KR20110123286A - Internal combustion engine having sequential supercharging - Google Patents

Internal combustion engine having sequential supercharging Download PDF

Info

Publication number
KR20110123286A
KR20110123286A KR1020117023521A KR20117023521A KR20110123286A KR 20110123286 A KR20110123286 A KR 20110123286A KR 1020117023521 A KR1020117023521 A KR 1020117023521A KR 20117023521 A KR20117023521 A KR 20117023521A KR 20110123286 A KR20110123286 A KR 20110123286A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
turbine
gas turbocharger
Prior art date
Application number
KR1020117023521A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
디어크 하겔슈타인
옌스 퀼메이어
Original Assignee
폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트 filed Critical 폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
Publication of KR20110123286A publication Critical patent/KR20110123286A/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/001Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/001Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • F02B37/002Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel the exhaust supply to one of the exhaust drives can be interrupted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F02B37/025Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/14Control of the alternation between or the operation of exhaust drive and other drive of a pump, e.g. dependent on speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107More than one exhaust manifold or exhaust collector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

본 발명은 특히 전기 구동 트레인, 특히 전기 모터와 내연기관의 조합체(하이브리드 엔진)를 구비한 자동차용 내연기관으로서, 하나 이상의 제1 배기 가스 터보 과급기(30) 및 하나 이상의 제2 배기 가스 터보 과급기(34)를 포함하고, 상기 제1 배기 가스 터보 과급기는 하나 이상의 제1 터빈(28) 및 하나 이상의 제1 압축기(36)를 포함하며, 상기 제2 배기 가스 터보 과급기는 하나 이상의 제2 터빈(32) 및 하나 이상의 제2 압축기(38)를 포함하고, 상기 제1 터빈(28) 및 제2 터빈(32)은 내연기관의 배기 가스 관(22)에서 배기 가스 흐름과 관련해서 서로 평행하게 배치되며, 제1 압축기(36) 및 제2 압축기(38)는 내연기관의 신선한 공기 관(18)에서 신선한 공기 흐름과 관련해서 서로 평행하게 배치되고, 배기 가스 관(22) 내에 하나 이상의 밸브 장치(54; 64)는, 내연기관의 작동 상태에 따라 제2 터빈(32)을 통해 흐르는 배기 가스 흐름을 선택적으로 감소 및/또는 차단하며 동시에 제1 터빈(28)을 통해 흐르는 배기 가스 흐름을 제한 없이 허용할 수 있어서, 실질적으로 제1 배기 가스 터보 과급기(30)만이 급기압을 발생시키도록 배치되고 설계된다. 이를 위해, 제2 배기 가스 터보 과급기(34)에 제2 터빈(32)에 추가해서 하나 이상의 추가의 구동 장치(58)가 배치된다.The present invention relates in particular to an internal combustion engine for automobiles having an electric drive train, in particular a combination of an electric motor and an internal combustion engine (hybrid engine), comprising at least one first exhaust gas turbocharger 30 and at least one second exhaust gas turbocharger ( 34, wherein the first exhaust gas turbocharger includes one or more first turbines 28 and one or more first compressors 36, and the second exhaust gas turbocharger includes one or more second turbines 32. ) And one or more second compressors 38, wherein the first turbines 28 and the second turbines 32 are arranged parallel to each other with respect to the exhaust gas flow in the exhaust gas pipes 22 of the internal combustion engine. The first compressor 36 and the second compressor 38 are arranged parallel to each other with respect to fresh air flow in the fresh air pipe 18 of the internal combustion engine, and at least one valve device 54 in the exhaust gas pipe 22. 64) operation of the internal combustion engine May selectively reduce and / or shut off the exhaust gas flow through the second turbine 32 and, at the same time, without limitation allow exhaust gas flow through the first turbine 28 to substantially reduce the first exhaust gas flow. Only the gas turbocharger 30 is arranged and designed to generate air pressure. To this end, one or more additional drive units 58 are arranged in addition to the second turbine 32 in the second exhaust gas turbocharger 34.

Description

순차 과급식 내연기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING SEQUENTIAL SUPERCHARGING}INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING SEQUENTIAL SUPERCHARGING}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따라, 특히 자동차용 내연기관으로서, 하나 이상의 제1 배기 가스 터보 과급기 및 하나 이상의 제2 배기 가스 터보 과급기를 포함하고, 상기 제1 배기 가스 터보 과급기는 하나 이상의 제1 터빈 및 하나 이상의 제1 압축기를 포함하며, 상기 제2 배기 가스 터보 과급기는 하나 이상의 제2 터빈 및 하나 이상의 제2 압축기를 포함하고, 상기 제1 터빈 및 제2 터빈은 내연기관의 배기 가스 관 내에서 배기 가스 흐름과 관련해서 서로 평행하게 배치되며, 제1 압축기 및 제2 압축기는 내연기관의 신선한 공기 관에서 신선한 공기 흐름과 관련해서 서로 평행하게 배치되고, 배기 가스 관 내에 하나 이상의 밸브 장치는, 내연기관의 작동 상태에 따라 제2 터빈을 통해 흐르는 배기 가스 흐름을 선택적으로 감소 및/또는 차단하며 동시에 제1 터빈을 통해 흐르는 배기 가스 흐름을 제한 없이 허용할 수 있어서, 실질적으로 제1 배기 가스 터보 과급기 만이 급기압을 발생시키도록 배치되고 설계되는 것인 내연기관에 관한 것이다. 본 발명은 또한 청구항 제14항의 전제부에 따라, 내연기관의 작동 방법으로서, 신선한 공기가 2개 이상의 터보 과급기에서 각각의 압축기에 의해 압축되고, 각각의 압축기는 각각의 배기 가스 터빈에 의해 구동되며, 내연기관의 작동점에 따라 제1 배기 가스 터보 과급기에 제2 배기 가스 터보 과급기가 접속되고, 상기 접속 전에 제2 배기 가스 터보 과급기가 미리 정해진 회전수로 가속되는 것인 내연기관의 작동 방법에 관한 것이다.The invention according to the preamble of claim 1, in particular as an internal combustion engine for automobiles, comprises at least one first exhaust gas turbocharger and at least one second exhaust gas turbocharger, wherein the first exhaust gas turbocharger is at least one. A first turbine and at least one first compressor, wherein the second exhaust gas turbocharger comprises at least one second turbine and at least one second compressor, wherein the first turbine and the second turbine are exhaust gases of an internal combustion engine. Disposed in parallel with one another in the conduit with respect to the exhaust gas flow, the first compressor and the second compressor being disposed in parallel with one another in connection with the fresh air flow in the fresh air conduit of the internal combustion engine, and at least one valve arrangement in the exhaust gas conduit Selectively reduces and / or blocks the exhaust gas flow through the second turbine in accordance with the operating state of the internal combustion engine and simultaneously The method may allow the exhaust gas flow flowing through the first turbine, without limitation, will substantially only the first exhaust gas turbocharger on an internal combustion engine that is arranged and designed to generate a pressure class. The invention also provides a method of operating an internal combustion engine, in accordance with the preamble of claim 14, wherein fresh air is compressed by each compressor in at least two turbochargers, each compressor being driven by a respective exhaust gas turbine. The second exhaust gas turbocharger is connected to the first exhaust gas turbocharger according to the operating point of the internal combustion engine, and before the connection, the second exhaust gas turbocharger is accelerated to a predetermined rotational speed. It is about.

내연기관의 소위 순차 과급시, 2개 이상의 배기 가스 터보 과급기(ATL)가 제공되고, 상기 터보 과급기들에 배기 가스 측 및/또는 신선한 공기 측의 하나 이상의 추가 스위칭 부재에 의해 작동 점에 따라 배기 가스 또는 공기가 공급된다.In the so-called sequential supercharging of the internal combustion engine, two or more exhaust gas turbochargers (ATL) are provided, the turbochargers being provided with exhaust gases depending on the operating point by one or more additional switching elements on the exhaust gas side and / or on the fresh air side. Or air is supplied.

내연기관에서 순차 과급을 구현할 수 있는 많은 가능성이 있다. 이 가능성들은 모두 2개 이상의 ATL(배기 가스 터보 과급기)의 사용을 특징으로 하며, 상기 ATL들에 배기 가스 측 및/또는 신선한 공기 측의 하나 이상의 추가 스위칭 부재에 의해 작동 점에 따라 배기 가스 또는 공기가 공급될 수 있다.There are many possibilities for implementing sequential supercharging in internal combustion engines. These possibilities are all characterized by the use of two or more ATLs (exhaust gas turbochargers), in which the exhaust gases or air depending on the operating point by one or more additional switching members on the exhaust gas side and / or the fresh air side. Can be supplied.

특히 오토 엔진(Otto engine)의 순차 과급을 위해, 낮은 엔진 회전수에서는 하나의 ATL 만을 작동시키고 정격 출력 범위에서는 제1 ATL의 압축 작동의 중단 없이 제2 ATL을 접속하는, 즉 제1 ATL이 전체 과급 작동의 매우 큰 부분에 기여하는, 순차 컨셉이 적합하다. 이러한 컨셉에 의해, 오토 엔진에서 매우 넓은 공기 흐름 수요를 최적으로 커버하는 것이 가능하다. 엔진의 낮은 공기 흐름에서 토크가 요구되면 제공될 전체 배기 가스 에너지가 단 하나의 ATL에 제공되기 때문에, 상기 ATL은 매우 신속하게 그 작동 회전수로 가속될 수 있고, 따라서 매우 신속히 높은 급기압을 제공할 수 있으며, 이는 종래의 모노 또는 트윈 터보 컨셉에 비해 높은 응답 특성을 야기한다. 종래의 모노 터보 컨셉에서, ATL은 엔진의 정격 출력을 단독으로 커버해야 하기 때문에, ATL이 상응하게 크게 설계되어야 한다. 이는 낮은 엔진 회전수에서와 같이 낮은 배기 가스 흐름에서 상응하게 느린 응답 특성만을 허용한다. 종래의 트윈 터보 컨셉에서, 제공되는 배기 가스 에너지는 낮은 엔진 회전수에서 주어지는 작은 배기 가스 흐름에서도 2개의 ATL로 나눠진다.Especially for the sequential supercharging of the Otto engine, only one ATL is operated at low engine speeds and the second ATL is connected at nominal output range without interruption of the compression operation of the first ATL, ie the first ATL The sequential concept, which contributes to a very large part of the supercharging operation, is suitable. By this concept, it is possible to optimally cover a very wide air flow demand in an Otto engine. When torque is required at the low air flow of the engine, since the total exhaust gas energy to be provided is provided to only one ATL, the ATL can be accelerated to its operating speed very quickly, thus providing very high air pressures very quickly. This can lead to higher response characteristics compared to conventional mono or twin turbo concepts. In the conventional mono turbo concept, the ATL must cover the rated power of the engine alone, so the ATL must be designed to be correspondingly large. This allows only a relatively slow response characteristic at low exhaust gas flows, such as at low engine speeds. In the conventional twin turbo concept, the provided exhaust gas energy is divided into two ATLs even at small exhaust gas flows at low engine speeds.

내연기관의 순차 컨셉은 예컨대 DE 10 2005 061 649 A1호에 공지되어 있으며, 종래의 트윈 터보 설계와 매우 유사한 또는 동일한 설계(압력 조건, 질량/체적 흐름 용량 등)를 가진 2개의 ATL을 갖는다. 바람직하게는 종래의 트윈 터보 작동에 최적인 ATL-설계를 기초로, 하나의 ATL은 약간 더 작게 선택되며 제2 ATL은 약간 더 크게 선택된다. 배기 가스를 ATL에 공급하는 것은 순차 컨셉에서, 배기 가스 흐름이 적을 때(엔진 회전수가 낮을 때) 배기 가스 매니폴드 내의 스위칭 가능한 파이프 가이드를 통해 2개의 ATL 중 작은 ATL에만 전체 배기 가스 흐름이 제공되도록 이루어진다. 상기 ATL이 그 최대 용량에 도달하고, 이것이 대략 중간 엔진 회전수이면, 제2의, 약간 더 큰 ATL의 접속이 이루어지고, 순차 시스템이 정격 출력까지 종래의 트윈 터보 시스템과 유사하게 작동된다. 시스템의 설계에 따라, 2개의 ATL은 정격 점에서 필요한 흐름을 50% 대 50%로, 또는 더 큰 ATL에 유리하게끔 약 40% 대 60% 또는 약 45% 대 55%로 나눈다.The sequential concept of an internal combustion engine is known, for example, from DE 10 2005 061 649 A1 and has two ATLs with a design very similar or identical to the conventional twin turbo design (pressure conditions, mass / volume flow capacity, etc.). Preferably, based on the ATL-design, which is optimal for conventional twin turbo operation, one ATL is chosen slightly smaller and the second ATL is chosen slightly larger. The supply of exhaust gas to the ATL is a sequential concept, so that when the exhaust gas flow is low (when the engine speed is low), the switchable pipe guides in the exhaust gas manifold provide the entire exhaust gas flow to only the smaller of the two ATLs. Is done. If the ATL reaches its maximum capacity and this is approximately medium engine speed, then a second, slightly larger ATL connection is made, and the sequential system operates similar to a conventional twin turbo system up to its rated output. Depending on the design of the system, the two ATLs divide the required flow at the rating point by 50% to 50%, or about 40% to 60% or about 45% to 55% to favor larger ATL.

전술한 순차 시스템에서 단일 ATL-작동은 중간 또는 높은 회전수 범위에서 엔진의 공기 흐름 수요를 채울 수 없기 때문에, 제2 ATL의 접속이 필요하다. 제1 작은 ATL(소위, 고압단)이 차단되며 더 큰 ATL(저압단)이 과급 작동을 완전히 수행하는, 더 큰 ATL로의 전환은 비교적 간단히 실시되어야 하고 이러한 컨셉들은 이미 많이 있다. 제2 ATL의 접속은 더 어렵게 제어되어야 한다. 전술한 바와 같이 제2 ATL로의 전환은 상기 제2 ATL이 엔진의 정격 출력 점에서 공기 흐름 수요를 단독으로 공급할 수 있기 위해서 상기 제2 ATL이 매우 크게 설계되어야 한다는 단점을 갖는다. 이는 상응하는 패키지 단점을 야기한다. 또한, 오토 엔진(Otto engine)에 사용하기 위한 ATL의 가용성이 특히 200 kW 보다 큰 정격 출력 및 950℃보다 높은 배기 가스 온도로 제한된다. 이러한 배경에서, 제2 ATL의 접속은 오토(Otto) 순차 컨셉에서 더 목표 지향적이다. 오토 엔진에서 이러한 방식으로 2 단계로 조절되는 과급의 다른 단점은 낮은 회전수 범위에서 2개의 ATL이 직렬로 접속되어 작동된다는 것이다. 따라서, 2개의 터빈에서의 압력 조건들은 증가되며 엔진은 매우 높은 배기 가스 역압에 대해 작동해야 하고, 이는 더 좋지 않은 잔류 가스 플러싱 특성을 야기한다. 오토 엔진의 연소 방법은 연소실에 남은 잔류 가스 성분에 대해 그 노킹 한계와 관련해서 매우 임계적으로 반응하기 때문에, 오토 엔진에 대해 이러한 2 단계 과급 방법은 경우에 따라 불리하다.Since the single ATL-operation in the sequential system described above cannot meet the airflow demand of the engine in the medium or high speed range, the connection of the second ATL is necessary. The transition to larger ATLs, where the first small ATL (so-called high stage) is cut off and the larger ATL (low stage) fully performs the supercharging operation, must be carried out relatively simply and many of these concepts already exist. The connection of the second ATL should be controlled more difficult. Switching to the second ATL as described above has the disadvantage that the second ATL must be designed very large in order for the second ATL to be able to supply air flow demand alone at the rated power point of the engine. This causes a corresponding package disadvantage. In addition, the availability of ATL for use in Otto engines is limited, in particular, to rated power greater than 200 kW and exhaust gas temperatures higher than 950 ° C. Against this background, the connection of the second ATL is more goal oriented in the Otto sequential concept. Another disadvantage of supercharging, which is adjusted in two stages in this way in the Otto engine, is that two ATLs are operated in series at a low speed range. Thus, the pressure conditions in the two turbines are increased and the engine must operate for very high exhaust gas back pressure, which results in poor residual gas flushing characteristics. Since the combustion method of the Otto engine reacts very critically with respect to its knocking limit on residual gas components remaining in the combustion chamber, this two-stage supercharging method is sometimes disadvantageous for the Otto engine.

전술한 바와 같이, 오토 엔진에 사용하기 위해, 먼저 주변에 대해 응력 경감된 단 하나의 ATL에 배기 가스가 공급되며 엔진의 회전수 프로파일에서 제2 ATL이 평행하게 접속되는, 즉 2개의 ATL이 주변에 대해 또는 배기 가스 장치의 정상 압력 손실에 대해 응력 경감되는, 순차 컨셉이 바람직하다. 접속 과정은 바람직하게는 완전 가변 배출 밸브 제어를 통해 이루어지지만, 열적으로 높은 부하를 견딜 수 있는 배기 가스 밸브를 통해서도 이루어질 수 있다. 제2 ATL이 평행 접속 전에 작동 중인 제1 ATL의 회전수로 되어야 하기 때문에, 제2 ATL의 접속 과정은 임계적이다. 접속 과정은 흡입관 압력이 일정하게 유지될 때만 회전 모멘트 언더슈트 없이 이루어질 수 있다. ATL에서 급기압은 ATL의 회전수에 직접 의존한다. 이로부터, 동일한 크기의 ATL에 대해, 접속 과정시 회전 모멘트 언더슈트를 방지하기 위해 제1 및 제2 ATL이 동일한 회전수를 가져야 한다는 조건이 따른다. 상이한 크기의 ATL의 경우, 접속 과정 전에 터빈 전/후 2개의 ATL(p2/p1)에서 동일한 압력 조건에 대해 유사한 회전수가 얻어져야 한다. 제2 ATL의 런업을 위해, 제1 ATL에 더 이상 제공되지 않는 배기 가스 에너지가 필요하다. 즉, 회전 모멘트 언더슈트 없이 1-ATL-작동으로부터 2-ATL-작동으로의 전환이 이루어지면, 순차 과급에 의해 주어지는 이론적 급기압 포텐셜이 이용될 수 없다.As described above, for use in an auto engine, the exhaust gas is first supplied to only one ATL that is stress relief relative to the periphery and the second ATL is connected in parallel in the engine's revolution profile, ie the two ATL A sequential concept is preferred, which is stress relieved for or against the normal pressure loss of the exhaust gas system. The connection process is preferably through fully variable discharge valve control, but can also be via an exhaust gas valve that can withstand thermally high loads. The connection process of the second ATL is critical because the second ATL must be at the rotational speed of the first ATL in operation before the parallel connection. The connection process can be made without a rotating moment undershoot only when the suction tube pressure is kept constant. In ATL, the supply pressure directly depends on the number of revolutions of the ATL. From this, the condition that for the same size ATL, the first and second ATL should have the same rotation speed in order to prevent the rotation moment undershoot during the connection process. For ATLs of different sizes, similar speeds should be obtained for the same pressure conditions at the two ATLs (p2 / p1) before and after the turbine before the connection procedure. For run up of the second ATL, exhaust gas energy is no longer provided to the first ATL. That is, if a switchover from 1-ATL-operation to 2-ATL-operation is made without the rotation moment undershoot, the theoretical air pressure potential given by sequential supercharging cannot be used.

DE 43 10 148 C2에는 순차 과급식 내연기관이 공지되어 있고, 제1 배기 가스 터보 과급기는 항상 급기압을 공급하고, 제2 배기 가스 터보 과급기는 선택적으로 접속된다. 제2 배기 가스 터보 과급기의 맥동 없는 접속을 위해, 제2 터보 과급기가 내연기관의 급기 공급에 기여하지 않는 경우, 제2 배기 가스 터보 과급기의 압축기의 압력 출력부가 제2 배기 가스 터보 과급기의 터빈의 유입부와 연결된다. 이로 인해, 제2 배기 가스 터보 과급기가 항상 내연기관의 급기 과정을 위해 필요로 하는 회전수로 유지됨으로써, 제2 배기 가스 터보 과급기의 접속시, 제2 배기 가스 터보 과급기의 터빈의 유입부로부터 제2 배기 가스 터보 과급기의 압축기의 압력 출력부의 분리에 의해 그리고 제2 배기 가스 터보 과급기의 압축기의 압력 출력부와 내연기관으로 연장하는 연소 공기 공급 라인과의 접속에 의해 압력 변동 없이 즉각 필요한 급기압이 주어진다.In DE 43 10 148 C2 a sequentially charged internal combustion engine is known, the first exhaust gas turbocharger always supplies the supply pressure and the second exhaust gas turbocharger is optionally connected. For a pulsation-free connection of the second exhaust turbocharger, if the second turbocharger does not contribute to the supply of air to the internal combustion engine, the pressure output of the compressor of the second exhaust turbocharger may be applied to the turbine of the second exhaust turbocharger. It is connected to the inlet. Thus, the second exhaust gas turbocharger is always maintained at the speed required for the air supply process of the internal combustion engine, so that when the second exhaust gas turbocharger is connected, the second exhaust gas turbocharger is discharged from the inlet of the turbine of the second exhaust gas turbocharger. 2, the pressure supply of the compressor of the exhaust gas turbocharger and the connection of the pressure output of the compressor of the second exhaust gas turbocharger and the combustion air supply line extending to the internal combustion engine immediately provide the necessary supply pressure without pressure fluctuations. Is given.

본 발명의 과제는 상기 방식의 내연기관 및 방법을 순차 방식의 제2 배기 가스 터보 과급기의 접속과 관련해서 개선하는 것이다.The problem of the present invention is to improve the internal combustion engine and method of the above scheme with respect to the connection of a second exhaust gas turbocharger of the sequential scheme.

상기 과제는 청구항 제1항의 특징을 가진 상기 방식의 내연기관, 및 청구항 제14항의 특징을 가진 상기 방식의 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.The object is achieved by an internal combustion engine of the scheme with the features of claim 1 and a method of the scheme with the features of claim 14. Preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

이를 위해, 상기 방식의 내연기관에서 본 발명에 따라 제2 배기 가스 터보 과급기에 터빈과 더불어 하나 이상의 추가 구동 장치가 배치된다.To this end, in the internal combustion engine of the above scheme, one or more further drive units are arranged in addition to the turbine in the second exhaust gas turbocharger according to the invention.

이는, 상기 제2 배기 가스 터보 과급기의 회전수를 높이기 위해 제2 배기 가스 터보 과급기를 접속하기 전에 추가의 구동 장치가 제공됨으로써, 제2 배기 가스 터보 과급기의 회전수를 높이기 위해 배기 가스 흐름으로부터 에너지가 얻어질 필요가 없거나 또는 적은 에너지만이 얻어지면 된다는 장점을 갖는다. 이로 인해, 간단한 방식으로 내연기관의 회전 모멘트 언더슈트 없이 접속 과정이 이루어진다.This is because an additional drive is provided before connecting the second exhaust gas turbocharger to increase the rotational speed of the second exhaust gas turbocharger, thereby providing energy from the exhaust gas flow to increase the rotational speed of the second exhaust gas turbocharger. Has the advantage that it does not need to be obtained or only a small energy needs to be obtained. In this way, the connection process is made without the rotation moment undershoot of the internal combustion engine in a simple manner.

바람직한 실시예에서, 추가의 구동 장치는 전기 모터이다.In a preferred embodiment, the further drive device is an electric motor.

하나 이상의 밸브 장치는 예컨대 제2 배기 가스 터보 과급기의 제2 터빈 상류 및/또는 하류에 배치되고, 예컨대 배기 가스 밸브를 포함한다.The one or more valve arrangements are for example arranged upstream and / or downstream of the second turbine of the second exhaust gas turbocharger and comprise, for example, an exhaust gas valve.

바람직한 실시예에서, 내연기관의 하나 이상의 실린더는 서로 독립적으로 제어 가능한 2개 이상의 배출 밸브를 포함하고, 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 제1 배출 밸브는 제1 터빈과 흐름이 통하도록 연결되고, 배기 가스 흐름과 관련해서 제2 터빈으로부터 분리되고, 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 제2 배출 밸브는 제2 터빈과 흐름이 통하도록 연결되고, 배기 가스 흐름과 관련해서 제1 터빈으로부터 분리되고, 제2 배출 밸브의 개방을 위한 주기적 작동은, 제2 배출 밸브가 내연기관의 하나의 작동 사이클에서 통상적인 것보다 더 오래 폐쇄된 상태로 유지되고 제2 터빈에 의해 배기 가스 흐름을 감소 및/또는 차단하기 위한 밸브 장치를 형성하도록, 선택적으로 차단 가능하게 형성된다.In a preferred embodiment, the at least one cylinder of the internal combustion engine comprises at least two discharge valves which are independently controllable from one another, the at least one first discharge valve of the at least one cylinder is connected in flow communication with the first turbine and the exhaust gas One or more second outlet valves of the one or more cylinders in flow connection with the second turbine, separate from the first turbine in connection with the exhaust gas flow, Periodic operation for the opening of the valve allows the second discharge valve to remain closed longer than usual in one operating cycle of the internal combustion engine and to reduce and / or shut off the exhaust gas flow by the second turbine. It is formed to be selectively blockable to form the device.

바람직하게는 하나 이상의 배기 가스 터보 과급기가 하나의 유입 나선을 가진 싱글 스크롤 배기 가스 터보 과급기로서 또는 2개의 유입 나선을 가진 트윈 스크롤 배기 가스 터보 과급기로서 형성된다.Preferably, the at least one exhaust turbocharger is formed as a single scroll exhaust turbocharger with one inlet spiral or as a twin scroll exhaust turbocharger with two inlet spirals.

바람직한 실시예에서 제1 배기 가스 터보 과급기의 제1 터빈의 입구와 제2 배기 가스 터보 과급기의 제2 터빈의 입구가 크로스토크 라인을 통해 흐름이 통하도록 서로 연결된다.In a preferred embodiment, the inlet of the first turbine of the first exhaust gas turbocharger and the inlet of the second turbine of the second exhaust gas turbocharger are connected to each other to allow flow through the crosstalk line.

바람직하게는 내연기관이 2개 이상의 실린더를 포함하고, 하나 이상의 제1 실린더의 배기 가스 출구가 전적으로 제1 터빈과 흐름이 통하도록 연결됨으로써, 하나 이상의 제1 실린더로부터 나온 배기 가스 흐름이 전적으로 제1 터빈에 작용하고, 하나 이상의 제2 실린더의 배기 가스 출구가 전적으로 제2 터빈과 흐름이 통하도록 연결됨으로써, 하나 이상의 제2 실린더로부터 나온 배기 가스 흐름이 전적으로 제2 터빈에 작용한다.Preferably the internal combustion engine comprises at least two cylinders and the exhaust gas outlets of the at least one first cylinder are connected in flow communication with the first turbine so that the exhaust gas flow from the at least one first cylinder is entirely Acting on the turbine, the exhaust gas outlets of the one or more second cylinders are connected in total flow with the second turbine, such that the exhaust gas flow from the one or more second cylinders acts entirely on the second turbine.

바람직한 실시예에서, 제1 터빈 및/또는 제2 터빈에 밸브 장치, 특히 웨스트 게이트를 가진 바이패스 라인이 각각의 터빈에서 배기 가스 흐름을 적어도 부분적으로 통과하도록 배치된다.In a preferred embodiment, a bypass arrangement with a valve arrangement, in particular a west gate, in the first turbine and / or the second turbine is arranged to at least partially pass the exhaust gas flow in each turbine.

바람직하게는 신선한 공기 관에서 제1 압축기 및/또는 제2 압축기의 하류에 하나 이상의 압력 조절 밸브가 배치된다.Preferably one or more pressure regulating valves are arranged downstream of the first compressor and / or the second compressor in the fresh air line.

바람직한 실시예에서는, 신선한 공기 관 내에서 제1 압축기 및/또는 제2 압축기의 하류에 하나 이상의 스로틀 밸브가 배치된다.In a preferred embodiment, one or more throttle valves are arranged downstream of the first compressor and / or the second compressor in the fresh air pipe.

바람직하게는 순환 공기 밸브를 가진 순환 공기 라인이 제공되고, 상기 순환 공기 라인은 선택적으로 제2 압축기 하류의 신선한 공기 관을 제2 압축기 상류의 신선한 공기 관과 흐름이 통하도록 연결한다.Preferably a circulating air line with a circulating air valve is provided, which optionally connects the fresh air conduit downstream of the second compressor to flow with the fresh air conduit upstream of the second compressor.

또한, 상기 방식의 방법에서 본 발명에 따라 제2 배기 가스 터보 과급기를 미리 정해진 회전수로 가속하는 것은 적어도 부분적으로 제2 배기 가스 터보 과급기의 배기 가스 터빈과 관련해서 추가의 구동 장치에 의해 실시된다.Further, in the method of the above manner, accelerating the second exhaust gas turbocharger at a predetermined rotation speed according to the invention is carried out at least in part by an additional drive in connection with the exhaust gas turbine of the second exhaust gas turbocharger. .

이는 소정 회전수로 제2 배기 가스 터보 과급기를 가속하기 위해 배기 가스 흐름으로부터 에너지가 얻어질 필요가 없다는 장점을 갖는다.This has the advantage that no energy needs to be obtained from the exhaust gas stream to accelerate the second exhaust gas turbocharger at a predetermined speed.

바람직한 실시예에서, 미리 정해진 회전수는, 제2 배기 가스 터보 과급기의 터빈 전 및 후의 압력 조건이 제1 배기 가스 터보 과급기의 터빈 전 및 후의 압력 조건에 상응하도록 결정된다.In a preferred embodiment, the predetermined rotational speed is determined such that the pressure conditions before and after the turbine of the second exhaust gas turbocharger correspond to the pressure conditions before and after the turbine of the first exhaust gas turbocharger.

바람직하게는 추가의 구동 장치로서 전기 모터가 사용된다.Preferably an electric motor is used as further drive device.

바람직한 실시예에서, 제2 배기 가스 터보 과급기의 접속은 내연기관의 배기 가스 관 내의 밸브 장치의 개방에 의해 이루어진다.In a preferred embodiment, the connection of the second exhaust gas turbocharger is made by opening the valve device in the exhaust gas pipe of the internal combustion engine.

바람직하게는 제2 배기 가스 터보 과급기의 접속시 추가로 내연기관의 신선한 공기 관 내의 밸브 장치가 개방된다.Preferably the valve arrangement in the fresh air tube of the internal combustion engine is further opened upon connection of the second exhaust gas turbocharger.

바람직한 실시예에서, 추가의 구동 장치를 구동하기 위한 에너지가 에너지 어큐뮬레이터, 특히 전기 에너지 어큐뮬레이터로부터 얻어지고, 상기 에너지 어큐뮬레이터에는 예컨대 브레이크 에너지의 회수에 의해 에너지가 공급된다.In a preferred embodiment, the energy for driving the further drive device is obtained from an energy accumulator, in particular an electrical energy accumulator, which is supplied with energy, for example by recovery of brake energy.

이하에서, 본 발명이 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의해, 순차 방식의 제2 배기 가스 터보 과급기의 접속과 관련해서 개선된 내연기관이 제공된다.The present invention provides an improved internal combustion engine in connection with the connection of a second exhaust gas turbocharger in sequential manner.

도 1은 본 발명에 따른 내연기관의 제1 바람직한 실시예의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 내연기관의 제2 바람직한 실시예의 개략도.
도 3는 본 발명에 따른 내연기관의 제3 바람직한 실시예의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 내연기관의 제4 바람직한 실시예의 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 내연기관의 제5 바람직한 실시예의 개략도.
1 is a schematic view of a first preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention;
2 is a schematic view of a second preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention;
3 is a schematic view of a third preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention;
4 is a schematic view of a fourth preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention;
5 is a schematic view of a fifth preferred embodiment of an internal combustion engine according to the invention;

도 1에 도시된, 본 발명에 따른 내연기관의 제1 바람직한 실시예는 4개의 실린더(10, 12, 14, 16)를 포함하고, 상기 실린더들은 흡입관(20)을 구비한 신선한 공기 관(18)을 통해 신선한 공기 흐름을 공급받으며, 배기 가스 흐름을 촉매 변환기(24) 및 람다 프로브(26)를 구비한 배기 가스 관(22)에서 배출한다. 배기 가스 관(22)에 제1 배기 가스 터보 과급기(30)의 제1 배기 가스 터빈(28) 및 제2 배기 가스 터보 과급기(34)의 제2 배기 가스 터빈(32)이 배치되고, 상기 2개의 배기 가스 터빈(28, 32)은 배기 가스 흐름과 관련해서 서로 평행하게 배기 가스 관(22)에 배치된다. 신선한 공기 관(18)에 제1 배기 가스 터보 과급기(30)의 제1 압축기(36) 및 제2 배기 가스 터보 과급기(34)의 제2 압축기(38)가 배치된다. 2개의 압축기(36, 38)는 신선한 공기 흐름과 관련해서 서로 평행하게 신선한 공기 관(18)에 배치된다. 제1 터빈(28)은 제1 압축기(36)를 구동하고, 제2 터빈(32)은 제2 압축기(38)를 구동한다. 크로스토크 라인(40)은 2개의 터빈들(28, 32)의 각각의 입구를 흐름이 통하도록 서로 연결한다. 제1 터빈(28)은 밸브 장치(웨스트 게이트 1)를 가진 제1 바이패스 라인(42)을 포함하며, 상기 밸브 장치는 선택적으로 배기 가스 흐름의 적어도 일부를 제1 터빈(28)을 통해 안내한다. 제2 터빈(32)은 밸브 장치(웨스트 게이트 2)를 가진 제2 바이패스 라인(44)을 포함하며, 상기 밸브 장치는 선택적으로 배기 가스 흐름의 적어도 일부를 제2 터빈(32)을 통해 안내한다. 바이패스 라인들(42, 44)은 예컨대 각각의 터빈(28, 32)의 내부 웨스트 게이트로서 형성된다. 신선한 공기 관(18)에서 제1 압축기(36)의 하류에 제1 급기 냉각기(50)가 배치되며, 제2 압축기(38)의 하류에 제2 급기 냉각기(52)가 배치된다. 제2 압축기(38)는 제2 압축기(38)에 의해 압축된 공기의 적어도 일부를 제2 급기 냉각기(52) 하류의 제2 압축기(38)의 출구로부터 제2 압축기(38)의 입구로 안내하기 위해 순환 공기 밸브(48)를 가진 순환 공기 라인(46)을 포함한다. 제2 터빈(32)에만 할당된 배기 가스 관(22)의 부분에 배기 가스 밸브(54)가 배치된다. 신선한 공기 관(18)에서 2개의 급기 냉각기(50, 52)의 하류에 스로틀 밸브(56)가 배치된다. 제2 급기 냉각기(52)의 하류에서 신선한 공기 관(18)에 압력 조절 밸브(60)가 배치된다.The first preferred embodiment of the internal combustion engine according to the invention, shown in FIG. 1, comprises four cylinders 10, 12, 14, 16, which cylinders have a fresh air tube 18 with a suction tube 20. Fresh air stream is supplied through the exhaust gas, and the exhaust gas flow is discharged from the exhaust gas pipe 22 having the catalytic converter 24 and the lambda probe 26. The first exhaust gas turbine 28 of the first exhaust gas turbocharger 30 and the second exhaust gas turbine 32 of the second exhaust gas turbocharger 34 are disposed in the exhaust gas pipe 22, and the 2 Two exhaust gas turbines 28, 32 are arranged in the exhaust gas pipe 22 in parallel with each other in relation to the exhaust gas flow. In the fresh air pipe 18 a first compressor 36 of the first exhaust gas turbocharger 30 and a second compressor 38 of the second exhaust gas turbocharger 34 are arranged. The two compressors 36, 38 are arranged in the fresh air conduit 18 parallel to each other with respect to the fresh air flow. The first turbine 28 drives the first compressor 36, and the second turbine 32 drives the second compressor 38. The crosstalk line 40 connects each inlet of the two turbines 28, 32 to each other for flow. The first turbine 28 comprises a first bypass line 42 with a valve arrangement (west gate 1), which selectively directs at least a portion of the exhaust gas flow through the first turbine 28. do. The second turbine 32 comprises a second bypass line 44 with a valve arrangement (west gate 2), which optionally directs at least a portion of the exhaust gas flow through the second turbine 32. do. Bypass lines 42 and 44 are formed, for example, as internal west gates of respective turbines 28 and 32. The first air supply cooler 50 is disposed downstream of the first compressor 36 in the fresh air pipe 18, and the second air supply cooler 52 is disposed downstream of the second compressor 38. The second compressor 38 directs at least a portion of the air compressed by the second compressor 38 from the outlet of the second compressor 38 downstream of the second air supply cooler 52 to the inlet of the second compressor 38. Circulating air line 46 with a circulating air valve 48 to accomplish this. An exhaust gas valve 54 is disposed in the portion of the exhaust gas pipe 22 assigned only to the second turbine 32. A throttle valve 56 is disposed downstream of the two air supply coolers 50, 52 in the fresh air pipe 18. Downstream of the second air supply cooler 52, a pressure regulating valve 60 is arranged in the fresh air pipe 18.

본 발명에 따라 제2 배기 가스 터보 과급기(34)는 제2 터빈(38)에 추가해서 전기 모터 형태의 제2 압축기(32)용 추가의 구동 장치(58)를 포함한다.According to the invention the second exhaust gas turbocharger 34 comprises an additional drive 58 for the second compressor 32 in the form of an electric motor in addition to the second turbine 38.

도 1에 도시된, 본 발명에 따른 내연기관의 제1 바람직한 실시예의 경우, 배기 가스 밸브(54)는 엔진으로부터 떨어져 그리고 배기 가스 흐름과 관련해서 제2 터빈(32)의 하류에 배치된다. 2개의 배기 가스 터보 과급기들(30, 34)은 배기 가스 터빈(28, 32) 내에 하나의 유입 나선을 가진 SS-배기 가스 터빈(Single-Scroll-배기 가스 터빈)으로 형성된다. 크로스토크 라인(40) 내에 조절 밸브(도시되지 않음)가 배치된다.In the first preferred embodiment of the internal combustion engine according to the invention, shown in FIG. 1, the exhaust gas valve 54 is arranged away from the engine and downstream of the second turbine 32 in relation to the exhaust gas flow. Two exhaust gas turbochargers (30, 34) are formed in a SS- exhaust gas turbine (S ingle- S croll- exhaust gas turbine) with a spiral inlet in the exhaust gas turbine (28, 32). An adjustment valve (not shown) is disposed in the crosstalk line 40.

도 2는 본 발명에 따른 내연기관의 제2 바람직한 실시예를 도시하고, 기능상 동일한 부품들은 도 1에서와 동일한 도면 부호로 표시되므로, 그 설명에 있어서 도 1의 상기 설명이 참고된다. 도 1에 따른 제1 실시예와는 달리, 제1 배기 가스 터보 과급기(30)가 제1 배기 가스 터빈(28) 내에 2개의 유입 나선을 가진 TS-배기 가스 터빈(Twin-Scroll-배기 가스 터빈)으로 형성되는 한편, 제2 배기 가스 터보 과급기(34)는 SS-배기 가스 터빈(32)으로 형성된다.FIG. 2 shows a second preferred embodiment of the internal combustion engine according to the invention, in which functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, so that the above description of FIG. 1 is referred to in the description. Unlike the Figure is that of the first embodiment according to the first, the first exhaust gas turbo supercharger 30, the TS- exhaust gas turbine (T S win- croll- exhaust with two spiral flows in a first exhaust gas turbine (28) Gas turbine) while a second exhaust gas turbocharger 34 is formed of an SS-exhaust gas turbine 32.

도 3은 본 발명에 따른 내연기관의 제3 바람직한 실시예를 도시하고, 기능상 동일한 부품들은 도 1에서와 동일한 도면 부호로 표시되므로, 그 설명에 있어서 도 1의 상기 설명이 참고된다. 도 1에 따른 제1 실시예와는 달리, 배기 가스 밸브(54)가 엔진에 가까이 그리고 배기 가스 흐름과 관련해서 제2 배기 가스 터빈(32)의 상류에 배치된다. 2개의 배기 가스 터보 과급기들(30, 34)은 SS-배기 가스 터빈들(28, 32)로 형성된다.FIG. 3 shows a third preferred embodiment of the internal combustion engine according to the invention, in which functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, so that the above description of FIG. 1 is referred to in the description. Unlike the first embodiment according to FIG. 1, an exhaust gas valve 54 is arranged near the engine and upstream of the second exhaust gas turbine 32 in relation to the exhaust gas flow. Two exhaust gas turbochargers 30, 34 are formed of SS-exhaust gas turbines 28, 32.

도 1 내지 도 3에 따른 모든 전술한 바람직한 실시예에서, 배기 가스 관(22)은 제1 실린더(10, 16)로부터 나온 배기 가스 흐름이 전적으로 제1 터빈(28)에 공급되고, 제2 실린더(12, 14)로부터 나온 배기 가스 흐름이 제2 터빈(32)에만 공급되도록 형성된다.In all the above-described preferred embodiments according to FIGS. 1 to 3, the exhaust gas pipe 22 is supplied with the exhaust gas flow from the first cylinders 10, 16 entirely to the first turbine 28, and the second cylinder. Exhaust gas streams from 12 and 14 are formed to be supplied only to the second turbine 32.

도 4는 본 발명에 따른 내연기관의 제4 바람직한 실시예를 도시하고, 기능상 동일한 부품들은 도 1에서와 동일한 도면 부호로 표시되므로, 그 설명에 있어서 도 1의 상기 설명이 참고된다. 도 1에 따른 제1 실시예와는 달리, 배기 가스 관(22)은 투-패스(two-pass)로 형성되고, 배기 가스 밸브(54)는 엔진에 가까이 그리고 배기 가스 흐름과 관련해서 제2 배기 가스 터빈(32)의 상류에 그리고 크로스토크 라인(40) 내에 배치된다. 제1 배기 가스 터보 과급기(30) 및/또는 제2 배기 가스 터보 과급기(34)가 TS-배기 가스 터빈(28, 32)을 포함한다.FIG. 4 shows a fourth preferred embodiment of the internal combustion engine according to the invention, in which functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, so that the above description of FIG. 1 is referred to in the description. Unlike the first embodiment according to FIG. 1, the exhaust gas pipe 22 is formed in two-pass, and the exhaust gas valve 54 is close to the engine and in relation to the exhaust gas flow. Upstream of the exhaust gas turbine 32 and in the crosstalk line 40. The first exhaust gas turbocharger 30 and / or the second exhaust gas turbocharger 34 comprise TS-exhaust gas turbines 28, 32.

도 5는 본 발명에 따른 내연기관의 제5 바람직한 실시예를 도시하고, 기능상 동일한 부품들은 도 1에서와 동일한 도면 부호로 표시되므로, 그 설명에 있어서 도 1의 상기 설명이 참고된다. 도 1에 따른 제1 실시예와는 달리, 크로스토크 라인(40)이 제공되지 않는다. 각각의 실린더(10, 12, 14, 16)는 제1 배출 밸브(62) 및 제2 배출 밸브(64)를 포함한다. 제1 배출 밸브(62)는 배기 가스 흐름과 관련해서 흐름이 통하도록 제1 터빈(28)에만 연결되고 제2 터빈(32)으로부터 분리된다. 제2 배출 밸브들(64)은 배기 가스 흐름과 관련해서 흐름이 통하도록 제2 터빈(32)에만 연결되고, 제2 터빈(28)으로부터 분리된다. 제1 배기 가스 터보 과급기(30)가 소정 엔진 모멘트를 위해 필요한 급기압만을 제공할 수 있는 내연기관의 상기 작동 상태에서, 예컨대 로우엔드(LowEnd) 토크 범위에서 제2 배출 밸브들(64)이 폐쇄된 상태로 유지되고 제1 배출 밸브(62)만이 작동 사이클 또는 크랭크 샤프트 각도에 따라 주기적으로 개폐된다. 이는 예컨대 행정 전환 스위치를 가진 배출 캠 샤프트에 의해 이루어진다. 이로 인해, 제1 터빈(28)에만 배기 가스 흐름이 제공된다. ATL(30)은 SS-ATL 또는 TS-ATL(여기에 도시됨)으로 구현될 수 있다. 제1 압축기(36)는 제1 압축기(36)에 의해 압축된 공기의 적어도 일부를 제1 급기 냉각기(50)의 하류의 제1 압축기(36)의 출구로부터 제1 압축기(36)의 입구로 안내하기 위해 순환 공기 밸브(66)를 가진 순환 공기 라인을 포함한다.Fig. 5 shows a fifth preferred embodiment of the internal combustion engine according to the invention, in which functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in Fig. 1, so that the above description of Fig. 1 is referred to in the description. Unlike the first embodiment according to FIG. 1, no crosstalk line 40 is provided. Each cylinder 10, 12, 14, 16 includes a first discharge valve 62 and a second discharge valve 64. The first discharge valve 62 is connected only to the first turbine 28 and separated from the second turbine 32 so that the flow passes in relation to the exhaust gas flow. The second discharge valves 64 are connected only to the second turbine 32 and separate from the second turbine 28 so that the flow is in connection with the exhaust gas flow. In this operating state of the internal combustion engine, where the first exhaust gas turbocharger 30 can provide only the necessary air pressure for a given engine moment, the second discharge valves 64 are closed, for example in the low end torque range. State and only the first discharge valve 62 is opened and closed periodically according to the operating cycle or the crankshaft angle. This is done for example by an exhaust camshaft with a stroke changeover switch. As a result, the exhaust gas flow is provided only to the first turbine 28. ATL 30 may be implemented in SS-ATL or TS-ATL (shown here). The first compressor 36 passes at least a portion of the air compressed by the first compressor 36 from the outlet of the first compressor 36 downstream of the first air supply cooler 50 to the inlet of the first compressor 36. A circulating air line with a circulating air valve 66 for guiding.

순차 시스템을 구비한 본 발명에 따른 내연기관의 경우, 제2의, 접속될 배기 가스 터보 과급기(34)로서 EU-ATL(Elektrisch Unterstuetzer ATL; 전기 지원 ATL)이 제공된다. EU-ATL(34)는 그것에 공급된 배기 가스 에너지[제1 ATL(30)이 설정 급기압에 도달했으면, 제1 ATL(30)의 바이패스 흐름]과 더불어 추가로 전기 에너지에 의해 가속될 수 있다. 따라서, 한편으로는 순차 조합의 성능이 상승될 수 있고 다른 한편으로는 순차 조합에서 EU-ATL(34)의 가속 동안 전류 피크들이 모노-ATL-컨셉으로서 EU-ATL의 사용시보다 훨씬 더 적게 생긴다. 순차 조합에서 제2 ATL(34)이 먼저 목표-회전수(미리 정해진 회전수)에 도달한 후에, 2-ATL-작동으로의 전환이 이루어질 수 있는데[제2 ATL(34)의 접속], 그 이유는 배기 가스 에너지에 의해서만 가속되는 제1 ATL(30)이 다이내믹 감각에 결정적이기 때문이다.In the case of an internal combustion engine according to the present invention comprises a sequential system, the second, EU-ATL as an exhaust gas turbocharger (34) to be connected; is provided (U E lektrisch nterstuetzer ATL electrical support ATL). The EU-ATL 34 may be further accelerated by electrical energy in addition to the exhaust gas energy supplied to it (bypass flow of the first ATL 30 if the first ATL 30 has reached a set air supply pressure). have. Thus, on the one hand the performance of the sequential combination can be raised and on the other hand the current peaks during acceleration of the EU-ATL 34 in the sequential combination occur much less than when using the EU-ATL as a mono-ATL-concept. After the second ATL 34 first reaches the target-speed (predetermined speed) in the sequential combination, a switch to 2-ATL-operation can be made (connection of the second ATL 34), The reason is that the first ATL 30 accelerated only by the exhaust gas energy is crucial for the dynamic sense.

이상적으로, 전술한 순차 시스템이 전기 구동 트레인에 사용되고, EU-ATL(34)용 가속 에너지는 바람직하게 회수된 브레이크 에너지를 공급받는 어큐뮬레이터로부터 얻어진다.Ideally, the sequential system described above is used for the electric drive train, and the acceleration energy for the EU-ATL 34 is preferably obtained from an accumulator supplied with the recovered brake energy.

EU-ATL 형태의 제2 ATL(34)과 함께, 제2 ATL(34)이 배기 가스 에너지 및 전기 에너지의 혼합에 의해 가속될 수 있는 순차 시스템을 가진 내연기관이 제공된다. 따라서, 1-ATL-작동에서 제1 ATL(30)에 더 많은 배기 가스 에너지가 제공됨으로써, 더 높은 평균 압력이 얻어질 수 있다. 동시에, 2-ATL-작동으로의 전환 과정[제2 ATL(34)의 접속]은 간단한 방식으로 회전 모멘트 중립적으로 실시될 수 있다. 순차 과급시 제2 ATL(34)의 접속 단계의 임계적 작동 범위는 EU-ATL(34)의 사용에 의해 제거된다. 이로 인해, 순차 조합의 더 높은 성능이 얻어질 수 있다.In conjunction with a second ATL 34 in the form of an EU-ATL, an internal combustion engine is provided having a sequential system in which the second ATL 34 can be accelerated by a mixture of exhaust gas energy and electrical energy. Thus, by providing more exhaust gas energy to the first ATL 30 in 1-ATL-operation, a higher average pressure can be obtained. At the same time, the process of switching to 2-ATL-operation (connection of the second ATL 34) can be carried out in a rotational moment neutral manner in a simple manner. In sequential charging the critical operating range of the connection step of the second ATL 34 is eliminated by the use of the EU-ATL 34. Due to this, higher performance of sequential combinations can be obtained.

10, 12, 14, 16 : 실린더
18 : 신선한 공기 관
22 : 배기 가스 관
28 : 제1 터빈
30 : 제1 배기 가스 터보 과급기
32 : 제2 터빈
34 : 제2 배기 가스 터보 과급기
36, 38 : 압축기
40 : 크로스토크 라인
46 : 순환 공기 라인
48 : 순환 공기 밸브
54 : 밸브 장치
58 : 구동 장치
60 : 압력 조절 밸브
62, 64 : 배출 밸브
10, 12, 14, 16: cylinder
18: fresh air tube
22: exhaust gas pipe
28: first turbine
30: first exhaust gas turbocharger
32: second turbine
34: second exhaust gas turbocharger
36, 38: compressor
40: crosstalk line
46: circulating air line
48: circulating air valve
54: valve device
58: drive unit
60: pressure regulating valve
62, 64: discharge valve

Claims (20)

특히 전기 구동 트레인, 특히 전기 모터와 내연기관의 조합체(하이브리드 엔진)를 구비한 자동차용 내연기관으로서, 하나 이상의 제1 배기 가스 터보 과급기(30) 및 하나 이상의 제2 배기 가스 터보 과급기(34)를 포함하고, 상기 제1 배기 가스 터보 과급기는 하나 이상의 제1 터빈(28) 및 하나 이상의 제1 압축기(36)를 포함하며, 상기 제2 배기 가스 터보 과급기는 하나 이상의 제2 터빈(32) 및 하나 이상의 제2 압축기(38)를 포함하고, 상기 제1 터빈(28) 및 제2 터빈(32)은 내연기관의 배기 가스 관(22)에서 배기 가스 흐름과 관련해서 서로 평행하게 배치되며, 제1 압축기(36) 및 제2 압축기(38)는 내연기관의 신선한 공기 관(18)에서 신선한 공기 흐름과 관련해서 서로 평행하게 배치되고, 상기 배기 가스 관(22) 내에 하나 이상의 밸브 장치(54; 64)는, 내연기관의 작동 상태에 따라 제2 터빈(32)을 통해 흐르는 배기 가스 흐름을 선택적으로 감소 및/또는 차단하며 동시에 제1 터빈(28)을 통해 흐르는 배기 가스 흐름을 제한 없이 허용할 수 있어서, 실질적으로 제1 배기 가스 터보 과급기(30)만이 급기압을 발생시키도록 배치되고 설계되는 것인 내연기관에 있어서,
상기 제2 배기 가스 터보 과급기(34)에 제2 터빈(32)에 추가해서 하나 이상의 추가의 구동 장치(58)가 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
In particular an internal combustion engine for automobiles having an electric drive train, in particular a combination of an electric motor and an internal combustion engine (hybrid engine), comprising at least one first exhaust gas turbocharger 30 and at least one second exhaust gas turbocharger 34. Wherein the first exhaust gas turbocharger includes one or more first turbines 28 and one or more first compressors 36, wherein the second exhaust gas turbocharger includes one or more second turbines 32 and one The above-described second compressor 38, wherein the first turbine 28 and the second turbine 32 are arranged in parallel with each other in relation to the exhaust gas flow in the exhaust gas pipe 22 of the internal combustion engine, The compressor 36 and the second compressor 38 are arranged parallel to each other with respect to the fresh air flow in the fresh air pipe 18 of the internal combustion engine, and at least one valve device 54; 64 in the exhaust gas pipe 22. ) To the operating status of the internal combustion engine Thus selectively reducing and / or blocking the exhaust gas flow through the second turbine 32 and at the same time without limitation permitting the exhaust gas flow through the first turbine 28 to substantially reduce the first exhaust gas turbo. In an internal combustion engine in which only the supercharger 30 is arranged and designed to generate a supply pressure,
And at least one further drive device (58) in addition to the second turbine (32) in the second exhaust gas turbocharger (34).
제1항에 있어서, 상기 추가의 구동 장치(58)는 전기 모터인 것을 특징으로 하는 내연기관.2. An internal combustion engine according to claim 1, wherein the further drive (58) is an electric motor. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 밸브 장치(54)가 배기 가스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관.3. An internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that said at least one valve arrangement (54) comprises an exhaust gas valve. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 밸브 장치(54)가 상기 제2 배기 가스 터보 과급기(34)의 상기 제2 터빈(32) 상류에 및/또는 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.4. A method according to any one of the preceding claims, wherein at least one valve arrangement (54) is arranged upstream and / or downstream of the second turbine (32) of the second exhaust gas turbocharger (34). An internal combustion engine characterized by the above-mentioned. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연기관의 하나 이상의 실린더(10, 12, 14, 16)가 서로 독립적으로 제어 가능한 2개 이상의 배출 밸브(62, 64)를 포함하고, 하나 이상의 실린더(10, 12, 14, 16)의 하나 이상의 제1 배출 밸브(62)가 상기 제1 터빈(28)과 흐름이 통하도록 연결되며 배기 가스 흐름과 관련해서 상기 제2 터빈(32)으로부터 분리되고, 하나 이상의 실린더(10, 12, 14, 16)의 하나 이상의 제2 배출 밸브(64)가 상기 제2 터빈(32)과 흐름이 통하도록 연결되며 배기 가스 흐름과 관련해서 제1 터빈(28)으로부터 분리되고, 상기 제2 배출 밸브(64)의 개방을 위한 주기적 작동은, 상기 제2 배출 밸브(64)가 내연기관의 하나의 작동 사이클에서 통상적인 것보다 더 오래 폐쇄된 상태로 유지되며 상기 제2 터빈(32)에 의해 배기 가스 흐름을 감소 및/또는 차단하기 위한 상기 밸브 장치를 형성하도록, 선택적으로 차단 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관.The method according to claim 1, wherein one or more cylinders 10, 12, 14, 16 of the internal combustion engine comprise two or more discharge valves 62, 64 that are independently controllable from one another. One or more first outlet valves 62 of one or more cylinders 10, 12, 14, 16 are connected in flow communication with the first turbine 28 and the second turbine 32 in connection with the exhaust gas flow. And one or more second discharge valves 64 of one or more cylinders 10, 12, 14, 16 are connected in flow communication with the second turbine 32 and in connection with the exhaust gas flow. Separated from (28), the periodic actuation for opening the second outlet valve 64 is such that the second outlet valve 64 is closed longer than normal in one operating cycle of the internal combustion engine. To reduce and / or shut off the exhaust gas flow by the second turbine 32. An internal combustion engine, characterized in that selectively formed to be blocked to form the valve device. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 터보 과급기들(30, 34) 중 하나 이상의 배기 가스 터보 과급기가 상기 터빈(28, 32) 내에 하나의 유입 나선을 가진 싱글 스크롤 배기 가스 터보 과급기로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관.6. A single scroll exhaust according to any of the preceding claims, wherein at least one of the exhaust gas turbochargers (30, 34) of the exhaust gas turbocharger has one inlet spiral in the turbine (28, 32). An internal combustion engine, characterized in that it is formed as a gas turbocharger. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 터보 과급기들(30, 34) 중 하나 이상의 배기 가스 터보 과급기가 상기 터빈(28, 32) 내에 2개의 유입 나선을 가진 트윈 스크롤 배기 가스 터보 과급기로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관.A twin scroll exhaust according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the exhaust gas turbochargers (30, 34) of the exhaust gas turbocharger has two inlet spirals in the turbine (28, 32). An internal combustion engine, characterized in that it is formed as a gas turbocharger. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 배기 가스 터보 과급기(30)의 상기 제1 터빈(28)의 입구와 상기 제2 배기 가스 터보 과급기(34)의 상기 제2 터빈(32)의 입구는 크로스토크 라인(40)을 통해 흐름이 통하도록 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 내연기관.8. The inlet of the first turbine 28 of the first exhaust gas turbocharger 30 and the second turbine of the second exhaust gas turbocharger 34. The inlet of 32 is an internal combustion engine, characterized in that connected to each other to flow through the crosstalk line (40). 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연기관은 2개 이상의 실린더(10, 12, 14, 16)를 포함하고, 하나 이상의 제1 실린더(10, 16)의 배기 가스 출구가 전적으로 상기 제1 터빈(28)과 흐름이 통하도록 연결됨으로써, 하나 이상의 제1 실린더(10, 16)로부터 나온 배기 가스 흐름이 전적으로 상기 제1 터빈(28)에 작용하며, 하나 이상의 제2 실린더(12, 14)의 배기 가스 출구가 전적으로 상기 제2 터빈(32)과 흐름이 통하도록 연결됨으로써, 하나 이상의 제2 실린더(12, 14)로부터 나온 배기 가스 흐름이 전적으로 상기 제2 터빈(32)에 작용하는 것을 특징으로 하는 내연기관.9. The internal combustion engine according to any one of the preceding claims, wherein the internal combustion engine comprises at least two cylinders (10, 12, 14, 16), wherein the exhaust gas outlets of at least one first cylinder (10, 16) The flow is connected solely with the first turbine 28 so that the exhaust gas flow from one or more first cylinders 10, 16 acts solely on the first turbine 28, and the one or more second cylinders ( The exhaust gas outlets of 12 and 14 are connected in total flow with the second turbine 32 such that exhaust gas flow from one or more second cylinders 12 and 14 is entirely directed to the second turbine 32. An internal combustion engine, characterized in that it acts. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 터빈(28) 및/또는 상기 제2 터빈(32)에, 밸브 장치, 특히 웨스트 게이트를 가진 바이패스 라인(42, 44)이 각각의 상기 터빈(28, 32)에서 배기 가스 흐름을 적어도 부분적으로 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.10. The bypass line (42, 44) according to any one of the preceding claims, wherein in the first turbine (28) and / or the second turbine (32) a valve arrangement, in particular with a west gate, is provided. Internal combustion engine, characterized in that it is arranged to at least partially pass the exhaust gas flow in each said turbine (28, 32). 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신선한 공기 관(18)에서 상기 제1 압축기(36) 및/또는 상기 제2 압축기(38)의 하류에 하나 이상의 압력 조절 밸브(60)가 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.The pressure regulating valve (60) of any one of claims 1 to 10 downstream of the first compressor (36) and / or the second compressor (38) in the fresh air conduit (18). An internal combustion engine, characterized in that the arrangement. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신선한 공기 관(18)에서 상기 제1 압축기(36) 및/또는 상기 제2 압축기(38)의 하류에 하나 이상의 스로틀 밸브(56)가 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.12. The at least one throttle valve (56) of any of the preceding claims, wherein downstream of the first compressor (36) and / or the second compressor (38) in the fresh air conduit (18). An internal combustion engine, characterized in that arranged. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 순환 공기 밸브(48)를 가진 순환 공기 라인(46)이 제공되고, 상기 순환 공기 라인은 선택적으로 상기 제2 압축기(38) 하류의 상기 신선한 공기 관(18)을 상기 제2 압축기(38) 상류의 상기 신선한 공기 관(18)과 흐름이 통하도록 연결하는 것을 특징으로 하는 내연기관.13. A circulating air line (46) with a circulating air valve (48) is provided, wherein said circulating air line is optionally provided with said fresh downstream of said second compressor (38). Internal combustion engine, characterized in that for connecting the air pipe (18) in flow with the fresh air pipe (18) upstream of the second compressor (38). 내연기관의 작동 방법으로서, 신선한 공기가 2개 이상의 터보 과급기에서 각각 압축기에 의해 압축되고, 각각의 압축기는 각각의 배기 가스 터빈에 의해 구동되며, 내연기관의 작동점에 따라 제1 배기 가스 터보 과급기에 제2 배기 가스 터보 과급기가 접속되고, 상기 접속 전에 상기 제2 배기 가스 터보 과급기가 미리 정해진 회전수로 가속되는 것인 내연기관의 작동 방법에 있어서,
상기 제2 배기 가스 터보 과급기를 미리 정해진 회전수로 가속하는 것은 적어도 부분적으로 상기 제2 배기 가스 터보 과급기의 상기 배기 가스 터빈과 관련해서 추가의 구동 장치에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 작동 방법.
A method of operating an internal combustion engine, wherein fresh air is compressed by a compressor in at least two turbochargers, each compressor driven by a respective exhaust gas turbine, and according to the operating point of the internal combustion engine, a first exhaust gas turbocharger A method of operating an internal combustion engine in which a second exhaust gas turbocharger is connected to the second exhaust gas turbocharger is accelerated at a predetermined rotational speed before the connection.
Accelerating the second exhaust gas turbocharger at a predetermined rotational speed is at least partly carried out by an additional drive in connection with the exhaust gas turbine of the second exhaust gas turbocharger. Way.
제14항에 있어서, 상기 미리 정해진 회전수는, 상기 제2 배기 가스 터보 과급기의 터빈 전 및 후의 압력 조건이 상기 제1 배기 가스 터보 과급기의 터빈 전 및 후의 압력 조건에 상응하도록, 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 작동 방법. 15. The method of claim 14, wherein the predetermined rotational speed is determined such that the pressure condition before and after the turbine of the second exhaust gas turbocharger corresponds to the pressure condition before and after the turbine of the first exhaust gas turbocharger. Operating method of internal combustion engine. 제14항 또는 제15항에 있어서, 추가의 구동 장치로서 전기 모터가 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 작동 방법.16. A method according to claim 14 or 15, wherein an electric motor is used as an additional drive. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 배기 가스 터보 과급기의 접속이 상기 내연기관의 배기 가스 관 내의 밸브 장치의 개방에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 작동 방법.The method of operating an internal combustion engine according to any one of claims 14 to 16, wherein the connection of the second exhaust gas turbocharger is performed by opening a valve device in an exhaust gas pipe of the internal combustion engine. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 배기 가스 터보 과급기의 접속시 추가로 상기 내연기관의 신선한 공기 관 내의 밸브 장치가 개방되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 작동 방법.18. A method according to any one of claims 14 to 17, wherein the valve arrangement in the fresh air tube of the internal combustion engine is further opened upon connection of the second exhaust gas turbocharger. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추가의 구동 장치를 구동하기 위한 에너지가 에너지 어큐뮬레이터, 특히 전기 에너지 어큐뮬레이터로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연기관의 작동 방법.19. A method according to any one of claims 14 to 18, wherein the energy for driving said further drive device is obtained from an energy accumulator, in particular an electrical energy accumulator. 제19항에 있어서, 상기 에너지 어큐뮬레이터에는 예컨대 브레이크 에너지의 회수에 의해 에너지가 공급되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 작동 방법.20. The method of operating an internal combustion engine according to claim 19, wherein said energy accumulator is supplied with energy, for example, by recovery of brake energy.
KR1020117023521A 2009-03-13 2010-03-03 Internal combustion engine having sequential supercharging KR20110123286A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009013040.3 2009-03-13
DE102009013040A DE102009013040A1 (en) 2009-03-13 2009-03-13 Internal combustion engine with register charging

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110123286A true KR20110123286A (en) 2011-11-14

Family

ID=42199737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117023521A KR20110123286A (en) 2009-03-13 2010-03-03 Internal combustion engine having sequential supercharging

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2406475A1 (en)
KR (1) KR20110123286A (en)
CN (1) CN102421999A (en)
DE (1) DE102009013040A1 (en)
WO (1) WO2010102745A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160028265A (en) 2014-09-03 2016-03-11 현대중공업 주식회사 Intake/Exhaust System Combined Differentiated Turbochargers with SCR System

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011012575A1 (en) 2011-02-26 2012-08-30 Daimler Ag Turbine for an exhaust gas turbocharger, motor vehicle with an internal combustion engine and method for operating such a motor vehicle
DE102011103654A1 (en) 2011-06-08 2012-12-13 Daimler Ag Internal combustion engine i.e. petrol engine, for driving hybrid vehicle, has cooling device driven under indirect use of energy of turbine, where medium is acted upon exhaust gas tract for cooling of exhaust tract by cooling device
DE102012103013B4 (en) * 2012-04-05 2023-08-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Internal combustion engine with exhaust gas turbocharger
CN102733930B (en) * 2012-07-05 2015-05-20 哈尔滨工程大学 Diesel engine sequential supercharging structure and control method thereof
DE102012213936A1 (en) * 2012-08-07 2014-05-15 Ford Global Technologies, Llc Supercharged four-cylinder inline engine with parallel turbines and method of operating such a four-cylinder in-line engine
CN102979615A (en) * 2012-11-19 2013-03-20 哈尔滨工程大学 Diesel engine sequential turbocharging structure with anti-surge function
DE102013200884B4 (en) * 2013-01-21 2022-01-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Internal combustion engine and method of operating it
DE102014213099B4 (en) 2014-07-07 2022-09-01 Ford Global Technologies, Llc Motor vehicle and adjustment procedure
DE102014221333B4 (en) * 2014-10-21 2022-07-07 Ford Global Technologies, Llc Twin turbo system with electrically driven compressors
JP6135693B2 (en) * 2015-02-20 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 Supercharged engine control device
DE102015211437A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 Ford Global Technologies, Llc Method for charge pressure control of an internal combustion engine with parallel turbines and internal combustion engine for carrying out such a method
US10208685B2 (en) 2015-06-22 2019-02-19 Ford Global Technologies, Llc Method for charge pressure control of an internal combustion engine with turbines arranged in parallel, and internal combustion engine for carrying out such a method
US10151236B2 (en) 2015-07-22 2018-12-11 Ford Global Technologies, Llc Exhaust control valve controlling exhaust gas flow in a turbocharger system
CN105864125B (en) * 2016-04-06 2017-10-03 哈尔滨工程大学 A kind of sequential supercharged diesel engine hydraulic means and control method based on exhaust gas utilization
DE102016207344A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Ford Global Technologies, Llc Supercharged internal combustion engine with parallel compressors and exhaust gas recirculation
BR102017008576A2 (en) * 2017-04-26 2018-11-21 Associacao Paranaense De Cultura - Apc otto and binary-isobaric-adiabatic combined-cycle motor and process control for the thermodynamic cycle of the combined-cycle motor
DE102018005975A1 (en) 2018-07-27 2019-03-07 Daimler Ag Method for operating a charging device for an internal combustion engine having two exhaust gas turbochargers and charging device
JP7020380B2 (en) * 2018-11-21 2022-02-16 株式会社豊田自動織機 Supercharging system
CN112539112B (en) * 2020-11-27 2023-04-18 潍柴动力股份有限公司 Adaptive control method and system for sequential supercharger control valve and vehicle

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2849723C2 (en) * 1978-11-16 1983-08-04 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen Internal combustion engine
JPS59231134A (en) * 1983-06-13 1984-12-25 Mazda Motor Corp Engine with turbocharger
JP2884725B2 (en) * 1990-06-21 1999-04-19 いすゞ自動車株式会社 Control device for twin turbocharger
DE4310148C2 (en) 1993-03-29 1995-03-16 Daimler Benz Ag Internal combustion engine with supercharging
JPH07217439A (en) * 1994-01-28 1995-08-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Gas bypass system for exhaust gas turbine supercharger
SE519321C2 (en) * 2001-06-29 2003-02-11 Saab Automobile Ways to operate an internal combustion engine and internal combustion engine
JP2006506576A (en) * 2002-11-20 2006-02-23 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド Sequential turbocharger and sequential turbocharger method for internal combustion engine
DE10320977A1 (en) * 2003-05-09 2004-12-09 Siemens Ag Procedure for monitoring the speed of a bi-turbocharger
DE102004028482B4 (en) * 2004-06-11 2018-01-04 Volkswagen Ag Internal combustion engine
FR2876155A1 (en) * 2004-10-06 2006-04-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Supercharging system controlling device for diesel engine, has operation mode selecting unit for selecting operating mode for supercharging system and control unit controlling valves of superchargers based on selected operating mode
FR2884866B1 (en) * 2005-04-22 2011-06-10 Renault Sas MOTOR WITH SEQUENTIAL SUPERVISION AND VARIABLE DISTRIBUTION
DE102005039013A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Volkswagen Ag Internal combustion engine e.g. petrol engine, for vehicle, has connecting line provided before exhaust gas turbochargers, where exhaust gas is fed to respective turbochargers with low or high engine speeds or exhaust gas mass flows
DE102005055996A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-31 Bayerische Motoren Werke Ag Drive device for motor vehicle, has exhaust-gas turbocharger devices assigned to outlet valves, such that exhaust gas channels assigned to valves are connected with turbine wheels of turbocharger devices, respectively
DE102005061649A1 (en) 2005-12-22 2007-06-28 Volkswagen Ag Internal combustion engine with register charging
DE102006061345A1 (en) * 2006-10-26 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Registeraufladeeinrichtung
JP2008255902A (en) * 2007-04-05 2008-10-23 Toyota Motor Corp Twin turbo control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160028265A (en) 2014-09-03 2016-03-11 현대중공업 주식회사 Intake/Exhaust System Combined Differentiated Turbochargers with SCR System

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009013040A1 (en) 2010-09-16
CN102421999A (en) 2012-04-18
WO2010102745A1 (en) 2010-09-16
EP2406475A1 (en) 2012-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110123286A (en) Internal combustion engine having sequential supercharging
US5937651A (en) Internal combustion engine with exhaust gas turbocharger
US7540151B2 (en) Drive device for a motor vehicle
US8522547B2 (en) Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine of a motor vehicle
US7426830B2 (en) Supercharged internal combustion engine
US20090120087A1 (en) Exhaust gas turbocharger in an internal combustion engine
JP6059299B2 (en) Combustion engine forced introduction device, combustion engine, and operation method of combustion engine
US7934379B2 (en) Internal combustion engine comprising an exhaust gas turbocharger
US6279320B1 (en) Turbocharging device for an internal combustion engine
RU2598495C2 (en) Internal combustion engine equipped with turbines with bypass valve and operation method thereof
KR101734250B1 (en) Engine system
US9291092B2 (en) Turbine for an exhaust gas turbocharger
JP2006097684A (en) Multi-stage turbo supercharger using vtg turbine stage
KR102440581B1 (en) Engine system
JP2010502880A (en) Method and apparatus for operating an internal combustion engine
JP2012246929A (en) Supercharging internal combustion engine
GB2514789A (en) Exhaust turbocharger
JPS5982526A (en) Supercharger for internal-combustion engine
US20180045101A1 (en) A multi-stage exhaust turbocharger system
JPS61200331A (en) Multi-turbocharger
JP2007138798A (en) Multiple stage supercharging system
KR101566133B1 (en) An internal combustion engine and method of operating an internal combustion engine
US20070267002A1 (en) Internal Combustion Engine with Exhaust Gas Recirculation Device, and Associated Method
US20130104539A1 (en) Turbine for and exhaust gas turbocharger
CN107269385A (en) For the method for the internal combustion engine for running supercharging

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment