DE19833134C1 - Method of operation of supercharged vehicle internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer aufgela denen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for operating a la those internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 196 00 910 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem im Ansaugtrakt angeordneten Luftverdichter bekannt, der mecha nisch mit dem Motor gekoppelt ist und von diesem angetrieben wird. Im Normalbetrieb wird die Verbrennungsluft im Verdichter komprimiert und mit erhöhtem Ladedruck dem Ansaugrohr des Mo tors zugeführt. Im Bremsbetrieb kann durch Umschalten eines Ventils im Ansaugtrakt die vom Verdichter komprimierte Luft al ternativ einem Luftspeicher zugeführt werden, in dem die kom primierte Luft zunächst gespeichert wird und in einem sich spä ter anschließenden Beschleunigungsvorgang zur Leistungssteige rung wieder in den Ansaugtrakt eingespeist wird. Die Speiche rung und Rückgewinnung der Bremsenergie erhöht den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine.DE 196 00 910 A1 describes an internal combustion engine with a Air compressor arranged in the intake tract known, the mecha nisch is coupled to the motor and driven by it becomes. In normal operation, the combustion air is in the compressor compressed and with increased boost pressure the intake manifold of the Mo tors fed. In braking mode, you can switch one Valve in the intake tract the air compressed by the compressor al ternatively be supplied to an air storage in which the com primed air is initially stored and in a late ter subsequent acceleration process to increase performance tion is fed back into the intake tract. The spoke The recovery and recovery of braking energy increases efficiency the internal combustion engine.
Weitere Einsatzmöglichkeiten, insbesondere zur Steigerung der Motorbremsleistung, sind mit der aus der DE 196 00 910 A1 be kannten Brennkraftmaschine nicht möglich.Other uses, especially to increase the Engine braking power, be with that from DE 196 00 910 A1 knew internal combustion engine not possible.
Aus der gattungsbildenden Druckschrift JP 53-31 015 A ist eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit einem Gasspeicher zur Auf nahme komprimierten Gases bekannt, welches im Beschleunigungs betrieb der Brennkraftmaschine in den Abgasstrang stromauf der Turbine zur Steigerung der Turbinenleistung eingespeist wird. Der Gasspeicher wird von dem Verdichter des Turboladers ge speist. From the generic publication JP 53-31 015 A is one supercharged internal combustion engine with a gas storage for up took compressed gas known, which in acceleration Operation of the internal combustion engine in the exhaust line upstream of the Turbine is fed to increase turbine performance. The gas storage is ge from the compressor of the turbocharger feeds.
Der Gasspeicher ist sowohl mit der Ansaugleitung als auch mit dem Abgasstrang verbunden. Dadurch entsteht der Nachteil, daß für die Koordinierung des Befüllens und des Entladens des Gas speichers zusätzlich zum Leitungs- und Ventilaufwand eine Steuerung erforderlich ist, für die eine relativ aufwendige Sensorik benötigt wird. Über die Sensorik müssen die Drücke in der Ansaugleitung, im Gasspeicher und im Abgasstrang ermittelt werden, damit in allen Phasen des befeuerten Motorbetriebs die erforderlichen Druckdifferenzen für Befüllen und Entladen des Gasspeichers nutzbar sind.The gas storage is both with the intake line and with connected to the exhaust line. This creates the disadvantage that for coordinating the filling and unloading of the gas in addition to the pipeline and valve effort Control is required for a relatively complex Sensor technology is needed. The pressures in the intake line, in the gas storage and in the exhaust line so that in all phases of the fired engine operation required pressure differences for filling and unloading the Gas storage are usable.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein einfaches Verfah ren zum Betrieb einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit einem Gasspeicher anzugeben, das hohe Motorbremsleistungen ermög licht. Es soll auch die Möglichkeit gegeben sein, die Antriebs leistung im befeuerten Betrieb zu steigern.The invention is based on the problem of a simple procedure ren for operating a supercharged internal combustion engine with a Specify gas storage that enables high engine braking performance light. There should also be the possibility of driving to increase performance in fired operation.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An spruches 1 gelöst.This problem is solved according to the invention with the features of the Proverb 1 solved.
Durch die Kombination des Abgasturboladers mit dem Gasspeicher wird sowohl im befeuerten Betrieb als auch im Motorbremsbetrieb eine Leistungssteigerung erzielt, mithin eine Steigerung des Wirkungsgrades erreicht. Der Gasspeicher wird vom Abgas strom auf der Turbine gespeist; der in diesem Abschnitt anliegende Abgasgegendruck übersteigt insbesondere im Motorbremsbetrieb den Ladedruck, so daß ein erhebliches Energiepotential zur Ver fügung steht, das im Gasspeicher gespeichert wird und in späte ren Fahrsituationen abgerufen werden kann.By combining the exhaust gas turbocharger with the gas storage is used both in fired mode and in engine braking mode achieved an increase in performance, hence an increase in Efficiency achieved. The gas storage is powered by the exhaust gas fed on the turbine; the one in this section Exhaust gas back pressure exceeds especially in engine braking mode the boost pressure, so that a considerable energy potential for ver is stored in the gas storage and in late ren driving situations can be called up.
Der Abgasmassenstrom zwischen dem Leitungsabschnitt des Ab gasstrangs stromauf der Turbine und dem Gasspeicher ist über ein Sperrventil in der Verbindungsleitung zwischen dem Ab gasstrang und dem Gasspeicher regelbar. Die Regelung erlaubt ein Auffüllen des Gasspeichers während Fahrsituationen und Mo tor-Betriebszuständen, in denen eine Verringerung des Abgasge gendrucks durch die Beladung des Gasspeichers keine unerwünsch ten Auswirkungen zur Folge hat. Die Beladung kann sowohl im be feuerten Betrieb als auch im Motorbremsbetrieb erfolgen, und zwar bevorzugt in Phasen, in denen das Abtriebsmoment geringer ist als das erzeugte Motormoment bzw. Motorbremsmoment und in denen außerdem der Abgasgegendruck höher ist als der Druck im Gasspeicher. Die überschüssige, im Motor erzeugte Energie - ein Teil der Exergie des Abgases - wird zur Aufladung des Gasspei chers genutzt. Die überschüssige Energie entsteht im befeuerten Betrieb beispielsweise im Übergang von Berg- zu Talfahrt und im Motorbremsbetrieb im Übergang von Tal- zu Bergfahrt. Durch die Rückgewinnung der Abgasexergie wird der Wirkungsgrad der Brenn kraftmaschine erhöht.The exhaust gas mass flow between the line section of the Ab gas string upstream of the turbine and the gas storage is over a check valve in the connecting line between the Ab gas line and the gas storage adjustable. The scheme allows filling the gas storage during driving situations and Mon gate operating conditions in which a reduction in the exhaust gas pressure due to the loading of the gas storage no undesirable effects. The loading can be done in both fired operation as well as in engine braking operation, and preferred in phases in which the output torque is lower is as the generated engine torque or engine braking torque and in which also the exhaust back pressure is higher than the pressure in Gas storage. The excess energy generated in the engine - one Part of the exergy of the exhaust gas - is used to charge the gas tank chers used. The excess energy arises in the fired Operation, for example, in the transition from ascent to descent and in Engine brake operation in the transition from valley to mountain ride. Through the Recovery of the exhaust gas exergy becomes the efficiency of the burning engine increased.
Der Gasspeicher kann aber auch in allen anderen Phasen beladen werden, solange gewährleistet ist, daß der Abgasgegendruck hö her ist als der Druck im Gasspeicher. In diesen Phasen wird ein Teil der Motorleistung bzw. der Motorbremsleistung zur Beschic kung des Gasspeichers verwendet.The gas storage can also be loaded in all other phases be as long as it is ensured that the exhaust gas back pressure is higher than the pressure in the gas storage. In these phases a Part of the engine power or engine braking power for charging Kung the gas storage used.
Das Abgas im Gasspeicher kann in Phasen, in denen der Abgasge gendruck geringer ist als der Druck im Gasspeicher und in denen darüberhinaus eine höhere Motorleistung bzw. eine höhere Motor bremsleistung gewünscht wird, aus dem Gasspeicher in das Lei tungssystem zurückgeführt werden, wobei der aus dem Gasspeicher abgeleitete Massenstrom über das regelbare Sperrventil kontrol lierbar ist.The exhaust gas in the gas storage can be in phases in which the exhaust gas counter pressure is lower than the pressure in the gas store and in them moreover a higher engine power or a higher engine braking power is desired, from the gas storage to the Lei tion system can be returned, with the from the gas storage derived mass flow via the controllable check valve control is possible.
Eine Rückführung des Abgases in den Leitungsabschnitt stromauf der Turbine kommt zweckmäßig in den Motorbremsphasen, insbeson dere zu Beginn einer Motorbremsphase, zur Erhöhung der Brems leistung und/oder zum schnelleren Aufbau eines Motorbremsmo ments in Betracht. Die zusätzliche Einspeisung des unter erhöh ten Drucks stehenden Abgases liefert einen zusätzlichen Drall zum Antrieb der Rotormasse der Turbine, wodurch die Trägheit des Turbinenläufers schneller überwunden wird und in kürzerer Zeit eine höhere Turbinenleistung erzielt werden kann, die auf den Verdichter übertragen wird und zu einem schnelleren Lade druckaufbau führt. Insbesondere im unteren Drehzahlbereich zu Beginn einer Motorbremsphase wird durch das zusätzliche Abgas schneller Motorbremsleistung aufgebaut.A return of the exhaust gas in the line section upstream the turbine expediently comes in the engine braking phases, in particular at the beginning of an engine braking phase, to increase the braking performance and / or for faster assembly of an engine brake mo mentions. The additional feed of the under increase exhaust gas provides an additional swirl to drive the rotor mass of the turbine, thereby reducing the inertia the turbine rotor is overcome faster and in shorter Time a higher turbine output can be achieved on the the compressor is transferred and for faster loading builds up pressure. Especially in the lower speed range too The start of an engine braking phase is due to the additional exhaust gas faster engine braking power built up.
Durch die zusätzliche Einspeisung des Abgases in den Ab gasstrang können Abgasturbolader mit höheren Rotormassen ver wendet werden, die einen besseren Wirkungsgrad mit günstigem Verbrauch erlauben. Die größere Trägheit der Rotormassen wird durch das zusätzliche Abgas kompensiert, wobei neben dem Druck auch die hohe Abgastemperatur für die Steigerung der Turbinen leistung verantwortlich ist.Through the additional feeding of the exhaust gas into the exhaust exhaust gas turbochargers with higher rotor masses can be used be applied, the better efficiency with favorable Allow consumption. The greater inertia of the rotor masses compensated by the additional exhaust gas, in addition to the pressure also the high exhaust gas temperature for increasing the turbines performance is responsible.
In vorteilhafter Weiterbildung kommuniziert der Gasspeicher zu sätzlich zum Leitungsabschnitt stromauf der Turbine auch mit dem Ansaugtrakt. In dieser Ausführung, die einer Abgasrückfüh rung entspricht, ist der Gasspeicher über eine Verbindungslei tung mit der Ansaugleitung stromauf des Verdichters verbunden, wobei die Verbindungsleitung regelbar abgesperrt bzw. geöffnet werden kann. Die Verbindung zum Ansaugtrakt eröffnet die Mög lichkeit, die Speichergasmenge im Motorbremsbetrieb praktisch ohne Zeitverlust den Zylindern der Brennkraftmaschine zuzufüh ren und dadurch den Ladedruck zu erhöhen, wodurch die Zylinder mit zusätzlicher Luftmasse beschickt werden und die Bremslei stung erhöht wird. Um eine thermische Überlastung eines dem Verdichter nachgeschalteten Ladeluftkühlers zu vermeiden, wird das Speichergas vorteilhaft vor der Einspeisung in den Ansaug trakt gekühlt.In an advantageous development, the gas storage device communicates in addition to the line section upstream of the turbine the intake tract. In this version, the exhaust gas recirculation corresponds, the gas storage is via a connection line device connected to the suction line upstream of the compressor, the connecting line being controllably shut off or opened can be. The connection to the intake tract opens the Mög practicality, the amount of storage gas in engine braking operation to feed the cylinders of the internal combustion engine without wasting time Ren and thereby increase the boost pressure, which causes the cylinders be loaded with additional air mass and the Bremslei stung is increased. To prevent thermal overload of one of the Avoid compressor downstream intercooler the storage gas is advantageous before it is fed into the intake tract cooled.
Der Gasspeicher kann zeitgleich zur Einspeisung in den Ansaug trakt über die Verbindungsleitung mit dem Leitungsstrang strom auf der Turbine wieder mit Abgas aus dem Motor befüllt werden.The gas storage can be used at the same time as the intake tracts over the connecting line with the current wiring harness refilled with exhaust gas from the engine on the turbine.
Gegebenenfalls kann bei der Einspeisung des Speicherinhalts in den Ansaugtrakt der Verdichter kurzzeitig als Antrieb für die Turbine genutzt werden, um das Hochfahren der Turbine aus nie deren Drehzahlen heraus zu beschleunigen.If necessary, when feeding the memory content into the intake tract of the compressors briefly as a drive for the Turbine can never be used to start the turbine accelerate their speeds out.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann der Gasspeiche rinhalt auch zur Erhöhung der Motorleistung und/oder zur Abgas reduzierung im befeuerten Betrieb herangezogen werden, indem im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere in Beschleu nigungsphasen bzw. im Teillastbereich, der Speicherinhalt in den Ansaugtrakt eingeleitet wird. Neben einer Steigerung des Ladedrucks wird auch eine Nachverbrennung unverbrannter Abgas partikel erreicht.In a further advantageous embodiment, the gas spoke content also to increase engine power and / or exhaust gas reduction in fired operation by using in Normal operation of the internal combustion engine, especially when it comes to acceleration phases or in the partial load range, the storage content in the intake tract is initiated. In addition to an increase in Boost pressure also becomes an afterburning of unburned exhaust gas particle reached.
Besonders vorteilhaft läßt sich der Gasspeicher und der Betrieb des Gasspeichers mit einem Abgasturbolader kombinieren, dessen Turbine mit einer variabel einstellbaren Turbinengeometrie aus gestattet ist. Der Einsatz einer Turbine mit variabel einstell barer Geometrie ermöglicht hohe Bremsleistungen im Motorbrems betrieb. Im Motorbremsbetrieb wird die Turbine in eine den Dü senquerschnitt der Turbine reduzierende Staustellung überführt, wodurch ein erhöhter Abgasgegendruck erzielt wird. Das Abgas strömt mit hoher Geschwindigkeit durch Kanäle zwischen Leit schaufeln der Turbinengeometrie und beaufschlagt das Turbinen rad, das den Verdichter antreibt, woraufhin im Ansaugtrakt ein Überdruck aufgebaut wird. Dadurch wird der Zylinder eingangs seitig mit erhöhtem Ladedruck beaufschlagt, ausgangsseitig liegt zwischen dem Zylinderauslaß und dem Abgasturbolader ein Überdruck an, der dem Abblasen der im Zylinder verdichteten Luft über Dekompressionsventile in den Abgasstrang hinein ent gegenwirkt. Im Motorbremsbetrieb muß der Kolben im Verdich tungs- und Ausschiebehub Kompressionsarbeit gegen den hohen Überdruck im Abgasstrang verrichten, wodurch eine starke Brems wirkung erreicht wird. Der erhöhte Abgasgegendruck kann zur Speisung des Gasspeichers genutzt werden.The gas storage and the operation can be particularly advantageous combine the gas storage with an exhaust gas turbocharger whose Turbine with a variably adjustable turbine geometry is permitted. The use of a turbine with variable settings bable geometry enables high braking performance in engine braking business. During engine braking, the turbine is placed in a nozzle the cross-section of the turbine, reducing the stowed position, whereby an increased exhaust gas back pressure is achieved. The exhaust gas flows through channels between guide at high speed shovel the turbine geometry and pressurize the turbines wheel that drives the compressor, whereupon in the intake tract Overpressure is built up. This will enter the cylinder charged with increased boost pressure on the output side lies between the cylinder outlet and the exhaust gas turbocharger Overpressure, which compressed the blow-off in the cylinder Air into the exhaust system via decompression valves counteracts. In engine braking mode, the piston must be compressed tion and extension stroke compression work against the high Apply excess pressure in the exhaust system, creating a strong brake effect is achieved. The increased exhaust back pressure can lead to Gas storage supply can be used.
Zur Regelung des Gasspeichers, insbesondere zur Befüllung und Entladung des Gasspeichers in den unterschiedlichen Betriebszu ständen im Zusammenspiel mit der Einstellung der variablen Tur binengeometrie, ist bevorzugt ein Regler vorgesehen, der Stell signale zur Einstellung der Sperrventile in den vom Gasspeicher abzweigenden Verbindungsleitungen erzeugt. Die Phasen, in denen eine Befüllung oder Entleerung des Gasspeichers erfolgt, können in Kennfeldern des Reglers in Abhängigkeit von Motor- Betriebsparametern wie Ladedruck, Abgasgegendruck, Motordreh zahl und Motormoment abgelegt werden.To regulate the gas storage, in particular for filling and Discharge of the gas storage in the different operating would interact with the setting of the variable door leg geometry, a controller is preferably provided, the actuator Signals for setting the shut-off valves in the gas storage branching connecting lines generated. The phases in which the gas storage can be filled or emptied in maps of the controller depending on engine Operating parameters such as boost pressure, exhaust back pressure, engine rotation number and engine torque are stored.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, in der eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Gasspeicher schematisch dargestellt ist.Further advantages and practical embodiments are the further claims, the description of the figures and the drawing to see in which a supercharged internal combustion engine Exhaust gas turbocharger and gas storage is shown schematically.
Die Brennkraftmaschine 1, insbesondere die Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeugs, weist einen Abgasturbolader 2 mit einer Turbine 3 im Abgasstrang 6 und einen Verdichter 4 im Ansaug trakt 7 auf. Die Turbine 3 ist als Axialschieberturbine mit va riabel einstellbarer Turbinengeometrie in Form eines axial ver schieblichen Leitgitters 5 ausgestattet. Die Turbine 3 wird von den unter dem Abgasgegendruck p3 stehenden Abgasen im Ab gasstrang 6 zwischen dem Zylinderauslaß der Brennkraftmaschine und dem Turbineneinlaß angetrieben und treibt ihrerseits über eine Welle den Verdichter 4 an, der die mit Atmosphärendruck p1 angesaugte Frischluft auf einen erhöhten Druck p2 verdichtet. Die verdichtete Luft wird in einem Ladeluftkühler 8 stromab des Verdichters 4 gekühlt und anschließend mit dem Ladedruck p2S dem Saugrohr der Brennkraftmaschine 1 zugeführt. Der erhöhte Ladedruck führt zu einer Steigerung der Motorantriebsleistung.The internal combustion engine 1 , in particular the internal combustion engine of a commercial vehicle, has an exhaust gas turbocharger 2 with a turbine 3 in the exhaust line 6 and a compressor 4 in the intake tract 7 . The turbine 3 is equipped as an axial slide turbine with variably adjustable turbine geometry in the form of an axially displaceable guide vane 5 . The turbine 3 is driven by the exhaust gases under the exhaust gas back pressure p 3 in the gas line 6 between the cylinder outlet of the internal combustion engine and the turbine inlet and in turn drives the compressor 4 via a shaft, which presses the fresh air drawn in at atmospheric pressure p 1 to an increased pressure p 2 compressed. The compressed air is cooled in a charge air cooler 8 downstream of the compressor 4 and then fed to the intake manifold of the internal combustion engine 1 with the boost pressure p 2S . The increased boost pressure leads to an increase in engine drive power.
Der Abgasturbolader 2 kann auch im Motorbremsbetrieb zur Erzeu gung von Motorbremsleistung genutzt werden. Das axial ver schiebliche Leitgitter 5 der Turbine 3 wird hierfür in eine Staustellung überführt, in der der wirksame Turbineneintritts querschnitt reduziert ist. Daraufhin baut sich ein erhöhter Ab gasgegendruck auf, das Abgas strömt mit erhöhter Geschwindig keit durch Kanäle zwischen den Leitschaufeln des Leitgitters 5 und trifft auf das den Verdichter 4 antreibende Turbinenrad, wodurch im Ansaugtrakt 4 ein Überdruck aufgebaut wird. Zugleich werden Bremsventile am Zylinderauslaß der Brennkraftmaschine 1 geöffnet, so daß die im Zylinder verdichtete Luft in den Ab gasstrang 6 abgeblasen werden kann.The exhaust gas turbocharger 2 can also be used in the engine braking mode to generate engine braking power. For this purpose, the axially displaceable guide vane 5 of the turbine 3 is transferred to a stowed position in which the effective turbine inlet cross section is reduced. Thereupon builds up an increased gas back pressure, the exhaust gas flows at increased speed through channels between the guide vanes of the guide vane 5 and meets the turbine 4 driving the compressor, whereby an overpressure is built up in the intake tract 4 . At the same time, brake valves are opened at the cylinder outlet of the internal combustion engine 1 , so that the air compressed in the cylinder can be blown off into the gas line 6 .
Die Bremsleistung kann durch die Position des Leitgitters 5 und der daraus resultierenden Einstellung des Turbineneintritts querschnitts beeinflußt werden.The braking power can be influenced by the position of the guide vane 5 and the resulting setting of the turbine inlet cross section.
Anstelle eines axial verschieblichen Leitgitters kann die va riable Turbinengeometrie auch durch drehbare Schaufeln reali siert sein. Die Querschnittseinstellung wird in diesem Fall durch Drehung der Schaufeln bewerkstelligt.Instead of an axially displaceable guide grid, the va riable turbine geometry also possible thanks to rotatable blades reali be based. The cross-sectional setting is in this case accomplished by rotating the blades.
Alternativ hierzu kann die Turbine mit einer Klappe im Eintritt und stromauf des Eintritts abgehenden Beschleunigungskanälen, die unmittelbar hinter dem offenen Turbinenrücken enden, ausge stattet sein. Auch in dieser Ausführung ist der das Turbinenrad beaufschlagende Abgasstrom einstellbar.Alternatively, the turbine can have a flap in the inlet and acceleration channels going upstream of the entrance, that end immediately behind the open turbine back, out be equipped. In this version, too, this is the turbine wheel Exhaust gas flow adjustable.
Weiterhin ist eine Abblasevorrichtung 9 mit einem Abblaseventil 10 in einer Umgehungsleitung 11 zur Überbrückung der Turbine 3 vorgesehen. Bei geöffnetem Abblaseventil 10 wird zumindest ein Teil des Abgases stromauf der Turbine 3 über die Umgehungslei tung 11 in den Leitungsabschnitt des Abgasstrangs stromab der Turbine geleitet. Insbesondere im Motorbremsbetrieb wird ober halb einer Motor-Grenzdrehzahl das Abblaseventil 10 geöffnet, um zur Begrenzung der Motorbremsleistung einen Teilmassenstrom des Abgases vor der Turbine 3 auszuleiten und über die Umge hungsleitung 11 stromab der Turbine wieder in den Abgasstrang 6 einzuführen. Das Abblaseventil 10 ist zweckmäßig als ladedruck gesteuerter Drehschieber ausgebildet, dem über eine Übertra gungsleitung 12 der Ladedruck p2 stromab des Verdichters 4 als Steuerdruck zuführbar ist. Furthermore, a blow-off device 9 with a blow-off valve 10 is provided in a bypass line 11 for bridging the turbine 3 . When the relief valve 10 is open, at least part of the exhaust gas is passed upstream of the turbine 3 via the bypass line 11 into the line section of the exhaust line downstream of the turbine. In particular in engine braking operation, the relief valve 10 is opened above half an engine limit speed in order to discharge a partial mass flow of the exhaust gas upstream of the turbine 3 to limit the engine braking power and to introduce it into the exhaust line 6 downstream of the turbine via the bypass line 11 . The relief valve 10 is expediently designed as a boost pressure-controlled rotary slide valve, to which the boost pressure p 2 can be supplied as a control pressure downstream of the compressor 4 via a transmission line 12 .
Über eine Verbindungsleitung 13, in der ein Sperrventil 14 ab geordnet ist, kommuniziert ein Gasspeicher 15 mit dem Leitungs abschnitt des Abgasstrangs 6 zwischen dem Zylinderauslaß der Brennkraftmaschine und der Turbine 3. Der Gasspeicher 15 kann aus dem Abgasstrang 6 Abgas aufnehmen bzw. in diesen abgeben.Via a connecting line 13 in which a shut-off valve 14 is arranged, a gas reservoir 15 communicates with the line section of the exhaust line 6 between the cylinder outlet of the internal combustion engine and the turbine 3 . The gas accumulator 15 can receive exhaust gas from the exhaust line 6 or emit it into the exhaust line.
Über eine weitere Verbindungsleitung 16 mit einem Sperrventil 17 ist der Gasspeicher 15 mit einem Leitungsabschnitt des An saugtrakts 7 stromauf des Verdichters 4, jedoch stromab eines Rückschlagventils 18 verbunden. Bei geöffnetem Sperrventil 17 strömt unter Überdruck stehendes Abgas aus dem Gasspeicher 15 in den Ansaugtrakt 7 und wird weiter durch den Verdichter 4 ge leitet. Um eine thermische Überlastung des Verdichters 4 zu verhindern, wird das Abgas vor der Einleitung in den Ansaug trakt zunächst im Gasspeicher 15 gekühlt, der hierfür einen Wärmetauscher zur Ableitung eines Wärmestroms dQ aufweist. Das Rückschlagventil 18 verhindert, daß das unter Überdruck stehen de Abgas entgegen der Ansaugrichtung im Ansaugtrakt in die At mosphäre abgeleitet wird.Via a further connecting line 16 with a check valve 17 , the gas reservoir 15 is connected to a line section of the suction tract 7 upstream of the compressor 4 , but downstream of a check valve 18 . When the shut-off valve 17 is open, pressurized exhaust gas flows from the gas storage 15 into the intake tract 7 and is passed on through the compressor 4 . In order to prevent a thermal overload of the compressor 4 , the exhaust gas is first cooled in the gas tract 15 before it is introduced into the intake, which has a heat exchanger for deriving a heat flow dQ for this purpose. The check valve 18 prevents the exhaust gas which is under pressure from being discharged into the atmosphere against the direction of intake in the intake tract.
Über eine dritte Verbindungsleitung 19, in der ein Sperrventil 20 angeordnet ist, ist der Gasspeicher 15 mit einem Bordspei cher 21 verbunden, über den ein Druckluftnetz versorgt wird und der von einem motorbetriebenen Bordkompressor 22 gespeist wird. Der Gasspeicher 15 kann zur Unterstützung des Bordspeichers 21 herangezogen werden, der dementsprechend kleiner dimensioniert werden kann. Gegebenenfalls kann der Gasspeicher 15 vollständig die Funktion des Bordspeichers übernehmen, so daß auf den Bordspeicher verzichtet werden kann.Via a third connecting line 19 , in which a shut-off valve 20 is arranged, the gas reservoir 15 is connected to a board storage device 21 , via which a compressed air network is supplied and which is fed by an engine-operated on-board compressor 22 . The gas storage 15 can be used to support the on-board storage 21 , which can accordingly be made smaller. If necessary, the gas accumulator 15 can completely take over the function of the on-board accumulator, so that the on-board accumulator can be dispensed with.
Über einen Regler 23 können die verschiedenen Funktionen der Bauteile, insbesondere das Zusammenspiel des Gasspeichers 15 und des Abgasturboladers 2, geregelt werden. Der Regler 23 weist diverse Signalleitungen 24 bis 29 auf, über die dem Reg ler Eingangssignale zugeführt bzw. über die Stellsignale vom Regler übertragen werden. Über die Signalleitung 24 erhält der Regler 23 als Eingangssignal den aktuellen Druck im Gasspeicher 15. Über die Signalleitung 28 werden dem Regler 23 als Ein gangssignale Zustandsgrößen und Parameter des Brennkraftmaschi ne 1 übermittelt, beispielsweise die Motordrehzahl und das Mo tormoment. Über die Signalleitung 25 wird ein im Regler erzeug tes Stellsignal zum Sperrventil 14 zur Einstellung des Quer schnitts der Verbindungsleitung 13 zwischen dem Abgasstrang 6 und dem Gasspeicher 15 übertragen; entsprechende Signalleitun gen 26 und 29 übertragen Stellsignale zu den Sperrventilen 20 bzw. 17. Schließlich ist eine Signalleitung 27 mit dem Bordkom pressor 22 verbunden, um die Leistung des Bordkompressors in Abhängigkeit des Drucks im Gasspeicher 15 und des Drucks im Bordspeicher 21 zu koordinieren.The various functions of the components, in particular the interaction of the gas reservoir 15 and the exhaust gas turbocharger 2 , can be regulated by means of a controller 23 . The controller 23 has various signal lines 24 to 29 , via which input signals are supplied to the controller or are transmitted via the control signals from the controller. The controller 23 receives the current pressure in the gas accumulator 15 as an input signal via the signal line 24 . Via the signal line 28 , state variables and parameters of the internal combustion engine 1 are transmitted to the controller 23 as input signals, for example the engine speed and the engine torque. Via the signal line 25 , a control signal generated in the controller is transmitted to the check valve 14 for setting the cross section of the connecting line 13 between the exhaust line 6 and the gas accumulator 15 ; corresponding signal lines 26 and 29 transmit control signals to the check valves 20 and 17 respectively. Finally, a signal line 27 is connected to the on-board compressor 22 in order to coordinate the performance of the on-board compressor as a function of the pressure in the gas reservoir 15 and the pressure in the on-board reservoir 21 .
Auch das Leitgitter 5 der Turbine 3 und das Abblaseventil 10 der Abblasevorrichtung 9 werden zweckmäßig mittels Stellsigna len des Reglers 23 eingestellt.The guide vane 5 of the turbine 3 and the blow-off valve 10 of the blow-off device 9 are expediently set by means of Stellsigna len of the controller 23 .
Wenn der Abgasgegendruck p3 den Druck im Gasspeicher 15 über steigt, kann das Sperrventil 14 geöffnet und der Gasspeicher befüllt werden. Die Befüllung des Gasspeichers kann sowohl im befeuerten Betrieb als auch im Motorbremsbetrieb vorgenommen werden, wobei im Motorbremsbetrieb wegen des über die variable Turbinengeometrie verjüngten Turbineneintrittsquerschnitts der Abgasgegendruck erhöht ist und daher höhere Drücke im Gasspei cher 15 erzielt werden können. Das Sperrventil 14 wird läng stens solange offen gehalten, bis ein Druckausgleich zwischen dem Abgasstrang stromauf der Turbine und dem Gasspeicher er reicht worden ist. When the exhaust gas back pressure p 3 rises above the pressure in the gas reservoir 15 , the shut-off valve 14 can be opened and the gas reservoir filled. The filling of the gas reservoir can be carried out both in the fired mode and in the engine braking mode, with the exhaust gas counter pressure being increased in the engine braking mode due to the tapered turbine inlet cross section via the variable turbine geometry and therefore higher pressures in the gas storage area 15 can be achieved. The check valve 14 is kept open for a long time until a pressure equalization between the exhaust line upstream of the turbine and the gas accumulator has been reached.
Auch die Rückführung des Abgases aus dem Gasspeicher 15 kann sowohl im befeuerten Betrieb als auch im Motorbremsbetrieb er folgen, wobei sowohl in den Ansaugtrakt 7 als auch in den Ab gasstrang 6 rückgeführt werden kann. Es werden in jedem Fall Motor- bzw. Motorbrems-Leistungssteigerungen durch die Drucker höhung und daraus resultierender Leistungssteigerung des Ver dichters bzw. der Turbine, die sich in einem erhöhten Ladedruck bzw. Abgasgegendruck niederschlagen, erzielt.The return of the exhaust gas from the gas storage 15 can he follow both in the fired mode and in the engine braking mode, it being possible to recirculate both in the intake tract 7 and in the gas line 6 . In any case, engine or engine brake performance increases are achieved by increasing the pressure and resulting performance increase of the compressor or the turbine, which is reflected in an increased boost pressure or exhaust gas back pressure.
Es kann zweckmäßig sein, als Sperrventil (14) ein Flatterventil vorzusehen, das hohe Druckpulsationsspitzen des Abgasgegen drucks in den Speicher (15) durchläßt.It may be expedient to provide a flap valve as a shut-off valve ( 14 ) which allows high pressure pulsation peaks of the exhaust gas counterpressure to pass into the accumulator ( 15 ).
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