DE102016118722B4 - Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Verbrennungskraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem von Luft für die Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Ansaugtrakt (2) und einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Abgastrakt (3), umfassend
- einen ersten Verdichter (4), welcher im Ansaugtrakt (2) angeordnet ist und über eine im Abgastrakt (3) angeordnete Turbine (6) antreibbar ist,
- einen zweiten Verdichter (5), welcher im Ansaugtrakt (2) angeordnet ist und über einen Elektromotor antreibbar ist, und
- ein Strömungsregelmodul (8), welches im Ansaugtrakt (2) angeordnet ist und in Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter (5) und nach dem zweiten Verdichter (5) wirksam ist, wobei über das Strömungsregelmodul (8) der Luftstrom sowie der Zustrom weiterer Systemgase in den Ansaugtrakt (2) der Verbrennungskraftmaschine (1) regelbar ist, wobei das Strömungsregelmodul (8) zumindest ein schaltbares erstes Ventil (9) und zumindest ein schaltbares zweites Ventil (10) aufweist, wobei das erste Ventil (9) in Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter (5) und das zweite Ventil (10) in Strömungsrichtung der Luft nach dem zweiten Verdichter (5) angeordnet ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einem von Luft für die Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Ansaugtrakt und einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt, umfassend einen ersten Verdichter, welcher im Ansaugtrakt angeordnet ist und über eine im Abgastrakt angeordnete Turbine antreibbar ist und einen zweiten Verdichter, welcher im Ansaugtrakt angeordnet ist und über einen Elektromotor antreibbar ist.
  • Stand der Technik
  • Verbrennungskraftmaschinen der oben genannten Art weisen meist zusätzliche Funktionalitäten in Form unterschiedlicher Subsysteme, wie ein Tankentlüftungsystem, ein Sekundärluftsystem, ein Verstärkungssystem zum Abgasturbolader, ein Abgasrückführungssystem etc., auf. Verbrennungskraftmaschinen, die eines oder mehrere dieser Subsysteme beinhalten sind in der Regel sehr komplex aufgebaut und benötigen einen vergrößerten Bauraum. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem erhöhten Regel- und Diagnoseaufwand, insbesondere bei einem hohen Funktionalitätenbedarf einer Verbrennungskraftmaschine und somit einem Einsatz mehrerer Subsysteme.
  • Die Druckschrift DE 10 2014 225 887 A1 beschreibt eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Motor, mit einer Luftversorgung zur Versorgung des Motors mit Ladeluft, wie Frischluft oder ein Frischluft-Abgas-Gemisch, und eine Abgasanlage zur Abgabe von Abgas an die Umgebung. Die Luftversorgung weist einen Ladeluftpfad auf, welcher sich zwischen einem Frischlufteinlass und dem Motor erstreckt. Die Abgasanlage weist einen Abgaspfad auf, welcher sich zwischen dem Motor und einem Abgasauslass erstreckt. In dem Ladeluftpfad ist zur Leistungserhöhung eine Verdichtervorrichtung, umfassend einen mittels Abgasturbine angetriebenen Verdichter und einen elektrischen Verdichter, angeordnet. Die Abgasanlage weist weiterhin einen Abgasrückführungspfad auf, wobei die Abgasrückführungs-Zuführung zum Ladeluftpfad, d.h. die Mündung des Abgasrückführungspfads, stromauf des elektrischen Verdichters angeordnet ist. Die Druckschriften DE 10 2014 215 364 A1 , DE 20 2004 011 882 U1 und DE 10 2012 205 027 A1 liegen ebenso auf dem technischen Gebiet der Verbrennungskraftmaschinen mit einem Ansaugtrakt für Frischluft und einem Abgastrakt für Abgase aus dem Motor und weisen jeweils Verdichteranordnungen im Bereich des Ansaugtrakts auf.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Verbrennungskraftmaschine mit einem bauteil- sowie kostenoptimierten Aufbau darzustellen, die einen effizienten Betrieb gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die Verbrennungskraftmaschine einen Ansaugtrakt und einen Abgastrakt auf. Der Ansaugtrakt ist von Luft durchströmbar; der Abgastrakt ist von Abgas aus der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar.
  • Die Verbrennungskraftmaschine weist erfindungsgemäß einen ersten Verdichter und einen zweiten Verdichter auf, wobei der erste Verdichter über eine Turbine im Abgastrakt und der zweite Verdichter über einen Elektromotor antreibbar ist. Sowohl der erste Verdichter wie auch der zweite Verdichter sind erfindungsgemäß in dem Ansaugtrakt angeordnet.
  • Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung im Ansaugtrakt ein Strömungsregelmodul angeordnet, das in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter und/oder nach dem zweiten Verdichter wirksam ist und über das der Luftstrom sowie der Zustrom weiterer Systemgase in den Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine regelbar ist.
  • Das Strömungsregelmodul umfasst erfindungsgemäß zumindest ein schaltbares erstes Ventil und zumindest ein schaltbares zweites Ventil, wobei das erste Ventil und das zweite Ventil unabhängig voneinander betätigbar sind. Das erste Ventil ist im Ansaugtrakt in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter und das zweite Ventil in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft nach dem zweiten Verdichter angeordnet.
  • Vorzugsweise ist der zweite Verdichter im Ansaugtrakt in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft nach dem ersten Verdichter angeordnet ist, d.h. der zweite Verdichter ist stromabwärts des ersten Verdichters angeordnet - der erste Verdichter und der zweite Verdichter sind somit seriell in dem Ansaugtrakt angeordnet. Eine parallele Anordnung des ersten Verdichters und des zweiten Verdichters im Ansaugtrakt ist jedoch ebenso denkbar.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist der Ansaugtrakt über das erste Ventil mit einer Tankentlüftungsleitung verbindbar.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist der Abgastrakt in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases vor der Turbine über das zweite Ventil mit dem Ansaugtrakt verbindbar.
  • In einer dritten vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Abgastrakt in Bezug auf die Strömungsrichtung des Abgases nach der Turbine über das erste Ventil mit dem Ansaugtrakt verbindbar.
  • Das erste Ventil sowie das zweite Ventil können jeweils als Butterfly-Ventil ausgeführt sein. Eine Ausführung des ersten Ventils und/oder des zweiten Ventils ist jedoch basierend auf jeder bekannten Ventilkonstruktion möglich.
  • Bevorzugt ist im Ansaugtrakt eine Bypassleitung ausgebildet, über welche wahlweise der zweite Verdichter umgehbar ist und so der Luftstrom im Ansaugtrakt nicht über den zweiten Verdichter geleitet wird.
  • Das Strömungsregelmodul ist vorzugsweise über eine elektrische Steuereinheit steuerbar ausgeführt.
  • Durch die erfindungsgemäße Integration des Strömungsregelmoduls in den Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine ist es auf einfache Art und Weise möglich über ein Bauelement neben der Regelung des Luftstroms einzelne Subsysteme, wie eine Tankentlüftung und/oder ein Sekundärluftsystem und/oder eine Abgasrückführung etc., zu regeln und die oben beispielhaft genannten Subsysteme weitestgehend motorbetriebspunktunabhängig zu nutzen. Der erfindungsgemäße Aufbau der Verbrennungskraftmaschine zeichnet sich aufgrund der Zusammenfassung der Schaltfunktionen einzelner Subsysteme durch einen reduzierten Bauteilaufwand und die Möglichkeit einer einfachen Steuerung aus. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine effizient und leistungsoptimiert betrieben werden und kann in jeglicher Art von Kraftfahrzeug beliebiger Konfiguration eingesetzt werden.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Strömungsregelmoduls um einen zweiten Verdichter.
    • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine bei geschalteter Subfunktion „Aufladen“.
    • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Strömungsregelmoduls um einen zweiten Verstärker bei geschalteter Subfunktion „Aufladen“.
    • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine bei geschalteter Subfunktion „Sekundärlufteinblasung“.
    • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Strömungsregelmoduls um einen zweiten Verstärker bei geschalteter Subfunktion „Sekundärlufteinblasung“.
    • 7 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine bei geschalteter Subfunktion „Tankentlüftung“.
    • 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Strömungsregelmoduls um einen zweiten Verstärker bei geschalteter Subfunktion „Tankentlüftung“.
    • 9 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine bei geschalteter Subfunktion „Abgasrückführung“.
    • 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Strömungsregelmoduls um einen zweiten Verstärker bei geschalteter Subfunktion „Abgasrückführung“.
    • 11 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine bei ausgeschalteten Subfunktionen.
    • 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Strömungsregelmoduls um einen zweiten Verstärker bei ausgeschalteten Subfunktionen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße beispielhafte Verbrennungskraftmaschine 1 für ein Kraftfahrzeug, in welche die einzelnen Subfunktionen „Aufladen“, „Sekundärlufteinblasung“, „Tankentlüftung“ und „Abgasrückführung“ integriert sind.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 1 umfasst Brennräume in Form von Zylindern 13. Die in 1 schematisch dargestellte Verbrennungskraftmaschine 1 ist als 3-Zylinder-Reihenmotor ausgebildet.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist einen Ansaugtrakt 2, der von Luft durchströmbar ist, auf. Die Strömungsrichtung der Luft ist in 1 durch einen Pfeil 14 schematisch dargestellt. In Strömungsrichtung der Luft ist im Ansaugtrakt 2 ein erster Verdichter 4 angeordnet. Stromabwärts des ersten Verdichters 4, d.h. in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft nach dem ersten Verdichter 4, ist im Ansaugtrakt 2 ein zweiter Verdichter 5 angeordnet. Die Verdichter, nämlich der erste Verdichter 4 und der zweite Verdichter 5, sind somit seriell angeordnet.
  • Weiterhin ist im Ansaugtrakt 2 der Verbrennungskraftmaschine 1 ein Strömungsregelmodul 8 angeordnet. Das Strömungsregelmodul 8 umfasst ein schaltbares erstes Ventil 9 und ein schaltbares zweites Ventil 10. Das erste Ventil 9 ist stromaufwärts von dem zweiten Verdichter 5, d.h. in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter 5, angeordnet. Das zweite Ventil 10 ist stromabwärts von dem zweiten Verdichter 5, d.h. in Bezug auf die Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter 5, angeordnet.
  • Weiterhin weist die Verbrennungskraftmaschine 1 einen Abgastrakt 3, der von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 durchströmbar ist, auf. Die Strömungsrichtung des Abgases ist in 1 durch einen Pfeil 15 schematisch dargestellt. Über den Abgastrakt 3 wird Abgas aus den Zylindern 13 der Verbrennungskraftmaschine 1 abgeführt. Im Abgastrakt 3 ist eine Turbine 6 angeordnet. Die Turbine 6 ist von dem den Abgastrakt 3 durchströmenden Abgas antreibbar und über eine erste Welle 16 antriebswirksam mit dem ersten Verdichter 4 verbunden. Die Turbine 6, die erste Welle 16 sowie der erste Verdichter 4 sind einem Abgasturbolader zugeordnet.
  • Der zweite Verdichter 5 ist über eine zweite Welle (nicht dargestellt) antriebswirksam mit einem Elektromotor (nicht dargestellt) verbunden. Der zweite Verdichter 5 ist durch den Elektromotor unabhängig von dem den Abgastrakt 3 durchströmenden Abgas antreibbar.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist im Ansaugtrakt 2 zudem eine Bypassleitung 12 auf. Bei der Bypassleitung 12 handelt es sich um eine Umgehungsleitung, über die der zweite Verdichter 5 von der den Ansaugtrakt 2 durchströmenden Luft zu umgehen ist. In der Bypassleitung 12 ist ein Ventilelement 7 angeordnet, das die Bypassleitung 12 wahlweise freigibt, so dass der zweite Verdichter 5 von der Luft umgangen werden kann. Das Ventilelement 7 kann beispielsweise elektronisch angesteuert und geschalten werden.
  • Weiterhin umfasst die Verbrennungskraftmaschine 1 eine Tankentlüftungsleitung 11, eine Abgasrückführungsleitung 17 sowie eine Sekundärluftleitung 18.
  • Die Tankentlüftungsleitung 11 ist über das erste Ventil 9 mit dem Ansaugtrakt 2 verbindbar.
  • Die Abgasrückführungsleitung 17 ist zwischen dem Abgastrakt 3 stromabwärts der Turbine 6 und dem Ansaugtrakt 2 ausgebildet, wobei der Ansaugtrakt 2 über das erste Ventil 9 mit der Abgasrückführungsleitung 17 verbindbar ist.
  • Die Sekundärluftleitung 18 ist zwischen dem Abgastrakt 3 stromaufwärts der Turbine 6 und dem Ansaugtrakt 2 ausgebildet, wobei der Ansaugtrakt 2 über das zweite Ventil 10 mit der Sekundärluftleitung 18 verbindbar ist.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Strömungsregelmoduls 8 um einen zweiten Verdichter 5. Beide Ventile, nämlich das erste Ventil 9 und das zweite Ventil 10, sind als Butterfly-Ventile ausgebildet und über eine gemeinsame Steuereinheit (nicht dargestellt) steuerbar. Beide Ventile 9, 10 sind baugleich ausgeführt. Jedes der beiden Ventile 9, 10 kann in Bezug auf den Luftstrom in dem Ansaugtrakt 2 eine Offenstellung, eine Geschlossenstellung und, bei geeigneter Konfiguration des Ventils 9, 10, eine beliebige Stellung zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung einnehmen. Beide Ventile 9, 10 umfassen jeweils einen Ventilkörper 19, 19' und eine Ventilscheibe 20, 20', wobei die jeweilige Ventilscheibe 20, 20' innerhalb des jeweiligen Ventilkörpers 19, 19' um eine jeweilige Achse 21, 21' drehbar ist und je nach Drehstellung den Luftstrom durch das jeweilige Ventil 9, 10 freigibt, zum Teil freigibt, oder nicht freigibt. In dem jeweiligen Ventilkörper 19, 19' des jeweiligen Ventils 9, 10 sind jeweils zwei Öffnungen ausgebildet - der Ventilkörper 19 des ersten Ventils 9 weist eine erste Öffnung 22 sowie eine zweite Öffnung 23 auf; der Ventilkörper 19' des zweiten Ventils 10 weist eine dritte Öffnung 24 sowie eine vierte Öffnung 25 auf.
  • Die erste Öffnung 22 in dem Ventilkörper 19 des ersten Ventils 9 dient der Verbindung des ersten Ventils 9 mit der Abgasrückführungsleitung 17. Die zweite Öffnung 23 in dem Ventilkörper 19 des ersten Ventils 9 dient der Verbindung des ersten Ventils 9 mit der Tankentlüftungsleitung 11.
  • Die dritte Öffnung 24 in dem Ventilkörper 19' des zweiten Ventils 10 dient der Verbindung des zweiten Ventils 10 mit der Sekundärluftleitung 18. Die vierte Öffnung 25 in dem Ventilkörper 19' des zweiten Ventils 10 dient der Verbindung des zweiten Ventils 10 mit beispielsweise einer Kühlluftleitung (nicht dargestellt).
  • Ein wahlweises Öffnen oder Schließen der jeweiligen Öffnungen 22, 23, 24, 25 in dem jeweiligen Ventilkörper 19, 19' erfolgt beispielsweise über eine jeweilige Lochscheibe, die innerhalb des jeweiligen Ventilkörpers 19, 19' angeordnet ist und sich jeweils um die gleiche Achse 21, 21' dreht wie die jeweilige Ventilscheibe 20, 20' des jeweiligen Ventils 9, 10. Es sind jedoch auch andere konstruktive Ausgestaltungen zum Öffnen und Schließen der Öffnungen 22, 23, 24, 25, wie beispielsweise in den Öffnungen 22, 23, 24, 25 eingebaute Klappen etc., denkbar.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine 1 gemäß 1 bei geschalteter Subfunktion „Aufladen“. Die Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 2 bei geschalteter Subfunktion „Aufladen“ ist in 3 durch die Pfeile 14 dargestellt.
  • Durch die oben beschriebene serielle Anordnung des ersten Verdichters 4 und des zweiten Verdichters 5 kann ein zweistufiges Aufladesystem für die Verbrennungskraftmaschine 1 realisiert werden. Der erste Verdichter 4 verdichtet die anströmende Luft. Durch das Verdichten der Luft über den ersten Verdichter 4 wird diese erwärmt. Daher ist im Ansaugtrakt 2 stromabwärts des ersten Verdichters 4 ein erster Ladeluftkühler 26 zum Kühlen der Luft angeordnet. Der zweite Verdichter 5 verdichtet die über den Ansaugtrakt 2 anströmende Luft. Auch hier erfolgt durch das Verdichten der Luft über den zweiten Verdichter 5 eine Erwärmung der Luft. Daher ist im Ansaugtrakt 2 stromabwärts des zweiten Verdichters 5 ein zweiter Ladeluftkühler 27 zum Kühlen der Luft angeordnet.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung des Strömungsregelmoduls 8 um den zweiten Verstärker 5 bei geschalteter Subfunktion „Aufladen“.
  • Hierbei sind die Öffnungen 22, 23 des ersten Ventils 9 und die Öffnungen 24, 25 des zweiten Ventils 10 geschlossen. Die Ventilscheibe 20 des ersten Ventils 9 sowie die Ventilscheibe 20' des zweiten Ventils 10 befinden sich in einer der Offenstellung des ersten Ventils 9 und des zweiten Ventils 10 entsprechenden Stellung. Die Luft strömt widerstandslos durch das erste Ventil 9 und das zweite Ventil 10.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine 1 gemäß 1 bei geschalteter Subfunktion „Sekundärlufteinblasung“. Die Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 2 bei geschalteter Subfunktion „Sekundärlufteinblasung“ ist in 5 durch die Pfeile 14 dargestellt.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung des Strömungsregelmoduls 8 um den zweiten Verdichter 5 bei geschalteter Subfunktion „Sekundärlufteinblasung“.
  • Hierbei sind die Öffnungen 22, 23 des ersten Ventils 9 geschlossen, die dritte Öffnung 24 des zweiten Ventils 10 geöffnet und die vierte Öffnung 25 des zweiten Ventils 10 geschlossen. Die Ventilscheibe 20 des ersten Ventils 9 befindet sich in einer der Offenstellung des ersten Ventils 9 entsprechenden Stellung. Die Luft strömt widerstandslos durch das erste Ventil 9. Die Ventilscheibe 20' des zweiten Ventils 10 befindet sich in einer der Geschlossenstellung des zweiten Ventils 10 entsprechenden Stellung im Bereich zwischen der dritten Öffnung 24 und der vierten Öffnung 25. Die Luft wird an dem zweiten Ventil 10 gestaut und durch die dritte Öffnung 24 in die Sekundärluftleitung 18 geleitet - der Luftstrom wird durch das geschlossene zweite Ventil 10 nach dem arbeitenden zweiten Verdichter 5 in die dritte Öffnung 24 und somit in die Sekundärluftleitung 18 gezwungen.
  • Diese Funktionalität kann auch für die Einbindung weiterer frischluftabhängiger Subsysteme genutzt werden.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine 1 gemäß 1 bei geschalteter Subfunktion „Tankentlüftung“. Die Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 2 bei geschalteter Subfunktion „Tankentlüftung“ ist in 7 durch die Pfeile 14 dargestellt.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung des Strömungsregelmoduls 8 um den zweiten Verstärker 5 bei geschalteter Subfunktion „Tankentlüftung“.
  • Hierbei ist die erste Öffnung 22 des ersten Ventils 9 geschlossen, die zweite Öffnungen 23 des ersten Ventils 9 geöffnet und die beiden Öffnungen 24, 25 des zweiten Ventils 10 geschlossen. Die Ventilscheibe 20 des ersten Ventils 9 befindet sich in einer der Geschlossenstellung des ersten Ventils 9 entsprechenden Stellung im Bereich zwischen der ersten Öffnung 22 und der zweiten Öffnung 23. Die Luft wird an dem ersten Ventil 9 gestaut und durch die zweite Öffnung 23 werden über die Tankentlüftungsleitung 17 und den arbeitenden zweiten Verdichter 5 Kraftstoffgase aus einem Aktivkohlebehälter 29, der mit einem Kraftstofftank verbunden oder verbindbar ist, in den Ansaugtrakt 2 gepumpt. Die Strömungsrichtung der Kraftstoffgase durch den Ansaugtrakt 2 bei geschalteter Subfunktion „Tankentlüftung“ ist in 7 durch die Pfeile 30 dargestellt.
  • Die Ventilscheibe 20' des zweiten Ventils 10 befindet sich in einer der Offenstellung des zweiten Ventils 10 entsprechenden Stellung. Die Kraftstoffgase aus dem Aktivkohlebehälter 29 strömen widerstandslos durch das zweite Ventil 10.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine 1 gemäß 1 bei geschalteter Subfunktion „Abgasrückführung“. Die Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 2 bei geschalteter Subfunktion „Abgasrückführung“ ist in 9 durch die Pfeile 14 dargestellt.
  • 10 zeigt eine schematische Darstellung des Strömungsregelmoduls 8 um den zweiten Verstärker 5 bei geschalteter Subfunktion „Abgasrückführung“.
  • Hierbei ist die erste Öffnung 22 des ersten Ventils 9 geöffnet, die zweite Öffnungen 23 des ersten Ventils 9 geschlossen und die beiden Öffnungen 24, 25 des zweiten Ventils 10 geschlossen. Die Ventilscheibe 20 des ersten Ventils 9 befindet sich in einer der Geschlossenstellung des ersten Ventils 9 entsprechenden Stellung im Bereich stromaufwärts der ersten Öffnung 22 und der zweiten Öffnung 23 des ersten Ventils 9. Die Luft wird an dem ersten Ventil 9 stromaufwärts der ersten Öffnung 22 gestaut und durch die erste Öffnung 22 wird über den arbeitenden zweiten Verdichter 5 Abgas aus dem Abgastrakt 3 in den Ansaugtrakt 2 gepumpt. Die Strömungsrichtung des Abgases durch den Ansaugtrakt 2 bei geschalteter Subfunktion „Abgasrückführung“ ist in 9 durch die Pfeile 15 dargestellt.
  • Die Ventilscheibe 20' des zweiten Ventils 10 befindet sich in einer der Offenstellung des zweiten Ventils 10 entsprechenden Stellung. Das Abgas aus dem Abgastrakt 3 strömt widerstandslos durch das zweite Ventil 10.
  • 11 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine 1 gemäß 1 bei ausgeschalteten Subfunktionen. Die Strömungsrichtung der Luft durch den Ansaugtrakt 2 bei abgeschalteten Subfunktionen ist vermittels der Pfeile 14 dargestellt.
  • Bei abgeschalteten Subfunktionen kommt es im Ansaugtrakt 2 der Verbrennungskraftmaschine 1 lediglich über den ersten Verdichter 4 zu einer Verdichtung der Luft. Weiterhin kommt es zu einer weiteren Verdichtung der Luft über die beiden stromabwärts des ersten Verdichters 4 im Ansaugtrakt 2 angeordneten Ladeluftkühler 26, 27:
    • 12 zeigt eine schematische Darstellung des Strömungsregelmoduls 8 um den zweiten Verstärker 5 bei ausgeschalteten Subfunktionen.
  • Hierbei sind sämtliche Öffnungen 22, 23, 24, 25 der beiden Ventile 9, 10 geschlossen und das erste Ventil 9 befindet sich in einer der Geschlossenstellung des ersten Ventils 9 entsprechenden Stellung im Bereich stromaufwärts der ersten Öffnung 22 und der zweiten Öffnung 23 des ersten Ventils 9. Die Luft wird an dem ersten Ventil 9 stromaufwärts der ersten Öffnung 22 gestaut. Die Ventilscheibe 20' des zweiten Ventils 10 befindet sich in einer der Offenstellung des zweiten Ventils 10 entsprechenden Stellung. Der zweite Verdichter 5 arbeitet nicht. Das Ventilelement 7 in der Bypassleitung 12 ist geöffnet, sodass die Luft im Ansaugtrakt 2 über die Bypassleitung 12 zu dem Luftverteiler 28 und weiter zu den Zylindern 13 der Verbrennungskraftmaschine 1 geleitet wird. Der zweite Verdichter 5 wird derart von der Luft in dem Ansaugtrakt 2 umgangen.
  • Eine Aufnahme der Umgehungsfunktion, genauer des Ventilelements 7, in das Strömungsregelmodul 8 ist ebenso denkbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungskraftmaschine
    2
    Ansaugtrakt
    3
    Abgastrakt
    4
    Erster Verdichter
    5
    Zweiter Verdichter
    6
    Turbine
    7
    Ventilelement
    8
    Strömungsregelmodul
    9
    Erstes Ventil
    10
    Zweites Ventil
    11
    Tankentlüftungsleitung
    12
    Bypassleitung
    13
    Zylinder
    14
    Strömungsrichtung der Luft (Pfeil)
    15
    Strömungsrichtung des Abgases (Pfeil)
    16
    Erste Welle
    17
    Abgasrückführungsleitung
    18
    Sekundärluftleitung
    19, 19'
    Ventilkörper
    20, 20'
    Ventilscheibe
    21, 21'
    Achse
    22
    Erste Öffnung
    23
    Zweite Öffnung
    24
    Dritte Öffnung
    25
    Vierte Öffnung
    26
    Erster Ladeluftkühler
    27
    Zweiter Ladeluftkühler
    28
    Luftverteiler
    29
    Aktivkohlebehälter
    30
    Strömungsrichtung der Kraftstoffgase

Claims (9)

  1. Verbrennungskraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem von Luft für die Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Ansaugtrakt (2) und einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Abgastrakt (3), umfassend - einen ersten Verdichter (4), welcher im Ansaugtrakt (2) angeordnet ist und über eine im Abgastrakt (3) angeordnete Turbine (6) antreibbar ist, - einen zweiten Verdichter (5), welcher im Ansaugtrakt (2) angeordnet ist und über einen Elektromotor antreibbar ist, und - ein Strömungsregelmodul (8), welches im Ansaugtrakt (2) angeordnet ist und in Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter (5) und nach dem zweiten Verdichter (5) wirksam ist, wobei über das Strömungsregelmodul (8) der Luftstrom sowie der Zustrom weiterer Systemgase in den Ansaugtrakt (2) der Verbrennungskraftmaschine (1) regelbar ist, wobei das Strömungsregelmodul (8) zumindest ein schaltbares erstes Ventil (9) und zumindest ein schaltbares zweites Ventil (10) aufweist, wobei das erste Ventil (9) in Strömungsrichtung der Luft vor dem zweiten Verdichter (5) und das zweite Ventil (10) in Strömungsrichtung der Luft nach dem zweiten Verdichter (5) angeordnet ist.
  2. Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verdichter (5) in Strömungsrichtung der Luft nach dem ersten Verdichter (4) angeordnet ist.
  3. Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das erste Ventil (9) und das zweite Ventil (10) unabhängig voneinander betätigbar sind.
  4. Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Ansaugtrakt (2) über das erste Ventil (9) mit einer Tankentlüftungsleitung (11) verbindbar ist.
  5. Verbrennungskraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Abgastrakt (3) in Strömungsrichtung des Abgases vor der Turbine (6) über das zweite Ventil (10) mit dem Ansaugtrakt (2) verbindbar ist.
  6. Verbrennungskraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Abgastrakt (3) in Strömungsrichtung des Abgases nach der Turbine (6) über das erste Ventil (9) mit dem Ansaugtrakt (2) verbindbar ist.
  7. Verbrennungskraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das erste Ventil (9) sowie das zweite Ventil (10) jeweils als Butterfly-Ventil ausgeführt ist.
  8. Verbrennungskraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass im Ansaugtrakt (2) eine Bypassleitung (12) ausgebildet ist, wobei über die Bypassleitung (12) wahlweise der zweite Verdichter (5) umgehbar ist und so der Luftstrom nicht über den zweiten Verdichter (5) geleitet wird.
  9. Verbrennungskraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Strömungsregelmodul (8) über eine elektrische Steuereinheit steuerbar ist.
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