DE102012103832A1 - Internal combustion engine of vehicle, has compressed-air reservoir that is connected to discharge valve through withdrawal system formed by engine brake valve - Google Patents

Internal combustion engine of vehicle, has compressed-air reservoir that is connected to discharge valve through withdrawal system formed by engine brake valve Download PDF

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Abstract

The engine (1) has an exhaust gas recirculation system (13) for recirculation of gas from an exhaust system (3) to an intake system (2). A compressed-air reservoir (10) returns the gas to intake system through a venturi device (12). The compressed-air reservoir is connected to a discharge valve (20) through a withdrawal system (27) formed by an engine brake valve. The output pipes (21) are connected to removal lines (22) that are connected to compressed-air reservoir such that the gas from a working chamber (19) is made to flow into compressed-air reservoir during engine brake operation. An independent claim is included for a method for operating internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit einem Einlasssystem mit einem vorzugsweise durch eine Abgasturbine angetriebenen Verdichter und einem Auslasssystem, mit einem Abgasrückführsystem mit zumindest einer Abgasrückführleitung zur Rückführung von Gas aus dem Auslasssystem in das Einlasssystem, wobei Gas mit Unterstützung eines einen ersten Druckluftbehälter aufweisenden Druckluftsystems über eine Venturieinrichtung rückführbar ist, wobei der erste Druckluftbehälter über zumindest ein separates Entnahmeventil aufweisendes Entnahmesystem mit zumindest einem Arbeitsraum eines Zylinders strömungsverbindbar ist, wobei von jedem Entnahmeventil eine Entnahmeleitung ausgeht, und die Entnahmeleitungen verschiedener Zylinder miteinander verbunden sind. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit einem Einlasssystem mit einem vorzugsweise durch eine Abgasturbine angetriebenen Verdichter und einem Auslasssystem, mit einem Abgasrückführsystem mit zumindest einer Abgasrückführleitung zur Rückführung von Gas aus dem Auslasssystem in das Einlasssystem, wobei Gas mit Unterstützung eines einen ersten Druckluftbehälter aufweisenden Druckluftsystems über eine Venturieinrichtung rückgeführt wird, wobei unter Druck stehendes Gas über zumindest ein separates Entnahmeventil aus einem Arbeitsraum zumindest eines Zylinders in den Druckluftbehälter geleitet wird. The invention relates to an internal combustion engine having a plurality of cylinders, an intake system having a compressor and an exhaust system, preferably driven by an exhaust gas turbine, with an exhaust gas recirculation system having at least one exhaust gas recirculation line for returning gas from the exhaust system to the intake system, gas assisting a first compressed air tank having compressed air system via a Venturieinrichtung is traceable, wherein the first compressed air tank via at least one separate removal valve exhibiting removal system with at least one working space of a cylinder is strömungsverbindbar, wherein each withdrawal valve emanates a discharge line, and the extraction lines of different cylinders are interconnected. The invention further relates to a method for operating an internal combustion engine having a plurality of cylinders, comprising an intake system with a preferably driven by an exhaust gas turbine compressor and an exhaust system, with an exhaust gas recirculation system with at least one exhaust gas recirculation line for returning gas from the exhaust system in the intake system, wherein gas Support of a first compressed air tank having compressed air system is recycled via a Venturieinrichtung, wherein pressurized gas is passed via at least one separate removal valve from a working space of at least one cylinder in the compressed air tank.

Aus der DE 43 19 380 C2 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader bekannt, welche eine Abgasrückführleitung aufweist, die im Bereich einer Venturi-Einrichtung in das Einlasssystem einmündet. Durch die Venturi-Einrichtung lassen sich auch bei positiver Druckdifferenz zwischen Einlass- und Auslasssystem ausreichende Abgasrückführmengen erzielen. From the DE 43 19 380 C2 An internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger is known, which has an exhaust gas recirculation line, which opens into the inlet system in the region of a Venturi device. Due to the venturi device, sufficient exhaust gas recirculation quantities can be achieved even if the pressure difference between the inlet and outlet system is positive.

Aus der WO 08/022769 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Einlasssystem und einem Auslasssystem sowie einer Abgasrückführleitung zur Rückführung von Abgasen bekannt. In das Einlasssystem mündet eine Druckluftleitung ein, welche mit einer Mengenregelvorrichtung versehen ist. Stromaufwärts der Einmündung der Druckluftleitung sind im Einlasssystem eine Drosselklappe und ein Verdichter angeordnet. Die Drosselklappe wird dabei synchron mit einer Mengenregelvorrichtung in der Druckluftleitung betätigt. Durch Einblasen von komprimierter Luft in das Einlasssystem bei geschlossener Drosselklappe kann die Drehzahl des Verdichterlaufrades sehr rasch erhöht werden und dadurch ein schneller Drehmomentaufbau realisiert werden. Nachteilig ist, dass es kurzfristig zu einer positiven Druckdifferenz zwischen dem Einlasssystem und dem Auslasssystem kommt, während welcher keine Abgasrückführung stattfindet. Dies hat den Nachteil, dass ein Spitzenwert an Stickoxidemissionen auftritt. From the WO 08/022769 A1 An internal combustion engine with an intake system and an exhaust system and an exhaust gas recirculation line for the recirculation of exhaust gases is known. In the inlet system opens a compressed air line, which is provided with a flow control device. Upstream of the mouth of the compressed air line, a throttle and a compressor are arranged in the intake system. The throttle valve is actuated synchronously with a flow control device in the compressed air line. By injecting compressed air into the intake system with the throttle valve closed, the speed of the compressor impeller can be increased very quickly, thereby realizing a faster torque build-up. The disadvantage is that there is a short-term positive pressure difference between the intake system and the exhaust system, during which no exhaust gas recirculation takes place. This has the disadvantage that a peak level of nitrogen oxide emissions occurs.

Die WO 98/32964 A1 beschreibt ein Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer den Coanda-Effekt ausnützende Luftstrahlpumpe, wobei vor einer Venturi-Einrichtung Druckluft dem Abgasströmungsweg zugeführt wird. Der Abgasströmungsweg mündet über einen EGR/Luft-Mischer in das Einlasssystem ein. Die Venturi-Einrichtung ist dabei stromaufwärts eines EGR-Kühlers angeordnet. Nachteilig ist, dass ein großer Teil der Zylinderladung während der Drucklufteinblasung den EGR-Kühler und den Abgas/Luft-Mischer passieren muss. Der Durchflussquerschnitt des EGR-Kühlers, der EGR-Leitung und des Abgas/Luft-Mischers muss relativ groß dimensioniert werden, was sich nachteilig auf die EGR/Luft-Mischung, auf die EGR-Kühlleistung und die Abmessungen des Abgasrückführsystems auswirken. Für die Bereitstellung der Druckluft ist eine eigene Druckluftversorgungseinrichtung, wie z.B. ein mechanisch oder elektrisch angetriebener Kompressor erforderlich. The WO 98/32964 A1 describes an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine with a Coanda effect utilizing air jet pump, wherein before a Venturi device compressed air is supplied to the exhaust gas flow path. The exhaust flowpath enters the intake system via an EGR / air mixer. The Venturi device is arranged upstream of an EGR cooler. The disadvantage is that a large part of the cylinder charge must pass through the EGR cooler and the exhaust gas / air mixer during the compressed air injection. The flow area of the EGR cooler, the EGR line and the exhaust gas / air mixer must be relatively large, which has a negative effect on the EGR / air mixture, the EGR cooling capacity and the dimensions of the exhaust gas recirculation system. To provide the compressed air is a separate compressed air supply device, such as a mechanically or electrically driven compressor required.

Aus den Veröffentlichungen EP 1 836 381 A1 , DE 101 444 71 A1 und DE 10 333 480 A1 sind Brennkraftmaschinen mit jeweils einem separaten Bremsventil pro Zylinder bekannt, wobei vom in den Zylinder mündenden Bremsventil Leitungen zu einem für alle Zylinder gemeinsamen Sammelbehälter führen, welcher über ein Steuerventil mit dem Auslassstrang stromaufwärts einer Abgasturbine verbindbar ist. From the publications EP 1 836 381 A1 . DE 101 444 71 A1 and DE 10 333 480 A1 Internal combustion engines are known, each with a separate brake valve per cylinder, leading from the opening into the cylinder brake valve lines to a common for all cylinder sump, which is connectable via a control valve to the outlet upstream of an exhaust gas turbine.

Aus der FR 2 836 181 A1 ist ein mit einer Brennkraftmaschine betriebenes Fahrzeug bekannt, wobei während des Motorbremsbetriebes zumindest ein Zylinder als Verdichter betrieben wird. Dabei wird ein Auslassventil während des Verdichtungstaktes geöffnet und der Auslasskanal über ein Steuerventil mit einem Druckluftbehälter verbunden. Die gespeicherte Druckluft wird in den Einlassstrang geführt, um das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern. From the FR 2 836 181 A1 is known a powered with an internal combustion engine vehicle, wherein during the engine braking operation, at least one cylinder is operated as a compressor. In this case, an outlet valve is opened during the compression stroke and the outlet channel is connected via a control valve with a compressed air tank. The stored compressed air is fed into the intake manifold to improve the performance of the internal combustion engine.

Aus der AT 507 481 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Einlasssystem mit einem durch eine Abgasturbine angetriebenen Verdichter und einem Auslasssystem bekannt. Zur Rückführung von Abgas aus dem Auslasssystem in das Einlasssystem ist ein Abgasrückführsystem vorgesehen. Das Abgas wird dabei mit Unterstützung eines einen Druckluftbehälter aufweisenden Druckluftsystems über eine Venturieinrichtung rückgeführt. Der Druckluftbehälter steht dabei über Entnahmeleitungen und Entnahmeventile mit den Arbeitsräumen der Zylinder in Strömungsverbindung. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest ein Zylinder in zumindest einem Motorbetriebsbereich deaktiviert wird und der Druckluftbehälter über zumindest ein Entnahmeventil mit dem Arbeitsraum des deaktivierten Zylinders strömungsverbunden wird. Der deaktivierte Zylinder arbeitet somit als Kompressor und fördert Druckluft in den Druckluftbehälter. From the AT 507 481 A1 For example, an internal combustion engine having an intake system with a compressor driven by an exhaust gas turbine and an exhaust system is known. For recirculation of exhaust gas from the exhaust system into the intake system, an exhaust gas recirculation system is provided. The exhaust gas is thereby recycled with the aid of a compressed air tank having compressed air system via a Venturieinrichtung. The compressed air tank is connected via extraction lines and bleed valves with the working spaces of the cylinder in flow communication. It is provided that at least one cylinder is deactivated in at least one engine operating range and the compressed air tank via at least one bleed valve with the Working space of the deactivated cylinder is fluidly connected. The deactivated cylinder thus operates as a compressor and delivers compressed air into the compressed air tank.

Aus der DE 10 2005 001 757 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem den Zylindern zugeordneten Gasdruckbehälter bekannt. Die Zylinder der Brennkraftmaschine sind dabei jeweils über ein einstellbares Bremsventil mit dem gemeinsamen Gasdruckbehälter verbunden, welcher über eine Abströmleitung und ein Abströmventil mit dem Abgasstrang der Brennkraftmaschine kommuniziert. Der Gasdruckbehälter ist weiters über eine Rezirkulationsleitung mit einem darin angeordneten Sperrventil mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden. From the DE 10 2005 001 757 A1 is an internal combustion engine with a cylinders associated gas pressure vessel known. The cylinders of the internal combustion engine are each connected via an adjustable brake valve with the common gas pressure vessel, which communicates via an outflow line and a discharge valve with the exhaust line of the internal combustion engine. The gas pressure vessel is further connected via a recirculation line with a check valve arranged therein with the intake tract of the internal combustion engine.

Weiters ist aus der DE 11 2004 000 310 B3 eine Motorbremsanlage einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit zumindest einem zusätzlichen Ventil für jeden Zylinder bekannt, welche Ventile über Kanäle mit einem rohrförmigen Druckbehälter verbunden sind. Der Druckbehälter weist eine Kühleinrichtung zur Kühlung der zwischen einzelnen Zylindern ausgetauschten Gasmengen auf. Furthermore, is from the DE 11 2004 000 310 B3 an engine brake system of a multi-cylinder internal combustion engine with at least one additional valve for each cylinder known, which valves are connected via channels with a tubular pressure vessel. The pressure vessel has a cooling device for cooling the gas quantities exchanged between individual cylinders.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Emissionen bei einer Brennkraftmaschine zu reduzieren. The object of the invention is to reduce emissions in an internal combustion engine.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass zumindest ein Entnahmeventil durch ein Motorbremsventil gebildet ist und die Entnahmeleitungen in ein mit dem Druckluftbehälter strömungsverbindbares Sammelvolumen einmünden und unter Druck stehendes Gas zumindest während eines Motorbremsbetriebes der Brennkraftmaschine aus zumindest einem Arbeitsraum in den Druckluftbehälter überströmbar ist. According to the invention this is achieved in that at least one bleed valve is formed by an engine brake valve and open the discharge lines in a flow-connectable with the compressed air tank collecting volume and pressurized gas, at least during an engine braking operation of the internal combustion engine from at least one working space in the compressed air tank can be overflowed.

Während des Motorbremsbetriebes wird unter Druck stehendes Abgas bzw. Luft aus den Arbeitsräumen der Zylinder über die durch Motorbremsventile gebildeten Entnahmeventile und die Entnahmeleitungen in das Sammelvolumen geführt. Das unter Druck stehende Gas wird weiters über das Überströmventil in den Druckluftbehälter geleitet und hier gespeichert. Das im Druckluftbehälter gespeicherte Abgas steht bei Bedarf für eine druckluftunterstützte Abgasrückführung zur Verfügung. During engine braking operation, pressurized exhaust gas or air from the working spaces of the cylinders is guided into the collecting volume via the removal valves and the withdrawal lines formed by engine brake valves. The pressurized gas is further passed through the overflow valve in the compressed air tank and stored here. If necessary, the exhaust gas stored in the compressed air tank is available for compressed air-assisted exhaust gas recirculation.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zwischen der Sammelleitung und dem Druckluftbehälter ein vorzugsweise durch ein Rückschlagventil gebildetes Überströmventil angeordnet ist, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn das unter Druck stehende Gas vor Einleiten in den Luftdruckbehälter gekühlt wird. Zur Kühlung des Gases kann eine Kühleinrichtung im Bereich des Sammelvolumens und/ oder zwischen dem Sammelvolumen und dem Druckluftbehälter angeordnet ein. Durch die Kühleinrichtung kann der Erfüllungsgrad des Druckluftbehälters erhöht werden. Preferably, it is provided that between the manifold and the compressed air tank, a preferably formed by a check valve overflow valve is arranged, and it is particularly advantageous if the pressurized gas is cooled before being introduced into the air pressure vessel. For cooling the gas, a cooling device can be arranged in the region of the collecting volume and / or between the collecting volume and the compressed-air container. By the cooling device, the degree of fulfillment of the compressed air tank can be increased.

Somit werden die während eines Bremsvorganges abgedrosselten Abgasmengen im Sammelvolumen gesammelt und gekühlt und in den Druckluftbehälter gespeichert. Somit kann unter Druck stehendes Abgas auf einfache Weise gespeichert werden. Ein elektrisch oder mechanisch betriebener Kompressor ist somit für die druckluftunterstützte Abgasrückführung nicht erforderlich. Ein für andere Zwecke – zum Beispiel für ein druckluftunterstütztes Bremssystem – im Fahrzeug notwendiger Kompressor braucht somit nicht für größere Antriebsleistung ausgelegt werden. Genauso kann ein separater Kompressor für die druckluftunterstützte Abgasrückführung entfallen. Die Speicherung des unter Druck stehenden Abgases ermöglicht eine besonders einfache und energetisch günstige Aufladung des Druckluftsystems. Der Druckluftspeicher ist über eine Druckluftleitung mit der Venturieinrichtung strömungsverbunden und ermöglicht somit eine Abgasrückführung auch bei ungünstigen Differenzdruckverhältnissen zwischen Abgasstrang und Ladeluftstrang. Thus, the throttled during a braking process exhaust gas volumes are collected in the collecting volume and cooled and stored in the compressed air tank. Thus, pressurized exhaust gas can be easily stored. An electrically or mechanically operated compressor is thus not required for the compressed air-assisted exhaust gas recirculation. A for other purposes - for example, a compressed air assisted brake system - necessary in the vehicle compressor does not need to be designed for greater drive power. Similarly, a separate compressor for the compressed air-assisted exhaust gas recirculation omitted. The storage of the pressurized exhaust gas allows a particularly simple and energetically favorable charging of the compressed air system. The compressed air reservoir is connected via a compressed air line with the venturi flow and thus enables exhaust gas recirculation even with unfavorable differential pressure conditions between the exhaust system and charge air line.

Somit kann auf möglichst einfache und energiesparende Weise eine Abgasrückführung auch bei ungünstigen Druckverhältnissen durchgeführt, und somit die Emissionen, insbesondere die Stickoxidemissionen, der Berennkraftmaschine wesentlich verringert werden. Thus, an exhaust gas recirculation can be carried out in the simplest and energy-saving manner, even under unfavorable pressure conditions, and thus the emissions, in particular the nitrogen oxide emissions, the Berennkraftmaschine be substantially reduced.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch: The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. They show schematically:

1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführungsvariante; und 1 an internal combustion engine according to the invention in a first embodiment; and

2 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einer zweiten Ausführungsvariante. 2 an internal combustion engine according to the invention in a second embodiment.

Die 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit vier Zylindern Z mit einem Einlasssystem 2 und einem Auslasssystem 3. Im Auslasssystem 3 ist die Abgasturbine 4 und im Einlasssystem 2 der Verdichter 5 eines Abgasturboladers angeordnet. Zur Rückführung von Abgas aus dem Auslasssystem 3 in das Einlasssystem 2 ist in der Abgasrückführleitung 13a des Abgasrückführsystems 13 ein Abgasrückführventil 6 und ein Abgasrückführkühler 7 abgeordnet. Stromabwärts des Verdichters 5 befindet sich in der zu einem Einlasssammler 2b führenden Ladeluftleitung 2a ein Ladeluftkühler 8 und eine Drosselklappe 9. The 1 shows an internal combustion engine 1 with four cylinders Z with an intake system 2 and an exhaust system 3 , In the exhaust system 3 is the exhaust gas turbine 4 and in the intake system 2 the compressor 5 arranged an exhaust gas turbocharger. For recirculation of exhaust gas from the exhaust system 3 in the inlet system 2 is in the exhaust gas recirculation line 13a the exhaust gas recirculation system 13 an exhaust gas recirculation valve 6 and an exhaust gas recirculation cooler 7 seconded. Downstream of the compressor 5 is in the to an inlet collector 2 B leading charge air line 2a a charge air cooler 8th and a throttle 9 ,

Um ein rasches Ansprechverhalten des Verdichters 5 des Abgasturboladers zu erreichen, ist ein Druckluftsystem 14 mit einer in das Einlasssystem 2 mündenden Druckluftleitung 15 vorgesehen, wobei das Druckluftsystem 14 weiters einen Druckluftbehälter 10 und ein Druckluftventil 11 aufweisen. For a quick response of the compressor 5 to reach the exhaust gas turbocharger, is a compressed air system 14 with one in the inlet system 2 opening compressed air line 15 provided, wherein the compressed air system 14 further a compressed air tank 10 and a compressed air valve 11 exhibit.

Im Abgasströmungsweg 16 ist eine Venturieinrichtung 12 angeordnet, wobei die Druckluftleitung 15 stromaufwärts der Venturieinrichtung 12 in den ersten Abgasströmungsweg 16 einmündet. Dadurch kann auch bei ungünstiger Druckdifferenz zwischen Einlasssystem 2 und Auslasssystem 3 ausreichend Abgas vom Auslasssystem 3 in das Einlasssystem 2 rückgeführt werden. In the exhaust gas flow path 16 is a venturi device 12 arranged, the compressed air line 15 upstream of the venturi device 12 in the first exhaust flow path 16 opens. As a result, even with unfavorable pressure difference between inlet system 2 and exhaust system 3 sufficient exhaust gas from the exhaust system 3 in the inlet system 2 be returned.

Zur Füllung des Druckluftbehälters 10 ist ein Entnahmesystem 27 vorgesehen, wobei das Entnahmesystem 27 zusätzlich zu Ein- und Auslassventilen 17, 18 pro Zylinder Z jeweils ein in den Brennraum 19 einmündendes Entnahmeventil 20 aufweist, welches eine Entnahmeleitung 21 ansteuert. Die Entnahmeleitungen 21 aller Zylinder münden in ein gemeinsames Sammelvolumen 22, welches Sammelvolumen 22 über eine Verbindungsleitung 23 mit dem Druckluftbehälter 10 strömungsverbunden ist, wobei in der Verbindungsleitung 23 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Überströmventil 24 angeordnet ist. In oder um das Sammelvolumen 22 ist eine Kühleinrichtung 25 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Kühleinrichtung 26 in der Verbindungsleitung 23 angeordnet sein. For filling the compressed air tank 10 is a withdrawal system 27 provided, the removal system 27 in addition to intake and exhaust valves 17 . 18 one per cylinder Z into the combustion chamber 19 opening discharge valve 20 comprising, which is a sampling line 21 controls. The sampling lines 21 all cylinders flow into a common collection volume 22 , which collection volume 22 over a connecting line 23 with the compressed air tank 10 fluidly connected, wherein in the connecting line 23 designed as a check valve overflow valve 24 is arranged. In or around the collection volume 22 is a cooling device 25 arranged. Alternatively or additionally, a cooling device may also be used 26 in the connection line 23 be arranged.

2 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit sechs Zylindern Z, deren Einlasskanäle 2c mit einem Einlasssammler 2b eines Einlasssystems 2 in Verbindung stehen, welcher ausgehend von einem Luftfilter über den Verdichter 5 des Turboladers TC und über den in der Ladeluftleitung 2a angeordneten Ladeluftkühler 8 mit Ladeluft versorgt wird. Die Abgasventile 18 der Brennkraftmaschine 1 münden über Abgaskanäle 3a in das Abgassystem 3, wobei die Abgase in herkömmlicher Weise über die Abgasturbine 4 des Turboladers TC geführt werden und über einen Schalldämpfer 27 austreten. 2 shows an internal combustion engine 1 with six cylinders Z, whose intake ports 2c with an inlet collector 2 B an intake system 2 connected, which, starting from an air filter on the compressor 5 the turbocharger TC and over in the charge air line 2a arranged intercooler 8th is supplied with charge air. The exhaust valves 18 the internal combustion engine 1 lead via exhaust ducts 3a in the exhaust system 3 wherein the exhaust gases in a conventional manner via the exhaust gas turbine 4 the turbocharger TC and a silencer 27 escape.

Wie in 1, weist auch die Brennkraftmaschine 1 aus 2 ein Abgasrückführsystem und ein Druckluftsystem samt Venturi zur druckluftunterstützten Rückführung von Abgas aus dem Auslasssystem in das Einlasssystem auf, welche aber in 2 nicht dargestellt sind. As in 1 , also points the internal combustion engine 1 out 2 an exhaust gas recirculation system and a compressed air system including Venturi for compressed air assisted recirculation of exhaust gas from the exhaust system in the intake system, but which in 2 are not shown.

Vom Druckluftsystem sind in 2 nur die Brennräume 19 der Zylinder Z mündende Entnahmeventile 20, Entnahmeleitungen 21, Sammelvolumen 22 und die zum nicht weitere ersichtlichen Druckluftbehälter führende Verbindungsleitung 23 samt Überströmventil 24 und Kühleinrichtung 26 dargestellt. Dabei sind sie Entnahmeventile 20, die Entnahmeleitungen 21 und das Sammelvolumen 22 auch Teil der Motorbremseinrichtung der Brennkraftmaschine, die Entnahmeventile 20 werden somit durch die Motorbremsventile gebildet. From the compressed air system are in 2 only the combustion chambers 19 the cylinder Z opening sampling valves 20 , Sampling lines 21 , Collection volume 22 and leading to no further apparent compressed air tank connecting line 23 including overflow valve 24 and cooling device 26 shown. They are removal valves 20 , the removal lines 21 and the collection volume 22 also part of the engine brake device of the internal combustion engine, the extraction valves 20 are thus formed by the engine brake valves.

Über das Sammelvolumen 22 ist für die Motorbremsfunktion ein Gasaustausch zwischen den einzelnen Zylindern Z auf relativ hohem Druckniveau möglich. About the collection volume 22 For the engine braking function, gas exchange between the individual cylinders Z is possible at a relatively high pressure level.

Im Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine 1 werden die Brems- bzw. Entnahmeventile 20 ein- oder mehrmals pro Arbeitszyklus des Motors betätigt, beispielsweise zwei Bremshübe pro Arbeitszyklus, wobei der erste Bremshub nahe dem oberen Totpunkt des Hochdrucktaktes erfolgt. Bei einem Bremshub tritt hochverdichtete Luft aus einem der Zylinder Z in das Sammelvolumen 22 (Bremsrail) aus. Dadurch wird einerseits das Sammelvolumen 22 mit Druckluft gefüllt (bis ca. 20 bar Betriebsdruck), andererseits die Expansionsarbeit des Zylinders Z verringert, wodurch Bremsleistung entsteht. Ist der Druck im Druckluftbehälter 10 geringer, als im Sammelvolumen 22, so strömt die verdichtete Luft vom Sammelvolumen 22 in den Druckluftbehälter 10 über. In engine braking operation of the internal combustion engine 1 become the brake or removal valves 20 operated one or more times per cycle of the engine, for example, two braking strokes per work cycle, wherein the first brake stroke is close to the top dead center of the high-pressure cycle. During a braking stroke, highly compressed air from one of the cylinders Z enters the collecting volume 22 (Bremsrail) off. As a result, on the one hand the collection volume 22 filled with compressed air (up to about 20 bar operating pressure), on the other hand, the expansion of the cylinder Z reduced, creating braking power. Is the pressure in the compressed air tank 10 less than in the collection volume 22 , so the compressed air flows from the collecting volume 22 in the compressed air tank 10 above.

Kurz nach dem Schließen des Einlassventils kann das Entnahmeventil 20 nochmals geöffnet werden, wodurch (restliche) verdichtete Luft aus dem Sammelvolumen 22 in den Brennraum 19 strömt. Infolge des zweiten Bremshubes steigt der Zylinderdruck zu Beginn der Kompressionsphase des Verdichtungstaktes auf das Druckniveau des Sammelvolumens 22. Dies erhöht die aufzubringende Kompressionsarbeit und somit wiederum die Bremsleistung des Motors. Shortly after closing the inlet valve, the bleed valve 20 be opened again, whereby (residual) compressed air from the collection volume 22 in the combustion chamber 19 flows. As a result of the second brake stroke, the cylinder pressure at the beginning of the compression phase of the compression stroke increases to the pressure level of the collection volume 22 , This increases the compression work to be applied and thus in turn the braking power of the engine.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Brennkraftmaschine (1) mit mehreren Zylindern (Z), mit einem Einlasssystem (2) mit einem vorzugsweise durch eine Abgasturbine (4) angetriebenen Verdichter (5) und einem Auslasssystem (3), mit einem Abgasrückführsystem (13) mit zumindest einer Abgasrückführleitung (13a) zur Rückführung von Gas aus dem Auslasssystem (3) in das Einlasssystem (2), wobei Gas mit Unterstützung eines einen ersten Druckluftbehälter (10) aufweisenden Druckluftsystems (14) über eine Venturieinrichtung (12) rückführbar ist, wobei der Druckluftbehälter (10) über zumindest ein separates Entnahmeventil (20) aufweisendes Entnahmesystem (27) mit zumindest einem Arbeitsraum (19) eines Zylinders (Z) strömungsverbindbar ist, wobei von jedem Entnahmeventil (20) eine Entnahmeleitung (21) ausgeht, und die Entnahmeleitungen (21) verschiedener Zylinder (Z) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Entnahmeventil (20) durch ein Motorbremsventil gebildet ist und die Entnahmeleitungen (21) in ein mit dem Druckluftbehälter (10) strömungsverbindbares Sammelvolumen (22) einmünden und unter Druck stehendes Gas zumindest während eines Motorbremsbetriebes der Brennkraftmaschine (1) aus zumindest einem Arbeitsraum (19) in den Druckluftbehälter (10) überströmbar ist. Internal combustion engine ( 1 ) with a plurality of cylinders (Z), with an inlet system ( 2 ) with a preferably by an exhaust gas turbine ( 4 ) driven compressor ( 5 ) and an exhaust system ( 3 ), with an exhaust gas recirculation system ( 13 ) with at least one exhaust gas recirculation line ( 13a ) for the return of gas from the exhaust system ( 3 ) into the intake system ( 2 ), whereby gas with the assistance of a first compressed air tank ( 10 ) having compressed air system ( 14 ) via a venturi device ( 12 ) is traceable, the compressed air tank ( 10 ) via at least one separate withdrawal valve ( 20 ) removal system ( 27 ) with at least one working space ( 19 ) of a cylinder (Z) is fluid-connectable, whereby from each extraction valve ( 20 ) a sampling line ( 21 ), and the sampling lines ( 21 ) of different cylinders (Z) are interconnected, characterized in that at least one bleed valve ( 20 ) is formed by an engine brake valve and the sampling lines ( 21 ) in one with the compressed air tank ( 10 ) flow-connectable collecting volume ( 22 ) and pressurized gas at least during an engine braking operation of the internal combustion engine ( 1 ) from at least one workspace ( 19 ) in the compressed air tank ( 10 ) can be overflowed. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sammelvolumen (22) und dem Druckluftbehälter (10) zumindest ein vorzugsweise durch ein Rückschlagventil gebildetes Überströmventil (24) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that between the collecting volume ( 22 ) and the compressed air tank ( 10 ) at least one preferably formed by a check valve overflow valve ( 24 ) is arranged. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Entnahmesystem (27) zumindest eine Kühleinrichtung (25, 26)) aufweist. Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the removal system ( 27 ) at least one cooling device ( 25 . 26 )) having. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühleinrichtung (25) im Bereich des Sammelvolumens (22) angeordnet, vorzugsweise in das Sammelvolumen (22) integriert ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one cooling device ( 25 ) in the area of the collection volume ( 22 ), preferably in the collecting volume ( 22 ) is integrated. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühleinrichtung (26) zwischen dem Sammelvolumen (22) und dem Druckluftbehälter (10) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one cooling device ( 26 ) between the collecting volume ( 22 ) and the compressed air tank ( 10 ) is arranged. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftbehälter (10) über eine Druckluftleitung (15) mit der Venturieinrichtung (12) strömungsverbunden ist. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the compressed air tank ( 10 ) via a compressed air line ( 15 ) with the venturi device ( 12 ) is fluidly connected. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit mehreren Zylindern (Z), mit einem Einlasssystem (2) mit einem vorzugsweise durch eine Abgasturbine (4) angetriebenen Verdichter (5) und einem Auslasssystem (3), mit einem Abgasrückführsystem (13) mit zumindest einer Abgasrückführleitung (13a) zur Rückführung von Gas aus dem Auslasssystem (3) in das Einlasssystem (2), wobei Gas mit Unterstützung eines einen ersten Druckluftbehälter (10) aufweisenden Druckluftsystems (14) über eine Venturieinrichtung (12) rückgeführt wird, wobei unter Druck stehendes Gas über zumindest ein separates Entnahmeventil (20) aus einem Arbeitsraum (19) zumindest eines Zylinders (Z) in den Druckluftbehälter (10) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Druck stehendes Gas zumindest während zumindest eines Motorbremsbetriebes der Brennkraftmaschine (1) aus zumindest einem Arbeitsraum (19) in den Druckluftbehälter (10) geleitet wird. Method for operating an internal combustion engine ( 1 ) with a plurality of cylinders (Z), with an inlet system ( 2 ) with a preferably by an exhaust gas turbine ( 4 ) driven compressor ( 5 ) and an exhaust system ( 3 ), with an exhaust gas recirculation system ( 13 ) with at least one exhaust gas recirculation line ( 13a ) for the return of gas from the exhaust system ( 3 ) into the intake system ( 2 ), whereby gas with the assistance of a first compressed air tank ( 10 ) having compressed air system ( 14 ) via a venturi device ( 12 ) is returned, wherein pressurized gas via at least one separate withdrawal valve ( 20 ) from a workroom ( 19 ) at least one cylinder (Z) in the compressed air tank ( 10 ), characterized in that the gas under pressure at least during at least one engine braking operation of the internal combustion engine ( 1 ) from at least one workspace ( 19 ) in the compressed air tank ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Motorbremsbetrieb das Entnahmeventil (20) zumindest einmal, vorzugsweise zweimal pro Arbeitszyklus geöffnet wird. A method according to claim 7, characterized in that in the engine braking operation, the extraction valve ( 20 ) is opened at least once, preferably twice per cycle. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Entnahmeventil (20) im Bereich des oberen Totpunktes zumindest eines Verdichtungstaktes geöffnet wird. Method according to claim 8, characterized in that the withdrawal valve ( 20 ) is opened in the region of top dead center of at least one compression stroke. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entnahmeventil (20) im Bereich des unteren Totpunktes vor dem Verdichtungstakt, vorzugsweise am Ende der Einlassphase geöffnet wird. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the withdrawal valve ( 20 ) is opened in the region of the bottom dead center before the compression stroke, preferably at the end of the inlet phase. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Arbeitsraum entnommene unter Druck stehende Gas vor oder beim Überströmen in den Druckluftbehälter (10) gekühlt wird. Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the pressurized gas taken from the working space before or during the overflow into the compressed air tank ( 10 ) is cooled.
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