DE102014215364B4 - Internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor (10), einem Frischgasstrang sowie einem in den Frischgasstrang integrierten, elektrisch angetriebenen Verdichter (26), wobei der elektrisch angetriebene Verdichter (26) in einen einen Frischgasstrangabschnitt (30) umgehenden Bypass (28) integriert ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Regelelement
in eine erste, den Frischgasstrangabschnitt (30) zwischen einer Mündung (34) des Bypasses (28) und einer Abzweigung (32) des Bypasses (28) verschließende Stellung bewegbar ist,
in eine zweite, den Frischgasstrangabschnitt (30) zumindest teilweise freigebende Stellung bewegbar ist und
in eine dritte, den Frischgasstrang stromab der Mündung (34) des Bypasses (28) oder stromauf der Abzweigung (32) des Bypasses (28) verschließende Stellung bewegbar ist, wobei ein Verschlusselement den Bypass (28) in der zweiten Stellung des Regelelements verschließt und in der ersten Stellung des Regelelements freigibt.

Figure DE102014215364B4_0000
An internal combustion engine having an internal combustion engine (10), a fresh gas train and an electrically driven compressor (26) integrated in the fresh gas train, wherein the electrically driven compressor (26) is integrated into a bypass (28) bypassing a fresh gas line section (30) characterized in that a control element
in a first, the Frischgasstrangabschnitt (30) between an orifice (34) of the bypass (28) and a branch (32) of the bypass (28) closing position is movable,
in a second, the Frischgasstrangabschnitt (30) at least partially releasing position is movable and
in a third, the Frischgasstrang downstream of the mouth (34) of the bypass (28) or upstream of the junction (32) of the bypass (28) closing position is movable, wherein a closure element closes the bypass (28) in the second position of the control element and releases in the first position of the control element.
Figure DE102014215364B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor, einem Frischgasstrang sowie einem in den Frischgasstrang integrierten, elektrisch angetriebenen Verdichter, wobei der elektrisch angetriebene Verdichter in einen einen Frischgasstrangabschnitt umgehenden Bypass integriert ist.The invention relates to an internal combustion engine with an internal combustion engine, a fresh gas train and an integrated in the fresh gas train, electrically driven compressor, wherein the electrically driven compressor is integrated into a fresh gas bypass section bypass.

Aus der EP 1 995 427 A1 ist eine entsprechende, mittels eines Abgasturboladers aufgeladene Brennkraftmaschine mit Ladeluftkühler bekannt, bei der zusätzlich zu dem Verdichter des Abgasturboladers noch ein elektrisch angetriebener Verdichter in den Frischgasstrang integriert ist. Der elektrisch angetriebene Verdichter ist dort entweder stromauf oder stromab des Verdichters des Abgasturboladers angeordnet. Bei der Ausgestaltung mit einer Anordnung stromab des Verdichters des Abgasturboladers ist der elektrisch angetriebene Verdichter in einen Bypass des Frischgasstrangs integriert. Über ein an der stromab gelegenen Mündung des Bypasses angeordnetes Umschaltelement wird die Frischgasströmung entweder über den Bypass und damit den elektrisch angetriebenen Verdichter oder über eine direkte Verbindung zwischen dem Verdichter des Abgasturboladers und dem Ladeluftkühler geführt. Dadurch kann vermieden werden, dass der elektrisch angetriebene Verdichter, der nur kurzfristig zur Unterstützung des Abgasturboladers zum Einsatz kommen soll, bei Nichtnutzung von dem Frischgas durchströmt werden muss.From the EP 1 995 427 A1 is a corresponding, charged by means of an exhaust gas turbocharger internal combustion engine with intercooler known in which in addition to the compressor of the exhaust gas turbocharger still an electrically driven compressor is integrated into the fresh gas train. The electrically driven compressor is arranged there either upstream or downstream of the compressor of the exhaust gas turbocharger. In the embodiment with an arrangement downstream of the compressor of the exhaust gas turbocharger, the electrically driven compressor is integrated in a bypass of the fresh gas line. About a arranged at the downstream mouth of the bypass switching element, the fresh gas flow is guided either via the bypass and thus the electrically driven compressor or via a direct connection between the compressor of the exhaust gas turbocharger and the charge air cooler. As a result, it can be avoided that the electrically driven compressor, which should only be used for a short time to support the exhaust gas turbocharger, must be flowed through by the fresh gas when not in use.

Durch das Umschaltelement wird die Frischgasströmung entweder über den Bypass und damit den elektrisch angetriebenen Verdichter oder unter Umgehung des elektrisch angetriebenen Verdichters geführt; eine vollständige Unterbrechung der Frischgaszufuhr durch ein Verschließen des Frischgasstrangs ist damit jedoch nicht möglich. Ein solches Verschließen des Frischgasstrangs ist häufig insbesondere bei Dieselmotoren vorgesehen, um ein Nachlaufen des Dieselmotors nach dem Abstellen zu vermeiden. Hierfür ist dann regelmäßig eine separate Verschlussklappe im Frischgasstrang vorgesehen.By the switching element, the fresh gas flow is guided either via the bypass and thus the electrically driven compressor or bypassing the electrically driven compressor; However, a complete interruption of the fresh gas supply by closing the fresh gas line is thus not possible. Such closing of the fresh gas train is often provided in particular in diesel engines to avoid hunting after the diesel engine after shutdown. For this purpose, a separate flap in the fresh gas line is then regularly provided.

Auch aus der DE 101 64 792 B4 ist ein Verbrennungsmotor bekannt, der eine Aufladung mittels eines Abgasturboladers und eines ergänzenden elektrisch angetriebenen Verdichters, welcher stromauf des Abgasturboladers angeordnet ist, aufweist. Auch hier ist ein den elektrisch angetriebenen Verdichter umgehender Frischgasstrangabschnitt vorgesehen, über den das Frischgas im Nichtbetrieb des elektrisch angetriebenen Verdichters geführt wird, um Strömungsverluste beim Durchströmen des nicht aktiven elektrisch angetriebenen Verdichters zu vermeiden. Gesteuert wird die Führung des Frischgases über entweder den elektrisch angetriebenen Verdichter oder den umgehenden Frischgasstrangabschnitt mittels eines in den Frischgasstrangabschnitt integrierten Ventils. Einen ähnlichen Verbrennungsmotor, welcher sich dadurch unterscheidet, dass der elektrisch angetriebene Verdichter stromab des Abgasturboladers angeordnet ist, zeigt die Schrift DE 10 2012 009 288 A1 .Also from the DE 101 64 792 B4 an internal combustion engine is known, which has a charge by means of an exhaust gas turbocharger and a supplementary electrically driven compressor, which is arranged upstream of the exhaust gas turbocharger. Again, a fresh gas line section bypassing the electrically driven compressor is provided, via which the fresh gas is guided when the electrically driven compressor is not in operation in order to avoid flow losses when flowing through the non-active, electrically driven compressor. The guidance of the fresh gas is controlled via either the electrically driven compressor or the bypassing fresh gas line section by means of a valve integrated into the fresh gas section. A similar internal combustion engine, which differs in that the electrically driven compressor is arranged downstream of the exhaust gas turbocharger, shows the font DE 10 2012 009 288 A1 ,

Auch bei diesen Verbrennungsmotoren ist ein vollständiges Verschließen des Frischgasstrangabschnitts mittels des integrierten Ventils nicht möglich, so dass auch hier für eine entsprechende Funktionalität eine separate Verschlussklappe erforderlich wäre.Even with these internal combustion engines, a complete closure of the fresh gas section by means of the integrated valve is not possible, so that a separate closure flap would also be required here for a corresponding functionality.

Das Dokument DE 10 2013 021 654 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem stromab eines Verdichters eines Abgasturboladers angeordneten elektrisch angetriebenen Verdichter. Der elektrisch angetriebene Verdichter ist in einen Bypass integriert, in welchem zusätzlich ein erstes Regelelement angeordnet ist. Nach dem Abzweig des Bypasses und vor der Mündung ist in der Frischluftleitung ein zweites Regelelement angeordnet.The document DE 10 2013 021 654 A1 discloses an internal combustion engine with an electrically driven compressor disposed downstream of a compressor of an exhaust gas turbocharger. The electrically driven compressor is integrated in a bypass, in which additionally a first control element is arranged. After the branch of the bypass and in front of the mouth, a second control element is arranged in the fresh air line.

Die Veröffentlichung US 2014 / 0 007 835 A1 beschreibt einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasturbolader und einer Drei-Wege-Drosselklappe, welche es erlaubt, einen Ladeluftkühler wahlweise zu umgehen.The publication US 2014/0 007 835 A1 describes an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger and a three-way throttle valve, which allows to optionally bypass a charge air cooler.

Die Schrift WO 00/ 28 203 A zeigt ein Zwei-Klappen-Ventil eines Verbrennungsmotors, bei welchem beide Klappen hintereinander auf koaxialen Wellen eines Stellers angeordnet sind. Das Ventil ist stromaufwärts des Verdichters eines Abgasturboladers angeordnet und steuert die Abgasrückführung des Verbrennungsmotors. Auch die US 2011 / 0 061 380 A1 offenbart die Steuerung der Abgasrückführung mittels eines Drei-Wege-Ventils, welches stromauf eines Verdichters eines Abgasturboladers angeordnet ist.The document WO 00/28 203 A shows a two-valve valve of an internal combustion engine, in which both flaps are arranged one behind the other on coaxial shafts of an actuator. The valve is located upstream of the compressor of an exhaust gas turbocharger and controls the exhaust gas recirculation of the internal combustion engine. Also, US 2011/0 061 380 A1 discloses the control of the exhaust gas recirculation by means of a three-way valve, which is arranged upstream of a compressor of an exhaust gas turbocharger.

Das Dokument DE 10 2010 060 060 A1 offenbart ein Drei-Wege-Drosselventil eines Verbrennungsmotors, welches geeignet ist, den Durchfluss von Frischluft in einem Frischgasstrang zu steuern oder vollständig freizugeben sowie die Frischluft in einen Bypass des Frischgasstrangs zu leiten.The document DE 10 2010 060 060 A1 discloses a three-way throttle valve of an internal combustion engine which is adapted to control or completely release the flow of fresh air in a fresh gas train and to direct the fresh air into a bypass of the fresh gas train.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, eine Führung von Frischgas in dem Frischgasstrang eines einen elektrisch angetriebenen Verdichter umfassenden Verbrennungsmotors auf konstruktiv möglichst einfache Weise zu steuern.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a way to control a guide of fresh gas in the fresh gas line of an electrically driven compressor comprehensive internal combustion engine in a structurally simple way possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen davon sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by an internal combustion engine according to claim 1. Advantageous embodiments thereof are subject matter of the further claims and will become apparent from the following description of the invention.

Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine, die zumindest einen Verbrennungsmotor, einen Frischgasstrang sowie einen in den Frischgasstrang integrierten, elektrisch angetriebenen Verdichter umfasst, wobei der elektrisch angetriebene Verdichter in einen einen Frischgasstrangabschnitt umgehenden Bypass des Frischgasstrangs integriert ist, ist erfindungsgemäß zum einen durch ein Regelelement gekennzeichnet, das

  • - in eine erste, den Frischgasstrangabschnitt zwischen einer Mündung des Bypasses und einer Abzweigung des Bypasses (zumindest teilweise, vorzugsweise möglichst vollständig) verschließende Stellung bewegbar ist,
  • - in eine zweite, den Frischgasstrangabschnitt (zumindest teilweise, vorzugsweise möglichst vollständig, zumindest jedoch mehr als in der ersten Stellung) freigebende Stellung bewegbar ist und
  • - in eine dritte, den Frischgasstrang stromab der Mündung des Bypasses oder stromauf der Abzweigung des Bypasses (zumindest teilweise, vorzugsweise möglichst vollständig) verschließende Stellung bewegbar ist.
A generic internal combustion engine which comprises at least one internal combustion engine, a fresh gas train and an electrically driven compressor integrated in the fresh gas train, wherein the electrically driven compressor is integrated into a bypass of the fresh gas train bypassing a fresh gas train section is characterized according to the invention by a control element which
  • in a first, the Frischgasstrangabschnitt between an orifice of the bypass and a branch of the bypass (at least partially, preferably as completely as possible) closing position is movable,
  • - In a second, the Frischgasstrangabschnitt (at least partially, preferably as completely as possible, but at least more than in the first position) releasing position is movable and
  • - In a third, the Frischgasstrang downstream of the mouth of the bypass or upstream of the junction of the bypass (at least partially, preferably as completely as possible) closing position is movable.

Weiterhin umfasst die Brennkraftmaschine erfindungsgemäß ein Verschlusselement, das den Bypass (zumindest teilweise, vorzugsweise möglichst vollständig) verschließt, wenn sich das Regelelement in seiner zweiten Stellung befindet, und den Bypass (zumindest teilweise, vorzugsweise möglichst vollständig, zumindest jedoch mehr als in der anderen Stellung) freigibt, wenn sich das Regelelement in seiner ersten Stellung befindet.Furthermore, the internal combustion engine according to the invention comprises a closure element which closes the bypass (at least partially, preferably as completely) when the control element is in its second position, and the bypass (at least partially, preferably as completely as possible, but at least more than in the other position ) releases when the rule element is in its first position.

Das Regelelement der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine umfasst somit zumindest drei Stellungen, wobei in der ersten Stellung das Frischgas (primär) über den elektrisch angetriebenen Verdichter geführt wird, indem der Frischgasstrangabschnitt zwischen der Abzweigung und der Mündung des Bypasses verschlossen wird. In diese Stellung soll das Regelelement insbesondere dann geschaltet werden, wenn ein Betrieb des elektrisch angetriebenen Verdichters vorgesehen ist. Dies kann insbesondere temporär bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine nach einem Lastsprung (d.h. nach einer erheblichen Erhöhung der Lastanforderung), insbesondere aus niedrigen Drehzahlen und niedriger Last heraus, der Fall sein.The control element of the internal combustion engine according to the invention thus comprises at least three positions, wherein in the first position, the fresh gas (primary) is passed through the electrically driven compressor by the Frischgasstrangabschnitt between the junction and the mouth of the bypass is closed. In this position, the control element is to be switched in particular when an operation of the electrically driven compressor is provided. This may be particularly the case temporarily in an operation of the internal combustion engine after a load step (i.e., after a significant increase in the load request), in particular from low speeds and low load out.

In der zweiten Stellung des Regelelements wird das Frischgas (primär) über den Frischgasstrangabschnitt geführt, da dieser geöffnet ist und das Frischgas daher bereits tendenziell wegen des geringeren Strömungswiderstands durch den Frischgasstrangabschnitt strömt. Diese Stellung des Regelelements ist primär bei einem Nichtbetrieb des elektrisch angetriebenen Verdichters vorgesehen. Das Frischgas muss dann den deaktivierten elektrisch angetriebenen Verdichter nicht durchströmen, wodurch Strömungsverluste gering gehalten werden können.In the second position of the control element, the fresh gas (primary) is passed over the Frischgasstrangabschnitt because it is open and the fresh gas therefore already tends to flow because of the lower flow resistance through the Frischgasstrangabschnitt. This position of the control element is provided primarily in a non-operation of the electrically driven compressor. The fresh gas must then not flow through the deactivated electrically driven compressor, whereby flow losses can be kept low.

Das Regelelement verschließt den den elektrisch angetriebenen Verdichter aufnehmenden Bypass in der zweiten Stellung jedoch nicht, so dass dieser, ohne das ebenfalls vorgesehene Verschlusselement, doch noch in zumindest geringem Maße von Frischgas durchströmt würde. Dies wäre nicht nur funktional unnötig und mit Strömungsverlusten verbunden, sondern könnte sich insbesondere auch hinsichtlich einer Temperaturbelastung der durch- oder umströmten Komponenten des elektrisch angetriebenen Verdichters nachteilig auswirken. Dies gilt insbesondere, da ein Schalten des Regelelements in die zweite Stellung vorzugsweise insbesondere bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine bei hohen Lasten und insbesondere bei Volllast vorgesehen sein kann, was mit entsprechend hohen Temperaturen des Frischgases verbunden ist.However, the control element does not close the bypass receiving the electrically driven compressor in the second position, so that, without the likewise provided closure element, it would still be flowed through by fresh gas in at least a small extent. This would not only be functionally unnecessary and associated with flow losses, but could also have a disadvantageous effect in particular with regard to a temperature load on the through or around flowed components of the electrically driven compressor. This is especially true since a switching of the control element in the second position may be preferably provided in particular during operation of the internal combustion engine at high loads and in particular at full load, which is associated with correspondingly high temperatures of the fresh gas.

Dies gilt insbesondere auch dann, wenn, wie in einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine vorgesehen, dem elektrisch angetriebenen Verdichter noch ein weiterer Verdichter vorgeschaltet ist, der insbesondere mechanisch angetrieben (z.B. durch den Verbrennungsmotor selbst oder durch eine in einen Abgasstrang der Brennkraftmaschine integrierte Turbine (als Teil eines Abgasturboladers)) sein kann. Dieser weitere Verdichter, der vorzugsweise stromauf der Abzweigung des Bypasses angeordnet ist, verdichtet das Frischgas, was mit einer entsprechenden Temperaturerhöhung verbunden ist. Das Verdichten des Frischgases und damit dessen Temperaturerhöhung nimmt grundsätzlich mit zunehmender Last, in der die Brennkraftmaschine betrieben wird, zu und ist folglich bei Volllast tendenziell am höchsten.This is especially true if, as provided in a preferred embodiment of the internal combustion engine according to the invention, the electrically driven compressor is preceded by another compressor, in particular mechanically driven (eg by the internal combustion engine itself or by a turbine integrated into an exhaust line of the internal combustion engine ( as part of an exhaust gas turbocharger)). This further compressor, which is preferably arranged upstream of the branch of the bypass, compresses the fresh gas, which is associated with a corresponding increase in temperature. The compression of the fresh gas and thus its temperature increase increases in principle with increasing load, in which the internal combustion engine is operated, and thus tends to be highest at full load.

Eine aus der Verdichtung des Frischgases resultierende Temperaturerhöhung kann in bekannter Weise durch die Integration eines Ladeluftkühlers in den Frischgasstrang zumindest teilweise rückgängig gemacht werden. Um lediglich einen Ladeluftkühler einsetzen zu müssen, der sowohl eine durch den weiteren Verdichter als auch durch den elektrisch angetriebenen Verdichter bewirkte Temperaturerhöhung rückgängig machen kann, kann vorzugsweise vorgesehen sein, den Ladeluftkühler stromab des elektrisch angetriebenen Verdichters und insbesondere stromab der Mündung des den elektrisch angetriebenen Verdichter aufnehmenden Bypasses in den Frischgasstrang zu integrieren. Dies führt jedoch dazu, dass der elektrisch angetriebene Verdichter mit dem noch nicht abgekühlten Frischgas beaufschlagt wird.A resulting from the compression of the fresh gas temperature increase can be at least partially reversed in a known manner by the integration of a charge air cooler in the fresh gas line. To have to use only a charge air cooler, which can cancel both caused by the further compressor and by the electrically driven compressor temperature increase may preferably be provided, the charge air cooler downstream of the electrically driven compressor and in particular downstream of the mouth of the electrically driven compressor receiving bypass into the fresh gas train to integrate. However, this results in that the electrically driven compressor with the not yet cooled fresh gas is applied.

Eine solche Beaufschlagung des elektrisch angetriebenen Verdichters mit einer heißen Frischgasströmung wird in der zweiten Stellung des Regelelements jedoch verhindert, weil dann der Bypass durch das Verschlusselement separat verschlossen und folglich eine Frischgasströmung durch diesen unterbunden ist.However, such loading of the electrically driven compressor with a hot fresh gas flow is prevented in the second position of the control element, because then the bypass is closed by the closure element separately and thus a fresh gas flow is prevented by this.

Dies kann vorteilhaft ermöglichen, den elektrisch angetriebenen Verdichter und insbesondere auch diejenigen Komponenten, die von dem Frischgas in dem Betrieb des elektrisch angetriebenen Verdichters durchströmt werden, aus relativ temperaturempfindlichen Werkstoffen und insbesondere (teilweise) aus Kunststoffen auszubilden. Dies gilt insbesondere, da das Frischgas in den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, in denen der elektrisch angetriebene Verdichter vorzugsweise betrieben werden soll (Lastsprung aus niedrigen Drehzahlen und geringer Last heraus) und daher von dem Frischgas durchströmt wird, wegen der nur geringen Verdichterleistung des weiteren Verdichters eine nur relativ niedrige Temperatur aufweist.This can advantageously make it possible to form the electrically driven compressor and in particular also those components which are flowed through by the fresh gas in the operation of the electrically driven compressor from relatively temperature-sensitive materials and in particular (partially) from plastics. This is especially true since the fresh gas in the operating conditions of the internal combustion engine, in which the electrically driven compressor is to be operated (load jump from low speeds and low load out) and therefore is flowed through by the fresh gas, because of the low compressor power of another compressor one only has relatively low temperature.

In der dritten Stellung des Regelelements ist eine Strömung des Frischgases durch sowohl den Frischgasstrangabschnitt als auch durch den Bypass (vorzugsweise weitgehend vollständig) unterbrochen. In diese Stellung kann das Regelelement insbesondere dann geschaltet werden, wenn ein Betrieb des Verbrennungsmotors beendet werden soll oder bereits beendet wurde. Ein Nachlaufen des Verbrennungsmotors durch ungewollte Zufuhr von Frischgas zu dem Verbrennungsmotor kann dadurch vermieden werden.In the third position of the control element, a flow of the fresh gas through both the Frischgasstrangabschnitt and through the bypass is interrupted (preferably substantially completely). In this position, the control element can be switched in particular when an operation of the internal combustion engine is to be terminated or has already ended. A hunting of the internal combustion engine by unwanted supply of fresh gas to the engine can be avoided.

Die Gefahr eines Nachlaufens des Verbrennungsmotors ist insbesondere bei selbstzündenden Verbrennungsmotoren gegeben, so dass eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Brennkraftmaschine im besonderen Maße in Kombination mit einem selbstzündenden Verbrennungsmotor (insbesondere Dieselmotor) vorteilhaft ist.The risk of overrun of the internal combustion engine is given in particular in self-igniting internal combustion engines, so that an embodiment of the internal combustion engine according to the invention to a particular extent in combination with a self-igniting internal combustion engine (in particular diesel engine) is advantageous.

Neben den drei definierten Stellungen kann das Regelelement auch in beliebige andere Stellungen schaltbar sein. Dadurch wird ermöglicht, in definierter Weise Teilströmungen des Frischgases über sowohl den elektrisch angetriebenen Verdichter als auch über den Frischgasstrangabschnitt zu führen und/oder grundsätzlich eine Drosselung des dem Verbrennungsmotor zugeführten Frischgasstroms zu erreichen.In addition to the three defined positions, the control element can also be switched to any other positions. This makes it possible to lead in a defined manner partial flows of the fresh gas over both the electrically driven compressor and the Frischgasstrangabschnitt and / or in principle to achieve a throttling of the internal combustion engine supplied fresh gas flow.

In einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass das Regelelement als Regelklappe ausgebildet ist, die im Bereich der Mündung oder der Abzweigung drehbar innerhalb des Frischgasstrangs angeordnet ist, wobei die Regelklappe in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung mit unterschiedlichen Ausrichtungen schräg bezüglich der Mittellängsachsen des Frischgasstrangabschnitts und des Bypasses ausgerichtet ist. Dabei kann die Regelklappe insbesondere mit einer drehbar gelagerten Klappenwelle verbunden sein.In a structurally particularly simple embodiment of the internal combustion engine according to the invention can be provided that the control element is designed as a control flap, which is arranged rotatably in the region of the mouth or the branch within the fresh gas line, wherein the control flap in the first position and in the second position with different Alignments is aligned obliquely with respect to the central longitudinal axes of the fresh gas section and the bypass. In this case, the control flap can be connected in particular with a rotatably mounted flap shaft.

Um mittels einer solchen Regelklappe die mindestens drei definierten Stellungen einstellen zu können, kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine Längsbeziehungsweise Drehachse der Klappenwelle zentrisch bezüglich des Querschnitts des die Regelklappe aufnehmenden Abschnitts des Frischgasstrangs ausgerichtet ist. Insbesondere kann die Klappenwelle diagonal oder sehnenförmig verlaufend durch den Abschnitt des Frischgasstrangs geführt sein.In order to be able to adjust the at least three defined positions by means of such a control flap, it can furthermore be provided that a longitudinal relationship of the rotation axis of the flap shaft is aligned centrally with respect to the cross section of the portion of the fresh gas line receiving the control flap. In particular, the flap shaft may be guided diagonally or chord-like running through the section of the fresh gas line.

Weiterhin kann vorgesehen sein kann, die Stellung des Verschlusselements stets an die Stellung des Regelelements zu koppeln. Eine solche Koppelung kann insbesondere mechanisch vorgesehen sein. Dazu kann das Verschlusselement derart mechanisch mit dem Regelelement gekoppelt sein, dass ein Umschalten des Regelelements von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu einem Umschalten des Verschlusselements in eine Verschlussstellung und ein Umschalten des Regelelements von der zweiten Stellung in die erste Stellung zu einem Umschalten des Verschlusselements in eine Öffnungsstellung führt. Dies kann zu einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine führen, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass das Verschlusselement drehfest mit der Regelklappe verbunden ist.Furthermore, it can be provided to always couple the position of the closure element to the position of the control element. Such a coupling can be provided in particular mechanically. For this purpose, the closure element may be mechanically coupled to the control element such that switching the control element from the first position to the second position to switch the closure element into a closed position and switching the control element from the second position to the first position to switch the Closing element leads to an open position. This can lead to a structurally particularly simple embodiment of the internal combustion engine according to the invention, wherein in particular it can be provided that the closure element is rotatably connected to the control flap.

In einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann zudem noch vorgesehen sein, dass das Verschlusselement als Verschlussklappe ausgebildet ist, die drehbar innerhalb des Bypasses angeordnet ist.In a structurally particularly simple embodiment of the internal combustion engine according to the invention may also be provided that the closure element is designed as a closure flap, which is rotatably disposed within the bypass.

Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.The indefinite articles ("a", "an", "an" and "an"), in particular in the patent claims and in the description generally describing the claims, are to be understood as such and not as number words. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

  • 1: ein Strukturschaubild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;
  • 2: einen Abschnitt des Frischgasstrangs der Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Darstellung;
  • 3: den Abschnitt des Frischgasstrangs gemäß der 2 in einer teilweisen geschnittenen Darstellung;
  • 4: einen Querschnitt durch den eine Regelklappe umfassenden Abschnitt des Frischgasstrangs mit der Regelklappe in einer ersten Stellung;
  • 5: eine Darstellung gemäß der 4 mit der Regelklappe in einer zweiten Stellung; und
  • 6: eine Darstellung gemäß der 4 und 5 mit der Regelklappe in einer dritten Stellung.
The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawings. In the drawings shows:
  • 1 a structural diagram of an embodiment of an internal combustion engine according to the invention;
  • 2 a section of the fresh gas line of the internal combustion engine in a perspective view;
  • 3 : the section of the fresh gas train according to the 2 in a partial sectional view;
  • 4 a cross section through the portion of the fresh gas line comprising a control flap with the control flap in a first position;
  • 5 : a representation according to the 4 with the control flap in a second position; and
  • 6 : a representation according to the 4 and 5 with the control flap in a third position.

Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine umfasst einen Verbrennungsmotor 10. Dieser ist beispielsweise als vierzylindriger, nach dem Diesel-Verfahren betriebener Hubkolben-Verbrennungsmotor ausgebildet. Dem Verbrennungsmotor 10 wird über einen Frischgasstrang Frischgas zugeführt, das in Brennräumen, die von Zylindern 12 in Verbindung mit darin auf und ab geführten Kolben ausgebildet sind, zur Verbrennung von direkt über Injektoren 14 eingespritztem Kraftstoff genutzt wird. Die Brennkraftmaschine umfasst dazu ein Hochdruck-Kraftstoffzuführsystem mit einem sogenannten Common Rail 16, über den alle Injektoren 14 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt werden. Das bei der Verbrennung entstandene Abgas wird über einen Abgasstrang abgeführt.That in the 1 illustrated embodiment of an internal combustion engine includes an internal combustion engine 10 , This is designed for example as a four-cylinder, operated by the diesel process reciprocating internal combustion engine. The internal combustion engine 10 Fresh gas is supplied via a fresh gas train into combustion chambers, which are fed by cylinders 12 are formed in connection with piston guided up and down, for the combustion of directly via injectors 14 injected fuel is used. The internal combustion engine comprises a high-pressure fuel supply system with a so-called common rail 16 over which all injectors 14 be supplied with high-pressure fuel. The resulting during combustion exhaust gas is removed via an exhaust line.

In den Abgasstrang ist eine Turbine 18 eines Abgasturbolader integriert. Ein Laufrad der Turbine 18 wird durch den Abgasstrom rotierend angetrieben, wobei diese Rotation über eine Welle auf ein Laufrad eines in den Frischgasstrang integrierten Verdichters 20 des Abgasturboladers übertragen wird. Die Rotation des Laufrads des Verdichters 20 bewirkt eine Verdichtung des Frischgases und somit eine Erhöhung des Massenstroms des in den Brennräumen umsetzbaren Frischgases. Dadurch verbessert sich die Füllung der Brennräume und damit die erzielbare Leistung des Verbrennungsmotors 10.In the exhaust system is a turbine 18 an exhaust gas turbocharger integrated. An impeller of the turbine 18 is rotatably driven by the exhaust gas flow, this rotation via a shaft to an impeller of a compressor integrated in the fresh gas line 20 the exhaust gas turbocharger is transmitted. The rotation of the impeller of the compressor 20 causes a compression of the fresh gas and thus an increase in the mass flow of convertible into the combustion chambers fresh gas. This improves the filling of the combustion chambers and thus the achievable performance of the internal combustion engine 10 ,

Um zu verhindern, dass ein Teil der durch die Verdichtung realisierten Füllungsverbesserung durch die mit der Verdichtung einhergehende Temperaturerhöhung des Frischgases kompensiert wird, ist ein Ladeluftkühler 22 vorgesehen, der das verdichtete Frischgas abkühlt. Der Ladeluftkühler 22 ist in ein Saugrohr 24 des Frischgasstrangs integriert, wodurch eine kompakte Ausgestaltung der Brennkraftmaschine und eine wirkungsvolle Kühlung des Frischgases realisiert werden kann.In order to prevent part of the filling improvement realized by the compression from being compensated by the temperature increase of the fresh gas which accompanies the compression, there is a charge-air cooler 22 provided, which cools the compressed fresh gas. The intercooler 22 is in a suction tube 24 the fresh gas train integrated, whereby a compact design of the internal combustion engine and an effective cooling of the fresh gas can be realized.

Die Verdichtungsleistung des Abgasturboladers ist von dem Abgasmassenstrom abhängig. Dies wirkt sich insbesondere dann negativ aus, wenn kurzfristig aus niedrigen Drehzahlen und Lasten heraus eine erhöhte Lastanforderung (Lastsprung) an den Verbrennungsmotor 10 gestellt wird. Diese erhöhte Lastanforderung muss zunächst in einen erhöhten Abgasmassenstrom umgesetzt werden, der dann erst zu der gewünschten Verdichtung des Frischgases führen kann. Insbesondere um das Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors 10 nach einem solchen Lastsprung zu verbessern, weist die Brennkraftmaschine einen elektrischen angetriebenen Verdichter 26 auf, der stromab des Verdichters 20 des Abgasturboladers in den Frischgasstrang integriert ist.The compression capacity of the exhaust gas turbocharger is dependent on the exhaust gas mass flow. This has a negative effect in particular if, in the short term, low load speeds and loads result in an increased load requirement (load jump) to the internal combustion engine 10 is provided. This increased load requirement must first be converted into an increased exhaust gas mass flow, which then can only lead to the desired compression of the fresh gas. In particular, the response of the internal combustion engine 10 to improve after such a load jump, the internal combustion engine has an electric driven compressor 26 on, the downstream of the compressor 20 the exhaust gas turbocharger is integrated into the fresh gas train.

Der elektrisch angetriebene Verdichter 26 ist, wie sich aus den 2 und 3 ergibt, in direkter Nachbarschaft und sehr nah an dem einen Teil des Saugrohrs 24 ausbildenden Ladeluftkühler 22 angeordnet. Zudem befindet sich der elektrisch angetriebene Verdichter 26 auf der Krümmungsinnenseite eines Rohrbogens des Frischgasstrangs. Der entsprechende Abschnitt des Frischgasstrangs ist somit bogenförmig um einen Abschnitt des Umfangs des elektrisch angetriebenen Verdichters 26 herumgeführt.The electrically driven compressor 26 is how out of the 2 and 3 results, in the immediate vicinity and very close to the one part of the intake manifold 24 forming intercooler 22 arranged. In addition, there is the electrically driven compressor 26 on the curvature inside of a pipe bend of the fresh gas line. The corresponding portion of the fresh gas train is thus arcuate about a portion of the circumference of the electrically driven compressor 26 led around.

Der elektrisch angetriebene Verdichter 26 ist weiterhin in einen Bypass 28 zu einem einen Abschnitt des Rohrbogens darstellenden Frischgasstrangabschnitt 30 integriert. Der Bypass 28 zweigt von einem ersten Abschnitt des Rohrbogens ab und mündet in einen zweiten Abschnitt des Rohrbogens. Dabei ist sowohl die Abzweigung 32 als auch die Mündung 34 des Bypasses 28 auf der Krümmungsinnenseite des Rohrbogens angeordnet.The electrically driven compressor 26 is still in a bypass 28 to a section of the pipe bend representing Frischgasstrangabschnitt 30 integrated. The bypass 28 branches off from a first section of the pipe bend and opens into a second section of the pipe bend. It is both the turnoff 32 as well as the estuary 34 of the bypass 28 arranged on the curvature inside of the pipe bend.

Im Bereich der Mündung 34 des Bypasses 28 ist in dem Frischgasstrang eine Regelklappe 36 angeordnet. Die Regelklappe 36 umfasst zwei halbovale Klappenteile 38, die in koplanarer Ausrichtung an einer Klappenwelle 40 befestigt sind (vgl. 4 bis 6, die jedoch in Folge des dargestellten Querschnitts jeweils nur ein Klappenteil 38 zeigen). Die Klappenwelle 40 ist in diagonaler Ausrichtung drehbar innerhalb des Frischgasstrangs im Bereich der Mündung 34 des Bypasses 28 angeordnet. Mittels eines (z.B. elektrischen oder pneumatischen) Aktors 42 ist die Klappenwelle 40 und dadurch die gesamte Regelklappe 36 innerhalb des Frischgasstrangs drehend verstellbar. Dabei sind zumindest drei definierten Stellungen für die Regelklappe 36 vorgesehen. Eine entsprechende Ansteuerung des Aktors 42 erfolgt durch eine (nicht dargestellte) Motorsteuerung der Brennkraftmaschine.In the area of the estuary 34 of the bypass 28 is in the fresh gas train a control valve 36 arranged. The control flap 36 includes two semi-oval flap parts 38 in coplanar alignment with a flap shaft 40 are attached (see. 4 to 6 , however, only one flap part as a result of the illustrated cross section 38 demonstrate). The flap shaft 40 is rotatable in diagonal orientation within the fresh gas line in the region of the mouth 34 of the bypass 28 arranged. By means of a (eg electrical or pneumatic) actuator 42 is the flap shaft 40 and thereby the entire control flap 36 within the Frischgasstrangs rotatably adjustable. At least three defined positions for the control flap 36 intended. A corresponding control of the actuator 42 is performed by a (not shown) engine control of the internal combustion engine.

Ein Ende der Klappenwelle 40 erstreckt sich bis in einen Endabschnitt des Bypasses 28 und ist dort drehfest mit einer Verschlussklappe 44 verbunden. One end of the valve shaft 40 extends into an end portion of the bypass 28 and is rotatable there with a flap 44 connected.

In einer ersten Stellung der Regelklappe 36 verschließt diese den Frischgasstrang innerhalb des Frischgasstrangabschnitt 30 stromauf der Mündung 34 und stromab der Abzweigung 32 des Bypasses 28 (vgl. 1, 3 und 4) möglichst vollständig. Dabei weist die Klappenebene der Regelklappe 36 eine schräge Ausrichtung bezüglich sowohl einer Mittellängsachse 66 des Frischgasstrangabschnitts 30 als auch einer Mittellängsachse 68 des Bypasses 28 (jeweils im Bereich der Regelklappe 36) auf (vgl. 1). In der ersten Stellung der Regelklappe 36 wird im Wesentlichen die gesamte Frischgasströmung durch den Bypass 28 und somit über den elektrisch angetriebenen Verdichter 26 geführt. Diese erste Stellung der Regelklappe 36 ist während eines Betriebs des elektrisch angetriebenen Verdichters 26 vorgesehen.In a first position of the control flap 36 this closes the fresh gas line within the fresh gas section 30 upstream of the estuary 34 and downstream of the junction 32 of the bypass 28 (see. 1 . 3 and 4 ) as completely as possible. In this case, the flap level of the control flap 36 an oblique orientation with respect to both a central longitudinal axis 66 of the fresh gas section 30 as well as a central longitudinal axis 68 of the bypass 28 (each in the area of the control flap 36 ) (cf. 1 ). In the first position of the control flap 36 is essentially the entire fresh gas flow through the bypass 28 and thus over the electrically driven compressor 26 guided. This first position of the control flap 36 is during operation of the electrically driven compressor 26 intended.

Um die Strömung des Frischgases durch den Bypass 28 möglichst nicht zu behindern, befindet sich dabei die drehfest mit der Regelklappe 36 verbundene Verschlussklappe 44 in einer Stellung, in der deren Klappenebene im Wesentlichen in Strömungsrichtung des Frischgases ausgerichtet ist und diese den Bypass folglich lediglich mit der Größe ihres Klappenquerschnitts versperrt. In dieser Stellung gibt die Verschlussklappe 44 den Bypass 28 so weit wie möglich frei.To the flow of fresh gas through the bypass 28 If possible not to hinder, it is the rotationally fixed with the control flap 36 connected flap 44 in a position in which the flap plane is oriented substantially in the flow direction of the fresh gas and thus blocks the bypass only with the size of its flap cross-section. In this position gives the shutter 44 the bypass 28 as free as possible.

In einer zweiten Stellung der Regelklappe 36 gibt diese den Strömungsweg durch den Frischgasstrangabschnitt 30 so weit wie möglich frei. Dazu befindet sich die Regelklappe 36 in einer Stellung, in der die Klappenebene der beiden Klappenteile 38 im Wesentlichen in Richtung der Strömungsrichtung des Frischgases ausgerichtet sind (vgl. 5) beziehungsweise die Mittellängsachse 66 des Frischgasstrangabschnitts 30 in etwa in oder parallel zu der Klappenebene verlauft.In a second position of the control flap 36 this gives the flow path through the fresh gas section 30 as free as possible. This is the control flap 36 in a position in which the flap plane of the two flap parts 38 are aligned substantially in the direction of the flow direction of the fresh gas (see. 5 ) or the central longitudinal axis 66 of the fresh gas section 30 runs approximately in or parallel to the valve plane.

Wenn sich die Regelklappe 36 in der zweiten Stellung befindet, befindet sich die Verschlussklappe 44 in einer Stellung, in der diese den Bypass 28 im Wesentlichen vollständig verschließt. Dazu ist die Klappenebene der Verschlussklappe 44 quer zur Richtung der (unterbundenen) Strömung des Frischgases (bzw. zur Mittellängsachse 68) in dem entsprechenden Abschnitt des Bypasses 28 ausgerichtet (vgl. 5).When the control flap 36 in the second position, there is the shutter 44 in a position where they bypass 28 essentially completely closes. This is the flap level of the flap 44 transverse to the direction of the (suppressed) flow of the fresh gas (or to the central longitudinal axis 68 ) in the corresponding section of the bypass 28 aligned (cf. 5 ).

Eine Anordnung der Regelklappe 36 in der zweiten Stellung und, damit verbunden, ein Verschließen des Bypasses 28 durch die Verschlussklappe 44 ist insbesondere bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine bei hohen Lasten und insbesondere Volllast vorgesehen, da in diesem Fall der Verdichter 20 des Abgasturboladers für eine ausreichende Verdichtungsleistung sorgt und ein ergänzender Betrieb des elektrisch angetriebenen Verdichters 26 nicht benötigt wird. Durch ein Verschließen des Bypasses 28 wird dabei verhindert, dass das Frischgas (teilweise) durch den Bypass 28 strömt, wodurch nicht nur Strömungsverluste, die sich insbesondere durch ein Durchströmen eines Laufrads des elektrisch angetriebenen Verdichters 26 einstellen würden, vermieden werden, sondern auch eine Beaufschlagung des elektrisch angetriebenen Verdichters 26 mit dem bereits stark verdichteten und somit eine hohe Temperatur aufweisenden Frischgas verhindert wird.An arrangement of the butterfly valve 36 in the second position and, associated therewith, closing the bypass 28 through the flap 44 is particularly provided for operation of the internal combustion engine at high loads and in particular full load, since in this case the compressor 20 the exhaust gas turbocharger ensures sufficient compression power and a supplementary operation of the electrically driven compressor 26 is not needed. By closing the bypass 28 This prevents the fresh gas (partially) from passing through the bypass 28 flows, causing not only flow losses, in particular by flowing through an impeller of the electrically driven compressor 26 would be avoided, but also a loading of the electrically driven compressor 26 is prevented with the already highly compressed and thus a high temperature having fresh gas.

In einer dritten Stellung der Regelklappe 36 verschließt diese den Frischgasstrang stromab der Mündung 34 des Bypasses 28 möglichst vollständig (vgl. 6 und gestrichelt dargestellte Stellung der Regelklappe 36 in der 1). Dabei weist die Klappenebene der Regelklappe 36 ebenfalls eine schräge Ausrichtung bezüglich sowohl der Mittellängsachse 66 des Frischgasstrangabschnitts 30 als auch der Mittellängsachse 68 des Bypasses 28 (jeweils im Bereich der Regelklappe 36) auf, die gegenüber der schrägen Ausrichtung in der ersten Stellung um beispielsweise ca. 90° verdreht ist. In der dritten Stellung der Regelklappe 36 ist die Frischgaszufuhr zu dem Verbrennungsmotor 10 weitestgehend unterbrochen. Diese Stellung der Regelklappe 36 ist insbesondere dann vorgesehen, wenn der Verbrennungsmotor 10 nicht (weiter) betrieben werden soll und ungewollte Nachverbrennungen unterbunden werden sollen.In a third position of the control flap 36 this closes the fresh gas line downstream of the mouth 34 of the bypass 28 as completely as possible (cf. 6 and dashed lines shown position of the control valve 36 in the 1 ). In this case, the flap level of the control flap 36 also an oblique orientation with respect to both the central longitudinal axis 66 of the fresh gas section 30 as well as the central longitudinal axis 68 of the bypass 28 (each in the area of the control flap 36 ), which is rotated relative to the oblique orientation in the first position by, for example, about 90 °. In the third position of the control flap 36 is the fresh gas supply to the internal combustion engine 10 largely interrupted. This position of the butterfly valve 36 is particularly provided when the internal combustion engine 10 not (further) to be operated and unwanted Nachverbrennungen should be prevented.

Da in dieser dritten Stellung der Regelklappe 36 grundsätzlich keine relevante Frischgasströmung durch den Frischgasstrang gegeben ist, ist die sich entsprechend einstellende Stellung der Verschlussklappe 44 prinzipiell irrelevant. Im vorliegenden Fall stellt sich für die Verschlussklappe 44 infolge der drehfesten Verbindung mit der Klappenwelle 40 der Regelklappe 36 eine den Bypass 28 teilweise verschließende und teilweise freigebende Stellung ein.Because in this third position of the control flap 36 In principle, no relevant fresh gas flow is given by the Frischgasstrang, is the corresponding adjusting position of the flap 44 in principle irrelevant. In the present case arises for the shutter 44 due to the non-rotatable connection with the flap shaft 40 the control flap 36 one the bypass 28 partially closing and partially releasing position.

Der Abgasstrang umfasst noch einen Abgaskrümmer 46, in dem die den einzelnen Zylindern 12 zugeordneten Auslasskanäle in einen gemeinsamen Strömungskanal überführt werden. Zwischen dem Abgaskrümmer 46 und der Turbine 18 des Abgasturboladers zweigt ein Hochdruckabgasrückführung 48 aus dem Abgasstrang ab. Über diese kann, gesteuert über ein Abgasrückführventil 50, definiert Abgas in den Frischgasstrang im Bereich des Saugrohrs 24 zurückgeführten werden. Weiterhin ist stromab der Turbine 18 eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 52 vorgesehen. Zwischen der Turbine 18 und der Abgasnachbehandlungseinrichtung 52 geht weiterhin noch eine Niederdruckabgasrückführung 54 aus dem Abgasstrang ab. Mittels dieser kann Abgas in den Frischgasstrang stromauf des Verdichters 20 des Abgasturboladers zurückgeführten werden. Die Niederdruckabgasrückführung 54 integriert einen Filter 56 und einen Kühler 58 für das rückzuführen Abgas sowie ein weiteres Abgasrückführventil 60.The exhaust system also includes an exhaust manifold 46 in which the individual cylinders 12 associated outlet channels are transferred into a common flow channel. Between the exhaust manifold 46 and the turbine 18 of the exhaust gas turbocharger branches off a high-pressure exhaust gas recirculation 48 from the exhaust line. This can be controlled via an exhaust gas recirculation valve 50 defines exhaust gas in the fresh gas line in the area of the intake manifold 24 be returned. Furthermore, downstream of the turbine 18 an exhaust aftertreatment device 52 intended. Between the turbine 18 and the exhaust aftertreatment device 52 still goes a low-pressure exhaust gas recirculation 54 from the exhaust line. By means of this, exhaust gas in the Frischgasstrang upstream of the compressor 20 be returned to the exhaust gas turbocharger. The low pressure exhaust gas recirculation 54 integrates a filter 56 and a cooler 58 for the return exhaust gas and another exhaust gas recirculation valve 60 ,

Der Frischgasstrang umfasst noch einen stromauf des Verdichters 20 des Abgasturboladers angeordneten Luftfilter 62 zur Reinigung des aus der Umgebung angesaugten Frischgases sowie einen zwischen dem Luftfilter 62 und dem Verdichter 20 des Abgasturboladers angeordneten Luftmassenmesser 64.The fresh gas train still includes an upstream of the compressor 20 the exhaust gas turbocharger arranged air filter 62 for cleaning the fresh gas sucked in from the environment as well as between the air filter 62 and the compressor 20 the exhaust gas turbocharger arranged air mass meter 64 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1212
Zylindercylinder
1414
Injektorinjector
1616
Common RailCommon rail
1818
Turbine des AbgasturboladersTurbine of the exhaust gas turbocharger
2020
Verdichter des AbgasturboladersCompressor of the exhaust gas turbocharger
2222
LadeluftkühlerIntercooler
2424
Saugrohrsuction tube
2626
elektrisch angetriebener Verdichterelectrically driven compressor
2828
Bypassbypass
3030
FrischgasstrangabschnittFresh gas line section
3232
Abzweigung des BypassesBranch of the bypass
3434
Mündung des BypassesMouth of the bypass
3636
Regelklappecontrol flap
3838
Klappenteileflap parts
4040
Klappenwelleflap shaft
4242
Aktoractuator
4444
Verschlussklappeflap
4646
Abgaskrümmerexhaust manifold
4848
HochdruckabgasrückführungHigh-pressure exhaust gas recirculation
5050
Abgasrückführventil der HochdruckabgasrückführungExhaust gas recirculation valve of the high-pressure exhaust gas recirculation
5252
Abgasnachbehandlungseinrichtungexhaust treatment device
5454
NiederdruckabgasrückführungLow-pressure exhaust gas recirculation
5656
Filter der NiederdruckabgasrückführungLow pressure exhaust gas recirculation filter
5858
Kühler der NiederdruckabgasrückführungCooler of low pressure exhaust gas recirculation
6060
Abgasrückführventil der NiederdruckabgasrückführungExhaust gas recirculation valve of the low-pressure exhaust gas recirculation
6262
Luftfilterair filter
6464
LuftmassenmesserAir flow sensor
6666
Mittellängsachse des FrischgasstrangabschnittsCenter longitudinal axis of the fresh gas section
6868
Mittellängsachse des BypassesCenter longitudinal axis of the bypass

Claims (10)

Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor (10), einem Frischgasstrang sowie einem in den Frischgasstrang integrierten, elektrisch angetriebenen Verdichter (26), wobei der elektrisch angetriebene Verdichter (26) in einen einen Frischgasstrangabschnitt (30) umgehenden Bypass (28) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regelelement - in eine erste, den Frischgasstrangabschnitt (30) zwischen einer Mündung (34) des Bypasses (28) und einer Abzweigung (32) des Bypasses (28) verschließende Stellung bewegbar ist, - in eine zweite, den Frischgasstrangabschnitt (30) zumindest teilweise freigebende Stellung bewegbar ist und - in eine dritte, den Frischgasstrang stromab der Mündung (34) des Bypasses (28) oder stromauf der Abzweigung (32) des Bypasses (28) verschließende Stellung bewegbar ist, wobei ein Verschlusselement den Bypass (28) in der zweiten Stellung des Regelelements verschließt und in der ersten Stellung des Regelelements freigibt.Internal combustion engine having an internal combustion engine (10), a fresh gas train and an electrically driven compressor (26) integrated in the fresh gas train, the electrically driven compressor (26) being integrated into a bypass (28) bypassing a fresh gas section (30), characterized in that a control element - in a first, the Frischgasstrangabschnitt (30) between an orifice (34) of the bypass (28) and a branch (32) of the bypass (28) closing position is movable - in a second, the Frischgasstrangabschnitt (30) at least partially releasing position is movable and - in a third, the Frischgasstrang downstream of the mouth (34) of the bypass (28) or upstream of the junction (32) of the bypass (28) closing position is movable, wherein a closure element the bypass (28) in the second position of the control element closes and releases in the first position of the control element. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement als Regelklappe (36) ausgebildet ist, die im Bereich der Mündung (34) oder der Abzweigung (32) des Bypasses (28) drehbar innerhalb des Frischgasstrangs angeordnet ist, wobei die Regelklappe (36) in der ersten Stellung und in der zweiten Stellung mit unterschiedlicher Ausrichtung schräg bezüglich der Mittellängsachsen (66, 68) des Frischgasstrangabschnitts (30) und des Bypasses (28) ausgerichtet ist.Internal combustion engine according to Claim 1 , characterized in that the control element as a control flap (36) is formed, which is arranged in the region of the mouth (34) or the branch (32) of the bypass (28) rotatably within the Frischgasstrangs, wherein the control flap (36) in the first Position and in the second position with different orientation obliquely with respect to the central longitudinal axes (66, 68) of the Frischgasstrangabschnitts (30) and the bypass (28) is aligned. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelklappe (36) eine drehbar gelagerte Klappenwelle (40) umfasst.Internal combustion engine according to Claim 2 , characterized in that the control flap (36) comprises a rotatably mounted flap shaft (40). Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse der Klappenwelle (40) zentrisch bezüglich des Querschnitts des die Regelklappe (36) aufnehmenden Abschnitts des Frischgasstrangs ausgerichtet ist.Internal combustion engine according to Claim 3 , characterized in that a longitudinal axis of the flap shaft (40) is aligned centrally with respect to the cross section of the control flap (36) receiving portion of the fresh gas line. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenwelle (40) diagonal oder sehnenförmig verlaufend durch den die Regelklappe (36) aufnehmenden Abschnitt des Frischgasstrangs geführt ist.Internal combustion engine according to Claim 3 or 4 , characterized in that the flap shaft (40) is guided diagonally or chordally extending through the the control flap (36) receiving portion of the fresh gas line. Brennkraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement derart mit dem Regelelement gekoppelt ist, dass ein Umschalten des Regelelements von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu einem Umschalten des Verschlusselements in eine Verschlussstellung und ein Umschalten des Regelelements von der zweiten Stellung in die erste Stellung zu einem Umschalten des Verschlusselements in eine Öffnungsstellung führt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element is coupled to the control element such that a switching of the Control element from the first position to the second position to a switching of the closure element in a closed position and a switching of the control element from the second position to the first position leads to a switching of the closure element in an open position. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement drehfest mit der Regelklappe (36) verbunden ist.Internal combustion engine according to one of Claims 2 to 5 and Claim 6 , characterized in that the closure element rotatably connected to the control flap (36). Brennkraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement als Verschlussklappe (44) ausgebildet ist, die drehbar innerhalb des Bypasses (28) angeordnet ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the closure element is designed as a closure flap (44) which is rotatably disposed within the bypass (28). Brennkraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen stromauf der Abzweigung (32) des Bypasses (28) in den Frischgasstrang integrierten weiteren Verdichter (20).Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized by a further compressor (20) integrated in the fresh gas train upstream of the branch (32) of the bypass (28). Brennkraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen stromab der Mündung (34) des Bypasses (28) integrierten Ladeluftkühler (22).Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized by an intercooler (22) integrated downstream of the mouth (34) of the bypass (28).
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