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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der aufgeladenen Verbrennungsmotoren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Aufladesystem für einen Verbrennungsmotor das konfiguriert ist um einen Überdrehzahlschutz bereitzustellen, sowie einen Verbrennungsmotor mit einem solchen Aufladesystem. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes für einen Abgasturbolader eines Aufladesystems.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Für die Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine werden heutzutage standardmäßig Abgasturbolader eingesetzt, mit einer Turbine im Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine und mit einem der Verbrennungskraftmaschine vorgelagerten Verdichter. Die Abgase der Brennkraftmaschine werden dabei in der Turbine entspannt. Die dabei gewonnene Arbeit wird mittels einer Welle auf den Verdichter übertragen, welcher die der Brennkraftmaschine zugeführte Luft verdichtet. Durch die Verwendung der Energie der Abgase zur Verdichtung der dem Verbrennungsprozess in der Brennkraftmaschine zugeführten Luft, können der Verbrennungsprozess und der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine optimiert werden.
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Bei Dieselmotoren, insbesondere im Betrieb mit Schweröl, können sich brennbare Verbrennungsrückstände oder sogar flüssiger Brennstoff im Abgasreceiver ansammeln. Dies erfolgt insbesondere wenn der Motor über längere Zeit in Leerlauf oder im Schwachlastbereich betrieben wird. In diesem Fall kann eine zufällige Zündquelle (z. B. eine abnormale Verbrennung bei einem Zylinder oder einfach eine heißere Verbrennung bei einer Motorlasterhöhung) die brennbare Masse im Abgasreceiver zum Brennen bringen, wodurch ein sogenannter Receiverbrand entsteht. In diesem Fall entwickelt sich die Verbrennung extrem schnell, da die Turbinenenergie steigt und der Verdichter zusätzliche warme Luft mit zunehmendem Druck liefert. Wenn die brennbare Masse ausreicht, erreicht der Turbolader in 2 bis 4 Sekunden die Berstdrehzahl. Solche Fälle können katastrophale Folgen für die Maschine haben als auch für anwesende Menschen lebensgefährlich werden.
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DARSTELLUNG DES TECHNISCHEN PROBLEMS
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Es hat sich herausgestellt, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme zur Erfassung eines Receiverbrands zu langsam sind um mit entsprechenden Gegenmaßnahmen auf den Receiverbrand reagieren zu können.
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Insbesondere hat sich herausgestellt, dass Systeme, welche Temperatursensoren zur Überwachung der Abgastemperatur verwenden um einen Receiverbrand zu detektieren, zu träge sind um rechtzeitig auf den Receiverbrand zu reagieren. Dies ist darin begründet, dass Temperatursensoren mit einem zeitlichen Verzug von einigen Sekunden auf eine Temperaturänderung reagieren, so dass ein rechtzeitiges Einleiten von Gegenmaßnahmen bei einem Receiverbrand zur Verhinderung des Erreichens der Berstdrehzahl des Turboladers in 2 bis 4 Sekunden mit den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen unmöglich ist.
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Ferner hat sich auch herausgestellt, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Drehzahlüberwachungssysteme ungeeignet sind, um auf einen Receiverbrand zu reagieren. Beispielsweise wird bei bekannten Drehzahlüberwachungssystemen bei Überschreitung einer bestimmten Grenzdrehzahl zunächst nur ein Alarmsignal abgeben auf das dann erst noch entsprechend reagiert werden muss.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde ein Aufladesystem für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, das in dieser Hinsicht verbessert ist, so dass ein zuverlässiger und verbesserter Überdrehzahlschutz für einen Turbolader bereitgestellt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Zur Lösung der obengenannten Aufgabe wird ein Aufladesystem für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes für einen Abgasturbolader gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Weitere Aspekte, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Figuren zu entnehmen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Aufladesystem für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt. Das Aufladesystem umfasst eine Aufladestufe, umfassend einen Abgasturbolader mit einem Verdichter, eine Ladeluftzuführung zum Zuführen von Luft zu einem Luftsammler des Verbrennungsmotors und eine Abgasturbine in einem Abgaspfad am Abgassammler des Verbrennungsmotors. Des Weiteren umfasst das Aufladesystem eine Sicherheitseinrichtung zum Überwachen einer Abgasturboladerdrehzahl. Die Sicherheitseinrichtung umfasst einen Drehzahlsensor zum Messen der Abgasturboladerdrehzahl, eine Steuereinheit zum Bestimmen einer Beschleunigung des Abgasturboladers anhand eines Messsignals des Drehzahlsensors, und einen Schließmechanismus zum Unterbrechen einer Luftzufuhr zum Abgassammler bei Detektion einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers.
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Somit wird vorteilhafterweise ein Aufladesystem bereitgestellt, mit welchem ein effektiver Überdrehzahlschutz bereitgestellt wird, der das Erreichen der Berstdrehzahl des Turboladers bei Ausbruch eines Receiverbrands verhindert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verbrennungsmotor umfassend ein Aufladesystem gemäß einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt, so dass vorteilhafterweise ein Verbrennungsmotor mit einem verbesserten Überdrehzahlschutz für einen Abgasturbolader bereitgestellt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes für einen Abgasturbolader eines Aufladesystems bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Messen einer Abgasturboladerdrehzahl mittels eines Drehzahlsensors, Bestimmen einer Beschleunigung des Abgasturboladers mittels einer Steuereinheit, und Unterbrechen einer Luftzufuhr zu einem Abgassammler des Verbrennungsmotors mittels eines Schließmechanismus bei Detektion einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers.
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Somit wird vorteilhafterweise ein Verfahren bereitgestellt, mit welchem ein effektiver Überdrehzahlschutz bereitgestellt wird, so dass ein Erreichen der Berstdrehzahl des Turboladers bei Ausbruch eines Receiverbrands verhindert werden kann.
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Figurenliste
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Im Weiteren soll die Erfindung anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden, aus denen sich weitere Vorteile und Abwandlungen ergeben. Hierbei zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Aufladesystems gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen;
- 2 eine schematische Ansicht eines Aufladesystems gemäß weiteren hierin beschriebenen Ausführungsformen;
- 3a eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Schließmechanismus zum Unterbrechen einer Luftzufuhr in einem geöffneten Zustand;
- 3b eine schematische Ansicht des Schließmechanismus von 3a in einem geschlossenen Zustand; und
- 4 ein Flussdiagramm zu Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes für einen Abgasturbolader eines Aufladesystems gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Aufladesystems 100 für einen Verbrennungsmotor 122 gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen. Der Verbrennungsmotor 122 umfasst typischerweise mehrere Zylinder. Beispielsweise kann der Verbrennungsmotor sechs Zylinder Z1-Z6 aufweisen wie es beispielhaft in den 1 und 2 dargestellt ist. Das Aufladesystem 100 umfasst eine Aufladestufe, die einen Abgasturbolader 101 mit einem Verdichter 110 aufweist. Der Verdichter 110 ist typischerweise ausgebildet um Luft aus einem Eintritt anzusaugen und zu komprimieren.
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Ferner umfasst das Aufladesystem 100, wie es beispielhaft in 1 dargestellt ist, eine Ladeluftzuführung 111 zum Zuführen von Luft zu einem Einlass des Verbrennungsmotors 122. Der Einlass des Verbrennungsmotors 122 ist beispielsweise als Luftsammler 121 ausgeführt, welcher die komprimierte Luft sammelt und auf die Zylinder des Verbrennungsmotors verteilt. In einem Abgaspfad 112 am Auslass des Verbrennungsmotors 122 ist eine Abgasturbine 130 angeordnet. Beispielsweise kann der Auslass des Verbrennungsmotors 122 als Abgassammler 123 ausgebildet sein, welcher das Abgas aus den Zylindern des Verbrennungsmotors sammelt und zur Abgasturbine führt. Die Abgasturbine expandiert das Abgas wodurch die Leistung für den Verdichterantrieb produziert wird.
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Wie in 1 beispielhaft dargestellt ist, umfasst das Aufladesystem 100 ferner eine Sicherheitseinrichtung 150 zum Überwachen einer Abgasturboladerdrehzahl. Die Sicherheitseinrichtung umfasst einen Drehzahlsensor 151 zum Messen der Abgasturboladerdrehzahl, eine Steuereinheit 152 zum Bestimmen einer Beschleunigung des Abgasturboladers, insbesondere einer Beschleunigung eines Rotors des Abgasturboladers (im Folgenden auch als Abgasturboladerrotor bezeichnet), anhand eines Messsignals S1 des Drehzahlsensors 151, und einen Schließmechanismus 153 zum Unterbrechen einer Luftzufuhr zum Abgassammler 123 bei Detektion einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers , insbesondere bei einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladerrotors.
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Im normalen Betrieb stellt der Verbrennungsmotor die Energiequelle dar. Der Kraftstoff wird in den Zylindern des Verbrennungsmotors verbrannt und die Energie teilt sich in etwa gleichmäßig zwischen produzierter Leistung und Abgasenergie für die Turbine auf.
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Bei einem Receiverbrand, d.h. wenn im Abgassammler brennbare Ruckstände brennen, wird der Receiverbrand zur dominanten Energiequelle. Der Turbolader funktioniert dann wie eine Gasturbine mit Brennkammer in dem Abgassammler. Das hat zur Folge, dass es bei einem Receiverbrand irrelevant wird was der Verbrennungsmotor macht. Mit anderen Worten, eine Unterbrechung der Brennstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor würde nicht verhindern können, dass der Turbolader aufgrund des Receiverbrands schnell beschleunigt und in kurzer Zeit, typischerweise 2-4 Sekunden nach Ausbruch des Receiverbrands, die Berstdrehzahl erreicht. Das bedeutet, dass der Turbolader bei einem Receiverbrand sehr schnell beschleunigt, wobei die Beschleunigung um Faktoren grösser ist als im normalen Betrieb.
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Gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen des Aufladesystems wird vorteilhafter Weise bei Detektion einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers, insbesondere bei Detektion einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladerrotors, die Luftzufuhr zum Abgassammler des Verbrennungsmotors unterbrochen, so dass der Receiverbrand in kurzer Zeit, d.h. in weniger als 2 Sekunden, erstickt wird. Somit kann durch Unterbrechen der Luftzufuhr zu dem als Brennkammer wirkenden Abgassammler das Feuer im Abgassammler in kurzer Zeit gelöscht werden, sodass ein Erreichen der Berstdrehzahl des Turboladers bei einem Receiverbrand verhindert wird.
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Beispielsweise, kann die Luftzufuhr zum Abgassammler des Verbrennungsmotors durch einen Schließmechanismus 153, insbesondere ein Ventil, unterbrochen werden, der in der Ladeluftzuführung 111 angeordnet ist, wie es beispielhaft in den 1 und 2 gezeigt ist. Insbesondere kann der Schließmechanismus 153 in der Ladeluftzuführung 111 zwischen Verdichter 110 und Luftsammler 121 angeordnet sein. In Ausführungsformen, in welchen in der Ladeluftzuführung 111 ein Ladeluftkühler 145 angeordnet ist (siehe z.B. 2), kann der Schließmechanismus 153 in der Ladeluftzuführung 111 zwischen Verdichter 110 und Ladeluftkühler 145 oder zwischen Ladeluftkühler 145 und Luftsammler 121 angeordnet sein.
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Alternativ kann die Luftzufuhr zum Abgassammler des Verbrennungsmotors auch unterbrochen werden, wenn die Zylinderventile des Verbrennungsmotors geschlossen und nicht mehr geöffnet werden. Mit anderen Worten, der Schließmechanismus zum Unterbrechen der Luftzufuhr zum Abgassammler können die Zylinderventile des Verbrennungsmotors sein.
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Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist die Steuereinheit 152 konfiguriert um eine Beschleunigung des Abgasturboladers, insbesondere des Abgasturboladerrotors, anhand einer Berechnung des Gradienten der Abgasturboladerdrehzahl zu bestimmen. Typischerweise ist die Steuereinheit 152 eine elektronische Recheneinheit. Die Berechnung des Gradienten der Abgasturboladerdrehzahl erfolgt durch Bestimmen der Änderung der Abgasturboladerdrehzahl (Δn) in einem bestimmten Zeitintervall (Δt). Das heißt der Gradient Δn/Δt ist ein Maß für die Beschleunigung des Abgasturboladers, insbesondere des Abgasturboladerrotors.
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Typischerweise ist der Drehzahlsensor 151 konfiguriert um die Abgasturboladerdrehzahl mit einer hohen Abtastrate zu überwachen. Beispielsweise kann die Abtastrate AR des Drehzahlsensors AR ≥ 10 Hz, insbesondere AR ≥ 50 Hz, insbesondere AR ≥ 100 Hz sein.
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Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist die Steuereinheit 152 konfiguriert, um bei Feststellung einer Überschreitung der kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers, ein Auslösesignal S2 zum Unterbrechen der Luftzufuhr an den Schließmechanismus zu senden.
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Die kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers, d.h. die kritischen Beschleunigung des Abgasturboladerrotors, ist typischerweise ein vordefinierter Schwellwert, der hoch genug ist, um im normalen Motorbetrieb nicht erreicht zu werden, und tief genug, um eine rechtzeitige Erkennung des Receiverbrands zu ermöglichen. Mit anderen Worten, der Schwellwert der kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers kann durch einen Schwellwert für einen Gradienten der Abgasturboladerdrehzahl Δn/Δt angegeben werden, bei welchem das Auslösesignal S2 zum Unterbrechen der Luftzufuhr an den Schließmechanismus gesendet wird, und derart gewählt wird, dass Beschleunigungen des Abgasturboladers, insbesondere Beschleunigungen des Abgasturboladerrotors, die im normalen Motorbetrieb auftreten nicht zum Senden des Auslösesignals S2 führen. Demnach hängt die Wahl des Schwellwerts für die kritische Beschleunigung des Abgasturboladers von dem gewählten Verbrennungsmotor bzw. Turbolader ab und kann von dem Fachmann entsprechend bestimmt werden.
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Beispielsweise liegt die maximale Beschleunigung im normalen Motorbetrieb typischerweise in der Größenordnung von 10%/Sekunde. Eine durch einen Receiverbrand verursachte Beschleunigung liegt typischerweise in der Größenordnung von etwa 30%/Sekunde. Die Beschleunigungseinheit %/Sekunde gibt dabei die prozentuale Drehzahlvariation in der Zeiteinheit von einer Sekunde an. Dies erlaubt die Beschleunigungswerte unabhängig von der Maschinengröße darzustellen. Demnach kann gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierein beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, der vorbestimmte Schwellwert für die kritische Beschleunigung des Abgasturboladers beispielsweise aus einem Wertebereich von 15%/s bis 20%/s ausgewählt werden.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Sicherheitseinrichtung 150 gemäß den hierein beschriebenen Ausführungsformen konfiguriert ist um nur positive Beschleunigungen zu überwachen, so dass der Rotor, beispielsweise in einem Pumpzyklus, mit einer sehr hohen negativen Beschleunigung (im Betrag über dem Schwellwert) gebremst werden kann ohne dass es zum Senden des Auslösesignals S2 kommt.
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Wird der vorbestimmte Schwellwert für die kritische Beschleunigung des Abgasturboladers überschritten, beispielsweise ein vorbestimmter Schwellwert für den Gradienten der Abgasturboladerdrehzahl Δn/Δt, , wird gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen die Luftzufuhr zum Abgassammler 123 unterbrochen, beispielsweise durch einen in der Ladeluftzuführung 111 angeordneten Schließmechanismus 153 oder durch Schließen und nicht mehr Öffnen der Zylinderventile des Verbrennungsmotors. Damit verbleibt für die Verbrennung nur die schon angesammelte Luft vorhanden und der Receiverbrand, d.h. das Feuer im Abgassammler, wird durch Luftmangel gelöscht bevor kritische Turboladerdrehzahlen erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist der Schließmechanismus 153 derart konfiguriert, dass beim Unterbrechen der Luftzufuhr zum Abgassammler 123 ein Nebenkanal 155 geöffnet wird. Wie beispielhaft in 2 dargestellt ist, kann der Nebenkanal 155 derart konfiguriert sein, um die Luft in eine Gasströmung nach der Abgasturbine 130 rückzuführen.
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Dadurch kann vorteilhafterweise eine zusätzliche Sicherheit erzeugt werden, da durch den Nebenkanal ein alternativer Weg für die komprimierte Luft vom Verdichter freigegeben wird, so dass der Verdichter weiterhin einen Volumenstrom liefert wodurch dessen Bremswirkung grösser ist, als wenn der Luftstrom vollständig blockiert wird. Da auch im Luftsammler Flammen entstehen könnten, wird die durch den Nebenkanal ausgeblasene Luftmenge vorteilhafterweise in die Gasströmung nach der Abgasturbine rückgeführt, wie es beispielhaft in 2 dargestellt ist, und nicht in die Umgebung frei gelassen.
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Wie oben bereits erwähnt kann gemäß einer Ausführungsform, wie sie beispielhaft in 2 gezeigt ist, in der Ladeluftzuführung 111 ein Ladeluftkühler 145 angeordnet sein. Typischerweise ist der Ladeluftkühler konfiguriert um die vom Verdichter komprimierte Luft zu kühlen. In 2 ist der Ladeluftkühler 145 zwischen dem Verdichter 110 und dem Schließmechanismus 153 angeordnet. Alternativ kann der Ladeluftkühler 145 auch zwischen dem Schließmechanismus 153 und dem Luftsammler 121 des Verbrennungsmotors angeordnet sein.
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Die 3a und 3b zeigen schematische Ansichten einer beispielhaften Ausführungsform eines Schließmechanismus zum Unterbrechen einer Luftzufuhr zum Abgassammler, wobei 3a einen geöffneten Zustand und 3b einen geschlossenen Zustand zeigt.
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Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist der Schließmechanismus 153 derart konfiguriert, dass eine Luftströmung zur Verstärkung einer Schließkraft des Schließmechanismus verwendet wird. Insbesondere kann der Schließmechanismus ein Schließelement 156 aufweisen, beispielsweise eine Schnellschlussklappe, die derart angeordnet und konfiguriert ist, dass beim Schließen eine Luftströmung im Hauptkanal 154 auf das Schließelement 156 wirkt, wodurch vorteilhafter Weise die Schließkraft des Schließmechanismus verstärkt wird. Darüber hinaus kann eine derartige Konfiguration auch vorteilhaft sein um ein möglichst schnelles Schließen des Schließmechanismus zu erreichen.
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Wie beispielhaft in den 3a und 3b dargestellt ist kann der Schließmechanismus 153 gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, einen Auslösemechanismus 157 umfassen, der konfiguriert ist um bei Erhalt eines Auslösesignals S2 von der Steuereinheit 152 das Schließelement 156 zu betätigen um die Luftzuführung zu unterbrechen. Ferner ist in den 3a und 3b schematisch veranschaulich, dass beim Unterbrechen der Luftzufuhr durch den Schließmechanismus, insbesondere mittels des Schließelements 156, ein Nebenkanal 155 geöffnet wird wenn der Hauptkanal 154, beispielsweise der Kanal der Ladeluftzuführung 111, geschlossen wird.
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Gemäß einer Ausführungsform, die mit anderen hierein beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist der Schließmechanismus 153 als Ventil ausgebildet, das derart konfiguriert ist, dass das Ventil im Wesentlichen vorwiegend, insbesondere ausschließlich, vom Luftdruck im Hauptkanal 154 geschlossen werden kann. Gemäß einer beispielhaften Ausführung, kann der Auslösemechanismus 157 beispielsweise ein vorgespannte Feder aufweisen, die von dem Auslösesignal S2 freigelassen wird, so dass das Schließelement 156 in die geschlossene Position bewegt wird, wie es beispielhaft in 3b dargestellt ist. Dabei kann das Schließelement 156 des Ventils von der in dem Hauptkanal 154 strömenden Luft in die geschlossene Position geführt werden.
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Wie in 3a beispielhaft dargestellt ist, ist der Schließmechanismus, insbesondere der als Ventil konfigurierte Schließmechanismus, typischerweise so gestaltet, dass der Widerstand im offenen Zustand minimal ist. Wie bereits erläutert, muss das Schließen schnell und sicher erfolgen, was beispielsweise durch Nutzen der Luftströmung im Hauptkanal zur Verstärkung der Schließkraft und Schließgeschwindigkeit ermöglicht wird.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die in den 3a und 3b dargestellte Ausführungsform nur eine beispielhafte Ausführungsform zur Veranschaulichung des Prinzips des Schließmechanismus darstellt und nicht als einschränkend zu verstehen ist. Andere Ausführungsformen des Schließmechanismus, die dazu geeignet sind eine Luftzufuhr zum Abgassammler schnell und effektiv zu unterbrechen, können in den hierein beschriebenen Ausführungsformen des Aufladesystems alternativ verwendet werden.
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4 zeigt ein Flussdiagramm zu Veranschaulichung eines Verfahrens 200 gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes für einen Abgasturbolader eines Aufladesystems für einen Verbrennungsmotor. Insbesondere kann das Aufladesystem ein Aufladesystem 100 gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen sein.
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Wie beispielhaft in 4 dargestellt ist umfasst das Verfahren 200 zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes ein Messen 210 einer Abgasturboladerdrehzahl mittels eines Drehzahlsensors, ein Bestimmen 220 einer Beschleunigung des Abgasturboladers, insbesondere des Abgasturboladerrotors mittels einer Steuereinheit, und ein Unterbrechen 230 einer Luftzufuhr zu einem Abgassammler des Verbrennungsmotors mittels eines Schließmechanismus bei Detektion einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers, insbesondere einer kritischen Beschleunigung des Abgasturboladerrotors. Die Detektion der kritischen Beschleunigung des Abgasturboladers erfolgt typischerweise durch die Steuereinheit 152 wie sie hierin beschrieben ist.
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Insbesondere wird bei dem Verfahren 200 zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes ein Drehzahlsensor 151 gemäß den hierein beschriebenen Ausführungsformen, eine Steuereinheit 152 gemäß den hierein beschriebenen Ausführungsformen, und ein Schließmechanismus 153 gemäß den hierein beschriebenen Ausführungsformen verwendet.
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Gemäß einer Ausführungsform die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, umfasst das Unterbrechen 230 der Luftzufuhr ein Öffnen eines Nebenkanals, wobei der Nebenkanal ausgebildet ist um Luft in eine Gasströmung nach einer Abgasturbine rückzuführen, wie es beispielhaft in Zusammenhang mit den hierein beschriebenen Ausführungsformen des Aufladsystems beschrieben ist.
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Gemäß einer Ausführungsform die mit anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, umfasst das Unterbrechen 230 der Luftzufuhr ein Verstärken einer Schließkraft des Schließmechanismus mittels einer Luftströmung, wie es beispielhaft in Zusammenhang mit den hierein beschriebenen Ausführungsformen des Aufladsystems beschrieben ist.
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Wie durch die oben beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich wird kann mit dem hierin beschriebenen Ausführungsformen ein Aufladesystem für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes bereitgestellt werden, mit welchen, im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, ein effektiver und verbesserter Überdrehzahlschutz für einen Abgasturbolader bereitgestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Aufladesystem
- 101
- Abgasturbolader der Aufladestufe
- 110
- Kompressor
- 111
- Ladeluftzuführung der Aufladestufe
- 112
- Abgaspfad der Aufladestufe
- 121
- Luftsammler
- 122
- Verbrennungsmotor
- 123
- Abgassammler
- 130
- Abgasturbine
- 145
- Ladluftkühler
- 150
- Sichereinheitseinrichtung
- 151
- Drehzahlsensor
- 152
- Steuereinheit
- 153
- Ventil
- 154
- Hauptkanal
- 155
- Nebenkanal
- 156
- Schließelement
- 200
- Verfahren zum Bereitstellen eines Überdrehzahlschutzes
- 210
- Messen einer Abgasturboladerdrehzahl
- 220
- Bestimmen einer Beschleunigung des Abgasturboladers
- 230
- Unterbrechen einer Ladeluftzuführung
