DE102012101204B4

DE102012101204B4 - Pressure wave charger arrangement with exhaust aftertreatment unit

Info

Publication number: DE102012101204B4
Application number: DE102012101204.0A
Authority: DE
Inventors: Fabian Fricke; Pieter van den Eijkel
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: DE102012101204A1

Abstract

Druckwellenladeranordnung (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei der Druckwellenlader (2) einen Kanal 1 (K1) zum Ansaugen von Frischluft, einen Kanal 2 (K2) zum Abführen der komprimierten Frischluft, einen Kanal 3 (K3) zum Zuführen von Abgas und einen Kanal 4 (K4) zum Abführen von Abgas aufweist und der Druckwellenlader (2) einen Zellrotor (9) aufweist, wobei zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Druckwellenlader (2) eine Abgasnachbehandlungskomponente (5) im Bereich des Kanals 3 (K3) angeordnet ist und die Strömungsrichtung (S) des Abgases in der Abgasnachbehandlungskomponente (5) und die Rotationsachse (11) des Zellrotors (9) parallel verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abgasnachbehandlungskomponente (5) und dem Druckwellenlader (2) ein Heißgasverteiler (17) angeordnet ist, wobei der Heißgasverteiler (17) drei Flansche (22, 23, 24) aufweist, wobei die Flansche als Druckwellenladerflansch (23), als Katalysatorflansch (24) und als Abgasflansch (22) ausgebildet sind und zwischen dem Katalysatorflansch (24) und dem Druckwellenladerflansch (23) der Kanal 3 (K3) ausgebildet ist, wobei sich von dem Katalysatorflansch (24) zu dem Druckwellenladerflansch (23) ein Hosenrohr (20, 25) erstreckt und der Druckwellenlader (2) spiegelsymmetrisch aufgebaut ist und zwei Kanäle 3 (K3) und zwei Kanäle 4 (K4) aufweist, so dass bei 180 Grad Umdrehung des Zellrotors (9) jeweils ein Aufladevorgang beginnt und bei 360 Grad Umdrehung zwei Aufladevorgänge stattfinden.A pressure wave supercharger arrangement (1) for an internal combustion engine, wherein the pressure wave supercharger (2) has a fresh air intake duct 1 (K1), a fresh air discharge duct 2 (K2), a waste gas supply duct 3 (K3) and a duct 4 (K4) for discharging exhaust gas and the pressure wave supercharger (2) comprises a cell rotor (9), wherein between the internal combustion engine and the pressure wave supercharger (2) an exhaust aftertreatment component (5) in the region of the channel 3 (K3) is arranged and the flow direction (S) of the exhaust gas in the exhaust aftertreatment component (5) and the rotation axis (11) of the cell rotor (9) are parallel, characterized in that between the exhaust aftertreatment component (5) and the pressure wave supercharger (2), a hot gas manifold (17) is arranged the hot gas distributor (17) has three flanges (22, 23, 24), wherein the flanges as Druckwellenladerflansch (23), as a catalyst flange (24) and as an exhaust flange (2 2) are formed and between the catalyst flange (24) and the Druckwellenladerflansch (23) of the channel 3 (K3) is formed, extending from the catalyst flange (24) to the Druckwellenladerflansch (23) a downpipe (20, 25) and the Pressure wave loader (2) is constructed mirror-symmetrical and two channels 3 (K3) and two channels 4 (K4), so that at 180 degrees rotation of the cell rotor (9) each start a charging and take place at 360 degrees rotation two charging processes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckwellenladeranordnung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to a pressure wave supercharger arrangement for an internal combustion engine according to the features in the preamble of claim 1.

In Kraftfahrzeugen werden Verbrennungskraftmaschinen heutzutage als Hauptantriebsquelle genutzt. Die Verbrennungskraftmaschinen wandeln dabei die in einem Kraftstoff enthaltene chemische Energie durch die Verbrennung in mechanische Fortbewegungsenergie. Während der Verbrennung entsteht jedoch auch Verlustwärme, so dass ein Teil der im Kraftstoff enthaltenen chemischen Energie in Form von Wärme über die Verbrennungskraftmaschine oder aber über das Abgas ungenutzt abgeführt wird. Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei dem Carnot-Kreisprozess unterlegen, so dass ihr theoretisch maximaler Wirkungsgrad bei circa 40 % anzusetzen ist.In motor vehicles, internal combustion engines are used today as the main driving source. The internal combustion engines convert the chemical energy contained in a fuel through the combustion into mechanical transportation energy. However, heat loss also occurs during combustion, so that some of the chemical energy contained in the fuel is dissipated unused in the form of heat via the internal combustion engine or via the exhaust gas. The internal combustion engine is inferior to the Carnot cycle, so that their theoretical maximum efficiency is to be set at about 40%.

Aus dem Stand der Technik gibt es verschiedene Ansätze, die über das Abgas bzw. über den Motorblock abgeführte Wärmeenergie weiter im Kraftfahrzeug zu nutzen. Beispielsweise wird durch den Seebeck-Effekt mittels thermischer Generatoren die Wärmeenergie dazu genutzt, zusätzliche elektrische Energie zu erzeugen. Ebenfalls ist es möglich, über Wärmetauscher beispielsweise dem Abgas Wärmeenergie zu entziehen und diese entzogene Wärme zum Aufheizen des Kühlwassers für die Fahrzeuginnenraumheizung während der Kaltstartphase zu nutzen.From the state of the art, there are various approaches to continue to use the heat energy dissipated via the exhaust gas or via the engine block in the motor vehicle. For example, the heat energy is used by the Seebeck effect by means of thermal generators to generate additional electrical energy. It is also possible, for example, to extract heat energy from the exhaust gas via heat exchangers and to use this extracted heat to heat the cooling water for the vehicle interior heating during the cold start phase.

Um in möglichst vielen Drehzahlbereichen mit der Verbrennungskraftmaschine einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, werden häufig Aufladeverfahren eingesetzt, wobei mittels eines Verdichters die zur Verbrennung genutzte Frischluft vor dem Ladungswechsel komprimiert wird. Beispielsweise geschieht dies mit einem Turbolader, einem Kompressor oder aber auch mit einem Druckwellenlader.In order to achieve high efficiency in as many speed ranges with the internal combustion engine, charging methods are frequently used, wherein by means of a compressor, the fresh air used for combustion is compressed before the charge cycle. For example, this is done with a turbocharger, a compressor or even with a pressure wave charger.

Bei einem Druckwellenlader wird die Energie des Abgasstroms dazu genutzt, die angesaugte Frischluft in einer Verdichtungszelle eines Zellrotors zu verdichten, woraufhin die verdichtete Frischluft dem Verbrennungsmotor und das Abgas nach der Verdichtung dem weiteren Abgastrakt zugeführt werden. Sowohl das Abgas als auch die angesaugte Frischluft stehen dabei in direktem Gaskontakt. Der Druckwellenlader reagiert dabei sehr empfindlich auf äußere und innere Einflüsse, beispielsweise auf die Gasleckage aufgrund zu hoher Spaltmaße oder aber verschiedene, sich einstellende Volumenströme oder aber thermodynamische Zustände der in ihr strömenden Medien. Insbesondere bei Einsatz von Abgasnachbehandlungskomponenten, beispielsweise in Form von Katalysatoren, ergeben sich Zielkonflikte bei der Auslegung und dem Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Druckwellenlader als Aufladeeinheit. In a pressure wave supercharger, the energy of the exhaust gas flow is used to compress the intake fresh air in a compression cell of a cell rotor, whereupon the compressed fresh air to the internal combustion engine and the exhaust gas are supplied after compression to the other exhaust tract. Both the exhaust gas and the intake fresh air are in direct gas contact. The pressure wave loader reacts very sensitively to external and internal influences, for example gas leakage due to excessively high gap dimensions or different, adjusting volumetric flows or thermodynamic states of the media flowing in it. In particular, when using exhaust aftertreatment components, for example in the form of catalysts, conflicting goals arise in the design and operation of an internal combustion engine with a pressure wave supercharger as a charging unit.

Die DE 35 32 345 A1 offenbart eine Druckwellenladeranordnung an einem Dieselmotor mit einem Abgaspartikelfilter. Hierbei wird der Filter insbesondere bei geringem Lastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine durch einen Bypass umströmt oder weist einen derart großen Strömungswiderstand auf, dass kein Abgas durch den Filter strömt. The DE 35 32 345 A1 discloses a blast loader assembly on a diesel engine having an exhaust particulate filter. In this case, the filter is flowed around by a bypass, in particular at low load operation of the internal combustion engine, or has such a large flow resistance that no exhaust gas flows through the filter.

Ferner ist aus der EP 0 072 059 B1 eine Druckwellenladeranordnung bekannt genauso wie aus der AT 408 785 B . Furthermore, from the EP 0 072 059 B1 a Druckwellenladeranordnung known as well as from the AT 408 785 B ,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Druckwellenladeranordnung für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, die unter Eingliederung mindestens einer Abgasnachbehandlungskomponente mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann. Object of the present invention is therefore to provide a pressure wave supercharger assembly for an internal combustion engine, which can be operated with inclusion of at least one exhaust aftertreatment component with a high efficiency.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Druckwellenladeranordnung gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.The aforementioned object is achieved with a pressure wave supercharger according to the features in claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.Advantageous embodiments of the present invention are part of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Druckwellenladeranordnung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei der Druckwellenlader einen Kanal 1 zum Ansaugen von Frischluft, einen Kanal 2 zum Abführen der komprimierten Frischluft, einen Kanal 3 zum Zuführen von Abgas und einen Kanal 4 zum Abführen von Abgas aufweist und der Druckwellenlader einen Zellrotor aufweist, wobei zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Druckwellenlader eine Abgasnachbehandlungskomponente im Bereich des Kanals 3 angeordnet ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung des Abgases in der Abgasnachbehandlungskomponente und die Rotationsachse des Zellrotors parallel verlaufen oder wobei zwischen der Abgasnachbehandlungskomponente und dem Druckwellenlader ein Heißgasverteiler angeordnet ist, wobei der Heißgasverteiler drei Flansche aufweist, wobei die Flansche als Druckwellenladerflansch, als Katalysatorflansch und als Abgasflansch ausgebildet sind und zwischen dem Katalysatorflansch und dem Druckwellenladerflansch der Kanal 3 ausgebildet ist, wobei sich von dem Katalysatorflansch zu dem Druckwellenladerflansch ein Hosenrohr erstreckt und der Druckwellenlader spiegelsymmetrisch aufgebaut ist und zwei Kanäle 3 und zwei Kanäle 4 aufweist, so dass bei 180 Grad Umdrehung des Zellrotors jeweils ein Aufladevorgang beginnt und bei 360 Grad Umdrehung zwei Aufladevorgänge stattfinden.The pressure wave supercharger arrangement according to the invention for an internal combustion engine, wherein the pressure wave supercharger has a channel 1 for sucking fresh air, a channel 2 for discharging the compressed fresh air, a channel 3 for supplying exhaust gas and a channel 4 for discharging exhaust gas and the pressure wave supercharger has a cell rotor, wherein between the internal combustion engine and the pressure wave supercharger an exhaust aftertreatment component is arranged in the region of the channel 3, according to the invention is characterized in that the flow direction of the exhaust gas in the exhaust aftertreatment component and the axis of rotation of the cell rotor are parallel or wherein between the exhaust aftertreatment component and the pressure wave supercharger, a hot gas distributor is arranged wherein the hot gas distributor has three flanges, wherein the flanges are formed as Druckwellenladerflansch, as a catalyst flange and as an exhaust flange and between the catalyst flange and the Druckwellenladerflansch the channel 3 is formed, extending from the catalyst flange to the Druckwellenladerflansch a bifurcated tube and the pressure wave loader is mirror-symmetrical and has two channels 3 and two channels 4, so that at 180 degrees rotation of the cell rotor each start a charging process and at 360 Degree of rotation two recharges take place.

Im Rahmen der Erfindung bedeutet dies, dass die Abgasnachbehandlungskomponente im Wesentlichen eine Mittellängsachse aufweist und die Strömungsrichtung des Abgases innerhalb der Abgasnachbehandlungskomponente parallel in Richtung dieser Mittellängsachse verläuft. Die Abgasnachbehandlungskomponente und die Rotationsachse des Zellrotors sind somit im Wesentlichen als auf einer Achse angeordnet anzusehen In the context of the invention, this means that the exhaust aftertreatment component has substantially a central longitudinal axis and the flow direction of the exhaust gas within the exhaust aftertreatment component runs parallel in the direction of this central longitudinal axis. The exhaust aftertreatment component and the axis of rotation of the cell rotor are thus to be regarded as essentially arranged on an axis

Erfindungsgemäß ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass sich das von der Verbrennungskraftmaschine kommende Abgas aufgrund des durch die Abgasnachbehandlungskomponente verursachten Gegendrucks staut und dann durch die Abgasnachbehandlungseinheit strömt. In der Abgasnachbehandlungseinheit, die beispielsweise ein Katalysator sein kann, wird dann vorzugsweise die Abgasströmung homogenisiert bzw. gleichmäßig verteilt. Hierdurch entsteht eine Abgasströmung, die sich über den Querschnitt der Abgasnachbehandlungseinheit homogen, also mit annähernd gleicher Strömungsdichte und annähernd gleicher Strömungsgeschwindigkeit, verteilt. Diese homogene Abgasströmung tritt dann wiederum aus der Abgasnachbehandlungskomponente aus und tritt über eine im Wesentlichen geradlinig verlaufende Rohrleitung, den Kanal 3, in den Druckwellenlader ein.According to the invention, this results in the advantage that the exhaust gas coming from the internal combustion engine accumulates due to the backpressure caused by the exhaust aftertreatment component and then flows through the exhaust aftertreatment unit. In the exhaust gas aftertreatment unit, which may be a catalyst, for example, the exhaust gas flow is then preferably homogenized or evenly distributed. This produces an exhaust gas flow which is distributed homogeneously over the cross section of the exhaust gas aftertreatment unit, ie with approximately the same flow density and approximately the same flow velocity. This homogeneous exhaust gas flow then in turn exits the exhaust aftertreatment component and enters the pressure wave supercharger via a substantially rectilinear pipeline, the channel 3.

In dem Druckwellenlader selber ist der rotierende Zellrotor angeordnet, der aus vielen aneinander gereihten Zellen besteht, die um die Rotationsachse des Zellrotors rotieren. Die homogene, von der Abgasnachbehandlungskomponente kommende Abgasströmung tritt dann auf direktem, im Wesentlichen geradlinigem Strömungsweg in eine jeweilige Zelle des Zellrotors ein und wird dort zur Verdichtung der durch den Kanal 1 angesaugten Frischluft genutzt. In the pressure wave loader itself, the rotating cell rotor is arranged, which consists of many juxtaposed cells that rotate about the axis of rotation of the cell rotor. The homogeneous exhaust gas flow coming from the exhaust aftertreatment component then enters a respective cell of the cell rotor on a direct, essentially rectilinear flow path and is used there to compress the fresh air drawn in through the duct 1.

Durch den im Wesentlichen geradlinigen Eintritt der durch die Abgasnachbehandlungskomponente homogenisierten Strömung des Abgases bilden sich unabhängig von Motorentyp, Krümmer und Kanalgestaltung robuste homogene Strömungskennfelder aus. Außerdem ist es hierdurch möglich, in verschiedensten Betriebspunkten sowohl der Verbrennungskraftmaschine als auch korrespondierend dazu des Druckwellenladers eine homogen in den Druckwellenlader eintretende Abgasströmung zu erreichen. Hierbei wird ein stabiles Strömungskennfeld für den Druckwellenlader durch die direkte Anordnung in Strömungsrichtung hinter der Abgasnachbehandlungskomponente erreicht. Als weitere Vorteile ergeben sich eine deutlich kompaktere Bauform aufgrund des geringen Packaging und die direkte Anordnung mit geringem Abstand von Abgasnachbehandlungskomponenten und Druckwellenlader. Weiterhin werden die zur Kopplung der zwei Bauteile benötigten Zwischenrohre reduziert.Due to the substantially straight-line entry of the exhaust gas aftertreatment component homogenized by the exhaust gas aftertreatment component, robust homogeneous flow characteristics are formed independently of the engine type, manifold and duct design. In addition, it is thereby possible to achieve a homogenously entering into the pressure wave supercharger exhaust gas flow at various operating points of both the internal combustion engine and corresponding thereto of the pressure wave supercharger. In this case, a stable flow characteristic field for the pressure wave supercharger is achieved by the direct arrangement in the flow direction behind the exhaust aftertreatment component. As further advantages, a significantly more compact design due to the low packaging and the direct arrangement with a short distance from exhaust aftertreatment components and pressure wave loader. Furthermore, the required for coupling the two components intermediate tubes are reduced.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die verbesserte Lebensdauer in Folge von geringeren bzw. gleichmäßigeren thermischen Ausdehnungen aufgrund der kurzen und direkt aufeinander abgestimmten Baulängen sowie eine höhere Gasdichtigkeit. Im Rahmen der Erfindung ist es somit weiterhin möglich, durch beispielsweise einen heizbaren Katalysator das sich aufbauende Strömungsfeld insbesondere in der Kaltstartphase zu optimieren. Ebenfalls können im Rahmen der Erfindung an dem Druckwellenlader bzw. kurz vor Eintritt in der Gasströmung in den Druckwellenlader Strömungsleitelemente eingesetzt werden, um somit ein Anströmen des Zellrotors unter einem Anstellwinkel zu ermöglichen. Another significant advantage is the improved service life as a result of lower or more uniform thermal expansions due to the short and directly matched lengths and a higher gas tightness. In the context of the invention, it is thus also possible, for example by means of a heatable catalyst, to optimize the developing flow field, in particular in the cold start phase. Likewise, in the context of the invention, flow guidance elements can be used on the pressure wave supercharger or shortly before entry into the gas flow into the pressure wave supercharger in order thus to allow flow of the cell rotor at an angle of attack.

Im Rahmen der Erfindung weist der Druckwellenlader zum Anschluss von Kanal 3 und Kanal 4 eine Heißgasseite auf. Die Heißgasseite befindet sich also auf der Seite des Druckwellenladers, an dem das von der Verbrennungskraftmaschine kommende Abgas in den Zellrotor einströmt und von diesem auch wieder in die weitere Abgasleitung ausströmt. Auf der Seite von Kanal 1 und Kanal 2 befindet sich eine Kaltgasseite, die Kaltgasseite ist also die Seite des Druckwellenladers, von der die angesaugte Frischluft in den Zellrotor gelangt und die komprimierte Frischluft aus dem Zellrotor zu der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird.In the context of the invention, the pressure wave loader for connecting channel 3 and channel 4 has a hot gas side. The hot gas side is thus located on the side of the pressure wave supercharger, at which the exhaust gas coming from the internal combustion engine flows into the cell rotor and from this also flows out again into the further exhaust gas line. On the side of channel 1 and channel 2 is a cold gas side, the cold gas side is thus the side of the pressure wave supercharger from which the fresh air sucked into the cell rotor passes and the compressed fresh air is supplied from the cell rotor to the internal combustion engine.

Im Rahmen der Erfindung kann die Abgasnachbehandlungskomponente bevorzugt ein Katalysator sein. Besonders bevorzugt wird ein Fahrzeugkatalysator eingesetzt, der der Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen dient. Hierdurch können die Schadstoffemissionen drastisch reduziert werden. In dem Inneren des Kraftfahrzeugkatalysators befindet sich bevorzugt ein temperaturstabiler Wabenkörper, der entsprechend beschichtet ist, so dass eine katalytische Abgasnachbehandlung innerhalb des Katalysators erfolgt. Darüber hinaus können in dem Katalysator verschiedene Hochtemperaturwollen, Drahtgestricke oder aber zusätzliche Matten angeordnet sein. Diese Elemente erzeugen in der Abgasströmung einen Staudruck, da sie einen Strömungswiderstand für die Abgasströmung bedeuten.In the context of the invention, the exhaust aftertreatment component may preferably be a catalyst. Particular preference is given to using a vehicle catalytic converter which serves for exhaust gas aftertreatment in vehicles with internal combustion engines. As a result, the pollutant emissions can be drastically reduced. In the interior of the motor vehicle catalyst is preferably a temperature-stable honeycomb body, which is coated accordingly, so that a catalytic exhaust aftertreatment takes place within the catalyst. In addition, various high-temperature wool, wire mesh or additional mats may be arranged in the catalyst. These elements generate a back pressure in the exhaust gas flow since they mean a flow resistance for the exhaust gas flow.

Innerhalb des Katalysators, insbesondere innerhalb des Wabenkörpers, homogenisiert sich die Abgasströmung derart, dass sowohl bei Durchtritt durch den Katalysator als auch bei Austritt aus dem Katalysator ein homogenes Strömungsfeld des Abgases entsteht. Das homogene Strömungskennfeld des Abgases zeichnet sich dadurch aus, dass die Abgasdichte sowie die Abgasströmungsgeschwindigkeit nahezu überall konstant sind oder aber in den zu erwartenden Bereichen liegen. So kann beispielsweise am Rand des Katalysators eine geringere Strömungsgeschwindigkeit herrschen als im Inneren.Within the catalyst, in particular within the honeycomb body, the exhaust gas flow is homogenized in such a way that a homogeneous flow field of the exhaust gas is formed both when passing through the catalyst and when leaving the catalyst. The homogeneous flow characteristic of the exhaust gas is characterized by the fact that the exhaust gas density and the exhaust gas flow rate are constant almost everywhere or lie in the expected ranges. For example, at the edge of the catalyst a lower flow velocity prevails than inside.

Durch die Anordnung der Hauptströmungsrichtung des Abgases sowie der Rotationsachse des Zellrotors annähernd auf einer Geraden oder aber in einem nur geringen Winkel zueinander, so dass sich eine nahezu geradlinige Strömungsrichtung ergibt, ist erfindungsgemäß ein Betreiben des Druckwellenladers mit hohem Wirkungsgrad möglich. Gasleckagen, Strömungsinhomogenitäten oder aber auch Strömungsabrisse werden dadurch weitestgehend vermieden. By arranging the main flow direction of the exhaust gas and the axis of rotation of the cell rotor approximately on a straight line or at only a slight angle to each other, so that results in a nearly straight flow direction, according to the invention operating the pressure wave supercharger with high efficiency is possible. Gas leaks, flow inhomogeneities or even stalls are thereby largely avoided.

Zur Kopplung zwischen der Abgasnachbehandlungskomponente und dem Heißgasgehäuse des Druckwellenladers ist besonders bevorzugt die Abgasnachbehandlungskomponente in Strömungsrichtung des Abgases dem Druckwellenlader direkt vorgeschaltet, insbesondere unter Eingliederung eines Rohrstutzens, wobei der Rohrstutzen einen im Wesentlichen geradlinig verlaufenden Strömungskanal aufweist. Dem Druckwellenlader selber ist somit ein Rohrstutzen im Bereich des Kanals 3 vorgeschaltet, der die Abgasnachbehandlungskomponente und den Druckwellenlader im Bereich des Kanals 3 miteinander verbindet. Der Rohrstutzen selbst weist dabei einen Strömungskanal, also eine Innenwandung, auf, die einen im Wesentlichen geradlinigen Verlauf besitzt. Der Rohrstutzen selber weist Abmessungen von gegebenenfalls nur wenigen Millimetern bis zu circa maximal 5 cm, insbesondere 10 cm, ganz besonders bevorzugt 15 cm und vorzugsweise 20 cm auf.For coupling between the exhaust aftertreatment component and the hot gas housing of the pressure wave supercharger is particularly preferably the exhaust aftertreatment component in the flow direction of the exhaust gas upstream of the pressure wave supercharger, in particular under inclusion of a pipe socket, wherein the pipe socket has a substantially rectilinear flow channel. The pressure wave loader itself is thus preceded by a pipe socket in the region of the channel 3, which connects the exhaust aftertreatment component and the pressure wave supercharger in the region of the channel 3 with each other. The pipe socket itself has a flow channel, ie an inner wall, which has a substantially rectilinear course. The pipe socket itself has dimensions of possibly only a few millimeters up to a maximum of about 5 cm, in particular 10 cm, very particularly preferably 15 cm and preferably 20 cm.

Die vorliegende Aufgabe wird weiterhin mit einer Druckwellenladeranordnung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei der Druckwellenlader einen Kanal 1 zum Ansaugen von Frischluft, einen Kanal 2 zum Abführen der komprimierten Frischluft, einen Kanal 3 zum Zuführen von Abgas und einen Kanal 4 zum Abführen von Abgas aufweist und der Druckwellenlader einen Zellrotor aufweist, wobei zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Druckwellenlader eine Abgasnachbehandlungskomponente im Bereich des Kanals 3 angeordnet ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Merkmale, dadurch gelöst, dass zwischen der Abgasnachbehandlungskomponente und dem Druckwellenlader ein Heißgasverteiler angeordnet ist, wobei der Heißgasverteiler drei Flansche aufweist, wobei die Flansche als Druckwellenladerflansch, als Katalysatorflansch und als Abgasflansch ausgebildet sind und der Kanal 3, also der Rohrbereich zwischen dem Katalysatorflansch und dem Druckwellenladerflansch als Hosenrohr ausgebildet ist.The present object is further provided with a pressure wave supercharger assembly for an internal combustion engine, the pressure wave supercharger having a channel 1 for sucking fresh air, a channel 2 for discharging the compressed fresh air, a channel 3 for supplying exhaust gas and a channel 4 for discharging exhaust gas and Pressure wave supercharger having a cell rotor, wherein between the internal combustion engine and the pressure wave supercharger an exhaust aftertreatment component in the region of the channel 3 is arranged, in particular according to one of the preceding features, achieved in that between the exhaust aftertreatment component and the pressure wave supercharger, a hot gas distributor is arranged, wherein the hot gas distributor has three flanges , wherein the flanges are designed as Druckwellenladerflansch, as a catalyst flange and as an exhaust flange and the channel 3, so the pipe portion between the catalyst flange and the Druckwellenladerflansch is designed as a trouser pipe ,

Der Heißgasverteiler zeichnet sich dadurch aus, dass er auf kompaktem Bauraum die Anschlüsse für den Kanal 3 und den Kanal 4 bereitstellt. So erfolgt eine Kopplung des Heißgasverteilers über den Druckwellenladerflansch an die Heißgasseite des Druckwellenladers und über den Katalysatorflansch an die Abgasnachbehandlungskomponente, insbesondere an einen Katalysator. Durch die Verbindung zwischen Druckwellenladerflansch und Katalysatorflansch wird der Kanal 3 des Druckwellenladers ausgebildet. Ferner umfasst der Heißgasverteiler einen Abgasflansch, wobei die Verbindung zwischen dem Druckwellenladerflansch und dem Abgasflansch den Kanal 4 der Heißgasverteiler ausbildet.The hot gas distributor is characterized in that it provides the connections for the channel 3 and the channel 4 in a compact space. Thus, a coupling of the hot gas distributor takes place via the pressure wave supercharger flange to the hot gas side of the pressure wave supercharger and via the catalyst flange to the exhaust gas aftertreatment component, in particular to a catalyst. Through the connection between Druckwellenladerflansch and catalyst flange of the channel 3 of the pressure wave supercharger is formed. Furthermore, the hot gas distributor comprises an exhaust flange, wherein the connection between the Druckwellenladerflansch and the exhaust flange forms the channel 4 of the hot gas manifold.

Das Hosenrohr, auch als Y-Rohr bezeichnet, nimmt somit einflutig den Abgasstrom im Bereich des Katalysatorflansches auf und teilt diesen in einen zweiflutigen Abgasstrom, so dass dieser im Bereich des Druckwellenladerflansches durch die zwei Hosenarme in die Heißgasseite des Druckwellenladers eintritt. Hierdurch ist es vorzugsweise möglich, einen Druckwellenlader mit einem zweiflutigen Abgasstrom zu beliefern, so dass der Druckwellenlader pro Umdrehung zwei Verdichtungstakte ausführt. Ein Verdichtungstakt ist somit bei 180° Umdrehung und ein zweiter Verdichtungstakt bei weiteren 180° Umdrehung ausgeführt.The bifurcated tube, also referred to as Y-tube, thus absorbs the exhaust gas flow in the region of the catalyst flange in a single flow and divides it into a two-flow exhaust gas flow, so that it enters the hot gas side of the pressure wave loader through the two barb arms in the area of the pressure wave loader flange. As a result, it is preferably possible to supply a pressure wave charger with a double-flow exhaust gas flow, so that the pressure wave loader performs two compression strokes per revolution. A compression stroke is thus executed at 180 ° rotation and a second compression stroke at a further 180 ° rotation.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Aufteilung des Kanals 3 in einen Kanal 3 und einen Kanal 3', so dass über den Kanal 3' optional mehr Abgasstrom in den Druckwellenlader zum Verdichten einleitbar ist. Alternativ kann über den Kanal 3' durch einen Bypass der Abgasstrom den Druckwellenlader derart umgehen, dass das Abgas vom Kanal 3' direkt in den Kanal 4 geleitet wird.Another possibility consists in the division of the channel 3 into a channel 3 and a channel 3 ', so that via the channel 3' optionally more exhaust gas flow into the pressure wave supercharger for compacting can be introduced. Alternatively, via the channel 3 'by a bypass of the exhaust stream bypass the pressure wave supercharger so that the exhaust gas from the channel 3' is passed directly into the channel 4.

Weiterhin bevorzugt erstreckt sich zwischen dem Druckwellenladerflansch und dem Abgasflansch ein Abgasrohr, das den Kanal 4 ausbildet, vorzugsweise weist das Abgasrohr einen Winkel zwischen 80° und 100° auf, insbesondere einen Winkel von im Wesentlichen 90°. Somit ist es möglich, dass nach der Verdichtung aus dem Druckwellenlader ausströmende Abgas über den Kanal 4, also über das Abgasrohr, dem weiteren Abgasstrang zuzuführen.Further preferably, extends between the Druckwellenladerflansch and the exhaust flange, an exhaust pipe forming the channel 4, preferably, the exhaust pipe at an angle between 80 ° and 100 °, in particular an angle of substantially 90 °. Thus, it is possible that after the compression from the pressure wave supercharger effluent exhaust gas via the channel 4, ie via the exhaust pipe to supply the further exhaust gas.

Aufgrund der Anordnung des Druckwellenladers, insbesondere mit einer geradlinigen Zuströmachse des zur Verdichtung genutzten Abgases, ist es somit möglich, über das abgewinkelte Abgasrohr das Abgas seitlich vom Druckwellenlader abzuführen, so das sich kein Zielkonflikt zwischen Zuführleitung, also Kanal 3, und Abführleitung, also Kanal 4, ergibt. Hierzu wird das Abgasrohr insbesondere zwischen den Armen des Hosenrohrs angeordnet. Das Hosenrohr umgreift also zwischen seinen zwei Hosenarmen bzw. Schenkeln das Abgasrohr, wobei das Abgasrohr dann seitlich gegenüber dem Hosenrohr absteht.Due to the arrangement of the pressure wave supercharger, in particular with a rectilinear inflow axis of the exhaust gas used for compression, it is thus possible to discharge the exhaust laterally from the pressure wave supercharger via the angled exhaust pipe, so there is no conflict of objectives between supply, ie channel 3, and discharge, ie channel 4, results. For this purpose, the exhaust pipe is arranged in particular between the arms of the pants tube. Thus, the hosepipe engages between its two pants arms or legs of the exhaust pipe, the exhaust pipe then projects laterally from the nozzle.

Im Rahmen der Erfindung ist der Druckwellenlader insbesondere spiegelsymmetrisch aufgebaut, so dass zwei Kanäle 3 und zwei Kanäle 4 vorhanden sind, so dass bei 180° Umdrehung des Zellrotors jeweils ein Aufladevorgang beginnt und bei 360° Umdrehung zwei Aufladevorgänge stattfinden. Jeder der zwei Kanäle 3 flutet somit bei 360° Umdrehung des Zellrotors die jeweils korrespondierenden Zellen zwei Mal. Hierzu werden insbesondere zwei Hosenrohre in dem Heißgasverteiler spiegelsymmetrisch angeordnet, wobei ein Arm eines Hosenrohrs dann jeweils einen Kanal 3 ausbildet und der andere Arm einen Kanal 3'. Die zwei Hosenrohre können auch zu einem Kombinationshosenrohr zusammengefasst sein, so dass sich ein einflutiger Eintritt in das Kombinationshosenrohr am Katalysatorflansch ergibt und sich dann in vier Fluten, also vier Hosenrohrarme, aufteilt. Die vier Hosenrohre umgreifen dann bevorzugt das Abgasrohr.In the context of the invention, the pressure wave loader is constructed in particular mirror-symmetrical, so that two channels 3 and two channels 4 are present, so that at 180 ° rotation of the Cell charging each charging begins and take place at 360 ° rotation two charging processes. Each of the two channels 3 thus floods the respective corresponding cells twice at 360 ° rotation of the cell rotor. For this purpose, in particular two trouser pipes are arranged mirror-symmetrically in the hot gas distributor, wherein one arm of a trouser pipe then forms a respective channel 3 and the other arm a channel 3 '. The two trouser pipes can also be combined to form a combination pants tube, so that a single-flow entry into the combination trouser tube at the catalyst flange results and then divides into four floods, ie four trouser legs. The four trouser tubes then preferably surround the exhaust pipe.

Weiterhin bevorzugt ist in dem Kanal 3' jeweils ein Steuerelement angeordnet, wobei das Steuerelement insbesondere eine Steuerwalze ist und die eine Steuerwalze beide Kanäle 3' gleichzeitig steuert. Die Steuerwalze ist somit einteilig oder aber auch mehrteilig ausgebildet, jedoch durchgehend, so dass sie beide Kanäle 3' erfasst und die Kanäle 3' sich dann über die Steuerwalze steuern lassen. Durch Verdrehen der Steuerwalze ist es möglich, mehr oder weniger Abgas in die jeweiligen Zellen des Zellrotors strömen zu lassen, den Kanal 3' ganz oder teilweise zu sperren oder aber das Abgas ganz oder teilweise von Kanal 3' über eine Bypassleitung innerhalb der Steuerwalze direkt in den Kanal 4 unter Umgehung des Druckwellenladers strömen zu lassen.Furthermore, a control element is preferably arranged in the channel 3 ', wherein the control element is in particular a control roller and the one control roller simultaneously controls both channels 3'. The control roller is thus formed in one piece or in several parts, but continuously, so that they both channels 3 'detected and the channels 3' can then be controlled by the control roller. By turning the control roller, it is possible to flow more or less exhaust gas into the respective cells of the cell rotor, the channel 3 'completely or partially to block or the exhaust gas wholly or partially from channel 3' via a bypass line within the control roller directly into to flow the channel 4, bypassing the pressure wave supercharger.

Weiterhin bevorzugt ist die Steuerwalze in einem Steuerwalzenrohr innerhalb des Heißgasverteilers angeordnet, wobei sich zwischen dem Steuerwalzenrohr und dem Abgasflansch ein Bypassrohr erstreckt. Das Bypassrohr dient dann der direkten Überleitung des Abgases vom Kanal 3' in den Kanal 4 bzw. direkt in den Abgasstrang. Das Steuerwalzenrohr selber ist dann bevorzugt derart ausgebildet, dass es sowohl im ersten Kanal 3' als auch im zweiten Kanal 3' angeordnet ist und beide Kanäle sich gleichzeitig über die eine zentrale Steuerwalze steuern lassen.Further preferably, the control roller is arranged in a control roller tube within the hot gas distributor, wherein a bypass tube extends between the control roller tube and the exhaust flange. The bypass pipe is then used for direct transfer of the exhaust gas from the channel 3 'in the channel 4 or directly into the exhaust system. The control roller tube itself is then preferably designed such that it is arranged both in the first channel 3 'and in the second channel 3' and both channels can be controlled simultaneously via the one central control roller.

Ferner weist der Heißgasverteiler bevorzugt zwei Abgasrohre auf, wobei die zwei Abgasrohre jeweils einen Winkel zwischen 80° und 100° aufweisen und zwischen den zwei Hosenrohren angeordnet sind. Insbesondere sind die zwei Abgasrohre jedoch auch bei einem Kombinationshosenrohr immer zwischen zwei Armen des Hosenrohrs angeordnet. Weiterhin bevorzugt umgreifen die Abgasrohre das Steuerwalzenrohr. Hierdurch ist es möglich, auf kleinstem Bauraum bei zu vernachlässigender Beeinflussung der Strömung des Abgases den Heißgasverteiler auszubilden, so dass sich die Druckwellenladeranordnung mit optimierter Abgasführung auf der Heißgasseite sowie Abgasnachbehandlungsmöglichkeit durch Anordnung der Abgasnachbehandlungskomponente innerhalb eines Motorraums als Motorperipheriebauteil an einer Verbrennungskraftmaschine anordnen lässt. Die thermischen Beeinflussungen werden ebenfalls auf ein unterkritisches Niveau gebracht, so dass sich ein Betreiben des Druckwellenladers mit hohem Wirkungsgrad ergibt.Furthermore, the hot gas distributor preferably has two exhaust pipes, wherein the two exhaust pipes each have an angle between 80 ° and 100 ° and are arranged between the two pipes. In particular, however, the two exhaust pipes are always arranged in a combination pants tube between two arms of the pants tube. Further preferably, the exhaust pipes surround the control roller tube. This makes it possible to form the hot gas distributor in the smallest space with negligible influence on the flow of exhaust gas, so that the pressure wave supercharger with optimized exhaust system on the hot gas side and exhaust aftertreatment option can be arranged by placing the exhaust aftertreatment within an engine compartment as engine peripheral component on an internal combustion engine. The thermal effects are also brought to a subcritical level, so that there is an operation of the pressure wave supercharger with high efficiency.

Die zuvor genannten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar mit den damit einhergehenden Vorteilen, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Within the scope of the invention, the abovementioned features can be combined as desired with one another with the attendant advantages, without departing from the scope of the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der folgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:Further advantages, features, characteristics and aspects of the present invention are part of the following description. Preferred embodiments are shown in the schematic figures. These are for easy understanding of the invention. Show it:

1a und b eine erfindungsgemäße Druckwellenladeranordnung mit geradliniger Anordnung von Abgasnachbehandlungskomponente und Rotationsachse des Zellrotors; 1a and b is a pressure wave supercharger arrangement according to the invention with a rectilinear arrangement of exhaust aftertreatment component and axis of rotation of the cell rotor;

2 eine erfindungsgemäße Druckwellenladeranordnung mit Heißgasverteiler und Hosenrohr; 2 a pressure wave charger arrangement according to the invention with hot gas distributor and nozzle;

3 eine perspektivische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Druckwellenladeranordnung und 3 a sectional perspective view of a pressure wave supercharger arrangement according to the invention and

4 bis 6 einen erfindungsgemäßen Heißgasverteiler in verschiedenen Perspektivansichten. 4 to 6 a hot gas distributor according to the invention in various perspective views.

In den Figuren werden aus Vereinfachungsgründen für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung entfällt.In the figures, the same reference numerals are used for the same or similar components for reasons of simplification, even if a repeated description is omitted.

1a zeigt eine erfindungsgemäße Druckwellenladeranordnung 1, wobei ein Druckwellenlader 2 an einer hier nicht näher gezeigten Verbrennungskraftmaschine angeordnet wird. Von der Verbrennungskraftmaschine strömt Abgas A in einen Krümmer 3 und von dort in einen Abgasstrang 4. An den Abgasstrang 4 ist eine Abgasnachbehandlungskomponente 5 angeschlossen, auf die dann in Strömungsrichtung der Druckwellenlader 2 folgt. Im Eintrittsbereich 6 der Abgasnachbehandlungskomponente 5 staut sich das durch den Abgasstrang 4 strömende Abgas aufgrund der nicht näher dargestellten Raumanordnung innerhalb der Abgasnachbehandlungskomponente 5. Innerhalb der Abgasnachbehandlungskomponente 5 erfolgt ein homogener Abgasstrom 7, der exemplarisch mit einer Strömungsrichtung S in Form einer Mittellängsachse 8 innerhalb der Abgasnachbehandlungskomponente 5 dargestellt ist. 1a shows a pressure wave charger arrangement according to the invention 1 , wherein a pressure wave loader 2 is arranged on an internal combustion engine not shown here. From the internal combustion engine, exhaust gas A flows into a manifold 3 and from there into an exhaust system 4 , To the exhaust system 4 is an exhaust aftertreatment component 5 connected to the then in the flow direction of the pressure wave loader 2 follows. In the entrance area 6 the exhaust aftertreatment component 5 it dams up through the exhaust system 4 flowing exhaust gas due to the arrangement of space, not shown within the exhaust aftertreatment component 5 , Within the exhaust aftertreatment component 5 a homogeneous exhaust gas flow takes place 7 , which is exemplary with a flow direction S in the form of a central longitudinal axis 8th within the exhaust aftertreatment component 5 is shown.

Der Druckwellenlader 2 selbst weist einen Zellrotor 9 mit verschiedenen Zellen 10 auf. Der Zellrotor 9 rotiert über eine Rotationsachse 11, wobei die Rotationsachse 11 in der hier gezeigten Ausführungsvariante geradlinig auf einer Achse mit der Mittellängsachse 8 der Abgasnachbehandlungskomponente 5 angeordnet ist und somit die Strömungsrichtung S des homogenen Abgasstroms 7 innerhalb der Abgasnachbehandlungskomponente 5 parallel zu der Rotationsachse 11 des Zellrotors 9 verläuft. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, wie in 1b dargestellt, dass sich die Strömungsrichtung S des homogenen Abgasstroms 7 und die Rotationsachse 11 in einem Winkel α zwischen 0° und 20° schneiden, so dass jedoch ein im Wesentlichen geradliniger Verlauf ohne wesentliche Strömungsrichtungsänderung beim Übergang des Abgasstroms von der Abgasnachbehandlungskomponente 5 in den Druckwellenlader 2 ergibt. The pressure wave loader 2 itself has a cell rotor 9 with different cells 10 on. The cell rotor 9 rotates over a rotation axis 11 where the rotation axis 11 in the embodiment shown here straight on an axis with the central longitudinal axis 8th the exhaust aftertreatment component 5 is arranged and thus the flow direction S of the homogeneous exhaust gas flow 7 within the exhaust aftertreatment component 5 parallel to the axis of rotation 11 of the cell rotor 9 runs. In the context of the invention, however, it is also possible, as in 1b illustrated that the flow direction S of the homogeneous exhaust gas flow 7 and the rotation axis 11 intersect at an angle α between 0 ° and 20 °, so that, however, a substantially rectilinear course without significant flow direction change in the transition of the exhaust stream of the exhaust aftertreatment component 5 in the pressure wave loader 2 results.

Zur Kopplung zwischen dem Druckwellenlader 2 und der Abgasnachbehandlungskomponente 5 auf der Heißgasseite 12 des Druckwellenladers 2 ist zwischen der Abgasnachbehandlungskomponente 5 und dem Zellrotor 9 ein Rohrstutzen 13 angeordnet, wobei der Rohrstutzen 13 als Hosenrohr ausgebildet ist und zwei Hosenrohrarme 14 aufweist. Der Rohrstutzen kann im Rahmen der Erfindung als Blechbauteil, Gussbauteil oder Schweißbauteil ausgebildet sein. Zwischen den Hosenrohrarmen 14 ist ein Abgasrohr 15 angeordnet, dass den Kanal 4 K4 ausbildet und das aus den Zellen 10 strömende Abgas einem weiteren, hier nicht näher dargestellten Abgasstrang 4 zuführt. Ferner dargestellt sind der Kanal 1 K1 und der Kanal 2 K2 auf einer Kaltgasseite 16 des Druckwellenladers 2.For coupling between the pressure wave loader 2 and the exhaust aftertreatment component 5 on the hot gas side 12 the pressure wave loader 2 is between the exhaust aftertreatment component 5 and the cell rotor 9 a pipe socket 13 arranged, with the pipe socket 13 is designed as a riser and two Hosenrohrarme 14 having. The pipe socket can be formed in the context of the invention as a sheet metal component, cast component or welding component. Between the pants tube arms 14 is an exhaust pipe 15 arranged that the channel 4 K4 forms and that from the cells 10 flowing exhaust gas another, not shown exhaust system 4 supplies. Also shown are the channel 1 K1 and the channel 2 K2 on a cold gas side 16 the pressure wave loader 2 ,

2 zeigt einen analogen Aufbau einer Druckwellenladeranordnung 1 zu 1, mit dem Unterschied, dass die Abgasnachbehandlungskomponente 5 im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Rotationsachse 11 des Druckwellenladers 2 angeordnet ist. Zur direkten Anordnung der Abgasnachbehandlungskomponente 5 an den Druckwellenlader 2 ist ferner ein Heißgasverteiler 17 ausgebildet, so dass sich ein kompakter Bauraum zwischen der Abgasnachbehandlungskomponente 5 und dem Druckwellenlader 2 ergibt. Der Heißgasverteiler 17 weist ein Hosenrohr 20 auf, so dass sich der von der Abgasnachbehandlungskomponente 5 kommende Abgasstrom in zwei Kanäle 3 K3 oder aber in einen Kanal 3 K3 und einen Kanal 3' K3' aufteilt. Hier ist eine besonders homogene Anströmung der Zellen 10 des Druckwellenladers 2 möglich. 2 shows an analog construction of a pressure wave supercharger arrangement 1 to 1 , with the difference that the exhaust aftertreatment component 5 essentially at a right angle to the axis of rotation 11 the pressure wave loader 2 is arranged. For direct arrangement of the exhaust aftertreatment component 5 to the pressure wave loader 2 is also a hot gas manifold 17 designed so that a compact space between the exhaust aftertreatment component 5 and the pressure wave charger 2 results. The hot gas distributor 17 has a downpipe 20 on, so that of the exhaust aftertreatment component 5 incoming exhaust gas flow into two channels 3 K3 or into a channel 3 K3 and a channel 3 'K3' divides. Here is a particularly homogeneous flow of cells 10 the pressure wave loader 2 possible.

3 zeigt die Druckwellenladeranordnung 1 gemäß 1 in einer perspektivischen Schnittansicht. Die Verbrennungskraftmaschine ist in Form eines Zylinders Z dargestellt, in dem ein Ladungswechselvorgang stattfindet. Die von dem Kanal 2 K2 kommende verdichtete Frischluft aus dem Kanal 1 K1 wird in dem Zylinder Z verbrannt und in Form von Abgas über den Abgasstrang 4 der Abgasnachbehandlungskomponente 5 zugeführt. In der Abgasnachbehandlungskomponente 5 erfährt der Abgasstrom eine Homogenisierung, so dass ein homogener Abgasstrom 7 von der Abgasnachbehandlungskomponente 5 in den Zellrotor 9 eintritt. Bei Eintritt in den Zellrotor 9 erfolgt durch den Kanal 3 K3, wobei zur besseren Übersichtlichkeit halber der Kanal 3 K3 hier als Kombinationshosenrohr 18 dargestellt ist, wobei das Kombinationshosenrohr 18 einen zentralen Eingang aufweist und vier Hosenrohrarme 14. Die Hosenrohrarme 14 sind jeweils als Kanal 3 K3 und Kanal 3' K3' ausgebildet, so dass sich ein spiegelsymmetrischer Aufbau des Kombinationshosenrohrs 18 ergibt. Zur Abgasabführung ist in dem Kanal 4 K4 ebenfalls ein Hosenrohr 20 angeordnet, wobei das Hosenrohr 20 dazu dient, das aus dem Druckwellenlader 2 austretende Abgas einem nicht näher dargestellten Abgasstrang 4 zuzuführen. Die zwei Hosenrohrarme 14 werden dabei in einem Innenraum I des Kombinationshosenrohrs 21 angeordnet. 3 shows the pressure wave charger arrangement 1 according to 1 in a perspective sectional view. The internal combustion engine is shown in the form of a cylinder Z, in which a charge exchange process takes place. The compressed fresh air coming from the channel 2 K2 from the channel 1 K1 is burned in the cylinder Z and in the form of exhaust gas via the exhaust gas line 4 the exhaust aftertreatment component 5 fed. In the exhaust aftertreatment component 5 the exhaust gas flow experiences a homogenization, so that a homogeneous exhaust gas flow 7 from the exhaust aftertreatment component 5 in the cell rotor 9 entry. Upon entry into the cell rotor 9 takes place through the channel 3 K3, for better clarity, the channel 3 K3 here as a combination pants tube 18 is shown, wherein the combination pants tube 18 has a central entrance and four Hosenrohrarme 14 , The pants tube arms 14 are each formed as a channel 3 K3 and channel 3 'K3', so that a mirror-symmetrical structure of the combination pants tube 18 results. For exhaust gas removal is in the channel 4 K4 also a bifurcation 20 arranged, with the bifurcated pipe 20 this is what the pressure wave loader does 2 exiting exhaust gas a not shown exhaust system 4 supply. The two pants tube arms 14 are doing in an interior I of the combination pants tube 21 arranged.

Die 4 bis 6 zeigen den erfindungsgemäßen Heißgasverteiler 17 in verschiedenen perspektivischen Ansichten. The 4 to 6 show the hot gas distributor according to the invention 17 in different perspective views.

Dargestellt bei dem Heißgasverteiler 17 sind jeweils der Abgasflansch 22, der Druckwellenladerflansch 23 sowie der Katalysatorflansch 24. An den Abgasflansch 22 wird ein hier nicht näher dargestellter Abgasstrang gekoppelt, der dann das Abgas aus dem Abgasrohr 15 abführt. Von dem Katalysatorflansch 24 zu dem Druckwellenladerflansch 23 erstrecken sich zwei Hosenrohre 25, die spiegelsymmetrisch aufgebaut sind. Ein Hosenrohrarm bildet dabei den Kanal 3 K3 aus, wohingegen der zweite Hosenrohrarm den Kanal 3' K3' ausbildet.Shown at the hot gas distributor 17 are each the exhaust flange 22 , the pressure wave wheel flange 23 and the catalyst flange 24 , To the exhaust flange 22 is coupled here not shown exhaust system, which then the exhaust gas from the exhaust pipe 15 dissipates. From the catalyst flange 24 to the pressure wave supercharger flange 23 two pants pipes extend 25 , which are constructed mirror-symmetrically. A Hosenrohrarm forms the channel 3 K3, whereas the second Hosenrohrarm the channel 3 'K3' forms.

In dem Kanal 3' K3' ist ein über die gesamte Breite des Heißgasverteilers 17 ein sich erstreckendes Steuerwalzenrohr 26 angeordnet, wobei in dem Steuerwalzenrohr 26 eine hier nicht näher dargestellte Steuerwalze eingefügt wird. Über die Steuerwalze ist es dann möglich, den Gasstrom des Abgases durch den Kanal 3' K3' zu regeln. Das Steuerwalzenrohr 26 wird ferner von den beiden Abgasrohren 15 umgriffen und ist somit zentral mittig in dem Heißgasverteiler 17 angeordnet. In dem Steuerwalzenrohr 26 sind verschiedene Öffnungen Ö angeordnet, die eine Durchleitung des Abgasstroms durch den Kanal 3' K3' ermöglichen oder aber ein teilweises oder vollständiges Verschließen des Kanals 3' K3' oder auch ein Umleiten des durch den Hosenrohrarm 14 des Kanals 3' K3' einströmenden Abgasstroms direkt in den Kanal 4 K4, wobei an das Steuerwalzenrohr 26 ein Bypassrohr 27 angeschlossen ist, dass sich von dem Steuerwalzenrohr 26 zu dem Abgasflansch 22 erstreckt.In the channel 3 'K3' is one over the entire width of the hot gas distributor 17 an extending control roller tube 26 arranged in the control roller tube 26 a control roller not shown here is inserted. Via the control roller, it is then possible to regulate the gas flow of the exhaust gas through the channel 3 'K3'. The control roller tube 26 is further from the two exhaust pipes 15 surrounded and is thus centrally located in the center of the hot gas distributor 17 arranged. In the control roller tube 26 are arranged different openings Ö, which allow a passage of the exhaust gas flow through the channel 3 'K3' or a partial or complete closure of the channel 3 'K3' or a diversion of the through the Hosenrohrarm 14 the channel 3 'K3' incoming exhaust gas flow directly into the channel 4 K4, wherein the control roller tube 26 a bypass tube 27 connected to that from the control roller tube 26 to the exhaust flange 22 extends.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: DruckwellenladeranordnungPressure wave supercharger arrangement
2 2: DruckwellenladerPressure wave supercharger
3 3: Krümmerelbow
4 4: Abgasstrangexhaust gas line
5 5: Abgasnachbehandlungskomponenteexhaust aftertreatment component
6 6: Eintrittsbereich zu 5 Entry area too 5
7 7: homogener Abgasstromhomogeneous exhaust gas flow
8 8th: Mittellängsachse zu 5 Center longitudinal axis too 5
9 9: Zellrotorcell rotor
10 10: Zelle cell
11 11: Rotationsachse axis of rotation
12 12: Heißgasseite Hot gas side
13 13: Rohrstutzen pipe socket
14 14: Hosenrohrarme Y-pipe arms
15 15: Abgasrohr exhaust pipe
16 16: Kaltgasseite Cold-gas side
17 17: Heißgasverteiler Hot gas distributor
18 18: Kombinationshosenrohr Combination Y-pipe
19 19: Eingang zu 18 Entrance to 18
20 20: Hosenrohr zu K3 bzw. K3' Downpipe to K3 or K3 '
21 21: Hosenrohrarm zu 20 Pants tube arm too 20
22 22: Abgasflansch exhaust flange
23 23: Druckwellenladerflansch Druckwellenladerflansch
24 24: Katalysatorflansch catalyst flange
25 25: Hosenrohr zu K3 bzw. K3' Downpipe to K3 or K3 '
26 26: Steuerwalzenrohr Tax roll tube
27 27: Bypassrohr bypass pipe
K1 K1: Kanal 1 Channel 1
K2 K2: Kanal 2 Channel 2
K3 K3: Kanal 3 Channel 3
K3' K3 ': Kanal 3' Channel 3 '
K4 K4: Kanal 4 Channel 4
Z Z: Zylindercylinder
I I: Innenraum zu 18 Interior too 18
Ö Ö: Öffnungenopenings
α α: Winkelangle

Claims

Druckwellenladeranordnung (1) für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei der Druckwellenlader (2) einen Kanal 1 (K1) zum Ansaugen von Frischluft, einen Kanal 2 (K2) zum Abführen der komprimierten Frischluft, einen Kanal 3 (K3) zum Zuführen von Abgas und einen Kanal 4 (K4) zum Abführen von Abgas aufweist und der Druckwellenlader (2) einen Zellrotor (9) aufweist, wobei zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Druckwellenlader (2) eine Abgasnachbehandlungskomponente (5) im Bereich des Kanals 3 (K3) angeordnet ist und die Strömungsrichtung (S) des Abgases in der Abgasnachbehandlungskomponente (5) und die Rotationsachse (11) des Zellrotors (9) parallel verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abgasnachbehandlungskomponente (5) und dem Druckwellenlader (2) ein Heißgasverteiler (17) angeordnet ist, wobei der Heißgasverteiler (17) drei Flansche (22, 23, 24) aufweist, wobei die Flansche als Druckwellenladerflansch (23), als Katalysatorflansch (24) und als Abgasflansch (22) ausgebildet sind und zwischen dem Katalysatorflansch (24) und dem Druckwellenladerflansch (23) der Kanal 3 (K3) ausgebildet ist, wobei sich von dem Katalysatorflansch (24) zu dem Druckwellenladerflansch (23) ein Hosenrohr (20, 25) erstreckt und der Druckwellenlader (2) spiegelsymmetrisch aufgebaut ist und zwei Kanäle 3 (K3) und zwei Kanäle 4 (K4) aufweist, so dass bei 180 Grad Umdrehung des Zellrotors (9) jeweils ein Aufladevorgang beginnt und bei 360 Grad Umdrehung zwei Aufladevorgänge stattfinden. Pressure wave charger arrangement ( 1 ) for an internal combustion engine, wherein the pressure wave supercharger ( 2 ) has a channel 1 (K1) for the intake of fresh air, a channel 2 (K2) for discharging the compressed fresh air, a channel 3 (K3) for supplying exhaust gas and a channel 4 (K4) for discharging exhaust gas and the pressure wave supercharger ( 2 ) a cell rotor ( 9 ), wherein between the internal combustion engine and the pressure wave loader ( 2 ) an exhaust aftertreatment component ( 5 ) in the region of the channel 3 (K3) is arranged and the flow direction (S) of the exhaust gas in the exhaust aftertreatment component ( 5 ) and the axis of rotation ( 11 ) of the cell rotor ( 9 ) run parallel, characterized in that between the exhaust aftertreatment component ( 5 ) and the pressure wave loader ( 2 ) a hot gas distributor ( 17 ), wherein the hot gas distributor ( 17 ) three flanges ( 22 . 23 . 24 ), wherein the flanges as Druckwellenladerflansch ( 23 ), as catalyst flange ( 24 ) and as exhaust flange ( 22 ) are formed and between the catalyst flange ( 24 ) and the Druckwellenladerflansch ( 23 ) the channel 3 (K3) is formed, extending from the catalyst flange ( 24 ) to the pressure wave supercharger flange ( 23 ) a downpipe ( 20 . 25 ) and the pressure wave loader ( 2 ) is mirror-symmetrical and has two channels 3 (K3) and two channels 4 (K4), so that at 180 degrees rotation of the cell rotor ( 9 ) each a charging process begins and take place at 360 degrees rotation two charging processes.

Druckwellenladeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungskomponente (5) ein Katalysator ist.Pressure wave charger arrangement according to claim 1, characterized in that the exhaust aftertreatment component ( 5 ) is a catalyst.

Druckwellenladeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Druckwellenladerflansch (23) und dem Abgasflansch (22) ein Abgasrohr (15) erstreckt, das den Kanal 4 (K4) ausbildet, vorzugsweise weist das Abgasrohr (15) einen Winkel zwischen 80 und 100 Grad auf, insbesondere im Wesentlichen 90 Grad.Pressure wave charger arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that between the Druckwellenladerflansch ( 23 ) and the exhaust flange ( 22 ) an exhaust pipe ( 15 ), which forms the channel 4 (K4), preferably, the exhaust pipe ( 15 ) at an angle between 80 and 100 degrees, in particular substantially 90 degrees.

Druckwellenladeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (15) zwischen den Armen des Hosenrohrs (20, 25) angeordnet ist.Pressure wave charger arrangement according to claim 3, characterized in that the exhaust pipe ( 15 ) between the arms of the riser ( 20 . 25 ) is arranged.

Druckwellenladeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hosenrohre (25) in dem Heißgasverteiler (17) spiegelsymmetrisch angeordnet sind, wobei ein Arm des Hosenrohres (25) den Kanal 3 (K3) ausbildet und der andere Arm einen Kanal 3‘ (K3').Pressure wave charger arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that two trouser tubes ( 25 ) in the hot gas distributor ( 17 ) are arranged mirror-symmetrically, with one arm of the sheath ( 25 ) forms the channel 3 (K3) and the other arm a channel 3 '(K3').

Druckwellenladeranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kanal 3‘ (K3') ein Steuerelement angeordnet ist, wobei das Steuerelement bevorzugt eine Steuerwalze ist und eine Steuerwalze beide Kanäle 3‘ (K3') gleichzeitig steuert.Pressure wave charger arrangement according to claim 5, characterized in that in the channel 3 '(K3'), a control element is arranged, wherein the control element is preferably a control roller and a control roller both channels 3 '(K3') simultaneously controls.

Druckwellenladeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwalze in einem Steuerwalzenrohr (26) angeordnet ist und sich zwischen dem Steuerwalzenrohr (26) und dem Abgasflansch (22) ein Bypassrohr (27) erstreckt.Pressure wave charger arrangement according to claim 6, characterized in that the control roller in a control roller tube ( 26 ) and between the control roller tube ( 26 ) and the exhaust flange ( 22 ) a bypass tube ( 27 ).

Druckwellenladeranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißgasverteiler (17) über zwei Abgasrohre (15) verfügt, wobei die zwei Abgasrohre (15) jeweils in einem einen Winkel zwischen 80 und 100 Grad verlaufen und zwischen den zwei Hosenrohren (25) angeordnet sind. Pressure wave charger arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the hot gas distributor ( 17 ) via two exhaust pipes ( 15 ), wherein the two exhaust pipes ( 15 ) each at an angle between 80 and 100 degrees and between the two shafts ( 25 ) are arranged.

Druckwellenladeranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrohre (15) das Steuerwalzenrohr (26) umgreifen. Pressure wave charger arrangement according to claim 8, characterized in that the exhaust pipes ( 15 ) the control roller tube ( 26 ) embrace.