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Die Erfindung betrifft eine Unterdruckbereitstellungseinrichtung für eine Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, an dem ein erster Überdruckanschluss, ein zweiter Überdruckanschluss, wenigstens ein Unterdruckanschluss sowie ein Auslassanschluss vorliegen, wobei der erste Überdruckanschluss über eine erste Düse und der zweite Überdruckanschluss über eine zweite Düse an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen sind, und wobei der wenigstens eine Unterdruckanschluss an eine Unterdruckkammer strömungstechnisch angeschlossen ist, die zur Bereitstellung eines Unterdrucks strömungstechnisch mit der ersten Düse und der zweiten Düse verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Unterdruckbereitstellungseinrichtung sowie eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2006 044 558 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung zur Verdichtung beziehungsweise Aufladung eines Zylindern der Brennkraftmaschine zuzuführenden Verbrennungsluftstroms, mit einem Ladeluftkühler, der den verdichteten Verbrennungsluftstrom kühlt und mit einer Einrichtung zur Verdichtung eines Kurbelgehäuseentlüftungsgases. Dabei ist das verdichtete Kurbelgehäuseentlüftungsgas in Richtung auf die Brennkraftmaschine derart rückführbar, dass dasselbe stromabwärts des Ladeluftkühlers in den verdichteten und gekühlten Verbrennungsluftstrom beziehungsweise Ladeluftstrom eingeleitet wird.
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Weiterhin zeigt die Druckschrift
DE 10 2014 214 905 A1 Verfahren und Systeme für eine parallele Anordnung von mindestens zwei ventilgesteuerten Aspiratoren, wobei eine Hochdruckquelle wie etwa ein Ansaugdrosselklappeneinlass mit einem Treibstromeinlass der Anordnung gekoppelt ist und eine Niederdrucksenke wie etwa ein Ansaugdrosselklappenauslass mit einem Mischstromauslass der Anordnung gekoppelt ist. Eine Ansaugdrosselklappenposition und jeweilige Ventile, die mit jedem Aspirator der Anordnung in Reihe angeordnet sind, werden auf der Basis eines Ansaugkrümmerdrucks und/oder einer gewünschten Motorluftdurchflussrate gesteuert, zum Beispiel derart, dass sich eine kombinierte Treibstromdurchflussrate durch die Anordnung erhöht, wenn sich der Ansaugkrümmerdruck erhöht. In Verbindung mit der Anordnung kann eine Ansaugdrosselklappe mit einer vollständig geschlossenen Standardposition verwendet werden; während einer Fehlerbedingung, bei der die Ansaugdrosselklappe vollständig geschlossen ist, können die Ventile der Anordnung gesteuert werden, um eine steuerbare Motorluftdurchflussrate während der Fehlerbedingung zu erreichen.
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Weiterhin offenbart die Druckschrift
US 2016/0053727 A1 ein Zweifach-Aspiratorsystem mit einem Absperrventil sowie die Druckschrift
US 2016/0273498 A1 eine Aspiratoreinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Unterdruckbereitstellungseinrichtung für eine Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Unterdruckbereitstellungseinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere unabhängig von einem Betriebspunkt der Antriebseinrichtung zuverlässig Unterdruck bereitstellt.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einer Unterdruckbereitstellungseinrichtung für eine Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Überdruckanschluss über eine erste Rohrleitung und der zweite Überdruckanschluss über eine zweite Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist, wobei der erste Überdruckanschluss zusätzlich über eine strömungstechnisch parallel zu der ersten Rohrleitung verlaufende dritte Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist.
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Die Unterdruckbereitstellungseinrichtung dient der Bereitstellung eines Unterdrucks, zumindest zeitweise mithilfe eines Überdrucks. Beispielsweise ist die Unterdruckbereitstellungseinrichtung Bestandteil der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs, welche vorzugsweise dem Antreiben des Kraftfahrzeugs dient, also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Die Unterdruckbereitstellungseinrichtung ist an mehrere Überdruckquellen angeschlossen, von welchen beispielsweise eine in Form eines Verdichters vorliegt, der zur Bereitstellung von verdichtetem Frischgas zum Betreiben der Antriebseinrichtung beziehungsweise eines Antriebsaggregats der Antriebseinrichtung dient. Der Verdichter ist insbesondere Bestandteil eines Abgasturboladers, eines Kompressors oder dergleichen. Er kann zusätzlich elektrisch unterstützt sein oder - alternativ - als elektrisch angetriebener Verdichter vorliegen. Beispielsweise dient als eine erste der Überdruckquellen ein erster Verdichter und als zweite der Überdruckquellen ein zweiter Verdichter. Besonders bevorzugt ist der erste Verdichter Bestandteil eines Abgasturboladers, wohingegen der zweite Verdichter als elektrisch angetriebener Verdichter vorliegt.
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Die Überdruckquellen sind an den ersten Überdruckanschluss und den zweiten Überdruckanschluss angeschlossen, insbesondere die erste Überdruckquelle an den ersten Überdruckanschluss und die zweite Überdruckquelle an den zweiten Überdruckanschluss, vorzugsweise jeweils ausschließlich. Das bedeutet, dass die erste Überdruckquelle allenfalls lediglich über den ersten Überdruckanschluss mit dem zweiten Überdruckanschluss in Strömungsverbindung steht und die zweite Überdruckquelle allenfalls lediglich über den zweiten Überdruckanschluss mit dem ersten Überdruckanschluss in Strömungsverbindung steht.
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Der erste Überdruckanschluss und der zweite Überdruckanschluss sind an dem Gehäuse der Unterdruckbereitstellungseinrichtung vorgesehen und ausgebildet. Zusätzlich liegen an dem Gehäuse der wenigstens eine Unterdruckanschluss und der Auslassanschluss vor. An dem wenigstens einen Unterdruckanschluss stellt die Unterdruckbereitstellungseinrichtung den Unterdruck bereit. Der Auslassanschluss dient dazu, der Unterdruckbereitstellungseinrichtung, insbesondere über den ersten Überdruckanschluss, den zweiten Überdruckanschluss und/oder den wenigstens einen Unterdruckanschluss, zugeführtes Fluid abzuführen.
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Beispielsweise ist der Auslassanschluss an eine Unterdruckquelle angeschlossen, sodass ein Druckgefälle zwischen dem ersten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss und/oder zwischen dem zweiten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss vorliegt. Besonders bevorzugt ist der Auslassanschluss an eine Saugseite eines der Verdichter, beispielsweise des ersten Verdichters, angeschlossen. Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung ist es insoweit vorgesehen, dass der erste Überdruckanschluss an die Druckseite und der Auslassanschluss an die Saugseite eines der Verdichter, vorzugsweise des ersten Verdichters, strömungstechnisch angeschlossen sind.
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Die Unterdruckbereitstellungseinrichtung kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl an Unterdruckanschlüssen aufweisen. Es kann also lediglich genau ein einziger Unterdruckanschluss vorliegen. Alternativ sind mehrere Unterdruckanschlüsse an dem Gehäuse ausgebildet. Im Falle der mehreren Unterdruckanschlüsse sind die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung zu dem wenigstens einen Unterdruckanschluss analog für jeden der Unterdruckanschlüsse heranziehbar.
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Der wenigstens eine Unterdruckanschluss ist an die Unterdruckkammer strömungstechnisch angeschlossen, welche in dem Gehäuse ausgebildet ist. Die Unterdruckkammer wiederum steht strömungstechnisch mit der ersten Düse und der zweiten Düse in Verbindung beziehungsweise ist strömungstechnisch an diese derart angeschlossen, dass bei einer Durchströmung der ersten Düse und/oder der zweiten Düse in der Unterdruckkammer ein Unterdruck bereitgestellt wird. Die erste Düse und die zweite Düse können identisch ausgebildet sein. Beispielsweise liegen sie als Einsetzteile vor, welche in das Gehäuse einsetzbar sind.
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Die beiden Düsen sind zur Bereitstellung des Unterdrucks vorzugsweise als Venturidüsen oder als Treibstrahldüsen ausgestaltet. Im Falle der Venturidüse ist die Unterdruckkammer an verengte Querschnitte der Düsen strömungstechnisch angeschlossen, insbesondere an jeweils engste Durchströmungsquerschnitte der beiden Düsen. Durch eine Beschleunigung des Fluids bei dem Durchströmen der Düsen wird in dem verengten Durchströmungsquerschnitt ein Unterdruck bereitgestellt. Alternativ können die Düsen als Treibstrahldüsen ausgebildet sein, welche durch einen Impulseintrag in das Fluid die Bereitstellung des Unterdrucks in der Unterdruckkammer bewirken.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass eine der Düsen als Venturidüse und eine andere der Düsen als Treibstrahldüse ausgestaltet ist. Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass im Falle der Venturidüse die Unterdruckkammer an einen Durchströmungsquerschnitt der Düse angeschlossen ist, also eine Strömungsverbindung der Unterdruckkammer zu dem Durchströmungsquerschnitt der Düse besteht. Im Falle der Treibstrahldüse ist die Unterdruckkammer stromabwärts der jeweiligen Düse an diese strömungstechnisch angeschlossen .
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Über die erste Düse ist der erste Überdruckanschluss strömungstechnisch an den Auslassanschluss angeschlossen. Über die zweite Düse hingegen ist der zweite Überdruckanschluss an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen. Ist also der an dem ersten Überdruckanschluss vorliegende Druck höher als der an dem Auslassanschluss, so wird die erste Düse durchströmt. Ist der Druck an dem zweiten Überdruckanschluss größer als an dem Auslassanschluss, so wird die zweite Düse durchströmt. Weil die Unterdruckkammer strömungstechnisch an beide Düsen angeschlossen ist, wird an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss Unterdruck bereitgestellt, unabhängig davon, welche der beiden Düsen durchströmt wird. Entsprechend kann die Bereitstellung des Unterdrucks an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss weitgehend unabhängig von einem Betriebszustand der Antriebseinrichtung erfolgen, sodass die zuverlässige Bereitstellung des Unterdrucks sichergestellt ist.
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Die Erfindung sieht zudem vor, dass der erste Überdruckanschluss über eine erste Rohrleitung und der zweite Überdruckanschluss über eine zweite Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist, wobei der erste Überdruckanschluss zusätzlich über eine strömungstechnisch parallel zu der ersten Rohrleitung verlaufende dritte Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist. Strömungstechnisch liegen zwischen dem ersten Überdruckanschluss und dem zweiten Überdruckanschluss einerseits und dem Auslassanschluss andererseits also mehrere Rohrleitungen, nämlich die erste Rohrleitung, die zweite Rohrleitung und die dritte Rohrleitung vor. Die Rohrleitungen sind jeweils vorzugsweise durchgehend gerade, weisen also jeweils eine durchgehend gerade Längsmittelachse auf.
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Das Vorsehen mehrerer Rohrleitungen, nämlich der ersten Rohrleitung und der dritten Rohrleitung, strömungstechnisch zwischen dem ersten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss ermöglicht das Abbauen von an dem ersten Überdruckanschluss vorliegendem Überdruck in Richtung des Auslassanschlusses. Über die Unterdruckbereitstellungseinrichtung kann insoweit eine sogenannte Schubumluftsteuerung realisiert werden. Hierzu kann in die Unterdruckbereitstellungseinrichtung ein Schubumluftventil integriert sein, welches in einer ersten Einstellung den ersten Überdruckanschluss über die erste Rohrleitung und in einer zweiten Einstellung über die dritte Rohrleitung mit dem Auslassanschluss strömungstechnisch verbindet, wobei die Strömungsverbindung über die jeweils andere Rohrleitung unterbrochen ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine vorteilhafte Integration mehrerer Funktionen in die Unterdruckbereitstellungseinrichtung.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Düse in der ersten Rohrleitung und die zweite Düse in der zweiten Rohrleitung angeordnet ist. Schlussendlich ist also die erste Düse in der Strömungsverbindung zwischen dem ersten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss und die zweite Düse der Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss angeordnet. Hieraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Rohrleitung und die zweite Rohrleitung und/oder die dritte Rohrleitung parallele Längsmittelachsen aufweisen. In anderen Worten sind wenigstens zwei der genannten Rohrleitungen parallel zueinander angeordnet beziehungsweise weisen zueinander parallele Längsmittelsachsen auf. Beispielsweise sind die erste Rohrleitung und die zweite Rohrleitung, die erste Rohrleitung und die dritte Rohrleitung, oder die zweite Rohrleitung und die dritte Rohrleitung parallel zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt liegen jedoch alle drei der genannten Rohrleitungen, also die erste Rohrleitung, die zweite Rohrleitung und die dritte Rohrleitung, parallel zueinander vor. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine in dem Gehäuse ausgebildete Auslasskammer an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist, wobei die erste Rohrleitung und die dritte Rohrleitung direkt und die zweite Rohrleitung über ein Querstück in die Auslasskammer einmünden, wobei eine Mündungsöffnung der dritten Rohrleitung in die Auslasskammer mittels eines Rückschlagventils verschließbar ist. Unter dem direkten Einmünden ist bevorzugt ein umlenkungsfreies Einmünden zu verstehen, sodass also eine Längsmittelachse der ersten Rohrleitung und eine Längsmittelachse der dritten Rohrleitung durch die Auslasskammer verlaufen beziehungsweise diese schneiden.
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Eine Längsmittelachse der zweiten Rohrleitung beziehungsweise eine gedachte Verlängerung derselben verläuft hingegen nicht durch die Auslasskammer, sondern ist vielmehr beabstandet von dieser angeordnet. Entsprechend ist die zweite Rohrleitung über das Querstück an die Auslasskammer strömungstechnisch angeschlossen. Unter dem Querstück ist vorzugsweise eine Rohrleitung zu verstehen, die eine Längsmittelachse aufweist, die bezüglich der Längsmittelachse der zweiten Rohrleitung angewinkelt ist, also mit dieser einen Winkel von größer als 0° und kleiner als 180° einschließt. Beispielsweise steht das Querstück senkrecht auf der zweiten Rohrleitung.
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Die dritte Rohrleitung mündet über die Mündungsöffnung in die Auslasskammer ein. Der Mündungsöffnung ist das Rückschlagventil zugeordnet, sodass die Mündungsöffnung mittels des Rückschlagventils verschließbar ist. Beispielsweise bildet ein die Mündungsöffnung begrenzender beziehungsweise umgreifender Bereich des Gehäuses einen Ventilsitz des Rückschlagventils aus. Das Rückschlagventil ist derart angeordnet und ausgebildet, dass es eine Rückströmung aus der Auslasskammer in die dritte Rohrleitung durch die Mündungsöffnung unterbindet. Hierzu ist ein Ventilelement des Rückschlagventils vorzugsweise mittels eines Federelements federkraftbeaufschlagt. Die Federkraft ist insbesondere derart gerichtet, dass sie das Ventilelement in Richtung des Ventilsitzes des Rückschlagventils drängt, beispielsweise also in Richtung der Mündungsöffnung.
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Das Rückschlagventil stellt sicher, dass die Bereitstellung des Unterdrucks an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss über die dritte Rohrleitung erfolgt, sofern an dem Auslassanschluss ein hinreichend hoher Unterdruck vorliegt. In diesem Fall ist eine (verlustbehaftete) Durchströmung der ersten Düse zur Bereitstellung des Unterdrucks nicht notwendig. Entsprechend wird ein hoher Wirkungsgrad der Unterdruckbereitstellungseinrichtung sichergestellt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Rohrleitung und die dritte Rohrleitung von einer an den ersten Überdruckanschluss strömungstechnisch angeschlossenen Verteilerkammer abzweigen, wobei ein Durchströmungsquerschnitt zwischen der Verteilerkammer und der dritten Rohrleitung mittels eines Stellventils einstellbar ist. Die erste Rohrleitung und die dritte Rohrleitung sind insoweit parallel zueinander an den ersten Überdruckanschluss angeschlossen, nämlich über die Verteilerkammer.
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Die Verteilerkammer ist in dem Gehäuse ausgebildet. Beispielsweise stellt sie eine Verlängerung des ersten Überdruckanschlusses dar und die erste Rohrleitung und die dritte Rohrleitung zweigen jeweils unter einem Winkel von der Verteilerkammer ab. Das bedeutet, dass zwischen einer Längsmittelachse der Verteilerkammer - welche mit einer Längsmittelachse des ersten Überdruckanschlusses zusammenfallen kann - und der Längsmittelachse der ersten Rohrleitung und/oder der Längsmittelachse der dritten Rohrleitung jeweils ein Winkel vorliegen kann, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. Beispielsweise stehen die erste Rohrleitung und die dritte Rohrleitung jeweils senkrecht auf der Verteilerkammer beziehungsweise der Längsmittelachse des ersten Überdruckanschlusses.
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Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Mündungsöffnung der dritten Rohrleitung in Richtung der Auslasskammer mittels des Rückschlagventils verschließbar sein kann. Zusätzlich oder alternativ zu dem Rückschlagventil ist das Stellventil vorgesehen. Dieses dient dazu, den Durchströmungsquerschnitt zwischen der Verteilerkammer und der dritten Rohrleitung einzustellen. Mithilfe des Stellventils kann also eingestellt werden, ob die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss bevorzugt über die erste Rohrleitung oder die dritte Rohrleitung vorliegt.
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Bei unterschiedlichen Einstellungen des Stellventils liegen unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte zwischen der Verteilerkammer und der dritten Rohrleitung vor. Beispielsweise ist bei einer ersten Einstellung der Durchströmungsquerschnitt gleich Null, wohingegen er bei einer zweiten Einstellung von Null verschieden ist. Das Stellventil liegt beispielsweise in Form des vorstehend bereits erwähnten Schubumluftventils vor. Insgesamt kann somit ein sehr hoher Integrationsgrad der Unterdruckbereitstellungseinrichtung realisiert sein.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Durchströmungsquerschnitt zwischen dem zweiten Überdruckanschluss und der zweiten Rohrleitung mittels eines weiteren Stellventils einstellbar ist. Bei unterschiedlichen Einstellungen des weiteren Stellventils liegen zwischen dem zweiten Überdruckanschluss und der zweiten Rohrleitung unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte vor. Beispielsweise ist bei einer ersten Einstellung der Durchströmungsquerschnitt gleich Null, wohingegen er bei einer zweiten Einstellung von Null verschieden ist.
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Mithilfe des weiteren Stellventils kann eingestellt werden, ob die zweite Düse zur Bereitstellung des Unterdrucks an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss herangezogen wird. Beispielsweise wird das weitere Stellventil unter Verwendung wenigstens eines gemessenen Drucks eingestellt. Beispielsweise wird das weitere Stellventil zum Freigeben der Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Überdruckanschluss und der zweiten Rohrleitung eingestellt, wenn die Druckdifferenz zwischen dem zweiten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss größer ist als die Druckdifferenz zwischen dem ersten Überdruckanschluss und dem Auslassanschluss. Umgekehrt wird mittels des weiteren Stellventils die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Überdruckanschluss und der zweiten Rohrleitung unterbrochen, sofern umgekehrte Verhältnisse vorliegen. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Bereitstellung des Unterdrucks an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss.
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Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Unterdruckanschluss über einen ein Ventilelement des Stellventils umgebenden Ringraum an die dritte Rohrleitung strömungstechnisch angeschlossen ist, sodass bei jeder Einstellung des Stellventils eine Strömungsverbindung zwischen dem wenigstens einen Unterdruckanschluss und der dritten Rohrleitung vorliegt. Mit einer derartigen Ausgestaltung wird eine besonders kompakte Ausführungsform der Unterdruckbereitstellungseinrichtung erzielt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Unterdruckbereitstellungseinrichtung, insbesondere einer Unterdruckbereitstellungseinrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Dabei ist vorgesehen, dass die Unterdruckbereitstellungseinrichtung ein Gehäuse aufweist, an dem ein erster Überdruckanschluss, ein zweiter Überdruckanschluss, wenigstens ein Unterdruckanschluss sowie ein Auslassanschluss vorliegen, wobei der erste Überdruckanschluss über eine erste Düse und der zweite Überdruckanschluss über eine zweite Düse an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen sind, und wobei der wenigstens eine Unterdruckanschluss an eine Unterdruckkammer strömungstechnisch angeschlossen ist, die zur Bereitstellung eines Unterdrucks strömungstechnisch mit der ersten Düse und der zweiten Düse verbunden ist, wobei mittels eines Drucksensor ein Druck in dem Gehäuse gemessen und in Abhängigkeit des gemessenen Drucks eine Betriebsart aus mehreren Betriebsarten ausgewählt und eingestellt wird, wobei in einer ersten der Betriebsarten eine Strömungsverbindung über die erste Düse freigegeben und eine Strömungsverbindung über die zweite Düse unterbrochen ist und in einer zweiten der Betriebsarten die Strömungsverbindung über die erste Düse unterbrochen und die Strömungsverbindung über die zweite Düse freigegeben ist. Zudem ist vorgesehen, dass der erste Überdruckanschluss über eine erste Rohrleitung und der zweite Überdruckanschluss über eine zweite Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist, wobei der erste Überdruckanschluss zusätzlich über eine strömungstechnisch parallel zu der ersten Rohrleitung verlaufende dritte Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist.
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Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Unterdruckbereitstellungseinrichtung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung betrifft schließlich eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Antriebsaggregat und einer an das Antriebsaggregat strömungstechnisch angeschlossenen Unterdruckbereitstellungseinrichtung, insbesondere einer Unterdruckbereitstellungseinrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Die Antriebseinrichtung zeichnet sich durch ein Gehäuse aus, an dem ein erster Überdruckanschluss, ein zweiter Überdruckanschluss, wenigstens ein Unterdruckanschluss sowie ein Auslassanschluss vorliegen, wobei der erste Überdruckanschluss über eine erste Düse und der zweite Überdruckanschluss über eine zweite Düse an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen sind, und wobei der wenigstens eine Unterdruckanschluss an eine Unterdruckkammer strömungstechnisch angeschlossen ist, die zur Bereitstellung eines Unterdrucks strömungstechnisch mit der ersten Düse und der zweiten Düse verbunden ist. Zudem ist vorgesehen, dass der erste Überdruckanschluss über eine erste Rohrleitung und der zweite Überdruckanschluss über eine zweite Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist, wobei der erste Überdruckanschluss zusätzlich über eine strömungstechnisch parallel zu der ersten Rohrleitung verlaufende dritte Rohrleitung an den Auslassanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist.
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Hinsichtlich der Vorteile und möglicher weiterer Ausgestaltungen wird erneut auf die weiteren Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Unterdruckbereitstellungseinrichtung,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung, bei einer ersten Einstellung eines Stellventils, einer ersten Einstellung eines weiteren Stellventils und einer ersten Einstellung eines Rückschlagventils,
- 3 eine weitere schematische Darstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung, bei der ersten Einstellung des Stellventils, einer zweiten Einstellung des weiteren Stellventils und der ersten Einstellung des Rückschlagventils,
- 4 eine schematische Darstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung, bei der ersten Einstellung des Stellventils, der ersten Einstellung des weiteren Stellventils und einer zweiten Einstellung des Rückschlagventils, sowie
- 5 eine schematische Darstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung bei einer zweiten Einstellung des Stellventils, der ersten Einstellung des weiteren Stellventils und der zweiten Einstellung des Rückschlagventils.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1. Diese verfügt über ein Gehäuse 2, an welchem ein erster Überdruckanschluss 3, ein zweiter Überdruckanschluss 4, wenigstens ein Unterdruckanschluss 5, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Unterdruckanschlüsse 5, sowie ein Auslassanschluss 6 vorgesehen und ausgebildet sind. An dem Gehäuse 2 sind ein Stellventil 7 sowie ein weiteres Stellventil 8 befestigt, vorzugsweise jeweils lösbar befestigt. Beispielsweise ist der erste Überdruckanschluss 3 an eine Druckseite eines ersten Verdichters und der zweite Überdruckanschluss 4 an die Druckseite eines zweiten Verdichters angeschlossen. Der Auslassanschluss 6 ist besonders bevorzugt an eine Saugseite des ersten Verdichters angeschlossen. Es kann zudem vorgesehen sein, dass einer der Unterdruckanschlüsse 5 als Entlüftungsanschluss 9 und/oder ein weiterer der Unterdruckanschlüsse 5 als Spülanschluss 10 ausgebildet sind. Der Entlüftungsanschluss 9 ist vorzugsweise an ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine zu dessen Entlüftung angeschlossen. Der Spülanschluss 10 ist hingegen vorzugsweise an einen Aktivkohlespeicher zu dessen Spülen angeschlossen.
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Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1, wobei das Stellventil 7 geschlossen ist, wozu ein Ventilelement 11 des Stellventils 7 an einem Ventilsitz 12 dichtend anliegt. Das weitere Stellventil 8 (hier nicht dargestellt) ist hingegen geschlossen. Ein Rückschlagventil 13 ist geschlossen, wozu ein Ventilelement 14 des Rückschlagventils 13 dichtend an einem Ventilsitz 15 des Rückschlagventils 13 anliegt.
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In dem Gehäuse sind eine erste Rohrleitung 16, eine zweite Rohrleitung 17 sowie eine dritte Rohrleitung 18 ausgebildet, von welchen hier lediglich die erste Rohrleitung 16 und die dritte Rohrleitung 18 erkennbar sind. Die erste Rohrleitung 16 und die dritte Rohrleitung 18 gehen von einer Verteilerkammer 19 aus, welche strömungstechnisch an den ersten Überdruckanschluss 3 angeschlossen ist. Auf ihrer der Verteilerkammer 19 gegenüberliegenden Seite sind die erste Rohrleitung 16 und die dritte Rohrleitung 18 strömungstechnisch an eine Auslasskammer 20 angeschlossen, welche ihrerseits strömungstechnisch an den Auslassanschluss 6 angeschlossen ist.
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Die Verteilerkammer 19 und die Auslasskammer 20 sind über die erste Rohrleitung 16 permanent strömungsverbunden. Hingegen ist die dritte Rohrleitung 18 einerseits mittels des Stellventils 7 und andererseits mittels des Rückschlagventils 13 verschließbar. Mithilfe des Stellventils 7 ist insoweit ein Durchströmungsquerschnitt zwischen der Verteilerkammer 19 und der dritten Rohrleitung 18 einstellbar, mit dem Rückschlagventil 13 zwischen der dritten Rohrleitung 18 und der Auslasskammer 20. In der hier dargestellten ersten Betriebsart sind das Stellventil 7 und das weitere Stellventil 8 geschlossen, ebenso das Rückschlagventil 13.
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Es wird deutlich, dass in der ersten Rohrleitung 16 eine erste Düse 21 angeordnet ist, welche zur Bereitstellung eines Unterdrucks an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss 5 vorgesehen und ausgebildet ist. Hierzu ist eine Unterdruckkammer 22 strömungstechnisch derart an die erste Düse 21 angeschlossen, dass bei einer Durchströmung der ersten Düse 21 in der Unterdruckkammer 22 ein Unterdruck erzeugt wird, welcher nachfolgend an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss 5 bereitgestellt wird. Es wird deutlich, dass die Unterdruckkammer 22 in Richtung der dritten Rohrleitung 18 geöffnet ist und in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als ein die dritte Rohrleitung 18 umgreifender Ringraum ausgeführt ist. Angedeutet sind die in der ersten Betriebsart auftretenden Durchströmungen der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1, nämlich eine Strömung von dem ersten Überdruckanschluss 3 in Richtung des Auslassanschlusses 6 durch die Pfeile 23, eine Durchströmung von dem Entlüftungsanschluss 9 in Richtung des Auslassanschlusses 6 durch die Pfeile 24 und eine Durchströmung von dem Spülanschluss 10 hin zu dem Auslassanschluss 6 durch Pfeile 25.
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Die 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1 in einer zweiten Betriebsart, wobei das Stellventil 7 geschlossen, das weitere Stellventil 8 geöffnet und das Rückschlagventil 13 geschlossen sind. Erkennbar ist nun die zweite Rohrleitung 17, in welcher eine zweite Düse 26 angeordnet ist. Das weitere Stellventil 8 ist strömungstechnisch zwischen dem zweiten Überdruckanschluss 4 und der zweiten Rohrleitung 17 angeordnet. Die zweite Rohrleitung 17 ist auf ihrer dem weiteren Stellventil 8 abgewandten Seite strömungstechnisch an die Auslasskammer 20 angeschlossen, nämlich über ein Querstück 27. Es ist weiterhin erkennbar, dass auch die zweite Düse 26 strömungstechnisch an die Unterdruckkammer 22 angeschlossen ist. Angedeutet sind wiederum die Pfeile 24 und 25 sowie Pfeile 28, die eine Durchströmung ausgehend von dem zweiten Überdruckanschluss 4 in Richtung des Auslassanschlusses 6 andeuten.
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Die 4 zeigt erneut eine schematische Schnittdarstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1, nämlich in einer dritten Betriebsart. In dieser sind das Stellventil 7 und das weitere Stellventil 8 geschlossen und das Rückschlagventil 13 geöffnet. Entsprechend stellen sich die durch die Pfeile 23, 24 und 25 angedeuteten Durchströmungen ein.
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Die 5 schließlich zeigt erneut eine schematische Schnittdarstellung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1, nämlich in einer vierten Betriebsart. In dieser ist das Stellventil 7 geöffnet, das weitere Stellventil 8 geschlossen und das Rückschlagventil 13 geöffnet. Es stellen sich wiederum die Durchströmungen entsprechend der Pfeile 23, 24 und 25 ein.
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Die erste Betriebsart der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1 liegt insbesondere vor, falls eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Überdruckanschluss 3 und dem Auslassanschluss 6 größer ist als eine Druckdifferenz zwischen dem zweiten Überdruckanschluss 4 und dem Auslassanschluss 6 und zudem ein Unterdruck an dem Auslassanschluss 6 kleiner ist als ein Schwellenwert. Eine Unterdruckbereitstellung an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss 5 erfolgt durch eine Durchströmung der ersten Düse 21.
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Die zweite Betriebsart liegt vor, falls die Druckdifferenz zwischen dem ersten Überdruckanschluss 3 und dem Auslassanschluss 6 kleiner ist als die Druckdifferenz zwischen dem zweiten Überdruckanschluss 4 und dem Auslassanschluss 6 und wiederum der Unterdruck an dem Auslassanschluss 6 kleiner ist als der Schwellenwert. In diesem Fall erfolgt die Unterdruckbereitstellung an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss 5 durch eine Durchströmung der zweiten Düse 26.
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In der dritten Betriebsart ist der an dem Auslassanschluss 6 vorliegende Unterdruck größer als der Schwellenwert. In diesem Fall wird der Unterdruck an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss 5 unmittelbar an dem Auslassanschluss 6 bereitgestellt. In der dritten Betriebsart ist zudem die Druckdifferenz zwischen dem ersten Überdruckanschluss 3 und dem Auslassanschluss 6 größer als ein bestimmter Grenzwert.
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Ist hingegen die Druckdifferenz zwischen dem ersten Überdruckanschluss 3 und dem Auslassanschluss 6 kleiner als der Grenzwert, der Unterdruck an dem Auslassanschluss 6 jedoch weiterhin größer als der Schwellenwert, so liegt die vierte Betriebsart vor. In dieser ist das Stellventil geöffnet, sodass der an dem ersten Überdruckanschluss 3 vorliegende Überdruck in Richtung des Auslassanschlusses 6 abgebaut werden kann. Das Stellventil 7 liegt insoweit als Schubumluftventil vor.
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Die beschriebene Ausgestaltung der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1 hat den Vorteil, dass über einen weiteren Betriebsbereich der Antriebseinrichtung hinweg eine zuverlässige Unterdruckbereitstellung an dem wenigstens einen Unterdruckanschluss 5 gewährleistet ist. Zudem zeichnet sich die Unterdruckbereitstellungseinrichtung 1 durch das integrierte Schubumluftventil sowie geringen Bauraum beziehungsweise geringen Bauraumbedarf aus.
