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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine und einem eine Saugseite und eine Druckseite aufweisenden Verdichter. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 100 40 508 A1 bekannt. Diese beschreibt einen für eine Brennkraftmaschine vorgesehenen Abgasturbolader mit Turbine, Lagergehäuse, Verdichter, und einem zwischen Verdichter und Ansauganlage der Brennkraftmaschine angeordneten Ladeluftkühler. Dabei ist vorgesehen, dass das Lagergehäuse mit Luft zwangsgekühlt ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine und einem Verdichter vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Antriebseinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere einen äußerst flexiblen Betrieb bei gleichzeitig geringem Kostenaufwand ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einer Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Verdichter auf der Saugseite an ein saugseitiges Schaltventil angeschlossen ist, über das der Verdichter mit mehreren der folgenden Leitungen jeweils wahlweise strömungstechnisch verbindbar ist: eine zur Entlüftung an das Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeschlossene Entlüftungsleitung und eine an einen Auslassanschluss eines Laders der Brennkraftmaschine angeschlossene Ladeluftleitung, und/oder dass der Verdichter auf der Druckseite an ein druckseitiges Schaltventil angeschlossen ist, über das der Verdichter mit mehreren der folgenden Leitungen jeweils wahlweise strömungstechnisch verbindbar ist: eine an eine Sekundärlufteinrichtung der Brennkraftmaschine angeschlossene Sekundärluftleitung, eine an einen Einlassanschluss des Laders angeschlossene Einblasleitung und eine an eine Unterdruckbereitstellungseinrichtung angeschlossene Druckluftleitung.
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Die Antriebseinrichtung dient dem Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments mittels der Brennkraftmaschine. Beispielsweise ist die Antriebseinrichtung Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und insoweit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgebildet. Zusätzlich zu der Brennkraftmaschine verfügt die Antriebseinrichtung über den Verdichter, welcher die Saugseite und die Druckseite aufweist. Der Verdichter saugt Frischgas aus Richtung der Saugseite an und fördert es in Richtung der Druckseite beziehungsweise bis auf die Druckseite. Hierbei erfolgt vorzugsweise eine Druckerhöhung des Frischgases, sodass es auf der Druckseite einen höheren Druck aufweist als auf der Saugseite.
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Das Frischgas umfasst vorzugsweise Luft, insbesondere Frischluft. Es kann ausschließlich aus Luft beziehungsweise Frischluft bestehen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Frischgas in Form eines Luftgemischs vorliegt, zusätzlich zu der Luft beziehungsweise der Frischluft also wenigstens einen weiteren Bestandteil, beispielsweise Abgas, aufweist. In letzterem Fall liegt das Frischgas als Luft-Abgas-Gemisch vor.
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Der Verdichter ist vorzugsweise elektrisch angetrieben beziehungsweise elektrisch antreibbar. Er ist hierzu beispielsweise mit einem Elektromotor gekoppelt. Besonders bevorzugt ist der Verdichter ausschließlich elektrisch antreibbar. Der Verdichter kann in Form einer sogenannten Sekundärluftpumpe vorliegen, welche primär die Aufgabe hat, Sekundärluft zur Einbringung in einen Abgastrakt der Brennkraftmaschine bereitzustellen. Im Vergleich mit einer herkömmlichen Sekundärluftpumpe ist der Verdichter der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung jedoch wesentlich universeller einsetzbar.
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Hierzu ist er beispielsweise auf seiner Saugseite an das saugseitige Schaltventil und/oder auf der Druckseite an das druckseitige Schaltventil angeschlossen.
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Es kann vorgesehen sein, dass entweder nur das saugseitige Schaltventil, nur das druckseitige Schaltventil oder aber beide Schaltventile realisiert sind. Über das saugseitige Schaltventil ist der Verdichter an die Entlüftungsleitung und an die Ladeluftleitung strömungstechnisch angeschlossen. Mittels des saugseitigen Schaltventils kann eingestellt werden, mit welchen dieser Leitungen die Saugseite des Verdichters in Strömungsverbindung steht. In einer ersten Einstellung des saugseitigen Schaltventils steht der Verdichter mit der Entlüftungsleitung in Strömungsverbindung, wohingegen die Strömungsverbindung zu der Ladeluftleitung unterbrochen ist. In einer zweiten Schaltstellung des saugseitigen Schaltventils hingegen ist die Strömungsverbindung zwischen dem Verdichter und der Entlüftungsleitung unterbrochen, die Strömungsverbindung zu der Ladeluftleitung jedoch hergestellt.
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Zusätzlich oder alternativ zu dem saugseitigen Schaltventil liegt das druckseitige Schaltventil vor. Über dieses ist der Verdichter an wenigstens zwei der nachfolgend genannten Leitungen angeschlossen: Sekundärluftleitung, Einblasleitung und Druckluftleitung. Es müssen also nicht alle der genannten Leitungen vorliegen. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass lediglich die Sekundärluftleitung und die Einblasleitung, lediglich die Sekundärluftleitung und die Druckluftleitung oder lediglich die Einblasleitung und die Druckluftleitung vorliegen. Bevorzugt ist der Verdichter über das druckseitige Schaltventil jedoch an alle drei der genannten Leitungen angeschlossen, also an die Sekundärluftleitung, die Einblasleitung und die Druckluftleitung.
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Mittels des druckseitigen Schaltventils kann der Verdichter in eine exklusive Strömungsverbindung mit einer der an ihn über das druckseitige Schaltventil angeschlossenen Leitungen gebracht werden. Liegen alle drei Leitungen vor, so ist der Verdichter in einer ersten Stellung des druckseitigen Schaltventils mit der Sekundärluftleitung strömungsverbunden und von der Einblasleitung und der Druckluftleitung getrennt. In einer zweiten Schaltstellung liegt die Strömungsverbindung zwischen dem Verdichter und der Einblasleitung vor, wohingegen sie zu der Sekundärluftleitung und der Druckluftleitung unterbrochen ist. In der dritten Schaltstellung wiederum ist der Verdichter mit der Druckluftleitung strömungsverbunden, die Strömungsverbindung zwischen dem Verdichter und der Sekundärluftleitung und der Einblasleitung ist hingegen unterbrochen. Dies gilt im übertragenen Sinne auch für eine Ausgestaltung der Antriebseinrichtung, bei welcher lediglich zwei der drei genannten Leitungen vorliegen, wobei dann entsprechend weniger Schaltstellungen des druckseitigen Schaltventils einstellbar sind. Ist lediglich eine der genannten Leitungen ausgeführt, so ist diese permanent mit der Druckseite verbunden.
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Die Entlüftungsleitung dient dem Entlüften des Zylinderkurbelgehäuses. In anderen Worten kann über die Entlüftungsleitung in dem Zylinderkurbelgehäuse vorliegendes Fluid beziehungsweise Medium, beispielsweise ein Gas oder ein gasförmiges Gemisch, mithilfe des Verdichters aus dem Zylinderkurbelgehäuse abgesaugt werden.
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Über die Ladeluftleitung kann mithilfe des Verdichters Ladeluft angesaugt werden, also Luft, die mithilfe des Laders bereits verdichtet wurde. Anders ausgedrückt liegt der Auslassanschluss des Laders auf einer Druckseite des Laders vor. Der Einlassanschluss ist hingegen saugseitig des Laders vorgesehen. Unter dem Lader ist beispielsweise ein Verdichter eines Abgasturboladers oder ein Kompressor beziehungsweise ein Gebläse, vorzugsweise ein Roots-Gebläse, zu verstehen.
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Die Sekundärlufteinrichtung dient dem Einbringen von Sekundärluft, vorzugsweise in den Abgastrakt der Brennkraftmaschine. Hierdurch wird das Abgas mit Frischgas, insbesondere mit Sauerstoff angereichert, sodass noch in dem Abgas vorhandener Kraftstoff oxidiert werden kann, beispielsweise in einer Abgasreinigungseinrichtung, vorzugsweise einem Abgaskatalysator oder einem Partikelfilter. Die Sekundärlufteinrichtung weist vorzugsweise wenigstens ein Sekundärluftventil auf, mittels welchem Sekundärluft aus der Sekundärluftleitung eingebracht werden kann, insbesondere in den Abgastrakt.
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Über den Einlassanschluss des Laders, welcher auf dessen Saugseite vorliegt, kann mithilfe des Verdichters gefördertes Frischgas zusätzlich zu dem ohnehin von dem Lader angesaugten Frischgas in diesen eingebracht werden. Durch die zusätzlich dem Lader zugeführte Frischgasmasse kann eine Beschleunigung eines Laufrads des Laders erzielt werden.
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Die Unterdruckbereitstellungseinrichtung schließlich dient dem Bereitstellen eines Unterdrucks unter Verwendung des mittels des Verdichters geförderten Frischgases. Hierzu wird der Unterdruckbereitstellungseinrichtung über die Druckluftleitung das Frischgas von der Druckseite des Verdichters zugeführt und nachfolgend zum Erzeugen des Unterdrucks herangezogen. Der mittels der Unterdruckbereitstellungseinrichtung bereitgestellte Unterdruck kann beispielsweise zum Entlüften des Zylinderkurbelgehäuses der Brennkraftmaschine und/oder eines Kohlenwasserstofffilters, beispielsweise eines Aktivkohlefilters, verwendet werden.
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Es zeigt sich, dass im Rahmen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung mittels eines einzigen Verdichters zahlreiche Anwendungsfälle abgedeckt werden. Dies ist vor allem von Bedeutung, weil bekannte Sekundärluftpumpen lediglich zeitweise in Betrieb sind, nämlich üblicherweise während eines Warmlaufbetriebs der Brennkraftmaschine, während welchem eine möglichst rasche Erwärmung der Brennkraftmaschine und/oder des Abgastrakts gewünscht ist. Hat die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht, so wird die Sekundärluftpumpe abgeschaltet und nicht mehr oder allenfalls lediglich zeitweise betrieben. Aus diesem Grund wird die Sekundärluftpumpe beziehungsweise der Verdichter nun zusätzlich anderen Verwendungszwecken zugeführt, sodass auf einen weiteren separaten Verdichter beziehungsweise eine weitere Pumpe verzichtet werden kann. Entsprechend wird der Bauraumbedarf der Antriebseinrichtung im Vergleich mit bekannten Antriebseinrichtungen deutlich reduziert.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Entlüftungsleitung über ein Rückschlagventil an das saugseitige Schaltventil und/oder über ein weiteres Rückschlagventil an ein Saugrohr der Brennkraftmaschine und/oder einen Kohlenwasserstofffilter der Brennkraftmaschine strömungstechnisch angeschlossen ist. Das Rückschlagventil ist derart ausgestaltet, dass lediglich eine Strömung von dem Zylinderkurbelgehäuse in Richtung des Verdichters zugelassen wird. Eine Strömung in die umgekehrte Richtung wird unterbunden. Insbesondere falls das Rückschlagventil zwischen dem Verdichter und der Entlüftungsleitung vorliegt, ist vorzugsweise das weitere Rückschlagventil vorgesehen, über welches die Entlüftungsleitung an das Saugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. In anderen Worten ist die Entlüftungsleitung einerseits an das Zylinderkurbelgehäuse und andererseits sowohl über das Rückschlagventil an den Verdichter als auch über das weitere Rückschlagventil an das Saugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen.
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Das weitere Rückschlagventil ist derart ausgestaltet, dass es lediglich eine Strömung aus Richtung des Zylinderkurbelgehäuses in Richtung des Saugrohrs zulässt, eine gegensätzliche Strömung jedoch unterbindet. Mithilfe des Rückschlagventils und des weiteren Rückschlagventils wird vorzugsweise erzielt, dass das Zylinderkurbelgehäuse stets mit derjenigen Einrichtung strömungsverbunden wird, an welcher der höhere Unterdruck vorliegt, also entweder dem Verdichter oder dem Saugrohr. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Kohlenwasserstofffilter der Brennkraftmaschine an die Entlüftungsleitung angeschlossen ist. Hierzu dient beispielsweise das weitere Rückschlagventil oder ein zusätzliches weiteres Rückschlagventil.
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Der Kohlenwasserstofffilter liegt beispielsweise in Form eines Aktivkohlefilters vor und dient dem Zwischenspeichern von Kohlenwasserstoffen, welche beispielsweise während einer Entlüftung der Brennkraftmaschine und/oder eines Kraftstofftanks der Brennkraftmaschine, anfallen. Das dem Kohlenwasserstofffilter zugeordnete weitere Rückschlagventil ist derart ausgestaltet, dass es lediglich eine Strömung aus Richtung des Kohlenwasserstofffilters in Richtung des Verdichters zulässt. Mithilfe des Verdichters kann ein Spülen des Kohlenwasserstofffilters umgesetzt werden, während welchem in dem Kohlenwasserstofffilter zwischengespeicherte Kohlenwasserstoffe aus diesein ausgetragen werden. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung wird eine noch größere Flexibilität erzielt.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ladeluftleitung strömungstechnisch zwischen dem Auslassanschluss und einer Drosselklappe aus dem Saugrohr der Brennkraftmaschine strömungstechnisch abzweigt. Der Auslassanschluss des Laders ist strömungstechnisch über das Saugrohr an die Brennkraftmaschine angeschlossen. In dem Saugrohr ist die Drosselklappe vorgesehen, mittels welcher ein Durchströmungsquerschnitt des Saugrohrs einstellbar ist. Strömungstechnisch zwischen dem Auslassanschluss und der Drosselklappe ist die Ladeluftleitung an das Saugrohr angeschlossen. Das bedeutet, dass über die Ladeluftleitung mittels des Laders bereits verdichtetes Frischgas stromaufwärts der Drosselklappe aus dem Saugrohr entnehmbar ist. An dieser Stelle weist das mittels des Laders geförderte Frischgas üblicherweise seinen höchsten Druck auf. Dem Verdichter wird insoweit Frischgas auf seiner Saugseite mit einem möglichst hohen Druck bereitgestellt.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass über die Einblasleitung mittels des Verdichters gefördertes Frischgas zur Beschleunigung eines Laufrads des Laders durch den Einlassanschluss einbringbar ist. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Durch das Einbringen des Frischgases wird zum einen die Frischgasmasse durch den Verdichter vergrößert, insbesondere wenn gleichzeitig Frischgas über die Ladeluftleitung auslassseitig des Laders entnommen wird, sodass der Lader ein geringeres Druckverhältnis zu überwinden hat. Das Einbringen des Frischgases über die Einblasleitung in den Lader kann jedoch zusätzlich derart erfolgen, dass das Frischgas mit einer Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung bezüglich einer Drehachse des Laufrads auf das Laufrad geführt wird, sodass die kinetische Energie des Frischgases zur Beschleunigung des Laufrads führt. Durch das Einbringen des Frischgases über die Einblasleitung wird eine Ansprechzeit des Laders deutlich verbessert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Unterdruckbereitstellungseinrichtung eine Saugstrahlpumpe ist, der mittels des Verdichters gefördertes Frischgas zuführbar ist. Auf die Verwendung der Saugstrahlpumpe zur Bereitstellung des Unterdrucks wurde ebenfalls bereits hingewiesen. Zum Betrieb der Saugstrahlpumpe ist das Treibgas notwendig, welches in Form des Frischgases der Saugstrahlpumpe zugeführt wird. Hierdurch wird die erwähnte hohe Flexibilität der Antriebseinrichtung realisiert.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Druckluftleitung an einen Treibgaseinlassanschluss der Saugstrahlpumpe strömungstechnisch angeschlossen ist und der Treibgaseinlassanschluss zusätzlich strömungstechnisch an den Auslassanschluss des Laders angeschlossen ist. Über den Treibgaseinlassanschluss wird der Saugstrahlpumpe das Treibgas zugeführt. Hierzu ist die Druckluftleitung an den Treibgasanschluss angeschlossen. Zusätzlich ist der Treibgasanschluss strömungstechnisch an den Auslassanschluss des Laders angeschlossen, sodass die Saugstrahlpumpe wahlweise mit mittels des Verdichters gefördertem Frischgas oder mit mittels des Laders gefördertem Frischgas betrieben werden kann. Hierdurch wird in allen Betriebsbereichen der Antriebseinrichtung eine zuverlässige Beaufschlagung der Saugstrahlpumpe mit Frischgas gewährleistet.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Sauganschluss der Saugstrahlpumpe an das Zylinderkurbelgehäuse und/oder den Kohlenwasserstofffilter der Brennkraftmaschine strömungstechnisch angeschlossen ist. An dem Sauganschluss stellt die Saugstrahlpumpe Unterdruck bereit. Die Saugstrahlpumpe dient dem Entlüften des Zylinderkurbelgehäuses und/oder dem Spülen des Kohlenstoffwasserstofffilters. Hierzu ist der Sauganschluss entweder an das Zylinderkurbelgehäuse, den Kohlenwasserstofffilter oder beide angeschlossen. Hierdurch wird die bereits erwähnte hohe Flexibilität der Antriebseinrichtung erzielt.
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Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Auslassanschluss der Saugstrahlpumpe an eine Saugseite des Laders strömungstechnisch angeschlossen ist. Aus dem Auslassanschluss der Saugstrahlpumpe tritt das Treibgas zusammen mit dem über den Sauganschluss angesaugten Fluid aus. Beide werden der Saugseite des Laders zugeführt, sodass sie schlussendlich in das Saugrohr und anschließend in die Brennkraftmaschine beziehungsweise einen Brennraum wenigstens eines Zylinders der Brennkraftmaschine gelangen. Hierdurch werden eventuell in dem angesaugten Fluid enthaltene Kohlenwasserstoffe zuverlässig verbrannt beziehungsweise oxidiert.
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Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Kohlenwasserstofffilter an den Sauganschluss der Saugstrahlpumpe und an das Saugrohr der Brennkraftmaschine jeweils über ein Rückschlagventil strömungstechnisch angeschlossen ist. Zum Spülen des Kohlenwasserstofffilters wird an ihm ein Unterdruck angelegt, durch welchen Luft in den Kohlenwasserstofffilter gesaugt wird, welches die in dem Kohlenwasserstofffilter vorliegenden Kohlenwasserstoffe austragen und mitnehmen, nämlich in Richtung des Sauganschlusses der Saugstrahlpumpe beziehungsweise des Saugrohrs der Brennkraftmaschine.
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Um über einen weiten Bereich an Betriebspunkten der Antriebseinrichtung, insbesondere über alle Betriebspunkte der Antriebseinrichtung hinweg ein zuverlässiges Spülen des Kohlenwasserstofffilters sicherzustellen, ist der Kohlenwasserstofffilter sowohl an die Saugstrahlpumpe als auch an das Saugrohr strömungstechnisch angeschlossen, nämlich jeweils über ein Rückschlagventil. Mithilfe der Rückschlagventile wird sichergestellt, dass Fluid stets lediglich aus Richtung des Kohlenwasserstofffilters in Richtung des Sauganschlusses oder in Richtung des Saugrohrs strömen kann. Hierdurch wird ein zuverlässiges Spülen des Kohlenwasserstofffilters sichergestellt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, insbesondere einer Antriebseinrichtung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Antriebseinrichtung über eine Brennkraftmaschine und einen eine Saugseite und eine Druckseite aufweisenden Verdichter verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass der Verdichter auf der Saugseite an ein saugseitiges Schaltventil angeschlossen ist, über das der Verdichter mit mehreren der folgenden Leitungen jeweils wahlweise strömungstechnisch verbunden werden kann: eine zur Entlüftung an das Zylinderkurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeschlossene Entlüftungsleitung und eine an einen Auslassanschluss eines Laders der Brennkraftmaschine angeschlossene Ladeluftleitung, und/oder dass der Verdichter auf der Druckseite an ein druckseitiges Schaltventil angeschlossen ist, über das der Verdichter mit mehreren der folgenden Leitungen jeweils wahlweise strömungstechnisch verbunden werden kann: eine an eine Sekundärlufteinrichtung der Brennkraftmaschine angeschlossene Sekundärluftleitung, eine an einen Einlassanschluss des Laders angeschlossene Einblasleitung und eine an eine Unterdruckbereitstellungseinrichtung angeschlossene Druckluftleitung.
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Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung 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 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 Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine und einem Verdichter in einer ersten Ausführungsform, sowie
- 2 eine schematische Darstellung der Antriebseinrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1, die über eine Brennkraftmaschine 2 verfügt. Der Brennkraftmaschine 2 ist ein Lader 3 zugeordnet, mittels welchem Frischgas von einer Saugseite 4 des Laders 3 in Richtung einer Druckseite 5 des Laders 3 gefördert werden kann.
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Der Lader 3 ist beispielsweise als Verdichter eines Abgasturboladers ausgebildet. Er kann jedoch alternativ auch in Form eines Kompressors oder dergleichen vorliegen. Der Lader 3 ist auf seiner Druckseite 5 an ein Saugrohr 6 der Brennkraftmaschine 2 angeschlossen, in welchem eine Drosselklappe 7 vorliegt. Ebenso ist ein Ladeluftkühler 8 (optional) dem Saugrohr 6 zugeordnet beziehungsweise das Saugrohr 6 über den Ladeluftkühler 8 an die Brennkraftmaschine 2 strömungstechnisch angeschlossen. Ein Zylinderkurbelgehäuse 9 der Brennkraftmaschine 2 ist über ein, insbesondere in einer PCV-Leitung angeordnetes, Rückschlagventil 10 strömungstechnisch an die Saugseite 4 des Laders 3 angeschlossen.
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Zusätzlich zu der Brennkraftmaschine 2 und dem Lader 3 verfügt die Antriebseinrichtung 1 über einen Verdichter 11, welcher vorzugsweise rein elektrisch antreibbar ist und hierzu mit einem Elektromotor 12 gekoppelt ist. Der Verdichter 11 weist eine Saugseite 13 und eine Druckseite 14 auf. Der Verdichter 11 saugt Frischgas von der Saugseite 13 an und fördert es in Richtung der Druckseite 14. Der Verdichter 11 ist auf seiner Saugseite 13 an ein saugseitiges Schaltventil 15 und auf seiner Druckseite 14 an ein druckseitiges Schaltventil 16 strömungstechnisch angeschlossen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verdichter 11 über das saugseitige Schaltventil 15 entweder mit einer Entlüftungsleitung 17 oder einer Ladeluftleitung 18 strömungstechnisch verbunden.
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Die Entlüftungsleitung 17 mündet auf ihrer dem Schaltventil 15 abgewandten Seite in das Zylinderkurbelgehäuse 9 der Brennkraftmaschine 2 ein und dient einer Entlüftung des Zylinderkurbelgehäuses 9. Die Ladeluftleitung 18 ist strömungstechnisch an die Druckseite 5 des Laders 3 angeschlossen. Sie mündet hierzu strömungstechnisch zwischen der Druckseite 5 des Laders 3 und der Drosselklappe 7 in das Saugrohr 6 ein. Die Entlüftungsleitung 17 ist über ein Rückschlagventil 19 strömungstechnisch an das saugseitige Schaltventil 15 angeschlossen. Ein weiteres Rückschlagventil 20 ist strömungstechnisch zwischen der Entlüftungsleitung 17 und dem Saugrohr 6 angeordnet. Über ein Rückschlagventil 21 schließlich ist ein hier nicht dargestellter Kohlenwasserstofffilter der Brennkraftmaschine 2 strömungstechnisch an die Entlüftungsleitung 17 angeschlossen.
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An das druckseitige Schaltventil 16 sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sekundärluftleitung 22 und eine Einblasleitung 23 strömungstechnisch angeschlossen, mit welchem der Verdichter 11 druckseitig wahlweise in Strömungsverbindung steht. Die Sekundärluftleitung 22 ist auf ihrer dem Verdichter 11 abgewandten Seite an eine Sekundärluftleinrichtung 24 angeschlossen, welche vorzugsweise über ein Sekundärluftventil 25 verfügt. Über die Sekundärluftleitung 22 ist bei geöffnetem Sekundärluftventil 25 Frischgas in Form von Sekundärluft in einen Abgastrakt 26 der Brennkraftmaschine 2 einbringbar. Von dem Abgastrakt 26 ist hier lediglich ein Abgaskrümmer dargestellt.
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Über die Einblasleitung 23 kann mittels des Verdichters 11 verdichtetes Frischgas dem Lader 3 auf seiner Saugseite 4 zugeführt werden. Hierdurchkann eine Beschleunigung eines Laufrads des Laders 3 erzielt werden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das saugseitige Schaltventil 15 derart eingestellt, dass die Saugseite 13 des Verdichters 11 mit der Ladeluftleitung 18 in Strömungsverbindung steht. Das druckseitige Schaltventil 16 ist hingegen derart eingestellt, dass die Druckseite 14 des Verdichters 11 mit der Sekundärluftleitung 22 in Strömungsverbindung steht. Das Schaltventil 15 kann selbstredend derart eingestellt werden, dass die Saugseite 13 mit der Entlüftungsleitung 17 in Strömungsverbindung steht und das Schaltventil 16, das die Druckseite 14 mit der Einblasleitung 23 in Strömungsverbindung steht.
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Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1. Diese ähnelt in wesentlichen Punkten der ersten Ausführungsform, sodass grundsätzlich auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Die Unterschiede liegen darin, dass lediglich das druckseitige Schaltventil 16, nicht jedoch das saugseitige Schaltventil 15 vorliegen. Zudem ist strömungstechnisch parallel zu dem Rückschlagventil 10 ein weiteres Rückschlagventil 27 an das Zylinderkurbelgehäuse 9 der Brennkraftmaschine 2 angeschlossen, welche auf seiner dem Zylinderkurbelgehäuse 9 abgewandten Seite an das Saugrohr 6 strömungstechnisch angeschlossen ist. Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass die Antriebseinrichtung 1 optional einen oder mehrere Drucksensoren 28 zur Diagnose aufweist, welche hier lediglich beispielhaft angedeutet sind. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Temperatursensoren 29 vorliegen.
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Das druckseitige Schaltventil 16 ist auf seiner dem Verdichter 11 abgewandten Seite an eine Druckluftleitung 30, die Einblasleitung 23 und die Sekundärluftleitung 22 angeschlossen. Mittels des Schaltventils 16 kann jede dieser Leitungen 30, 23 und 22 wahlweise mit mittels des Verdichters 11 gefördertem Frischgas beaufschlagt werden. Die Druckluftleitung 30 ist über ein Ventil 31, beispielsweise ein Schubumluftventil, strömungstechnisch an eine Unterdruckbereitstellungseinrichtung 32 angeschlossen, insbesondere an eine Saugstrahlpumpe 33 der Unterdruckbereitstellungseinrichtung 32. Die Saugstrahlpumpe 33 weist einen Treibgaseinlassanschluss 34, einen Sauganschuss 35 und einen Auslassanschluss 36 auf. Zusätzlich oder alternativ kann ein weiterer Treibgaseinlassanschluss 37 vorliegen.
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Über den Treibgaseinlassanschluss 34 ist die Druckluftleitung 30 an die Saugstrahlpumpe 33 strömungstechnisch angeschlossen. Der Sauganschluss 35 ist strömungstechnisch über ein Rückschlagventil 38 an die Entlüftungsleitung 17 angeschlossen. Beispielsweise ist das Rückschlagventil 38 derart ausgestaltet, dass es die Entlüftungsleitung 17 entweder mit dem Sauganschluss 35 oder dem Saugrohr 6 in Strömungsverbindung setzt, je nachdem, wo ein höherer Unterdruck vorliegt. Der Auslassanschluss 36 der Saugstrahlpumpe 33 ist an die Saugseite 4 des Laders 3 strömungstechnisch angeschlossen. Der weitere Treibgaseinlassanschluss 37 ist vorzugsweise an das Saugrohr 6 strömungstechnisch angeschlossen, nämlich stromaufwärts der Drosselklappe 7, also strömungstechnisch zwischen der Druckseite 5 des Laders 3 und der Drosselklappe 7. Zwischen dem Auslassanschluss 36 und dem weiteren Treibgaseinlassanschluss 37 kann ein weiteres Ventil 39 vorliegen, welches ebenfalls als Schubumluftventil ausgestaltet sein kann.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kohlenwasserstofffilter über ein Rückschlagventil 40 an einen weiteren Sauganschluss 41 der Saugstrahlpumpe 33 und gleichzeitig über ein Rückschlagventil 42 an das Saugrohr 6 strömungstechnisch angeschlossen. Die Rückschlagventile 40 und 42 sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie den Kohlenwasserstofffilter stets mit demjenigen Element verbinden, an welchem der höhere Unterdruck - beziehungsweise der niedrigere Druck - vorliegt, also entweder mit dem Sauganschluss 41 oder dem Saugrohr 6. Es kann vorgesehen sein, dass der Verdichter 11 auf seiner Saugseite 13 an einen Frischgaseinlass (nicht dargestellt) angeschlossen ist, vorzugsweise über ein Frischgasmassenstrommessgerät 43.
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Die beschriebenen Ausgestaltungen der Antriebseinrichtung 1 ermöglichen den Verzicht auf separate Pumpen, beispielsweise auf eine separate Sekundärluftpumpe. Stattdessen kann die Funktion zahlreicher Verdichter beziehungsweise Pumpen von dem einzelnen Verdichter 11 übernommen werden, welcher mittels des Schaltventils 15, des Schaltventils 16 oder beiden derart eingestellt werden kann, dass die gewünschte Funktionalität realisiert ist. Insgesamt wird somit ein äußerst flexibler Betrieb der Antriebseinrichtung 1 bei gleichzeitig geringem Platzbedarf realisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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