) im geschlossenen Zustand das Einströmen einer sehr geringen Menge von Frischluft zulassen.The system according to the invention for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) points in the supply line ( 31 ) between the fresh air intake ( 35 ) and the inflow of exhaust gas ( 18 ) a controllable throttle ( 22 ) for opening or closing the fresh air supply ( 9 ) on. The throttle ( 22 ) may be formed in any way. It can be designed for example as a throttle valve, as a sliding door or as a controllable valve. In 1 is an example of a controllable throttle ( 22 ) in the form of a flap, shown here in the closed position. In the closed position, the throttle ( 22 ) the fresh air supply ( 9 ) preferably completely close. Alternatively, the throttle ( 22 ) allow in the closed state, the inflow of a very small amount of fresh air.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) in dem Ausführungsbeispiel von 1 weist eine zweite Abgasrückführung (12) mit einer Rückführungsleitung (17) auf. Die zweite Abgasrückführung (12) kann alternativ oder zusätzlich zu der ersten Abgasrückführung (11) vorgesehen sein. Die zweite Abgasrückführung (12) führt Abgas aus einem Bereich in der Abfuhrleitung (32) zwischen einem Motorauslass (34) und einer Turbine (6) zu der Zufuhr-Seite (29). Die Rückführungsleitung (17) ist hierbei bevorzugt auf der Zufuhr-Seite (29) mit der Zufuhrleitung (31) in einem Bereich hinter einem Kompressor (5) und vor einem Motoreinlass (33) verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, mit der zweiten Abgasrückführung (12) ein Abgas, das unter einem hohen Druck steht, von der Abfuhr-Seite (30) zu der Zufuhr-Seite (29) zurückzuführen. Die Abgasrückführung (12) kann einen Kühler (15) und einen Bypass (13) aufweisen und in einer bekannten Weise ausgebildet sein. Die Durchflussrate von Abgas durch die Rückführungsleitung (17) kann durch ein Steuerventil (21) regulierbar sein. An der Verbindungsstelle von Rückführungsleitung (17) und Zufuhrleitung (31) ist ein Zufluss von Abgas (19) gebildet.The system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) in the embodiment of 1 has a second exhaust gas recirculation ( 12 ) with a return line ( 17 ) on. The second exhaust gas recirculation ( 12 ) may alternatively or in addition to the first exhaust gas recirculation ( 11 ) be provided. The second exhaust gas recirculation ( 12 ) leads exhaust gas from an area in the discharge line ( 32 ) between an engine outlet ( 34 ) and a turbine ( 6 ) to the feed side ( 29 ). The return line ( 17 ) is preferred on the feed side ( 29 ) with the supply line ( 31 ) in an area behind a compressor ( 5 ) and in front of an engine intake ( 33 ) connected. In this way it is possible with the second exhaust gas recirculation ( 12 ) an exhaust gas which is under a high pressure, from the discharge side ( 30 ) to the feed side ( 29 ). The exhaust gas recirculation ( 12 ) can a cooler ( 15 ) and a bypass ( 13 ) and be formed in a known manner. The flow rate of exhaust gas through the return line ( 17 ) can be controlled by a control valve ( 21 ) be regulated. At the junction of return line ( 17 ) and supply line ( 31 ) is an inflow of exhaust gas ( 19 ) educated.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) kann einen Ladeluftkühler (7) beinhalten. Der Ladeluftkühler (7) ist auf der Zufuhr-Seite (29) im Bereich der Zufuhrleitung (31) angeordnet. Er kann bevorzugt in einem Bereich der Zufuhrleitung (31) hinter einem Kompressor (5) und vor einem Zufluss von Abgas (19) angeordnet sein.The system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) can charge a charge air cooler ( 7 ). The intercooler ( 7 ) is on the feed side ( 29 ) in the region of the supply line ( 31 ) arranged. It may preferably be located in a region of the supply line ( 31 ) behind a compressor ( 5 ) and before an inflow of exhaust gas ( 19 ) can be arranged.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) kann ferner auf der Abfuhr-Seite (30) einen Partikelfilter (8) aufweisen. Ein solcher Partikelfilter (8) ist grundsätzlich bekannt. Der Partikelfilter (8) ist auf der Abfuhr-Seite (30) in einem Bereich der Aufuhrleitung (32) angeordnet. Er ist insbesondere bevorzugt in einem Bereich der Abfuhrleitung (32) hinter einer Turbine (6) und vor einem Verbindungspunkt der Abfuhrleitung (32) mit der Rückführungsleitung (16) angeordnet. Demnach kann die erste Abgasrückführung (11) bevorzugt gefiltertes Abgas aus einem Bereich hinter einem Partikelfilter (8) zur Zufuhr-Seite (29) zurückführen.The system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) can also be found on the Withdrawal page ( 30 ) a particle filter ( 8th ) exhibit. Such a particle filter ( 8th ) is known in principle. The particle filter ( 8th ) is on the collection page ( 30 ) in an area of the loading line ( 32 ) arranged. It is particularly preferred in an area of the discharge line ( 32 ) behind a turbine ( 6 ) and before a connection point of the discharge line ( 32 ) with the return line ( 16 ) arranged. Accordingly, the first exhaust gas recirculation ( 11 ) preferably filtered exhaust gas from an area behind a particulate filter ( 8th ) to the feed side ( 29 ).

Die erste Rückführungsleitung (16) kann bevorzugt mit der Abfuhrleitung (32) in einem Bereich hinter einer Turbine (6) verbunden sein, sodass die erste Abgasrückführung (11) ein unter einem niedrigen Druck stehendes Abgas zur Zufuhr-Seite (29) zurückführt. Wie in 1 dargestellt, kann die Rückführungsleitung (16) der ersten Abgasrückführung (11) insbesondere mit der Abfuhrleitung (32) in einem Bereich hinter der Turbine (6) und hinter einem Partikelfilter (8) verbunden sein. In einem solchen Fall kann die erste Abgasrückführung (11) dazu ausgebildet sein, ein gefiltertes und unter einem niedrigen Druck stehendes Abgas zu einer Zufuhr-Seite (29) zurückzuführen. Die erste Abgasrückführung (11) kann ebenfalls in einer bekannten Art ausgebildet sein. Sie kann bevorzugt im Bereich einer Rückführungsleitung (16) einen Kühler (14) zum Kühlen von zurückgeführtem Abgas (25) aufweisen und für die Regulierung einer Durchflussrate von Abgas durch die Rückführungsleitung (16) ein Steuerventil (20) aufweisen.The first return line ( 16 ) can preferably with the discharge line ( 32 ) in an area behind a turbine ( 6 ), so that the first exhaust gas recirculation ( 11 ) a low pressure exhaust gas to the supply side ( 29 ). As in 1 shown, the return line ( 16 ) of the first exhaust gas recirculation ( 11 ) in particular with the discharge line ( 32 ) in an area behind the turbine ( 6 ) and behind a particle filter ( 8th ). In such a case, the first exhaust gas recirculation ( 11 ) to form a filtered and low pressure exhaust gas to a supply side ( 29 ). The first exhaust gas recirculation ( 11 ) may also be formed in a known manner. It may preferably be in the region of a return line ( 16 ) a cooler ( 14 ) for cooling recirculated exhaust gas ( 25 ) and for the regulation of a flow rate of exhaust gas through the return line ( 16 ) a control valve ( 20 ) exhibit.

In 2 ist beispielhaft dargestellt, in welcher Weise Ladeluft und Abgas grundsätzlich durch ein System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) fließen können. Auf einer Zufuhr-Seite (29) kann Frischluft (27) durch einen Frischlufteinlass (35) in die Zufuhrleitung (31) eingeführt werden. Somit ist im Bereich des Lufteinlasses (35) eine Frischluftzufuhr (9) gebildet. An einem Zufluss von Abgas (18) kann weiterhin ein rückgeführtes Abgas (25) aus der Rückführungsleitung (16) in die Zufuhrleitung (31) eingeführt werden. Das rückgeführte Abgas (25) kann sich von dem Zufluss von Abgas (18) an mit der in der Zufuhrleitung (31) fließenden Frischluft (27) vermischen. Das ggf. gemischte Gas kann durch die Zufuhrleitung (31) zu einem Motoreinlass (33) geführt werden. Bevorzugt kann das Gas durch einen Kompressor (5) und einen Ladeluftkühler (7) geführt sein. An einem Zufluss von Abgas (19) kann ein weiteres rückgeführtes Abgas (26) aus einer zweiten Abgasrückführung (12) in die Zufuhrleitung (31) eingeleitet werden. In 2 is exemplified in which way charge air and exhaust gas in principle by a system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) can flow. On a feed page ( 29 ) can fresh air ( 27 ) through a fresh air inlet ( 35 ) into the supply line ( 31 ). Thus, in the area of the air intake ( 35 ) a fresh air supply ( 9 ) educated. At an inflow of exhaust gas ( 18 ), a recirculated exhaust gas ( 25 ) from the return line ( 16 ) into the supply line ( 31 ). The recirculated exhaust gas ( 25 ) can differ from the inflow of exhaust gas ( 18 ) with the in the supply line ( 31 ) flowing fresh air ( 27 ) mix. The possibly mixed gas can through the supply line ( 31 ) to an engine intake ( 33 ). Preferably, the gas may be passed through a compressor ( 5 ) and a charge air cooler ( 7 ). At an inflow of exhaust gas ( 19 ), another recirculated exhaust gas ( 26 ) from a second exhaust gas recirculation ( 12 ) into the supply line ( 31 ) be initiated.

In einem Bereich der Zufuhrleitung (31) hinter einem Zufluss von Abgas (19) kann sich ein zugeführtes Abgas (26) aus der Rückführungsleitung (17) mit dem aus den vorderen Bereichen der Zufuhrleitung (31) zugeführten Gas vermischen. Das an dem Motoreinlass (33) vorliegende Mischgas kann somit aus einem oder mehreren Bestandteilen bestehen, insbesondere aus Frischluft (27) und einer oder mehreren Arten von rückgeführtem Abgas (25, 26).In one area of the supply line ( 31 ) behind an inflow of exhaust gas ( 19 ), a supplied exhaust gas ( 26 ) from the return line ( 17 ) with the from the front areas of the supply line ( 31 ) mixed gas. The at the engine inlet ( 33 ) present mixed gas may thus consist of one or more components, in particular fresh air ( 27 ) and one or more types of recirculated exhaust gas ( 25 . 26 ).

Durch die steuerbare Drossel (22) ist es möglich, eine Durchflussrate von Frischluft (27) zu regulieren. Mittels eines Steuerventils (20) kann die Durchflussrate von rückgeführtem Abgas (25) in der ersten Abgasrückführung (11) reguliert werden und über ein Steuerventil (21) kann die Durchflussrate von rückgeführtem Abgas (26) in der zweiten Abgasrückführung (12) reguliert werden. Je nach Einstellung der Durchflussraten kann das am Motoreinlass (33) vorliegende Gas also aus Frischluft (27) oder aus einem ersten rückgeführtem Abgas (25) oder aus einem zweiten rückgeführtem Abgas (26) bestehen. Es kann ferner aus einer beliebigen Zusammensetzung von ein, zwei oder drei der genannten Bestandteile gemischt sein, also in einer Mischung von Frischluft (27) und/oder erstem rückgeführtem Abgas (25) und/oder zweitem rückgeführtem Abgas (26). Die Zusammensetzung des Gases kann durch eine Vorgabe der jeweiligen Durchflussraten zu beliebigen Anteilen und genau einstellbar sein.Through the controllable throttle ( 22 ) it is possible to calculate a flow rate of fresh air ( 27 ) to regulate. By means of a control valve ( 20 ), the flow rate of recirculated exhaust gas ( 25 ) in the first exhaust gas recirculation ( 11 ) and via a control valve ( 21 ), the flow rate of recirculated exhaust gas ( 26 ) in the second exhaust gas recirculation ( 12 ) are regulated. Depending on the flow rate setting, this can be done at the engine inlet ( 33 ) present gas from fresh air ( 27 ) or from a first recirculated exhaust gas ( 25 ) or from a second recirculated exhaust gas ( 26 ) consist. It may also be mixed from any composition of one, two or three of said components, ie in a mixture of fresh air ( 27 ) and / or first recirculated exhaust gas ( 25 ) and / or second recirculated exhaust gas ( 26 ). The composition of the gas can be adjusted by specifying the respective flow rates to any proportions and precisely.

3 zeigt beispielhaft einen Gasfluss durch das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) an dem Verbrennungsmotor (1) in einem Betriebszustand des Motors (1), bei welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge sehr gering oder gleich null ist. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die steuerbare Drossel (22) in einem solchen Betriebszustand bevorzugt verschließbar. Hierdurch kann eine Durchflussrate von Frischluft auf einen sehr geringen Wert oder auf null reguliert sein. Es ergibt sich somit ein Kreislauf von Ladeluft und Abgas in dem System (28), bei welchem aus dem Motorauslass (34) ausgespeistes Abgas durch den Partikelfilter (8) gefiltert wird und über die erste Abgasrückführung (11) in die Zufuhrleitung (31) zurückfließt und über den Motoreinlass (33) wieder in die Brennkammer (2) gelangt. In dem in 3 skizzierten Fall ist das Steuerventil (21) der zweiten Abgasrückführung (12) verschlossen, sodass kein ungefiltertes Abgas (26) aus der zweiten Abgasrückführung (12) in die Zufuhrleitung (31) zufließt. Dies kann vorteilhaft für eine chemische und/oder mechanische Belastung der Bauteile im Bereich der Brennkammer sein, insbesondere für einen Injektor (4). Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein Zufließen von ungefiltertem, rückgeführtem Abgas (26) vorgesehen sein. 3 shows by way of example a gas flow through the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) on the internal combustion engine ( 1 ) in an operating condition of the engine ( 1 ), in which one per piston stroke in a combustion chamber ( 2 ) burned amount of fuel is very low or zero. How out 3 is apparent, the controllable throttle ( 22 ) in such an operating condition preferably closable. This allows a flow rate of fresh air to be regulated to a very low value or to zero. This results in a cycle of charge air and exhaust gas in the system ( 28 ), from which the engine outlet ( 34 ) exhausted gas through the particulate filter ( 8th ) is filtered and via the first exhaust gas recirculation ( 11 ) into the supply line ( 31 ) and via the engine intake ( 33 ) back into the combustion chamber ( 2 ). In the in 3 sketched case is the control valve ( 21 ) of the second exhaust gas recirculation ( 12 ), so that no unfiltered exhaust gas ( 26 ) from the second exhaust gas recirculation ( 12 ) into the supply line ( 31 ) flows. This can be advantageous for a chemical and / or mechanical loading of the components in the region of the combustion chamber, in particular for an injector ( 4 ). Alternatively or additionally, however, an inflow of unfiltered, recirculated exhaust gas ( 26 ) be provided.

Bei dem in 3 dargestellten Gasfluss wird der Brennkammer (2) eine Ladeluft zugeführt, die fast ausschließlich oder gänzlich aus rückgeführtem Abgas (25, 26) besteht und somit einen reduzierten Sauerstoffgehalt aufweist. Das aus der Brennkammer (2) herausgeführte Abgas wird in dem Betriebszustand mit geringer Treibstoffverbrennung, durch die Abfuhrleitung (32) und die eine oder die mehreren Abgasrückführungen (11, 12) zur Zufuhr-Seite (29) zurückgeführt.At the in 3 shown gas flow is the combustion chamber ( 2 ) is supplied with a charge air which consists almost exclusively or entirely of recirculated exhaust gas ( 25 . 26 ) and thus has a reduced oxygen content. That from the combustion chamber ( 2 ) led out exhaust gas is in the operating state with low fuel combustion, through the discharge line ( 32 ) and the one or more exhaust gas recirculations ( 11 . 12 ) to the feed side ( 29 ) returned.

Es kann sein, dass eine geringe Menge an Abgas in dem Betriebszustand des Motors (1) mit geringer Treibstoffverbrennung aus der Abfuhrleitung (32) durch einen Abgasauslass (36) oder einen Auspuff ins Freie abfließt, während die Frischluftzufuhr vollständig geschlossen ist. In einem solchen Fall kann die in dem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) vorliegende Gasmenge abnehmen. Alternativ kann durch die steuerbare Drossel (22) eine geringe Menge an Frischluft auf der Zufuhr-Seite (29) zuströmen, was zu einem konstanten Sauerstoffgehalt oder zu einem geringen und steuerbaren Ansteigen des Sauerstoffgehalts in der Ladeluft führen kann. Hierbei kann eine durch das Austreten von Abgas aus dem Abgasauslass (36) verursachte Abnahme der Gasmenge teilweise oder vollständig kompensiert werden.It may be that a small amount of exhaust gas in the operating condition of the engine ( 1 ) with low fuel combustion from the discharge line ( 32 ) through an exhaust outlet ( 36 ) or discharges an exhaust into the open, while the fresh air supply is completely closed. In such a case, that in the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) decrease the amount of gas present. Alternatively, the controllable throttle ( 22 ) a small amount of fresh air on the feed side ( 29 ), which can lead to a constant oxygen content or to a small and controllable increase in the oxygen content in the charge air. In this case, by the emission of exhaust gas from the exhaust gas outlet ( 36 ) decrease in the amount of gas partially or completely compensated.

Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) weist bevorzugt eine Steuereinrichtung (24) für die steuerbare Drossel (22) auf. Die Steuereinrichtung (24) ist dazu ausgebildet, die steuerbare Drossel (22) zu einem Öffnen oder einem Schließen zu veranlassen. Die Steuereinrichtung (24) kann beispielsweise mit einer Motorsteuerung (nicht dargestellt) verbunden sein und von dieser Vorgabewerte erhalten, aus denen die Steuereinrichtung (24) eine gewünschte Durchflussrate von Frischluft (27) berechnen kann.The system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) preferably has a control device ( 24 ) for the controllable throttle ( 22 ) on. The control device ( 24 ) is designed to control the controllable throttle ( 22 ) to cause it to open or close. The control device ( 24 ) can, for example, with a motor controller (not shown) and receive from these default values, from which the control device ( 24 ) a desired flow rate of fresh air ( 27 ) can calculate.

Die Steuereinrichtung (24) kann die steuerbare Drossel (22) durch eine Energiebeaufschlagung dazu veranlassen, sich zu öffnen oder zu schließen. Die Steuereinrichtung (24) kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine Durchflussrate von Frischluft (27) an der steuerbaren Drossel (22) zu regulieren, indem der Öffnungsgrad der steuerbaren Drossel (22) auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird. Ein solcher Öffnungsgrad kann beispielsweise über einen Klappenwinkel in einem Bereich zwischen einer ganz geöffneten und einer ganz geschlossenen Stellung vorgegeben werden. Die Steuereinrichtung (24) kann alternativ in eine Motorsteuerung integriert sein.The control device ( 24 ), the controllable throttle ( 22 ) cause it to open or close due to an energization. The control device ( 24 ) may in particular be designed to provide a flow rate of fresh air ( 27 ) at the controllable throttle ( 22 ) by controlling the opening degree of the controllable throttle ( 22 ) is set to a predetermined value. Such an opening degree can be predetermined, for example, via a flap angle in a region between a completely open position and a completely closed position. The control device ( 24 ) may alternatively be integrated in a motor control.

In 4 sind Diagramme 4a, 4b, 4c und 4d dargestellt, die charakteristische Werte bei einem beispielhaften Betrieb eines Verbrennungsmotors (1) darstellen. Zur einfacheren Vorstellbarkeit sei angenommen, dass es sich hier um einen Verbrennungsmotor (1) an einem Fahrzeug handelt.In 4 are diagrams 4a, 4b, 4c and 4d, the characteristic values in an exemplary operation of an internal combustion engine ( 1 ). For easier visualization, it is assumed that this is an internal combustion engine ( 1 ) on a vehicle.

Das oberste Diagramm 4a zeigt den Verlauf einer pro Kolbenhub eingespritzten Treibstoffmenge (QFIN) über der Zeit (t). Das Diagramm 4b kennzeichnet einen akkumulierten Wert des NOx-Ausstoßes (Acc. NOx) über der Zeit (t), und das Diagramm 4c zeigt einen momentanen NOx-Ausstoß (NOx) über der Zeit (t). Das unterste Diagram 4d kennzeichnet einen Geschwindigkeitsverlauf (v) des Fahrzeugs über der Zeit (t).The uppermost diagram 4a shows the course of a fuel quantity (QFIN) injected per piston stroke over time (t). Graph 4b indicates an accumulated value of NOx emission (Acc NOx) over time (t), and Graph 4c shows instantaneous NOx emission (NOx) over time (t). The lowermost diagram 4d indicates a velocity profile (v) of the vehicle over time (t).

Die vier Diagramme 4a, 4b, 4c und 4d beziehen sich auf denselben physikalischen Ablauf. In den Diagrammen sind mit einer durchgezogenen Linie der Verlauf der jeweiligen Größen bei einem erfindungsgemäßen System (50) und mit einer gestrichelten Linie der Verlauf der jeweiligen Größen bei einem Vergleichssystem (51) dargestellt.The four diagrams 4a, 4b, 4c and 4d relate to the same physical sequence. In the diagrams, the progression of the respective quantities in a system according to the invention are indicated by a solid line ( 50 ) and with a dashed line the course of the respective variables in a comparison system ( 51 ).

Der gezeigte, beispielhafte Betrieb des Verbrennungsmotors ist auf der Zeit-Achse in vier Abschnitte A, B, C, D aufgeteilt. Die Abschnitte A und C kennzeichnen jeweils einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1), bei dem dieser in einem lastfreien Betrieb ist und die pro Kolbenhub verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) sehr gering ist. In einem solchen Zustand geht die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß Diagramm 4d zurück.The exemplary operation of the internal combustion engine shown is divided into four sections A, B, C, D on the time axis. The sections A and C each indicate an operating state of the internal combustion engine ( 1 ), in which this is in a no-load operation and the amount of fuel burned per piston stroke (QFIN) is very low. In such a condition, the speed of the vehicle decreases as shown in diagram 4d.

Die Abschnitte B und D kennzeichnen einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1), bei dem der Motor (1) im belasteten Betrieb ist und eine vergleichsweise große Menge an Treibstoff (QFIN) pro Kolbenhub verbrannt wird. Gemäß Diagramm 4d wird in einem solchen Betriebszustand B, D beispielsweise die Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs konstant gehalten. Alternativ könnte in einem solchen Betriebszustand auch eine Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegen.Sections B and D indicate an operating condition of the internal combustion engine ( 1 ), in which the engine ( 1 ) in loaded operation and a comparatively large amount of fuel (QFIN) is burned per piston stroke. According to diagram 4d, in such an operating state B, D, for example, the speed (v) of the vehicle is kept constant. Alternatively, an acceleration of the vehicle could also be present in such an operating state.

In Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Systems zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) an einem Verbrennungsmotor (1) wird eine Frischluftzufuhr (9) durch Betätigung der steuerbaren Drossel (22) in einem Betriebszustand des Motors (1) reduziert oder geschlossen, in welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) sehr gering oder Null wird. Dementsprechend wird in den Abschnitten A und C in den Diagrammen in 4 die Frischluftzufuhr (9) durch Betätigung der steuerbaren Drossel (22) geschlossen. Hierdurch wird ein Sauerstoffgehalt in der Ladeluft während des Andauerns des Betriebszustandes A, C mit geringer Treibstoffverbrennung gering gehalten.In application of the method according to the invention for operating a system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) on an internal combustion engine ( 1 ) is a fresh air supply ( 9 ) by actuating the controllable throttle ( 22 ) in an operating condition of the engine ( 1 ) is reduced or closed, in which one per piston stroke in a combustion chamber ( 2 ) burned fuel quantity (QFIN) becomes very low or zero. Accordingly, in sections A and C in the diagrams in 4 the fresh air supply ( 9 ) by actuating the controllable throttle ( 22 ) closed. As a result, an oxygen content in the charge air during the continuation of the operating state A, C is kept low with low fuel combustion.

Bei einem Wechsel des Betriebszustandes, also bei einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1), in welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) von einem sehr geringen Wert oder von Null aus wieder erhöht wird, wird die Frischluftzufuhr (9) durch Betätigung der steuerbaren Drossel (22) wieder geöffnet oder erhöht. Dies ist in Diagrammen von 4 in den Abschnitten B und D der Fall.When changing the operating state, ie at an operating state of the internal combustion engine ( 1 ), in which one per piston stroke in a combustion chamber ( 2 ) the amount of fuel burned (QFIN) is increased again from a very low value or from zero, the fresh air supply ( 9 ) by actuating the controllable throttle ( 22 ) opened or raised again. This is in diagrams of 4 in sections B and D of the case.

Wie sich aus dem Diagramm 4c ergibt, zeigt der Verlauf des NOx-Ausstoßes (NOx) bei einem Vergleichssystem (51) der vorbekannten Art nach einem Wechsel des Betriebszustandes (A → B, C → D) eine ausgeprägte Überhöhung (Peak). Hingegen bleibt der NOx-Ausstoß (NOx) bei dem erfindungsgemäßen System (50) nach einem Wechsel des Betriebszustandes (A → B, C → D) auf einem wesentlich niedrigeren Wert. Die schraffierten Flächen im Diagramm 4c verdeutlichen dabei die Unterschiede zwischen den ausgestoßenen NOx-Mengen bei dem erfindungsgemäßen System (50) und bei dem Vergleichssystem (51). Die schraffierte Fläche (52) entspricht dabei der nach einem Wechsel des Betriebszustandes (C → D) durch das erfindungsgemäße System (50) eingesparten NOx-Menge.As can be seen from the diagram 4c, the course of the NOx-emission (NOx) in a comparison system ( 51 ) of the known type after a change of the operating state (A → B, C → D) a pronounced elevation (peak). On the other hand, the NOx emission (NOx) remains in the system according to the invention ( 50 ) after changing the operating state (A → B, C → D) to a much lower value. The hatched areas in the diagram 4c illustrate the differences between the ejected amounts of NOx in the system according to the invention ( 50 ) and in the comparison system ( 51 ). The hatched area ( 52 ) corresponds to that after a change of the operating state (C → D) by the system according to the invention ( 50 ) saved amount of NOx.

Aus dem Diagramm 4b ist ersichtlich, dass die akkumulierte NOx-Menge (Acc. NOx) bei dem erfindungsgemäßen System (50) gegenüber der akkumulierten NOx-Menge (Acc. NOx) des Vergleichssystems (51) deutlich reduziert ist. Je häufiger ein Wechsel des Betriebszustandes (A → B, C → D) von einem Zustand mit geringer Treibstoffverbrennung zu einem Zustand mit größerer Treibstoffverbrennung stattfindet, desto größer kann die Einsparung an NOx-Ausstoß ausfallen. Der Ausstoß von Partikeln und anderen Schadstoffen kann sich ebenfalls in der in Diagramm 4c für den Ausstoß für NOx dargestellten Weise verhalten. From the graph 4b it can be seen that the accumulated amount of NOx (Acc. NOx) in the system according to the invention ( 50 ) compared to the accumulated amount of NOx (Acc. NOx) of the comparison system ( 51 ) is significantly reduced. The more frequently a change of operating state (A → B, C → D) takes place from a low fuel combustion state to a higher fuel combustion state, the greater the NO x emission reduction can be. The discharge of particulates and other pollutants may also behave in the manner shown in Diagram 4c for NOx emissions.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Merkmale der Erfindung können in beliebiger Weise kombiniert, vertauscht oder weggelassen werden. Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) an einem Verbrennungsmotor (1) kann an einer beliebigen Art von Verbrennungsmotor Anwendung finden, wie beispielsweise an Benzinmotoren, Dieselmotoren oder Gasmotoren. Der Einsatz des Verbrennungsmotors (1) kann mobil, beispielsweise bei Land- oder Wasserfahrzeugen, oder stationär erfolgen, beispielsweise zur Netzeinspeisung oder zum Antreiben einer Maschine.The invention is not limited to the embodiment shown and described. The features of the invention may be combined, interchanged or omitted in any manner. The system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) on an internal combustion engine ( 1 ) can be applied to any type of internal combustion engine, such as gasoline engines, diesel engines or gas engines. The use of the internal combustion engine ( 1 ) can be mobile, for example in land or water vehicles, or stationary, for example, to feed the grid or to drive a machine.

Der in der Brennkammer (2) zu verbrennende Treibstoff kann auf beliebige Weise zugegeben sein, beispielsweise durch Direkteinspritzung in die Brennkammer, durch Vorkammereinspritzung oder durch einen Vergaser. Das System (28) kann über nur eine einzige oder über mehrere Abgasrückführungen (11, 12) verfügen. Jeder der Abgasrückführungen kann eine oder mehrere Rückführungsleitungen (16, 17) aufweisen.The one in the combustion chamber ( 2 ) fuel to be combusted can be added in any way, for example, by direct injection into the combustion chamber, by Vorkammeinspritzung or by a carburetor. The system ( 28 ) can only be used via one or more exhaust gas recirculation systems ( 11 . 12 ) feature. Each of the exhaust gas recirculations may include one or more recirculation lines ( 16 . 17 ) exhibit.

Der während eines Betriebszustandes des Motors (1) mit geringer Kraftstoffverbrennung gebildete Kreislauf für Ladeluft und Abgas in dem System (28) kann nur über eine erste Abgasrückführung (11), nur über eine zweite Abgasrückführung (12) oder über mehrere Abgasrückführungen (11, 12) erfolgen. Die Wahl der Abgasrückführung (11, 12) kann von der Art des Treibstoffs abhängig sein.The during an operating condition of the engine ( 1 ) with low fuel combustion cycle for charge air and exhaust gas in the system ( 28 ) can only via a first exhaust gas recirculation ( 11 ), only via a second exhaust gas recirculation ( 12 ) or via multiple exhaust gas recirculations ( 11 . 12 ) respectively. The choice of exhaust gas recirculation ( 11 . 12 ) may depend on the type of fuel.

Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung kann derart ausgebildet sein, dass an einem Verbrennungsmotor (1) nur eine Abgasrückführung (11) angeordnet ist und dass die steuerbare Drossel (22) in einem geschlossenen Zustand noch ein Zufließen einer geringen Menge von Frischluft ermöglicht. In einer solchen Ausführungsform kann es möglich sein, dass die steuerbare Drossel (22) nur in einen geöffneten oder geschlossenen Zustand versetzbar ist. Eine derart gestaltete steuerbare Drossel (22) kann besonders einfach und kostengünstig ausgebildet sein, wobei ein besonders geringer steuertechnischer Aufwand entsteht. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Verbrennungsmotor Internal combustion engine 2 Brennkammer Combustion chamber 3, 3' Ventil Valve 4 Injektor Injector 5 Kompressor Compressor 6 Turbine Turbine 7 Kühler, Ladeluftkühler Cooler, Intercooler 8 Partikelfilter Particulate filter 9 Frischluftzufuhr Fresh air influx 10 Abgasabfuhr Exhaust gas efflux 11 Abgasrückführung (AGR) Exhaust gas recirculation (EGR) 12 Abgasrückführung (AGR) Exhaust gas recirculation (EGR) 13 Bypass Bypass 14 Kühler Cooler 15 Kühler Cooler 16 Rückführungsleitung Recirculation duct 17 Rückführungsleitung Recirculation duct 18 Zufluss von Abgas Influx of exhaust gas 19 Zufluss von Abgas Influx of exhaust gas 20 Steuerventil Control Valve 21 Steuerventil Control Valve 22 Steuerbare Drossel/Verschluss Controllable Restrictor/closing device 23 Kolben Piston 24 Steuereinrichtung/Elektronische Steuereinheit (ECU) Control device/electronic control unit (ECU) 25 Rückgeführtes Abgas, gefiltert und/oder bei niedrigem Druck Recirculated exhaust gas, filtered and/or at low pressure 26 Rückgeführtes Abgas, ungefiltert und/oder bei hohem Druck Recirculated exhaust gas, unfiltered and/or at high pressure 27 Frischluft Fresh air 28 System zum Leiten von Ladeluft und Abgas System for leading of intake air and exhaust gas 29 Zufuhr-Seite/Ansaugtrakt Supply side/intake section 30 Abfuhr-Seite/Abgastrakt Discharge side/exhaust section 31 Zufuhrleitung Supply duct 32 Abfuhrleitung Discharge duct 33 Motoreinlass Engine inlet 34 Motorauslass Engine outlet 35 Frischlufteinlass Fresh air inlet 36 Abgasauslass/Auspuff Exhaust gas outlet/exhaust 50 Erfindungsgemäßes System System according to the invention 51 Vergleichssystem System of comparison 52 Eingesparte NOx Menge Saved NOx amount QFIN Infektionsmenge pro Kolbenhub Quantity of fuel injected per piston stroke Acc. NOx Akkumulierter Wert des NOx-Ausstoßes Accumulated value of NOx emission NOx NOx-Ausstoß NOx emission v Geschwindigkeit Speed t Zeit Time A particularly simple embodiment of the invention can be designed such that on an internal combustion engine ( 1 ) only one exhaust gas recirculation ( 11 ) and that the controllable throttle ( 22 ) still allows a supply of a small amount of fresh air in a closed state. In such an embodiment, it may be possible for the controllable throttle ( 22 ) is displaceable only in an open or closed state. Such a designed controllable throttle ( 22 ) can be designed to be particularly simple and inexpensive, with a particularly low tax expense arises. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 internal combustion engine Internal combustion engine 2 combustion chamber Combustion chamber 3 . 3 ' Valve Valve 4 injector Injector 5 compressor Compressor 6 turbine turbine 7 Radiator, intercooler Cooler, Intercooler 8th particulate Filter Particulate filter 9 Fresh air Fresh air influx 10 exhaust removal Exhaust gas efflux 11 Exhaust gas recirculation (EGR) Exhaust gas recirculation (EGR) 12 Exhaust gas recirculation (EGR) Exhaust gas recirculation (EGR) 13 bypass bypass 14 cooler Cooler 15 cooler Cooler 16 Return line Recirculation duct 17 Return line Recirculation duct 18 Inflow of exhaust gas Influx of exhaust gas 19 Inflow of exhaust gas Influx of exhaust gas 20 control valve Control Valve 21 control valve Control Valve 22 Controllable throttle / shutter Controllable Restrictor / closing device 23 piston Piston 24 Control Device / Electronic Control Unit (ECU) Control device / electronic control unit (ECU) 25 Returned exhaust gas, filtered and / or at low pressure Recirculated exhaust gas, filtered and / or at low pressure 26 Returned exhaust gas, unfiltered and / or at high pressure Recirculated exhaust gas, unfiltered and / or at high pressure 27 fresh air Fresh air 28 System for conducting charge air and exhaust gas System for intake of air and exhaust gas 29 Feed side / the intake tract Supply side / intake section 30 Discharge side / exhaust tract Discharge side / exhaust section 31 supply line Supply duct 32 discharge line Discharge duct 33 engine intake Engine inlet 34 Engine exhaust Engine outlet 35 Fresh air inlet Fresh air inlet 36 Exhaust / Exhaust Exhaust gas outlet / exhaust 50 Inventive system System according to the invention 51 comparison system System of comparison 52 Saved NOx amount Saved NOx amount QFIN Amount of infection per piston stroke Quantity of fuel injected per piston stroke Acc. NOx Accumulated value of NOx emissions Accumulated value of NOx emission NOx NOx emissions NOx emission v speed speed t Time Time

Claims (16)

System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor, welches bezogen auf eine Brennkammer (2) des Motors (1) eine Zufuhr-Seite (29) für die Zufuhr von Ladeluft mit einer Zufuhrleitung (31) und eine Abfuhr-Seite (30) für die Abfuhr von Abgas mit einer Abfuhrleitung (32) aufweist, wobei das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) mindestens eine erste Abgasrückführung (11) mit einer Rückführungsleitung (16) aufweist, durch die Abgas von der Abfuhr-Seite (30) zur Zufuhrseite (31) rückführbar ist und wobei eine Rückführungsleitung (16) in einem Bereich hinter einem Frischlufteinlass (35) unter Bildung eines Zuflusses von Abgas (18) mit der Zufuhrleitung (31) verbunden ist und wobei die Rückführungsleitung (16) mit der Abfuhrleitung (32) in einem Bereich hinter einer Turbine (6) verbunden ist, und wobei das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) eine zweite Abgasrückführung (12) mit einer Rückführungsleitung (17) aufweist, und wobei die erste Abgasrückführung (11) zum Rückführen von Niederdruck-Abgas (25) und die zweite Abgasrückführung (12) zum Rückführen von Hochdruck-Abgas (26) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zufuhrleitung (31) zwischen dem Frischlufteinlass (35) und dem Zufluss von unter niedrigem Druck stehendem Abgas (18) eine steuerbare Drossel (22) zum Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr (9) angeordnet ist, und dass die steuerbare Drossel (22) dazu ausgebildet ist, die Frischluftzufuhr (9) in einem Zustand des Motors (1) zu verschließen, bei welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) sehr gering oder gleich Null ist. System for conducting charge air and exhaust gas on an internal combustion engine, which with respect to a combustion chamber ( 2 ) of the motor ( 1 ) a feed page ( 29 ) for the supply of charge air with a supply line ( 31 ) and a rejection page ( 30 ) for the removal of exhaust gas with a discharge line ( 32 ), wherein the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) at least one first exhaust gas recirculation ( 11 ) with a return line ( 16 ), by the exhaust gas from the discharge side ( 30 ) to the feed side ( 31 ) is traceable and wherein a return line ( 16 ) in an area behind a fresh air inlet ( 35 ) with the formation of an inflow of exhaust gas ( 18 ) with the supply line ( 31 ) and wherein the return line ( 16 ) with the discharge line ( 32 ) in an area behind a turbine ( 6 ) and wherein the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) a second exhaust gas recirculation ( 12 ) with a return line ( 17 ), and wherein the first exhaust gas recirculation ( 11 ) for returning low-pressure exhaust gas ( 25 ) and the second exhaust gas recirculation ( 12 ) for recirculating high-pressure exhaust gas ( 26 ) are formed, characterized in that in the supply line ( 31 ) between the fresh air intake ( 35 ) and the inflow of low pressure exhaust gas ( 18 ) a controllable throttle ( 22 ) for opening or closing the fresh air supply ( 9 ) and that the controllable throttle ( 22 ) is adapted to the fresh air supply ( 9 ) in a state of the engine ( 1 ), in which one per piston stroke in a combustion chamber ( 2 ) burned amount of fuel (QFIN) is very low or equal to zero. System zum Leiten von Ladeluft und Abgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Drossel (22) dazu ausgebildet ist, die Durchflussrate von durch den Lufteinlass (35) einströmender Frischluft zu regulieren.System for conducting charge air and exhaust gas according to claim 1, characterized in that the controllable throttle ( 22 ) is adapted to control the flow rate through the air inlet ( 35 ) to regulate incoming fresh air. System zum Leiten von Ladeluft und Abgas nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) auf der Zufuhr-Seite (29) einen Kompressor (5) und/oder auf der Abfuhr-Seite (30) eine Turbine (6) aufweist.System for conducting charge air and exhaust gas according to one of claims 1 or 2, characterized in that the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) on the feed side ( 29 ) a compressor ( 5 ) and / or on the discharge side ( 30 ) a turbine ( 6 ) having. System zum Leiten von Ladeluft und Abgas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) auf der Zufuhr-Seite (29) einen Ladeluftkühler (7) aufweist.System for conducting charge air and exhaust gas according to one of the preceding claims, characterized in that the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) on the feed side ( 29 ) an intercooler ( 7 ) having. System zum Leiten von Ladeluft und Abgas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) auf der Abfuhr-Seite (30) einen Partikelfilter (8) aufweist.System for conducting charge air and exhaust gas according to one of the preceding claims, characterized in that the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) on the discharge side ( 30 ) a particle filter ( 8th ) having. System zum Leiten von Ladeluft und Abgas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasrückführung (11) zum Rückführen von gefiltertem Abgas (25) und die zweite Abgasrückführung (12) zum Rückführen von ungefiltertem Abgas (26) ausgebildet sind.System for conducting charge air and exhaust gas according to claim 1, characterized in that the first exhaust gas recirculation ( 11 ) for recycling filtered exhaust gas ( 25 ) and the second exhaust gas recirculation ( 12 ) for returning unfiltered exhaust gas ( 26 ) are formed. System zum Leiten von Ladeluft und Abgas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) eine Steuereinrichtung (24) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die steuerbare Drossel (22) zu einem Öffnen oder einem Schließen zu veranlassen.System for conducting charge air and exhaust gas according to one of the preceding claims, characterized in that the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) a control device ( 24 ), which is adapted to the controllable throttle ( 22 ) to cause it to open or close. System zum Leiten von Ladeluft und Abgas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (24) für die steuerbare Drossel (22) mit einer Motorsteuerung verbunden und/oder in diese integriert ist.System for conducting charge air and exhaust gas according to one of the preceding claims, characterized in that a control device ( 24 ) for the controllable throttle ( 22 ) is connected to and / or integrated in a motor control. Verbrennungsmotor mit einem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.Internal combustion engine with a system for conducting charge air and exhaust gas, characterized in that the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) is designed according to one of claims 1 to 8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) ein Dieselmotor ist.Internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is a diesel engine. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) einen Injektor (4) aufweist, der zum Injizieren von Treibstoff in eine Brennkammer (2) des Verbrennungsmotors (1) ausgebildet ist.Internal combustion engine according to one of claims 9 or 10, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) an injector ( 4 ) for injecting fuel into a combustion chamber ( 2 ) of the internal combustion engine ( 1 ) is trained. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) ein Common-Rail System aufweist.Internal combustion engine according to one of claims 9, 10 or 11, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) has a common rail system. Verfahren zum Betrieb eines Systems zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist und dass bei einem Betriebszustand des Motors (1), in welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) sehr gering oder null wird, eine Frischluftzufuhr (9) durch Betätigung der steuerbaren Drossel (22) geschlossen wird.Method for operating a system for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine, characterized in that the system for conducting charge air and exhaust gas ( 28 ) is designed according to one of claims 1 to 8 and that in an operating condition of the engine ( 1 ), in which one per piston stroke in a combustion chamber ( 2 ) burned fuel quantity (QFIN) becomes very low or zero, a fresh air supply ( 9 ) by actuating the controllable throttle ( 22 ) is closed. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchflussrate von rückgeführtem Abgas (25, 26) derart eingestellt wird, dass sich zwischen Abfuhr-Seite (30) und Zufuhr-Seite (29) über eine Abgasrückführung (11, 12) ein Kreislauf bildet, wobei in dem Kreislauf von einem Motorauslass (34) ausgespeistes Abgas zu einem Motoreinlass (33) zurückgeführt wird, wobei keine oder nur eine sehr geringe Menge Frischluft (27) zugeführt wird.A method according to claim 13, characterized in that a flow rate of recirculated exhaust gas ( 25 . 26 ) is adjusted such that between discharge side ( 30 ) and feed side ( 29 ) via an exhaust gas recirculation ( 11 . 12 ) forms a circuit, wherein in the circuit of an engine outlet ( 34 ) exhausted gas to an engine intake ( 33 ), with no or only a very small amount of fresh air ( 27 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf nur über eine Abgasrückführung (11) gebildet wird, in welcher gefiltertes und/oder unter Niederdruck stehendes Abgas (25) rückgeführt wird.Method according to one of claims 13 or 14, characterized in that the circuit only via an exhaust gas recirculation ( 11 ) is formed, in which filtered and / or low-pressure exhaust gas ( 25 ) is returned. Verfahren nach einem der Ansprüche 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betriebszustand des Motors (1), in welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) von einem sehr geringen Wert oder von null aus wieder erhöht wird, eine Frischluftzufuhr (9) durch Betätigung der steuerbaren Drossel (22) geöffnet oder erhöht wird.Method according to one of claims 13, 14 or 15, characterized in that in an operating state of the engine ( 1 ), in which one per piston stroke in a combustion chamber ( 2 ) burned Fuel quantity (QFIN) is increased again from a very low value or from zero, a fresh air supply ( 9 ) by actuating the controllable throttle ( 22 ) is opened or raised.
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