WO2017139822A1 - Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine with an intake system and an exhaust system, in particular for driving a motor vehicle, wherein a first compressor via a shaft of the exhaust gas and a second compressor is electrically, mechanically or hydraulically driven, wherein the second compressor and the first Compressor are successively flowed through in an intake passage of the intake system of fresh air, wherein in at least one engine braking operation of the internal combustion engine, the second compressor is activated and the flow cross-section in at least one exhaust line of the exhaust system - preferably down to a defined effective residual flow cross section - is reduced.
  • Heavy-duty vehicles are typically equipped with engine braking devices to increase engine braking power when driving downhill.
  • engine braking devices often have a brake flap in the exhaust system, with which the exhaust back pressure and thus the gas exchange work can be increased during engine braking operation.
  • EP 2 634 405 AI an exhaust gas engine brake for an internal combustion engine is known.
  • the braking force is increased by increasing the internal exhaust pressure.
  • the internal combustion engine has an exhaust gas turbocharger whose compressor speed can be increased by an electric motor. Similar arrangements are also known from EP 2 634 403 A1 and EP 0 385 622 AI.
  • JP 2009/228448 A, DE 421 0070 C1, JP H 11 324 692 A, GB 2 499 823 A and JP S 5967537 U disclose internal combustion engines each having an intake and an exhaust system, wherein an exhaust-operated first compressor and an electric, mechanically or hydraulically driven second compressor is arranged in the inlet system, wherein the second compressor and the first compressor are successively flowed through by fresh air. During engine braking operation, the second compressor is activated and the flow cross-section in the exhaust system of the exhaust system is reduced.
  • the object of the invention is to increase the engine braking power in an internal combustion engine.
  • a further increase in the engine braking power can be achieved if, at least during engine braking operation, the drive power for the electrically driven second compressor is provided directly by a generator, preferably the generator, of the internal combustion engine.
  • a combustion chamber decompression mode is advantageously activated, wherein the control time of at least one exhaust valve per cylinder is preferably adjusted in order to carry out the combustion chamber decompression so that the work performed by the internal combustion engine in the compression stroke is left unused for the following cycle.
  • an outlet valve or an additional valve is opened at the end of the compression stroke and thus the pressure built up in the cylinder during the compression stroke is reduced. This allows a further increase in the engine braking torque.
  • an internal combustion engine of the aforementioned type is suitable, in which the second compressor can be activated in at least one engine braking mode of the internal combustion engine, which is preferably bypassable via a compressor bypass line.
  • the second compressor is disposed in the intake manifold of the intake system upstream of the first compressor.
  • the second compressor downstream of the first compressor in the inlet branch.
  • At least one brake valve is arranged in the exhaust system of the exhaust system, preferably downstream of the exhaust gas turbine.
  • the brake valve can be formed in a simple manner by a brake flap.
  • the brake flap it is also possible to use a variable turbine geometry of the exhaust gas turbine for adjusting the flow cross section.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine for carrying out the method according to the invention
  • FIGS. 2 and 3 show a comparison of the engine braking powers for different effective residual cross sections of the brake valve when using the method according to the invention with the engine braking power according to the prior art;
  • FIG. 4 shows the method according to the invention in a block diagram.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 with, for example, six cylinders 2, an inlet system 3 for an inlet flow and an outlet system 4 for an exhaust gas flow. Downstream of an exhaust manifold 5, an exhaust gas turbine 8 of an exhaust gas turbocharger 9 is arranged, the first compressor 10 is arranged in the intake manifold 11 of the intake system 3.
  • Reference numeral 14 denotes an intercooler of the intake system 3 and reference numeral 15 denotes an air filter.
  • a control member 16 is arranged, which is formed in the embodiment shown in FIG. 1 as a downstream of the exhaust gas turbine in the exhaust line 7 arranged brake flap.
  • the control member 16 may be formed by a variable turbine geometry of the exhaust gas turbine 8.
  • the exhaust gas turbine 8 is designed with a bypass valve 6 (wastegate) arranged in a turbine bypass line 5.
  • a bypass valve 6 (wastegate) arranged in a turbine bypass line 5.
  • a second compressor 13 which is operated electrically via an electric motor 12, is arranged in the inlet branch 11.
  • the second compressor 13 arranged downstream of the air filter 15 can be bypassed via a second compressor bypass line 17, in which a check valve 18 is arranged.
  • FIG. 2 shows a characteristic diagram in which the pressure ratios CPR between the first compressor 10 and the second compressor 13 are plotted against the corrected air mass flow q m .
  • reference numeral SO designates an engine braking strategy known from the prior art, in which the pressure increase in the exhaust gas system 7 occurs only over a largely closed brake flap during engine braking operation.
  • sl, S2, S3 and S4 designate engine braking strategies according to the invention, in which the charge pressure in the intake line is increased by means of the electrically driven second compressor 13 and the brake valve 16 is closed with differently sized remaining cross sections , the line S l for the largest residual cross section and S4 stands for the least residual cross section.
  • the residual cross-section at S2 is smaller than at S l
  • the residual cross-section at S3 is smaller than at S2.
  • Deut ⁇ Lich can be seen that the Bremsleistu ng PB is better, the smaller the residual cross-section of the Bremsventi ls 16 in the closed state.
  • the braking valve 16 designed as a brake flap is initially closed, with a small residual flow cross section remaining open and thus establishing a specific gas flow over the brake flap (usually brake lever position "1" in the utility vehicle).
  • the engine brake By activating the combustion chamber decompression, the engine brake is switched on (for example, brake lever position 2). As a next step, the electrically driven second compressor 13 is switched on and it builds boost pressure in egg nlasssystem 3 of the internal combustion engine 1.
  • the boost pressure significantly increases braking power as more air in the combustion chambers is compressed and decompressed.
  • the boost pressure is electrically generated inde pendent ⁇ n from the engine speed and there is a high braking power PB even at low engine speed n.
  • the mass flow q m can be suitably adjusted by the engine: If the residual flow cross section A e ff is made too small, the second compressor 13 can build up high pressure and high braking power PB is reached, but it is not enough air through the internal combustion engine 1 geför ⁇ changed. Since the braking energy is converted into heat, so not enough heat can be dissipated and the engine would thermally overloaded over ⁇ .
  • the second compressor 13 may n ot enough air into the system to promote or ranges due to limited electrical performance of the electrical system, the Map width of the second compressor 13 is not sufficient to cover the required area.
  • the effective Restström ungsquerites A e ff of the brake flap can thereby be approximately determined m it fol ⁇ gender formula:
  • the effective residual flow cross section A e ff can be achieved by a partial targeted opening of the brake flap or by open cross sections in the closed brake flap (for example bores).
  • Fig. 4 the inventive method for achieving the desired high braking performance in a variant by the example of a control over gas temperature T A (for example, the fresh air downstream of the second compressor 13 in the intake system 3 or the exhaust gas in the exhaust system 4) is shown, but it is also the regulation of other limiting parameters such as speed of the electric second compressor 13 or gas pressure in the intake system 3 or exhaust system 4 vorschellbar.
  • the control can be done via sensors and maps in a control loop on the running internal combustion engine 1.
  • a suitable selection of the design parameters such as compressor drive power and opening degree of the brake flap during the design and testing phase of the internal combustion engine 1 can take place and incorporated as a fixed geometry in the engine concept or be stored as maps in the engine control.
  • the first brake stage BS l, the second brake stage BS2 or the third brake stage BS3 switched.
  • the brake valve 16 is closed except for a defined effective residual flow cross-section A e ff.
  • a combustion chamber decompression mode is activated, wherein, for example, at least one exhaust valve per cylinder is opened constantly or cyclically close to the top dead center of the ignition.
  • the second compressor 13 is additionally driven via the electric motor 12.
  • step BS4 it is checked whether the gas temperature T G exceeds a maximum value T G max. If this is the case ("y"), the effective residual flow area Aeff is increased by opening the brake valve 16. If the gas temperature TA is not greater than the defined maximum value TGmax, it is checked in step BS5 whether the desired braking power PB s is reached. If this is not the case ("n"), the drive power of the second compressor 13 is increased.
  • the drive power for the electrically driven second compressor 13 can be generated directly from the alternator of the internal combustion engine 1 during braking operation - the required drive power of the generator increases the braking power of the internal combustion engine 11.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Einlasssystem (3) und einem Auslasssystem (4), insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges, wobei ein erster Verdichter (10) über eine Welle vom Abgas und ein zweiter Verdichter (13) elektrisch, mechanisch oder hydraulisch angetrieben wird, wobei der zweite Verdichter (13) und der erste Verdichter (10) nacheinander in einem Einlassstrang (11) des Einlasssystems (3) von Frischluft durchströmt werden, wobei in zumindest einem Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine (1) der zweite Verdichter (13) aktiviert wird und der Strömungsquerschnitt in zumindest einem Abgasstrang (7) des Auslasssystems (4) -vorzugsweise bis auf einen definierten effektiven Restströmungsquerschnitt (Aeff) -verringert wird. Die Bremsleistung (PB) kann erhöht werden, wenn der effektive Restströmungsquerschnitt (Aeff) nach folgender Gleichung bestimmt wird: Formel (I) mit Aeff ... effektiver Restströmungsquerschnitt; DVi... innerer Ventilsitzdurchmesser zumindest eines Auslassventils; NValve... Anzahl der Auslassventile pro Zylinder (2); NCyl... Anzahl der Zylinder (2), die mit dem den effektiven Restströmungsquerschnitt (Aeff) aufweisenden Abgasstrang (7) verbunden sind; C... Faktor im Bereich von 1% und 12%.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Einlasssystem und einem Auslasssystem, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges, wobei ein erster Verdichter über eine Welle vom Abgas und ein zweiter Verdichter elektrisch, mechanisch oder hydraulisch angetrieben wird, wobei der zweite Verdichter und der erste Verdichter nacheinander in einem Einlassstrang des Einlasssystems von Frischluft durchströmt werden, wobei in zumindest einem Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine der zweite Verdichter aktiviert wird und der Strömungsquerschnitt in zumindest einem Abgasstrang des Auslasssystems - vorzugsweise bis auf einen definierten effektiven Restströmungsquerschnitt - verringert wird.
Schwerlastkraftfahrzeuge sind typischerweise mit Motorbremseinrichtungen ausgestattet, um die Motorbremsleistung bei Bergabfahrten zu erhöhen. Derartige Motorbremseinrichtungen weisen häufig eine Bremsklappe im Abgassystem auf, mit welchem der Abgasgegendruck und damit die Gaswechselarbeit im Motorbremsbetrieb erhöht werden kann.
Aus der EP 2 634 405 AI ist eine Abgas-Motorbremse für eine Brennkraftmaschine bekannt. Dabei wird die Bremskraft durch Erhöhen des internen Abgasdruckes erhöht. Die Brennkraftmaschine weist einen Abgasturbolader auf, dessen Verdichterdrehzahl durch einen Elektromotor erhöht werden kann. Ähnliche Anordnungen sind auch aus der EP 2 634 403 AI und der EP 0 385 622 AI bekannt.
Die Druckschriften JP 2009/228448 A, DE 421 0070 Cl, JP H 11 324 692 A, GB 2 499 823 A und JP S 5967537 U offenbaren Brennkraftmaschinen mit jeweils einem Einlass- und einem Auslasssystem, wobei ein abgasbetriebener erster Verdichter und ein elektrisch, mechanisch oder hydraulisch angetriebener zweiter Verdichter im Einlasssystem angeordnet ist, wobei der zweite Verdichter und der erste Verdichter nacheinander von Frischluft durchströmt werden. Im Motorbremsbetrieb wird der zweite Verdichter aktiviert und der Strömungsquerschnitt im Abgasstrang des Auslasssystems verringert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Motorbremsleistung bei einer Brennkraftmaschine zu erhöhen.
Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass der effektive Restströmungsquerschnitt nach der folgenden Gleichung bestimmt wird : mit
Aeff. . . effektiver Restströmungsquerschnitt
Dvi . . ..innerer Ventilsitzdurchmesser zumindest eines Auslassventils
Nvaive - . . . Anzahl der Auslassventile pro Zylinder
Ncyi . . . . Anzahl der Zylinder, die mit dem den effektiven Restströmungsquerschnitt aufweisenden Abgasstrang verbunden sind
C ... Faktor im Bereich von 1% und 12%
Eine weitere Steigerung der Motorbremsleistung lässt sich erzielen, wenn zumindest im Motorbremsbetrieb die Antriebsleistung für den elektrisch angetriebenen zweiten Verdichter direkt von einem Generator, vorzugsweise der Lichtmaschine, der Brennkraftmaschine bereitgestellt wird.
Im Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine wird günstigerweise ein Brenn- raumdekompressionsmodus aktiviert, wobei vorzugsweise zur Durchführung der Brennraumdekompression die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils pro Zylinder so verstellt wird, dass die von der Brennkraftmaschine im Verdichtungstakt geleistete Arbeit für den folgenden Takt ungenutzt gelassen wird. Dabei wird beispielsweise ein Auslassventil oder ein zusätzliches Ventil am Ende des Verdichtungstaktes geöffnet und damit der - während des Verdichtungstaktes aufgebaute - Druck im Zylinder abgebaut wird. Dies ermöglicht eine weitere Erhöhung des Motorbremsmomentes.
Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art, bei der in zumindest einem Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine der - vorzugsweise über eine Verdichterumgehungsleitung umgehbare - zweite Verdichter aktivierbar ist.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der zweite Verdichter im Einlassstrang des Einlasssystems stromaufwärts des ersten Verdichters angeordnet. Alternativ dazu ist es aber auch möglich, den zweiten Verdichter stromabwärts des ersten Verdichters im Einlassstrang anzuordnen.
Um den Abgasgegendruck im Auslasssystem im Motorbremsbetrieb zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn im Abgasstrang des Auslasssystems - vorzugsweise stromabwärts der Abgasturbine - zumindest ein Bremsventil angeordnet ist. Das Bremsventil kann dabei in einfacher Weise durch eine Bremsklappe gebildet sein. Alternativ zur Bremsklappe kann auch eine variable Turbinengeometrie der Abgasturbine zur Verstellung des Durchflussquerschnittes verwendet werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Darin zeigen : Fig. 1 eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 und Fig. 3 einen Vergleich der Motorbremsleistungen für verschiedene effektive Restquerschnitte des Bremsventils bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahren mit der Motorbremsleistung gemäß dem Stand der Technik; und
Fig. 4 das erfindungsgemäße Verfahren in einem Blockdiagramm .
Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit beispielsweise sechs Zylindern 2, einem Einlasssystem 3 für einen Einlassstrom und einem Auslasssystem 4 für einen Abgasstrom . Stromabwärts eines Abgassammlers 5 ist eine Abgasturbine 8 eines Abgasturboladers 9 angeordnet ist, dessen erster Verdichter 10 im Einlassstrang 11 des Einlasssystems 3 angeordnet ist.
Mit Bezugszeichen 14 ist ein Zwischenkühler des Einlasssystems 3 und mit Bezugszeichen 15 ein Luftfilter bezeichnet.
Zur Erhöhung des Abgasstaudruckes ist im Auslasssystem 4 ein Steuerorgan 16 angeordnet, welches im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als eine stromabwärts der Abgasturbine im Abgasstrang 7 angeordnete Bremsklappe gebildet ist. Alternativ dazu kann das Steuerorgan 16 auch durch eine variable Turbinengeometrie der Abgasturbine 8 gebildet sein.
Im Ausführungsbeispiel ist die Abgasturbine 8 mit einem in einer Turbinenumgehungsleitung 5 angeordneten Umgehungsventil 6 (Wastegate) ausgeführt.
Stromaufwärts des ersten Verdichters 10 ist im Einlassstrang 11 ein elektrisch über einen Elektromotor 12 betriebener zweiter Verdichter 13 angeordnet. Der stromabwärts des Luftfilters 15 angeordnete zweite Verdichter 13 ist über eine zweite Verdichterumgehungsleitung 17, in welcher ein Rückschlagventil 18 angeordnet ist, umgehbar.
In dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm sind für verschiedene Motorbremsstrategien SO, Sl, S2, S3, S4 unterschiedliche Betriebsparameter wie Bremsleistung PB, Mitteldruck BMEP, Bremsmoment TB und Wärmeeintrag Q in den Zylinderkopf über der Motordrehzahl n aufgetragen. Fig. 3 zeigt ein Kennfeld, in welchem die Druckverhältnisse CPR zwischen erstem Verdichter 10 und zweiten Verdichter 13 über dem korrigierten Luftmassestrom qm aufgetragen ist. In Fig. 2 und Fig. 3 ist mit Bezugszeichen SO eine aus dem Stand der Technik bekannte Motorbremsstrategie bezeichnet, bei welchem die Druckerhöhung im Abgasstrang 7 im Motorbremsbetrieb nur über eine großteils geschlossene Bremsklappe erfolgt. Sl, S2, S3 und S4 bezeichnen erfindungsgemäße Motorbremsstrategien, bei der m ittels des elektrisch angetriebenen zweiten Verdichters 13 der Ladedruck im Einlassstrang erhöht wird und das Bremsventil 16 m it unterschiedlich großen Rest¬ querschnitten geschlossen wird, wobei die Linie S l für den größten Restquersch nitt und S4 für den geringsten Restquerschnitt steht. Der Restquerschnitt bei S2 ist kleiner als bei S l, der Restquerschnitt bei S3 ist kleiner als bei S2. Deut¬ lich ist zu erkennen, dass die Bremsleistu ng PB besser wird, je kleiner der Restquerschnitt des Bremsventi ls 16 im geschlossenen Zustand ist.
Im Bremsbetrieb wird zunächst das als Bremsklappe ausgeführte Bremsventil 16 geschlossen, wobei ein geringer Restström ungsquerschnitt offen bleibt und sich so ein bestim mter Gasstrom über die Bremsklappe einstellt (üblicherweise Bremshebelstellung " 1 " im N utzfahrzeug) .
Durch die Aktivierung der Brennraum- Dekom pression wird die Motorbremse eingeschaltet (zum Beispiel Bremshebelstel lung 2) . Als nächster Schritt wird der elektrisch angetrieben zweite Verdichter 13 zugeschaltet und es baut sich Ladedruck im Ei nlasssystem 3 der Brennkraftmaschine 1 auf. Durch den Ladedruck wird deutlich mehr Bremsleistung erreicht, da mehr Luft in den Brennräumen verdichtet und de-kom prim iert wird . Der elektrisch erzeugte Ladedruck ist unab¬ hängig von der Motordrehzahl n und es ergibt sich eine hohe Bremsleistung PB bereits bei geringer Motordrehzahl n .
Da der zweite Verdichter 13 gegen den Restströmungsquerschnitt Aeff in der Bremsklappe fördert, lässt sich der Massenstrom qm durch den Motor geeignet einstellen : Wird der Restströmungsquerschnitt Aeff zu klein ausgeführt, kann der zweite Verdichter 13 zwar hohen Druck aufbauen und hohe Bremsleistung PB wird erreicht, es wird aber zu wenig Luft durch die Brennkraftmaschine 1 geför¬ dert. Da die Bremsenergie in Wärme umgewandelt wird, kann so nicht genügend Wärme abgeführt werden und die Brennkraftmaschine würde therm isch über¬ lastet werden .
Wird der effektive Restström ungsquerschnitt Aeff in der Bremsklappe zu groß aus¬ geführt oder ist eine zu kleine Bremsklappe in das System integriert, kann der zweite Verdichter 13 aufgrund beschränkter elektrischer Leistung des Bordnetzes n icht genügend Luft in das System fördern bzw. reicht die Kennfeldbreite des zweiten Verdichters 13 n icht aus um den benötigten Bereich abzudecken .
Der effektive Restström ungsquerschnitt Aeff der Bremsklappe kann dabei m it fol¬ gender Formel näherungsweise festgelegt werden : mit
Aeff. . . effektiver Restströmungsquerschnitt des Bremsventils
Dvi .... innerer Ventilsitzdurchmesser der Auslassventile
Nvaive - . . . Anzahl der Auslassventile pro Zylinder
Ncyi . . ..Anzahl der Zylinder, die mit dem Bremsventil verbunden sind
C ... Faktor im Bereich von 1% und 12%
Der effektive Restströmungsquerschnitt Aeff kann durch ein teilweises gezieltes Öffnen der Bremsklappe oder durch offene Querschnitte in der geschlossenen Bremsklappe (zum Beispiel Bohrungen) erreicht werden .
In Abb. 4 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Erreichung der gewünschten hohen Bremsleistung in einer Ausführungsvariante am Beispiel einer Regelung über Gastemperatur TA (beispielsweise der Frischluft stromabwärts des zweiten Verdichters 13 im Einlasssystem 3 oder des Abgases im Auslasssystem 4) dargestellt, es ist aber auch die Regelung über andere limitierende Parameter wie zum Beispiel Drehzahl des elektrischen zweiten Verdichters 13 oder Gasdruck im Einlasssystem 3 oder Auslasssystem 4 vorschellbar. Die Regelung kann über Sensoren und Kennfelder in einem Regelkreis an der laufenden Brennkraftmaschine 1 erfolgen . Alternativ dazu kann eine geeignete Auswahl der Auslegungsparameter wie Verdichter-Antriebsleistung und Öffnungsgrad der Bremsklappe während der Konstruktions- und Erprobungsphase der Brennkraftmaschine 1 erfolgen und als feste Geometrie in das Motorkonzept einfließen bzw. als Kennfelder in der Motorsteuerung hinterlegt werden .
Abhängig von der gewünschten Bremsleistung wird im in Fig . 4 dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Bremsstufe BS l, die zweite Bremsstufe BS2 oder die dritte Bremsstufe BS3 geschalten . In der ersten Bremsstufe BSl ist das Bremsventil 16 bis auf einen definierten effektiven Restströmungsquerschnitt Aeff geschlossen . In der zweiten Bremsstufe BS2 wird ein Brennraumdekompres- sionsmodus aktiviert, wobei beispielsweise zumindest ein Auslassventil pro Zylinder konstant oder zyklisch nahe des oberen Totpunktes der Zündung geöffnet wird . In der dritten Bremsstellung BS3 wird zusätzlich der zweite Verdichter 13 über den Elektromotor 12 angetrieben .
Im Schritt BS4 wird geprüft, ob die Gastemperatur TG einen Maximalwert TGmax überschreitet. Ist dies der Fall ("y") so wird der effektive Restströmungsquerschnitt Aeff durch Öffnen des Bremsventils 16 vergrößert. Ist die Gastemperatur TA nicht größer als der definierte Maximalwert TGmax, so wird im Schritt BS5 geprüft, ob die gewünschte Bremsleistung PBs erreicht wird. Ist dies nicht der Fall („n"), so wird die Antriebsleistung des zweiten Verdichters 13 erhöht. Die Antriebsleistung für den elektrisch angetriebenen zweiten Verdichter 13 kann im Bremsbetrieb direkt von der Lichtmaschine der Brennkraftmaschine 1 erzeugt werden - die benötigte Antriebsleistung der Lichtmaschine erhöht die Bremsleistung der Brennkraftmaschine 11.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Einlasssystem (3) und einem Auslasssystem (4), insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges, wobei ein erster Verdichter (10) über eine Welle vom Abgas und ein zweiter Verdichter (13) elektrisch, mechanisch oder hydraulisch angetrieben wird, wobei der zweite Verdichter (13) und der erste Verdichter (10) nacheinander in einem Einlassstrang (11) des Einlasssystems (3) von Frischluft durchströmt werden, wobei in zumindest einem Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine (1) der zweite Verdichter (13) aktiviert wird und der Strömungsquerschnitt in zumindest einem Abgasstrang (7) des Auslasssystems (4) - vorzugsweise bis auf einen definierten effektiven Restströmungsquerschnitt (Aeff) -verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der effektive Restströmungsquerschnitt (Aeff) nach folgender Gleichung bestimmt wird :
Figure imgf000009_0001
mit
Aeff.. . effektiver Restströmungsquerschnitt
Dvi.. ..innerer Ventilsitzdurchmesser zumindest eines Auslassventils
Nvaive- . . . Anzahl der Auslassventile pro Zylinder (2)
Ncyi. . .. Anzahl der Zylinder (2), die mit dem den effektiven Restströmungsquerschnitt (Aeff) aufweisenden Abgasstrang (7) verbunden sind
C ... Faktor im Bereich von 1% und 12%
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Motorbremsbetrieb die Antriebsleistung für den elektrisch angetriebenen zweiten Verdichter (13) direkt von einem Generator, vorzugsweise der Lichtmaschine, der Brennkraftmaschine (1) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine (1) ein Brennraumdekompressions- modus aktiviert wird, wobei vorzugsweise zur Durchführung der Brenn- raumdekompression die Steuerzeit zumindest eines Auslassventils pro Zylinder (2) verstellt wird.
Brennkraftmaschine (1) mit einem Einlasssystem (3) und einem Auslasssystem (4), insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges, mit zumindest einem eine - vorzugsweise über eine Turbinenumgehungsleitung (5) um- gehbare - Abgasturbine (8) und einen von dieser über eine Welle angetriebenen ersten Verdichter (10) aufweisenden Abgasturbolader (9), sowie einen elektrisch, mechanisch oder hydraulisch antreibbaren zweiten Verdichter (13), wobei der zweite Verdichter (13) und der erste Verdichter (10) nacheinander in einem Einlassstrang (11) des Einlasssystems (3) angeordnet sind, wobei in zumindest einem Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine (1) der - vorzugsweise über eine Verdichterumgehungsleitung (17) umgehbare - zweite Verdichter (13) aktivierbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil (16) im geschlossen Zustand einen effektiven Restströmungsquerschnitt (Aeff) aufweist wobei vorzugsweise der effektive Restströmungsquerschnitt (Aeff) nach folgender Gleichung dimensioniert ist:
mit
Aeff. . . effektiver Restströmungsquerschnitt des Bremsventils (16)
Dvi . . ..innerer Ventilsitzdurchmesser zumindest eines Auslassventils
Nvaive - . . . Anzahl der Auslassventile pro Zylinder (2)
Ncyi . . ..Anzahl der Zylinder (2), die mit dem Bremsventil (16) verbunden sind C ... Faktor im Bereich von 1% und 12%
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verdichter (13) im Einlassstrang (11) des Einlasssystems (3) stromaufwärts des ersten Verdichters (10) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Abgasstrang (7) des Auslasssystems (4) - vorzugsweise stromabwärts der Abgasturbine (8), zumindest ein Bremsventil (16) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsventil (16) durch eine Bremsklappe gebildetes ist.
2017 02 15
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