DE102016113307B3 - Dual-Fuel-Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Dual-Fuel-Brennkraftmaschine (1) mit: – wenigstens einem Brennraum – einer Regeleinrichtung (2), die dazu ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine (1) zumindest in einem Pilotmodus oder einem Flüssigmodus zu betreiben, – einem Einlasstrakt, über welchen der wenigstens eine Brennraum mit Ladeluft oder ein Gemisch aus Luft und gasförmigen Kraftstoff versorgbar ist – einem Auslasstrakt, über welchen Abgas vom wenigstens einen Brennraum ableitbar ist – einem ersten Turbolader (3), mit einem im Einlasstrakt angeordneten ersten Verdichter (4), der durch eine im Auslasstrakt angeordnete erste Abgasturbine (5) antreibbar ist, zum Aufladen der Ladeluft oder dem Gemisch aus Luft und gasförmigen Kraftstoff auf ein erstes Druckniveau, wobei – im Einlasstrakt zwischen dem ersten Verdichter (4) und dem wenigstens einen Brennraum eine Expansionsvorrichtung (6) vorgesehen ist, welcher Ladeluft oder Gemisch aus Luft und gasförmigen Kraftstoff auf dem ersten Druckniveau zuführbar ist – und die Regeleinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die Expansionsvorrichtung (6) im Pilotmodus so zu schalten oder zu regeln, dass die Ladeluft oder das Gemisch aus Luft und gasförmigen Kraftstoff vom ersten Druckniveau auf ein zweites, niedrigeres Druckniveau entspannt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine.
  • Dual-Fuel-Brennkraftmaschinen werden typischerweise in zwei Betriebsmodi betrieben. Dabei unterscheidet man einen Betriebsmodus mit primär flüssiger Kraftstoffzufuhr (kurz „Flüssigbetrieb“; im Falle der Verwendung von Diesel als flüssigem Kraftstoff auch „Dieselbetrieb“ genannt) und einen Betriebsmodus mit primär gasförmiger Kraftstoffzufuhr, bei welchem der flüssige Kraftstoff als Pilotkraftstoff in einer Pilotmenge zum Initiieren der Verbrennung dient („Gasbetrieb“, oder auch als „Pilotbetrieb“ oder „Zündstrahlbetrieb“ bezeichnet). Als Beispiel für den flüssigen Kraftstoff sei Diesel genannt. Es könnte auch Schweröl oder ein anderer selbstzündfähiger Kraftstoff sein. Als Beispiel für den gasförmigen Kraftstoff sei Erdgas genannt. In Frage kommen noch andere gasförmige Kraftstoffe wie Biogas etc.
  • Im Pilotbetrieb wird eine geringe Menge an flüssigem Kraftstoff als sogenannte Piloteinspritzung in einen Brennraum einer Kolben-Zylindereinheit eingebracht. Durch die zum Einspritzzeitpunkt herrschenden Bedingungen entzündet sich der eingebrachte flüssige Kraftstoff und zündet im Brennraum der Kolben-Zylindereinheit vorliegendes Gemisch aus gasförmigem Kraftstoff und Luft. Die Menge an flüssigem Kraftstoff einer Piloteinspritzung beträgt typischerweise 0,5–5 % der gesamten, der Kolben-Zylindereinheit in einem Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine zugeführten Energiemenge.
  • Die Brennkraftmaschine wird entweder im Pilotbetrieb oder im Flüssigbetrieb oder in einem Mischbetrieb (allgemein: Dual-Fuel-Betrieb) betrieben. Bezüglich der Regeleinrichtung wird der Pilotbetrieb der Brennkraftmaschine als Pilotmodus bezeichnet, ein Flüssigbetrieb der Brennkraftmaschine wird bezüglich der Regeleinrichtung als Flüssigmodus bezeichnet.
  • Die US 4,010,613 beschreibt eine nicht gattungsgemäße Brennkraftmaschine in Form eines Gasmotors oder eines Dieselmotors mit einer Expansionsvorrichtung in Form einer ständig aktiven Turbine im Einlasstrakt des Gasmotors zum Kühlen von Ladeluft (sogenanntes Turbocooling) unter die Umgebungstemperatur um so die Emissionen von NOx zu reduzieren.
  • Die US 2,766,744 beschreibt eine nicht gattungsgemäße Brennkraftmaschine in Form einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine mit einer automatisch schaltbaren Expansionsvorrichtung für Ladeluft um diese im im Pilotbetrieb zur Klopfvermeidung kühlen zu können. Eine Aufladung der Ladeluft durch einen Turbolader, bevor die Ladeluft der Expansionsvorrichtung zugeführt wird, ist nicht vorgesehen.
  • Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine geht aus der US 2,994,187 hervor.
  • DE 10 2012 002 948 A1 beschreibt eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben derselben, wobei eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine einen Brennraum, eine Regeleinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine zumindest in einem Pilotmodus oder einem Flüssigmodus zu betreiben, einen Einlasstrakt, über welchen der Brennraum mit Ladeluft oder einem Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff versorgbar ist, einen Auslasstrakt, über welchen Abgas von dem Brennraum ableitbar ist, einen ersten Turbolader mit einem in dem Einlasstrakt angeordneten ersten Verdichter, der durch eine in dem Auslasstrakt angeordnete erste Abgasturbine antreibbar ist, zum Aufladen der Ladeluft oder des Gemisches aus Luft und gasförmigem Kraftstoff auf ein erstes Druckniveau. In dem Einlasstrakt ist zwischen dem ersten Verdichter und dem wenigstens einen Brennraum eine Expansionsvorrichtung in Form einer Drosselklappe vorgesehen, welcher Ladeluft oder das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff auf dem ersten Druckniveau zugeführt wird. Die Regeleinrichtung regelt die Expansionsvorrichtung im Pilotmodus durch Einstellung der Drosselklappe, so dass die Ladeluft oder das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff von dem ersten Druckniveau auf ein zweites, niedrigeres Druckniveau entspannt wird.
  • Die Substitutionsrate gibt an, welcher Anteil der der Brennkraftmaschine zugeführten Energie in Form des gasförmigen Kraftstoffes zugeführt wird. Angestrebt werden Substitutionsraten zwischen 97 und 99,5 %. Derart hohe Substitutionsraten erfordern eine Auslegung der Brennkraftmaschine beispielsweise hinsichtlich des Verdichtungsverhältnisses wie sie der eines Gasmotors entspricht. Die teilweise gegensätzlichen Anforderungen an die Brennkraftmaschine für einen Pilotbetrieb und einen Flüssigbetrieb führen zu Kompromissen in der Auslegung, beispielsweise hinsichtlich des geometrischen Verdichtungsverhältnisses.
  • Gerade bei sehr hohen Substitutionsraten von ca. 99 % handelt es sich bei der Dual-Fuel-Brennkraftmaschine um einen Otto-Motor, der ein niedrigeres Verdichtungsverhältnis benötigt, als eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine im Flüssigbetrieb, wo für die Selbstzündung hohe Drücke und Temperaturen und damit ein hohes Verdichtungsverhältnis benötigt werden. Im Flüssigbetrieb kann es zu einem nachteiligen Startverhalten der Dual-Fuel-Brennkraftmaschine (Weißrauch oder sogar Zündaussetzer) kommen.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine und eines Verfahrens zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine, bei welchen die oben beschriebenen Probleme vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Dual-Fuel-Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Dual-Fuel-Brennkraftmaschine liefert der erste Verdichter Ladeluft oder – im Pilotbetrieb bei einer gemischaufgeladenen Brennkraftmaschine – ein Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff mit einem ersten Druckniveau, das idealerweise so gewählt ist, dass es sich für den Flüssigbetrieb der Brennkraftmaschine eignet, aber für den Pilotbetrieb zu hoch ist. Im Pilotbetrieb wird die Expansionsvorrichtung dazu genutzt, die Ladeluft oder das Gemisch durch Expandieren auf ein zweites, niedrigeres Druckniveau zu bringen, welches sich für den Pilotbetrieb eignet. Das geometrische Verdichtungsverhältnis kann daher so gewählt werden, dass es sich für einen Pilotbetrieb eignet, weil die für eine Selbstentzündung des flüssigen Kraftstoffes benötigten hohen Drücke und Temperaturen durch das erste Druckniveau der Ladeluft erreichbar sind.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Kommt das Prinzip der Port-Injection zum Einsatz, wird der gasförmige Kraftstoff unmittelbar den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt. Bei einer gemischaufgeladenen Brennkraftmaschine werden Ladeluft und gasförmiger Kraftstoff vorgemischt und als Gemisch dem Einlasstrakt der Brennkraftmaschine zugeführt. Beide Möglichkeiten können erfindungsgemäß zum Einsatz kommen.
  • Die Erfindung kann bevorzugt bei einer stationären Brennkraftmaschine, für Marineanwendungen oder mobile Anwendungen wie sogenannte „Non-Road-Mobile-Machinery“ (NRMM) eingesetzt werden. Die Brennkraftmaschine kann als mechanischer Antrieb dienen, z. B. zum Betreiben von Verdichteranlagen oder mit einem Generator zu einem Gensets zur Erzeugung elektrischer Energie gekoppelt sein.
  • Folgende Verfahren (Regelstrategien) zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Dual-Fuel-Brennkraftmaschine können beispielsweise (einzeln oder in beliebiger Kombination) eingesetzt werden:
  • Start und Warmlaufphase im Flüssigbetrieb:
  • Um den Start und den Hochlauf der Brennkraftmaschine (die ja ein geringes geometrisches Verdichtungsverhältnis aufweist, das für einen Pilotbetrieb gewählt ist) im Flüssigbetrieb zu erleichtern, sind hohe Verdichtungsendtemperaturen und ausreichende Verdichtungsdrücke anzustreben.
  • Zu diesem Zweck wird die Turbine oder die Drossel der Expansionsvorrichtung nicht aktiviert und das Regelorgan im Bypass ist voll geöffnet, sodass die Ladeluft um die Expansionsvorrichtung herum durch den Bypass zum Motorblock und den darin angeordneten Brennräumen strömt. Die erste Kühlvorrichtung kann zur Vorwärmung der Ladeluft genutzt werden. Ggf. kann bzw. können die Expansionsvorrichtung und/oder der im Auslasstrakt angeordnete Turbocompounder durch die Regeleinrichtung derart gesteuert oder geregelt werden, dass sich ein negatives Spülgefälle (Druck vor den Brennräumen ist kleiner als der Druck nach den Brennräumen) einstellt. Dadurch verbleibt eine größere Menge Abgas in den Brennräumen, was beim Start der Brennkraftmaschine im Flüssigbetrieb hilft die Verdichtungstemperatur anzuheben.
  • Die Expansionsvorrichtung kann zur Vorwärmung der Ladeluft genutzt werden: Vor dem Start der Brennkraftmaschine wird die Expansionsvorrichtung durch die elektrische Maschine angetrieben, das im Bypass angeordnete Regelorgan ist teilweise oder ganz geöffnet, die Ladeluft zirkuliert im Kreis und wärmt sich auf. Während des Starts saugt die Brennkraftmaschine diese erwärmte Ladeluft an und die Zündbedingungen sind verbessert.
  • Umschalten vom Flüssigbetrieb in einen Dual-Fuel-Betrieb (Pilotbetrieb oder Mischbetrieb):
  • Hat die Brennkraftmaschine nach dem Start eine bestimmte Leistung erreicht, ist sie ausreichend betriebswarm und liegt die Anforderung für einen Dual-Fuel-Betrieb vor, wird die Brennkraftmaschine vom Flüssigbetrieb in einen Dual-Fuel-Betrieb übergeführt. Die Menge an flüssigem Kraftstoff (z. B. Diesel) wird bis zum Zielwert reduziert und gleichzeitig wird die eingebrachte Menge an gasförmigem Kraftstoff erhöht. Außerdem wird die Gemisch- oder Ladelufttemperatur abgesenkt (dies kann durch ein Zusammenwirken der ersten Kühlvorrichtung und der Expansionsvorrichtung erfolgen). Der Einspritzzeitpunkt der Pilotmenge an flüssigem Kraftstoff wird z. B. abhängig von einem in der Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine hinterlegtem Kennfeld nachgeführt und ggf. durch eine Klopferkennung und -regelung korrigiert.
  • Dual-Fuel-Betrieb:
  • Für den Betrieb mit sehr geringen Mengen an flüssigem Kraftstoff bei gleichzeitig hohen Wirkungsgraden ist eine niedrige Gemisch- oder Ladelufttemperatur vor den Brennräumen einzustellen. In diesem Betriebsmodus wird mittels Zusammenwirken der ersten Kühlvorrichtung und der Expansionsvorrichtung die Temperatur vor den Brennräumen abgesenkt.
  • Steuerung oder Regelung in Abhängigkeit der Umgebungsfeuchte:
  • Da die Ladeluft bzw. ggf. das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff immer auch Wasserdampf aus der angesaugten Umgebungsluft enthält, kann es zur Taupunktunterschreitung und somit Kondensatbildung kommen. Die Dual-Fuel-Brennkraftmaschine kann durch die Nutzung von ohnehin vorhandenen Druck- und Temperatursensoren und einem zusätzlichen Feuchtesensor derart eingestellt werden, dass keine Taupunktunterschreitung auftritt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ganz bewusst und kontrolliert Kondensation zuzulassen. In diesem Falle muss die Expansionsvorrichtung derart konstruiert sein, dass Tropfenschlag im Austrittsbereich der Expansionsvorrichtung nicht zu Schäden führt. Außerdem sollten der Expansionsvorrichtung geeignete Tropfenabscheider nachgeordnet werden.
  • Steuerung oder Regelung in Kombination mit einer Klopferkennung und -regelung:
  • Kommt es zu Klopfen im Dual-Fuel-Betrieb, kann kurzfristig der Einspritzzeitpunkt der Pilotmenge an flüssigem Kraftstoff nach spät verschoben werden. Mittelfristig kann die Regeleinrichtung entscheiden, ob die Temperatur vor den Brennräumen abgesenkt werden kann (vorzugsweise über die Expansionsvorrichtung), oder ob – dem Stand der Technik entsprechend – ein Ausmagern erfolgt. Der Ladedruck wäre in diesem Fall anzuheben und die Expansionsvorrichtung sowie der Turbocompounder wären entsprechend zu regeln.
  • Wirkungsgradoptimierung bei hohen Motorleistungen:
  • Das Gesamtsystem bestehend aus Expansionsvorrichtung und Turbocompounder kann bei hoher Motorleistung stets so betrieben werden, dass
    • – die Anforderungen auf der Luft- bzw. Gemischseite der Brennkraftmaschine erfüllt sind (klopffreier Betrieb mit hohem Wirkungsgrad und geringen Emissionen)
    • – der Gesamtwirkungsgrad des Systems aus Brennkraftmaschine und Aufladesystem, Expansionsvorrichtung und Turbocompounder maximal ist
  • Lastaufschaltungen:
  • Bei Lastaufschaltungen ist der Gemisch- oder Ladeluftdruck vor den Brennräumen so schnell wie möglich zu erhöhen: Dazu werden die Expansionsvorrichtung und der Turbocompounder in ihrer Leistung reduziert bzw. sogar abgeschaltet, und das Regelorgan vor dem Turbocompounder ist teilweise oder vollständig zu schließen und das Regelorgan im Bypass der Expansionsvorrichtung ist teilweise oder vollständig zu öffnen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren diskutiert.
  • Aus Übersichtsgründen sind die Regelverbindungen zwischen der Regeleinrichtung 2 und den Regelorganen 17, 18 nicht dargestellt.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine 1 mit einer Regeleinrichtung 2, einem ersten Turbolader 3 (mit einem im Einlasstrakt angeordneten ersten Verdichter 4, der durch eine im Auslasstrakt angeordnete erste Abgasturbine 5 antreibbar ist) und einer Expansionsvorrichtung 6, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Turbine 7 und einen Bypass 8 aufweist.
  • Durch die Regeleinrichtung 2 kann ein im Bypass 8 angeordnetes Regelorgan 17 (hier als Regelventil ausgebildet) geschaltet werden (je nach Ausführung entweder nur zwischen „offen“ und „geschlossen“ oder mit Zwischenstellungen), die hierfür benötigten Signalleitungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet.
  • Ladeluft oder ein Gemisch aus Luft und gasförmigen Kraftstoff wird in diesem Ausführungsbeispiel im Einlasstrakt einem zweiten Verdichter 11 eines zweiten Turboladers 10 zugeführt, passiert eine zweite Kühlvorrichtung 16 und tritt dann in den ersten Verdichter 4 des ersten Turboladers 3 ein, durch welchen die Ladeluft auf ein erstes Druckniveau verdichtet wird, welches geeignet für einen Flüssigbetrieb der Brennkraftmaschine 1 gewählt ist. Anschließend passiert die verdichtete Ladeluft eine erste Kühlvorrichtung 13.
  • Ist der Bypass 8 durch das hier als Regelventil ausgebildete Regelorgan 17 geöffnet (weil sich die Regeleinrichtung 2 im Flüssigmodus befindet), strömt die auf das erste Druckniveau verdichtete und gekühlte Ladeluft zu den in einem Motorblock 19 angeordneten Brennräumen der Brennkraftmaschine 1.
  • Ist der Bypass 8 durch das Regelventil geschlossen (weil sich die Regeleinrichtung 2 im Pilotmodus befindet, d. h. die Dual-Fuel-Brennkraftmaschine 1 im Pilotbetrieb betrieben wird), strömt die auf das erste Druckniveau verdichtete und gekühlte Ladeluft durch die Turbine 7 und wird auf ein zweites, niedriges Druckniveau entspannt und weiter gekühlt, bevor sie zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine 1 strömt.
  • Es wäre auch denkbar, dass das Regelventil durch die Regeleinrichtung 2 auf eine Zwischenstellung geschaltet wird (was während des Umschaltens zwischen dem Flüssig- und dem Pilotmodus und während Lasttransienten sinnvoll sein kann), dann strömt ein Teil der Ladeluft über den Bypass 8 und ein Teil über die Turbine 7.
  • Anstelle der Turbine 7 könnte auch eine durch die Regeleinrichtung 2 regelbare, nicht dargestellte Drossel vorgesehen sein (siehe 3). Dies kann bei jedem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.
  • Abgas strömt im Auslasstrakt von den Brennräumen durch eine erste Abgasturbine 5 des ersten Turboladers 3 und anschließend durch eine zweite Abgasturbine 12 des zweiten Turboladers 10. Es ist ein durch ein Schaltventil schaltbarer Bypass vorgesehen, durch welchen Abgas teilweise einer weiteren Abgasturbine 15 zuführbar ist, welche mit einem Rotor einer elektrischen Maschine 14 mechanisch verbunden ist und so einen Turbocompounder bildet.
  • Das Ausführungsbeispiel der 2 unterscheidet sich von jenem der 1 vor allem dadurch, dass hier die Turbine 7 der Expansionsvorrichtung 6, die Abgasturbine 5 des ersten Turboladers 3 und der erste Verdichter 4 des ersten Turboladers 3 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches sich von jenem der 1 nur dadurch unterscheidet, dass eine Zuführung von Abgas, welches eine Abgasturbine 15 angetrieben hat, zwischen der ersten und der zweiten Abgasturbine 5, 12 erfolgt.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches sich von jenem der 1 nur dadurch unterscheidet, dass die Turbine 7 der Expansionsvorrichtung 6, die Abgasturbine 15 und eine gemeinsame elektrische Maschine 9 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches sich von jenem der 4 dadurch unterscheidet, dass der Bypass 8 zwischen dem ersten und dem zweiten Verdichter 4, 11 abzweigt und so bei geöffnetem Bypass 8 die Ladeluft nur durch den zweiten Verdichter 11 verdichtet wird. Weiters sind die erste und die zweite Abgasturbine 5, 12 gesondert umströmbar. Dies kann mit im Auslasstrakt angeordneten Regelorganen 18 gesteuert oder geregelt werden.

Claims (13)

  1. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine (1) mit: – wenigstens einem Brennraum; – einer Regeleinrichtung (2), die dazu ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine (1) zumindest in einem Pilotmodus oder einem Flüssigmodus zu betreiben; – einem Einlasstrakt, über welchen der wenigstens eine Brennraum mit Ladeluft oder einem Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff versorgbar ist; – einem Auslasstrakt, über welchen Abgas von dem wenigstens einen Brennraum ableitbar ist; – einem ersten Turbolader (3) mit einem in dem Einlasstrakt angeordneten ersten Verdichter (4), der durch eine in dem Auslasstrakt angeordnete erste Abgasturbine (5) antreibbar ist, zum Aufladen der Ladeluft oder des Gemisches aus Luft und gasförmigem Kraftstoff auf ein erstes Druckniveau; dadurch gekennzeichnet, dass – in dem Einlasstrakt zwischen dem ersten Verdichter (4) und dem wenigstens einen Brennraum eine Expansionsvorrichtung (6), die einen Bypass (8) aufweist, vorgesehen ist, welcher Ladeluft oder das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff auf dem ersten Druckniveau zuführbar ist; – und die Regeleinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die Expansionsvorrichtung (6) im Pilotmodus so zu schalten oder zu regeln, dass die Ladeluft oder das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff von dem ersten Druckniveau auf ein zweites, niedrigeres Druckniveau entspannt wird, durch Zu- oder Wegschalten des Bypasses (8) oder durch Regeln eines in dem Bypass (8) angeordneten Regelorganes (17).
  2. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Expansionsvorrichtung (6) eine Turbine (7) umfasst.
  3. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach dem vorangehenden Anspruch, wobei der Bypass (8) der Expansionsvorrichtung (6) die Turbine (7) umgeht.
  4. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei die Turbine (7) mit einem Rotor einer elektrischen Maschine (9) mechanisch verbunden ist, wobei vorzugsweise das Regeln der Expansionsvorrichtung (6) durch Regeln der elektrischen Maschine (9) erfolgt.
  5. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem zweiten Turbolader (10) mit einem im Einlasstrakt angeordneten zweiten Verdichter (11), der durch eine im Auslasstrakt angeordnete zweite Abgasturbine (12) antreibbar ist.
  6. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Expansionsvorrichtung (6) eine durch die Regeleinrichtung (2) regelbare Drossel umfasst.
  7. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen dem ersten Verdichter (4) und der Expansionsvorrichtung (6) eine erste Kühlvorrichtung (13) angeordnet ist.
  8. Dual-Fuel-Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Auslasstrakt ein Turbocompounder mit einer mit einem Rotor einer elektrischen Maschine (14) mechanisch verbundenen Abgasturbine (15) angeordnet ist.
  9. Verfahren zum Betreiben einer Dual-Fuel-Brennkraftmaschine (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Expansionsvorrichtung (6), die den Bypass (8) aufweist, im Pilotmodus so geschaltet oder geregelt wird, dass die Ladeluft oder das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff vom ersten Druckniveau auf ein zweites, niedrigeres Druckniveau entspannt wird, durch Zu- oder Wegschalten des Bypasses (8) oder durch Regeln eines in dem Bypass (8) angeordneten Regelorganes (17).
  10. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei beim Start und beim Hochlauf der Dual-Fuel-Brennkraftmaschine (1) die Turbine oder die Drossel der Expansionsvorrichtung (6) nicht aktiviert wird und das Regelorgan (17) in dem Bypass (8) voll geöffnet wird.
  11. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Expansionsvorrichtung (6) und/oder der im Auslasstrakt angeordnete Turbocompounder durch die Regeleinrichtung (2) derart gesteuert oder geregelt werden, dass sich ein negatives Spülgefälle einstellt, so dass eine größere Menge Abgas in den Brennräumen verbleibt.
  12. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei beim Umschalten vom Flüssigbetrieb in einen Dual-Fuel-Betrieb eine Menge an flüssigem Kraftstoff bis zu einem Zielwert reduziert wird und die eingebrachte Menge an gasförmigem Kraftstoff erhöht wird und mittels der Expansionsvorrichtung (6) eine Gemisch- oder Ladelufttemperatur abgesenkt wird und ein Einspritzzeitpunkt einer Pilotmenge an flüssigem Kraftstoff abhängig von einem in der Regeleinrichtung der Dual-Fuel-Brennkraftmaschine (1) hinterlegten Kennfeld nachgeführt wird und ggf. durch eine Klopferkennung und -regelung korrigiert wird.
  13. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei Lastaufschaltungen der Gemisch- oder Ladeluftdruck vor den Brennräumen erhöht wird, indem die Expansionsvorrichtung (6) und der Turbocompounder in ihrer Leistung reduziert oder abgeschaltet werden und das Regelorgan (18) vor dem Turbocompounder geschlossen und das Regelorgan (17) in dem Bypass (8) der Expansionsvorrichtung (6) geöffnet wird.
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