DE102012219796A1 - Ladeluftzuführung - Google Patents

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Johannes Gelbmann
Günther Pessl
Hannes Zaleschak
Johannes Tauer
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt, mit einem Ladeluftkühler, einem Kondensatsammelbereich und einem Verbindungsrohr zum Verbinden des Ladeluftkühlers mit einem Ladelufteingang der Verbrennungskraftmaschine, wobei die Vorrichtung ein Saugrohr umfasst, das mit einem ersten Ende in dem Kondensatsammelbereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende in einem Injektionsabschnitt des Verbindungsrohrs zum Zuleiten von Fluid aus dem Kondensatsammelbereich in den Injektionsabschnitt angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aufgrund einer weltweiten Verschärfung von Abgasnormen besteht ein zunehmendes Bedürfnis nach einer wirkungsvollen Reduzierung von CO2 Emissionen bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei Dieselmotoren. Eine bekannte Maßnahme stellt die Abgasrückführung dar, bei der heißes Abgas aus der Verbrennungskraftmaschine abgekühlt und einer der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Frischluft beigemengt wird. Diese Beimengung erfolgt in der Regel stromaufwärts vor einem Verdichter eines Abgasturboladers.
  • Das rückgeführte Abgas weist üblicherweise einen hohen Feuchtigkeitsanteil auf, so dass im Rahmen des Abkühlvorgangs in einem Ladeluftkühler eine erhebliche Menge an Kondensat (Kondenswasser) entsteht und sich beispielsweise im Ladeluftkühler sammelt. Bei geringen Massenströmen des zuzuführenden Frischluft-Abgasgemischs (Ladeluft) kann nicht sichergestellt werden, dass das angefallene Kondensat kontinuierlich in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine abtransportiert wird. Vielmehr verbleiben die Kondensat- bzw. Wasseransammlungen unter anderem im Bereich des Ladeluftkühlers, der üblicherweise einen der tiefsten Punkte in der Ladeluftzuführung darstellt und aufgrund seiner großen Strömungsquerschnitte im Vergleich zu anderen Abschnitten der Ladeluftzuführung generell geringere Strömungsgeschwindigkeiten bereitstellt.
  • Im Falle eines dem geringen Massenstrom zeitlich nachfolgenden hohen Massenstroms besteht daher die Gefahr, dass das auskondensierte Wasser (Kondensat) durch den hohen Massenstrom mitgerissen und in den Brennraum transportiert wird, wodurch ein sogenannter „Wasserschlag” im Motor zu befürchten ist, der diesen dauerhaft schädigen kann und hohe Reparaturkosten zur Folge hat.
  • Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Ladeluftzuführung vorzusehen, welche die beschriebenen Nachteile des Stands der Technik reduziert oder sogar überwindet.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Demnach wird eine Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt, mit einem Ladeluftkühler, einem Kondensatsammelbereich und einem Verbindungsrohr zum Verbinden des Ladeluftkühlers mit einem Ladelufteingang der Verbrennungskraftmaschine. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung ein Saugrohr, das mit einem ersten Ende in dem Kondensatsammelbereich und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende in einem Injektionsabschnitt des Verbindungsrohrs zum Zuleiten von Fluid bzw. Kondensat aus dem Kondensatsammelbereich in den Injektionsabschnitt angeordnet ist.
  • Folglich ist der Ladeluftkühler über das Verbindungsrohr mit dem Ladelufteingang unmittelbar oder zumindest mittelbar verbunden, um die im Ladeluftkühler gekühlte Ladeluft einem Brennraum des Verbrennungsmotors zuzuführen. Aufgrund der Abkühlung der Ladeluft, insbesondere eines aus dem Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine rückgeführten und der Frischluft bzw. Ladeluft beigemengten Abgases, wird ein Auskondensieren von Wasser bewirkt, das sich in dem Kondensatsammelbereich ansammelt. Der Kondensatsammelbereich ist vorzugsweise als Teil des Ladeluftkühlers ausgebildet bzw. mit diesem zu einer Gesamtanordnung verbunden.
  • Der Kondensatsammelbereich ist außerdem mittels des Saugrohres mit dem Injektionsabschnitt des Verbindungsrohres fluidleitend verbunden, um Kondensat mit seinem ersten Ende aus dem Kondensatsammelbereich aufzunehmen und an seinem zweiten Ende in dem Injektionsabschnitt in das Verbindungsrohr und die darin strömende Ladeluft abzugeben. Das angesammelte Kondensat wird somit aus dem Kondensatsammelbereich abgesaugt und in einen Bereich befördert, in dem die Ladeluft mit höherer Geschwindigkeit strömt und auf diese Weise eine kontinuierliche Aufnahme des Kondensats in die Ladeluft ermöglicht.
  • Mit anderen Worten ist der Injektionsabschnitt derart ausgestaltet, dass ein durch das Verbindungsrohr strömender Massenstrom der Ladeluft das Kondensat über das Saugrohr in den Massenstrom saugt. Beispielsweise wird dies durch unmittelbare Anordnung des zweiten Endes in dem Massenstrom und Ausrichtung einer an diesem zweiten Ende vorgesehenen Austrittsöffnung des Saugrohres in Strömungsrichtung erreicht. In diesem Fall wird am zweiten Ende aufgrund eines geringeren Querschnitts der Verbindungsrohres (im Vergleich zu dem Kondensatsammelbereich) die Luft mit einer höheren Geschwindigkeit vorbeigeführt, die eine Reduzierung des statischen Drucks in dem Verbindungsrohr bzw. im Bereich des zweiten Endes (gegenüber dem Kondensatsammelbereich bzw. dem ersten Ende) zur Folge hat. Insbesondere bei hohen Massenströmen ist hierbei mit der Entstehung eines ausreichend starken ersten Unterdruckgebietes im Bereich des zweiten Endes des Saugrohrs (Injektionsabschnitt) zu rechnen, das ausreichend ist, um das Kondensat durch das Saugrohr in den Massenstrom der Ladeluft zu saugen.
  • Eine derartige Zuführung des Kondensats hat den Vorteil, dass ein unkontrolliertes „Mitreißen” von größeren Kondensatmengen unmittelbar aus dem Kondensatsammelbereich verhindert werden kann. Vielmehr kann durch die geometrische Ausgestaltung der Vorrichtung eine Dosierung für die zu erwartenden Massenströme vorgenommen werden, um die Gefahr eines Wasserschlags in der Verbrennungskraftmaschine insbesondere bei hohen Massenströmen der Ladeluft zu verhindern.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Saugrohr innerhalb des Verbindungsrohres angeordnet. Dies bedeutet, dass das Saugrohr einen kleineren Querschnitt aufweist als das Verbindungsrohr und teilweise oder vollständig innerhalb dessen Innenraums verläuft. Dies ergibt ebenfalls einen verbesserten Schutz gegen Vereisung des Kondensats.
  • Außerdem kann das Saugrohr koaxial in dem Verbindungsrohr angeordnet sein. Demnach ist das Saugrohr nicht nur innerhalb des Verbindungsrohres sondern koaxial in diesem vorgesehen. Der Massenstrom der Ladeluft kann somit das Saugrohr entlang seiner Erstreckungsrichtung vollständig umströmen und insbesondere im Bereich des zweiten Endes des Saugrohrs auf besonders vorteilhafte Weise ein entsprechendes strömungsbedingtes (lokales) erstes Unterdruckgebiet (statischer Druck) zum Ansaugen des Kondensats über das Saugrohr bereitstellen.
  • Es kann außerdem eine weitere Ausführungsform vorgesehen werden, bei der der Injektionsabschnitt des Verbindungsrohres einen verengten Querschnitt zum Erzeugen eines Unterdruckgebietes in dem Injektionsabschnitt umfasst. Der verengte Querschnitt bewirkt eine lokale Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Ladeluft innerhalb des Verbindungsrohres und somit eine dortige lokale Absenkung des statischen Druckes, so dass ein Unterdruckgebiet (im Folgenden als zweites Unterdruckgebiet bezeichnet) in diesem Bereich erzeugt wird. Vorzugsweise ist der verengte Querschnitt hierzu strömungstechnisch als sogenanntes „Venturi-Rohr” ausgestaltet.
  • Der verengte Querschnitt ist vorzugsweise derart benachbart zu dem zweiten Ende des Saugrohrs angeordnet, dass sich das an dem zweiten Ende erzeugte erste Unterdruckgebiet und das von dem verengten Querschnitt erzeugte zweite Unterdruckgebiet zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig räumlich überschneiden, um sich gegenseitig zu verstärken.
  • Vorzugsweise kann der verengte Querschnitt des Injektionsabschnitts variabel ausgestaltet sein, zum Variieren eines Unterdrucks in dem erzeugten zweiten Unterdruckgebiet. Auf diese Weise kann ein Verengungsgrad des verengten Querschnitts an den aktuellen Massenstrom der Ladeluft angepasst werden. Soll ein hoher Unterdruck erzeugt werden, so wird der Querschnitt stärker verengt, als in dem Fall, in dem kein oder nur ein geringer Unterdruck erwünscht ist.
  • Die Variabilität des verengten Querschnitts ermöglicht eine besonders vorteilhafte Anpassbarkeit im Gegensatz zu einer starren Ausführung des verengten Querschnitts, die lediglich für einen singulären Massenstrom optimiert werden kann. Somit ist es möglich, eine Anpassung an mehrere unterschiedliche Massenströme bzw. einen größeren Massenstrombereich vorzunehmen und somit die Ansaugung des Kondensats auch bei Veränderung des Massenstroms in zuverlässiger Weise bereitzustellen. Insbesondere kann mittels einer Verengung des Querschnitts eine zuverlässige Ansaugung auch bei geringen Massenströmen vorgesehen werden. Bei hohen Massenströmen kann dagegen der verengte Querschnitt wieder erweitert werden, um einen Strömungswiderstand und gegebenenfalls die Stärke des Unterdruckgebietes zu verringern. Vorzugsweise lässt sich der verengte Querschnitt im Rahmen der beschriebenen Variabilität vollständig bis auf den eigentlichen Rohrdurchmesser des Verbindungsrohres aufweiten, um einen Strömungswiderstand bei Bedarf minimal zu halten.
  • Beispielsweise kann der variabel ausgestaltete verengte Querschnitt von einer beweglichen Membran definiert werden. Hierbei stellt die Membran die den Strömungsbereich der Ladeluft in dem Verbindungsrohr begrenzende Wandung dar. Mittels der vorgeschlagenen Beweglichkeit der Membran kann somit die Wandung bewegt und der Querschnitt entsprechend verändert werden.
  • Außerdem kann die Membran derart ausgestaltet sein, dass diese passiv auf einen in dem Injektionsabschnitt herrschenden statischen Druck reagiert.
  • Beispielsweise kann dies dadurch erzielt werden, dass die Membran mit einer Innenseite den Injektionsabschnitt umgibt und mit einer Außenseite von einer geschlossenen Kammer mit einer definierten Gasmenge umgeben ist. Dies bedeutet, dass im Inneren des Verbindungsrohres die Membran mit dem inneren statischen Druck p(innen) der strömenden Ladeluft beaufschlagt ist. Auf der Außenseite der Membran liegt dagegen der äußere statische Druck p(außen) des in der geschlossenen Kammer vorgesehenen Gases an. Die Beweglichkeit der Membran stellt in diesem Fall eine druckausgleichende Abtrennung zwischen beiden Bereichen her, indem die Membran entsprechend bewegt wird, so dass ein Druckausgleich zwischen der Außen- und der Innenseite einstellt.
  • Es wird also durch die konstante Gasmenge in der Kammer und den Druckausgleich über die bewegliche Membran eine Bewegung der Membran, insbesondere eine Verformung, bewirkt, so dass die Membran bei niedrigem statischen Druck p(innen) durch Ausdehnung des Gases der Kammer in das Innere des Verbindungsrohres verformt wird und dadurch den Querschnitt verengt. Dagegen wird bei höherem statischen Druck p(innen) das Gas in der Kammer so stark komprimiert, dass eine Verformung der Membran zurückgeht und sich diese in zunehmendem Maße an den eigentlichen Querschnitt des Verbindungsrohres anpasst. In diesem Fall bildet der Querschnitt des Verbindungsrohres einen geringeren Strömungswiderstand für die hohen Massenströme als bei einem stärker verengten Querschnitt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Membran mittels eines Federrings mit Profilelementen bewegbar ausgebildet sein. Der Federring ist hierzu derart ausgebildet, dass dieser in seinem Durchmesser variabel ausgestaltet und sich durch Federkraft, die beispielsweise in Umfangsrichtung des Federrings wirkt, auf einen Ausgangsdurchmesser (erster Durchmesser) zusammenziehen kann bzw. entgegen der Federkraft auf einen größeren zweiten Durchmesser aufweitbar ist. Der Federring ist vorzugsweise parallel zu einem Querschnitt des Verbindungsrohres innerhalb dessen Injektionsabschnitt angeordnet, so dass der Federring im Wesentlichen koaxial zu seiner Symmetrieachse von der Ladeluft durchströmt wird. Zusätzlich ist der Federring, insbesondere in Umfangsrichtung umlaufend, mit der Membran verbunden. Außerdem sind an dem Federring mindestens zwei oder mehr Profilelemente angeordnet. Diese sind derart ausgebildet, dass sie parallel zur Symmetrieachse des Federrings und somit bei senkrechter Anströmung des Federrings in Strömungsrichtung ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind mindestens zwei Profilelemente auf einem Umfang des Federrings verteilt und jeweils paarweise entgegengesetzt zueinander angeordnet (also beispielsweise bei 0° und bei 180°).
  • Steigt bei einer Anströmung der Profilelemente mit einem steigenden Massenstrom der dynamische Druck in dem Injektionsabschnitt an, wird der Federring in Folge dessen mittels der Profilelemente entgegen seiner Spannkraft aufgedrückt. Erfolgt keine Anströmung kann sich der Federring auf seinen Ausgangsdurchmesser zusammenziehen. Entsprechend der Bewegung des Federrings wird die hiermit gekoppelte Membran bewegt und somit der Querschnitt des Verbindungsrohres entsprechend variiert.
  • Vorzugsweise ist ebenfalls eine die Membran auf deren Außenseite umschließende Kammer vorgesehen, die jedoch im Gegensatz zur voranstehenden Ausführungsform, über ein oder mehrere Löcher in der Membran mit dem Injektionsabschnitt verbunden ist, so dass im Injektionsabschnitt und in der Kammer derselbe statische Druck herrscht. Die Kammer weist in diesem Fall keine konstante eingeschlossene Gasmenge auf, sondern vielmehr eine variable Gasmenge. Mittels dieses statischen Druckausgleichs wird statt eines statischen Drucks der in dem Injektionsabschnitt herrschende dynamische Druck zur Membranbewegung genutzt. Bei steigendem Massenstrom und somit steigender Geschwindigkeit steigt der dynamische Druck im Injektionsabschnitt und drückt gegen den Federring, der die Membran zusammenhalten will. Auf diese Weise wird die Membranbewegung allein durch den Massenstrom gesteuert und ist somit unabhängig von einem anliegenden Ladedruck. Dies ermöglicht eine Regelung der Membranbewegung über die dynamische Druckdifferenz im Injektionsabschnitt und somit eine stabilere Regelung, die gegenüber einer Ladedruckabhängigkeit (statischer Druck) über einen großen Betriebsbereich anwendbar ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Niederdruckabgasrückführung zum Abkühlen eines Abgases und Beimengen des Abgases zu einer Frischluft bzw. Ladeluft.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand zweier Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung sowie eine Detailansicht A einer Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft, und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Federrings mit Profilelementen für eine Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft mit einer Detailansicht B eines entsprechenden Profilelements.
  • 1 zeigt in rein schematischer Darstellung sowie einer Detailansicht A eine Vorrichtung 10 zum Zuführen von Ladeluft L zu einer Verbrennungskraftmaschine (nicht dargestellt), mit einem Ladeluftkühler 11, einem Kondensatsammelbereich 12 und einem Verbindungsrohr 13 zum Verbinden des Ladeluftkühlers 11 mit einem Ladelufteingang (ebenfalls nicht dargestellt) der Verbrennungskraftmaschine. Der Kondensatsammelbereich 12 ist in der dargestellten Ausführungsform beispielhaft als Teil des Ladeluftkühlers 11 dargestellt.
  • Die Vorrichtung 10 umfasst außerdem ein Saugrohr 14, das mit einem ersten Ende 14a in dem Kondensatsammelbereich 12 und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende 14b in einem Injektionsabschnitt 15 des Verbindungsrohrs 13 zum Zuleiten von Kondensat K aus dem Kondensatsammelbereich 12 in den Injektionsabschnitt 15 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Saugrohr 14 innerhalb des Verbindungsrohres 13, insbesondere koaxial in dem Verbindungsrohr 13, angeordnet. Somit wird am zweiten Ende aufgrund eines geringeren Querschnitts der Verbindungsrohres (im Vergleich zu dem Kondensatsammelbereich) die Luft mit einer höheren Geschwindigkeit vorbeigeführt, die eine Reduzierung des statischen Drucks in dem Verbindungsrohr bzw. im Bereich des zweiten Endes (gegenüber dem Kondensatsammelbereich bzw. dem ersten Ende) zur Folge hat, so dass sich im Bereich einer in Richtung der Strömungsrichtung gewandten Auslassöffnung ein erstes Unterdruckgebiet (statischer Druck) ausbilden kann, um das Kondensat K über das Saugrohr in den strömenden Massenstrom der Ladeluft zu saugen.
  • Des Weiteren weist der Injektionsabschnitt 15 des Verbindungsrohres 13 einen verengten Querschnitt zum Erzeugen eines zusätzlichen zweiten Unterdruckgebietes in dem Injektionsabschnitt 15 auf. Der verengte Querschnitt des Injektionsabschnitts 15 ist zum Variieren eines Unterdrucks in dem erzeugten zweiten Unterdruckgebiet variabel ausgestaltet, wobei der variabel ausgestaltete verengte Querschnitt von einer beweglichen Membran 16 definiert wird. Die Membran 16 bildet mittels ihrer Beweglichkeit auf einer der strömenden Ladeluft L zugewandten Innenseite eine Verengung des Querschnittes des Verbindungsrohres 13. Die Membran 16 ist derart ausgestaltet, dass diese passiv auf einen in dem Injektionsabschnitt 15 herrschenden statischen Druck reagiert. Hierzu umgibt die Membran 16 mit einer Innenseite einerseits den Injektionsabschnitt 15 und ist andererseits mit einer Außenseite von einer geschlossenen Kammer 17 mit einer eingeschlossenen definierten Gasmenge umgeben.
  • Dies bedeutet, dass im Inneren des Verbindungsrohres die Membran mit dem inneren statischen Druck p(innen) der strömenden Ladeluft L beaufschlagt ist. Auf der Außenseite der Membran liegt dagegen der äußere statische Druck p(außen) des in der geschlossenen Kammer 17 vorgesehenen Gases an. Die Beweglichkeit der Membran stellt in diesem Fall eine druckausgleichende Abtrennung zwischen beiden Bereichen her, indem die Membran 16 entsprechend bewegt wird, so dass der Druck auf der Außen- und auf der Innenseite gleich hoch ist.
  • Aufgrund einer konstanten Gasmenge in der Kammer 17 und des Druckausgleich über die bewegliche Membran 16 wird eine Bewegung der Membran 16, insbesondere eine Verformung, bewirkt, so dass die Membran 16 bei niedrigem statischen Druck p(innen) durch Ausdehnung des Gases der Kammer 17 in das Innere des Verbindungsrohres 13 verformt wird und dadurch dessen Querschnitt verengt. Dagegen wird bei höherem statischen Druck p(innen) das Gas in der Kammer 17 so stark komprimiert, dass eine Verformung der Membran 16 zurückgeht und sich diese in zunehmendem Maße an den eigentlichen Querschnitt des Verbindungsrohres anpasst (vgl. angedeutete Membranposition 16a). In diesem Fall bildet der Querschnitt des Verbindungsrohres 13 einen geringeren Strömungswiderstand für die hohen Massenströme als bei einem stärker verengten Querschnitt.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Federrings mit Profilelementen für eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft mit einer Detailansicht B eines entsprechenden Profilelements 21, wobei die zweite Ausführungsform der Vorrichtung im Wesentlichen entsprechend der in 1 beschriebenen Vorrichtung ausgeführt sein kann, so dass diese nicht nochmals dargestellt ist und die entsprechenden Bezugsziffern entsprechend übernommen werden. Eventuelle Unterschiede werden nachfolgend explizit dargelegt.
  • Der Federring 20 ist derart ausgebildet, dass dieser in seinem Durchmesser variabel ausgestaltet und sich durch Federkraft, die beispielsweise in Umfangsrichtung des Federrings 20 wirkt, auf einen Ausgangsdurchmesser (erster Durchmesser) zusammenzieht bzw. entgegen der Federkraft auf einen größeren zweiten Durchmesser aufweitbar ist. Der Federring 20 ist vorzugsweise parallel zu einem radial ausgerichteten Querschnitt des Verbindungsrohres 13 innerhalb dessen Injektionsabschnitt 15 angeordnet, so dass der Federring im Wesentlichen koaxial zu seiner Symmetrieachse von der Ladeluft durchströmt wird. Zusätzlich ist der Federring 20, insbesondere in Umfangsrichtung umlaufend, mit der Membran verbunden, so dass die Ladeluft zwangsläufig durch die von dem Federring gebildete Öffnung strömen muss. Zusätzlich sind an dem Federring 20 mehrere Profilelemente 21 angeordnet. Dargestellt sind der Übersichtlichkeit halber lediglich beispielhaft drei Profilelemente 21. Selbstverständlich können mehrere Profilelemente 21 entlang des Federrings 20 in Umfangrichtung angeordnet sein. Die Profilelemente 21 sind derart ausgebildet, dass diese bei senkrechter Anordnung im Verbindungsrohr 13 und entsprechend senkrechter Anströmung des Federrings 20 (d. h. koaxial zu einer Rotationsachse des Federrings 20 und senkrecht zur Bildebene) in Strömungsrichtung ausgerichtet sind. Bei einer Anströmung der Profilelemente 21 wird der durch das Verbindungsrohr strömende Massenstrom mit steigender Geschwindigkeit einen steigenden dynamischen Druck in dem Injektionsabschnitt erzeugen und somit in zunehmendem Maße mittels der Profilelemente gegen die Federkraft des Federrings 20 drücken, so dass die von dem Federring gebildete Durchlassöffnung (diese bildet somit den verengten Querschnitt des Verbindungsrohres) für die Ladeluft erweitert wird. Erfolgt keine Anströmung kann sich der Federring 20 auf seinen Ausgangsdurchmesser zusammenziehen. Entsprechend der Bewegung des Federrings 20 wird die hiermit gekoppelte Membran bewegt und somit der Querschnitt des Verbindungsrohres 13 variiert.
  • Zur Anordnung des Federrings 20 innerhalb des Verbindungsrohres kann ebenfalls eine die Membran auf deren Außenseite umgebende Kammer vorgesehen sein, die analog zu der in 1 beschriebenen Kammer 7 ausgebildet ist, jedoch im Gegensatz dazu über ein oder mehrere Löcher in der Membran mit dem Injektionsabschnitt 15 verbunden ist, so dass im Injektionsabschnitt 15 und in der Kammer derselbe statische Druck herrscht. In diesem Fall ist die Kammer nicht vollständig geschlossen sondern ermöglicht durch die vorgesehenen Löcher einen zumindest teilweisen Gasaustausch. Mittels dieses statischen Druckausgleichs wird statt eines statischen Drucks der in dem Injektionsabschnitt herrschende dynamische Druck zur Membranbewegung genutzt. Bei steigendem Massenstrom und somit steigender Geschwindigkeit steigt der dynamische Druck im Injektionsabschnitt 15 und drückt gegen den Federring 20 der die Membran zusammenhalten will. Auf diese Weise wird die Membranbewegung allein durch den Massenstrom gesteuert und ist somit unabhängig von einem anliegenden Ladedruck. Dies ermöglicht eine Regelung der Membranbewegung über die dynamische Druckdifferenz im Injektionsabschnitt und somit eine stabilere Regelung, die gegenüber einer Ladedruckabhängigkeit (statischer Druck) über einen großen Betriebsbereich anwendbar ist.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Zuführen von Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Ladeluftkühler (11), einem Kondensatsammelbereich (12) und einem Verbindungsrohr (13) zum Verbinden des Ladeluftkühlers (11) mit einem Ladelufteingang der Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein Saugrohr (14) umfasst, das mit einem ersten Ende (14a) in dem Kondensatsammelbereich (12) und mit einem entgegengesetzten zweiten Ende (14b) in einem Injektionsabschnitt (15) des Verbindungsrohrs (13) zum Zuleiten von Kondensat aus dem Kondensatsammelbereich (12) in den Injektionsabschnitt (15) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr (14) innerhalb des Verbindungsrohres (13) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr (14) koaxial in dem Verbindungsrohr (13) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektionsabschnitt (15) des Verbindungsrohres (13) einen verengten Querschnitt zum Erzeugen eines Unterdruckgebietes in dem Injektionsabschnitt (15) umfasst.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der verengte Querschnitt des Injektionsabschnitts (15) variabel ausgestaltet ist, zum Variieren eines Unterdrucks in dem erzeugten Unterdruckgebiet.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der variabel ausgestaltete verengte Querschnitt von einer beweglichen Membran (16) definiert wird.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (16) derart ausgestaltet ist, dass diese passiv auf einen in dem Injektionsabschnitt (15) herrschenden statischen Druck reagiert.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (16) mit einer Innenseite den Injektionsabschnitt umgibt und mit einer Außenseite von einer geschlossenen Kammer (17) mit einer definierten Gasmenge umgeben ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (16) mittels eines Federrings (20) mit Profilelementen (21) bewegbar ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Niederdruckabgasrückführung zum Abkühlen eines Abgases und Beimengen des Abgases zu einer Frischluft umfasst.
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