EP1664502A1 - Vorrichtung zur verdichtung von verbrennungsluft - Google Patents

Vorrichtung zur verdichtung von verbrennungsluft

Info

Publication number
EP1664502A1
EP1664502A1 EP04738816A EP04738816A EP1664502A1 EP 1664502 A1 EP1664502 A1 EP 1664502A1 EP 04738816 A EP04738816 A EP 04738816A EP 04738816 A EP04738816 A EP 04738816A EP 1664502 A1 EP1664502 A1 EP 1664502A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressor
charge air
connecting means
compressing
air compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04738816A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Baeuerle
Carsten Reisinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1664502A1 publication Critical patent/EP1664502A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft, insbesondere eine Vorrichtung zur Verdichtung von Ladeluft für eine kraftfahrzeugtechnische Verbrennungsmaschine, mit mindestens einem elektrisch betriebenen Ladeluftverdichter (12, 14), der mindestens ein, in einem Verdichterraum (22) angeordnetes, von einem Elektromotor (18) angetriebenes Verdichterrad (24) aufweist, sowie mit einem zweiten, seriell zum elektrischen Ladeluftverdichter (14) geschaltetem weiteren Ladeluftverdichter (32, 34), insbesondere einem Abgasturbolader (34), die über Verbindungsmittel (30) strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass Verbindungsmittel (52) vorhanden sind, die es ermöglichen, bereits verdichtete Ladeluft in den Verdichterraum (22) des elektrischen Ladeluftverdichters (14) zu leiten.

Description

Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft, insbesondere eine Vorrichtung zur Verdichtung von Ladeluft für eine kraftfahrzeugtechnische Verbrennungsmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, die Leistungsdichten einer kraftfahrzeugtechnischen Verbrennungsmaschine durch Verdichtung der zur Verbrennung des Kraftstoffes benötigten Ladeluft zu erhöhen. Dazu werden in der Regel Abgasturbolader benutzt. Der Abgasturbolader weist dabei eine Turbine auf, die im Abgasstrom des Verbrennungsmotors angeordnet ist und einen, in der Ladeluftzuführung der Brennkraftmaschine angeordneten Verdichter betreibt.
Abgasturbolader weisen, insbesondere bei Kraftfahrzeugantrieben, den Nachteil eines verzögerten und unzureichenden Ansprechverhaltens bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine auf ("Turboladerloch").
Zur Verbesserung der Ladeluftzuftihrung speziell im Bereich niedriger Drehzahlen der
Brennkraftmaschine ist es bekannt, den Abgasturbolader mittels eines elektrischen Hilfsantriebes zu unterstützen. Dies kann beispielsweise durch einen in den Abgasturbolader integrierten Elektromotor erreicht werden. Bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine treibt der Elektromotor die Welle des Abgasturboladers unterstützend an. Dies erfordert jedoch sowohl eine hohe Drehzahlbelastbarkeit des
Elektromotors, als auch die Möglichkeit der Generierung eines hohen elektrischen Leistungsbedarfs, der auf Grund des großen Massenträgheitsmomentes der Turbine eines Abgasturboladers notwendig ist.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist beispielsweise aus der US 6,029,452 bekannt, einen separaten, rein elektrisch betriebenen Hilfslader (elektrischer Zusatzverdichter, EZV) in die Ladeluftzuftihrung einer Brennkraftmaschine zu integrieren. Der elektrische Zusatzverdichter wird dabei in Reihe zu einem konventionellen Abgasturbolader betrieben und dient zumeist zur Vorverdichtung der dem Abgasturbolader zugeführten Ladeluft. Dies hat den Vorteil, dass der separat in der Ladeluftzuführung eingesetzte elektrische Zusatzverdichter auf einen Einsatz im untersten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine optimiert werden kann. Im hohen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, der seinerseits zu einer hohen Drehzahl des Abgasturboladers führt, wird beispielsweise eine Bypass-Lösung verwandt, um die Ladeluft unter Umgehung des dann nicht benötigten elektrischen Zusatzverdichters direkt dem Abgasturbolader zuzuführen.
Einer der Hauptunterschiede zwischen einem elektrischen Zusatzverdichter und einem klassischen Abgasturbolader ist die sehr unterschiedliche, zur Verfügung stehende Antriebsleistung für diese Systeme. Diese kann bei einem Abgasturbolader mehrere
10 kW betragen, bei einem elektrischen Zusatzverdichter ist die Antriebsleistung jedoch wegen der zusätzlichen Bordnetzbelastung maximal auf einige wenige kW begrenzt. Insbesondere beim Hochlaufen des Verdichterrades eines elektrischen Zusatzverdichters ist dies von Bedeutung, da die Anlaufzeit hauptsächlich von der verfügbaren Antriebsleistung und dem Massenträgheitsmoment des zu beschleunigenden Rotors des
Zusatzverdichters bestimmt ist.
Betrachtet man das Einschaltverhalten eines elektrischen Zusatzverdichters, so erkennt man, dass gerade im Stadtverkehr eine deutliche Anzahl von Einschaltzuständen des Verdichters erforderlich ist. Bei jeder Volllastbeschleunigung ist der elektrische
Zusatzverdichter dabei auf Umdrehungen bis zu ca. 60.000 pro Minute zu beschleunigen. Dabei wird eine mechanische Rotationsenergie von typischerweise 450 Wattsekunden aufgenommen, die vom Bordnetz des Fahrzeuges zur Verfügung gestellt werden müssen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft, insbesondere zur Verdichtung von Ladeluft für eine kraftfahrzeugtechnische Verbrennungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht eine reduzierte elektrische Energieaufnahme beim Beschleunigen des elektrischen Zusatzverdichters.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung, insbesondere durch die erfindungsgemäßen Verbindungsmittel, die es ermöglichen, verdichtete Ladeluft in den Verdichterraum des elektrischen Ladeluftverdichters zu leiten, ist es möglich, das Hochlaufen des elektrischen Zusatzverdichters durch eine Vorbeschleunigung auf Grund der eingeleiteten, verdichteten Luft zu ermöglichen. Damit wird sowohl die notwendige Beschleunigungsenergie des elektrischen Zusatzverdichters, als auch seine Ansprechzeit bis zum Erreichen seiner Maximaldrehzahl, reduziert.
Dem Hochschaltvorgang während einer Beschleunigungsphase des Fahrzeuges geht in der Regel ein Ladedruckabbau unmittelbar voraus. Bisher wurde zur Vermeidung des sogenannten "Verdichterpumpens" bei Gaswegnahme aus dem Ladedruckbereich ein sogenanntes Schubumluftventil geöffnet. Durch Öffnung dieses Schubumluftventils wird das Ladedruck führende Volumen auf näherungsweise Umgebungsdruck evakuiert. Die durch diese Maßnahme frei werdende pneumatische Energie wurde dabei nicht genutzt.
Mit der erfindungsge äßen Vorrichtung ist es möglich, die pneumatische Energie des Ladeluftsystems zur unterstützenden Beschleunigung des elektrischen Zusatzverdichters zu nutzen. Da dem Hochschaltvorgang während einer Beschleunigungsphase des Fahrzeuges in der Regel ein Ladedruckabbau über das Umluftventil vorausgeht, kann die abzuführende Luft genutzt werden, um den elektrischen Ladeluftverdichter für den anstehenden Beschleunigungsvorgang des Kraftfahrzeuges bereits zu beschleunigen. So ist es möglich, den für die Beschleunigungsphase des Kraftfahrzeuges wichtigen Wiederaufbau des Ladedruckes mit Unterstützung des elektrischen Zusatzverdichters deutlich schneller zu realisieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale ermöglicht.
In vorteilhafter Weise sind die Verbindungsmittel, die es ermöglichen, verdichtete
Ladeluft in den Verdichterraum des elektrischen Ladeluftverdichters zu leiten, abstromseitig des zweiten Ladeluftverdichters angeordnet, zweigen von dort ab und münden direkt in den Verdichterraum des elektrischen Ladeluftverdichters. Somit kann die in der verdichteten Ladeluft enthaltene pneumatische Energie in effektiver Weise zur Vorbeschleunigung des elektrischen Zusatzverdichters genutzt werden.
Die Verbindungsmittel münden dabei in einen Ringkanal des Gehäuses des elektrischen Ladeluftverdichters. In vorteilhafter Weise münden die Verbindungsmittel auf der Niederdruckseite des Verdichtungsraumes des elektrischen Ladeluftverdichters. Durch entsprechende Öffnungen in der Wandung des Verdichterraumes kann erreicht werden, dass ein gerichteter Luftstrom beispielsweise auf die Verdichterschaufeln des Verdichterrades des elektrischen Ladeluftverdichters auftrifft und somit das Hochlaufen des Verdichterrades unterstützt.
In vorteilhafter Weise weist der Ringkanal des Verdichters, in den die Verbindungsmittel münden, eine Mehrzahl von über seinem Umfang verteilten Einleitstellen für die verdichtete Ladeluft auf. Dabei sind die Einleitstellen so auszubilden, dass sich ein möglichst jetartiger Luftstrom zur Beschleunigung des Verdichterrades ausbildet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Verdichtung von Verbrennungsluft weisen die Verbindungsmittel, die es ermöglichen, verdichtete Ladeluft in den Verdichterraum des elektrischen Ladeluftverdichters zu leiten, ein Ventil auf, das es verhindert, dass die Luft vom elektrischen Ladeluftverdichter über diese Verbindungsmittel zurück in Richtung des zweiten Ladeluftverdichters strömen kann. Dieses Ventil kann bzw. die Ventile können in vorteilhafter Weise als elektronisch ansteuerbare(s) Membranventil(e) ausgebildet sein.
Das Ventil bzw. die Ventile zur Verhinderung der Rückströmung lassen sich in vorteilhafter Weise direkt in das Gehäuse des elektrischen Ladeluftverdichters integrieren.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft ist es somit in vorteilhafter Weise möglich, die notwendige Beschleunigungsenergie des elektrischen Zusatzverdichters sowie dessen Ansprechzeit deutlich zu reduzieren. Dies wiederum führt zu einer Entlastung des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeuges.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der nachfolgenden Zeichnung sowie der zugehörigen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu entnehmen.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft dargestellt, das in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Die Figur der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu sinnvollen, weiteren Kombinationen zusammenfassen, die somit ebenfalls als in der Beschreibung offenbart anzusehen sind.
Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Detaildarstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft, insbesondere zur Verdichtung von Ladeluft für eine kraftfahrzeugtechnische Verbrennungsmaschine in einer vereinfachten, schematischen Detaildarstellung.
Die zu verdichtende Ladeluft wird über eine Ansaugöffnung 10 einem ersten Verdichter 12 zugeführt. Dieser erste Verdichter 12 ist ein elektrisch betriebener, sogenannter Zusatzverdichter 14. Der elektrische Zusatzverdichter 14 besteht im Wesentlichen aus einer Verdichtereinheit 16 und einer elektrischen Antriebseinheit 18.
Über eine Eintrittsöffnung 20 wird die zu verdichtende Ladeluft dem Verdichterraum 22 des elektrischen Zusatzverdichters 14 zugeführt. Im Verdichterraum 22 ist ein Verdichterrad 24 angeordnet, welches über eine Welle von der elektrischen Antriebseinheit 18 angetrieben wird. Die zu verdichtende Ladeluft wird im
Verdichterraum beschleunigt und typischerweise über einen Ringkanal 26 und eine Austrittsöffnung 28 aus dem elektrischen Zusatzverdichter 14 herausgeleitet.
Über Verbindungsmittel 30 ist der elektrische Zusatzverdichter 14 der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden mit einem zweiten Ladeluftverdichter 32, der im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 als Abgasturbolader 34 ausgebildet ist.
Der Abgasturbolader 34 besitzt ein in einem Verdichterraum 36 angeordnetes Verdichterrad 38, welches über eine Welle 40 von einer Turbine 42 angetrieben wird, welche im Abgasstrom eines nicht weiter dargestellten Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. In bekannter Weise dient die kinetische Energie des heißen Abgasstromes 44 zum Antrieb der Turbine 42, die somit wiederum das Verdichterrad 38 des Abgasturboladers 34 beschleunigen kann.
Die durch den elektrischen Zusatzverdichter 14 vorverdichtete Luft wird im
Verdichterraum 36 des Abgasturboladers 34 weiter verdichtet und über Verbindungsmittel 46 dem in Figur 1 nicht weiter dargestellten Verbrennungsmotor zugeführt. Diese Verbindungsmittel 46 können beispielsweise auch noch einen nicht weiter dargestellten Ladeluftkühler oder ein Drosselventil für den Ladeluftstrom aufweisen. Über ein Ventil 48, welches den Volumenstrom des Abgases durch einen
Bypasskanal 50 um die Antriebsturbine des Abgasturboladers 34 herum regelt, lässt sich die Verdichterleistung des Abgasturboladers steuern.
Prinzipiell ist auch eine andere Reihenfolge der Verdichterstufen möglich.
Diese zweistufige Vorrichtung zur Verdichtung von Ladeluft ermöglicht es, das sogenannte Turboladerloch, welches bei geringen Motordrehzahlen und somit bei einem geringen Abgasstrom 44 auftritt, weitgehend zu vermeiden. Im Bereich geringer Motordrehzahlen, bei denen der klassische Abgasturbolader 34 auf Grund seiner Antriebsturbine 42 keine hohen Drehzahlen und somit das gewünschte hohe
Verdichtungsverhältnis erzeugen kann, wird der elektrische Zusatzverdichter 14 eingeschaltet, um eine gewünschte Vorverdichtung der Ladeluft zu erreichen. Durch diesen elektrischen Zusatzverdichter ist es möglich, den Nachteil eines verzögerten und unzureichenden Ansprechverhaltens eines Abgasturboladers zu kompensieren.
Der elektrische Zusatzverdichter wird auf Grund seiner Aufgabe daher nur jeweils kurzfristig eingeschaltet und erfordert eine möglichst schnelle Ansprechcharakteristik. Dieser Vorgang ist typisch für Beschleunigungssituationen und tritt insbesondere praktisch bei allen Gangwechseln (Hochschalten) des Fahrzeuges auf. Betrachtet man das Einschaltverhalten des elektrischen Zusatzverdichters, so erkennt man, dass gerade im
Stadtverkehr eine deutliche Anzahl von Einschaltzuständen erforderlich ist. Bei jeder Volllastbeschleunigung ist der elektrische Zusatzverdichter auf ca. 60.000 U/min zu beschleunigen. Dabei wird eine mechanische Rotationsenergie im Bereich von 400 bis 500 Wattsekunden aufgenommen, die vom elektrischen Bordsystem des Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt werden muss. Dem Hochschaltvorgang während einer Beschleunigungsphase geht in der Regel ein Ladedruckabbau über ein sogenanntes Umluftventil unmittelbar voraus. Bisher wird zur Vermeidung beispielsweise des Verdichterpumpens beim „Gas wegnehmen" der Ladedruck im System durch das Öffnen des sogenannten Schubumluftventils (Dump Valve) reduziert. Dadurch wird das Ladedruck führende Volumen auf näherungsweise Umgebungsdruck evakuiert. Die durch diese Maßnahme frei werdende pneumatische Energie wurde bisher nicht genutzt.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verdichtung von Ladeluft sind Verbindungsmittel 52 vorhanden, die es ermöglichen, bereits verdichtete Ladeluft direkt in den Verdichterraum des elektrischen Ladeluftverdichters zu leiten, um damit ein schnelleres Hochlaufen des elektrischen Zusatzverdichters durch eine Vorbeschleunigung zu ermöglichen.
Im Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Figur 1 zweigen die Verbindungsmittel 52 von den Verbindungsmitteln 46, welche den Abgasturbolader mit dem Verbrennungsmotor verbinden, ab. Die Verbindungsmittel 52 führen über ein Ventil 54 direkt in den Verdichterraum 22 des elektrischen Zusatzverdichters 14. Dazu können beispielsweise, verteilt über den Umfang des Ringkanals 26 des elektrischen Zusatzverdichters 14, Öffnungen 56 vorgesehen sein, die die verdichtete und über die Verbindungsmittel 52 abgezweigte Ladeluft zielgerichtet in den Ringkanal 26 und anschließend auf die Verdichterschaufeln des Verdichterrades 24 leiten. Durch diese düsenförmige Einleitung der verdichteten Ladeluft auf die Verdichterschaufeln des Verdichterrades des elektrischen Zusatzverdichters ist eine Vorbeschleunigung des Zusatzverdichters möglich, die zu einem schnelleren Hochlaufen, das heißt zu einer kürzen Ansprechcharakteristik des Zusatzverdichters führt. Darüber hinaus bedeutet die
Nutzung der pneumatischen Energie des Ladeluftsystemes, dass eine reduzierte Energieaufnahme aus dem Bordnetz des Fahrzeuges beim Beschleunigen des elektrischen Zusatzverdichters möglich ist.
Die Umlufteinleitstelle ist in vorteilhafter Weise direkt im elektrischen Zusatzverdichter
14 integriert und kann beispielsweise auch ein oder mehrere Ventile beinhalten, die ein Rückströmen der zu verdichtenden Ladeluft über die Verbindungsmittel 52 vermeidet. Darüber hinaus ist darauf zu achten, dass die durch den elektrischen Zusatzverdichter zu beschleunigende Ladeluft durch die Austrittsöffnung 28 des Zusatzverdichters abgeführt wird und somit dem nachgeschalteten Abgasturbolader 34 zugeführt werden kann. Ein Abströmen der durch den elektrischen Zusatzverdichter verdichteten Ladeluft über die Verbindungsmittel 52 gilt es zu unterbinden.
In anderen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsmittel 52 ein Speichervolumen 58 umfassen, in das verdichtete Ladeluft geleitet und anschließend bei hohem Druck gespeichert werden kann. Beispielsweise durch eine Ventilanordnung kann dann zu einem gewünschten Zeitpunkt die verdichtete Ladeluft direkt in den Verdichterraum des elektrischen Zusatzverdichters abgegeben werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine sinnvolle Nutzung der pneumatischen
Ladeluftenergie bei negativen Lastwechseln des Verbrennungssystems möglich. Dem Hochschaltvorgang während einer Beschleunigungsphase geht in der Regel ein Ladedruckabbau über ein Umluftventil unmittelbar voraus und es erfolgt dann ein Wiederaufbau des Ladedruckes mit Unterstützung des elektrischen Zusatzverdichters. Der Ladedruckabbau kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter
Weise zur Vorbeschleunigung des elektrischen Zusatzverdichters genutzt werden. Damit wird sowohl die notwendige Beschleunigungsenergie des elektrischen Zusatzverdichters, als auch dessen Ansprechzeit bis zum Erreichen seiner Maximaldrehzahl reduziert. Die pneumatische Energie des Ladeluftsystemes beinhaltet selbst bei Berücksichtigung eines moderaten Wirkungsgrades zur Übertragung seiner Energie auf den elektrischen
Zusatzverdichter einen nicht unwesentlichen Anteil der erforderlichen Rotationsenergie für einen elektrischen Zusatzverdichter.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht beschränkt auf die Verwendung eines elektrischen Zusatzverdichters und eines Abgasturboladers.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft, insbesondere eine Vorrichtung zur Verdichtung von Ladeluft für eine kraftfahrzeugtechnische Verbrennungsmaschine, mit mindestens einem elektrisch betriebenen Ladeluftverdichter (14), der mindestens ein, in einem Verdichterraum (22) angeordnetes, von einem Elektromotor ( 18) angetriebenes Verdichterrad (24) aufweist, sowie mit einem zweiten, seriell zum elektrischen Ladeluftverdichter (14) geschalteten, weiteren Ladeluftverdichter (32), insbesondere einem Abgasturbolader (34), die über Verbindungsmittel (30) strömungstechnisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsmittel (52) vorhanden sind, die es ermöglichen, verdichtete Ladeluft in den Verdichterraum (22) des elektrischen Ladeluftverdichters (14) einzuleiten.
2. Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (52) abstromseitig des zweiten Ladeluftverdichters (32, 34) abzweigen und in den Verdichterraum (22) des elektrischen Ladeluftverdichters (14) münden.
3. Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (52) direkt in einen Ringkanal (26) des Gehäuses des elektrischen Ladeluftverdichters (14) münden.
4. Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (26) auf der Niederdruckseite des elektrischen Ladeluftverdichters (14) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (52) ein Ventil (54), insbesondere ein elektronisch ansteuerbares Membranventil, aufweisen.
6. Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in ein Gehäuse des elektrischen Ladeluftverdichters (14) integriert ist.
7. Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (52) ein Speichervolumen (58) aufweisen.
EP04738816A 2003-09-01 2004-06-30 Vorrichtung zur verdichtung von verbrennungsluft Withdrawn EP1664502A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10340142A DE10340142A1 (de) 2003-09-01 2003-09-01 Vorrichtung zur Verdichtung von Verbrennungsluft
PCT/DE2004/001370 WO2005026512A1 (de) 2003-09-01 2004-06-30 Vorrichtung zur verdichtung von verbrennungsluft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1664502A1 true EP1664502A1 (de) 2006-06-07

Family

ID=34223247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04738816A Withdrawn EP1664502A1 (de) 2003-09-01 2004-06-30 Vorrichtung zur verdichtung von verbrennungsluft

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070000481A1 (de)
EP (1) EP1664502A1 (de)
JP (1) JP2006524765A (de)
DE (1) DE10340142A1 (de)
WO (1) WO2005026512A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007012667A1 (de) * 2007-03-16 2008-09-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102009033871A1 (de) 2009-07-17 2010-02-04 Daimler Ag Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine
DE102011018570A1 (de) * 2011-04-26 2012-10-31 Audi Ag Anordnung mit Brennkraftmaschine und Turbolader sowie Verfahren zum Betreiben eines Turboladers
JP6128081B2 (ja) * 2014-09-02 2017-05-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関システム
DE102015216307A1 (de) * 2015-08-26 2017-03-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem Verbrennungsmotor
DE102016224192A1 (de) 2016-12-06 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Luftsystems mit elektrischem Verdichter
DE102017207878A1 (de) * 2017-05-10 2018-11-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aufladeeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Aufladeeinrichtung
DE102019205044A1 (de) 2019-04-09 2020-11-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Aufladungssystem

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4258550A (en) * 1979-06-11 1981-03-31 General Motors Corporation Engine charging system with dual function charge supplying and charge cooling blower
JPS56167813A (en) * 1980-05-28 1981-12-23 Nissan Motor Co Ltd Surge preventing apparatus for turbocharger
JPS60178931A (ja) * 1984-02-24 1985-09-12 Nissan Motor Co Ltd 排気タ−ボチヤ−ジヤの過給圧制御装置
SE502158C2 (sv) * 1993-12-08 1995-09-04 Saab Scania Ab Anordning vid - och förfarande vid start av förbränningsmotor
US5577385A (en) * 1995-09-11 1996-11-26 Kapich; Davorin D. Electropneumatic engine supercharger system
US6029452A (en) * 1995-11-15 2000-02-29 Turbodyne Systems, Inc. Charge air systems for four-cycle internal combustion engines
US5808460A (en) * 1997-09-29 1998-09-15 Texas Instruments Incorporated Rapid power enabling circuit
US6279550B1 (en) * 1996-07-17 2001-08-28 Clyde C. Bryant Internal combustion engine
US6079211A (en) * 1997-08-14 2000-06-27 Turbodyne Systems, Inc. Two-stage supercharging systems for internal combustion engines
DE10023022A1 (de) * 2000-05-11 2001-11-22 Borgwarner Inc Aufgeladene Brennkraftmaschine
DE10113308A1 (de) * 2001-03-20 2002-09-26 Bosch Gmbh Robert Elektrisch betriebener Ladeluft-Verdichter
DE10156839A1 (de) * 2001-11-20 2003-06-12 Schatz Thermo Engineering Verfahren zum Ladungswechsel bei einem Verbrennungsmotor der Kolbenbauart und zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Ladungswechselsystem
US6755022B2 (en) * 2002-02-28 2004-06-29 Mack Trucks, Inc. Turbo-charged internal combustion engine with in-cylinder EGR and injection rate shaping
US6938420B2 (en) * 2002-08-20 2005-09-06 Nissan Motor Co., Ltd. Supercharger for internal combustion engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005026512A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006524765A (ja) 2006-11-02
US20070000481A1 (en) 2007-01-04
DE10340142A1 (de) 2005-03-31
WO2005026512A1 (de) 2005-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3224467B1 (de) Aufladeeinrichtung für einen verbrennungsmotor und betriebsverfahren für die aufladeeinrichtung
DE102007017777B4 (de) Turboladeranordnung und turboaufladbare Brennkraftmaschine
EP3207231B1 (de) Aufladeeinrichtung für einen verbrennungsmotor und betriebsverfahren für die aufladeeinrichtung
DE102014224474B4 (de) Aufladeeinrichtung für einen Verbrennungsmotor und Betriebsverfahren für die Aufladeeinrichtung
EP2580444B1 (de) Lader für verbrennungsmotoren
EP2469054B1 (de) Antrieb mit einer Brennkraftmaschine und einer Expansionsmaschine mit Gasrückführung
DE102009026469A1 (de) Verfahren zur Ladedruckregelung einer Aufladeeinrichtung und Aufladeeinrichtung
WO2011110314A1 (de) Brennkraftmaschine mit zweistufiger aufladung
WO2005026512A1 (de) Vorrichtung zur verdichtung von verbrennungsluft
DE102014221333A1 (de) Zwillingsturbo-System mit elektrisch antreibbaren Verdichtern
DE102009060357A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer einen Abgasturbolader aufweisenden Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens
DE102011018570A1 (de) Anordnung mit Brennkraftmaschine und Turbolader sowie Verfahren zum Betreiben eines Turboladers
DE102007060218A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verdichters
DE102015203621A1 (de) Zweistufige Abgasturbo-Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102015208990A1 (de) Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit elektrisch antreibbarem Abgasturbolader und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE202015103035U1 (de) Brennkraftmaschine mit elektrisch antreibbarem Abgasturbolader
DE102015116162B4 (de) Drucklufterzeugungseinrichtung
EP3845745A1 (de) Verfahren zum steuern eines elektrifizierten turboladers einer brennkraftmaschine sowie kraftfahrzeug mit brennkraftmaschine
DE102009001796A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Abgasturboaufladung eines Verbrennungsmotors
WO2018206355A1 (de) Aufladeeinrichtung für eine verbrennungskraftmaschine eines kraftfahrzeugs, sowie verfahren zum betreiben einer solchen aufladeeinrichtung
DE202015101927U1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Kompressor und Elektromaschine
DE102019003576A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen und Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen
DE102020113203B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung
DE102015208991A1 (de) Brennkraftmaschine mit elektrisch antreibbarem Abgasturbolader und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102014221334A1 (de) Zwillingsturbo-System mit elektrisch antreibbaren Verdichtern

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060403

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR IT

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20081001

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20090415