WO2018036656A1 - Berennkraftmaschine mit einer wärmetransporteinrichtung zum transport von wärme aus einem abgasrückführpfad in einen abgasstrang - Google Patents

Berennkraftmaschine mit einer wärmetransporteinrichtung zum transport von wärme aus einem abgasrückführpfad in einen abgasstrang Download PDF

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Wolfgang Fimml
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine.
  • Such an internal combustion engine has a charging path, which is set up to supply charge air to at least one combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has an exhaust gas line, which is set up for discharging exhaust gas from the at least one combustion chamber.
  • An exhaust gas recirculation path is provided, which connects the exhaust gas line outside the at least one combustion chamber to the charging path, so that exhaust gas from the exhaust gas line can be fed to the charging path.
  • exhaust gas recirculation path is provided, which connects the exhaust gas line outside the at least one combustion chamber to the charging path, so that exhaust gas from the exhaust gas line can be fed to the charging path.
  • an internal combustion engine is designed as a gas engine, which is operated in particular with a methane-containing fuel gas, the operation of the internal combustion engine must be tuned to a limited, the lowest possible methane slip.
  • the reaction of unburned hydrocarbons for example, unburned methane, but also for other purposes of exhaust gas purification is preferably at least one catalyst, in particular a three-way catalyst or oxidation catalyst provided which requires a minimum temperature to perform its assigned catalytic reaction as intended to be able to.
  • Such a minimum temperature for a catalytic converter is also referred to as a "light off temperature.” This is reached only late in a cold start of the internal combustion engine, and it can at operating times, to which the internal combustion engine is operated at low load, in particular in idle mode, to do so come on that
  • Exhaust after-treatment device cools and falls below its minimum temperature. Furthermore, it turns out that the response of such an internal combustion engine is often limited by a charge.
  • an exhaust gas turbocharger which in turn takes the necessary energy from the exhaust gas enthalpy via an exhaust gas turbine, which ultimately on the combustion in the at least one Combustion chamber is based.
  • This also shows that, in particular in a cold start, at low speeds, or a transient operation, especially coming from idling, often not enough exhaust enthalpy and thus ultimately power in the exhaust gas turbocharger is available to represent such load jumps with satisfactory dynamics can ,
  • the invention has for its object to provide an internal combustion engine in which the disadvantages mentioned do not occur.
  • the internal combustion engine according to the invention has a heat transport device, which in turn has a heat receiving device which is arranged and arranged to receive heat from the Abgas Wegschreibpfad.
  • the heat transport device is further configured to introduce heat removed from the exhaust gas recirculation path into the exhaust gas line downstream of an exit of the exhaust gas recirculation path from the exhaust gas line.
  • an exhaust aftertreatment device in particular on the
  • a heat transport device Under a heat transport device is in particular a device understood, which is - preferably exclusively - is set up to transfer heat or demand, the heat transport device is therefore in particular a passive device, which itself in no way to use the heat, but only for their transport is trained.
  • a heat transport device is not adapted to carry out a thermodynamic cyclic process, nor is it otherwise suitable for converting the transported heat into any other form of energy.
  • Heat transport device is rather only designed to remove heat at a first location and promote to a second location and deliver there.
  • charge air is understood to mean, in a generalized sense, a gas or gas mixture which is supplied to a combustion chamber of the internal combustion engine, which may be pure combustion air, but it is also possible that the at least one combustion chamber already has a charge path via the charge path -
  • Preferably compressed - combustion air-fuel mixture is supplied as charge air.
  • exhaust gas line is connected to the charging path outside the at least one combustion chamber via the exhaust gas recirculation path, means in particular that with the exhaust gas recirculation path no so-called internal exhaust gas recirculation, but rather an external exhaust gas recirculation is realized in which the recirculated exhaust gas removed from the exhaust line downstream of the combustion chamber and the Charging path is supplied upstream of the combustion chamber.
  • the internal combustion engine preferably has a high-pressure exhaust gas recirculation.
  • Exhaust gas recirculation path discharges in this case upstream of a single exhaust gas turbine or a high-pressure exhaust gas turbine from the exhaust line and opens downstream of a single compressor or a high-pressure compressor in the charging path.
  • the exhaust gas is thus at a high, in particular the highest available pressure level
  • an exhaust gas recirculation control element is preferably arranged, in particular a so-called exhaust gas recirculation flap.
  • an exhaust gas recirculation rate for the internal combustion engine can be set in a manner known per se.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a gas engine, wherein it is in particular adapted for operation with a fuel gas, preferably a methane-containing fuel gas.
  • a fuel gas preferably a methane-containing fuel gas.
  • the internal combustion engine it is possible for the internal combustion engine to be set up for operation with natural gas, compressed natural gas (CNG), liquefied natural gas (LNG) or another suitable, in particular methane-containing, gas.
  • CNG compressed natural gas
  • LNG liquefied natural gas
  • the heat transport device is arranged to heat the exhaust gas recirculation path taken upstream of a
  • Exhaust gas aftertreatment device has the advantage that it can reach a minimum temperature earlier or better maintain this minimum temperature, so that in particular a conversion of an exhaust gas aftertreatment device designed as a catalyst is increased or even made possible in the first place. Accordingly, the heat transport device also has a favorable effect on the emissions of the internal combustion engine.
  • the heat transport device is adapted to the exhaust gas recirculation path removed heat in the exhaust line a) between a high pressure exhaust turbine and a low pressure exhaust turbine, and / or b) between a high pressure exhaust turbine and a medium pressure exhaust turbine , and / or c) between a medium-pressure exhaust gas turbine and a low-pressure exhaust gas turbine
  • the heat is the exhaust system in particular
  • High-pressure exhaust gas turbine prevails, wherein it can be fed back to the exhaust gas line at a second, lower temperature level downstream of the high-pressure exhaust gas turbine.
  • the exhaust gas cools as it flows through the high-pressure exhaust gas turbine, so that thereafter the prevailing temperature difference with respect to the exhaust gas temperature in the region of the high-pressure exhaust gas recirculation is suitable in order to feed the extracted heat back to the exhaust gas line. Since the heat is removed from the exhaust gas in the exhaust gas recirculation path, no heat is lost to the high-pressure turbine, but in a purely advantageous manner additional heat is provided for the low-pressure exhaust gas turbine and / or the medium-pressure exhaust gas turbine.
  • the internal combustion engine prefferably has a two-stage charge with a high-pressure exhaust gas turbine and a low-pressure exhaust gas turbine.
  • heat is preferably withdrawn from the recirculated exhaust gas in the exhaust gas recirculation path at a temperature level upstream of the high-pressure exhaust gas turbine, and the heat is applied to the exhaust line downstream of the high-pressure exhaust gas turbine, but upstream of the exhaust gas
  • the internal combustion engine may also have a three-stage supercharging with a high-pressure exhaust gas turbine, a medium-pressure exhaust gas turbine and a low-pressure exhaust gas turbine.
  • a high-pressure exhaust gas turbine a medium-pressure exhaust gas turbine
  • a low-pressure exhaust gas turbine a heat, which is taken from the exhaust gas recirculation path
  • the heat transport device has a heat emitting device which is arranged and arranged to deliver heat to the exhaust line downstream of the mouth of the exhaust gas recirculation path from the exhaust line, wherein the heat transport device further comprises a heat transport path, which is adapted for the transport of Heat from the heat receiving device to the heat emitting device.
  • heat can be particularly defined and reliably, at the same time preferably with high heat capacity in the heat transport path, on the one hand taken from the exhaust gas in the exhaust gas recirculation path and on the other hand fed back to the exhaust system.
  • the heat-emitting device is preferably arranged upstream of an exhaust gas turbine and / or upstream of an exhaust gas aftertreatment device in the exhaust gas line.
  • the heat receiving device is designed as a gas / gas heat exchanger.
  • the heat receiving device is therefore designed as a heat exchanger, which is flowed through by two fluidly separated, in thermal contact with each other gas streams, namely preferably on the one hand from the recirculated exhaust gas and on the other hand along the exhaust line flowing exhaust gas downstream of the mouth of the exhaust gas recirculation path from the exhaust system the heat receiving device flows.
  • the exhaust gas, which flows through the heat receiving means for receiving heat from the recirculated exhaust gas preferably has previously, upstream of the heat receiving device, already passed a high-pressure exhaust gas turbine and therefore has a temperature level which is lower than the temperature level of the recirculated exhaust gas. Therefore, a heat transfer in the heat receiving device from the recirculated exhaust gas to the additionally flowing along the exhaust line in the gas / gas heat exchanger exhaust gas is possible.
  • the heat receiving device is preferably as a liquid flowed through
  • Heat exchanger formed preferably flows during operation of the internal combustion engine along the heat transport path, a liquid heat transport medium, which also flows through the heat receiving means to absorb heat there.
  • a liquid heat transport medium may have a high heat capacity and therefore efficiently convey very large amounts of heat.
  • a liquid heat transport medium is understood to mean, in particular, a heat transport medium which is present in the liquid phase at least during operation of the internal combustion engine and the heat transport device, wherein preferably a heat transport medium is used, which is also under
  • a liquid heat transport medium can be conveyed - as stated previously. This already implements the advantages described above for the heat transport path.
  • the heat transport device preferably in addition to the heat receiving device and a heat-emitting device, wherein the
  • Heat-emitting device is preferably designed as a liquid-flow heat exchanger.
  • the heat-emitting device is in operation by the liquid
  • Heat absorption device and the heat-emitting device additionally of exhaust gas flows through such that heat between the exhaust gas flow on the one hand and the heat transfer fluid flow on the other hand is interchangeable.
  • Such heat exchangers are known per se, so that they are not further discussed on their design.
  • the heat transport medium comprises a molten salt, a thermal oil or a thermal oil, or consists of a molten salt, a thermal oil or a thermal oil.
  • the materials or materials mentioned here are particularly suitable for absorbing or emitting heat, in particular in the case of the temperature levels prevailing in the exhaust gas stream of an internal combustion engine. At the same time these materials or substances are not damaged at a corresponding temperature.
  • the heat absorption device is penetrated by a sub-strand of the exhaust line, this sub-strand leads downstream of the mouth of the exhaust gas recirculation path to the heat receiving device, this passes, and is fluidly connected downstream of the heat receiving device with an exhaust gas turbine and / or exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust gas is via the sub-string of the exhaust line downstream of the mouth of the exhaust gas recirculation path to the
  • Heat receiving device out flows through it, and thereby absorbs heat from the recirculated exhaust gas, it then continues along the sub-strand and finally flows through an exhaust turbine and / or an exhaust aftertreatment device, the exhaust gas turbine and / or the exhaust aftertreatment device then removed the additional, the recirculated exhaust gas Enthalpy is available.
  • the sub-string closes downstream of a single exhaust gas turbine or a high-pressure exhaust gas turbine to the previous part of the exhaust line, ie the part of the
  • the sub-strand then flows preferably into a medium-pressure exhaust gas turbine, into a low-pressure exhaust gas turbine, and / or into an exhaust gas aftertreatment device, in particular a catalyst.
  • the heat transport device is controllable or adjustable.
  • one degree of freedom stands for an active one Thermal management of the internal combustion engine available, in particular it is possible, operating point dependent to remove the recirculated exhaust heat and feed them back into the exhaust system.
  • a demand-related enthalpy increase upstream of an exhaust gas turbine can be represented. This way a can
  • Operating range extension can be provided for the exhaust gas turbine.
  • the exhaust gas turbine is chosen to be larger than previously provided, in lower load points of the internal combustion engine, in which a larger turbine would not have been meaningful operable, the enthalpy may help to provide enough enthalpy for the operation of the enlarged turbine , where in high load points the
  • Exhaust gas turbine can be routed, so that a turbine bypass for the exhaust gas turbine
  • heat flows in connection with the exhaust gas recirculation as well as the enthalpy flow to the exhaust gas turbine and / or the at least one exhaust gas aftertreatment device can be controlled, preferably regulated, via the active thermal management.
  • Such a controllability or controllability is readily representable in a heat transport path in which a liquid heat transport medium flows, in particular by a conveying device which is used to convey the
  • Heat transport medium along the heat transport path is provided, is controlled in a suitable manner, in particular in order to vary a flow rate of the heat transfer medium in the heat transport path.
  • a bypass is preferably provided which bridges the sub-line and thus short-circuits, for example, a high-pressure exhaust gas turbine with a medium-pressure or low-pressure exhaust gas turbine, or a single exhaust gas turbine or a low-pressure exhaust gas turbine with an exhaust gas aftertreatment device short circuits, or realizes another short circuit configuration for avoiding exhaust gas flow along the sub-string to the heat receiving device.
  • one adjusting element is / are arranged in the bypass and / or in the sub-string, by means of which an exhaust gas flow can be split on the one hand to the sub-strand and on the other hand to the bypass.
  • a control or regulation of the heat transport device can also be performed here - in particular by suitable control of the at least one control element.
  • Heat receiving device - in the exhaust gas recirculation path has.
  • the heat removed from the recirculated exhaust gas in the heat absorption device is typically insufficient to sufficiently cool the recirculated exhaust gas for feeding into the charge path. Therefore, an exhaust gas recirculation cooler is preferably additionally arranged in the exhaust gas recirculation path. However, this can advantageously be smaller in size than if the
  • Heat receiving device would not be provided, since the exhaust gas recirculating exhaust gas flowing through is additionally cooled by the heat receiving device.
  • the heat receiving device is preferably upstream of the exhaust gas recirculation cooler in the
  • Exhaust gas recirculation path arranged to have the highest possible exhaust gas temperature level for the removal of heat available. At the same time, this results in a special way the advantage of a smaller dimensionable exhaust gas recirculation cooler.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine. It is possible that the internal combustion engine is arranged to drive a passenger car, a truck or a commercial vehicle. In a preferred embodiment, the internal combustion engine is the drive in particular heavy land or water vehicles, such as mine vehicles, trains, the internal combustion engine in a
  • Locomotive or a railcar is used, or by ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank.
  • An exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, for stationary power supply in emergency operation,
  • the internal combustion engine in this case preferably drives a generator. Also a stationary application of
  • Internal combustion engine for driving auxiliary equipment such as fire pumps on oil rigs
  • an application of the internal combustion engine in the field of promoting fossil raw materials and in particular fuels, for example oil and / or gas possible.
  • the internal combustion engine is also possible to use the internal combustion engine in the industrial sector or in the field of construction, for example in a construction or construction machine, for example in a crane or an excavator.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or another suitable gas.
  • the internal combustion engine as Gas engine is designed, it is suitable for use in a cogeneration plant for stationary power generation.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a
  • Figure 2 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • Figure 3 is a schematic representation of a third embodiment of the
  • Figure 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of the
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a
  • Internal combustion engine 1 with a charging path 3, which is adapted to supply charge air, which may also be a combustion air-fuel mixture, to at least one combustion chamber 5 of the internal combustion engine 3.
  • charge air which may also be a combustion air-fuel mixture
  • This has here a plurality of combustion chambers 5, for the sake of clarity only one is designated by a reference numeral.
  • the internal combustion engine 1 also has an exhaust line 7, which is adapted for the discharge of exhaust gas from the at least one combustion chamber 5.
  • the exhaust line 7 which is adapted for the discharge of exhaust gas from the at least one combustion chamber 5.
  • Internal combustion engine 1 an exhaust gas recirculation path 9, which connects the exhaust line 7 outside the at least one combustion chamber 5 with the charging path 3, so that exhaust gas from the
  • Exhaust line 7 to the charging path 3 can be fed.
  • the internal combustion engine 3 also has a heat transport device 1 1, which has a heat receiving device 13 which is arranged and arranged to receive heat from the exhaust gas recirculation path 9.
  • the heat transport device 1 1 is further configured to bring the exhaust gas recirculation path 9 removed heat in the exhaust line 7 downstream of an orifice 15 of the exhaust gas recirculation path 9 from the exhaust line 7 in the exhaust line 7. In this way, the recirculated exhaust gas in the exhaust gas recirculation path 9 heat can be withdrawn, which is necessary anyway, but this heat is not lost, but the exhaust line 7 can be fed elsewhere and used there.
  • the heat transport device 11 is in particular designed to introduce heat taken from the exhaust gas recirculation path 9 into the exhaust gas line 7 upstream of an exhaust gas turbine 17.
  • the additional heat introduced into the exhaust gas line 7 can be used to increase the enthalpy of the exhaust gas upstream of the exhaust gas turbine 17. This leads in particular to an increase in engine efficiency.
  • the transient capability of the internal combustion engine 1 is also increased because the response of the exhaust gas turbine 17 is improved.
  • the heat transport device 1 1 is particularly adapted to introduce the heat into the exhaust line 7 downstream of a high-pressure exhaust gas turbine 19 and upstream of the exhaust gas turbine 17 designed here as a low-pressure exhaust gas turbine in the exhaust line. It is also possible for the heat to be introduced into the exhaust gas line 7 between a high-pressure exhaust gas turbine 19 and a medium-pressure exhaust gas turbine, or between a medium-pressure exhaust gas turbine and a low-pressure exhaust gas turbine. In any case, the heat transfer preferably takes place downstream of the high-pressure exhaust gas turbine 19, since in particular a suitable temperature level for transferring the heat from the recirculated exhaust gas into the exhaust gas line 7 is present. Such a configuration is thus provided in particular for two-stage charging, but can also be provided in three or more stages charging.
  • the heat transport device 1 in the embodiment shown here, a Wärrneabgabe noise 21, which is set up and arranged to the
  • Exhaust recirculation path 9 discharged heat to the exhaust line 7 downstream of the orifice 15, wherein the heat transport device 1 1 also has a heat transport path 23 which is adapted to transport heat from the heat receiving device 13 to the heat emitting device 21.
  • a heat transport path 23 which is adapted to transport heat from the heat receiving device 13 to the heat emitting device 21.
  • Heat transport medium conveyed which is preferably designed as a liquid heat transport medium, in particular as a molten salt or as thermal or thermal oil.
  • Both the heat receiving device 13 and the heat-emitting device 21 are preferably formed as a liquid-flow heat exchanger, which of the
  • Heat transfer medium are flowed through, wherein the heat transport medium in the Heat receiving device 13 receives heat from the recirculated exhaust gas and emits in the heat-emitting device 21 to the exhaust gas in the exhaust line 7.
  • Heat exchangers are thus on the one hand by exhaust gas and on the other hand by the liquid
  • Heat transfer medium flows through, wherein the exhaust gas on the one hand and the
  • Heat transport medium on the other hand are in thermal contact with each other.
  • a conveyor 25 preferably a pump, is arranged, which is adapted to the heat transport medium along the
  • by controlling the conveyor 25 is preferably a control or regulation of the heat transport device 1 1 possible, so that an active thermal management for the internal combustion engine 1 can be performed.
  • the enthalpy increase in front of the exhaust gas turbine 17 can be carried out in particular as required.
  • the operating range of the exhaust gas turbine 17 can be extended.
  • An otherwise preferably provided turbine bypass to the exhaust gas turbine 17 may then be omitted if necessary.
  • the high-pressure exhaust gas turbine 19 is preferably part of a first exhaust gas turbocharger 27, wherein in the charging path 3, a high-pressure compressor 29 of the first exhaust gas turbocharger 27 is arranged, which is driven by the high-pressure exhaust gas turbine 19.
  • the exhaust gas turbine 17 is part of a second exhaust gas turbocharger 31, wherein in the charging path 3, a low-pressure compressor 33 of the second exhaust gas turbocharger 31 is arranged, which is driven by the exhaust gas turbine 17. Between the low pressure compressor 33 and the
  • High-pressure compressor 33 a charge air cooler 37 is arranged in the charging path 3.
  • an exhaust gas recirculation actuator 39 is arranged, in particular an exhaust gas recirculation flap, which is adapted to a
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the internal combustion engine 1.
  • the same and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description.
  • the exemplary embodiment illustrated here differs from that shown in FIG.
  • Heat transport path 23 having a liquid heat transport medium, but rather that the heat receiving device 13 is formed as a gas / gas heat exchanger, which is penetrated by a sub-strand 43 of the exhaust line 7.
  • This sub-strand 43 leads from a point downstream of the orifice 15 to the heat-absorbing device 13, passes through it, and flows downstream of the heat-absorbing device 13 into the exhaust-gas turbine 17.
  • the sub-strand 43 closes here, in particular downstream of the high-pressure exhaust-gas turbine 19, to the preceding, the high-pressure Exhaust gas turbine 19 comprehensive part of the exhaust line 7 at.
  • the exiting from the high-pressure exhaust gas turbine 19 and cooled in this exhaust gas is thus passed via the sub-strand 43 of the exhaust line 7 to the heat receiving device 13, where it comes into thermal contact with the recirculated exhaust gas in the exhaust gas recirculation path 9 and receives heat from this recirculated exhaust gas, because the recirculated exhaust gas has a higher temperature level than the exhaust gas flowing in the sub-line 43 and already cooled in the high-pressure exhaust gas turbine 19.
  • Exhaust gas turbine 17 which is a low-pressure exhaust gas turbine supplied, so that this additional enthalpy is provided, which was taken from the recirculated exhaust gas.
  • a control or regulation of the heat transport device 1 1 can take place here by a bypass 45, which the exhaust line 7 between the high-pressure exhaust gas turbine 19 and the exhaust gas turbine 17 and thus bridges the sub-strand 43 bridges, here two
  • Adjusting elements 47, 47 ' are provided, via which on the one hand, the proportion of the exhaust gas flowing along the sub-strand 43 and on the other hand, the proportion of the exhaust gas flowing along the bypass 45 can be adjusted.
  • a control or regulation of the heat transport device 11 and preferably an active thermal management for the internal combustion engine 1 are made available.
  • the sub-strand 43 is provided here between the high-pressure exhaust gas turbine 19 and the exhaust gas turbine 17 designed as a low-pressure exhaust gas turbine. It is also possible that the
  • Sub-strand 43 is provided between the high-pressure exhaust gas turbine 19 and a medium-pressure exhaust gas turbine, or between a medium-pressure exhaust gas turbine and a low-pressure exhaust gas turbine.
  • the embodiment shown here is therefore particularly possible in two-stage
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the
  • the heat emission device 21 is arranged upstream of an exhaust gas aftertreatment device 49, so that additional heat can be supplied to the exhaust gas aftertreatment device 49.
  • Exhaust gas aftertreatment device 49 - preferably on demand - guaranteed.
  • the response times for the exhaust aftertreatment device 49 can be shortened, for example, during cold start or load changes, and it is a more flexible tuning of the internal combustion engine 1 is possible because the dependence of the exhaust aftertreatment device 49 decreases. Not least, thereby increases the efficiency of the internal combustion engine 1, and their consumption decreases.
  • the exhaust aftertreatment device 49 may preferably be designed as a three-way catalyst, as an oxidation catalyst, or as another such catalyst device.
  • the second exhaust gas turbocharger 31 is shown in dashed lines to indicate that the embodiment shown here is possible both in a single-stage charging and in a two-stage charging. If a two-stage charge is provided and consequently the second exhaust-gas turbocharger 31 is present, the heat-emission device 21 is preferably arranged downstream of the exhaust-gas turbine 17 designed as a low-pressure exhaust gas turbine. If a single-stage charge is provided, in which case only the first exhaust-gas turbocharger 27 is present, the heat-emission device 21 is arranged downstream of the high-pressure exhaust gas turbine 19 then provided as the only exhaust-gas turbine.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of the internal combustion engine 1.
  • the same and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description.
  • the embodiment shown here differs from the second embodiment shown in Figure 2 in an analogous manner, as shown in Figure 3 third
  • Embodiment of the first embodiment shown in Figure 1 different.
  • the sub-strand 43 is arranged upstream of the exhaust gas aftertreatment device 49.
  • it is at the same time downstream of the exhaust gas turbine 17 or - if the second exhaust gas turbocharger 31 is omitted and a single-stage charge is provided - downstream of the then single exhaust gas turbine, namely the high-pressure exhaust gas turbine 19, respectively.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit einem Ladepfad (3), eingerichtet zur Zuführung von Ladeluft zu wenigstens einem Brennraum (5) der Brennkraftmaschine (3), einem Abgasstrang (7), eingerichtet zur Abführung von Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum (5), und mit einem Abgasrückführpfad (9), der den Abgasstrang (7) außerhalb des wenigstens einen Brennraums (5) mit dem Ladepfad (3) verbindet, sodass Abgas aus dem Abgasstrang (7) dem Ladepfad (3) zuführbar ist. Dabei ist eine Wärmetransporteinrichtung (11) vorgesehen, die eine Wärmeaufnahmeeinrichtung (13) aufweist, die eingerichtet und angeordnet ist, um Wärme aus dem Abgasrückführpfad (9) aufzunehmen, wobei die Wärmetransporteinrichtung (11) eingerichtet ist, um dem Abgasrückführpfad (9) entnommene Wärme stromabwärts einer Ausmündung (15) des Abgasrückführpfads (9) aus dem Abgasstrang (7) in den Abgasstrang (7) einzubringen.

Description

Brennkraftmaschine mit einer Wärmetransporteinrichtung zum Transport von Wärme aus einem Abgasrückführpfad in einen Abgasstrang
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine. Eine solche Brennkraftmaschine weist einen Ladepfad auf, der eingerichtet ist zur Zuführung von Ladeluft zu wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine weist einen Abgasstrang auf, der eingerichtet ist zur Abführung von Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum. Es ist ein Abgasrückführpfad vorgesehen, der den Abgasstrang außerhalb des wenigstens einen Brennraums mit dem Ladepfad verbindet, sodass Abgas aus dem Abgasstrang dem Ladepfad zuführbar ist. Bei solchen Brennkraftmaschinen mit (externer) Abgasrückführung bedarf es einer Kühlung des in den Ladepfad zurückgeführten Abgases. Die dem rückgeführten Abgas entnommene Wärme wird dabei typischerweise über einen Kühlkreislauf abgeführt und geht der Brennkraftmaschine verloren. Dies wirkt sich negativ auf deren Wirkungsgrad aus. Ist eine solche Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet, der insbesondere mit einem methanhaltigen Brenngas betrieben wird, muss der Betrieb der Brennkraftmaschine auf einen begrenzten, möglichst geringen Methan-Schlupf abgestimmt sein. Insbesondere zur Umsetzung unverbrannter Kohlenwasserstoffe, beispielsweise von unverbranntem Methan, aber auch für andere Zwecke der Abgasreinigung ist bevorzugt wenigstens ein Katalysator, insbesondere ein Drei- Wege- Katalysator oder Oxidations-Katalysator vorgesehen, der eine Mindesttemperatur benötigt, um eine ihm zugeordnete katalytische Reaktion bestimmungsgemäß durchführen zu können. Eine solche Mindesttemperatur für einen Katalysator wird auch als„Light off- Temperatur" bezeichnet. Diese wird insbesondere bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine erst spät erreicht, und es kann zu Betriebszeiten, zu denen die Brennkraftmaschine mit niedriger Last, insbesondere im Leerlaufbetrieb betrieben wird, dazu kommen, dass die
Abgasnachbehandlungseinrichtung auskühlt und unter ihre Mindest-Temperatur fällt. Weiterhin zeigt sich, dass das Ansprechverhalten einer solchen Brennkraftmaschine häufig durch eine Aufladung begrenzt wird. Insbesondere dann, wenn die Brennkraftmaschine als Dieselmotor ausgebildet ist, muss ein erhöhter Luftbedarf beim Lastsprung von einem Abgasturbolader bereitgestellt werden, der die hierfür notwendige Energie wiederum über eine Abgasturbine aus der Abgasenthalpie entnimmt, die letztlich auf der Verbrennung in dem wenigstens einen Brennraum beruht. Auch hierbei zeigt sich, dass insbesondere bei einem Kaltstart, bei niedrigen Drehzahlen, oder einem transienten Betrieb, insbesondere aus dem Leerlauf kommend, häufig nicht genügend Abgasenthalpie und damit letztlich Leistung in dem Abgasturbolader zur Verfügung steht, um solche Lastsprünge mit zufriedenstellender Dynamik darstellen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welcher die genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist eine Wärmetransporteinrichtung auf, die ihrerseits eine Wärmeaufnahmeeinrichtung aufweist, die eingerichtet und angeordnet ist, um Wärme aus dem Abgasrückfuhrpfad aufzunehmen. Die Wärmetransporteinrichtung ist weiterhin eingerichtet, um dem Abgasrückfuhrpfad entnommene Wärme in den Abgasstrang stromabwärts einer Ausmündung des Abgasrückführpfads aus dem Abgasstrang einzubringen. Die
Brennkraftmaschine weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, einerseits dem zurückgeführten Abgas in dem Abgasrückfuhrpfad Wärme zu entziehen, und diese jedoch andererseits nicht zu vernichten, sondern vielmehr - stromabwärts der Ausmündung des Abgasrückführpfads aus dem Abgasstrang - wiederum in den Abgasstrang einzubringen, wo die zusätzliche Wärme genutzt werden kann, um
beispielsweise eine Abgasnachbehandlungseinrichtung - insbesondere über deren
Mindesttemperatur hinaus - zu erwärmen, und/oder um einer Abgasturbine zusätzliche Enthalpie zuzuführen und so einen dynamischeren Lastsprung für die Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
Unter einer Wärmetransporteinrichtung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, welche - vorzugsweise ausschließlich - eingerichtet ist, um Wärme zu übertragen oder zu fordern, wobei die Wärmetransporteinrichtung mithin insbesondere eine passive Einrichtung ist, welche selbst in keinerlei Weise zur Nutzung der Wärme, sondern lediglich zu deren Transport ausgebildet ist. Eine solche Wärmetransporteinrichtung ist insbesondere nicht eingerichtet zur Durchführung eines thermodynamischen Kreisprozess, und auch nicht in anderer Weise geeignet, um die transportierte Wärme in irgendeine andere Energieform zu wandeln. Die
Wärmetransporteinrichtung ist vielmehr nur ausgebildet, um Wärme an einem ersten Ort zu entnehmen und zu einem zweiten Ort zu fördern und dort abzugeben. Unter dem Begriff„Ladeluft" wird insbesondere im verallgemeinerten Sinne ein Gas oder Gasgemisch verstanden, welches einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Es kann sich hierbei um reine Verbrennungsluft handeln. Es ist aber auch möglich, dass dem wenigstens einen Brennraum über den Ladepfad bereits ein - vorzugsweise verdichtetes - Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch als Ladeluft zugeführt wird.
Dass der Abgasstrang außerhalb des wenigstens einen Brennraums über den Abgasrückführpfad mit dem Ladepfad verbunden ist, bedeutet insbesondere, dass mit dem Abgasrückführpfad keine sogenannte interne Abgasrückführung, sondern vielmehr eine externe Abgasrückführung verwirklicht wird, bei welcher das zurückgeführte Abgas dem Abgasstrang stromabwärts des Brennraums entnommen und dem Ladepfad stromaufwärts des Brennraums zugeführt wird.
Die Brennkraftmaschine weist bevorzugt eine Hochdruck-Abgasrückführung auf. Der
Abgasrückführpfad mündet in diesem Fall stromaufwärts einer einzigen Abgasturbine oder einer Hochdruck-Abgasturbine aus dem Abgasstrang aus und mündet stromabwärts eines einzigen Verdichters oder eines Hochdruck- Verdichters in den Ladepfad ein. Das Abgas wird also auf einem hohen, insbesondere dem höchsten zur Verfügung stehenden Druckniveau dem
Abgasstrang entnommen und in den Ladepfad eingebracht.
In dem Abgasrückführpfad ist vorzugsweise ein Abgasrückführ-Stellelement angeordnet, insbesondere eine sogenannte Abgasrückführ- lappe. Mit dem Abgasrückführ-Stellelement kann in für sich genommen bekannter Weise eine Abgasrückführrate für die Brennkraftmaschine eingestellt werden.
Die Brennkraftmaschine ist bevorzugt als Gasmotor ausgebildet, wobei sie insbesondere eingerichtet ist zum Betrieb mit einem Brenngas, vorzugsweise einem methanhaltigen Brenngas. Insbesondere ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine eingerichtet ist zum Betrieb mit Erdgas, komprimiertem Erdgas (CNG - Compressed Natural Gas), Flüssiggas (LNG - Liquefied Natural Gas) oder einem anderen geeigneten, insbesondere methanhaltigen, Gas. Dabei verwirklichen sich in besonderer Weise die bereits beschriebenen Vorteile, da insbesondere eine Mindesttemperatur für einen Oxidationskatalysator oder einen Drei-Wege-Katalysator, der eingerichtet ist, um einen Methanschlupf der Brennkraftmaschine zu reduzieren, schneller erreicht und besser beibehalten werden kann - unabhängig vom Betriebszustand der
Brennkraftmaschine - als bei einer bekannten Brennkraftmaschine.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmetransporteinrichtung eingerichtet ist, um dem Abgasrückführpfad entnommene Wärme stromaufwärts einer
Abgasturbine und/oder stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung in den
Abgasstrang einzubringen. Die Einbringung der Wärme in den Abgasstrang stromaufwärts einer Abgasturbine hat den Vorteil, dass dieser zusätzliche Enthalpie zur Verfügung gestellt werden kann, wodurch insbesondere ein dynamischeres Ansprechverhalten für eine Aufladung der Brennkraftmaschine verwirklicht wird. Ein Einbringen der Wärme stromaufwärts einer
Abgasnachbehandlungseinrichtung hat den Vorteil, dass diese früher eine Mindesttemperatur erreichen oder diese Mindesttemperatur besser beibehalten kann, sodass insbesondere ein Umsatz an einer als Katalysator ausgebildeten Abgasnachbehandlungseinrichtung erhöht oder überhaupt erst ermöglicht wird. Dementsprechend wirkt sich die Wärmetransporteinrichtung auch günstig auf die Emissionen der Brennkraftmaschine aus.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmetransporteinrichtung eingerichtet ist, um dem Abgasrückführpfad entnommene Wärme in den Abgasstrang a) zwischen einer Hochdruck- Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine, und/oder b) zwischen einer Hochdruck- Abgasturbine und einer Mitteldruck-Abgasturbine, und/oder c) zwischen einer Mitteldruck-Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine
einzubringen. In allen diesen Fällen wird die Wärme dem Abgasstrang insbesondere
stromabwärts einer Hochdruck-Abgasturbine zugeführt. Dies hat insbesondere in Verbindung mit einer Hochdruck-Abgasrückfuhrung den Vorteil, dass die Wärme dem Abgasrückführpfad auf einem ersten, höheren Temperaturniveau entnommen wird, welches stromaufwärts der
Hochdruck-Abgasturbine herrscht, wobei sie dem Abgasstrang auf einem zweiten, niedrigeren Temperaturniveau stromabwärts der Hochdruck-Abgasturbine wieder zugeführt werden kann. Das Abgas kühlt sich nämlich beim Durchströmen der Hochdruck-Abgasturbine ab, sodass die danach vorherrschende Temperaturdifferenz zu der Abgastemperatur im Bereich der Hochdruck- Abgasrückführung geeignet ist, um dem Abgasstrang die entnommene Wärme wieder zuzuführen. Da die Wärme in dem Abgasrückführpfad dem Abgas entnommen wird, geht der Hochdruckturbine keine Wärme verloren, vielmehr wird in rein vorteilhafter Weise zusätzliche Wärme für die Niederdruck- Abgasturbine und/oder die Mitteldruck-Abgasturbine bereitgestellt. Es ist also insbesondere möglich, dass die Brennkraftmaschine eine zweistufige Aufladung mit einer Hochdruck-Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine aufweist. In diesem Fall wird vorzugsweise dem rückgeführten Abgas in dem Abgasrückführpfad Wärme auf einem Temperaturniveau stromaufwärts der Hochdruck-Abgasturbine entnommen, und die Wärme wird dem Abgasstrang stromabwärts der Hochdruck-Abgasturbine, jedoch stromaufwärts der
Niederdruck-Abgasturbine zugeführt.
Die Brennkraftmaschine kann auch eine dreistufige Aufladung mit einer Hochdruck- Abgasturbine, einer Mitteldruck- Abgasturbine und einer Niederdruck-Abgasturbine aufweisen. In diesem Fall kann die Wärme, welche dem Abgasrückführpfad entnommen wird, dem
Abgasstrang stromaufwärts der Mitteldruck- Abgasturbine oder stromaufwärts der Niederdruck- Abgasturbine zugeführt werden. In beiden Fällen steht der jeweiligen Abgasturbine eine erhöhte Enthalpie zur Verfügung, wobei die hierfür vorgesehene Wärmemenge ohnehin dem
rückgeführten Abgas hätte entnommen werden müssen, wobei sie bei konventioneller
Vorgehensweise verloren wäre.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmetransporteinrichtung eine Wärmeabgabeeinrichtung aufweist, die eingerichtet und angeordnet ist, um Wärme an den Abgasstrang stromabwärts der Ausmündung des Abgasrückführpfads aus dem Abgasstrang abzugeben, wobei die Wärmetransporteinrichtung weiterhin einen Wärmetransportpfad aufweist, der eingerichtet ist zum Transport von Wärme von der Wärmeaufhahmeeinrichtung zu der Wärmeabgabeeinrichtung. Auf diese Weise kann Wärme besonders definiert und prozesssicher, zugleich vorzugsweise mit hoher Wärmekapazität in dem Wärmetransportpfad, einerseits dem Abgas in dem Abgasrückführpfad entnommen und andererseits dem Abgasstrang wieder zugeführt werden.
Die Wärmeabgabeeinrichtung ist vorzugsweise stromaufwärts einer Abgasturbine und/oder stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung in dem Abgasstrang angeordnet.
Besonders bevorzugt ist sie zwischen einer Hochdruck-Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine, oder zwischen einer Hochdruck-Abgasturbine und einer Mitteldruck- Abgasturbine, oder zwischen einer Mitteldruck-Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine, angeordnet. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmeaufnahmeeinrichtung als Gas/Gas- Wärmeübertrager ausgebildet ist. Die Wärmeaufnahmeeinrichtung ist demnach als Wärmeübertrager ausgebildet, der von zwei fluidisch voneinander getrennten, miteinander in thermischem Kontakt stehenden Gasströmen durchströmt wird, nämlich bevorzugt einerseits von dem rückgeführten Abgas und andererseits von entlang des Abgasstrangs strömendem Abgas, welches stromabwärts der Ausmündung des Abgasrückfuhrpfads aus dem Abgasstrang durch die Wärmeaufnahmeeinrichtung strömt. Das Abgas, welches die Wärmeaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von Wärme von dem rückgeführten Abgas durchströmt, hat bevorzugt zuvor, stromaufwärts der Wärmeaufnahmeeinrichtung, bereits eine Hochdruck-Abgasturbine passiert und weist daher ein Temperaturniveau auf, welches niedriger ist als das Temperaturniveau des rückgeführten Abgases. Daher ist eine Wärmeübertragung in der Wärmeaufnahmeeinrichtung von dem rückgeführten Abgas auf das zusätzlich entlang des Abgasstrangs in dem Gas/Gas- Wärmeübertrager strömende Abgas möglich. Alternativ ist die Wärmeaufnahmeeinrichtung bevorzugt als flüssigkeitsdurchströmter
Wärmeübertrager ausgebildet. In diesem Fall strömt im Betrieb der Brennkraftmaschine entlang des Wärmetransportpfads bevorzugt ein flüssiges Wärmetransportmedium, welches auch die Wärmeaufnahmeeinrichtung durchströmt, um dort Wärme aufzunehmen. Ein solches flüssiges Wärmetransportmedium kann eine hohe Wärmekapazität aufweisen und daher sehr große Wärmemengen effizient fördern. Unter einem flüssigen Wärmetransportmedium wird insbesondere ein Wärmetransportmedium verstanden, welches zumindest im Betrieb der Brennkraftmaschine sowie der Wärmetransporteinrichtung in flüssiger Phase vorliegt, wobei vorzugsweise ein Wärmetransportmedium verwendet wird, welches auch unter
Normalbedingungen, mithin bei 25 °C und 1.013 mbar, in flüssigem Aggregatzustand vorliegt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass entlang des Wärmetransportpfads ein flüssiges Wärmetransportmedium förderbar ist - wie bereits zuvor ausgeführt. Damit verwirklichen sich für den Wärmetransportpfad bereits die zuvor beschriebenen Vorteile.
Insbesondere in diesem Fall weist die Wärmetransporteinrichtung bevorzugt zusätzlich zu der Wärmeaufnahmeeinrichtung auch eine Wärmeabgabeeinrichtung auf, wobei die
Wärmeabgabeeinrichtung bevorzugt als flüssigkeitsdurchströmter Wärmeübertrager ausgebildet ist. Dabei ist die Wärmeabgabeeinrichtung im Betrieb durch das flüssige
Wärmetransportmedium durchströmt. Selbstverständlich sind sowohl die
Wärmeaufnahmeeinrichtung als auch die Wärmeabgabeeinrichtung zusätzlich von Abgas durchströmt, derart, dass Wärme zwischen dem Abgasstrom einerseits und dem Wärmetransportmedienstrom andererseits austauschbar ist. Solche Wärmeübertrager sind für sich genommen bekannt, sodass sie nicht weiter auf deren Ausgestaltung eingegangen wird. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wärmetransportmedium eine Salzschmelze, ein Thermalöl oder ein Thermoöl, aufweist, oder aus einer Salzschmelze, einem Thermalöl oder einem Thermoöl besteht. Die hier genannten Materialien beziehungsweise Stoffe sind in besonderer Weise geeignet, um Wärme insbesondere bei den im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine herrschenden Temperaturniveaus aufzunehmen oder abzugeben. Zugleich werden diese Materialien oder Stoffe bei einer entsprechenden Temperatur nicht geschädigt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmeaufnahmeeinrichtung von einem Teilstrang des Abgasstrangs durchsetzt ist, wobei dieser Teilstrang stromabwärts der Ausmündung des Abgasrückführpfads zu der Wärmeaufnahmeeinrichtung führt, diese durchläuft, und stromabwärts der Wärmeaufnahmeeinrichtung mit einer Abgasturbine und/oder einer Abgasnachbehandlungseinrichtung fluidverbunden ist. Das Abgas wird über den Teilstrang des Abgasstrangs stromabwärts der Ausmündung des Abgasrückführpfads zu der
Wärmeaufnahmeeinrichtung geführt, durchströmt diese, und nimmt dabei Wärme aus dem rückgeführten Abgas auf, wobei es anschließend entlang des Teilstrangs weiterströmt und schließlich eine Abgasturbine und/oder eine Abgasnachbehandlungseinrichtung durchströmt, wobei der Abgasturbine und/oder der Abgasnachbehandlungseinrichtung dann die zusätzliche, dem rückgeführten Abgas entnommene Enthalpie zur Verfügung steht.
Vorzugsweise schließt sich der Teilstrang stromabwärts einer einzigen Abgasturbine oder einer Hochdruck-Abgasturbine an den vorherigen Teil des Abgasstrangs, also den Teil des
Abgasstrangs bis zu der einzigen Abgasturbine oder der Hochdruck-Abgasturbine, an, sodass das entlang des Teilstrangs strömende Abgas ein aufgrund der Abgasturbine reduziertes
Temperaturniveau im Vergleich zu dem rückgeführten Abgas hat und Wärme von diesem aufnehmen kann. Der Teilstrang mündet dann bevorzugt in eine Mitteldruck-Abgasturbine, in eine Niederdruck-Abgasturbine, und/oder in eine Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere einen Katalysator.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmetransporteinrichtung steuerbar oder regelbar ausgebildet ist. Auf diese Weise steht ein Freiheitsgrad für ein aktives Thermomanagement der Brennkraftmaschine zur Verfügung, insbesondere ist es möglich, betriebspunktabhängig dem rückgeführten Abgas Wärme zu entnehmen und diese wieder in den Abgasstrang einzuspeisen. Damit kann insbesondere eine bedarfsgerechte Enthalpieerhöhung stromaufwärts einer Abgasturbine dargestellt werden. Auf diese Weise kann eine
Betriebsbereichserweiterung für die Abgasturbine bereitgestellt werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Abgasturbine größer gewählt wird, als bisher vorgesehen, wobei in niedrigeren Lastpunkten der Brennkraftmaschine, in denen bisher eine größere Turbine nicht sinnvoll betreibbar gewesen wäre, die Enthalpieerhöhung dazu beitragen kann, genügend Enthalpie zum Betrieb auch der vergrößerten Turbine bereitzustellen, wobei in hohen Lastpunkten der
Brennkraftmaschine ohne weiteres der gesamte Abgasmassenstrom über die vergrößerte
Abgasturbine geleitet werden kann, sodass ein Turbinenbypass für die Abgasturbine
gegebenenfalls sogar entfallen kann. Über das aktive Thermomanagement können insbesondere Wärmeströme in Zusammenhang mit der Abgasrückführung sowie der Enthalpiestrom zu der Abgasturbine und/oder der wenigstens einen Abgasnachbehandlungseinrichtung gesteuert, vorzugsweise geregelt werden. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Optionen für den Betrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere in Hinblick auf eine Minimierung von Emissionen und/oder eine Optimierung des Wirkungsgrads. Eine solche Steuerbarkeit oder Regelbarkeit ist bei einem Wärmetransportpfad, in welchem ein flüssiges Wärmetransportmedium strömt, ohne weiteres darstellbar, indem insbesondere eine Fördereinrichtung, die zur Förderung des
Wärmetransportmediums entlang des Wärmetransportpfads vorgesehen ist, in geeigneter Weise angesteuert wird, insbesondere um eine Strömungsgeschwindigkeit des Wärmetransportmediums in dem Wärmetransportpfad zu variieren. Weist die Wärmetransporteinrichtung den zuvor beschriebenen Teilstrang des Abgasstrangs auf, ist bevorzugt ein Bypass vorgesehen, welcher den Teilstrang überbrückt und damit beispielsweise eine Hochdruck- Abgasturbine mit einer Mitteldruck- oder Niederdruck- Abgasturbine kurzschließt, oder eine einzige Abgasturbine oder eine Niederdruck- Abgasturbine mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung kurzschließt, oder der eine andere Kurzschlusskonfiguration zur Vermeidung einer Abgasströmung entlang des Teilstrangs zu der Wärmeaufnahmeeinrichtung verwirklicht. Vorzugsweise ist/sind in dem Bypass und/oder in dem Teilstrang jeweils ein Stellelement angeordnet, durch welches eine Abgasströmung einerseits auf den Teilstrang und andererseits auf den Bypass aufteilbar ist. Auf diese Weise kann auch hier - insbesondere durch geeignete Ansteuerung des wenigstens einen Stellelements - eine Steuerung oder Regelung der Wärmetransporteinrichtung durchgeführt werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass die
Brennkraftmaschine einen Abgasrückführ- ühler - insbesondere stromabwärts der
Wärmeaufnahmeeinrichtung - in dem Abgasrückführpfad aufweist. Die dem rückgeführten Abgas in der Wärmeaufnahmeeinrichtung entnommene Wärme reicht typischerweise nicht aus, um das rückgeführte Abgas hinreichend für eine Zuführung in den Ladepfad zu kühlen. Daher ist bevorzugt zusätzlich noch ein Abgasrückführ-Kühler in dem Abgasrückführpfad angeordnet. Dieser kann allerdings vorteilhaft kleiner dimensioniert sein, als wenn die
Wärmeaufnahmeeinrichtung nicht vorgesehen wäre, da das den Abgasrückführkühler durchströmende Abgas zusätzlich durch die Wärmeaufnahmeeinrichtung gekühlt wird. Die Wärmeaufnahmeeinrichtung ist bevorzugt stromaufwärts des Abgasrückführkühlers in dem
Abgasrückführpfad angeordnet, um ein möglichst hohes Abgastemperaturniveau zur Entnahme von Wärme zur Verfügung zu haben. Zugleich ergibt sich daraus in besonderer Weise der Vorteil eines kleiner dimensionierbaren Abgasrückführkühlers. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs eingerichtet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer
Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb,
Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der
Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer
Brennkraftmaschine;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der
Brennkraftmaschine;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der
Brennkraftmaschine, und
Figur 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der
Brennkraftmaschine.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer
Brennkraftmaschine 1 mit einem Ladepfad 3, der eingerichtet ist zur Zuführung von Ladeluft, was auch ein Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch sein kann, zu wenigstens einem Brennraum 5 der Brennkraftmaschine 3. Diese weist hier eine Mehrzahl von Brennräumen 5 auf, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen nur einer mit einem Bezugszeichen bezeichnet ist. Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem einen Abgasstrang 7 auf, der eingerichtet ist zur Abführung von Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum 5. Außerdem weist die
Brennkraftmaschine 1 einen Abgasrückführpfad 9 auf, der den Abgasstrang 7 außerhalb des wenigstens einen Brennraums 5 mit dem Ladepfad 3 verbindet, sodass Abgas aus dem
Abgasstrang 7 dem Ladepfad 3 zuführbar ist.
Die Brennkraftmaschine 3 weist außerdem eine Wärmetransporteinrichtung 1 1 auf, die eine Wärmeaufnahmeeinrichtung 13 aufweist, die eingerichtet und angeordnet ist, um Wärme aus dem Abgasrückführpfad 9 aufzunehmen. Dabei ist die Wärmetransporteinrichtung 1 1 weiter eingerichtet, um dem Abgasrückführpfad 9 entnommene Wärme in den Abgasstrang 7 stromabwärts einer Ausmündung 15 des Abgasrückführpfads 9 aus dem Abgasstrang 7 in den Abgasstrang 7 einzubringen. Auf diese Weise kann dem rückgeführten Abgas in dem Abgasrückfuhrpfad 9 Wärme entzogen werden, was ohnehin nötig ist, wobei diese Wärme jedoch nicht verloren geht, sondern dem Abgasstrang 7 an anderer Stelle wieder zugeführt und dort genutzt werden kann.
Die Wärmetransporteinrichtung 1 1 ist insbesondere eingerichtet um dem Abgasrückfuhrpfad 9 entnommene Wärme in den Abgasstrang 7 stromaufwärts einer Abgasturbine 17 einzubringen. Dabei kann die zusätzlich in den Abgasstrang 7 eingebrachte Wärme zur Enthalpieerhöhung des Abgases vor der Abgasturbine 17 genützt werden. Dies führt insbesondere zu einer Anhebung des Motorwirkungsgrads. Die Transientfähigkeit der Brennkraftmaschine 1 wird außerdem erhöht, weil das Ansprechverhalten der Abgasturbine 17 verbessert ist. Bei dem hier
dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wärmetransporteinrichtung 1 1 insbesondere eingerichtet, um die Wärme in den Abgasstrang 7 stromabwärts einer Hochdruck-Abgasturbine 19 und stromaufwärts der hier als Niederdruck- Abgasturbine ausgebildeten Abgasturbine 17 in den Abgasstrang einzubringen. Es ist auch möglich, dass die Wärme zwischen einer Hochdruck- Abgasturbine 19 und einer Mitteldruck- Abgasturbine, oder zwischen einer Mitteldruck- Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine in den Abgasstrang 7 eingebracht wird. Jedenfalls erfolgt die Wärmeübertragung bevorzugt stromabwärts der Hochdruck-Abgasturbine 19, da insbesondere so ein geeignetes Temperaturniveau zur Übertragung der Wärme aus dem rückgeführten Abgas in den Abgasstrang 7 vorliegt. Eine solche Ausgestaltung ist also insbesondere bei zweistufiger Aufladung vorgesehen, kann aber auch bei drei- oder mehrstufiger Aufladung vorgesehen sein.
Die Wärmetransporteinrichtung 1 1 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Wärrneabgabeeinrichtung 21 auf, die eingerichtet und angeordnet ist, um dem
Abgasrückfuhrpfad 9 entnommene Wärme an den Abgasstrang 7 stromabwärts der Ausmündung 15 abzugeben, wobei die Wärmetransporteinrichtung 1 1 außerdem einen Wärmetransportpfad 23 aufweist, der eingerichtet ist zum Transport von Wärme von der Wärmeaufnahmeeinrichtung 13 zu der Wärmeabgabeeinrichtung 21. Dabei ist entlang des Wärmetransportpfades 23 ein
Wärmetransportmedium förderbar, das bevorzugt als flüssiges Wärmetransportmedium ausgebildet ist, insbesondere als Salzschmelze oder als Thermal- oder Thermoöl. Sowohl die Wärmeaufnahmeeinrichtung 13 als auch die Wärmeabgabeeinrichtung 21 sind vorzugsweise als flüssigkeitsdurchströmte Wärmeübertrager ausgebildet, welche von dem
Wärmetransportmedium durchströmt sind, wobei das Wärmetransportmedium in der Wärmeaufnahmeeinrichtung 13 Wärme aus dem rückgeführten Abgas aufnimmt und in der Wärmeabgabeeinrichtung 21 an das Abgas in dem Abgasstrang 7 abgibt. Beide
Wärmeübertrager werden also einerseits von Abgas und andererseits von dem flüssigen
Wärmetransportmedium durchströmt, wobei das Abgas einerseits und das
Wärmetransportmedium andererseits miteinander in thermischem Kontakt sind.
In dem Wärmetransportpfad 23 ist außerdem noch eine Fördereinrichtung 25, vorzugsweise eine Pumpe, angeordnet, die eingerichtet ist, um das Wärmetransportmedium entlang des
Wärmetransportpfads 23 zu fördern. Insbesondere durch Ansteuerung der Fördereinrichtung 25 ist bevorzugt eine Steuerung oder Regelung der Wärmetransporteinrichtung 1 1 möglich, sodass ein aktives Thermomanagement für die Brennkraftmaschine 1 durchgeführt werden kann. Dabei kann die Enthalpieerhöhung vor der Abgasturbine 17 insbesondere bedarfsgerecht erfolgen. Auf diese Weise kann insbesondere der Betriebsbereich der Abgasturbine 17 erweitert werden. Insbesondere ist es möglich, diese größer auszulegen als bisher. Ein ansonsten bevorzugt vorgesehener Turbinenbypass um die Abgasturbine 17 kann dann gegebenenfalls entfallen.
Anhand von Figur 1 zeigt sich noch, dass die Hochdruck- Abgasturbine 19 bevorzugt Teil eines ersten Abgasturboladers 27 ist, wobei in dem Ladepfad 3 ein Hochdruckverdichter 29 des ersten Abgasturboladers 27 angeordnet ist, der durch die Hochdruck- Abgasturbine 19 antreibbar ist. Die Abgasturbine 17 ist Teil eines zweiten Abgasturboladers 31 , wobei in dem Ladepfad 3 ein Niederdruckverdichter 33 des zweiten Abgasturboladers 31 angeordnet ist, welcher durch die Abgasturbine 17 antreibbar ist. Zwischen dem Niederdruckverdichter 33 und dem
Hochdruckverdichter 29 ist ein Zwischenkühler 35 angeordnet. Stromabwärts des
Hochdruckverdichters 33 ist ein Ladeluftkühler 37 in dem Ladepfad 3 angeordnet.
Es zeigt sich auch noch, dass in dem Abgasrückführpfad 9 ein Abgasrückführ-Stellelement 39 angeordnet ist, insbesondere eine Abgasrückführ-Klappe, das eingerichtet ist, um eine
Abgasrückführrate einzustellen. Außerdem ist in dem Abgasrückführpfad 9 insbesondere stromabwärts der Wärmeaufhahmeeinrichtung 13 - bevorzugt stromaufwärts des
Abgasrückführ-Stellelements 39 - ein Abgasrückführkühler 41 angeordnet. Dieser kann in vorteilhafter Weise kleiner ausfallen, als wenn die Wärmeaufhahmeeinrichtung 13 nicht vorgesehen ist, da dem rückgeführten Abgas bevorzugt bereits vor Durchströmen des
Abgasrückführkühlers 41 Wärme in der Wärmeaufnahmeeinrichtung 13 entzogen wird. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfuhrungsbeispiels der Brennkraftmaschine 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das hier dargestellte Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten
Ausfuhrungsbeispiel dadurch, dass die Wärmetransporteinrichtung 1 1 hier keinen
Wärmetransportpfad 23 mit einem flüssigen Wärmetransportmedium aufweist, sondern dass vielmehr die Wärmeaufhahmeeinrichtung 13 als Gas/Gas- Wärmeübertrager ausgebildet ist, der von einem Teilstrang 43 des Abgasstrangs 7 durchsetzt ist. Dieser Teilstrang 43 führt von einer Stelle stromabwärts der Ausmündung 15 zu der Wärmeaufnahmeeinrichtung 13, durchläuft diese, und mündet stromabwärts der Wärmeaufnahmeeinrichtung 13 in die Abgasturbine 17. Der Teilstrang 43 schließt sich hier insbesondere stromabwärts der Hochdruck-Abgasturbine 19 an den vorhergehenden, die Hochdruck-Abgasturbine 19 umfassenden Teil des Abgasstrangs 7 an. Das aus der Hochdruck-Abgasturbine 19 austretende und in dieser abgekühlte Abgas wird also über den Teilstrang 43 des Abgasstrangs 7 zu der Wärmeaufhahmeeinrichtung 13 geführt, wo es mit dem rückgeführten Abgas in dem Abgasrückführpfad 9 in thermischen Kontakt kommt und Wärme von diesem rückgeführten Abgas aufnimmt, weil das rückgeführte Abgas ein höheres Temperaturniveau hat als das in dem Teilstrang 43 strömende, bereits in der Hochdruck- Abgasturbine 19 abgekühlte Abgas. Das derart in der Wärmeaufnahmeeinrichtung 13
aufgeheizte Abgas wird über den weiteren Verlauf des Teilstangs 43 schließlich der
Abgasturbine 17, welches eine Niederdruck- Abgasturbine ist, zugeführt, sodass dieser zusätzliche Enthalpie bereitgestellt wird, welche dem rückgeführten Abgas entnommen wurde. Dabei verwirklichen sich insbesondere auch die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurden. Eine Steuerung oder Regelung der Wärmetransporteinrichtung 1 1 kann hier durch einen Bypass 45 erfolgen, welcher den Abgasstrang 7 zwischen der Hochdruck-Abgasturbine 19 und der Abgasturbine 17 kurschließt und damit den Teilstrang 43 überbrückt, wobei hier zwei
Stellelemente 47, 47' vorgesehen sind, über die einerseits der Anteil des entlang des Teilstrangs 43 strömenden Abgases und andererseits der Anteil des entlang des Bypasses 45 strömenden Abgases eingestellt werden kann. Durch geeignete Ansteuerung der Stellelemente 47, 47' kann somit eine Steuerung oder Regelung der Wärmetransporteinrichtung 11 verwirklicht und vorzugsweise ein aktives Thermomanagement für die Brennkraftmaschine 1 zur Verfügung gestellt werden. Der Teilstrang 43 ist hier zwischen der Hochdruck-Abgasturbine 19 und der als Niederdruck- Abgasturbine ausgebildeten Abgasturbine 17 vorgesehen. Es ist auch möglich, dass der
Teilstrang 43 zwischen der Hochdruck-Abgasturbine 19 und einer Mitteldruck-Abgasturbine, oder zwischen einer Mitteldruck-Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine vorgesehen ist. Die hier dargestellte Ausgestaltung ist also insbesondere möglich bei zweistufiger
Aufladung, wie auch bei drei- oder mehrstufiger Aufladung.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der
Brennkraftmaschine 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 die Wärmeabgabeeinrichtung 21 stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 angeordnet, sodass der Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 zusätzliche Wärme zugeführt werden kann. Dadurch kann insbesondere eine Mindesttemperatur für die
Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 - vorzugsweise bedarfsabhängig - gewährleistet werden. Die Ansprechzeiten für die Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 können verkürzt werden, beispielsweise bei Kaltstart oder Lastwechsel, und es ist eine flexiblere Abstimmung der Brennkraftmaschine 1 möglich, da die Abhängigkeit von der Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 abnimmt. Nicht zuletzt steigt dadurch auch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1, und deren Verbrauch sinkt.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 kann bevorzugt als Drei- Wege-Katalysator, als Oxidations-Katalysator, oder als andere derartige Katalysator-Einrichtung ausgebildet sein. Der zweite Abgasturbolader 31 ist gestrichelt dargestellt, um anzudeuten, dass das hier dargestellte Ausführungsbeispiel sowohl bei einer einstufigen Aufladung als auch bei einer zweistufigen Aufladung möglich ist. Ist eine zweistufige Aufladung vorgesehen und mithin der zweite Abgasturbolader 31 vorhanden, ist die Wärmeabgabeeinrichtung 21 bevorzugt stromabwärts der als Niederdruck-Abgasturbine ausgebildeten Abgasturbine 17 angeordnet. Ist eine einstufige Aufladung vorgesehen, wobei dann nur der erste Abgasturbolader 27 vorhanden ist, ist die Wärmeabgabeeinrichtung 21 stromabwärts der dann als einzige Abgasturbine vorgesehenen Hochdruck-Abgasturbine 19 angeordnet. Entfällt der zweite Abgasturbolader 31 , entfallen entsprechend auch der Niederdruckverdichter 33 und der Zwischenkühler 35, weshalb auch diese hier gestrichelt dargestellt sind. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausfuhrungsbeispiels der Brennkraftmaschine 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel in analoger Weise, wie sich das in Figur 3 dargestellte dritte
Ausführungsbeispiel von dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel unterschiedet. Insbesondere ist hier der Teilstrang 43 stromaufwärts der Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 angeordnet. Vorzugsweise ist er dabei zugleich stromabwärts der Abgasturbine 17 oder - falls der zweite Abgasturbolader 31 entfällt und eine nur einstufige Aufladung vorgesehen ist - stromabwärts der dann einzigen Abgasturbine, nämlich der Hochdruck- Abgasturbine 19, angeordnet. Im Übrigen verwirklichen sich insbesondere die Vorteile, die bereits in
Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 erläutert wurden. Insgesamt zeigt sich, dass mit der hier vorgestellten Brennkraftmaschine 1 eine
Verbrauchssenkung möglich ist, wobei zugleich dann, wenn diese als Gasmotor ausgebildet ist, ein Methanschlupf herabgesetzt werden kann. Das Ansprechverhalten einer Aufladung und einer Abgasnachbehandlung im transienten Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ist verbessert. Im Übrigen kann auch das Problem einer zu geringen Abgastemperatur bei Teillast für ein System zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden behoben werden. Insofern wird noch hervorgehoben, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung 49 auch als SCR- Katalyseeinrichtung ausgebildet sein kann.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Brennkraftmaschine ( 1 ), mit
- einem Ladepfad (3), eingerichtet zur Zuführung von Ladeluft zu wenigstens einem
Brennraum (5) der Brennkraftmaschine (3);
- einem Abgasstrang (7), eingerichtet zur Abführung von Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum (5), und mit
- einem Abgasrückfuhrpfad (9), der den Abgasstrang (7) außerhalb des wenigstens einen Brennraums (5) mit dem Ladepfad (3) verbindet, sodass Abgas aus dem Abgasstrang (7) dem Ladepfad (3) zuführbar ist,
gekennzeichnet durch
- eine Wärmetransporteinrichtung (1 1), die
- eine Wärmeaufhahmeeinri chtung (13) aufweist, die eingerichtet und angeordnet ist, um Wärme aus dem Abgasrückfuhrpfad (9) aufzunehmen, wobei
- die Wärmetransporteinrichtung (1 1) eingerichtet ist, um dem Abgasrückfuhrpfad (9) entnommene Wärme stromabwärts einer Ausmündung (15) des Abgasrückführpfads (9) aus dem Abgasstrang (7) in den Abgasstrang (7) einzubringen.
2. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärmetransporteinrichtung (1 1) eingerichtet ist, um dem Abgasrückfuhrpfad (9) entnommene Wärme in den Abgasstrang (7) stromaufwärts einer Abgasturbine (17) und/oder stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (49) einzubringen.
3. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmetransporteinrichtung (1 1) eingerichtet ist, um dem
Abgasrückfuhrpfad (9) entnommene Wärme
a) zwischen einer Hochdruck- Abgasturbine ( 19) und einer Niederdruck- Abgasturbine ( 17), und/oder
b) zwischen einer Hochdruck- Abgasturbine (19) und einer Mitteldruck- Abgasturbine, und/oder
c) zwischen einer Mitteldruck- Abgasturbine und einer Niederdruck- Abgasturbine in den Abgasstrang (7) einzubringen.
4. Brennkraftmaschine ( 1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmetransporteinrichtung (1 1 ) eine Wärmeabgabeeinrichtung (21) aufweist, die eingerichtet und angeordnet ist, um dem Abgasrückführpfad (9) entnommene Wärme an den Abgasstrang (7) stromabwärts der Ausmündung (15) abzugeben, wobei die Wärmetransporteinrichtung (1 1 ) einen Wärmetransportpfad (23) aufweist, der eingerichtet ist zum Transport von Wärme von der Wärmeaufnahmeeinrichtung (13) zu der
Wärmeabgabeeinrichtung (21).
5. Brennkraftmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmeaufnahmeeinrichtung (13)
a) als Gas/Gas-Wärmeübertrager, oder
b) als flüssigkeitsdurchströmter Wärmeübertrager
ausgebildet ist.
6. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass entlang des Wärmetransportpfads (23) ein Wärmetransportmedium förderbar ist, das als flüssiges Wärmetransportmedium ausgebildet ist, wobei die
Wärmeabgabeeinrichtung (21) vorzugsweise als flüssigkeitsdurchströmter Wärmeübertrager ausgebildet ist.
7. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Wärmetransportmedium eine Salzschmelze oder ein Thermalöl aufweist, oder als Salzschmelze oder als Thermalöl ausgebildet ist.
8. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmeaufnahmeeinrichtung (13) von einem Teilstrang (43) des Abgasstrangs (7) durchsetzt ist, der stromabwärts der Ausmündung (15) zu der
Wärmeaufnahmeeinrichtung (13) führt, diese durchläuft, und stromabwärts der
Wärmeaufnahmeeinrichtung (13) mit einer Abgasturbine (17) und/oder einer
Abgasnachbehandlungseinrichtung (49) fluidverbunden ist.
9. Brennkraftmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wärmetransporteinrichtung (1 1 ) steuerbar oder regelbar ausgebildet ist.
10. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Abgasrückführkühler (41) - vorzugsweise stromabwärts der Wärmeaufhahmeeinrichtung (13) - in dem Abgasrückführpfad (9) angeordnet ist.
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