DE102016102215B4 - Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine - Google Patents
Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016102215B4 DE102016102215B4 DE102016102215.2A DE102016102215A DE102016102215B4 DE 102016102215 B4 DE102016102215 B4 DE 102016102215B4 DE 102016102215 A DE102016102215 A DE 102016102215A DE 102016102215 B4 DE102016102215 B4 DE 102016102215B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust pipe
- pipe system
- cavity
- turbocharger
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/20—Control of the pumps by increasing exhaust energy, e.g. using combustion chamber by after-burning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/005—Cooling of pump drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
- F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/02—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
- F01N2260/024—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device using a liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
- F01N2340/06—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of the exhaust apparatus relative to the turbine of a turbocharger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
- F01N2470/24—Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
- F01N2570/14—Nitrogen oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
- F01N2610/102—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance after addition to exhaust gases, e.g. by a passively or actively heated surface in the exhaust conduit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
- F05D2260/212—Heat transfer, e.g. cooling by water injection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Abgasleitungssystem für eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens einem im Abgasleitungssystem (1) angeordneten Turbolader, wobei in das Abgasleitungssystem (1) insbesondere in Arbeitsphasen hoher Leistungsentfaltung der Brennkraftmaschine zeitweilig eine verdampfbare Flüssigkeit in einem Bereich des Abgasleitungssystems (1) vor dem bzw. den Turboladern einbringbar ist, wobei zur Einbringung der verdampfbaren Flüssigkeit in das Abgasleitungssystem (1) ein Hohlraum (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (5) Teilbereiche des Abgasleitungssystems (1) umschließt, und dass zusätzlich zur Einspeisung der verdampfbaren Flüssigkeit in den Hohlraum (5) im Abgasleitungssystem (1) vor dem Abgasturbolader verdampfbare Flüssigkeit direkt in den zum Abgasturbolader führenden Bereich des Abgasleitungssystems (1) eingebracht wird.Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine with at least one turbocharger arranged in the exhaust pipe system (1), wherein a vaporizable liquid can be temporarily introduced into the exhaust pipe system (1), particularly in working phases of high power development of the internal combustion engine, in an area of the exhaust pipe system (1) in front of the turbocharger or turbochargers , wherein a cavity (5) is arranged for introducing the vaporizable liquid into the exhaust pipe system (1), characterized in that the cavity (5) encloses partial areas of the exhaust pipe system (1), and that in addition to feeding the vaporizable liquid into the cavity ( 5) in the exhaust pipe system (1) in front of the exhaust gas turbocharger, vaporizable liquid is introduced directly into the area of the exhaust pipe system (1) leading to the exhaust gas turbocharger.
Description
Die Erfindung betrifft ein Abgasleitungssystem für eine aufgeladene Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7 bzw. 8.The invention relates to an exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine according to the preamble of
Heutige Entwicklungstrends im Brennkraftmaschinenbau - insbesondere das sogenannte Downsizing, verbunden mit der Aufladung zur Erhöhung des Füllungsgrades der Brennräume der Brennkraftmaschine - machen neue Aufladekonzepte zur Darstellung einer hohen Fahrdynamik erforderlich. Die thermodynamische Koppelung der Brennkraftmaschine mit ihren von Fahrbedingungen abhängigen inkonstanten, ggf. impulshaften Betrieb mit im Wesentlichen kontinuierlich arbeitendem Abgasturbolader führt beim Anfahren, in Beschleunigungsphasen und insbesondere bei schnellen Lastwechseln ggf. zu einem verzögerten Druckaufbau im Abgasturbolader und damit zu dem üblicherweise als „Turboloch“ bezeichneten, unerwünschten Effekt. Bei Betätigung des Fahrpedals in Richtung Beschleunigung - insbesondere bei Betätigung des Fahrpedals mit einem hohen Winkelgradienten, aus dem auf eine besonders hohe Beschleunigungsanforderung geschlossen werden kann - wird Verbrennungsluft aus der Umgebung in das Abgasleitungssystem eingespeist und gleichzeitig wird die Menge des Kraftstoffs so erhöht, dass z.B. ein fettes Verbrennungslambda (ca. 0,7 bis 0,9) entsteht. Problematisch in diesen Betriebszuständen ist, dass erhebliche Abgasdruck- und Abgastemperaturveränderungen auftreten können, die beim Betrieb der Brennkraftmaschine zu unerwünschten Geräuschentwicklungen, ggf. auf Dauer sogar zu Bauteilschäden im Abgasleitungssystem und/oder evtl. auch am Abgasturbolader führen können.Today's development trends in internal combustion engine construction - in particular so-called downsizing, combined with charging to increase the degree of filling of the combustion chambers of the internal combustion engine - make new charging concepts necessary to achieve high driving dynamics. The thermodynamic coupling of the internal combustion engine with its inconstant, possibly impulsive operation depending on driving conditions with an essentially continuously operating exhaust gas turbocharger may lead to a delayed pressure build-up in the exhaust gas turbocharger when starting up, in acceleration phases and in particular during rapid load changes and thus to what is usually referred to as a “turbo hole”. described undesirable effect. When the accelerator pedal is actuated in the direction of acceleration - in particular when the accelerator pedal is actuated with a high angular gradient, from which it can be concluded that there is a particularly high acceleration requirement - combustion air from the environment is fed into the exhaust pipe system and at the same time the amount of fuel is increased so that e.g. a rich combustion lambda (approx. 0.7 to 0.9) is created. The problem in these operating states is that significant changes in exhaust gas pressure and exhaust gas temperature can occur, which can lead to undesirable noise developments during operation of the internal combustion engine, and possibly even to long-term damage to components in the exhaust pipe system and/or possibly also to the exhaust gas turbocharger.
Einerseits zur Leistungssteuerung, andererseits zur Vermeidung von solchen unerwünschten Nebenerscheinungen sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Lösungen, u.a. das Einspritzen von Wasser in die Abgaszuleitung zum Abgasturbolader bekannt geworden.On the one hand, to control performance and, on the other hand, to avoid such undesirable side effects, a variety of solutions have become known from the prior art, including injecting water into the exhaust gas supply line to the exhaust gas turbocharger.
Zum Beispiel wird in der
In der
In der
Ebenfalls eine Direkteinspritzung von Wasser über ein Injektorsystem in das Abgasleitungssystem einer Brennkraftmaschine zur Leistungssteigerung ist in der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abgasleitungssystem mit einem integrierten Abgasturbolader zu offenbaren, bei dem der Abgasturbolader durch zusätzlichen Massestrom höhere Leistungen zur Verfügung stellen kann und gleichzeitig besonders schnell eine schädliche Temperaturerhöhung im Abgasstrom vermieden wird.The object of the present invention is to disclose an exhaust pipe system with an integrated exhaust gas turbocharger, in which the exhaust gas turbocharger can provide higher performance through additional mass flow and at the same time a harmful temperature increase in the exhaust gas flow is avoided particularly quickly.
Diese Aufgabe wird durch Abgasleitungssystem nach Patentanspruchs 1, nach Patentanspruchs 7 sowie nach Patentanspruch 8 gelöst.This task is achieved by an exhaust pipe system according to
Zur Einbringung einer verdampfbaren Flüssigkeit in das Abgasleitungssystem ist ein Teilbereiche des Abgasleitungssystems umschließender Hohlraum angeordnet. Dieser zur Brennkraftmaschine hin abgedichtete Hohlraum im Abgasleitungssystem dient zur Verdampfung der eingebrachten Flüssigkeit, insbesondere von Wasser. Durch das Verdampfen der Flüssigkeit entsteht im Hohlraum des Abgasleitungssystems eine Volumenvergrößerung des Dampfes gegenüber dem eingebrachten Wasser um ein Vielfaches und somit ein erheblicher Druckanstieg im Hohlraum des Abgasleitungssystems. Über eine Dampfübertrittsöffnung kann der Dampf unter hohem Druck aus dem Hohlraum in das Abgasleitungssystem im Bereich nahe dem Abgasturbolader übertreten. Damit wird Druck abgebaut und über den Vermischungseffekt von Dampf und Abgasstrom der an sich bekannte Effekt der Direkteinspritzung von Wasser in den Abgasstrom erzielt. Somit wird einerseits durch den zusätzlichen Massenstrom der Abgasturbolader zum Aufbau einer höheren Leistung gebracht; andererseits kann durch das eingebrachte Wasser die Abgastemperatur sinnvoll gesteuert werden.To introduce a vaporizable liquid into the exhaust pipe system, a cavity enclosing partial areas of the exhaust pipe system is arranged. This cavity in the exhaust pipe system, which is sealed off from the internal combustion engine, serves to evaporate the liquid introduced, in particular water. By the Evaporation of the liquid creates a volume increase in the vapor in the cavity of the exhaust pipe system many times over compared to the water introduced and thus a significant increase in pressure in the cavity of the exhaust pipe system. The steam can pass under high pressure from the cavity into the exhaust pipe system in the area near the exhaust gas turbocharger via a steam transfer opening. This reduces pressure and achieves the known effect of direct injection of water into the exhaust gas stream via the mixing effect of steam and exhaust gas stream. On the one hand, the additional mass flow of the exhaust gas turbocharger enables higher performance to be generated; On the other hand, the exhaust gas temperature can be sensibly controlled by the water introduced.
Je nach der Menge des zur Verfügung stehenden Wassers zur Einbringung in das Abgasleitungssystem ist unter Umständen zusätzlich eine erhebliche Kraftstoffverbrauchsersparnis im Hochdrehzahlbereich erreichbar.Depending on the amount of water available for introduction into the exhaust pipe system, significant fuel consumption savings can also be achieved in the high-speed range.
Nach Patentanspruch 1 wird zusätzlich zur Einbringung von verdampfbarer Flüssigkeit, z.B. Wasser, in den Hohlraum im Abgasleitungssystem vor dem Abgasturbolader eine verdampfbare Flüssigkeit, insbesondere Wasser, direkt in den zum Abgasturbolader führenden Strang des Abgasleitungssystems eingebracht, vorzugsweise eingespritzt. Vorzugsweise erfolgt die direkte Einbringung /Einspritzung von Flüssigkeit/Wasser in einem Turbolader-nahen Bereich.According to
Als verdampfbare Flüssigkeit kann vorzugsweise Wasser Anwendung finden. Es ist aber auch denkbar, dass Mischungen von Wasser mit Detergentien oder Antikorrosionsmitteln eingesetzt werden.Water can preferably be used as the evaporable liquid. However, it is also conceivable that mixtures of water with detergents or anti-corrosion agents are used.
Die Einbringung der Flüssigkeit kann vorzugsweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrpedalstellung über das Management der Brennkraftmaschine gesteuert werden. Vorzugsweise erfolgt die Einspritzung über ein Einspritzventil bzw. eine Einspritzdüse. Dauer und Menge der Einbringung bzw. Einspritzung der Flüssigkeit/Wasser kann vorzugsweise im Wesentlichen in Abhängigkeit von der Abgastemperatur gesteuert werden.The introduction of the liquid can preferably be controlled depending on the respective accelerator pedal position via the management of the internal combustion engine. The injection preferably takes place via an injection valve or an injection nozzle. The duration and amount of introduction or injection of the liquid/water can preferably be controlled essentially as a function of the exhaust gas temperature.
Gegenüber der Brennkraftmaschine kann der Hohlraum des Abgasleitungssystems druck- und dampfdicht abgedichtet sein; er ist lediglich zum Abgasleitungssystem in Hauptströmungsrichtung des Abgases hin geöffnet.The cavity of the exhaust pipe system can be sealed in a pressure-tight and vapor-tight manner relative to the internal combustion engine; it is only open to the exhaust pipe system in the main flow direction of the exhaust gas.
Der Hohlraum des Abgasleitungssystems zur Einbringung von verdampfbarer Flüssigkeit kann abgasführende Bereiche des Abgasleitungssystems im Wesentlichen vollständig umschließen. Zweckmäßigerweise erstreckt er sich über einen Teilbereich des Abgasleitungssystems in einem Turbolader-nahen Bereich.The cavity of the exhaust pipe system for introducing vaporizable liquid can essentially completely enclose exhaust gas-carrying areas of the exhaust pipe system. It expediently extends over a portion of the exhaust pipe system in an area close to the turbocharger.
Nach Patentspruch 7 erstreckt sich der Hohlraum im Wesentlichen über den gesamten Abgassammelraum im Abgasleitungssystem.According to
Nach Patentspruch 8 wird die verdampfbare Flüssigkeit/Wasser vorzugsweise über ein Bauteil, vorzugsweise ein Ventil oder eine Düse, in den Hohlraum eingebracht. Dieses Bauteil ist abgasstromaufwärts im Hohlraumanfangsbereich angeordnet. Über eine Dampfübertrittsöffnung vom Hohlraum in das Abgasleitungssystem erfolgt der Übertritt des im Hohlraum gebildeten Dampfes und damit ein Druckabbau Abgasstrom-abwärts im Endbereich des Hohlraums in einem Turbolader-nahen Bereich des Abgasleitungssystems. Diese Dampfübertrittsöffnung verbindet im Wesentlichen rundumlaufend den Hohlraum mit dem Abgasleitungssystem.According to
Die Bereitstellung der Flüssigkeit/des Wassers kann in beliebiger Weise erfolgen. Denkbar ist ein Abpumpen von Kondensat im Endbereich des Abgasleitungssystems (z.B. in oder an einem Endschalldämpfer); denkbar ist jedoch auch, dass für einen höheren Flüssigkeitsbedarf eine gezielte Kondensaterzeugung z.B. durch den Einbau eines Wärmetauschers im Bereich z.B. des Endschalldämpfers des Abgasleitungssystems vorgesehen wird.The liquid/water can be provided in any way. It is conceivable to pump out condensate in the end area of the exhaust pipe system (e.g. in or on a rear silencer); However, it is also conceivable that for a higher fluid requirement, a targeted generation of condensate is provided, for example by installing a heat exchanger in the area of, for example, the rear silencer of the exhaust pipe system.
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der schematischen Zeichnung.Advantages, features and details of the subject matter of the invention also emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the schematic drawing.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in den Figuren der Zeichnung gezeigten und nachstehend anhand der Zeichnung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung hiermit zu verlassen.The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features shown below in the figures of the drawing and described below with reference to the drawing can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of the To hereby abandon the invention.
Es zeigt:
-
1 einen Abgassammelraum eines Abgasleitungssystems für eine aufgeladene Brennkraftmaschine nach der Erfindung und -
2 eine schematische Darstellung des Abgassammelraums nach1 .
-
1 an exhaust gas collecting chamber of an exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine according to the invention and -
2 a schematic representation of the exhaustgas collection room 1 .
Im Abgasleitungssystem 1 einer aufgeladenen Brennkraftmaschine ist zur Sammlung des aus den Brennräumen über deren Auslassventile austretenden Abgases ein Abgassammelraum 2 zur Zusammenführung der Abgasstränge aus den einzelnen Brennräumen angeordnet. Diesem Abgassammelraum 2 wird über die Abgaseintrittsöffnung 3 heißes Abgas zugeführt. Auf der der Abgaseintrittsöffnung 3 gegenüberliegenden Endseite des Abgassammelraums 2 ist ein (hier nicht dargestellter) Abgasturbolader angeordnet, über dessen Verdichterrad aufgeladene Frischluft wiederum den Brennräumen zugeführt wird. Der Abgassammelraum 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen doppelwandig ausgeführt (Schnittdarstellung). Durch die eingezogene, rundumlaufend angeordnete Wand 4 wird im Abgassammelraum 2 ein im Wesentlichen über dessen gesamte Erstreckung gebildeter Hohlraum 5 ausgeformt. In diesen Hohlraum 5 wird über das abgasstromaufwärts im Hohlraumanfangsbereich angeordnete Bauteil 6 (Ventil/Düse) eine verdampfbare Flüssigkeit, z.B. Wasser, in den Hohlraum 5 eingespeist, z.B. eingespritzt. Infolge der Temperaturdifferenz zwischen der eingespeisten Flüssigkeit und dem im Innenraum des Abgassammelraums 2 in Richtung Abgasturbolader strömenden Abgas verdampft die Flüssigkeit/das Wasser. Infolge der damit verbundenen Volumenvergrößerung stellt sich ein erheblicher Druckanstieg zunächst im Hohlraum 5 ein. Über eine Dampfübertrittsöffnung 7 tritt der unter Druck stehende Dampf im Übergangsbereich zum Abgasturbolader in den Abgasstrom ein. Die Dampfübertrittsöffnung 7 kann rundumlaufend, vorzugsweise im Übergangsbereich zum Abgasturbolader am Ende des Abgassammelraums 2 angeordnet sein.In the
Zusätzlich zur Flüssigkeitseinspeisung über das Bauteil 6 in den Anfangsbereich des Hohlraums 5 im Abgassammelraum 2 kann entweder direkt im Anschluss an die Dampfübertrittsöffnung 7 ein zusätzliches Bauteil 8 (siehe
Mit der Einspeisung von verdampfbarer Flüssigkeit/Wasser indirekt in einen Hohlraum 5 im Abgasleitungssystem 1 bzw. im Abgassammelraum 2 kann über das Management der Brennkraftmaschine eine feinfühlige Regelung der Abgastemperatur erfolgen. Das dient der Schonung der Bauteile. Gleichzeitig damit kann erreicht werden, dass über den Abgasturbolader durch den zusätzlichen Massestrom eine höhere Leistung abgegeben werden kann. Dieser zusätzliche Massestrom kann auch schon bei relativ niedrigen Drehzahlen zur ganzen bzw. teilweisen Vermeidung des sogenannten „Turbolochs“ genutzt werden.By feeding vaporizable liquid/water indirectly into a
Die Bereitstellung der verdampfbaren Flüssigkeit bzw. die Bereitstellung von Wasser kann über verschiedene Wege gelöst werden. Denkbar ist z.B. das Auffangen bzw. Abpumpen von sich bildendem Kondensat im Endbereich des Abgasleitungssystems (z.B. im Endschalldämpfer). Durch den Einbau eines Wärmetauschers in diesen Endbereich des Abgasleitungssystems ist es sogar denkbar, zusätzliche Mengen von Kondensat zu erzeugen, das dann zur Einspritzung auch über längere Phasen hinweg verwendet wird. Denkbar ist aber ebenso, dass der überschaubare Flüssigkeitsbedarf über ein der Brennkraftmaschine zugeordnetes Reservoir zur Verfügung gestellt wird.The provision of the evaporable liquid or the provision of water can be achieved in various ways. It is conceivable, for example, to collect or pump out condensate that forms in the end area of the exhaust pipe system (e.g. in the rear silencer). By installing a heat exchanger in this end region of the exhaust pipe system, it is even conceivable to generate additional amounts of condensate, which is then used for injection over longer phases. However, it is also conceivable that the manageable fluid requirement is made available via a reservoir assigned to the internal combustion engine.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- AbgasleitungssystemExhaust pipe system
- 22
- AbgassammelraumExhaust gas collection room
- 33
- AbgaseintrittsöffnungExhaust gas inlet opening
- 44
- rundumlaufende Wandall-round wall
- 55
- Hohlraumcavity
- 66
- Bauteil (Ventil/Düse)Component (valve/nozzle)
- 77
- DampfübertrittsöffnungSteam transfer opening
- 88th
- BauteilComponent
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016102215.2A DE102016102215B4 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016102215.2A DE102016102215B4 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016102215A1 DE102016102215A1 (en) | 2017-08-10 |
DE102016102215B4 true DE102016102215B4 (en) | 2023-09-14 |
Family
ID=59381962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016102215.2A Active DE102016102215B4 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016102215B4 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3126678A1 (en) | 1981-07-07 | 1983-01-27 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8900 Augsburg | Supercharged internal combustion engine subjected to strong load fluctuations and method for its operation |
DE3421355A1 (en) | 1984-06-08 | 1985-12-12 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method for the operation of an internal combustion engine with exhaust turbocharger and device for implementing the method |
DE3526631A1 (en) | 1985-07-25 | 1987-02-05 | Audi Ag | Internal combustion engine with exhaust turbocharger |
DE3516984C2 (en) | 1985-05-10 | 1987-06-04 | Audi Ag, 8070 Ingolstadt, De | |
JP2008008223A (en) | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas temperature suppressing device for internal combustion engine |
-
2016
- 2016-02-09 DE DE102016102215.2A patent/DE102016102215B4/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3126678A1 (en) | 1981-07-07 | 1983-01-27 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8900 Augsburg | Supercharged internal combustion engine subjected to strong load fluctuations and method for its operation |
DE3421355A1 (en) | 1984-06-08 | 1985-12-12 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method for the operation of an internal combustion engine with exhaust turbocharger and device for implementing the method |
DE3516984C2 (en) | 1985-05-10 | 1987-06-04 | Audi Ag, 8070 Ingolstadt, De | |
DE3526631A1 (en) | 1985-07-25 | 1987-02-05 | Audi Ag | Internal combustion engine with exhaust turbocharger |
JP2008008223A (en) | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas temperature suppressing device for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102016102215A1 (en) | 2017-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015208476A1 (en) | Apparatus and method for injecting water for an internal combustion engine | |
DE102013213697B4 (en) | Method for operating a quantity-controlled internal combustion engine and quantity-controlled internal combustion engine | |
DE102009045380A1 (en) | driving means | |
DE102012009319A1 (en) | internal combustion engine | |
DE102017117201A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR ADJUSTING MOTOR OPERATION BASED ON EVAPORATED AND CONDENSED PARTS OF WATER INJECTED ON A MOTOR | |
DE3021691A1 (en) | COMPOSITE MACHINE WITH A PRE-COMPRESSION | |
DE202015100452U1 (en) | Device for reducing the tendency to knock of an externally ignited supercharged internal combustion engine | |
DE112011102951T5 (en) | Exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine | |
DE102011086938A1 (en) | Tank ventilation system for internal combustion engine, has suction pipe, through which ambient air is supplied to combustion chamber, where pressure generating unit is arranged in suction pipe | |
EP0925436B1 (en) | DRIVE ARRANGEMENT AND METHOD OF REDUCING THE AMOUNT OF NOx IN THE EXHAUST GASES FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
DE102010064166A1 (en) | Injection device, internal combustion engine and method for operating an injection device | |
DE102021134397A1 (en) | Turbine exhaust assembly, turbo device, internal combustion engine and vehicle | |
EP3018319A1 (en) | Cylinder head assembly for a combustion engine | |
DE102016102215B4 (en) | Exhaust pipe system for a supercharged internal combustion engine | |
DE102015217737A1 (en) | Waste heat recovery system with a working fluid circuit | |
DE102015007393A1 (en) | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine | |
DE102016223724B3 (en) | Exhaust gas cooling by evaporation of water | |
DE102016225870A1 (en) | Internal combustion engine with a suction line, a fuel tank and a leading of the fuel tank in the intake pipe tank vent line and method for operating an internal combustion engine | |
DE102010023174A1 (en) | Method for utilizing waste heat from internal combustion engines e.g. gas engine, in power plants to create electrical power by vapor circuit, involves separating saturated steam and liquid phase in high pressure separation vessel | |
WO2020126251A1 (en) | Method and device for lowering the exhaust gas temperature of an internal combustion engine, and an internal combustion engine | |
DE102015200706A1 (en) | A method for reducing the tendency to knock of a spark-ignited supercharged internal combustion engine and apparatus for carrying out the method | |
DE102013020421A1 (en) | Internal combustion engine and method for its operation | |
EP1904733A1 (en) | Method for operation of an internal combustion engine | |
DE102012014204A1 (en) | Internal combustion engine e.g. petrol engine for motor vehicle, has container that stores pressurized gas at position downstream of controllable locking element for introducing pressurized gas into combustion chamber | |
DE102019101295B3 (en) | Water tank for a motor vehicle driven by an internal combustion engine and corresponding motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |