DE102014220905B4

DE102014220905B4 - Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und Abgasrückführung

Info

Publication number: DE102014220905B4
Application number: DE102014220905.6A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kindl; Andreas Kuske; Jörg Kemmerling; Vanco Smiljanovski; Franz Arnd Sommerhoff
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2034-10-16
Also published as: US9863307B2; DE102014220905A1; US20160108802A1; CN105526026B; CN105526026A

Abstract

Aufgeladene Brennkraftmaschine mit- einem Ansaugsystem (1) zum Zuführen von Ladeluft,- einem Abgasabführsystem zum Abführen von Abgas,- mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem (1) angeordneten Verdichter (2) umfasst, wobei der Verdichter (2) mit mindestens einem in einem Verdichtergehäuse (2b) auf einer drehbaren Welle (2e) gelagerten Laufrad (2c) ausgestattet ist,- einer Abgasrückführung umfassend eine Rückführleitung, die stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades (2c) unter Ausbildung eines ersten Knotenpunktes in das Ansaugsystem (1) mündet, und- einer zusätzlichen Abgasrückführung, welche eine Leitung umfasst, die stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters (2) des mindestens einen Abgasturboladers wieder in das Ansaugsystem (1) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass- eine Vorrichtung (3) zum Einbringen von Ladeluft in das Ansaugsystem (1) vorgesehen ist, die mindestens eine zum Ansaugsystem (1) hin offene und stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades (2c) angeordnete Öffnung (5) umfasst, an die sich eine Versorgungsleitung (4) anschliesst, wobei zumindest ein sich an die Öffnung (5) anschließendes Mündungsteilstück (4a) dieser Versorgungsleitung (4) mit der Welle (2e) einen spitzen Winkel α bildet, so dass eine eingebrachte Ladeluftströmung auf das mindestens eine Verdichterlaufrad (2c) hin ausgerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit

- einem Ansaugsystem zum Zuführen von Ladeluft,
- einem Abgasabführsystem zum Abführen von Abgas,
- mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst, wobei der Verdichter mit mindestens einem in einem Verdichtergehäuse auf einer drehbaren Welle gelagerten Laufrad ausgestattet ist,
- einer Abgasrückführung umfassend eine Rückführleitung, die stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades unter Ausbildung eines ersten Knotenpunktes in das Ansaugsystem mündet, und
- einer zusätzlichen Abgasrückführung, welche eine Leitung umfasst, die stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers wieder in das Ansaugsystem mündet.

Die US 2012 / 0 121 400 A1 beschreibt den Verdichter eines Abgasturboladers, der eine Vorrichtung zum Einbringen von Ladeluft in das Ansaugsystem umfasst, wobei im Bereich des Verdichterlaufrades eine zum Ansaugsystem hin offene Öffnung angeordnet ist, an die sich eine Versorgungsleitung anschliesst, welche stromaufwärts des Verdichterlaufrades wieder in das Ansaugsystem mündet. Zum weiteren technischen Hintergrund wird auf die JP 2013 - 147 988 A hingewiesen.
Eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, sowie Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.
In den letzten Jahren hat sich eine Entwicklung hin zu kleinen, hochaufgeladenen Motoren vollzogen, wobei die Aufladung in erster Linie ein Verfahren zur Leistungssteigerung ist, bei dem die für den motorischen Verbrennungsprozess benötigte Luft verdichtet wird. Die wirtschaftliche Bedeutung dieser Motoren für die Automobilbauindustrie nimmt weiter ständig zu.
Häufig wird für die Aufladung ein Abgasturbolader eingesetzt, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind. Der heiße Abgasstrom wird der Turbine zugeführt und entspannt sich unter Energieabgabe in der Turbine, wodurch die Welle in Drehung versetzt wird. Die vom Abgasstrom an die Turbine und schließlich an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird. Häufig wird ein Ladeluftkühler stromabwärts des Verdichters im Ansaugsystem vorgesehen, mit dem die komprimierte Ladeluft vor Eintritt in den mindestens einen Zylinder gekühlt wird. Der Kühler senkt die Temperatur und steigert damit die Dichte der Ladeluft, so dass auch der Ladeluftkühler zu einer besseren Füllung der Zylinder, d. h. zu einer größeren Luftmasse, beiträgt. Es erfolgt eine Verdichtung durch Kühlung.
Der Vorteil eines Abgasturboladers im Vergleich zu einem mechanischen Lader besteht darin, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine besteht bzw. erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie vollständig von der Brennkraftmaschine bezieht und somit die bereitgestellte Leistung mindert und auf diese Weise den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase.
Die Aufladung dient - wie bereits erwähnt - der Leistungssteigerung. Die für den Verbrennungsprozess benötigte Luft wird verdichtet, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine größere Luftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden.
Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Wird der Hubraum verringert, lässt sich so das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist.
Die Aufladung unterstützt folglich das ständige Bemühen in der Entwicklung von Brennkraftmaschinen, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, d. h. den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern.
Ein weiteres grundsätzliches Ziel ist es, die Schadstoffemissionen zu reduzieren. Bei der Lösung dieser Aufgabe kann die Aufladung ebenfalls zielführend sein. Bei gezielter Auslegung der Aufladung können nämlich Vorteile im Wirkungsgrad und bei den Abgasemissionen erzielt werden. Um zukünftige Grenzwerte für Schadstoffemissionen einzuhalten sind neben der Aufladung aber weitere innermotorische Maßnahmen erforderlich.
So dient die Abgasrückführung zur Reduzierung der Stickoxidrohemissionen. Die Rückführrate x_AGR bestimmt sich dabei zu x_AGR = m_AGR / (m_AGR + m_Frischluft), wobei m_AGR die Masse an zurückgeführtem Abgas und m_Frischluft die zugeführte Frischluft bezeichnet.
Die erfindungsgemäße mittels Abgasturbolader aufgeladene Brennkraftmaschine ist mit einer Abgasrückführung ausgestattet, bei der aus dem Abgasabführsystem entnommenes Abgas stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem eingeleitet wird, wie dies auch bei einer Niederdruck-AGR üblich ist. Im Gegensatz zu einer Hochdruck-AGR, die stromaufwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem entnommenes Abgas in das Ansaugsystem stromabwärts des Verdichters einleitet, wird bei einer klassischen Niederdruck-AGR Abgas auf die Einlassseite zurückgeführt, welches die Turbine bereits durchströmt hat. Hierzu umfasst die klassische Niederdruck-AGR eine Rückführleitung, die stromabwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet.
Der wesentliche Vorteil der klassischen Niederdruck-AGR gegenüber der Hochdruck-AGR ist, dass der in die Turbine eingeleitete Abgasstrom im Falle einer Abgasrückführung nicht um die rückgeführte Abgasmenge vermindert wird. Es steht immer der gesamte Abgasstrom an der Turbine zur Generierung eines ausreichend hohen Ladedrucks zur Verfügung.
Das mittels Niederdruck-AGR auf die Einlassseite zurückgeführte und vorzugsweise gekühlte Abgas wird stromaufwärts des Verdichters mit Frischluft gemischt. Die auf diese Weise erzeugte Mischung aus Frischluft und rückgeführtem Abgas bildet die Ladeluft, die dem Verdichter zugeführt und komprimiert wird.
Dabei ist es unschädlich, dass im Rahmen der Niederdruck-AGR Abgas durch den Verdichter hindurchgeführt wird, da vorzugsweise Abgas verwendet wird, welches stromabwärts der Turbine einer Abgasnachbehandlung, insbesondere in einem Partikelfilter, unterzogen wurde. Ablagerungen im Verdichter, welche die Geometrie des Verdichters, insbesondere die Strömungsquerschnitte, verändern und auf diese Weise den Wirkungsgrad des Verdichters verschlechtern, sind daher nicht zu befürchten.
Probleme können sich hingegen stromaufwärts des Verdichters ergeben, wenn die Temperatur des rückgeführten heißen Abgases abnimmt und sich Kondensat bildet. Dabei sind zwei Szenarien zu unterscheiden.
Zum einen kann sich Kondensat bilden, wenn das rückgeführte heiße Abgas mit kühler Frischluft zusammentrifft und gemischt wird. Das Abgas kühlt sich ab, wohingegen die Temperatur der Frischluft angehoben wird. Die Temperatur der Mischung aus Frischluft und rückgeführtem Abgas, d. h. die Ladelufttemperatur, liegt unterhalb der Abgastemperatur des rückgeführten Abgases. Im Rahmen der Abkühlung des Abgases können zuvor noch gasförmig im Abgas bzw. in der Ladeluft enthaltene Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, auskondensieren, wenn die Tautemperatur einer Komponente der gasförmigen Ladeluftströmung unterschritten wird.
Es kommt zu einer Kondensatbildung in der freien Ladeluftströmung, wobei häufig Verunreinigungen in der Ladeluft den Ausgangspunkt für die Bildung von Kondensattröpfchen bilden.
Zum anderen kann sich Kondensat bilden, wenn das rückgeführte heiße Abgas bzw. die Ladeluft auf die Innenwandung des Ansaugsystems bzw. auf die Innenwandung des Verdichtergehäuses trifft, da die Wandtemperatur in der Regel unterhalb der Tautemperatur der relevanten gasförmigen Komponenten liegt.
Kondensat und Kondensattröpfchen sind unerwünscht und führen zu einer erhöhten Geräuschemission im Ansaugsystem, gegebenenfalls zur Beschädigung der Schaufeln des mindestens einen Verdichterlaufrades. Letzteres ist mit einer Verminderung des Wirkungsgrades des Verdichters verbunden.
Die vorstehend beschriebene Problematik verschärft sich in der Regel mit zunehmender Rückführrate, da mit der Zunahme der rückgeführten Abgasmenge die Anteile der einzelnen Abgaskomponenten in der Ladeluft zwangsläufig zunehmen, insbesondere der Anteil des im Abgas enthaltenen Wassers. Nach dem Stand der Technik wird daher die mittels Niederdruck-AGR rückgeführte Abgasmenge häufig begrenzt, um das Auskondensieren zu unterbinden bzw. zu vermindern. Die notwendige Begrenzung der Niederdruck-AGR einerseits und die für eine deutliche Absenkung der Stickoxidemissionen erforderlichen hohen Abgasrückführraten andererseits führen zu unterschiedlichen Zielsetzungen bei der Bemessung der rückgeführten Abgasmenge. Die gesetzlichen Anforderungen an die Reduzierung der Stickoxidemissionen verdeutlichen die hohe Relevanz dieses Problems für die Praxis.
Der aufgezeigte Konflikt bei einer mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen und mit einer Niederdruck-AGR ausgestatteten Brennkraftmaschine kann nach dem Stand der Technik nicht aufgelöst werden, so dass häufig neben der Niederdruck-AGR zusätzlich eine Hochdruck-AGR zum Einsatz kommen muss.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden und hohe Abgasrückführraten mittels Niederdruck-AGR realisiert werden können und mit der insbesondere der Kondensatbildung im Rahmen der Niederdruck-AGR entgegen gewirkt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit

- einem Ansaugsystem zum Zuführen von Ladeluft,
- einem Abgasabführsystem zum Abführen von Abgas,
- mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst, wobei der Verdichter mit mindestens einem in einem Verdichtergehäuse auf einer drehbaren Welle gelagerten Laufrad ausgestattet ist,
- einer Abgasrückführung umfassend eine Rückführleitung, die stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades unter Ausbildung eines ersten Knotenpunktes in das Ansaugsystem mündet, und
- einer zusätzlichen Abgasrückführung, welche eine Leitung umfasst, die stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers wieder in das Ansaugsystem mündet,

- eine Vorrichtung zum Einbringen von Ladeluft in das Ansaugsystem vorgesehen ist, die mindestens eine zum Ansaugsystem hin offene und stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades angeordnete Öffnung umfasst, an die sich eine Versorgungsleitung anschliesst, wobei zumindest ein sich an die Öffnung anschließendes Mündungsteilstück dieser Versorgungsleitung mit der Welle einen spitzen Winkel α bildet, so dass eine eingebrachte Ladeluftströmung auf das mindestens eine Verdichterlaufrad hin ausgerichtet ist.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine verfügt über eine Vorrichtung, mit der stromaufwärts des Verdichters Ladeluft in das Ansaugsystem eingebracht werden kann.
Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung in der Art ausgebildet, dass sich an der Innenwandung des Ansaugsystems stromaufwärts des Verdichters eine wandnahe Schleierströmung, d. h. ein zur Innenwandung benachbarter Gasschleier ausbildet, der - ähnlich einem gasförmigen Schutzmantel - die Abgas und damit Wasser enthaltene Ladeluftströmung von den Innenwandungen des Ansaugsystems in der Art einer Barriere fernhält. Auf diese Weise wird ein Kontakt zwischen der innenliegenden Ladeluftströmung und der kühleren äußeren Innenwandung vermieden und eine Kondensatbildung durch Wandkontakt verhindert.
Hierzu umfasst die Vorrichtung mindestens eine Öffnung, die zum Ansaugsystem hin offen ist und an die sich eine Versorgungsleitung anschliesst. Zumindest das ansaugsystemseitige Endstück dieser Versorgungsleitung, d. h. das sich an die Öffnung anschließende Mündungsteilstück dieser Versorgungsleitung, bildet mit der Welle einen spitzen Winkel α. Dadurch ist die via Versorgungsleitung und Öffnung in das Ansaugsystem eingebrachte Ladeluftströmung auf das mindestens eine Verdichterlaufrad gerichtet und führt entlang der Innenwandung des Ansaugsystems.
Eine Kondensatbildung an der Innenwandung des Ansaugsystems wird durch die erfindungsgemäß ausgebildete wandnahe Schleierströmung vermieden bzw. vermindert.
Mit dem Unterbinden der Bildung von Kondensat im Ansaugsystem entfällt auch die erhöhte Geräuschemission infolge von Kondensattröpfchen. Die Gefahr einer Beschädigung der Laufradschaufeln des mindestens einen Verdichterlaufrades wird eliminiert. Der Wirkungsgrad des Verdichters wird gesteigert bzw. bleibt von der Abgasrückführung mittels Niederdruck-AGR unbeeinflusst.
Eine Begrenzung der mittels Niederdruck-AGR rückgeführten Abgasmenge ist nicht erforderlich, so dass hohe Rückführraten mittels Niederdruck-AGR realisiert werden können, um die Stickoxidemissionen deutlich zu reduzieren.
Damit wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine aufgeladene Brennkraftmaschine bereitgestellt, mit der insbesondere hohe Abgasrückführraten mittels Niederdruck-AGR realisiert werden können und mit der der Kondensatbildung im Ansaugsystem entgegen gewirkt werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird jede Abgasrückführung, bei der aus dem Abgasabführsystem entnommenes Abgas stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem eingeleitet wird, als Niederdruck-AGR bezeichnet. Wird das Abgas hierzu stromabwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem entnommen, handelt es sich um eine spezielle Niederdruck-AGR, nämlich die klassische Niederdruck-AGR.
Um eine deutliche Senkung der Stickoxidemissionen zu erzielen, sind hohe Abgasrückführraten erforderlich. Erfindungsgemäß wird daher eine zusätzliche Abgasrückführung vorgesehen, welche eine Leitung umfasst, die stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers wieder in das Ansaugsystem mündet. Bei der Hochdruck-AGR wird stromaufwärts der Turbine Abgas aus dem Abgasabführsystem entnommen und stromabwärts des Verdichters in das Ansaugsystem eingeleitet, d. h. Abgas rückgeführt, welches die Turbine noch nicht durchströmt hat. Ein Vorteil der Hochdruck-AGR ist, dass ein ausreichend hohes Druckgefälle zur Förderung des Abgases vorliegt und das Abgas keiner Abgasnachbehandlung unterzogen werden muss.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zum Einbringen von Ladeluft mindestens eine Öffnung, an die sich eine Versorgungsleitung anschliesst. Folglich kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Öffnung, aber auch zwei, drei, vier oder mehr Öffnungen umfassen. Dabei können sämtliche Öffnungen über eine gemeinsame Versorgungsleitung verfügen und mit Ladeluft versorgt werden. Alternativ kann aber auch jede Öffnung über eine separate öffnungsspezifische Versorgungsleitung verfügen. Dabei muss die Versorgungsleitung kein Kanal im ursprünglichen Sinne sein. Vielmehr kann die Versorgungsleitung ein beliebig ausgebildeter Hohlraum bzw. eine beliebig ausgebildete Ausnehmung oder ein beliebig ausgebildeter Durchgang sein. Insofern sind der konstruktiven Ausgestaltung des Versorgungssystems keine Grenzen gesetzt, solange die im Anspruch 1 erwähnten Merkmale erfüllt sind.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Rückführleitung stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers vom Abgasabführsystem abzweigt. Diese Ausführungsform betrifft die klassische Niederdruck-AGR, die eine Rückführleitung umfasst, welche stromabwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet. Hinsichtlich der Vorteile der Niederdruck-AGR wird Bezug genommen auf die bereits gemachten Ausführungen.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers ein Absperrelement im Abgasabführsystem angeordnet ist, wobei die Rückführleitung zwischen der Turbine und dem Absperrelement von dem Abgasabführsystem abzweigt. Das Absperrelement kann dazu verwendet werden, den Abgasdruck stromaufwärts im Abgasabführsystem zu steigern, und damit zu einer Erhöhung des Druckgefälles zwischen dem Abgasabführsystem und dem Ansaugsystem beitragen bzw. genutzt werden. Dies bietet insbesondere Vorteile bei hohen Rückführraten, die ein größeres Druckgefälle erfordern.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen stromaufwärts des ersten Knotenpunktes ein Absperrelement im Ansaugsystem angeordnet ist. Dieses Absperrelement dient einlassseitig zur Reduzierung des Drucks im Ansaugsystem stromabwärts des Absperrelementes und kann damit ebenfalls zu einer Erhöhung des Druckgefälles zwischen dem Abgasabführsystem und dem Ansaugsystem beitragen.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen die Rückführleitung stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers vom Abgasabführsystem abzweigt. Stromaufwärts der Turbine liegt ein höherer Abgasdruck vor als stromabwärts der Turbine, so dass auch ein größeres Druckgefälle zwischen dem Abgasabführsystem und dem Ansaugsystem vorliegt und genutzt werden kann, wenn zwecks Abgasrückführung stromaufwärts der Turbine Abgas entnommen wird. Es lassen sich höhere Rückführraten generieren als mit der klassischen Niederdruck-AGR.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Verdichter des mindestens einen Abgasturboladers ein Radialverdichter ist. Diese Ausführungsform gestattet ein dichtes Packaging des Abgasturboladers und damit der Aufladung insgesamt. Das Verdichtergehäuse kann als Spiral- oder Schneckengehäuse ausgeführt werden, wobei die Umlenkung der Ladeluftströmung im Verdichter des Abgasturboladers in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden kann, die komprimierte Ladeluft auf kürzestem Weg von der Auslassseite, auf der die Turbine des Abgasturboladers häufig angeordnet ist, auf die Einlassseite zu führen.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eine Radialturbine ist. Diese Ausführungsform gestattet ebenfalls ein dichtes Packaging des Abgasturboladers und damit der Aufladung insgesamt.
Anders als bei den Turbinen werden Verdichter über ihre Abströmung definiert. Ein Radialverdichter ist somit ein Verdichter, dessen Abströmung aus den Laufschaufeln im Wesentlichen radial erfolgt. Im Wesentlichen radial bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Geschwindigkeitskomponente in radialer Richtung größer ist als die axiale Geschwindigkeitskomponente.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen der Verdichter des mindestens einen Abgasturboladers ein Axialverdichter ist. Die Abströmung aus den Laufradschaufeln eines Axialverdichters erfolgt im Wesentlichen axial.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der Verdichter des mindestens einen Abgasturboladers einen Eintrittsbereich aufweist, der koaxial zur Welle des Verdichters verläuft und ausgebildet ist, so dass die Anströmung der Ladeluft zu dem Verdichter im Wesentlichen axial erfolgt.
Bei einer axialen Anströmung des Verdichters entfällt häufig eine Umlenkung bzw. Richtungsänderung der Ladeluftströmung im Ansaugsystem stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades, wodurch unnötige Druckverluste in der Ladeluftströmung infolge Strömungsumlenkung vermieden werden und sich der Druck der Ladeluft am Eintritt in den Verdichter des Abgasturboladers erhöht. Die fehlende Richtungsänderung vermindert auch den Kontakt des Abgases bzw. der Ladeluft mit der Innenwandung des Ansaugsystems bzw. mit der Innenwandung des Verdichtergehäuses und reduziert damit den Wärmeübergang und die Kondensatbildung.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen stromabwärts des Verdichters ein Ladeluftkühler im Ansaugsystem angeordnet ist. Die Vorteile einer Ladeluftkühlung wurden bereits erörtert.
Bei einer mehrstufigen Aufladung können Ausführungsformen vorteilhaft sein, bei denen zwischen den Verdichtern ein Ladeluftkühler im Ansaugsystem angeordnet ist. Der Ladeluftkühler senkt die Temperatur der in der Niederdruckstufe komprimierten Ladeluft und steigert damit auch die Dichte der Ladeluft, wodurch die Verdichtung in der Hochdruckstufe verbessert wird und die Austrittstemperatur der Hochdruckstufe bei gleichem Gesamtdruckverhältnis der Aufladegruppe abgesenkt werden kann. Dies bietet auch einen Schutz vor thermischer Überbeanspruchung.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen sich an die mindestens eine Öffnung eine Versorgungsleitung anschliesst, die stromabwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades aus dem Ansaugsystem abzweigt.
Die im Verdichter komprimierte Ladeluft weist infolge der Kompression eine erhöhte Temperatur auf und eignet sich daher besonders zur Ausbildung einer vor Wandkontakt schützenden Schleierströmung, die vorliegend nicht nur einen gasförmigen Schutzmantel bildet, sondern auch die Innenwandung des Ansaugsystems erwärmt, d. h. die Wandtemperatur erhöht. Dadurch wird der Kondensatbildung bei ungewolltem Wandkontakt zusätzlich entgegengewirkt.
Bei Einsatz einer Ladeluftkühlung stromabwärts des Verdichters sind aus ähnlichen Erwägungen Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen sich an die mindestens eine Öffnung eine Versorgungsleitung anschliesst, die stromaufwärts des Ladeluftkühlers aus dem Ansaugsystem abzweigt. Im Hinblick auf die Ausbildung einer vor Wandkontakt schützenden Schleierströmung wäre es nachteilig und kontraproduktiv, die komprimierte Ladeluft stromabwärts des Ladeluftkühlers aus dem Ansaugsystem zu entnehmen, d. h. zu kühlen, bevor die Ladeluft via Versorgungleitung in das Ansaugsystem eingeleitet wird.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen sich an die mindestens eine Öffnung eine Versorgungsleitung anschliesst, die in einem Bereich des mindestens einen Verdichterlaufrades aus dem Ansaugsystem abzweigt.
Auch die im Verdichter nur teilweise komprimierte Ladeluft weist infolge der - wenn auch unvollständigen - Kompression bereits eine erhöhte Temperatur auf. Die Vorteile einer erwärmten Ladeluftströmung sind die bereits vorstehend Genannten.
Die in Rede stehende Ausführungsform zeichnet sich aber insbesondere dadurch aus, dass eine bereits vorhandene Bypassleitung, die in einem Bereich des mindestens einen Verdichterlaufrades aus dem Ansaugsystem abzweigt, zur Ausbildung der Versorgungsleitung genutzt bzw. verwendet werden kann. Nach dem Stand der Technik werden Verdichter nämlich häufig mit einer derartigen Bypassleitung, die auch als ported shroud bezeichnet wird, ausgestattet.
Ein solche Bypassleitung dient der Rückführung von Ladeluft in das Ansaugsystem stromaufwärts des Verdichters, um die dem Verdichter zugeführte Ladeluftmenge künstlich zu erhöhen. Auf diese Weise kann die Pumpgrenze im Verdichterkennfeld hin zu kleineren Verdichterströmen verschoben werden, wodurch auch bei kleinen Verdichterströmen höhere Ladedruckverhältnisse erzielt werden können. Die Drehmomentcharakteristik im unteren Drehzahlbereich wird dadurch deutlich verbessert.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang daher auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen von der Versorgungsleitung unter Ausbildung eines zweiten Knotenpunktes eine Bypassleitung abzweigt, die stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades in das Ansaugsystem mündet. Die Versorgungsleitung und die Bypassleitung teilen sich dann ein gemeinsames Leitungsstück, welches im Bereich des mindestens einen Verdichterlaufrades aus dem Ansaugsystem abzweigt.
Vorteilhaft sind bei Ausbildung einer derartigen Bypassleitung Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Bypassleitung via einem ringförmigen Kanal in das Ansaugsystem mündet, wobei dieser ringförmige Kanal zum Ansaugsystem hin offen ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen in der Versorgungsleitung ein Absperrelement angeordnet ist. Das Absperrelement dient der Aktivierung bzw. Deaktivierung der Vorrichtung zum Einbringen von Ladeluft und wird bei Verwendung einer von der Versorgungsleitung abzweigenden Bypassleitung vorzugsweise stromabwärts des zweiten Knotenpunktes in der Versorgungsleitung angeordnet.
Vorteilhaft können in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen das Absperrelement am zweiten Knotenpunkt in der Versorgungsleitung angeordnet ist. Dann kann ein als Absperrelement dienendes kombiniertes Ventil sowohl die Versorgungsleitung als auch die Bypassleitung steuern, d. h. freigeben und versperren.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens eine Öffnung einen länglichen Querschnitt aufweist und sich in Umfangsrichtung zumindest abschnittsweise um das Ansaugsystem erstreckt. Diese Ausführung der mindestens einen Öffnung gewährleistet eine möglichst großflächige Ausbildung der schützenden Schleierströmung.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen für α gilt: α ≤ 65°.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen für α gilt: α ≤ 45°.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen für α gilt: α ≤ 35°.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen für α gilt: α ≤ 25°, vorzugsweise α ≤ 20° bzw. α ≤ 15°.
Die unterschiedlichen Winkel tragen dem Umstand Rechnung, dass das Mündungsteilstück einer Versorgungsleitung vorzugsweise mit der Welle einen möglichst spitzen Winkel α bildet. Je kleiner der Winkel α ist desto effizienter kann eine stabile Schleierströmung entlang der Innenwandung des Ansaugsystems ausgebildet werden. Nichtsdestotrotz können größere Winkel bereits ausreichen, um das erfindungsgemäße Konzept zu realisieren.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens eine Öffnung stromaufwärts des ersten Knotenpunktes im Ansaugsystem angeordnet ist.
Das rückgeführte Abgas wird in der Regel am ersten Knotenpunkt bei Eintritt in das Ansaugsystem deutlich umgelenkt. Diese spürbare Richtungsänderung bringt das Risiko eines Wandkontakts mit sich, der zu verhindern ist. Insofern ist es vorteilhaft, wenn bereits im Bereich des ersten Knotenpunktes eine stabile Schleierströmung entlang der Innenwandung des Ansaugsystems vorliegt.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Abgasrückführung ein Absperrelement umfasst, welches der Einstellung der rückgeführten Abgasmenge dient.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das Absperrelement, welches der Einstellung der rückgeführten Abgasmenge dient, am ersten Knotenpunkt angeordnet ist.
Besonders vorteilhaft sind Ausführungsformen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass das Absperrelement ein kombiniertes Ventil ist, mit dem sich sowohl die Menge rückgeführten Abgases als auch die Frischluftmenge einstellen lässt.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen ein verwendetes Absperrelement eine verschwenkbare Klappe ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen der erste Knotenpunkt in der Nähe des mindestens einen Verdichterlaufrades unter Ausbildung eines Abstandes Δ ausgebildet und angeordnet ist. Eine verdichternahe Anordnung des ersten Knotenpunktes verkürzt die Wegstrecke des heißen rückgeführten Abgases von der Stelle der Einleitung in das Ansaugsystem bis hin zu dem mindestens einen Verdichterlaufrad, so dass die Zeit, in der sich in der freien Ladeluftströmung Kondensattröpfchen bilden können, reduziert wird. Einer Bildung von Kondensattröpfchen wird dadurch entgegengewirkt.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen für den Abstand Δ gilt: Δ ≤ 1.5D_V, wobei D_V den Durchmesser des mindestens einen Verdichterlaufrades angibt. Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen für den Abstand Δ gilt: Δ ≤ 1.0D_V, vorzugsweise Δ ≤ 0.75D_V.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens zwei Abgasturbolader vorgesehen sind.
Häufig bereitet die Auslegung der Abgasturboaufladung Schwierigkeiten, wobei grundsätzlich eine spürbare Leistungssteigerung in allen Drehzahlbereichen angestrebt wird. Es wird aber häufig ein starker Drehmomentabfall bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl beobachtet.
Verständlich wird dieser Drehmomentabfall, wenn berücksichtigt wird, dass das Ladedruckverhältnis vom Turbinendruckverhältnis abhängt. Wird die Motordrehzahl verringert, führt dies zu einem kleineren Abgasmassenstrom und damit zu einem kleineren Turbinendruckverhältnis. Folglich nimmt das Ladedruckverhältnis zu niedrigeren Drehzahlen hin ebenfalls ab. Dies ist gleichbedeutend mit einem Ladedruckabfall bzw. Drehmomentabfall.
Wird ein kleiner Abgasturbolader, d. h. ein Abgasturbolader mit einem kleinen Turbinenquerschnitt, eingesetzt, kann dadurch das Turbinendruckverhältnis erhöht werden. Überschreitet der Abgasmassenstrom eine kritische Größe wird ein Teil des Abgasstromes im Rahmen der sogenannten Abgasabblasung mittels einer Bypassleitung an der Turbine vorbei geführt. Eine derartige Turbine wird auch als Waste-Gate-Turbine bezeichnet. Diese Variante hat aber den Nachteil, dass das Aufladeverhalten bei höheren Drehzahlen unzureichend ist und der Drehmomentabfall lediglich hin zu niedrigen Drehzahlen verschoben wird. Zudem sind dieser Vorgehensweise, d. h. der Verkleinerung des Turbinenquerschnittes, Grenzen gesetzt, da die gewünschte Aufladung und Leistungssteigerung auch bei hohen Drehzahlen uneingeschränkt und in dem gewünschten Maße möglich sein soll.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann durch mehrere parallel angeordnete Turbolader, d. h. durch mehrere parallel angeordnete Turbinen von kleinerem Turbinenquerschnitt verbessert werden, wobei mit steigender Abgasmenge sukzessive Turbinen zugeschaltet werden.
Die Drehmomentcharakteristik kann auch mittels mehrerer in Reihe geschalteter Abgasturbolader vorteilhaft beeinflusst werden. Durch das in Reihe Schalten von zwei Abgasturboladern, von denen ein Abgasturbolader als Hochdruckstufe und ein Abgasturbolader als Niederdruckstufe dient, kann das Verdichterkennfeld in vorteilhafter Weise aufgeweitet werden und zwar sowohl hin zu kleineren Verdichterströmen als auch hin zu größeren Verdichterströmen.
Insbesondere ist bei dem als Hochdruckstufe dienenden Abgasturbolader ein Verschieben der Pumpgrenze hin zu kleineren Verdichterströmen möglich, wodurch auch bei kleinen Verdichterströmen hohe Ladedruckverhältnisse erzielt werden können, was im unteren Drehzahlbereich die Drehmomentcharakteristik deutlich verbessert. Erreicht wird dies durch eine Auslegung der Hochdruckturbine auf kleine Abgasmassenströme und Vorsehen einer Bypassleitung, mit der bei zunehmendem Abgasmassenstrom zunehmend Abgas an der Hochdruckturbine vorbeigeführt wird. Die Bypassleitung zweigt hierzu stromaufwärts der Hochdruckturbine vom Abgasabführsystem ab und mündet stromaufwärts der Niederdruckturbine wieder in das Abgasabführsystem. In der Bypassleitung ist ein Absperrelement angeordnet, um den an der Hochdruckturbine vorbeigeführten Abgasstrom zu steuern.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:

1 schematisch den im Ansaugsystem angeordneten Verdichter einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mitsamt Vorrichtung zum Einbringen von Ladeluft, teilweise im Halbschnitt.

1 zeigt schematisch den im Ansaugsystem 1 angeordneten Verdichter 2 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mitsamt Vorrichtung 3 zum Einbringen von Ladeluft, teilweise im Halbschnitt.
Zum Zuführen der Ladeluft zu den Zylindern verfügt die Brennkraftmaschine über ein Ansaugsystem 1 und zwecks Aufladung der Zylinder ist ein Abgasturbolader vorgesehen, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine (nicht dargestellt) und einen im Ansaugsystem 1 angeordneten Verdichter 2 umfasst. Der Verdichter 2 ist ein Radialverdichter 2a, in dessen Gehäuse 2b mindestens ein Laufschaufeln 2d umfassendes Laufrad 2c auf einer drehbaren Welle 2e gelagert ist.
Der Verdichter 2 des Abgasturboladers weist einen Eintrittsbereich auf, der koaxial zur Welle 2e des Verdichters 2 verläuft und ausgebildet ist, so dass die Anströmung der Ladeluft zu dem Verdichter 2 des Abgasturboladers im Wesentlichen axial erfolgt und der Abschnitt des Ansaugsystems 1 stromaufwärts des Verdichters 2 keine Richtungsänderungen aufweist.
Die Brennkraftmaschine ist des Weiteren mit einer Abgasrückführung ausgestattet, welche eine Rückführleitung umfasst, die stromaufwärts des Verdichters 2 bzw. Verdichterlaufrades 2c unter Ausbildung eines Knotenpunktes in das Ansaugsystem 1 mündet (nicht dargestellt).
Es ist eine Vorrichtung 3 zum Einbringen von Ladeluft in das Ansaugsystem 1 vorgesehen, die eine zum Ansaugsystem 1 hin offene und stromaufwärts des Verdichterlaufrades 2c angeordnete Öffnung 5 umfasst, an die sich eine Versorgungsleitung 4 anschliesst.
Die Versorgungsleitung 4 zweigt im Bereich des Verdichterlaufrades 2c am äußeren Umfang der Laufschaufeln 2d aus dem Ansaugsystem 1 ab, wobei das Endstück 4a dieser Versorgungsleitung 4a, d. h. das sich an die Öffnung 5 anschließende Mündungsteilstück 4a mit der Welle 2e einen spitzen Winkel α bildet. Die Neigung des Endstücks 4a der Versorgungsleitung 4 gewährleistet, dass die via Versorgungsleitung 4 und Öffnung 5 eingebrachte Ladeluftströmung auf das Verdichterlaufrad 2c gerichtet ist und eine stabile Schleierströmung entlang der Innenwandung des Ansaugsystems 1 ausgebildet wird.
Von der Versorgungsleitung 4 zweigt unter Ausbildung eines zweiten Knotenpunktes 8 eine Bypassleitung 7 ab, die ebenfalls stromaufwärts des Verdichterlaufrades 2c in das Ansaugsystem 1 mündet und als ported shroud bezeichnet wird. Die Versorgungsleitung 4 und die Bypassleitung 7 teilen sich das Leitungsstück, welches im Bereich des Verdichterlaufrades 2c aus dem Ansaugsystem 1 abzweigt.
In der Versorgungsleitung 4 ist stromabwärts des zweiten Knotenpunktes 8 ein Absperrelement 6 angeordnet, das der Aktivierung bzw. Deaktivierung der Vorrichtung 3 zum Einbringen von Ladeluft dient.
Bezugszeichenliste

1: Ansaugsystem
2: Verdichter des Abgasturboladers
2a: Radialverdichter
2b: Verdichtergehäuse des Abgasturboladers
2c: Laufrad
2d: Laufschaufel des Laufrads
2e: Welle des Verdichters
3: Vorrichtung zum Einbringen von Ladeluft in das Ansaugsystem
4: Versorgungsleitung
4a: Mündungsteilstück der Versorgungsleitung, Endstück der Versorgungsleitung
5: Öffnung
6: Absperrelement
7: Bypassleitung
8: zweiter Knotenpunkt
α: Winkel zwischen Mündungsteilstück einer Versorgungsleitung und Welle
AGR: Abgasrückführung
D_V: Durchmesser des mindestens einen Verdichterlaufrades
m_AGR: Masse an zurückgeführtem Abgas
m_Frischluft: Masse an zugeführter Frischluft bzw. Ladeluft
x_AGR: Abgasrückführrate

Claims

Aufgeladene Brennkraftmaschine mit - einem Ansaugsystem (1) zum Zuführen von Ladeluft, - einem Abgasabführsystem zum Abführen von Abgas, - mindestens einem Abgasturbolader, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem (1) angeordneten Verdichter (2) umfasst, wobei der Verdichter (2) mit mindestens einem in einem Verdichtergehäuse (2b) auf einer drehbaren Welle (2e) gelagerten Laufrad (2c) ausgestattet ist, - einer Abgasrückführung umfassend eine Rückführleitung, die stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades (2c) unter Ausbildung eines ersten Knotenpunktes in das Ansaugsystem (1) mündet, und - einer zusätzlichen Abgasrückführung, welche eine Leitung umfasst, die stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters (2) des mindestens einen Abgasturboladers wieder in das Ansaugsystem (1) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Vorrichtung (3) zum Einbringen von Ladeluft in das Ansaugsystem (1) vorgesehen ist, die mindestens eine zum Ansaugsystem (1) hin offene und stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades (2c) angeordnete Öffnung (5) umfasst, an die sich eine Versorgungsleitung (4) anschliesst, wobei zumindest ein sich an die Öffnung (5) anschließendes Mündungsteilstück (4a) dieser Versorgungsleitung (4) mit der Welle (2e) einen spitzen Winkel α bildet, so dass eine eingebrachte Ladeluftströmung auf das mindestens eine Verdichterlaufrad (2c) hin ausgerichtet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers vom Abgasabführsystem abzweigt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers ein Absperrelement im Abgasabführsystem angeordnet ist, wobei die Rückführleitung zwischen der Turbine und dem Absperrelement von dem Abgasabführsystem abzweigt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers vom Abgasabführsystem abzweigt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (2) des mindestens einen Abgasturboladers ein Radialverdichter (2a) ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (2) des mindestens einen Abgasturboladers einen Eintrittsbereich aufweist, der koaxial zur Welle (2e) des Verdichters (2) verläuft und ausgebildet ist, so dass die Anströmung der Ladeluft zu dem Verdichter (2) im Wesentlichen axial erfolgt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Verdichters (2) ein Ladeluftkühler im Ansaugsystem (1) angeordnet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die mindestens eine Öffnung (5) eine Versorgungsleitung (4) anschliesst, die stromabwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades (2c) aus dem Ansaugsystem (1) abzweigt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die mindestens eine Öffnung (5) eine Versorgungsleitung (4) anschliesst, die stromaufwärts des Ladeluftkühlers aus dem Ansaugsystem (1) abzweigt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die mindestens eine Öffnung (5) eine Versorgungsleitung (4) anschliesst, die in einem Bereich des mindestens einen Verdichterlaufrades (2c) aus dem Ansaugsystem (1) abzweigt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Versorgungsleitung (4) unter Ausbildung eines zweiten Knotenpunktes (8) eine Bypassleitung (7) abzweigt, die stromaufwärts des mindestens einen Verdichterlaufrades (2c) in das Ansaugsystem (1) mündet.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (7) via einem ringförmigen Kanal in das Ansaugsystem (1) mündet, wobei dieser ringförmige Kanal zum Ansaugsystem (1) hin offen ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Versorgungsleitung (4) ein Absperrelement (6) angeordnet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (6) am zweiten Knotenpunkt (8) in der Versorgungsleitung (4) angeordnet ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (5) einen länglichen Querschnitt aufweist und sich in Umfangsrichtung zumindest abschnittsweise um das Ansaugsystem (1) erstreckt.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für α gilt: α ≤ 65°.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für α gilt: α ≤ 45°.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für α gilt: α ≤ 35°.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für α gilt: α ≤ 25°.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (5) stromaufwärts des ersten Knotenpunktes im Ansaugsystem (1) angeordnet ist.