Verfahren zur Ladedrucksteuerung einer Brennkraftmaschine mit parallel angeordneten Turbinen

• Main Authors: Smiljanovski, Vanco, Wojahn, Jens, Brinkmann, Franz J, Stoffels, Harald, Kemmerling, Jörg
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 01.08.2024
• Subjects: BLASTING; COMBUSTION ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL; CONTROLLING COMBUSTION ENGINES; HEATING; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS; INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; LIGHTING; MECHANICAL ENGINEERING; WEAPONS

Verfahren zur Ladedrucksteuerung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine (1) mit mindestens einem Zylinderkopf (2) mit mindestens zwei Zylindern (3), bei der- jeder Zylinder (3) mindestens zwei Auslassöffnungen (4, 4a, 4b) zum Abführen der Abgase aufweist, von denen mindestens eine als schaltbare Auslassöffnung (4a) ausgebildet ist, wobei sich an jede Auslassöffnung (4, 4a, 4b) eine Abgasleitung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem (5) anschließt,- ein Ansaugsystem (11) zum Zuführen von Ladeluft zu den mindestens zwei Zylindern (3) vorgesehen ist,- mindestens zwei Abgasturbolader (8, 9) vorgesehen sind, wobei jeder Abgasturbolader (8, 9) eine im Abgasabführsystem (5) angeordnete Turbine (8a, 9a) und einen im Ansaugsystem (11) angeordneten Verdichter (8b, 9b) umfasst,- die Verdichter (8b, 9b) der mindestens zwei Abgasturbolader (8, 9) parallel im Ansaugsystem (11) angeordnet sind, wobei jeder Verdichter (8b, 9b) in einer separaten Ansaugleitung (11a, 11b) des Ansaugsystems (11) angeordnet ist und die separaten Ansaugleitungen (11a, 11b) stromabwärts der Verdichter (8b, 9b) zu einer Gesamtansaugleitung zusammenführen,- die Abgasleitungen der schaltbaren Auslassöffnungen (4a) der mindestens zwei Zylinder (3) unter Ausbildung eines ersten Abgaskrümmers (6a) zu einer ersten Gesamtabgasleitung (7a) zusammenführen, welche mit der Turbine (8a) des ersten Abgasturboladers (8) verbunden ist,- die Abgasleitungen der anderen Auslassöffnungen (4b) der mindestens zwei Zylinder (3) unter Ausbildung eines zweiten Abgaskrümmers (6b) zu einer zweiten Gesamtabgasleitung (7b) zusammenführen, welche mit der Turbine (9a) des zweiten Abgasturboladers (9) verbunden ist,- jede schaltbare Auslassöffnung (4a) mit einem schaltbaren Auslassventil ausgestattet ist, wobei ein abgeschaltetes Auslassventil die zugehörige Auslassöffnung (4a) abschaltet und sich ein zugeschaltetes Auslassventil zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung unter Ausbildung eines Ventilhubs Δhmaxbewegt und dabei die zugehörige Auslassöffnung (4a) während einer Öffnungsdauer Δtmaxfreigibt, und- eine Abgasrückführung vorgesehen ist, wobei zur Bereitstellung eines angeforderten Ladedrucks eine mit dem zweiten Abgasturbolader (9) zumindest antriebsverbindbare Elektromaschine (9c) verwendet wird, um als Hilfsantrieb zwecks Erhöhung des Ladedrucks zusätzlich Leistung an den Verdichter (9b) des zweiten Abgasturboladers (9) abzugeben oder um als Generator zwecks Absenkung des Ladedrucks Leistung von der Turbine (9a) des zweiten Abgasturboladers (9) aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von abgeschalteten Auslassöffnungen (4a) die abgeschalteten Auslassöffnungen (4a) zwecks Aktivierung der ersten Turbine (8a) zugeschaltet werden, wobei eine durch die zweite Turbine (9a) geführte abnehmende Abgasmenge kompensiert wird, und die Elektromaschine (9c) als Hilfsantrieb verwendet wird, um zusätzlich Leistung an den Verdichter (9b) des zweiten Abgasturboladers (9) abzugeben, so dass ein vorgegebener Ladedruck eingestellt wird.