DE102019114932A1 - Method for an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger system, in particular for an internal combustion engine - Google Patents

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Tetsu Suzuki
Georgios Iosifidis
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader, wobei der Abgasturbolader (2) mit Hilfe eines zusätzlichen Antriebs (21) angetrieben werden kann, und wobei in einem Ansaugstrang (4) der Verbrennungskraftmaschine (1) ein Ladeluftkühler (8) zum Kühlen der der Verbrennungskraftmaschine (1) zuzuführenden Ladeluft angeordnet ist, und wobei der Abgasturbolader (2) ein Laufzeug (27) aufweist, umfassend ein Turbinenrad (16), welches drehfest mit einem Verdichterrad (18) mit Hilfe einer Welle (17) verbunden ist, wobei das Turbinenrad (16) in einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt (5) des Abgasturboladers (2), das Verdichterrad (18) in einem durchströmbaren Frischluftführungsabschnitt (3) des Abgasturboladers (2) und die Welle (17) in einem Lagerabschnitt (28) des Abgasturboladers (2) gelagert sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- ein geometrisches Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine (1) von einem effektiven Verdichtungsverhältnis entkoppelt wird, wobei das effektive Verdichtungsverhältnis kleiner ist als das geometrische Verdichtungsverhältnis,- aus der Verbrennungskraftmaschine (1) austretendes Abgas im vollständigen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine (1) vollständig das Turbinenrad (16) beaufschlagt, und- ein Ladedruck der Verbrennungskraftmaschine (1) anhebbar ist, damit ein zumindest dem geometrischen Verdichtungsverhältnis entsprechender Druck im Zylinder (12) bei geschlossenen Einlass- und Auslasskanälen (13, 14) der Verbrennungskraftmaschine (1) erzielt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Abgasturboladersystem (26) für insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger, the exhaust gas turbocharger (2) being able to be driven with the aid of an additional drive (21), and with a charge air cooler (8) in an intake line (4) of the internal combustion engine (1) for Cooling of the charge air to be supplied to the internal combustion engine (1) is arranged, and wherein the exhaust gas turbocharger (2) has a rotor (27) comprising a turbine wheel (16) which is non-rotatably connected to a compressor wheel (18) by means of a shaft (17) , wherein the turbine wheel (16) in a flowable exhaust gas guide section (5) of the exhaust gas turbocharger (2), the compressor wheel (18) in a flowable fresh air guide section (3) of the exhaust gas turbocharger (2) and the shaft (17) in a bearing section (28) of the Exhaust gas turbocharger (2) are stored. According to the invention it is provided that - a geometric compression ratio of the internal combustion engine (1) is decoupled from an effective compression ratio, the effective compression ratio being smaller than the geometric compression ratio, - exhaust gas emerging from the internal combustion engine (1) completely in the full operating range of the internal combustion engine (1) applied to the turbine wheel (16), and a boost pressure of the internal combustion engine (1) can be raised so that a pressure in the cylinder (12) corresponding at least to the geometric compression ratio is achieved with the inlet and outlet channels (13, 14) of the internal combustion engine (1) closed . The invention also relates to an exhaust gas turbocharger system (26) for, in particular, an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Abgasturboladersystem, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß Patentanspruch 11.The invention relates to a method for an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger of the type specified in the preamble of patent claim 1 and an exhaust gas turbocharger system, in particular for an internal combustion engine according to patent claim 11.

Es ist bekannt, dass insbesondere hochaufgeladene Verbrennungskraftmaschinen eine Klopfneigung aufweisen. Das heißt, dass aufgrund entsprechend hoher Temperaturen in Verbindung mit entsprechenden Drücken eine ungeregelte Verbrennung in einem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine stattfindet. Dieses so genannte Klopfen kann mit Hilfe unterschiedlicher Maßnahmen vermieden werden, wobei dies jedoch üblicherweise mit einer Leistungseinbuße der Verbrennungskraftmaschine einhergeht.It is known that highly charged internal combustion engines in particular have a tendency to knock. This means that due to correspondingly high temperatures in conjunction with corresponding pressures, uncontrolled combustion takes place in a cylinder of the internal combustion engine. This so-called knocking can be avoided with the aid of various measures, but this usually goes hand in hand with a loss of performance of the internal combustion engine.

Gemäß dem Stand der Technik wird hierzu eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader ausgestattet, wobei ein den Abgasturbolader aufweisendes Abgasturboladersystem einen zusätzlichen Antrieb zur Beschleunigung eines Laufzeugs des Abgasturboladers besitzt. Zur Vermeidung einer Verschlechterung eines Ansprechverhaltens des Laufzeugs wird der Abgasturbolader in seinem Durchsatz möglichst klein ausgebildet. Damit insbesondere in mittleren und oberen Lastbereichen der Verbrennungskraftmaschine nicht die Gefahr eines Stopfens auftritt, wird ein Umgehungskanal des Abgasturboladers, welcher einer fluidischen Umgehung des Turbinenrades dient, geöffnet. Dies stellt eine Effizienzeinbuße der Verbrennungskraftmaschine mit dem Abgasturbolader dar, da Abgas der Verbrennungskraftmaschine ungenützt am Abgasturbolader vorbei geleitet wird.According to the prior art, an internal combustion engine is equipped with an exhaust gas turbocharger for this purpose, an exhaust gas turbocharger system having the exhaust gas turbocharger having an additional drive for accelerating a running gear of the exhaust gas turbocharger. To avoid a deterioration in the response behavior of the rotor, the exhaust gas turbocharger is designed to be as small as possible in terms of its throughput. So that there is no risk of clogging, especially in the middle and upper load ranges of the internal combustion engine, a bypass channel of the exhaust gas turbocharger, which is used to bypass the turbine wheel fluidically, is opened. This represents a loss of efficiency of the internal combustion engine with the exhaust gas turbocharger, since exhaust gas from the internal combustion engine is passed unused past the exhaust gas turbocharger.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader bereitzustellen, welches im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine die vorstehend genannten Nachteile reduziert. Eine weitere Aufgabe ist die Angabe eines insbesondere für das Verfahren geeigneten Abg astu rboladersystems.The object of the present invention is to provide a method for an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger which reduces the aforementioned disadvantages during operation of the internal combustion engine. Another object is to specify an exhaust gas turbo charger system that is particularly suitable for the method.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weitere Aufgabe wird mit einem Abgasturboladersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 erzielt. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method for an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger with the features of claim 1. The further object is achieved with an exhaust gas turbocharger system with the features of claim 11. Advantageous configurations with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader, wobei der Abgasturbolader mit Hilfe eines zusätzlichen Antriebs angetrieben werden kann, und wobei in einem Ansaugstrang der Verbrennungskraftmaschine ein Ladeluftkühler zum Kühlen der der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Ladeluft angeordnet ist. Der Abgasturbolader weist ein Laufzeug auf, welches ein Turbinenrad besitzt, das drehfest mit einem Verdichterrad mit Hilfe einer Welle verbunden ist. Das Turbinenrad ist in einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt des Abgasturboladers, das Verdichterrad in einem durchströmbaren Frischluftführungsabschnitt des Abgasturboladers und die Welle in einem Lagerabschnitt des Abgasturboladers gelagert. Erfindungsgemäß wird ein geometrisches Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine von einem effektiven Verdichtungsverhältnis entkoppelt, wobei das effektive Verdichtungsverhältnis kleiner ist als das geometrische Verdichtungsverhältnis, und aus der Verbrennungskraftmaschine austretendes Abgas beaufschlagt vollständig das Turbinenrad, und ein Ladedruck der Verbrennungskraftmaschine ist anhebbar, damit ein zumindest dem geometrischen Verdichtungsverhältnis entsprechender Druck im Zylinder bei geschlossenen Einlass- und Auslasskanälen der Verbrennungskraftmaschine erzielbar ist. Der Vorteil ist, dass mit Hilfe dieses Verfahrens eine effiziente Verbrennungskraftmaschine herbeigeführt werden kann, deren gesamter Abgasmassenstrom, oder mit anderen Worten, deren Abgas, vollständig über das Turbinenrad geführt wird. Dies ist vorgesehen im vollständigen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine. Mit Hilfe der Anpassung des Ladedruckes der Verbrennungskraftmaschine ist es ermöglicht, auch bei einem vom Abgasturbolader bereitgestellten reduzierten Ladedruck eine bestimmte Leistung der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren, welche einer Leistung einer gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine, welche eine Klopfneigung aufweist, entspricht.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger, wherein the exhaust gas turbocharger can be driven with the aid of an additional drive, and wherein a charge air cooler for cooling the charge air to be supplied to the internal combustion engine is arranged in an intake line of the internal combustion engine. The exhaust gas turbocharger has a rotor which has a turbine wheel which is connected in a rotationally fixed manner to a compressor wheel with the aid of a shaft. The turbine wheel is mounted in an exhaust gas routing section of the exhaust gas turbocharger that can be flowed through, the compressor wheel is mounted in a fresh air routing section of the exhaust gas turbocharger through which flow can flow, and the shaft in a bearing section of the exhaust gas turbocharger. According to the invention, a geometric compression ratio of the internal combustion engine is decoupled from an effective compression ratio, the effective compression ratio being smaller than the geometric compression ratio, and exhaust gas emerging from the internal combustion engine completely pressurizes the turbine wheel, and a boost pressure of the internal combustion engine can be increased so that it corresponds at least to the geometric compression ratio Pressure in the cylinder can be achieved with the inlet and outlet channels of the internal combustion engine closed. The advantage is that with the help of this method an efficient internal combustion engine can be brought about, the entire exhaust gas mass flow of which, or in other words the exhaust gas, is guided completely via the turbine wheel. This is provided in the entire operating range of the internal combustion engine. With the help of the adaptation of the boost pressure of the internal combustion engine, it is possible to realize a certain power of the internal combustion engine, even with a reduced boost pressure provided by the exhaust gas turbocharger, which corresponds to an output of an internal combustion engine designed according to the prior art, which has a knocking tendency.

Die Anpassung des Ladedruckes der Verbrennungskraftmaschine muss nicht zwingend mit Hilfe des Abgasturboladers erfolgen. Dies könnte ebenso durch einen zusätzlichen bspw. mechanischen Verdichter erfolgen.The adjustment of the boost pressure of the internal combustion engine does not necessarily have to take place with the aid of the exhaust gas turbocharger. This could also be done by an additional, for example, mechanical compressor.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Anhebung des Ladedrucks durch Anhebung einer Drehzahl der Welle, wobei die Anhebung mit Hilfe des zusätzlichen Antriebs über eine wirkverbundene Kopplung desselben mit der Welle ausgebildet wird. Somit muss keine weitere Vorrichtung zur Erzielung des vorgesehenen Ladedrucks bereit gestellt werden, sondern es kann der bereits vorgesehene zusätzliche Antrieb in besonders drehzahlreduzierten Betriebspunkten des Abgasturboladers zur Anhebung seiner Fördermenge genutzt werden.In one embodiment of the method according to the invention, the boost pressure is increased by increasing a speed of the shaft, the increase being implemented with the aid of the additional drive via an operatively connected coupling of the same to the shaft. Thus, no further device has to be provided to achieve the intended boost pressure, but the additional drive that is already provided can be used in particularly speed-reduced operating points of the exhaust gas turbocharger to increase its delivery rate.

Insbesondere ist der zusätzliche Antrieb ein Elektromotor, welcher bevorzugt zur Reduzierung einer thermischen Belastung des Antriebs zwischen dem Frischluftführungsabschnitt und dem Lagerabschnitt aufgenommen ist.In particular, the additional drive is an electric motor, which is preferably accommodated between the fresh air guide section and the bearing section in order to reduce a thermal load on the drive.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt in mittleren bis oberen Last- und Drehzahlbereichen eine Einspeisung von überschüssiger Rotationsenergie der Welle in ein energieaufnehmendes Aggregat. Der Vorteil ist, dass der zusätzliche Antrieb als Generator wirkt und insbesondere eine Batterie der Verbrennungskraftmaschine mit Energie versorgen kann, wodurch eine weiter kraftstoffreduzierte Verbrennungskraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren realisiert werden kann.In a further advantageous embodiment, excess rotational energy of the shaft is fed into an energy-absorbing unit in the middle to upper load and speed ranges. The advantage is that the additional drive acts as a generator and, in particular, can supply a battery of the internal combustion engine with energy, as a result of which a further fuel-reduced internal combustion engine can be implemented with the method according to the invention.

Zur Erzielung einer möglichst hohen Ladung der Verbrennungskraftmaschine hat es sich vorteilhaft gezeigt, die vom Abgasturbolader bereitgestellte Ladeluft vor ihrem Eintritt in die Verbrennungskraftmaschine zu kühlen, wobei insbesondere die Ladeluft in einem Ladeluftkühler gekühlt wird, welcher in einem Ansaugstrang der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.To achieve the highest possible charge of the internal combustion engine, it has been shown to be advantageous to cool the charge air provided by the exhaust gas turbocharger before it enters the internal combustion engine, the charge air in particular being cooled in a charge air cooler which is arranged in an intake line of the internal combustion engine.

Schließzeiten der Einlassventile in einem Bereich zwischen 20 und 70°KW nach oder vor einem unteren Totpunkt eines Kolbens der Verbrennungskraftmaschine, haben sich als besonders günstig zur Erlangung einer effizienten Verbrennungskraftmaschine gezeigt.Closing times of the inlet valves in a range between 20 and 70 ° CA after or before a bottom dead center of a piston of the internal combustion engine have proven to be particularly favorable for achieving an efficient internal combustion engine.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine weitere Effizienzsteigerung der Verbrennungskraftmaschine herbeiführen durch eine Regelung einer Anströmung des Turbinenrades. Das heißt mit anderen Worten, dass der auf das Turbinenrad geführte Abgasstrom durch bevorzugt eine Regelung eines Strömungsquerschnitts stromauf des Turbinenrades, insbesondere unmittelbar vor dem Turbinenrad, hinsichtlich seines thermodynamischen Zustandes angepasst wird. Bevorzugt wird die Regelung mit Hilfe eines verstellbaren Leitapparates herbeigeführt. Der verstellbare Leitapparat zeichnet sich durch eine Mehrzahl verdrehbar über einem Umfang des Turbinenrades angeordneter Leitschaufeln aus, wodurch sich ein effektiver Strömungsquerschnitt stromauf des Turbinenrades variieren lässt.With the method according to the invention, a further increase in the efficiency of the internal combustion engine can be brought about by regulating a flow to the turbine wheel. In other words, the exhaust gas flow directed to the turbine wheel is adapted with regard to its thermodynamic state by preferably regulating a flow cross section upstream of the turbine wheel, in particular directly in front of the turbine wheel. The regulation is preferably brought about with the aid of an adjustable diffuser. The adjustable diffuser is characterized by a plurality of guide vanes arranged rotatably over a circumference of the turbine wheel, whereby an effective flow cross section can be varied upstream of the turbine wheel.

Zur weiteren Reduzierung von Emissionen und zur weiteren Effizienzsteigerung der Verbrennungskraftmaschine sieht das erfindungsgemäße Verfahren eine Abgasrückführung von aus dem Abgasführungsabschnitt strömendem Abgas vor den Frischluftführungsabschnitt vor, wobei das rückgeführte Abgas im Frischluftführungsabschnitt verdichtet und stromauf der Verbrennungskraftmaschine gekühlt wird.To further reduce emissions and further increase the efficiency of the internal combustion engine, the method according to the invention provides for exhaust gas recirculation of exhaust gas flowing from the exhaust gas routing section upstream of the fresh air routing section, the recirculated exhaust gas being compressed in the fresh air routing section and cooled upstream of the internal combustion engine.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Abgasturboladersystem, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, aufweisend einen umströmungsfreien Abgasturbolader umfassend einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt mit einem im Abgasführungsabschnitt drehbar angeordneten Turbinenrad, einen durchströmbaren Frischluftführungsabschnitt mit einem im Frischluftführungsabschnitt drehbar angeordneten Verdichterrad, und einem Lagerabschnitt, welcher eine das Turbinenrad mit dem Verdichterrad drehfest verbindende Welle drehbar aufnimmt. Zur Unterstützung einer Rotation der Welle ist ein zusätzlicher Antrieb ausgebildet. Des Weiteren ist ein Rückführkanal vorgesehen, welcher einenends stromab des Turbinenrades von einem Austrittsabschnitt des Abgasturboladersystems abzweigend und anderenends stromauf des Verdichterrades in einen Eintrittsabschnitt des Abgasturboladersystems einmündend ausgebildet ist. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Abgasturboladersystems ist darin zu sehen, dass insbesondere bei Betriebspunkten des Abgasturboladers mit einer geringen Luftfördermenge über den Abgasführungsabschnitt strömendes Abgas zumindest teilweise in den Frischluftführungsabschnitt gefördert werden kann, damit ein gewünschter Ladedruck des Abgasturboladers bereit gestellt werden kann. Dadurch ist eine das erfindungsgemäße Abgasturboladersystem aufweisende Verbrennungskraftmaschine insbesondere verbrauchs- und emissionsreduziert zu betreiben. Der Vorteil einer weiteren Verbrauchs- und Emissionsreduzierung der Verbrennungskraftmaschine ergibt sich bei einer Anordnung einer Abgasreinigungseinheit stromab des Turbinenrades im Austrittsabschnitt, da somit das rückgeführte Abgas gereinigt dem Frischluftführungsabschnitt zugeführt werden kann.A second aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger system, in particular for an internal combustion engine, having an exhaust gas turbocharger free of flow, comprising a flow-through exhaust gas duct section with a turbine wheel rotatably arranged in the exhaust gas duct section, a flow-through fresh air duct section with a compressor wheel rotatably arranged in the fresh air duct section, and a bearing section which has a turbine wheel the compressor wheel rotatably connects the shaft rotatably. An additional drive is designed to support a rotation of the shaft. Furthermore, a return duct is provided, which branches off at one end downstream of the turbine wheel from an outlet section of the exhaust gas turbocharger system and at the other end upstream of the compressor wheel opens into an inlet section of the exhaust gas turbocharger system. The advantage of the exhaust gas turbocharger system according to the invention is that, particularly at operating points of the exhaust gas turbocharger with a low air flow rate, exhaust gas flowing via the exhaust gas duct section can be at least partially conveyed into the fresh air duct section so that a desired boost pressure of the exhaust gas turbocharger can be provided. As a result, an internal combustion engine having the exhaust gas turbocharger system according to the invention can be operated with reduced consumption and emissions in particular. The advantage of a further reduction in consumption and emissions of the internal combustion engine arises when an exhaust gas cleaning unit is arranged downstream of the turbine wheel in the outlet section, since the recirculated exhaust gas can thus be fed to the fresh air duct section in a purified manner.

Zur Kühlung und/oder Regelung der rückgeführten Abgasmenge ist es vorteilhaft in dem Rückführkanal nach dem Turbinenrad und vor dem Verdichterrad eine Abgaskühleinheit und/oder ein Regelelement auszubilden, wobei in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Abgasturboladersystems das Regelelement in die Abgaskühleinheit integriert ist. Somit kann ein kompaktes Abgasturboladersystem zur Verfügung gestellt werden.To cool and / or regulate the recirculated exhaust gas quantity, it is advantageous to form an exhaust gas cooling unit and / or a control element in the return duct after the turbine wheel and upstream of the compressor wheel, the control element being integrated into the exhaust gas cooling unit in a further advantageous embodiment of the exhaust gas turbocharger system. A compact exhaust gas turbocharger system can thus be made available.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten 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 zu verlassen. Es zeigen:

  • 1 in einer schematischen Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine mit einem elektrisch unterstützten Abgasturbolader gemäß dem Stand der Technik, und
  • 2 in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine mit einem elektrisch unterstützten Abgasturbolader.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without the scope of the Invention to leave. Show it:
  • 1 in a schematic representation an internal combustion engine with an electrically assisted exhaust gas turbocharger according to the prior art, and
  • 2 in a schematic representation an internal combustion engine according to the invention with an electrically assisted exhaust gas turbocharger.

Eine Verbrennungskraftmaschine mit einem gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten Abgasturboladersystem 26 weist einen Abgasturbolader 2 auf, welcher einen durchströmbaren Frischluftführungsabschnitt 3 in einem Ansaugstrang 4 der Verbrennungskraftmaschine 1 und einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt 5 in einem Abgastrakt 6 der Verbrennungskraftmaschine 1 angeordnet aufweist. Stromab des Abgasführungsabschnitts 5 ist eine Abgasreinigungseinheit 19 im Abgastrakt 6 positioniert.An internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger system designed according to the prior art 26th has an exhaust gas turbocharger 2 on, which has a flow-through fresh air guide section 3 in an intake manifold 4th the internal combustion engine 1 and an exhaust gas guide section through which a flow can flow 5 in an exhaust tract 6th the internal combustion engine 1 having arranged. Downstream of the exhaust gas routing section 5 is an exhaust gas cleaning unit 19th in the exhaust tract 6th positioned.

Der Frischluftführungsabschnitt 3 ist im Ansaugstrang 4 stromauf einer Drosselklappe 7 positioniert, wobei zwischen dem Frischluftführungsabschnitt 3 und der Drosselklappe 7 ein Ladeluftkühler 8 zum Kühlen der vom Abgasturbolader 2 verdichteten Ladeluft vorgesehen ist. Stromauf des Frischluftführungsabschnitts 3 ist im Ansaugstrang 4 ein Luftfilter 9 angeordnet.The fresh air duct section 3 is in the intake manifold 4th upstream of a throttle valve 7th positioned, with between the fresh air guide section 3 and the throttle 7th a charge air cooler 8th for cooling the exhaust gas turbocharger 2 compressed charge air is provided. Upstream of the fresh air duct section 3 is in the intake manifold 4th an air filter 9 arranged.

Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist im vorgestellten Ausführungsbeispiel vier Zylinder 12 auf, welche in einem Kurbelgehäuse 10 der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgebildet sind. Dem Kurbelgehäuse 10 ist ein Zylinderkopf 11 der Verbrennungskraftmaschine 1 zugeordnet, in dem durchströmbare Einlasskanäle 13 ausgebildet sind, wobei jeweils zwei Einlasskanäle 13 zu einem Zylinder 12 gehören. Des Weiteren weist der Zylinderkopf 11 durchströmbare Auslasskanäle 14 auf, wobei jedem Zylinder 12 zwei Auslasskanäle 14 zugeordnet sind. Selbstredend ist die Anzahl der Einlasskanäle 13 und/oder die Anzahl der Auslasskanäle 14 ebenso wie die Anzahl der Zylinder 12 insbesondere gemäß einer gewünschten Leistung und/oder eines gewünschten Drehmomentes der Verbrennungskraftmaschine 1 wählbar.The internal combustion engine 1 has four cylinders in the exemplary embodiment presented 12th on which in a crankcase 10 the internal combustion engine 1 are trained. The crankcase 10 is a cylinder head 11 the internal combustion engine 1 assigned, in the flow-through inlet channels 13th are formed, with two inlet channels 13th to a cylinder 12th belong. Furthermore, the cylinder head 11 Through-flow outlet channels 14th on, taking each cylinder 12th two outlet channels 14th assigned. The number of inlet ports is a matter of course 13th and / or the number of outlet channels 14th as well as the number of cylinders 12th in particular according to a desired power and / or a desired torque of the internal combustion engine 1 selectable.

Jedem Einlasskanal 13 und jedem Auslasskanal 14 ist ein Schließelement 15 zugeordnet, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form eines Tellerventils gestaltet ist. Zur Herbeiführung eines gewünschten Kennfeldes über Last und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 1 weisen die Schließelemente 15 so genannte Steuerzeiten und Hübe auf. Das dem Einlasskanal 13 zugeordnete Schließelement 15 ist ein Einlassventil und das dem Auslasskanal 14 zugeordnete Schließelement 15 ist ein Auslassventil.Every inlet port 13th and each exhaust port 14th is a closing element 15th assigned, which is designed in the present embodiment in the form of a poppet valve. To bring about a desired map of the load and speed of the internal combustion engine 1 show the closing elements 15th so-called timing and strokes. That the intake port 13th associated closing element 15th is an intake valve and that of the exhaust port 14th associated closing element 15th is an exhaust valve.

Ein im Abgasführungsabschnitt 5 drehbar angeordnetes Turbinenrad 16 ist mit Hilfe einer Welle 17 mit einem im Frischluftführungsabschnitt 3 drehbar angeordneten Verdichterrad 18 drehfest verbunden, wodurch ein so genanntes Laufzeug 27 ausgebildet ist. Die Welle 17 des Laufzeugs 27 ist in einem zwischen dem Abgasführungsabschnitt 5 und dem Frischluftführungsabschnitt 3 angeordneten Lagerabschnitt 28 drehbar aufgenommen.One in the exhaust gas routing section 5 rotatably arranged turbine wheel 16 is using a shaft 17th with one in the fresh air duct section 3 rotatably arranged compressor wheel 18th non-rotatably connected, creating a so-called running gear 27 is trained. The wave 17th of the running gear 27 is in one between the exhaust gas guide section 5 and the fresh air guide section 3 arranged storage section 28 rotatably recorded.

Das Turbinenrad 16 wird durch über die Auslasskanäle 14 strömendes Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 in Rotation versetzt, wobei mit Hilfe der Welle 17 das Verdichterrad 18 ebenfalls in Rotation versetzt wird und somit die Ladeluft ansaugt und verdichtet.The turbine wheel 16 gets through via the exhaust ducts 14th flowing exhaust gas of the internal combustion engine 1 set in rotation, with the help of the shaft 17th the compressor wheel 18th is also set in rotation and thus the charge air is sucked in and compressed.

Der Abgasführungsabschnitt 5 ist mit einem Umgehungskanal zur Umgehung des Turbinenrades 16 ausgeführt, welcher insbesondere in einem oberen Last- und/oder Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine 1 geöffnet wird, damit Abgas am Turbinenrad 16 vorbei geleitet werden kann. Das heißt, der Abgasturbolader 2 des Standes der Technik ist gemäß einem so genannten Wastegate-Lader ausgeführt.The exhaust gas routing section 5 is with a bypass channel to bypass the turbine wheel 16 executed, which in particular in an upper load and / or speed range of the internal combustion engine 1 is opened so that exhaust gas at the turbine wheel 16 can be passed by. That is, the exhaust gas turbocharger 2 the prior art is designed according to a so-called wastegate charger.

Damit in sämtlichen Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine 1 eine gewünschte Ladeluftfüllung erzielt werden kann, ist der Abgasturbolader 2 als elektrisch unterstützter Abgasturbolader 2 ausgebildet, wobei ein Elektromotor 21 die Welle 17 antreibt. Der Elektromotor 21 kann auch zur Einspeisung von Energie in eine Energiequelle 22, bspw. eine Kraftfahrzeugbatterie ausgeführt sein.So in all operating points of the internal combustion engine 1 a desired charge air charge can be achieved is the exhaust gas turbocharger 2 as an electrically assisted exhaust gas turbocharger 2 formed, with an electric motor 21st the wave 17th drives. The electric motor 21st can also be used to feed energy into an energy source 22nd , for example. A motor vehicle battery.

Die gemäß 2 ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 1, welche mit einem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist, weist ein erfindungsgemäßes Abgasturboladersystem 26 auf, dessen Turbinenrad 16 nicht umgehbar ist. Das heißt mit anderen Worten, dass die in den Abgasführungsabschnitt 5 einströmende Abgasmenge vollständig über das Turbinenrad 16 geführt wird. Somit beaufschlagt das aus der Verbrennungskraftmaschine 1 austretende Abgas vollständig das Turbinenrad 16. Das heißt mit weiteren anderen Worten, dass der Abgasturbolader 2 umströmungsfrei ausgeführt ist. Hierzu besteht die Notwendigkeit das Turbinenrad 16 entsprechend groß auszubilden, damit insbesondere kein, einen Ladungswechsel der Verbrennungskraftmaschine 1, behindernder Abgasgegendruck stromauf des Abgasführungsabschnitts 5 entsteht. Das heißt mit anderen Worten, dass der Abgasgegendruck in einem Arbeitszyklus der Verbrennungskraftmaschine 1 nicht zu hoch werden darf, da ansonsten möglicherweise ein unkontrolliertes Rückströmen von Abgas in den Zylinder 12 bei geöffnetem Auslassventil 15 erfolgt.According to 2 trained internal combustion engine 1 , which can be operated with a method according to the invention, has an exhaust-gas turbocharger system according to the invention 26th on, its turbine wheel 16 cannot be bypassed. In other words, that in the exhaust gas routing section 5 inflowing exhaust gas completely via the turbine wheel 16 to be led. This is therefore applied from the internal combustion engine 1 Exiting exhaust gas completely covers the turbine wheel 16 . In other other words, that means that the exhaust gas turbocharger 2 Is executed free of flow. For this there is a need for the turbine wheel 16 to be made correspondingly large, so in particular no charge change of the internal combustion engine 1 , hindering exhaust gas back pressure upstream of the exhaust gas routing section 5 arises. In other words, this means that the exhaust gas back pressure in one work cycle of the internal combustion engine 1 must not be too high, otherwise an uncontrolled backflow of exhaust gas into the cylinder may occur 12th with the exhaust valve open 15th he follows.

Es ist weiter ein Rückführkanal 23 vorgesehen, welcher stromab der Abgasreinigungseinheit 19 aus dem Abgastrakt 6 abzweigend und zwischen dem Luftfilter 9 und dem Frischluftführungsabschnitt 3 in den Ansaugstrang 4 einmündend ausgebildet ist. Im Rückführkanal 23 sind ein Abgaskühler 24 und stromab des Abgaskühlers 24 ein Regelelement 25 vorgesehen. Mit Hilfe des Regelelementes 25 wird die aus dem Abgastrakt 6 rückströmende Abgasmenge eingestellt und in den Ansaugstrang 4 geführt. Der Rückführkanal 23 ist einenends stromab des Turbinenrades 16 von einem Austrittsabschnitt 29 des Abgasturboladersystems 26 abzweigend und anderenends stromauf des Verdichterrades 18 in einen Eintrittsabschnitt 30 des Abgasturboladersystems 26 einmündend ausgebildet.It is also a return channel 23 provided, which is downstream of the exhaust gas purification unit 19th from the exhaust tract 6th branching off and between the air filter 9 and the fresh air guide section 3 in the intake manifold 4th is formed opening out. In the return channel 23 are an exhaust gas cooler 24 and downstream of the exhaust gas cooler 24 a rule element 25th intended. With the help of the control element 25th becomes the one from the exhaust tract 6th The amount of exhaust gas flowing back is adjusted and into the intake line 4th guided. The return channel 23 is at one end downstream of the turbine wheel 16 from an exit section 29 of the exhaust gas turbocharger system 26th branching off and at the other end upstream of the compressor wheel 18th in an entry section 30th of the exhaust gas turbocharger system 26th converging trained.

Aufgrund des im Vergleich zum so genannten Wastegatelader des Abgasturboladersystems 26 gemäß dem Stand der Technik, welcher über einen Umgehungskanal 20 zur Umgehung des Turbinenrades 16 verfügt und dieses bei insbesondere im mittleren und oberen Lastbereich der Verbrennungskraftmaschine 1 geöffnet ist, größer ausgebildeten Turbinenrades 16 des erfindungsgemäßen Abgasturboladersystems 26 ist ein Massenträgheitsmoment des Abgasturboladers 2 im Vergleich zu dem Massenträgheitsmoment des Wastegateladers ebenfalls größer. Das heißt, dass zur Erzielung gleicher Drehmomente bei gleichen Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine 1 der Antrieb der Welle 17 durch den Elektromotor 21 angehoben werden muss.Because of the compared to the so-called wastegate charger of the exhaust gas turbocharger system 26th according to the prior art, which via a bypass channel 20th to bypass the turbine wheel 16 and this in particular in the middle and upper load range of the internal combustion engine 1 is open, larger turbine wheel 16 of the exhaust gas turbocharger system according to the invention 26th is a mass moment of inertia of the exhaust gas turbocharger 2 also larger compared to the mass moment of inertia of the wastegate charger. This means that to achieve the same torques at the same speeds of the internal combustion engine 1 the drive of the shaft 17th by the electric motor 21st needs to be raised.

Das erfindungsgemäße Verfahren, welches für die Verbrennungskraftmaschine 1 in thermodynamischer Kopplung mit dem umgehungsfreien Abgasturbolader 2 vorgesehen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Einlassventil 15 nicht wie üblich im Bereich von ca. 5-10°KW nach oder vor einem unteren Totpunkt eines Kolbens des Zylinders 12 schließt, sondern insbesondere mindestens 20° KW nach oder vor dem unteren Totpunkt des Kolbens. Dadurch verringert sich eine Kompression der im Zylinder 12 vorliegenden Ladung und demgemäß wird ein geometrisches Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 1 von einem effektiven Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 1 entkoppelt. Das geometrische Verdichtungsverhältnis zeichnet sich durch die fachüblich bekannte Relation des oberen Totpunktes und des unteren Totpunktes des Kolbens im Zylinder 12 aus. Das effektive Verdichtungsverhältnis jedoch, welches grundsätzlich kleiner ist als das geometrische Verdichtungsverhältnis, weist anstelle des unteren Totpunktes den Punkt des Kolbens zum Schließzeitpunkt des Einlassventils 15 auf. Vorstehend ist ein Beispiel zur Entkopplung des geometrischen Verdichtungsverhältnisses vom effektiven Verdichtungsverhältnis beschrieben. Ebenso könnte eine Entkopplung bspw. mit Hilfe von Steuerzeiten der Auslassventile oder durch eine Veränderung des Kolbenhubs erreicht werden.The method according to the invention, which is for the internal combustion engine 1 in thermodynamic coupling with the bypass-free exhaust gas turbocharger 2 is provided, is characterized in that the inlet valve 15th not as usual in the range of approx. 5-10 ° CA after or before a bottom dead center of a piston of the cylinder 12th closes, but in particular at least 20 ° CA after or before the bottom dead center of the piston. This reduces compression in the cylinder 12th present charge and accordingly is a geometric compression ratio of the internal combustion engine 1 of an effective compression ratio of the internal combustion engine 1 decoupled. The geometric compression ratio is characterized by the commonly known relation of the top dead center and the bottom dead center of the piston in the cylinder 12th out. The effective compression ratio, however, which is fundamentally smaller than the geometric compression ratio, has the point of the piston at the time of closing of the inlet valve instead of the bottom dead center 15th on. An example for decoupling the geometric compression ratio from the effective compression ratio is described above. A decoupling could also be achieved, for example, with the aid of control times of the exhaust valves or by changing the piston stroke.

Mit Hilfe der Entkopplung kann eine Reduzierung einer während eines Arbeitszyklus auftretenden Verbrennungstemperatur der Ladung erzielt werden, so dass bspw. unkontrollierten Verbrennungen, die zu einem so genannten Klopfen führen können, unterbunden sind. Damit jedoch keine Verluste bezüglich des Drehmomentes, resp. der Leistung der Verbrennungskraftmaschine 1 im Vergleich zu einer mit dem Abgasturboladersystem 26 gemäß dem Stand der Technik aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine 1 auftreten, ist die vom Abgasturbolader 2 zu fördernde Ladeluft durch Anhebung einer Drehzahl der Welle 17 zu steigern und bevorzugt diese stromab des Frischluftführungsabschnitts 3 zu kühlen. Somit ist die Temperatur der Ladung im Zylinder 12 reduziert, jedoch die Masse der Ladung bleibt, verglichen mit dem Stand der Technik zu jedem Betriebspunkt konstant. Dies führt zu einer reduzierten Temperatur im Zylinder 12, wodurch die Klopfneigung eliminiert ist.With the aid of the decoupling, a combustion temperature of the charge that occurs during a working cycle can be reduced, so that, for example, uncontrolled burns, which can lead to so-called knocking, are prevented. However, there are no losses in terms of torque, respectively. the performance of the internal combustion engine 1 compared to one with the exhaust gas turbocharger system 26th internal combustion engine charged according to the prior art 1 occur is that of the exhaust gas turbocharger 2 charge air to be conveyed by increasing a speed of the shaft 17th to increase and preferably this downstream of the fresh air guide section 3 to cool. Thus the temperature of the cargo is in the cylinder 12th reduced, but the mass of the charge remains constant at every operating point compared to the prior art. This leads to a reduced temperature in the cylinder 12th , whereby the tendency to knock is eliminated.

Da die Steigerung der Drehzahl der Welle 17 nicht mit Hilfe des Abgases und dessen Enthalpie erzielbar ist, ist ein zusätzlicher Antrieb 21, bevorzugt in Form eines Elektromotors zur Steigerung der Drehzahl der Welle 17 vorgesehen. Dies geschieht im unteren Last- und Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine 1 in höherem Maße, als im oberen Last- und Drehzahlbereich, in dem es insbesondere im obersten Last- und Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine 1 keine Notwendigkeit ist. Im Gegenteil könnte im oberen Last- und Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine 1 der Elektromotor 21 als Generator genutzt werden und Energie in bspw. eine Batterie der Verbrennungskraftmaschine 1 einspeisen.As the increase in the speed of the shaft 17th cannot be achieved with the help of the exhaust gas and its enthalpy, is an additional drive 21st , preferably in the form of an electric motor to increase the speed of the shaft 17th intended. This happens in the lower load and speed range of the internal combustion engine 1 to a greater extent than in the upper load and speed range, in which it is particularly in the uppermost load and speed range of the internal combustion engine 1 is not a need. On the contrary, it could be in the upper load and speed range of the internal combustion engine 1 the electric motor 21st can be used as a generator and energy in, for example, a battery of the internal combustion engine 1 feed in.

Da der Abgasturbolader 2 umgehungsfrei ausgeführt ist, kann ein Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 1 durch eine Anpassung der Steuerzeiten der Einlass- und/oder Auslassventile 15 wesentlich gesteigert werden. Die dynamischen Nachteile des erfindungsgemäßen Abgasturboladersystems 26 werden dabei durch den zusätzlichen Antrieb 21 kompensiert. Der zusätzliche Antrieb 21 ist bevorzugt zwischen dem Lagerabschnitt 28 und dem Frischluftführungsabschnitt 3 angeordnet, um eine thermische Entkopplung vom insbesondere bei hohen Drehzahlen der Welle 17 heißen Abgasführungsabschnitt 5 herbeizuführen sowie eine einfache Montage in der Fertigung zu erreichen.Because the exhaust gas turbocharger 2 Is executed without bypassing, an efficiency of the internal combustion engine 1 by adjusting the timing of the intake and / or exhaust valves 15th can be increased significantly. The dynamic disadvantages of the exhaust gas turbocharger system according to the invention 26th are thereby due to the additional drive 21st compensated. The additional drive 21st is preferably between the bearing section 28 and the fresh air guide section 3 arranged to provide thermal decoupling from the shaft, especially at high speeds 17th hot exhaust gas routing section 5 bring about and achieve simple assembly in production.

Claims (14)

Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader, wobei der Abgasturbolader (2) mit Hilfe eines zusätzlichen Antriebs (21) angetrieben werden kann, und wobei in einem Ansaugstrang (4) der Verbrennungskraftmaschine (1) ein Ladeluftkühler (8) zum Kühlen der der Verbrennungskraftmaschine (1) zuzuführenden Ladeluft angeordnet ist, und wobei der Abgasturbolader (2) ein Laufzeug (27) aufweist, umfassend ein Turbinenrad (16), welches drehfest mit einem Verdichterrad (18) mit Hilfe einer Welle (17) verbunden ist, wobei das Turbinenrad (16) in einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt (5) des Abgasturboladers (2), das Verdichterrad (18) in einem durchströmbaren Frischluftführungsabschnitt (3) des Abgasturboladers (2) und die Welle (17) in einem Lagerabschnitt (28) des Abgasturboladers (2) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass - ein geometrisches Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine (1) von einem effektiven Verdichtungsverhältnis entkoppelt wird, wobei das effektive Verdichtungsverhältnis kleiner ist als das geometrische Verdichtungsverhältnis - aus der Verbrennungskraftmaschine (1) austretendes Abgas im vollständigen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine (1) vollständig das Turbinenrad (16) beaufschlagt, und - ein Ladedruck der Verbrennungskraftmaschine (1) anhebbar ist, damit ein zumindest dem geometrischen Verdichtungsverhältnis entsprechender Druck im Zylinder (12) bei geschlossenen Einlass- und Auslasskanälen (13, 14) der Verbrennungskraftmaschine (1) erzielt wird.Method for operating an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger, the exhaust gas turbocharger (2) with the aid of an additional Drive (21) can be driven, and wherein a charge air cooler (8) for cooling the charge air to be supplied to the internal combustion engine (1) is arranged in an intake line (4) of the internal combustion engine (1), and wherein the exhaust gas turbocharger (2) has a running gear (27 ), comprising a turbine wheel (16) which is non-rotatably connected to a compressor wheel (18) with the aid of a shaft (17), the turbine wheel (16) in an exhaust gas guide section (5) of the exhaust gas turbocharger (2) through which a flow is possible, the compressor wheel ( 18) are mounted in a flow-through fresh air duct section (3) of the exhaust gas turbocharger (2) and the shaft (17) in a bearing section (28) of the exhaust gas turbocharger (2), characterized in that - a geometric compression ratio of the internal combustion engine (1) from an effective Compression ratio is decoupled, the effective compression ratio being smaller than the geometric compression ratio - from the internal combustion engine ne (1) exiting exhaust gas in the full operating range of the internal combustion engine (1) fully acts on the turbine wheel (16), and - a boost pressure of the internal combustion engine (1) can be raised so that a pressure in the cylinder (12) that corresponds at least to the geometric compression ratio when the inlet is closed - And outlet channels (13, 14) of the internal combustion engine (1) is achieved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladedruck durch Anhebung einer Drehzahl der Welle (17) erfolgt, wobei die Anhebung mit Hilfe des zusätzlichen Antriebs (21) über eine wirkverbundene Kopplung desselben mit der Welle (17) erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the boost pressure takes place by increasing a speed of the shaft (17), the increase taking place with the aid of the additional drive (21) via an operatively connected coupling of the same to the shaft (17). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Antrieb (21) ein Elektromotor ist.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the additional drive (21) is an electric motor. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in mittleren bis oberen Last- und Drehzahlbereichen eine Einspeisung von überschüssiger Rotationsenergie der Welle (17) in ein energieaufnehmendes Aggregat erfolgt.Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that in the middle to upper load and speed ranges, excess rotational energy of the shaft (17) is fed into an energy-absorbing unit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Abgasturbolader (2) bereitgestellte Ladeluft vor ihrem Eintritt in die Verbrennungskraftmaschine (1) gekühlt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the charge air provided by the exhaust gas turbocharger (2) is cooled before it enters the internal combustion engine (1). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeluft in einem Ladeluftkühler (8) gekühlt wird, wobei insbesondere der Ladeluftkühler (8) in einem Ansaugstrang (4) der Verbrennungskraftmaschine (1) angeordnet ist.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the charge air is cooled in a charge air cooler (8), the charge air cooler (8) in particular being arranged in an intake line (4) of the internal combustion engine (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schließzeiten der Einlassventile (15) in einem Bereich zwischen 20 und 70°KW nach oder vor einem unteren Totpunkt eines Kolbens der Verbrennungskraftmaschine (1) liegen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that closing times of the inlet valves (15) are in a range between 20 and 70 ° CA after or before a bottom dead center of a piston of the internal combustion engine (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung einer Anströmung des Turbinenrades (16) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a flow control of the turbine wheel (16) takes place. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung mit Hilfe eines verstellbaren Leitapparates herbeigeführt wird.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the regulation is brought about with the help of an adjustable guide apparatus. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückführung von aus dem Abgasführungsabschnitt (5) strömendem Abgas vor den Frischluftführungsabschnitt (3) geführt wird, wobei das rückgeführte Abgas im Frischluftführungsabschnitt (3) verdichtet und stromauf der Verbrennungskraftmaschine (1) gekühlt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that exhaust gas is recirculated from exhaust gas flowing out of the exhaust gas routing section (5) upstream of the fresh air routing section (3), the recirculated exhaust gas being compressed in the fresh air routing section (3) and cooled upstream of the internal combustion engine (1) . Abgasturboladersystem, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, aufweisend einen umströmungsfreien Abgasturbolader (2), umfassend einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt (5) mit einem im Abgasführungsabschnitt (5) drehbar angeordneten Turbinenrad (16), einen durchströmbaren Frischluftführungsabschnitt (3) mit einem im Frischluftführungsabschnitt (3) drehbar angeordneten Verdichterrad (18), und einem Lagerabschnitt (28), welcher eine das Turbinenrad (16) mit dem Verdichterrad (18) drehfest verbindende Welle (17) drehbar aufnimmt, und wobei zur Unterstützung einer Rotation der Welle (17) ein zusätzlicher Antrieb (21) ausgebildet ist, und mit einem Rückführkanal (23), welcher einenends stromab des Turbinenrades (16) von einem Austrittsabschnitt (29) des Abgasturboladersystems (26) abzweigend und anderenends stromauf des Verdichterrades (18) in einen Eintrittsabschnitt (30) des Abgasturboladersystems (26) einmündend ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger system, in particular for an internal combustion engine, having an exhaust gas turbocharger (2) free of flow, comprising an exhaust gas duct section (5) through which a flow can flow and a turbine wheel (16) rotatably arranged in the exhaust gas duct section (5), a fresh air duct section (3) which can flow through and a fresh air duct section (3) which is rotatable arranged compressor wheel (18), and a bearing section (28) which rotatably accommodates a shaft (17) connecting the turbine wheel (16) to the compressor wheel (18) in a rotationally fixed manner, and an additional drive (17) to support rotation of the shaft (17). 21), and with a return duct (23) which branches off at one end downstream of the turbine wheel (16) from an outlet section (29) of the exhaust gas turbocharger system (26) and at the other end upstream of the compressor wheel (18) into an inlet section (30) of the exhaust gas turbocharger system ( 26) opens out. Abgasturboladersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Turbinenrades (16) im Austrittsabschnitt (29) eine durchströmbare Abgasreinigungseinheit (19) angeordnet ist.Exhaust gas turbocharger system Claim 11 , characterized in that downstream of the turbine wheel (16) in the outlet section (29) an exhaust gas cleaning unit (19) through which a flow can flow is arranged. Abgasturboladersystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rückführkanal (23) nach dem Turbinenrad (16) und vor dem Verdichterrad (18) eine Abgaskühleinheit (24) und/oder ein Regelelement (25) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger system Claim 11 or 12th , characterized in that an exhaust gas cooling unit (24) and / or a control element (25) is formed in the return duct (23) after the turbine wheel (16) and upstream of the compressor wheel (18). Abgasturboladersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement (25) in die Abgaskühleinheit (24) integriert ist.Exhaust gas turbocharger system Claim 13 , characterized in that the control element (25) is integrated into the exhaust gas cooling unit (24).
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