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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Abgasturboladern, eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Steuereinrichtung.
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Bei einem Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Abgasturboladern kann es in Abhängigkeit von einem Lastpunkt, einem Motortyp und den vorherrschenden Randbedingungen zu einem Verdichterpumpen von mindestens einem Abgasturbolader der mindestens zwei Abgasturbolader kommen. Dabei strömt heiße Luft pulsierend durch den Verdichter des mindestens einen Abgasturboladers zurück und erhitzt bzw. entzündet gegebenenfalls Filtermaterial eines vorgeschalteten Luftfilters. Eine Ursache für das Verdichterpumpen ist eine fehlende Leistung einer Turbine des mindestens einen Abgasturboladers, welche durch einen Ausfall eines der Turbine zugeordneten Brennraums der Brennkraftmaschine bewirkt wird.
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Bisher wird die Brennkraftmaschine bei einem Ausfall eines Brennraums unverändert weiter betrieben, und möglicherweise auftretende Schäden, insbesondere eine Entzündung eines Luftfilters, und ein damit verbundener Ausfall der Brennkraftmaschine werden in Kauf genommen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Abgasturboladern, eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Steuereinrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise behoben, vorzugsweise vermieden sind.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Abgasturbolader geschaffen wird. Die Brennkraftmaschine weist eine erste Brennraumgruppe und eine zweite Brennraumgruppe auf, wobei der ersten Brennraumgruppe ein erster Abgasturbolader und der zweiten Brennraumgruppe ein zweiter Abgasturbolader zugeordnet ist. Die erste Brennraumgruppe weist einen ersten ersten Brennraum und einen zweiten ersten Brennraum auf. Jedem Brennraum der Mehrzahl von Brennräumen ist mindestens ein Injektor zur Einbringung von Kraftstoff in den Brennraum zugeordnet. Insbesondere weist jeder Brennraum der Mehrheit von Brennräumen mindestens einen Injektor auf. Weiterhin sind ein erster Verdichter des ersten Abgasturboladers und ein zweiter Verdichter des zweiten Abgasturboladers stromabwärts der Verdichter strömungstechnisch miteinander verbunden. Der erste erste Brennraum, insbesondere ein erster erster Injektor, wird auf einen Injektorausfall hin überwacht. Zusätzlich wird mindestens ein erster Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers auf ein Verdichterpumpen hin überwacht. Falls ein Injektorausfall bei dem ersten ersten Brennraum, insbesondere des ersten ersten Injektors, erkannt wird und zusätzlich der erste Funktionsparameter eine vorbestimmte Verdichterpumpgrenze überschreitet, wird eine Kraftstoff-Einbringrate des zweiten ersten Brennraums, insbesondere eines zweiten ersten Injektors, derart gewählt, dass ein Verdichterpumpen des ersten Abgasturboladers vermieden wird.
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Dadurch, dass der erste Verdichter und der zweite Verdichter stromabwärts der Verdichter strömungstechnisch miteinander verbunden sind, findet ein Druckausgleich der Luft, welche von dem ersten Verdichter und dem zweiten Verdichter komprimiert wird, statt. Bei einem Injektorausfall des ersten ersten Injektors sinkt der Enthalpiestrom und damit der Abgasdruck an einer Turbine des ersten Abgasturboladers deutlich gegenüber dem zweiten Abgasturbolader, wenn man davon ausgeht, dass in der zweiten Brennraumgruppe kein Injektorausfall vorliegt. Damit ergibt sich die Situation, dass die Turbinenleistung und damit auch die Verdichterleistung des ersten Abgasturboladers sinken und gleichzeitig der Druck stromabwärts der Verdichter nahezu konstant bleibt, wodurch, in Abhängigkeit der Randbedingungen, bei dem ersten Verdichter ein Verdichterpumpen entstehen kann.
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Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ist das Überschreiten der vorbestimmten Verdichterpumpgrenze des ersten Funktionsparameters richtungsunabhängig. In Abhängigkeit von dem ersten Funktionsparameter sinkt bzw. steigt somit der erste Funktionsparameter unter bzw. über die vorbestimmte Verdichterpumpgrenze, falls der erste Funktionsparameter die vorbestimmte Verdichterpumpgrenze überschreitet.
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Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre gibt eine Kraftstoff-Einbringrate eine Kraftstoffmasse pro Zeiteinheit an, welche mittels eines Injektors in einen Brennraum, insbesondere in einen Brennraum eines Brennraums, einer Brennkraftmaschine eingebracht wird.
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Vorteilhafterweise ist es mittels einer Anpassung der Kraftstoff-Einbringrate des zweiten ersten Injektors möglich, den Enthalpiestrom und den Abgasdruck zu erhöhen und damit den Ausfall des ersten ersten Injektors nahezu zu kompensieren. Auf diese Weise kann ein potentielles Verdichterpumpen des ersten Verdichters verhindert werden. Vorteilhafterweise ist eine Veränderung, insbesondere eine Erhöhung, der Kraftstoff-Einbringrate des zweiten ersten Injektors nur dann notwendig, falls der erste Funktionsparameter die vorbestimmte Verdichterpumpgrenze überschreitet.
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Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ist eine Verdichterpumpgrenze ein Parametergrenzwert, bei dessen Überschreiten zumindest die Gefahr eines Verdichterpumpens besteht oder ein Verdichterpumpen vorliegt.
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Die Kraftstoff-Einbringrate des zweiten ersten Brennraums, insbesondere des zweiten ersten Injektors, kann nur dann erhöht werden, falls die Brennkraftmaschine nicht bei maximaler Leistung, das heißt insbesondere unter Volllast, insbesondere mit einer maximalen Kraftstoff-Einbringrate der Mehrzahl von Brennräumen, betrieben wird. Wird die Brennkraftmaschine nicht bei maximaler Leistung, insbesondere nicht mit einer maximalen Kraftstoff-Einbringrate der Mehrzahl von Brennräumen, betrieben, existiert vorteilhafterweise eine Reserve bis zu der maximalen Kraftstoff-Einbringrate der Mehrzahl von Brennräumen.
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Im Versuchen und Simulationen wurde festgestellt, dass bei einem Injektorausfall des ersten ersten Injektors zur Vermeidung eines Verdichterpumpens des ersten Abgasturboladers in der Regel keine vollständige Ergänzung einer Kraftstoff-Einbringmasse mittels des zweiten ersten Injektors notwendig ist. Weiterhin wurde ermittelt, dass bei einer Leistung der Brennkraftmaschine von bis zu 80 % eine ausreichende Reserve der Kraftstoff-Einbringrate zur Verfügung steht, um ein Verdichterpumpen zu verhindern.
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Verfahren zum Erkennen eines Injektorausfalls in einem Brennraum sind für sich genommen bekannt, sodass hierauf nicht weiter im Detail eingegangen wird.
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Vorzugsweise sind der erste Verdichter und der zweite Verdichter über einen Ladeluftkühler strömungstechnisch miteinander verbunden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste erste Brennraum fortlaufend auf einen Injektorausfall hin überwacht wird und dass der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers fortlaufend mit der Verdichterpumpgrenze verglichen wird. Vorteilhafterweise wird damit eine kontinuierliche Überwachung des ersten ersten Brennraums realisiert, und ein kontinuierlicher Betrieb des ersten Abgasturboladers ohne ein potentielles Verdichterpumpen kann sichergestellt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass alle Brennräume der Mehrzahl von Brennräumen, insbesondere alle Injektoren der Mehrzahl von Injektoren, auf einen Injektorausfall hin überwacht werden, und dass für alle Abgasturbolader jeweils der zugeordnete erste Funktionsparameter mit der Verdichterpumpgrenze verglichen wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden alle Brennräume fortlaufend auf einen Injektorausfall hin überwacht. Zusätzlich dazu wird für alle Abgasturbolader jeweils der zugeordnete erste Funktionsparameter fortlaufend mit der Verdichterpumpgrenze verglichen. Vorteilhafterweise wird damit eine kontinuierliche Überwachung der Brennkraftmaschine realisiert, und ein kontinuierlicher Betrieb der Brennkraftmaschine ohne ein potentielles Verdichterpumpen kann sichergestellt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Funktionsparameter ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Abgasdruck, einer Turbinenleistung des ersten Abgasturboladers und einer Verdichterleistung des ersten Abgasturboladers.
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Vorteilhafterweise sinkt bei einem Injektorausfall, insbesondere bei einem Injektorausfall bei dem ersten ersten Brennraum, der Abgasdruck, insbesondere der Abgasdruck an dem ersten Abgasturbolader, und damit auch die Turbinenleistung und die Verdichterleistung, insbesondere die Turbinenleistung und die Verdichterleistung des ersten Abgasturboladers. Damit lässt sich in einfacher Weise feststellen, ob der erste Funktionsparameter die Verdichterpumpgrenze überschreitet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verdichterpumpen erkannt wird, wenn der erste Funktionsparameter eine vorbestimmte Kennlinie, welche als Verdichterpumpgrenze definiert ist, in einem Kennfeld überschreitet. Vorteilhafterweise ist damit eine noch differenziertere und noch genauere Aussage möglich, ob ein Verdichterpumpen auftreten kann oder nicht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als das Kennfeld ein zweidimensionales Diagramm des ersten Funktionsparameters und eines Druckverhältnisses verwendet wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Kennfeld vorab, insbesondere am Prüfstand und/oder mittels Simulationen, erstellt worden und in die Steuerung der Brennkraftmaschine eingespeichert.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein zweiter Funktionsparameter, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Verbrennungsluftverhältnis, einer Abgastemperatur und einer Abgas-Schwärzung, ausgewertet wird. Vorzugsweise wird die Kraftstoff-Einbringrate unter Berücksichtigung des zweiten Funktionsparameters angepasst und/oder geändert.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Steuereinrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens nach einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. In Zusammenhang mit der Steuereinrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise als Steuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere als sogenannte Engine Control Unit (ECU) ausgebildet.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verfahren als Software oder als Software-Erweiterung, insbesondere als Software-Update in die Steuereinrichtung implementiert. Damit kann eine Brennkraftmaschine in einfacher Weise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder mittels eines Verfahrens nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen betrieben werden. Vorteilhafterweise kann die Software-Erweiterung, insbesondere das Software-Update, auf bereits bestehende Brennkraftmaschinen, insbesondere auf ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine, aufgespielt werden und somit ein effizienter und sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet werden.
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In diesem Zusammenhang gehört zur Erfindung auch ein Computerprogrammprodukt, welches maschinenlesbare Anweisungen aufweist, aufgrund derer ein erfindungsgemäßes Verfahren oder ein Verfahren nach einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf einer Steuereinrichtung durchgeführt wird, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Steuereinrichtung läuft.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit einer ersten Brennraumgruppe und einer zweiten Brennraumgruppe geschaffen wird. Der ersten Brennraumgruppe ist ein erster Abgasturbolader zugeordnet und der zweiten Brennraumgruppe ist ein zweiter Abgasturbolader zugeordnet. Die erste Brennraumgruppe und die zweite Brennraumgruppe weisen jeweils mindestens zwei Brennräume auf. Weiterhin sind ein erster Verdichter des ersten Abgasturboladers und ein zweiter Verdichter des zweiten Abgasturboladers stromabwärts der Verdichter miteinander strömungstechnisch verbunden. Zudem weist die Brennkraftmaschine eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung oder eine Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und der Steuereinrichtung erläutert wurden.
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Alternativ kann die Brennkraftmaschine mehr als zwei Brennraumgruppen aufweisen.
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Vorzugsweise weisen die Mehrzahl an Brennraumgruppen eine identische Anzahl an Brennräumen auf.
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Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung mit den Injektoren und den Abgasturboladern, insbesondere mit mindestens einem Sensor zur Überwachung der Abgasturbolader, wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine zwölf Brennräume und vier Abgasturbolader auf. Jede Brennraumgruppe besteht aus drei Brennräumen.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine 16 Brennräume und vier Abgasturbolader auf. Jede Brennraumgruppe besteht aus vier Brennräumen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass alle Verdichter der Brennkraftmaschine über einen Ladeluftkühler stromabwärts der Verdichter strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Vorteilhafterweise wird dadurch zusätzlich zu dem Druckausgleich die durch die Kompression erhitzte Luft abgekühlt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Brennkraftmaschine mit der ersten Brennraumgruppe, der zweiten Brennraumgruppe, einer dritten Brennraumgruppe und einer vierten Brennraumgruppe geschaffen wird. Der dritten Brennraumgruppe ist ein dritter Abgasturbolader zugeordnet und der vierten Brennraumgruppe ist ein vierter Abgasturbolader zugeordnet. Der erste Verdichter des ersten Abgasturboladers, der zweite Verdichter des zweiten Abgasturboladers, ein dritter Verdichter des dritten Abgasturboladers und ein vierter Verdichter des vierten Abgasturboladers sind stromabwärts der Verdichter strömungstechnisch miteinander verbunden. Zudem sind ein erster Abgaspfad der ersten Brennraumgruppe und ein dritter Abgaspfad der dritten Brennraumgruppe miteinander strömungstechnisch verbunden. Zusätzlich sind ein zweiter Abgaspfad der zweiten Brennraumgruppe und ein vierter Abgaspfad der vierten Brennraumgruppe miteinander strömungstechnisch verbunden.
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Alternativ kann die Brennkraftmaschine mehr als vier Brennraumgruppen aufweisen.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die erste Brennraumgruppe und die dritte Brennraumgruppe eine erste Brennraumbank. Zusätzlich dazu bilden die zweite Brennraumgruppe und die vierte Brennraumgruppe eine zweite Brennraumbank. Somit weisen die erste Brennraumbank und die zweite Brennraumbank jeweils mindestens zwei Abgasturbolader auf.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine zwölf Brennräume und vier Abgasturbolader auf. Die erste Brennraumbank und die zweite Brennraumbank weisen jeweils sechs Brennräume und zwei Abgasturbolader auf. Damit sind jeweils drei Brennräume thermodynamisch der Turbine eines Abgasturboladers zugeordnet.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine 16 Brennräume und vier Abgasturbolader auf. Die erste Brennraumbank und die zweite Brennraumbank weisen jeweils acht Brennräume und zwei Abgasturbolader auf. Damit sind jeweils vier Brennräume thermodynamisch der Turbine eines Abgasturboladers zugeordnet.
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In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine 20 Brennräume und sechs Abgasturbolader auf. Die erste Brennraumbank und die zweite Brennraumbank weisen jeweils zehn Brennräume und drei Abgasturbolader auf. Damit sind jeweils 3,5 Brennräume strömungstechnisch der Turbine eines Abgasturboladers zugeordnet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine mindestens eine Fluidverbindung aufweist, welche den ersten Abgaspfad und den zweiten Abgaspfad strömungstechnisch miteinander verbindet. Alternativ oder zusätzlich verbindet die mindestens eine Fluidverbindung den dritten Abgaspfad und den vierten Abgaspfad strömungstechnisch miteinander. Vorteilhafterweise wird ein Druckabfall stromabwärts der Brennräume, insbesondere aufgrund eines Injektorausfalls, dadurch kompensiert, dass zusätzlich ein Druckausgleich stromabwärts der Brennräume mittels der Fluidverbindung realisiert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluidverbindung ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einer O-förmigen Abgasquerverbindung, einer U-förmigen Abgasquerverbindung, und einer H-förmigen Abgasquerverbindung.
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Die O-förmige Abgasquerverbindung wird gebildet durch eine erste Fluidverbindung des ersten Abgaspfades und des zweiten Abgaspfades und eine zweite Fluidverbindung des dritten Abgaspfades und des vierten Abgaspfades. Der erste Abgaspfad, der zweite Abgaspfad, der dritte Abgaspfad, der vierte Abgaspfad, die erste Fluidverbindung und die zweite Fluidverbindung bilden, insbesondere räumlich gesehen, eine O-förmige strömungstechnische Verbindung, die sogenannte O-förmige Abgasquerverbindung, aus.
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Die U-förmige Abgasquerverbindung oder die H-förmige Abgasquerverbindung wird gebildet durch eine Fluidverbindung des ersten Abgaspfades und des zweiten Abgaspfades oder eine Fluidverbindung des dritten Abgaspfades und des vierten Abgaspfades. Abhängig davon, an welcher räumlichen Position die Fluidverbindung ausgebildet wird, bilden der erste Abgaspfad, der zweite Abgaspfad, der dritte Abgaspfad, der vierte Abgaspfad und die Fluidverbindung, insbesondere räumlich gesehen, eine U-förmige strömungstechnische Verbindung, die sogenannte U-förmige Abgasquerverbindung, oder eine H-förmige strömungstechnische Verbindung, die sogenannte H-förmige Abgasquerverbindung, aus. Wird das eine Ende der Fluidverbindung in einem Übergangsbereich von dem ersten Abgaspfad zu dem dritten Abgaspfad und das andere Ende der Fluidverbindung in einem Übergangsbereich von dem zweiten Abgaspfad zu dem vierten Abgaspfad mit den jeweiligen Abgaspfaden verbunden, entsteht die H-förmige Abgasquerverbindung. Anderenfalls entsteht die U-förmige Abgasquerverbindung.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens einem Abgasturbolader ein Luftfilter zugeordnet ist. Vorzugsweise ist der Luftfilter stromaufwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers angeordnet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine,
- 2 ein Flussidagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,
- 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine, und
- 4 eine schematische Darstellung eines dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1. Die Brennkraftmaschine 1 weist eine erste Brennraumgruppe 3.1, welche einen ersten ersten Brennraum 5.1, einen zweiten ersten Brennraum 5.2, einen dritten ersten Brennraum 5.3 und einen vierten ersten Brennraum 5.4 aufweist, und eine zweite Brennraumgruppe 3.2, welche ebenfalls vier Brennräume 5 aufweist, auf. Der ersten Brennraumgruppe 3.1 ist ein erster Abgasturbolader 7.1 mit einem ersten Verdichter 9.1 zugeordnet. Der zweiten Brennraumgruppe 3.2 ist ein zweiter Abgasturbolader 7.2 mit einem zweiten Verdichter 9.2 zugeordnet. Der erste Verdichter 9.1 und der zweite Verdichter 9.2 sind stromabwärts der Verdichter 9 strömungstechnisch miteinander verbunden, wodurch ein Druckausgleich stromabwärts der Verdichter 9 stattfindet. Jeder Brennraum 5 der Mehrzahl an Brennräumen 5 weist jeweils mindestens einen Injektor auf. Weiterhin weist die Brennkraftmaschine 1 eine Steuereinrichtung 11 auf, welche in nicht explizit dargestellter Weise mit jedem Injektor der Mehrzahl an Injektoren und jedem Abgasturbolader 7 der Mehrzahl an Abgasturboladern 7, insbesondere mit jeweils einem Sensor zur Überwachung des jeweiligen Abgasturboladers 7, wirkverbunden ist.
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Vorzugsweise sind die Verdichter 9 über einen Ladeluftkühler 13 strömungstechnisch miteinander verbunden.
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Vorzugsweise ist mindestens einem der Abgasturbolader 7 ein Luftfilter 15 zugeordnet, welcher stromaufwärts des Verdichters 9 des mindestens einen Abgasturboladers 7 angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind dem ersten Abgasturbolader 7.1 und dem zweiten Abgasturbolader 7.2 jeweils ein Luftfilter 15 zugeordnet, welche stromaufwärts des ersten Verdichters 9.1 und des zweiten Verdichters 9.2 angeordnet sind.
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Die Steuereinrichtung 11 ist eingerichtet zur Durchführung eines in 2 dargestellten Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1.
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2 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 1.
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In Schritt A wird ein Brennraum 5 der Mehrzahl an Brennräumen 5, insbesondere der erste erste Brennraum 5.1, zur Überwachung ausgewählt. In Schritt B wird der ausgewählte Brennraum 5, insbesondere der erste erste Brennraum 5.1, insbesondere der erste erste Injektor, auf einen Injektorausfall hin überwacht. Vorzugsweise gleichzeitig wird in Schritt C ein erster Funktionsparameter des Abgasturboladers 7, welcher dem ausgewählten Brennraum 5 zugeordnet ist, insbesondere ein erster Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, auf ein Verdichterpumpen hin überwacht. Dazu wird in Schritt C1 der erste Funktionsparameter erfasst und in Schritt C2 mit einer Verdichterpumpgrenze, insbesondere einer vordefinierten Verdichterpumpgrenze, verglichen. In Schritt D wird geprüft, ob in Schritt B ein Injektorausfall, insbesondere ein Injektorausfall bei dem ersten ersten Brennraum 5.1, detektiert wird und ob der erste Funktionsparameter, insbesondere der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, die Verdichterpumpgrenze überschreitet.
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Falls sowohl in Schritt B ein Injektorausfall, insbesondere ein Injektorausfall bei dem ersten ersten Brennraum 5.1, detektiert wird als auch in Schritt C der erste Funktionsparameter, insbesondere der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, die Verdichterpumpgrenze überschreitet, wird in Schritt E eine Kraftstoff-Einbringrate der Brennräume 5, welche derselben Brennraumgruppe 3 zugeordnet sind wie der ausgewählte Brennraum 5, insbesondere der Brennräume 5 der ersten Brennraumgruppe 3.1, insbesondere des zweiten ersten Brennraums 5.2, des dritten ersten Brennraums 5.3 und des vierten ersten Brennraums 5.4, derart gewählt, insbesondere erhöht, dass ein Verdichterpumpen vermieden wird.
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Falls in Schritt B ein Injektorausfall, insbesondere ein Injektorausfall bei dem ersten ersten Brennraum 5.1, detektiert wird und in Schritt C während derselben Auswertung, insbesondere gleichzeitig, der erste Funktionsparameter, insbesondere der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, die Verdichterpumpgrenze nicht überschreitet, wird nichts unternommen.
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Falls in Schritt B kein Injektorausfall, insbesondere kein Injektorausfall bei dem ersten ersten Brennraum 5.1, detektiert wird und in Schritt C während derselben Auswertung, insbesondere gleichzeitig, der erste Funktionsparameter, insbesondere der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, die Verdichterpumpgrenze, überschreitet, wird nichts unternommen.
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Falls in Schritt B kein Injektorausfall, insbesondere kein Injektorausfall bei dem ersten ersten Brennraum 5.1, detektiert wird und in Schritt C während derselben Auswertung, insbesondere gleichzeitig, der erste Funktionsparameter, insbesondere der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, die Verdichterpumpgrenze, nicht überschreitet, wird nichts unternommen.
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Optional werden nach einer Anpassung der Kraftstoff-Einbringrate in Schritt E die Schritte C und D erneuet ausgeführt, um zu überprüfen, ob der erste Funktionsparameter, insbesondere der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, auf Grundlage der Änderung der Kraftstoff-Einbringrate die Verdichterpumpgrenze nicht mehr überschreitet.
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Optional werden die Schritte A bis D bzw. A bis E erneut ausgeführt, falls in Schritt D nichts unternommen wird, insbesondere falls keine Kraftstoff-Einbringrate erhöht wird.
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Vorzugsweise wird der ausgewählte Brennraum 5, insbesondere der erste erste Brennraum 5.1, fortlaufend auf einen Injektorausfall hin überwacht. Zusätzlich wird vorzugsweise der dem ausgewählten Brennraum 5 zugeordnete Abgasturbolader 7, insbesondere der erste Abgasturbolader 7.1, insbesondere der erste Funktionsparameter des zugeordneten Abgasturboladers 7, insbesondere der erste Funktionsparameter des ersten Abgasturboladers 7.1, fortlaufend auf ein Verdichterpumpen hin überwacht.
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Vorzugsweise werden alle Brennräume 5 der Mehrzahl an Brennräumen 5 auf einen Injektorausfall hin überwacht. Zusätzlich wird vorzugsweise für alle Abgasturbolader 7 jeweils der zugeordnete erste Funktionsparameter mit der Verdichterpumpgrenze verglichen.
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Besonders bevorzugt werden alle Brennräume 5 der Mehrzahl an Brennräumen 5 fortlaufend auf einen Injektorausfall hin überwacht. Zusätzlich wird vorzugsweise für alle Abgasturbolader 7 jeweils der zugeordnete erste Funktionsparameter fortlaufend mit der Verdichterpumpgrenze verglichen.
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Vorzugsweise ist der erste Funktionsparameter ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Abgasdruck, einer Turbinenleistung und einer Verdichterleistung.
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Vorzugsweise wird in Schritt C2 optional ein Verdichterpumpen erkannt, wenn der erste Funktionsparameter eine vorbestimmte Kennlinie, welche als Verdichterpumpgrenze definiert ist, in einem Kennfeld überschreitet. Vorzugsweise ist das Kennfeld ein zweidimensionales Diagramm des erste Funktionsparameters und eines Massestroms, insbesondere eines reduzierten Massestroms.
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Vorzugsweise wird in Schritt E mindestens ein zweiter Funktionsparameter, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Verbrennungsluftverhältnis, einer Abgastemperatur und einer Abgas-Schwärzung, ausgewertet. Die Anpassung und/oder Änderung der Kraftstoff-Einbringrate in Schritt E wird vorzugsweise unter Berücksichtigung des zweiten Funktionsparameters durchgeführt.
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1.
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Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist die erste Brennraumgruppe 3.1, welche drei Brennräume 5, insbesondere den ersten ersten Brennraum 5.1 und den zweiten ersten Brennraum 5.2, aufweist, die zweite Brennraumgruppe 3.2, welche drei Brennräume 5 aufweist, eine dritte Brennraumgruppe 3.3, welche drei Brennräume 5 aufweist, und eine vierte Brennraumgruppe 3.4, welche ebenfalls drei Brennräume 5 aufweist, auf. Der ersten Brennraumgruppe 3.1 ist der erste Abgasturbolader 7.1 mit dem ersten Verdichter 9.1 zugeordnet. Der zweiten Brennraumgruppe 3.2 ist der zweite Abgasturbolader 7.2 mit dem zweiten Verdichter 9.2 zugeordnet. Der dritten Brennraumgruppe 3.3 ist ein dritter Abgasturbolader 7.3 mit einem dritten Verdichter 9.3 zugeordnet. Der vierten Brennraumgruppe 3.4 ist ein vierter Abgasturbolader 7.4 mit einem vierten Verdichter 9.4 zugeordnet. Der erste Verdichter 9.1, der zweite Verdichter 9.2, der dritte Verdichter 9.3 und der vierte Verdichter 9.4 sind stromabwärts der Verdichter 9 strömungstechnisch miteinander verbunden, vorzugsweise über den Ladeluftkühler 13. Jeder Brennraum 5 der Mehrzahl an Brennräumen 5 weist jeweils mindestens einen Injektor auf. Zusätzlich dazu sind ein erster Abgaspfad 17.1 der ersten Brennraumgruppe 3.1 und ein dritter Abgaspfad 17.3 der dritten Brennraumgruppe 3.3 strömungstechnisch miteinander verbunden. Außerdem sind ein zweiter Abgaspfad 17.2 der zweiten Brennraumgruppe 3.2 und ein vierter Abgaspfad 17.4 der vierten Brennraumgruppe 3.4 strömungstechnisch miteinander verbunden.
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In der Brennkraftmaschine 1 bilden die erste Brennraumgruppe 3.1 und die dritte Brennraumgruppe 3.3 eine erste Brennraumbank 19.1 und die zweite Brennraumgruppe 3.2 und die vierte Brennraumgruppe 3.4 bilden eine zweite Brennraumbank 19.2.
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Weiterhin weist die Brennkraftmaschine 1 die Steuereinrichtung 11 auf, welche in nicht explizit dargestellter Weise mit der Mehrzahl an Injektoren und der Mehrzahl an Abgasturboladern 7 wirkverbunden ist. Die Steuereinrichtung 11 ist eingerichtet zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
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4 zeigt drei schematische Darstellungen eines dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine 1. Die Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1, dargestellt in 2, lediglich dadurch, dass die Brennkraftmaschine 1 mindestens eine Fluidverbindung 21, welche den ersten Abgaspfad 17.1 mit dem zweiten Abgaspfad 17.2 und/oder den dritten Abgaspfad 17.3 mit dem vierten Abgaspfad 17.4 strömungstechnisch verbindet, aufweist. Zur übersichtlicheren Darstellung sind nicht alle Bezugszeichen eingezeichnet. Die nicht eingezeichneten Bezugszeichen ergeben sich dementsprechend insbesondere aus 3.
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Die mindestens eine Fluidverbindung 21 verbindet in dem dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 die erste Brennraumbank 19.1 und die zweite Brennraumbank 19.2 stromabwärts der Brennräume 5 strömungstechnisch miteinander.
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In 4 a) bilden der erste Abgaspfad 17.1, der zweite Abgaspfad 17.2, der dritte Abgaspfad 17.3, der vierte Abgaspfad 17.4 und die Fluidverbindung 21 ein U-förmige Abgasquerverbindung 23.
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In 4 b) bilden der erste Abgaspfad 17.1, der zweite Abgaspfad 17.2, der dritte Abgaspfad 17.3, der vierte Abgaspfad 17.4 und die Fluidverbindung 21 ein H-förmige Abgasquerverbindung 25.
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In 4 c) bilden der erste Abgaspfad 17.1, der zweite Abgaspfad 17.2, der dritte Abgaspfad 17.3, der vierte Abgaspfad 17.4 und die zwei Fluidverbindungen 21 ein O-förmige Abgasquerverbindung 27.
