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Die vorliegende Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine, die insbesondere für ein Nutzfahrzeug geeignet ist.
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Eine Brennkraftmaschine umfasst in üblicher Weise einen Motorblock, der mehrere Zylinder enthält, eine Frischluftanlage zum Zuführen von Frischluft zu den Zylindern und eine Abgasanlage zum Abführen von Abgas von den Zylindern. Moderne Brennkraftmaschine sind außerdem mit einer Abgasrückführanlage ausgestattet, mit deren Hilfe Abgas von der Abgasanlage zur Frischluftanlage zurückgeführt werden kann. Eine Abgasrückführung, insbesondere eine extern, also außerhalb des Motorblocks erfolgende Abgasrückführung kann zur Reduzierung der Schadstoffemissionen und zur Verbesserung des energetischen Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine genutzt werden.
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Eine aufgeladene Brennkraftmaschine wird auf einem erhöhten Druckniveau betrieben. Hierzu ist sie beispielsweise mit einem Abgasturbolader ausgestattet, dessen Turbine in der Abgasanlage angeordnet ist und dessen Verdichter in der Frischluftanlage angeordnet ist. Bei einer hochdruckseitigen Abgasrückführung ist eine Entnahmestelle der Abgasrückführanlage stromauf der Turbine an der Abgasanlage angeordnet, während eine Einleitstelle der Abgasrückführanlage stromab des Verdichters an der Frischluftanlage angeordnet ist.
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Damit das rückzuführende Abgas auch von der Abgasanlage zur Frischluftanlage strömen kann, ist ein entsprechendes Druckgefälle erforderlich. Ein derartiges Druckgefälle kann sich während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine während sogenannter Ansaughübe von Kolben ergeben, die sich in den Zylindern des Motorblocks bewegen. Hierdurch wird das rückgeführte Abgas stoßweise bzw. impulsweise angesaugt und in die Frischluftanlage eingebracht. Während die Ansaughübe der Kolben innerhalb der Frischluftanlage Unterdruckpulse generieren, die Abgas aus der Abgasrückführanlage ansaugen können, können zusätzlich oder alternativ die auf einen Expansionstakt bzw. -hub folgenden Ausschiebehübe der Kolben auf der Abgasseite Druckpulse erzeugen, die das Abgas in die Abgasrückführanlage hineintreiben.
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Bei unzureichender Durchmischung zwischen dem rückgeführten Abgas und der Frischluft ergibt sich auch in den Brennräumen der Zylinder eine ungleichmäßige Verteilung des Gemischs aus Frischluft und rückgeführtem Abgas, was die angestrebten Ziele, nämlich Schadstoffreduktion und Wirkungsgradverbesserung, gefährdet.
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Aus der
DE 10 2006 035 183 A1 ist allgemein eine Zumischeinrichtung bekannt, mit deren Hilfe rückgeführtes Abgas einer Frischluftanlage zugeführt werden kann. Die Zumischeinrichtung weist mehrere Zumischöffnungen auf, durch die das rückgeführte Abgas in einen Mischabschnitt der Frischluftanlage eingeleitet wird. Dabei sind die Zumischöffnungen in einer Längsrichtung des Mischabschnitt voneinander beabstandet. Hierdurch wird erreicht, dass die stoßweise angesaugten bzw. ausgestoßenen Abgase über einen vergleichsweise großen Längsabschnitt der Frischluftanlage eingeleitet werden, nämlich über den Mischabschnitt, wodurch sich die Durchmischung mit der Frischluft verbessert. In der Folge kann auch die Abgasrückführrate in den einzelnen Brennräumen homogenisiert werden.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit hochdruckseitiger Abgasrückführung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich durch eine verbesserte Gleichverteilung der rückgeführten Abgase auf die einzelnen Zylinder auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Einleitstelle der hochdruckseitigen Abgasrückführanlage mit einer Zumischeinrichtung auszustatten bzw. durch eine Zumischeinrichtung zu realisieren, wobei die Zumischeinrichtung über wenigstens zwei Zumischöffnungen rückgeführtes Abgas in einen Mischabschnitt der Frischluftanlage einleitet, wobei vorgesehen ist, dass die wenigstens zwei Zumischöffnungen in einer Längsrichtung des Mischabschnitts voneinander beabstandet sind. Durch diese Bauweise erfolgt die impulsartige Einleitung des rückgeführten Abgases über wenigstens zwei in der Strömungsrichtung der Frischluft voneinander beabstandete Zumischöffnungen, wodurch die Durchmischung des rückgeführten Abgases mit der Frischluftströmung verbessert ist. Insgesamt lässt sich dadurch die Gleichverteilung eines Gemischs aus rückgeführtem Abgas und Frischluft in den einzelnen Brennräumen des Motorblocks verbessern.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Frischluftanlage einen Frischluftverteiler aufweisen, der eine Einlassöffnung und für jeden Zylinder eine Auslassöffnung aufweist. Da der Frischluftverteiler nur eine einzige Einlassöffnung und mehrere Auslassöffnungen aufweist, ist zumindest eine Auslassöffnung proximal zur Einlassöffnung angeordnet, während zumindest eine andere Auslassöffnung distal zur Einlassöffnung angeordnet ist. Hierdurch ergeben sich innerhalb des Frischluftverteilers unterschiedlich lange Strömungswege von der Einlassöffnung zu den unterschiedlichen Auslassöffnungen. Um dem entgegenzuwirken, weist der Frischluftverteiler im Bereich der Einlassöffnung eine Trennwand auf, die einen direkten Strömungsweg von der Einlassöffnung zu wenigstens einer proximal zur Einlassöffnung angeordneten Auslassöffnung behindert. Hierdurch wird der Strömungsweg von der Einlassöffnung zu dieser wenigstens einen proximalen Auslassöffnung zwangsläufig verlängert, wodurch sich insgesamt die Strömungswege von der Einlassöffnung zu den verschiedenen Auslassöffnungen hinsichtlich ihrer Länge aneinander angleichen. Diese Maßnahme führt zu einer verbesserten Durchmischung des rückgeführten Abgases mit dem in der Frischluftanlage transportierten Gas, bei dem es sich bevorzugt um Frischluft oder um ein Frischluft-Kraftstoff-Gemisch handelt. Eine auf diese Weise verbesserte Durchmischung trägt auch zur Homogenisierung der Abgasrückführrate innerhalb der einzelnen Brennräume bei.
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Bei einer anderen Ausführungsform können die Zylinder des Motorblocks in zwei Zylindergruppen unterteilt sein. Beispielsweise können die Zylinder hierzu in zwei verschiedenen Zylinderbänken des Motorblocks angeordnet sein, beispielsweise bei einem V-Motor. Bei einem Reihenmotor sind die beiden Zylindergruppen dann zweckmäßig hintereinander angeordnet. Sofern zwei Zylindergruppen vorgesehen sind, kann die Abgasanlage mit zwei separaten Abgassammlern oder mit einem geteilten Abgassammler, der zwei Sammlerabschnitte aufweist, ausgestattet sein. Die zwei Abgassammler bzw. die zwei Sammlerabschnitte sind dann zweckmäßig separaten Hochdruckbereichen der Abgasanlage zugeordnet, um die Abgase der beiden Zylindergruppen separat zwei separaten Turbinen oder bevorzugt einer gemeinsamen Turbine zuführen zu können. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der eine zweiflutige Turbine verwendet wird, wobei die separaten Abgasströme den beiden Fluten der Turbine getrennt zugeführt werden, derart, dass je ein Abgasstrom zu genau einer Abgasflut führt. Demnach sind die beiden Hochdruckbereiche der Abgasanlage an jeweils eine der beiden Turbinenfluten angeschlossen. Die beiden Zylindergruppen sind zweckmäßig so gewählt, dass Druckpulse im Abgas innerhalb der jeweiligen Zylindergruppe möglichst synchron erfolgen, während die Druckpulse der einen Zylindergruppe asynchron zu den Druckpulsen der anderen Zylindergruppe auftreten. Hierdurch lassen sich störende Wechselwirkungen innerhalb der Abgasströme reduzieren.
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Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung können beide Turbinenfluten jeweils über ein separates Wastegate gesteuert werden. Bei einem Wastegate handelt es sich um einen gesteuerten Bypass zur Umgehung eines Turbinenrads der jeweiligen Turbine. Durch öffnen des Bypasses bzw. des Wastegates sinkt die Druckdifferenz zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite des Turbinenrads, wodurch die Antriebsleistung des Turbinenrads entsprechend reduziert wird. Somit dient das Wastegate letztlich zur Leistungssteuerung der Turbine und somit des Abgasturboladers. Über die den beiden Turbinenfluten zugeordneten separaten Wastegates lassen sich somit die Drücke in den beiden separaten Hochdruckbereichen getrennt und unabhängig voneinander steuern.
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Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Entnahmestelle der Abgasrückführanlage so an die Abgasanlage angeschlossen sein, dass sie nur einer Zylindergruppe zugeordnet ist. Beispielsweise ist die Entnahmestelle an einem der beiden Abgassammler bzw. an einem der beiden Sammlerabschnitte angeordnet. Ebenso kann die Entnahmestelle zwischen dem jeweiligen Abgassammler und der Turbine an einen der beiden Hochdruckbereiche der Abgasanlage angeschlossen sein. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass nur in dem einen Hochdruckbereich und somit nur in der einen Turbinenflut ein Druckabfall aufgrund der Abgasrückführung stattfindet, so dass der Hochdruck des anderen Hochdruckbereichs bzw. der anderen Turbinenflut zur Leistungserzeugung in der Turbine genutzt werden kann. Sofern die beiden Turbinenfluten innerhalb der Turbine ohnehin zwei unterschiedlichen Leistungsstufen zugeordnet sind, erfolgt die Entnahme des rückzuführenden Abgases zweckmäßig in einem der schwächeren Turbinenflut zugeordneten Bereich, so dass über die leistungsstärkere Turbinenflut nach wie vor die volle Leistung erzeugt werden kann.
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Grundsätzlich kann die hier vorgestellte Brennkraftmaschine in herkömmlicher Weise mit einem flüssigen Kraftstoff betrieben werden, der zweckmäßig in die Brennräume der Zylinder direkt eingespritzt wird. Alternativ ist jedoch auch eine Ausgestaltung der Brennkraftmaschine als Gasmotor möglich, bei dem der Kraftstoff gasförmig zu den Brennräumen gelangt. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffmischeinrichtung ausgestattet sein, über die der gasförmige Kraftstoff stromauf des Motorblocks in die Frischluftanlage eingeleitet wird. In diesem Fall erfolgt also keine Einbringung des Kraftstoffs unmittelbar in die Brennräume der Zylinder. Die Kraftstoffmischeinrichtung ist dabei zweckmäßig stromab des Verdichters und stromauf der Einleitstelle der Abgasrückführanlage an die Frischluftanlage angeschlossen. Auf diese Weise wird zunächst eine intensive Durchmischung des gasförmigen Kraftstoffs mit der über die Frischluftanlage zugeführten komprimierten Frischluft erreicht, so dass das rückgeführte Abgas anschließend in ein Gemisch aus Frischluft und Kraftstoff eingeleitet wird.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Zumischeinrichtung der Abgasrückführanlage genau zwei Zumischöffnungen aufweisen, die in der Längsrichtung des Mischabschnitts so weit voneinander beabstandet sind, dass ein von der einen Zumischöffnung zur anderen Zumischöffnung gemessenes Zumischvolumen des Mischabschnitts etwa einem effektiven Zylindervolumen eines der Zylinder entspricht. Zweckmäßig besitzen alle Zylinder des Motorblocks dasselbe effektive Zylindervolumen. Das Zumischvolumen entspricht somit im Wesentlichen dem jeweiligen effektiven Zylindervolumen eines Zylinders, wobei der Begriff „etwa” bzw. die Formulierung „im Wesentlichen” Abweichungen zwischen dem Zumischvolumen und dem effektiven Zylindervolumen von ±10% und vorzugsweise von ±5% umfassen sollen. Das effektive Zylindervolumen entspricht in der Regel etwa 90% des tatsächlichen geometrischen Zylindervolumens.
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Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Zumischeinrichtung der Abgasrückführanlage mehr als zwei Zumischöffnungen aufweisen, wobei eine von dem in der Frischluftanlage transportierten Gas bzw. Gasgemisch zuerst angeströmte erste Zumischöffnung und eine von besagtem Gas bzw. Gasgemisch zuletzt angeströmte letzte Zumischöffnung am weitesten voneinander beabstandet sind. Dabei sind die erste Zumischöffnung und die letzte Zumischöffnung in der Längsrichtung des Mischabschnitts so weit voneinander beabstandet, dass ein von der ersten Zumischöffnung zur letzten Zumischöffnung gemessenes Zumischvolumen des Mischabschnitts etwa einem effektiven Zylindervolumen eines der Zylinder entspricht. Auch in diesem Fall werden Maßabweichungen zwischen dem Zumischvolumen und dem effektiven Zylindervolumen von maximal 10%, vorzugsweise von maximal 5%, toleriert.
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Durch eine Dimensionierung des Zumischvolumens derart, dass es etwa einem effektiven Zylindervolumen entspricht, wird erreicht, dass bei jedem Ansaugtakt maximal das Zumischvolumen angesaugt wird, so dass also immer ein Gemisch aus dem rückgeführten Abgas und dem über die Frischluftleitung transportierten Gas bzw. Gasgemisch angesaugt wird.
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Entsprechend einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann die Zumischeinrichtung einen Einlass für rückzuführendes Abgas aufweisen, der im Bereich der ersten Zumischöffnung oder bezüglich der Strömungsrichtung in der Frischluftanlage stromauf der ersten Zumischöffnung angeordnet ist. Somit besitzt das rückgeführte Abgas im Bereich der Zumischeinrichtung im Wesentlichen dieselbe Strömungsrichtung wie das in der Frischluftanlage transportierte Gas bzw. Gasgemisch.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Mischabschnitt der Frischluftanlage als geradliniges Rohr ausgestaltet sein, was die Erzielung einer homogenen Durchmischung zwischen rückgeführtem Abgas und dem Gas bzw. Gasgemisch der Frischluftanlage begünstigt. Zusätzlich oder alternativ kann die Zumischeinrichtung einen Rohrabschnitt aufweisen, der einen Einlass für rückzuführendes Abgas aufweist und der über die Zumischöffnungen an den Mischabschnitt angeschlossen ist. Insbesondere in Verbindung mit einem als geradliniges Rohr ausgestalteten Mischabschnitt ergibt sich durch diese Bauweise eine kompakte Bauform für die Einleitstelle.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine,
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2 eine vereinfachte Darstellung der Brennkraftmaschine im Bereich einer Einleitstelle einer Abgasrückführanlage,
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3 eine Ansicht wie in 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
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4 eine isometrische Ansicht der Brennkraftmaschine im Bereich der Einleitstelle, bei einer weiteren Ausführungsform.
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Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1, die bevorzugt in einem Nutzfahrzeug angeordnet ist, einen Motorblock 2, der mehrere Zylinder 3 enthält, die jeweils einen Brennraum 4 umschließen. Die Brennkraftmaschine 1 ist ferner mit einer Frischluftanlage 5 zum Zuführen von Frischluft zu den Zylindern 3 sowie mit einer Abgasanlage 6 zum Abführen von Abgas von den Zylindern 3 ausgestattet. Des Weiteren ist eine Abgasrückführanlage 7 vorgesehen, mit deren Hilfe Abgas von der Abgasanlage 6 zur Frischluftanlage 5 rückgeführt werden kann. Die Brennkraftmaschine 1 ist aufgeladen, wozu sie mit einem Abgasturbolader 8 ausgestattet ist, dessen Turbine 9 in der Abgasanlage 6 angeordnet ist und dessen Verdichter 10 in der Frischluftanlage 5 angeordnet ist. Die Abgasrückführanlage 7 besitzt eine Entnahmestelle 11 zum Entnehmen von rückzuführendem Abgas aus der Abgasanlage 6, die stromauf der Turbine 9 an der Abgasanlage 6 angeordnet ist. Ferner umfasst die Abgasrückführanlage 7 eine Einleitstelle 12 zum Einleiten des rückgeführten Abgases in die Frischluftanlage 5, die stromab des Verdichters 10 an der Frischluftanlage 5 angeordnet ist.
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Des Weiteren umfasst die hier gezeigte Frischluftanlage 5 ein Luftfilter 13, das stromauf des Verdichters 10 angeordnet ist, einen Bypass 14 zur Umgehung des Verdichters 10, der mit Hilfe eines Bypassventils 15 steuerbar ist, einen Ladeluftkühler 16 und rein exemplarisch eine steuerbare Drossel 17. Außerdem ist die Frischluftanlage 5 mit einem Frischluftverteiler 18 ausgestattet, der die zugeführte Frischluft auf die einzelnen Zylinder 3 verteilt.
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Die Abgasanlage 6 umfasst zumindest einen Abgassammler 19, der das von den Zylindern 3 kommende Abgas sammelt und weiterleitet, so dass es zur Turbine 9 gelangt. Stromab der Turbine 9 enthält die Abgasanlage 6 diverse Abgasreinigungseinrichtungen, wie zum Beispiel einen Vorkatalysator 20, einen Hauptkatalysator 21 sowie einen Zusatzkatalysator 22. Die genannten Abgasreinigungseinrichtungen sind dabei rein exemplarisch genannt, und zwar insbesondere für den Fall, dass die Brennkraftmaschine 1 als Gasmotor ausgestaltet ist, der mit einem gasförmigen Kraftstoff betrieben wird. Sofern flüssige Kraftstoffe verwendet werden, kann die Abgasanlage 6 auch andere Abgasreinigungseinrichtungen aufweisen, wie beispielsweise ein Partikelfilter sowie eine SCR-Anlage. Ferner kann die Abgasanlage 6 in üblicher Weise zumindest einen Schalldämpfer enthalten.
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Die Abgasrückführanlage 7 kann optional mit einem Abgasrückführkühler 23 ausgestattet sein. Ferner ist ein Abgasrückführventil 24 vorgesehen, um die Abgasrückführrate einzustellen.
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Entsprechend den 2 bis 4 kann die Einleitstelle 12 der Abgasrückführanlage 7 eine Zumischeinrichtung 25 aufweisen. Die Zumischeinrichtung 25 leitet das in den 2 und 3 durch einen Pfeil angedeutete rückzuführende Abgas 26 über wenigstens zwei Zumischöffnungen 27 in einen Mischabschnitt 28 der Frischluftanlage 5 ein. Die wenigstens zwei Zumischöffnungen 27 sind dabei in einer in den 2 bis 4 durch einen Doppelpfeil angedeutete Längsrichtung 29 des Mischabschnitts 28 voneinander beabstandet. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform sind genau zwei derartige Zumischöffnungen 27 vorgesehen. Bei der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind dagegen mehr als zwei, insbesondere fünf, Zumischöffnungen 27 vorgesehen, die jeweils in der Längsrichtung 29 zueinander beabstandet sind. Gemäß 1 besitzt der Frischluftverteiler 18 eine Einlassöffnung 30 und je Zylinder 3 eine Auslassöffnung 31. Der Frischluftverteiler 18 erstreckt sich entlang des Motorblocks 2. Die Einlassöffnung 30 ist an einem Längsende 32 des Frischluftverteilers 18 seitlich angeordnet. Im Unterschied dazu sind die Auslassöffnungen 31 über die gesamte Länge des Frischluftverteilers verteilt seitlich angeordnet. Dementsprechend variieren die Abstände der Auslassöffnungen 31 von der Einlassöffnung 30. Im Frischluftverteiler 18 ist eine Trennwand 33 angeordnet, die im Beispiel der 1 an dem Längsende 32 beginnt, an dem auch die Einlassöffnung 30 angeordnet ist. Die Trennwand 33 erstreckt sich innerhalb des Frischluftverteilers 18 derart, dass sie einen direkten Strömungsweg von der Einlassöffnung 30 zu wenigstens einer proximal zur Einlassöffnung 30 angeordneten Auslassöffnung 31 behindert. Im Beispiel der 1 erstreckt sich die Trennwand 33 ausgehend vom links gezeigten Längsende 32 über drei Auslassöffnungen 31 hinweg, während sie die übrigen drei Auslassöffnungen 31 unverdeckt lässt. Somit sind die direkten Strömungswege zu den drei links gezeigten Auslassöffnungen 31 durch die Trennwand 33 behindert. Insgesamt können mit Hilfe der Trennwand 33 somit die von dem in der Frischluftanlage 5 transportierten Gas bzw. Gasgemisch tatsächlich zurückgelegten Strömungswege hinsichtlich ihrer Länge aneinander angeglichen werden.
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Die Zylinder 3 des Motorblocks 2 sind in zwei Zylindergruppen 34 und 35 unterteilt, was in 1 durch geschweifte Klammern angedeutet ist. Der Abgassammler 19 ist im Beispiel als geteilter Abgassammler 19 ausgestaltet, der zwei Sammlerabschnitte 36 und 37 aufweist. Der eine oder erste Sammlerabschnitt 36 sammelt dabei die Abgase der einen oder ersten Zylindergruppe 34, während der andere oder zweite Sammlerabschnitt 37 die Abgase der anderen oder zweiten Zylindergruppe 34 sammelt und gegenüber dem ersten Sammlerabschnitt 36 abgedichtet ist. Die beiden Sammlerabschnitte 36, 37 führen die gesammelten Abgase getrennt separaten Hochdruckbereichen 38, 39 der Abgasanlage 6 zu. Die Turbine 9 ist hier als zweiflutige Turbine ausgestaltet, so dass die Turbine 9 dementsprechend zwei separate, hier nicht näher bezeichnete bzw. nicht erkennbare Turbinenfluten enthält. Bemerkenswert ist, dass die beiden Turbinenfluten jeweils über ein separates Wastegate 40 bzw. 41 steuerbar sind. Zur vereinfachten Darstellung sind in 1 die beiden Wastegates 40, 41 durch Ventile symbolisiert, die in externen Bypasspfaden 42 bzw. 43 angeordnet sind, die jeweils ein hier nicht gezeigtes Turbinenrad der Turbine 9 umgehen. Bevorzugs sind die Wastegates 40, 41 bzw. die zugehörigen Bypässe jedoch innerhalb der Turbine 9 ausgebildet.
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Die Entnahmestelle 11 der Abgasrückführanlage 7 ist so an die Abgasanlage 6 angeschlossen, dass sie nur einer der beiden Zylindergruppen 34, 35 zugeordnet ist. Im Beispiel ist die Entnahmestelle 11 der zweiten Zylindergruppe 35 zugeordnet. Hierbei ist die Entnahmestelle 11 am zweiten Sammlerabschnitt 37 angeordnet. Die beiden nicht näher bezeichneten Turbinenfluten können so gestaltet sein, dass sie unterschiedlich große Leistungen auf die Turbine 9 übertragen können. Zweckmäßig ist die Abgasrückführanlage 7 so an die Abgasanlage 6 angeschlossen, dass sie das rückzuführende Abgas letztlich der schwächeren Turbinenflut entzieht.
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Beim hier gezeigten, bevorzugten Beispiel ist die Brennkraftmaschine 1 als Gasmotor ausgestaltet. Der gasförmige Kraftstoff wird dabei über eine Kraftstoffmischeinrichtung 44 in die Frischluftanlage 5 eingeleitet. Die Kraftstoffmischeinrichtung 44 verbindet somit eine Kraftstoffzuführanlage 45 mit der Frischluftanlage 5. Die Kraftstoffmischeinrichtung 44 ist stromab des Verdichters 10 und stromauf der Einleitstelle 12 der Abgasrückführanlage 7 an die Frischluftanlage 5 angeschlossen. Dementsprechend fördert die Frischluftanlage 5 bis zum Verdichter 10 „normale” Ladeluft. Vom Verdichter 10 bis zur Kraftstoffmischeinrichtung 44 fördert die Frischluftanlage 5 komprimierte Frischluft, die auch als Ladeluft bezeichnet werden kann. Von der Kraftstoffmischeinrichtung 44 bis zur Einleitstelle 12 fördert die Frischluftanlage 5 ein Gemisch aus Ladeluft und Kraftstoff. Von der Einleitstelle 12 bis zu den Zylinder 3 fördert die Frischluftanlage 5 dann ein Gemisch aus rückgeführtem Abgas, Ladeluft und Kraftstoff. In den 2 und 3 ist der zugemischte Kraftstoff durch einen Pfeil angedeutet und mit 46 bezeichnet. Ferner ist in den 2 und 3 die aufgeladene Frischluft bzw. Ladeluft durch einen Pfeil 47 angedeutet.
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Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform besitzt die Zumischeinrichtung 25 genau zwei Zumischöffnungen, nämlich eine erste Zumischöffnung 27' und eine zweite Zumischöffnung 27''. Die beiden Zumischöffnungen 27', 27'' sind in der Längsrichtung 29 des Mischabschnitts 28 so weit voneinander beabstandet, dass innerhalb des Mischabschnitts 28 von der einen Zumischöffnung 27' bis zur anderen Zumischöffnung 27'' ein Zumischvolumen 48 entsteht, das im Wesentlichen, also mit einer Abweichung von maximal 10%, vorzugsweise mit einer Abweichung von maximal 5%, einem effektiven Zylindervolumen eines der Zylinder 3 entspricht. Der Mischabschnitt 28 ist dabei als geradliniges Rohr 50 ausgestaltet, wobei eine Längsachse dieses Rohrs 50 die Längsrichtung 29 des Mischabschnitts 28 definiert. Die Zumischeinrichtung 25 weist einen Rohrabschnitt 49 auf, der hier ebenfalls geradlinig ausgestaltet ist und sich parallel zum Rohr 50 des Mischabschnitts 28 erstreckt. Im Beispiel der 2 weist der Rohrabschnitt 49 an seinen Längsenden je ein Verbindungsrohr 51 auf, das den Rohrabschnitt 49 mit je einer der Zumischöffnungen 27 fluidisch verbindet. Exakt mittig zwischen den Längsenden des Rohrabschnitts 49 ist eine Einlassöffnung 52 angeordnet, über die das rückgeführte Abgas 26 in den Rohrabschnitt 49 gelangt.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist der Mischabschnitt 28 wieder durch ein geradliniges Rohr 50 gebildet. Auch die Zumischeinrichtung 25 besitzt hier einen geradlinigen Rohrabschnitt 49, der in diesem Fall unmittelbar an das Rohr 50 des Mischabschnitts 28 angeschlossen ist. Insbesondere besitzen das Rohr 50 des Mischabschnitts 28 und der Rohrabschnitt 49 der Zumischeinrichtung 25 eine gemeinsame Wand 53, wobei die Zumischöffnungen 27 durch Öffnungen dieser gemeinsamen Wand 53 gebildet sind. Wie erwähnt sind bei der in 3 gezeigten Ausführungsform mehr als zwei Zumischöffnungen 27 vorgesehen. Eine vom Gemisch aus Ladeluft 47 und Kraftstoff 46 zuerst angeströmte Zumischöffnung 27 wird im Folgenden als erste Zumischöffnung 27' bezeichnet, während eine am weitesten davon beabstandete, zuletzt von besagtem Gemisch angeströmte Zumischöffnung 27 im Folgenden als letzte Zumischöffnung 27'' bezeichnet wird. Auch bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Zumischöffnung 27' und die letzte Zumischöffnung 27'' in der Längsrichtung 29 des Mischabschnitts 28 ein durch eine geschweifte Klammer angedeutetes Zumischvolumen 48 im Mischabschnitt 28 definieren, das etwa dem effektiven Zylindervolumen eines der Zylinder 3 entspricht.
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Auch bei der in 3 gezeigten Ausführungsform wird dem Rohrabschnitt 49 der Zumischeinrichtung 25 das rückgeführte Abgas 26 über eine Einlassöffnung 52 zugeführt, die auch als Einlass 52 bezeichnet werden kann. Der Einlass 52 bzw. die Einlassöffnung 52 ist gemäß 3 im Bereich der ersten Zumischöffnung 27' angeordnet. In 3 ist der Einlass 52 sogar bezüglich der in der Frischluftanlage 5 geführten Strömung stromauf der ersten Zumischöffnung 27' angeordnet.
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4 zeigt eine konkrete Ausführungsform der in 3 gezeigten Zumischeinrichtung 25. Erkennbar ist die Abgasrückführanlage 7 im Bereich des Abgasrückführventils 24 und der Einleitstelle 12. Von der Zumischeinrichtung 25 ist der Rohrabschnitt 49 sichtbar, der an das Rohr 50 des Mischabschnitts 28 angeschlossen bzw. angebaut ist. Stromauf des Mischabschnitts 28 ist die Kraftstoffmischeinrichtung 44 angedeutet. Stromab geht der Mischabschnitt 28 über ein gekrümmtes Rohrstück 54 in den Frischluftverteiler 18 über.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006035183 A1 [0006]