DE102023127282A1

DE102023127282A1 - Arbeitsfahrzeugselbstzündungsantriebssystem mit einlasswärmetauscher

Info

Publication number: DE102023127282A1
Application number: DE102023127282.9A
Authority: DE
Inventors: Craig W. Lohmann; Jocob M. Rosswurm; Scott Miles; David Arntz; Darin Treptow
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2023-10-06
Publication date: 2024-05-02
Also published as: US11795869B1; US20240141824A1

Abstract

Das Antriebssystem umfasst einen Selbstzündungsmotor, der dazu konfiguriert ist, Einlassgas zu verbrennen; eine Einlassanordnung, die für den Einlass von Ladeluft konfiguriert ist; eine Auslassanordnung zum Empfangen eines ersten Teils des Abgases; eine AGR-Anordnung zum Empfangen eines zweiten Teils des Abgases als AGR-Gas; einen ersten Mischer zum selektiven Vermischen eines ersten Teils des AGR-Gases und der Ladeluft als Mischgas; einen Einlasswärmetauscher, der stromaufwärts oder stromabwärts des ersten Mischers positioniert und jeweils dazu konfiguriert ist, die Einlassladeluft oder das Mischgas aufzunehmen, so dass Wärmeaustausch mit dem Motorkühlmittel stattfindet; einen zweiten Mischer, der stromabwärts des ersten Mischers und des Einlasswärmetauschers positioniert und dazu konfiguriert ist, selektiv einen zweiten Teil des AGR-Gases und das Mischgas aufzunehmen und zu vermischen, um das Einlassgas zu bilden; und einen Einlasskrümmer, der dazu konfiguriert ist, das Einlassgas in den Motor zu leiten.

Description

Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Arbeitsfahrzeuge und insbesondere auf Arbeitsfahrzeugantriebssysteme und -verfahren.
Schwere Arbeitsfahrzeuge, die z. B. in der Bau-, Landwirtschafts- und Forstindustrie eingesetzt werden, umfassen in der Regel ein Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor. Bei vielen Arbeitsfahrzeugen umfasst das Antriebssystem einen Dieselmotor, der für zugehörige Arbeitsvorgänge stärker ausgeprägte Eigenschaften in Bezug auf untertourigen Motorbetrieb, Pull-down und Drehmoment aufweisen kann. Motoren, die auf Diesel oder anderen Arten von fossilen Kraftstoffen basieren, können jedoch unerwünschte Emissionen erzeugen.
Ethanol, das aus erneuerbaren Ressourcen, wie z. B. Mais oder Zuckerrohr, gewonnen wird, ist als eine Kraftstoffquelle zur Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen verwendet worden. In der Regel wird auf den allgemeinen Kraftfahrzeugverbrauchermärkten Ethanol mit Benzin vermischt und von Fremdzündungsmotoren verwendet. Diese Art von Verwendung und derartige Motoren eignen sich jedoch in der Regel nicht zur Verwendung bei schweren Arbeitsanwendungen.
Die Offenbarung stellt ein Arbeitsfahrzeugselbstzündungsantriebssystem mit einem Einlasswärmetauscher zur Ermöglichung von Zündung und zur Unterstützung des Betriebs in einem Bereich von Bedingungen bereit.
Bei einem Aspekt stellt die Offenbarung ein Antriebssystem für ein Arbeitsfahrzeug bereit. Das Antriebssystem umfasst einen Selbstzündungsmotor, der dazu konfiguriert ist, Einlassgas zur Erzeugung von mechanischer Leistung und Abgas aufzunehmen und zu verbrennen; eine Einlassanordnung, die für den Einlass von Ladeluft konfiguriert ist; eine Auslassanordnung, die dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des von dem Selbstzündungsmotor erzeugten Abgases aufzunehmen; eine AGR(Abgasrückführung)-Anordnung, die dazu konfiguriert ist, einen zweiten Teil des von dem Selbstzündungsmotor erzeugten Abgases als AGR-Gas aufzunehmen; einen ersten Mischer, der dazu konfiguriert ist, selektiv einen ersten Teil des AGR-Gases und die Ladeluft aufzunehmen und als Mischgas zu vermischen; einen Einlasswärmetauscher, der entweder stromaufwärts des ersten Mischers oder stromabwärts des ersten Mischers positioniert und jeweils dazu konfiguriert ist, die Einlassladeluft oder das Mischgas aufzunehmen, so dass Wärmeaustausch zwischen in dem Einlasswärmetauscher zirkulierendem Motorkühlmittel und der Einlassladeluft oder dem Mischgas stattfindet; einen zweiten Mischer, der stromabwärts des ersten Mischers und des Einlasswärmetauschers positioniert und dazu konfiguriert ist, selektiv einen zweiten Teil des AGR-Gases und das Mischgas aufzunehmen und zu vermischen, um das Einlassgas zu bilden; und einen Einlasskrümmer, der dazu konfiguriert ist, das Einlassgas von dem zweiten Mischer aufzunehmen und zur Verbrennung in den Selbstzündungsmotor zu leiten.
Der Selbstzündungsmotor ist dazu konfiguriert, mit einem Kraftstoff mit geringer Cetanzahl betrieben zu werden.
Der Selbstzündungsmotor ist dazu konfiguriert, mit einem Kraftstoff, der einen Cetanwert von unter 40 aufweist, betrieben zu werden.
Der Einlasswärmetauscher ist stromabwärts des ersten Mischers positioniert, so dass der Wärmeaustausch zwischen dem in dem Einlasswärmetauscher zirkulierenden Motorkühlmittel und dem Mischgas stattfindet.
Der Einlasswärmetauscher ist dazu konfiguriert, bei einem ersten Satz von Bedingungen das Mischgas zu erhitzen.
Der Einlasswärmetauscher ist dazu konfiguriert, bei einem zweiten Satz von Bedingungen das Mischgas abzukühlen.
Das Antriebssystem umfasst ferner: ein erstes AGR-Ventil, das dazu konfiguriert ist, eine Menge des ersten Teils des zu dem ersten Mischer geleiteten AGR-Gases zu steuern, und ein zweites AGR-Ventil, das dazu konfiguriert ist, eine Menge des zweiten Teils des zu dem zweiten Mischer geleiteten AGR-Gases zu steuern.
Das Antriebssystem umfasst ferner eine Steuerung, die mit dem ersten AGR-Ventil und dem zweiten AGR-Ventil gekoppelt und dazu konfiguriert ist, das erste AGR-Ventil und das zweite AGR-Ventil zu steuern, so dass das Einlassgas eine solche Temperatur aufweist, dass sich das Einlassgas bei Verdichtung selbst entzündet.
Die Einlassanordnung umfasst mindestens einen Verdichter, der dazu konfiguriert ist, die Einlassladeluft stromaufwärts des ersten Mischers aufzunehmen und zu verdichten.
Die Auslassanordnung umfasst mindestens eine Turbine, die von dem ersten Teil des Abgases angetrieben wird und mit dem mindestens einen Verdichter zum Antrieb drehbar gekoppelt ist.
Die Einlassanordnung umfasst zwei Verdichter, und die Auslassanordnung umfasst zwei Turbinen, die zusammen Doppelturbolader bilden.
Die Einlassanordnung umfasst ferner einen zwischen den zwei Verdichtern positionierten Zwischenkühler zum Kühlen der Einlassladeluft.
Das Antriebssystem umfasst ferner einen Kühler, der zum Kühlen des Motorkühlmittels konfiguriert ist.
Die AGR-Anordnung umfasst ferner einen AGR-Kühler, der zum Kühlen des AGR-Gases stromaufwärts des ersten Mischers konfiguriert ist.
Der AGR-Kühler und die Einlasswärmetauscher sind separate Wärmetauscher.
Bei einem weiteren Aspekt stellt die Offenbarung ein Arbeitsfahrzeug mit einem Chassis; einer auf dem Chassis gestützten Antriebsanordnung und einem Antriebssystem, das auf dem Chassis gestützt wird und zum Antrieb der Antriebsanordnung konfiguriert ist, bereit. Das Antriebssystem umfasst einen Selbstzündungsmotor, der dazu konfiguriert ist, Einlassgas zur Erzeugung von mechanischer Leistung und Abgas aufzunehmen und zu verbrennen; eine Einlassanordnung, die für den Einlass von Ladeluft konfiguriert ist; eine Auslassanordnung, die dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des von dem Selbstzündungsmotor erzeugten Abgases aufzunehmen; eine AGR (Abgasrückführung)-Anordnung, die dazu konfiguriert ist, einen zweiten Teil des von dem Selbstzündungsmotor erzeugten Abgases als AGR-Gas aufzunehmen; einen ersten Mischer, der dazu konfiguriert ist, selektiv einen ersten Teil des AGR-Gases und die Ladeluft aufzunehmen und als Mischgas zu vermischen; einen Einlasswärmetauscher, der entweder stromaufwärts des ersten Mischers oder stromabwärts des ersten Mischers positioniert und jeweils dazu konfiguriert ist, die Einlassladeluft oder das Mischgas aufzunehmen, so dass Wärmeaustausch zwischen in dem Einlasswärmetauscher zirkulierendem Motorkühlmittel und der Einlassladeluft oder dem Mischgas stattfindet; einen zweiten Mischer, der stromabwärts des ersten Mischers und des Einlasswärmetauschers positioniert und dazu konfiguriert ist, selektiv einen zweiten Teil des AGR-Gases und das Mischgas aufzunehmen und zu vermischen, um das Einlassgas zu bilden; und einen Einlasskrümmer, der dazu konfiguriert ist, das Einlassgas von dem zweiten Mischer aufzunehmen und zur Verbrennung in den Selbstzündungsmotor zu leiten.
Der Selbstzündungsmotor ist dazu konfiguriert, mit einem Kraftstoff mit geringer Cetanzahl betrieben zu werden.
Der Selbstzündungsmotor ist dazu konfiguriert, mit einem Kraftstoff, der einen Cetanwert von unter 40 aufweist, betrieben zu werden.
Der Einlasswärmetauscher ist stromabwärts des ersten Mischers positioniert, so dass der Wärmeaustausch zwischen dem in dem Einlasswärmetauscher zirkulierenden Motorkühlmittel und dem Mischgas stattfindet. Der Einlasswärmetauscher ist dazu konfiguriert, bei einem ersten Satz von Bedingungen das Mischgas zu erhitzen; und der Einlasswärmetauscher ist dazu konfiguriert, bei einem zweiten Satz von Bedingungen das Mischgas abzukühlen.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beiliegenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung angeführt. Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.

1 ist eine vereinfachte Seitenansicht eines beispielhaften Arbeitsfahrzeugs in Form eines Traktors, bei dem ein Antriebssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann;
2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Antriebssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Antriebssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform; und
4 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Antriebssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.

In den verschiedenen Zeichnungen geben gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente an.
Nachstehend werden ein oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen des offenbarten Antriebssystems und Verfahrens, wie in den vorstehend kurz beschriebenen beigefügten Figuren der Zeichnungen gezeigt, beschrieben. Für den Fachmann kommen möglicherweise verschiedene Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen in Betracht. Die vorliegende Erörterung kann sich mitunter auf die beispielhafte Anwendung eines Antriebssystems in einem Traktor konzentrieren, das offenbarte Antriebssystem ist jedoch auch auf andere Arten von Arbeitsmaschinen und/oder andere Arten von Motorsystemen anwendbar.
Arbeitsfahrzeuge können Antriebssysteme umfassen, die in der Regel Dieselmotoren aufweisen, um Drehmoment bei den verschiedensten Anwendungen, wie z. B. Fernlaster, Traktoren, landwirtschaftlichen oder Baufahrzeugen, Übertagebauausrüstung, nicht elektrischen Lokomotiven, stationären Energiegeneratoren und dergleichen zu erzeugen. Obgleich derartige Motoren vorteilhafte Energie- und Leistungseigenschaften aufweisen können, können Motoren auf Basis von Diesel oder anderen Arten von fossilen Kraftstoffen unerwünschte Emissionen erzeugen. Im Gegensatz dazu wird Ethanol, das aus erneuerbaren Ressourcen, wie z. B. Mais oder Zuckerrohr, gewonnen wird, als eine Kraftstoffquelle zur Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen verwendet. In der Regel wird auf den allgemeinen Kraftfahrzeugverbrauchermärkten Ethanol mit Benzin vermischt und von Fremdzündungsmotoren verwendet. Diese Art von Verwendung und derartige Motoren eignen sich jedoch in der Regel nicht für schwere Arbeitsanwendungen.
Im Allgemeinen können gewisse Kraftstoffe, bei denen es sich nicht um Diesel handelt, die wünschenswerte Eigenschaften hinsichtlich Beschaffung, Leistungsfähigkeit und/oder Emissionen aufweisen, relativ geringe Cetanzahlen aufweisen. Eine Cetanzahl (oder ein Cetanwert) ist ein Hinweis auf die Verbrennungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs und die zur Entzündung erforderliche Verdichtung. Die Skala zum Messen von Cetanzahlen ist ein Bereich von 0 bis 100, wobei höhere Zahlen schnellere Entzündungszeiten anzeigen, wodurch sie geringere Temperaturen und Drücke, die zur Verbrennung nötig sind, anzeigen. Bei Selbstzündungsmotoren (z. B. Diesel-Motoren) wird Ethanol aufgrund seiner relativ geringen Cetanzahl (z. B. unter 5), die zur Entzündung hohe Temperaturen erfordert, in der Regel nicht verwendet. Anders ausgedrückt kann es bei Selbstzündungsmotoren, die auf Ethanol basieren, zu Herausforderungen bei Kaltstart und Niedriglastbedingungen, bei denen die Temperatur für eine zuverlässige Entzündung nicht ausreicht, kommen. Beispielsweise gibt es bei Dieselkraftstoff eine zuverlässige Selbstzündung in einem Motorzylinder bei einer Temperatur von etwa 500 bis 600 °C, während ein Kraftstoff, wie z. B. Ethanol, für eine zuverlässige Selbstzündung eine Temperatur von etwa 850 °C im Zylinder benötigt.
Gemäß hier erörterten Beispielen kann ein Antriebssystem einen Motor umfassen, der hauptsächlich mit einem Kraftstoff mit geringer Cetanzahl betrieben wird, wie z. B. Ethanol oder andere Kraftstoffe auf Alkoholbasis (z. B. Methanol, Propanol usw.). Solche Antriebssysteme können einen Wärmetauscher umfassen, der dahingehend betrieben wird, unter gewissen Bedingungen die Temperatur der Einlassluft zu erhöhen und unter anderen Bedingungen die Temperatur der Einlassluft zu reduzieren, insbesondere, wenn sie mit Abgasrückführung (AGR)-Gas vermischt ist. In einigen Beispielen können das Erhitzen, Abkühlen und Vermischen der Ladeluft und des AGR-Gases als ein Einlassgas für den Selbstzündungsmotor durch ein Steuersystem gesteuert werden.
Wie hier erörtert wird, kann ein Einlasswärmetauscher dahingehend vorgesehen sein, Motorkühlmittel zusammen mit zurückgeführtem Abgas zur Erzielung der Soll-Einlasskrümmertemperaturen, die ein Selbstzündungsmotor zur Selbstentzündung von Kraftstoffen mit geringer Cetanzahl benötigt, zu verwenden. Dadurch kann die Verwendung von zu viel AGR-Gas vermieden und/oder gemindert werden, wodurch Probleme bei den Eigenschaften hinsichtlich Steuerung, Stabilität und unerwünschten Emissionen vermieden werden. Solch eine Anordnung und solch ein Betrieb ermöglichen die Verwendung eines Kraftstoffs mit geringer Cetanzahl mit einer akzeptablen Entzündungs- und Verbrennungsleistung bei einem Dieselmotor. Die Implementierung von Kraftstoffen mit geringer Cetanzahl kann durch andere Aspekte des Antriebssystems ermöglicht werden, wie nachstehend genauer erörtert wird.
Allgemein kann sich der Begriff „Kraftstoff mit geringer Cetanzahl“ auf einen Kraftstoff mit einer Cetanzahl (oder einem Cetanwert), die (der) unter jener (jenem) von Diesel liegt, beziehen. Beispielsweise kann ein Kraftstoff mit geringer Cetanzahl eine Cetanzahl von unter 40 aufweisen. Ein Beispiel dafür ist Ethanol mit einer Cetanzahl von etwa 5.
Unter Bezugnahme auf 1 können die offenbarten Antriebsysteme und Verfahren, bei denen Kraftstoffe mit geringer Cetanzahl verwendet werden, bei einigen Ausführungsformen in einem Arbeitsfahrzeug 100, das als ein Traktor ausgeführt ist, implementiert werden. In anderen Beispielen können das offenbarte System und Verfahren in andere Fahrzeug- oder Maschinenarten implementiert werden, darunter stationäre Antriebssysteme und Fahrzeuge in der Landwirtschafts-, Forst- und/oder Bauindustrie.
Wie gezeigt wird, kann angenommen werden, dass das Arbeitsfahrzeug 100 einen Hauptrahmen oder ein Chassis 102, eine Antriebsanordnung 104, eine Bedienerplattform oder -kabine 106, ein Antriebssystem 108 und eine Steuerung 110 umfasst. Wie es typisch ist, umfasst das Antriebssystem 108 einen Verbrennungsmotor, der zum Vortrieb des Arbeitsfahrzeugs 100, wie es von der Steuerung 110 gesteuert und angesteuert und mit der an dem Chassis 102 befestigten Antriebsanordnung 104 basierend auf Befehlen von einem Bediener in der Kabine 106 implementiert und/oder in der Steuerung 110 automatisiert wird, verwendet wird.
Wie nachstehend beschrieben wird, kann das Antriebssystem 108 eine Reihe von Systemen und Komponenten zur Ermöglichung verschiedener Aspekte des Betriebs umfassen. Wie angemerkt wird, kann der Motor des Antriebssystems 108 ein Selbstzündungsmotor zur Verbrennung, wodurch sich Verbesserungen bei Emissionen, Leistungsfähigkeit, Wirkungsgrad und Leistungsvermögen ergeben können, sein. Darüber hinaus kann der Motor einen Kraftstoff mit geringer Cetanzahl nutzen, wie oben vorgestellt und nachstehend genauer erörtert wird. Ansonsten kann das Antriebssystem 108 eine Einlassluftanordnung zum Leiten von Luft in den Motor und eine Kraftstoffanordnung zum Leiten von Kraftstoff (oder Kraftstoffen) in den Motor zur Vermischung mit der Luft für die Verbrennung sowie optionale zusätzliche Systeme, wie z. B. eine Turbolader- und/oder AGR-Anordnung, umfassen. Obgleich dies hier nicht gezeigt oder genauer beschrieben wird, kann das Arbeitsfahrzeug 100 eine beliebige Anzahl an zusätzlichen oder alternativen Systemen, Teilsystemen und Elementen umfassen. Weitere Einzelheiten des Antriebssystems 108 werden nachstehend bereitgestellt.
Wie angemerkt wird, umfasst das Arbeitsfahrzeug 100 die Steuerung 110 (oder mehrere Steuerungen) zur Steuerung eines oder mehrerer Aspekte des Betriebs, und bei einigen Ausführungsformen zur Ermöglichung der Implementierung des Antriebssystems 108, einschließlich verschiedener Komponenten und Steuerelemente, die mit der Verwendung von Alkohol (z. B. Ethanol) und Ether in Zusammenhang stehen. Es kann angenommen werden, dass die Steuerung 110 eine Fahrzeugsteuerung und/oder eine Antriebssystemsteuerung oder-teilsteuerung ist. In einem Beispiel kann die Steuerung 110 mit Verarbeitungsarchitektur, wie z. B. einem Prozessor und einem Speicher, implementiert sein. Beispielsweise kann der Prozessor die hier beschriebenen Funktionen basierend auf Programmen, Anweisungen und Daten, die in dem Speicher gespeichert sind, implementieren.
Somit kann die Steuerung 110 als eine oder mehrere Rechenvorrichtungen mit zugehörigen Prozessorvorrichtungen und Speicherarchitekturen, als eine oder mehrere festverdrahtete Rechenschaltungen, als eine programmierbare Schaltung, als eine hydraulische, elektrische oder elektrohydraulische Steuerung oder anderweitig konfiguriert sein. Die Steuerung 110 kann dazu konfiguriert sein, verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf das Arbeitsfahrzeug 100 (oder andere Maschinen) auszuführen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 110 dazu konfiguriert sein, Eingangssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als hydraulische Signale, Spannungssignale, Stromsignale usw.) zu empfangen und Befehlssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als hydraulische Signale, Spannungssignale, Stromsignale, mechanische Bewegungen usw.) auszugeben. Die Steuerung 110 kann mit verschiedenen anderen Systemen und Vorrichtungen des Arbeitsfahrzeugs 100 (oder anderer Maschinen) in elektronischer, hydraulischer, mechanischer oder anderer Verbindung stehen. Zum Beispiel kann die Steuerung 110 mit verschiedenen Aktuatoren, Sensoren und anderen Vorrichtungen innerhalb (oder außerhalb) des Arbeitsfahrzeugs 100, einschließlich nachstehend beschriebener Vorrichtungen, in elektronischer oder hydraulischer Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 110 dazu konfiguriert sein, Eingangsbefehle von einem Bediener zu empfangen und über eine Mensch-Fahrzeug-Bedienerschnittstelle, die Interaktion und Kommunikation zwischen dem Bediener, dem Arbeitsfahrzeug 100 und dem Antriebssystem 108 ermöglicht, mit einem Bediener zusammenzuwirken.
In einigen Beispielen kann das Arbeitsfahrzeug 100 ferner verschiedene Sensoren umfassen, die dahingehend funktionieren, Informationen zu dem Arbeitsfahrzeug 100 und/oder der umliegenden Umgebung zu sammeln. Solche Informationen können der Steuerung 110 zur Auswertung und/oder Berücksichtigung für den Betrieb des Antriebssystems 108 zugeführt werden. Als Beispiele können die Sensoren einsatzfähige Sensoren, die den hier erörterten Fahrzeugsystemen und Komponenten zugeordnet sind, umfassen, darunter Motor- und Getriebesensoren; Kraftstoff- und/oder Luftsensoren; Temperatur-, Strömungs- und/oder Drucksensoren; und Batterie- und Leistungssensoren, von denen einige nachstehend erörtert werden. Solche Sensor- und Bedienereingänge können von der Steuerung 110 zur Bestimmung eines Betriebszustands (z. B. einer Last, einer Anforderung oder einer Leistungsvorgabe) und daraufhin Erzeugen entsprechender Befehle für die verschiedenen Komponenten des nachstehend erörterten Antriebssystems 108, insbesondere die Steuerung von Alkohol (z. B. Ethanol) und/oder Ether, verwendet werden. Obgleich dies hier nicht gezeigt oder genauer beschrieben wird, kann das Arbeitsfahrzeug 100 eine beliebige Anzahl an zusätzlichen oder alternativen Systemen, Teilsystemen und Elementen umfassen.
Zusätzliche Informationen zum Antriebssystem 108, insbesondere den Komponenten, die mit den Kraftstoff- und Gasströmen in Zusammenhang stehen, werden nachstehend bereitgestellt. Wie oben eingeführt wurde und nun unter Bezugnahme auf 2 bis 4 genauer beschrieben wird, wird bei dem Antriebssystem 108 ein Wärmetauscher zum Erhitzen und/oder Abkühlen von Ladeluft und/oder einem Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas vor der Einleitung in den Einlasskrümmer des Motors verwendet. Durch solch eine Funktion können die Entzündung und Verbrennung des Kraftstoffs mit geringer Cetanzahl, insbesondere bei niedriger Temperatur oder Niedriglastbedingungen, verbessert werden.
Zunächst wird auf 2 Bezug genommen, bei der es sich um eine schematische Darstellung des Antriebssystems 108 zur Bereitstellung von Antrieb für das Arbeitsfahrzeug 100 von 1 handelt, obgleich die hier beschriebenen Eigenschaften auf verschiedene Maschinen anwendbar sind. Die Konfiguration von 2 ist lediglich ein Beispiel für das Antriebssystem 108, und beispielhafte Ausführungsformen gemäß der hier erfolgenden Offenbarung können in anderen Konfigurationen bereitgestellt werden.
Wie oben einführend erwähnt wurde, umfasst das Antriebssystem 108 einen Motor 120, der dazu konfiguriert ist, ein Gemisch aus Kraftstoff von einer Kraftstoffanordnung 130 und Luft von einer Lufteinlassanordnung 140 zur Erzeugung von Leistung für den Vortrieb und verschiedene andere Systeme zu verbrennen, wodurch Abgas erzeugt wird, das von einer Auslassanordnung 160 aufgenommen wird. Wie oben auch einführend erwähnt wurde, können verschiedene Aspekte des Antriebssystems 108 von der Steuerung 110 (1) basierend auf Bedienerbefehlen und/oder Betriebsbedingungen betrieben werden. In einigen Beispielen kann die Steuerung 110 eine eigens vorgesehene Antriebssystemsteuerung oder eine Fahrzeugsteuerung sein.
Wie nachstehend genauer beschrieben wird, ist der Motor 120 primär ein Motor, der Kraftstoffe mit geringer Cetanzahl, wie z. B. Ethanol, nutzt. Solch ein Motor 120 kann hinsichtlich Konfiguration und Anordnung einem Dieselmotor (d. h. Kompressionszündung und -verbrennung) ähneln, wobei jedoch anstatt von Diesel andere Kraftstoffe verbrannt werden. Der Motor 120 kann eine beliebige Anzahl oder Konfiguration von Kolben-Zylinder-Sätzen in einem Motorblock aufweisen. Bei der dargestellten Implementierung ist der Motor 120 ein Reihen-Sechszylindermotor (R-6-Motor), der sechs Kolben-Zylinder-Sätze definiert. Zusätzlich zu jenen, die nachstehend erörtert werden, kann der Motor 120 beliebige geeignete Merkmale umfassen, wie z. B. Kühlsysteme, Peripheriegeräte, Triebstrangkomponenten, Sensoren usw.
Wie oben angemerkt wird, wird dem Motor 120 von der Kraftstoffanordnung 130 selektiv Kraftstoff zur Verbrennung, insbesondere ein Kraftstoff mit einer geringen Cetanzahl, wie z. B. Ethanol, zugeführt. Allgemein kann die Kraftstoffanordnung 130 beliebige geeignete Komponenten zur Ermöglichung des Betriebs (z. B. Pumpen, Durchsatzsteuerung, Speicherung, Einspritzung und dergleichen) des Motors 120 und des Antriebssystems 108 insgesamt umfassen.
Wie oben auch angemerkt wird, wird dem Motor 120 von der Lufteinlassanordnung 140 selektiv Luft zur Verbrennung zugeführt. Die Lufteinlassanordnung 140 umfasst in diesem Beispiel einen Einlasskanal 142 und einen Lufteinlasskrümmer 144. Die Lufteinlassanordnung 140 leitet frische oder Umgebungsluft durch den Lufteinlasskanal 142; und der Lufteinlasskrümmer 144 leitet mindestens einen Teil dieser Luft in den Lufteinlasskrümmer 144 zur Einleitung in die Kolben-Zylinder-Sätze des Motorblocks zur Entzündung mit dem Kraftstoff (z. B. Ethanol), so dass die resultierenden Verbrennungsprodukte für die mechanische Ausgabe des Motors 120 sorgen. Zusätzliche Einzelheiten zur Lufteinlassanordnung 140 werden nachstehend bereitgestellt.
Das durch den Verbrennungsprozess des Motors 120 erzeugte Abgas kann von der Auslassanordnung 160, die einen Auslasskrümmer 162 zum Aufnehmen und Verteilen des Abgases von den Kolben-Zylinder-Sätzen umfasst, aufgenommen werden. Mindestens ein Teil des Abgases wird von dem Auslasskrümmer 162 in eine Auslassleitung 164 aus dem Arbeitsfahrzeug 100 heraus geleitet, wie nachstehend genauer beschrieben wird. Obgleich dies nicht im Detail gezeigt wird, kann das Abgas durch eine oder mehrere Abgasnachbehandlungskomponenten, die der Auslassleitung 164 nahegelegen angeordnet sind, hindurchströmen. Solche Abgasnachbehandlungskomponenten können dahingehend wirken, das dort hindurchströmende Abgas zu behandeln, um unerwünschte Emissionen zu reduzieren, und können Komponenten, wie z. B. einen Dieseloxidationskatalysator (DOC - Diesel Oxidation Catalyst), einen Dieselpartikelfilter (DPF - Diesel Particulate Filter), ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR - Selective Catalytic Reduction) und dergleichen, umfassen.
In diesem Beispiel kann das Antriebssystem 108 ein Abgasrückführung(AGR)-System 170 und einen Turbolader 180 umfassen, die jeweils mindestens Abschnitte, die auch als Teil der Lufteinlassanordnung 140 und/oder der Auslassanordnung 160 (oder anderweitig in Zusammenwirkung damit) erachtet werden können, aufweisen können.
Allgemein ist das AGR-System 170 dazu konfiguriert, mindestens einen Teil des Abgases als AGR-Gas zurück zur Lufteinlassanordnung 140 zu leiten, d. h. so dass ein verbleibender zweiter Teil des Abgases durch den Turbolader 180 und aus dem Fahrzeug 100 (1) über die Auslassleitung 164 als Fahrzeugabgas geleitet wird, wie oben angemerkt wird. Allgemein kann das AGR-Gas, wie nachstehend genauer erörtert wird, mit Ladeluft (z. B. zum Einlass zurückgeführt) vermischt werden, um die Bildung von Nox während der Verbrennung, zu der es ansonsten kommen kann, zu reduzieren. Jegliche geeignete Menge von Abgas kann zurückgeführt werden (z. B. 10 % bis 20 %). Das AGR-System 170 kann ein oder mehrere AGR-Ventile 172, 174 umfassen, die dahingehend betrieben werden, verschiedene Ströme von AGR-Gas und/oder Abgas zu steuern. Zusätzliche Einzelheiten zum AGR-Gas und/oder AGR-System 170 werden nachstehend bereitgestellt.
Der Turbolader 180 wirkt allgemein dahingehend, für einen verbesserten Motorwirkungsgrad und eine verbesserte Leistungsabgabe die Menge an Luft, die im Anschluss in den Motor 120 geleitet wird, zu erhöhen. In einem Beispiel umfasst der Turbolader 180 eine Turbine 182, die einen Teil (z. B. den zweiten Teil) des Abgases aufnimmt, wie oben einführend erwähnt wurde. Der Turbolader 180 umfasst ferner einen Verdichter 184, der von der Turbine 182 angetrieben wird. Der Verdichter 184 wirkt dahingehend, die Umgebungs- oder Ladeluft, die über die Einlassleitung 142 in die Lufteinlassanordnung 140 eintritt, zu verdichten. Allgemein kann der Turbolader 180 ein Turbolader mit verstellbarer Geometrie, ein Wastegate(WG)-Turbolader, ein Turbolader mit fester Geometrie und/oder eine andere geeignete Art von Turbolader sein.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Lufteinlassanordnung 140 kann die verdichtete Ladeluft von dem Turboladerverdichter 184 in einen ersten Mischer 146 geleitet und mit mindestens einem Teil (z. B. einem ersten Teil) des AGR-Gases von dem AGR-System 170 vermischt werden. Wie gezeigt wird, kann die Menge an verdichteter Luft, die in den ersten Mischer 146 geleitet wird, durch eine Luftdrosselklappe 148 gesteuert werden, und die Menge des ersten Teils des AGR-Gases kann durch das erste AGR-Ventil 172 gesteuert werden. Die relativ heiße Temperatur des ersten Teils des AGR-Gases wirkt dahingehend, die Temperatur der Ladeluft in dem Mischer 146 zu erhöhen. Das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas (oder „das stromaufwärtige erste Mischgas“) wird in einen Einlasswärmetauscher 150 geleitet.
In diesem Beispiel ist der Einlasswärmetauscher 150 dazu konfiguriert, Motorkühlmittel in die Nähe zu dem ersten Mischgas zu leiten, so dass es zum Wärmeaustausch der Fluide miteinander kommt. Insbesondere kann der Einlasswärmetauscher 150 ein Wärmetauscher 150 mit einem Kühlmantel mit Wasser (oder einem anderen Kühlmittel) sein, bei dem Motorkühlmittel von dem Einlasswärmetauscher 150 aus dem Motor 120 aufgenommen wird, in die Nähe zu dem ersten Mischgas platziert wird, um den Wärmeaustausch zu ermöglichen, (z. B. in angrenzenden Kanälen oder Leitungen) und dann zu dem Motor 120 zurückgeleitet wird. In einem Beispiel kann das Kühlmittel Wasser sein, jedoch können auch andere Fluide verwendet werden, darunter Glykol oder ein Gemisch aus Ethylenglykol und Wasser.
In Abhängigkeit von den relativen Temperaturen des Motorkühlmittels und des ersten Mischgases kann der Einlasswärmetauscher 150 als ein Kühler oder ein Heizer in Bezug auf das erste Mischgas betrieben werden. Anders ausgedrückt kann, wenn das Motorkühlmittel eine hohe Temperatur in Bezug auf das erste Mischgas aufweist (z. B. an sehr kalten Tagen, bei Niedriglast oder beim Starten), der Einlasswärmetauscher 150 als ein Heizer für das erste Mischgas betrieben werden; und wenn das Motorkühlmittel eine relativ niedrige Temperatur in Bezug auf das erste Mischgas aufweist (z. B. an warmen Tagen, bei Hochlast oder nach längerem Betrieb), kann der Einlasswärmetauscher 150 als ein Kühler für das erste Mischgas betrieben werden. Zusätzliche Informationen zum Erhitzen und/oder Abkühlen des ersten Mischgases durch den Einlasswärmetauscher 150 werden nachstehend bereitgestellt.
Kurz gesagt kann das Antriebssystem 108 zusätzlich einen zweiten Wärmetauscher (oder Kühler) 152 zur Ermöglichung einer Abkühlung des Motors 120 durch Zirkulierenlassen des Kühlmittels über einen Kühlmechanismus, wie z. B. luftgekühlte Rippen, umfassen. Das Kühlmittel des zweiten Wärmetauschers 152 kann sich in demselben Kühlkreis wie das Kühlmittel des ersten Wärmetauschers 150 befinden, oder der erste und der zweite Wärmetauscher 150, 152 können in separaten Kühlkreisen liegen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Lufteinlassanordnung 140 wird stromabwärts des Einlasswärmetauschers 150 das erste Mischgas (oder „das stromabwärtige erste Mischgas“) in einen zweiten Mischer 154 geleitet, der selektiv zusätzlich einen weiteren Teil (oder zweiten Teil) von AGR-Gas aufnimmt. Die Menge des zweiten Teils von AGR-Gas, der zu dem zweiten Mischer 154 geleitet wird, kann von dem zweiten AGR-Ventil 174 gesteuert werden, das wiederum von der Steuerung 110 (1) angesteuert werden kann. Allgemein weist der zweite Teil des AGR-Gases eine höhere Temperatur als das stromabwärtige erste Mischgas auf. Somit kann das resultierende zweite Mischgas (oder Einlassgas) eine höhere Temperatur als das stromabwärtige erste Mischgas und eine niedrigere Temperatur als der zweite Teil des AGR-Gases aufweisen.
Das zweite Mischgas (oder Einlassgas) wird zu dem Einlasskrümmer 144 geleitet, der, wie oben erwähnt wird, das Einlassgas zu den Zylindern des Motors 120 zum Vermischen, Entzünden und Verbrennen mit Kraftstoff von der Kraftstoffanordnung 130 verteilt.
Wie oben angemerkt wird, kann der Einlasswärmetauscher 150 dahingehend betrieben werden, das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas bei Startbedingungen zu erwärmen.
Anders ausgedrückt kann das Kühlmittel von dem Motor 120 während dieser Anfangsbetriebsbedingungen eine höhere Temperatur als das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas aufweisen. Während typischer Betriebsbedingungen kann der Einlasswärmetauscher 150 jedoch dahingehend betrieben werden, das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas zu kühlen. Als eine beispielhafte Erfassung von Temperaturen in dem Antriebssystem 108 kann die Temperatur von in die Lufteinlassanordnung 140 eingeleiteter Umgebungsluft ungefähr 15 °C betragen, und bei der Verdichtung, durch die die Temperatur erhöht wird, kann die Ladelufttemperatur stromaufwärts des ersten Mischers 146 etwa 170 °C betragen. Das von dem Auslasskrümmer 162 zu dem AGR-System 170 geleitete Abgas kann eine Temperatur von etwa 650 °C aufweisen. Beim Vermischen der Ladeluft und des AGR-Gases kann die Temperatur des resultierenden Gemisches stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 150 etwa 300 °C betragen, und beim Kühlen in dem Einlasswärmetauscher 150 kann das Ladeluftgemisch eine Temperatur von etwa 100 °C aufweisen. Bei weiterer Vermischung mit zusätzlichem AGR-Gas an dem zweiten Mischer 154 kann das resultierende Einlassgas, das in den Einlasskrümmer 144 geleitet wird, eine Temperatur von etwa 120 °C aufweisen, wobei es sich um eine vorteilhafte Temperatur für Entzündung und Verbrennung des Kraftstoffs mit geringer Cetanzahl der Kraftstoffanordnung 130 handelt. Allgemein können solche Temperaturen, insbesondere zur Selbstentzündung auch vom in den Kolben-Zylinder-Sätzen erzielten Verdichtungsverhältnis abhängig sein. Beispielsweise kann ein Verdichtungsverhältnis von etwa 15 eine Einlasstemperatur von etwa 130 °C erfordern, während ein höheres Verdichtungsverhältnis von etwa 20 eine Einlasstemperatur von etwa 115 °C erfordern kann.
Somit sorgt die Anordnung dieses Antriebssystems 108 für Verbesserungen sowohl bei Hoch- als auch Niedriglastbetriebsbedingungen. Beispielsweise kann ein Mischgaswärmetauscher bei Niedriglast die einströmende Ladeluft erhitzen, wodurch die Menge an heißem AGR, die zum Erreichen der Einlasskrümmertemperatur erforderlich ist, reduziert wird, und bei Hochlast kann zusätzliches AGR-Gas mit der Ladeluft vermischt werden und mit der Ladeluft durch den Mischgaskühler strömen, wodurch höhere AGR-Raten bei diesen höheren Lastpunkten (und ein geringerer NOx-Ausstoß) unter Beibehaltung der Soll-Einlasskrümmertemperatur ermöglicht werden.
Allgemein ermöglicht der Betrieb dieses Antriebssystems 108 (sowie anderer Antriebssysteme, die hier erörtert werden) eine erhöhte Flexibilität bei den Umfängen von AGR, die für den Motor 120 bereitgestellt wird, unter Beibehaltung der Soll-Einlasslufttemperatur. Bei Leerlauf- und sehr niedriger Last, wenn die Motorabgastemperatur am niedrigsten ist, kann eine Höchstrate von heißer AGR erforderlich sein, um die Einlasslufttemperaturanforderung zu erfüllen, die bis zu 50 % heiße AGR gehen kann. Mit zunehmender Leistung und ansteigender Abgastemperatur nimmt die Rate an heißer AGR ab. An einem Punkt (z. B. bei etwa 25 % Last) kann das AGR-Ventil, das AGR in den Mischgaskühler einlässt, geöffnet werden, wodurch AGR in den Mischgaskühler eingelassen wird, um den Prozentsatz an insgesamt in den Motor eingetragener AGR zu erhöhen, wodurch die NOx-Emissionen des Motors 120 gesenkt werden. Mit weiterer Leistungszunahme wird weniger heiße AGR benötigt, und mehr AGR kann in den Mischgaskühler eingetragen werden, um einen optimalen Ausgleich zwischen Kraftstoffökonomie und NOx-Emissionen zu erzielen. Bei Hoch- und Spitzenlast ist nur eine sehr geringe Menge an heißer AGR erforderlich, und die in den Mischgaskühler eingetragene AGR wird durch die Zylinderdruckhöchstgrenze oder Ladedruckhöchstgrenze des Motors begrenzt.
Wie oben einführend erwähnt wurde, kann die Steuerung 110 (1) den Betrieb des Motors 120, einschließlich der Kraftstoffanordnung 130 und der Lufteinlassanordnung 140, sowie verschiedener anderer in Kooperation befindlicher Systeme und Komponenten steuern. Insbesondere kann die Steuerung 110 die Art und Weise, auf die die Luft in den Einlassluft, 144 geleitet wird, selektiv so ansteuern, dass unter allen möglichen Bedingungen für eine zuverlässige Zündung und Verbrennung in dem Motor 120 gesorgt wird. Allgemein kann die Steuerung 110 (1) mit den verschiedenen Ventilen 148, 172, 174, dem Motor 120, Sensoren und anderen zugehörigen Komponenten zum Sammeln von Informationen zum Betrieb des Antriebssystems 108 und zum Implementieren oder Ansteuern von Modifikationen und/oder Beibehaltung solch eines Betriebs in Kommunikation stehen.
Das in 2 dargestellte Antriebssystem 108 ist lediglich ein Beispiel für ein Antriebssystem, bei dem ein Wärmetauscher zum Erhitzen und/oder Abkühlen von Ladeluft und/oder eines Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas vor der Einleitung in den Einlasskrümmer zur Zündung und Verbrennung verwendet werden kann. Zusätzliche Beispiele für ein Antriebssystem werden in 3 und 4 dargestellt.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, bei der es sich um eine schematische Darstellung des Antriebssystems 208 zur Bereitstellung von Antrieb für ein Arbeitsfahrzeug, wie z. B. das Arbeitsfahrzeug 100 von 1, handelt. Sofern nichts Gegenteiliges angemerkt wird, treffen die Eigenschaften des unter Bezugnahme auf 2 erörterten Antriebssystems 108 auf das Antriebssystem 208 von 3 zu.
Wie oben umfasst das Antriebssystem 208 einen Motor 220, der dazu konfiguriert ist, ein Gemisch aus Kraftstoff von einer Kraftstoffanordnung 230 und Luft von einer Lufteinlassanordnung 240 zur Erzeugung von Leistung für den Vortrieb und verschiedene andere Systeme zu verbrennen, wodurch Abgas erzeugt wird, das von einer Auslassanordnung 260 aufgenommen wird. Wie oben auch einleitend erwähnt wurde, können verschiedene Aspekte des Antriebssystems 208 von der Steuerung (z. B. der Steuerung 110 von 1) basierend auf Bedienerbefehlen und/oder Betriebsbedingungen betrieben werden. Ferner ist der Motor 220 wie oben ein Motor, der hauptsächlich Kraftstoffe mit geringer Cetanzahl, wie z. B. Ethanol, das von der Kraftstoffanordnung 230 zur Verbrennung zugeführt wird, nutzt.
Die Lufteinlassanordnung 240 kann in diesem Beispiel eine Einlassleitung 242 und einen Lufteinlasskrümmer 244 umfassen; und die Auslassanordnung 260 kann einen Auslasskrümmer 262 und eine Auslassleitung 264 umfassen. Das Antriebssystem 208 kann ein Abgasrückführung(AGR)-System 270 und Doppel-Turbolader 280 umfassen, die jeweils mindestens Abschnitte, die auch als Teil der Lufteinlassanordnung 240 und/oder der Auslassanordnung 260 (oder anderweitig in Zusammenwirkung damit) erachtet werden können, aufweisen können.
Allgemein ist das AGR-System 270 dazu konfiguriert, mindestens einen ersten Teil des Abgases als AGR-Gas zurück zur Lufteinlassanordnung 240 zu leiten, während mindestens ein zweiter Teil des Abgases durch Aspekte der Doppel-Turbolader 280 und aus dem Fahrzeug hinaus über die Auslassleitung 264 als Fahrzeugabgas geleitet wird. Das AGR-System 270 kann ein oder mehrere AGR-Ventile 272, 274 umfassen, die dahingehend betrieben werden, verschiedene Ströme von AGR-Gas und/oder Abgas zu steuern. Zusätzliche Einzelheiten zum AGR-Gas und/oder AGR-System 270 werden nachstehend bereitgestellt.
Die Doppel-Turbolader 280 werden in diesem Beispiel aus zwei Sätzen von Verdichtern 284, 286 und Turbinen 282, 288 gebildet. Insbesondere wird Abgas aus dem Auslasskrümmer 262 durch die Turbine 288 geleitet und treibt diese an und wird im Anschluss durch die Turbine 282 geleitet und treibt diese an, bevor es über die Auslassleitung 264 aus dem Antriebssystem 208 herausgeleitet wird. Die Turbine 282 ist mit dem Verdichter 284 gekoppelt und treibt diesen an, und die Turbine 288 ist mit dem Verdichter 286 gekoppelt und treibt diesen an. Dadurch wird die einströmende Einlassluft durch die Doppel-Turbolader 280 zweimal verdichtet. In einem Beispiel können der Verdichter 286 und die Turbine 288 als ein Hochdruck-Turbolader angesehen werden, und der Verdichter 284 und die Turbine 282 können als ein Niederdruck-Turbolader angesehen werden. In einigen Beispielen kann ein Kühler 256 dahingehend vorgesehen sein, die Luft zwischen dem Verdichter 284 und dem Verdichter 286 zu kühlen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Lufteinlassanordnung 240 kann die verdichtete Ladeluft von den Turboladern 280 in einen ersten Mischer 246 geleitet und mit mindestens einem Teil (z. B. einem ersten Teil) des AGR-Gases von dem AGR-System 270 vermischt werden. Wie gezeigt wird, kann die Menge an verdichteter Luft, die in den ersten Mischer 246 geleitet wird, durch eine Luftdrosselklappe 248 gesteuert werden, und die Menge des ersten Teils des AGR-Gases kann durch das erste AGR-Ventil 272 gesteuert werden. Die relativ heiße Temperatur des ersten Teils des AGR-Gases wirkt dahingehend, die Temperatur der Ladeluft in dem Mischer 246 zu erhöhen. Das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas (oder „das stromaufwärtige erste Mischgas“) wird in einen Einlasswärmetauscher 250 geleitet.
In diesem Beispiel ist der Einlasswärmetauscher 250 dazu konfiguriert, Motorkühlmittel in die Nähe zu dem ersten Mischgas zu leiten, so dass es zum Wärmeaustausch der Fluide miteinander kommt. Insbesondere kann der Einlasswärmetauscher 250 ein Wärmetauscher 250 mit einem Kühlmantel mit Wasser (oder einem anderen Kühlmittel) sein, bei dem Motorkühlmittel von dem Einlasswärmetauscher 250 aus dem Motor 220 aufgenommen wird, in die Nähe zu dem ersten Mischgas platziert wird, um den Wärmeaustausch zu ermöglichen, und dann zu dem Motor 220 zurückgeleitet wird. In Abhängigkeit von den relativen Temperaturen des Motorkühlmittels und des ersten Mischgases kann der Einlasswärmetauscher 250 als ein Kühler oder ein Heizer in Bezug auf das erste Mischgas betrieben werden. Kurz gesagt kann das Antriebssystem 208 zusätzlich einen zweiten Wärmetauscher (oder Kühler) 252 zur Ermöglichung einer Abkühlung des Motors 220 durch Zirkulierenlassen des Kühlmittels über einen Kühlmechanismus, wie z. B. luftgekühlte Rippen, umfassen.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Lufteinlassanordnung 240 wird stromabwärts des Einlasswärmetauschers 250 das erste Mischgas (oder „das stromabwärtige erste Mischgas“) in einen zweiten Mischer 254 geleitet, der selektiv zusätzlich einen weiteren Teil (oder zweiten Teil) von AGR-Gas aufnimmt. Die Menge des zweiten Teils von AGR-Gas, der zu dem zweiten Mischer 254 geleitet wird, kann von dem zweiten AGR-Ventil 274 gesteuert werden, das wiederum von einer Steuerung (z. B. der Steuerung 110 von 1) angesteuert werden kann. Allgemein weist der zweite Teil des AGR-Gases eine höhere Temperatur als das stromabwärtige erste Mischgas auf. Somit kann das resultierende zweite Mischgas (oder Einlassgas) eine höhere Temperatur als das stromabwärtige erste Mischgas und eine niedrigere Temperatur als der zweite Teil des AGR-Gases aufweisen. Das zweite Mischgas (oder Einlassgas) wird zu dem Einlasskrümmer 244 geleitet, der, wie oben erwähnt wird, das Einlassgas zu den Zylindern des Motors 220 zum Vermischen, Entzünden und Verbrennen mit Kraftstoff von der Kraftstoffanordnung 230 verteilt.
Wie oben angemerkt wird, kann der Einlasswärmetauscher 250 dahingehend betrieben werden, das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas bei Startbedingungen zu erwärmen.
Anders ausgedrückt kann das Kühlmittel von dem Motor 220 während dieser Anfangsbetriebsbedingungen eine höhere Temperatur als das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas aufweisen. Während typischer Betriebsbedingungen kann der Einlasswärmetauscher 250 jedoch dahingehend betrieben werden, das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas zu kühlen. Als eine beispielhafte Erfassung von Temperaturen in dem Antriebssystem 108 kann die Temperatur von in die Lufteinlassanordnung 240 eingeleiteter Umgebungsluft ungefähr 15 °C betragen, und bei der Verdichtung durch die Verdichter 284, 286 kann die Ladelufttemperatur stromaufwärts des ersten Mischers 246 etwa 250 °C betragen. Das von dem Auslasskrümmer 262 zu dem AGR-System 370 geleitete Abgas kann eine Temperatur von etwa 650 °C aufweisen. Beim Vermischen der Ladeluft und des AGR-Gases kann die Temperatur des resultierenden Gemisches stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 250 etwa 300 °C betragen, und beim Kühlen in dem Einlasswärmetauscher 250 kann das Ladeluftgemisch eine Temperatur von etwa 100 °C aufweisen. Bei weiterer Vermischung mit zusätzlichem AGR-Gas an dem zweiten Mischer 254 weist das resultierende Einlassgas, das in den Einlasskrümmer 244 geleitet wird, eine Temperatur von etwa 120 °C auf, wobei es sich um eine vorteilhafte Temperatur für Entzündung und Verbrennung des Kraftstoffs mit geringer Cetanzahl der Kraftstoffanordnung 230 handelt. Allgemein können solche Temperaturen, insbesondere zur Selbstentzündung auch vom in den Kolben-Zylinder-Sätzen erzielten Verdichtungsverhältnis abhängig sein.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, bei der es sich um eine schematische Darstellung eines weiteren Antriebssystems 308 zur Bereitstellung von Antrieb für ein Arbeitsfahrzeug, wie z. B. das Arbeitsfahrzeug 100 von 1, handelt. Sofern nichts Gegenteiliges angemerkt wird, treffen die Eigenschaften des unter Bezugnahme auf 2 erörterten Antriebssystems 108 auf das Antriebssystem 308 von 4 zu.
Wie oben umfasst das Antriebssystem 308 einen Motor 320, der dazu konfiguriert ist, ein Gemisch aus Kraftstoff von einer Kraftstoffanordnung 330 und Luft von einer Lufteinlassanordnung 340 zur Erzeugung von Leistung für den Vortrieb und verschiedene andere Systeme zu verbrennen, wodurch Abgas erzeugt wird, das von einer Auslassanordnung 360 aufgenommen wird. Wie oben auch einleitend erwähnt wurde, können verschiedene Aspekte des Antriebssystems 308 von der Steuerung (z. B. der Steuerung 110 von 1) basierend auf Bedienerbefehlen und/oder Betriebsbedingungen betrieben werden. Ferner ist der Motor 320 wie oben ein Motor, der hauptsächlich Kraftstoffe mit geringer Cetanzahl, wie z. B. Ethanol, das von der Kraftstoffanordnung 330 zur Verbrennung zugeführt wird, nutzt.
Die Lufteinlassanordnung 340 kann in diesem Beispiel eine Einlassleitung 342 und einen Lufteinlasskrümmer 344 umfassen; und die Auslassanordnung 360 kann einen Auslasskrümmer 362 und eine Auslassleitung 364 umfassen. Das Antriebssystem 308 kann ein Abgasrückführung(AGR)-System 370 und einen Turbolader 380 umfassen, die jeweils mindestens Abschnitte, die auch als Teil der Lufteinlassanordnung 340 und/oder der Auslassanordnung 360 (oder anderweitig in Zusammenwirkung damit) erachtet werden können, aufweisen können.
Allgemein ist das AGR-System 370 dazu konfiguriert, mindestens einen ersten Teil des Abgases als AGR-Gas zurück zur Lufteinlassanordnung 340 zu leiten, während mindestens ein zweiter Teil des Abgases durch Aspekte der Doppel-Turbolader 280 und aus dem Fahrzeug hinaus über die Auslassleitung 364 als Fahrzeugabgas geleitet wird. Das AGR-System 370 kann ein oder mehrere AGR-Ventile 374, 358 umfassen, die dahingehend betrieben werden, verschiedene Ströme von AGR-Gas und/oder Abgas zu steuern. In diesem Beispiel kann das AGR-System 370 zwei „Pfade“ aufweisen, z. B. einen Kühlungspfad, auf dem ein erster Teil des AGR-Stroms durch einen AGR-Kühler 356 geleitet wird, und einen Umgehungspfad, auf dem ein zweiter Teil des AGR-Stroms um den AGR-Kühler 356 herum (und nicht durch diesen hindurch) geleitet wird. Die Ventile 358, 374 können (z. B. von der Steuerung 110 von 1) dazu angesteuert werden, die Strömungsmenge durch und um den AGR-Kühler 356 zu steuern. Der AGR-Kühler 356 kann jegliche geeignete Vorrichtung, die zum Absenken der Temperatur des zurückgeführten Gases konfiguriert ist, sein. Allgemein umfasst der AGR-Kühler 356 einen oder mehrere Durchgänge für zurückgeführtes Gas und einen oder mehrere Kühlmitteldurchgänge, die so angeordnet sind, dass Wärme von dem zurückgeführtem Gas auf ein in Kooperation befindliches Fluid (z. B. Luft oder Flüssigkeit) übertragen werden kann. Zusätzliche Einzelheiten zum AGR-Gas und/oder AGR-System 370 werden nachstehend bereitgestellt.
Der Turbolader 380 wirkt allgemein dahingehend, für einen verbesserten Motorwirkungsgrad und Leistungseingang die Menge an Luft, die im Anschluss in den Motor 320 geleitet wird, zu erhöhen. In einem Beispiel umfasst der Turbolader 380 eine Turbine 382, die einen Teil (z. B. den zweiten Teil) des Abgases aufnimmt, wie oben einführend erwähnt wurde. Der Turbolader 380 umfasst ferner einen Verdichter 384, der von der Turbine 382 angetrieben wird. Der Verdichter 384 wirkt dahingehend, die Umgebungs- oder Ladeluft, die über die Einlassleitung 342 in die Lufteinlassanordnung 340 eintritt, zu verdichten. In anderen Beispielen kann der Turbolader 380 durch Doppel-Turbolader (z. B. ähnlich jenen, die oben unter Bezugnahme auf 1 erörtert werden) ergänzt werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Lufteinlassanordnung 340 kann die verdichtete Ladeluft von dem Turbolader 380 in einen Einlasswärmetauscher 350 geleitet werden, der dazu konfiguriert ist, Motorkühlmittel in die Nähe der Ladeluft zu leiten, so dass es zum Wärmeaustausch der Fluide miteinander kommt. Insbesondere kann der Einlasswärmetauscher 350 ein Wärmetauscher 350 mit einem Kühlmantel mit Wasser (oder einem anderen Kühlmittel) sein, bei dem Motorkühlmittel von dem Einlasswärmetauscher 350 aus dem Motor 320 aufgenommen wird, in die Nähe der Ladeluft platziert wird, um den Wärmeaustausch zu ermöglichen, und dann zu dem Motor 320 zurückgeleitet wird. In Abhängigkeit von den relativen Temperaturen des Motorkühlmittels und der Ladeluft kann der Einlasswärmetauscher 350 als ein Kühler oder ein Heizer in Bezug auf die Ladeluft betrieben werden. Wie gezeigt wird, kann die Menge an verdichteter Ladeluft, die durch den ersten Wärmetauscher 350 geleitet wird, von einer Luftdrosselklappe 348 gesteuert werden. In einem Beispiel können der Einlasswärmetauscher 350 und der AGR-Kühler 356 einen gemeinsamen Kühlkreis (z. B. mit dem Motorkühlmittel) aufweisen, während der Einlasswärmetauscher 350 und der AGR-Kühler 356 in anderen Beispielen separate Kühlkreise aufweisen können. Kurz gesagt kann das Antriebssystem 308 zusätzlich einen zweiten Wärmetauscher (oder Kühler) 352 zur Ermöglichung einer Abkühlung des Motors 320 durch Zirkulierenlassen des Kühlmittels über einen Kühlmechanismus, wie z. B. luftgekühlte Rippen, umfassen.
Stromabwärts des Lufteinlasswärmetauschers 350 und des AGR-Kühlers 356 werden das gekühlte AGR-Gas und die Einlassladeluft in einem ersten Mischer 346 vermischt. Die relativ heiße Temperatur des ersten Teils des AGR-Gases wirkt dahingehend, die Temperatur der Ladeluft in dem Mischer 346 zu erhöhen. Das Gemisch aus Ladeluft und AGR-Gas (oder „das erste Mischgas“) wird in einen zweiten Mischer 354 geleitet. Also können die AGR und die Einlassladeluft in diesem Beispiel vor dem Vermischen in dem ersten Mischer 346 separat gekühlt werden.
Zusätzlich zu dem ersten Mischgas nimmt der zweite Mischer 354 selektiv zusätzlich einen weiteren Teil (oder zweiten Teil) des AGR-Gases auf. Die Menge des zweiten Teils von AGR-Gas, der zu dem zweiten Mischer 354 geleitet wird, kann von dem zweiten AGR-Ventil 374 gesteuert werden, das wiederum von einer Steuerung (z. B. der Steuerung 110 von 1) angesteuert werden kann. Allgemein weist der zweite Teil des AGR-Gases eine höhere Temperatur als das stromabwärtige erste Mischgas auf. Somit kann das resultierende zweite Mischgas (oder Einlassgas) eine höhere Temperatur als das stromabwärtige erste Mischgas und eine niedrigere Temperatur als der zweite Teil des AGR-Gases aufweisen. Das zweite Mischgas (oder Einlassgas) wird zu dem Einlasskrümmer 344 geleitet, der, wie oben erwähnt wird, das Einlassgas zu den Zylindern des Motors 320 zum Vermischen, Entzünden und Verbrennen mit Kraftstoff von der Kraftstoffanordnung 330 verteilt.
Wie oben angemerkt wird, kann der Einlasswärmetauscher 350 dahingehend betrieben werden, die Ladeluft bei Startbedingungen zu erwärmen. Anders ausgedrückt kann das Kühlmittel von dem Motor 320 während dieser Anfangsbetriebsbedingungen eine höhere Temperatur als die Ladeluft aufweisen. Während typischer Betriebsbedingungen kann der Einlasswärmetauscher 350 jedoch dahingehend betrieben werden, die Ladeluft zu kühlen. Im Vergleich zu anderen Beispielen können bei dem Wärmetauscher 350 in diesem Beispiel kostengünstigere Materialien, wie z. B. Aluminium, verwendet werden, da der Wärmetauscher 350 keinen Teil des AGR-Gases verarbeitet. Darüber hinaus kann der Wärmetauscher 350 kleiner als in anderen Beispielen sein, an dem Motor 120 befestigt sein und kann die Verwendung eines luftgekühlten Fahrzeugladeluftkühlers umgehen. In jedem Fall bietet der obige Wärmetauscher 350 vorteilhafterweise den doppelten Verwendungszweck des Erhitzens der Ladeluft bei Niedriglast sowie des Abkühlen der Ladeluft bei Hochlast.
Als eine beispielhafte Erfassung von Temperaturen in dem Antriebssystem 308 kann die Temperatur von in die Lufteinlassanordnung 340 eingeleiteter Umgebungsluft ungefähr 15 °C betragen, und bei Verdichtung kann die Ladelufttemperatur stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 350 etwa 170 °C betragen und von dem ersten Wärmetauscher 350 auf etwa 100 °C abgekühlt werden. Das von dem Auslasskrümmer 362 zu dem AGR-System 370 geleitete Abgas kann eine Temperatur von etwa 650 °C aufweisen. Beim Vermischen der Ladeluft und des AGR-Gases kann die Temperatur des resultierenden Gemisches stromaufwärts des ersten Wärmetauschers 350 etwa 110 °C betragen. Bei weiterer Vermischung mit zusätzlichem AGR-Gas an dem zweiten Mischer 354 kann das resultierende Einlassgas, das in den Einlasskrümmer 344 geleitet wird, eine Temperatur von etwa 120 °C aufweisen, wobei es sich um eine vorteilhafte Temperatur für Entzündung und Verbrennung des Kraftstoffs mit geringer Cetanzahl der Kraftstoffanordnung 330 handelt. Allgemein können solche Temperaturen, insbesondere zur Selbstentzündung auch vom in den Kolben-Zylinder-Sätzen erzielten Verdichtungsverhältnis abhängig sein.
Dementsprechend bieten die oben erörterten Antriebssysteme die Möglichkeit der Verwendung von Ethanol und anderen Kraftstoffen mit geringer Cetanzahl bei einem Selbstzündungsdieselmotor über einen Bereich von Bedingungen hinweg, darunter Kaltstarts und Niedriglastbedingungen. Allgemein führen die hier beschriebenen Antriebssysteme zu einer Plattformarchitektur, die für verbesserten Kraftstoffverbrauch, höhere Leistungsfähigkeit und reduzierte kritische Schadstoffe über ein relativ großes Temperaturbetriebsfenster hinweg sorgen kann. Wie angemerkt wird, kann der Wärmetauscher als ein Kühler bei Hochlast und ein Heizer bei Niedriglast betrieben werden. Insbesondere kann dies bei relativ niedriger Last die Verwendung von weniger AGR-Gas, als ansonsten für diesen Zweck erforderlich sein kann, bei dem zweiten Mischer ermöglichen, wodurch eine effizientere Nutzung des AGR-Gases durch den Motor und resultierende geringere NOx-Emissionen und vorteilhafte Zündungs- und Verbrennungseigenschaften ermöglicht werden. Dies kann auch erhöhten Abgasstrom für die Turbolader ermöglichen.
Wie für den Fachmann auf der Hand liegt, können gewisse Aspekte des offenbarten Erfindungsgegenstands als ein Verfahren, ein System (z. B. ein Arbeitsfahrzeugsteuer- oder -antriebssystem, das in einem Arbeitsfahrzeug enthalten ist) oder ein Computerprogrammprodukt umgesetzt sein. Dementsprechend können gewisse Ausführungsformen vollständig als Hardware, vollständig als Software (einschließlich Firmware, speicherresidente Software, Mikrocode etc.) oder als Kombination aus Software- und Hardware- (und sonstigen) Aspekten ausgeführt sein. Des Weiteren können gewisse Ausführungsformen die Form eines Computerprogrammprodukts auf einem von einem Computer verwendbaren Speichermedium mit von einem Computer verwendbarem Programmcode, der im Medium ausgeführt ist, annehmen.
Ein computerlesbares Signalmedium kann ein sich ausbreitendes Datensignal mit darin enthaltenem computerlesbarem Programmcode beispielsweise im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle umfassen. Solch ein sich ausbreitendes Signal kann eine beliebige einer Vielzahl von Formen, darunter unter anderem elektromagnetisch, optisch oder jede beliebige geeignete Kombination daraus, annehmen. Ein computerlesbares Signalmedium kann nichtflüchtig sein und kann jedes beliebige computerlesbare Medium sein, das kein computerlesbares Speichermedium ist, und das ein Programm zur Verwendung von oder in Verbindung mit einem Anweisungsausführungssystem, einer Anweisungsausführungseinrichtung oder einer Anweisungsausführungsvorrichtung kommunizieren, verbreiten oder transportieren kann.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hier durch Funktions- und/oder Logikblockkomponenten und verschiedene Bearbeitungsschritte beschrieben werden. Es versteht sich, dass derartige Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten, die zur Durchführung der spezifischen Funktionen konfiguriert sind, realisiert werden können. Beispielsweise kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verschiedene integrierte Schaltungskomponenten einsetzen, z. B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen, die verschiedene Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen ausführen können. Darüber hinaus liegt für den Fachmann auf der Hand, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl an Systemen in die Praxis umgesetzt werden können und dass die Arbeitsfahrzeuge und die Steuersysteme und die Verfahren, die hier beschrieben werden, lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind.
Um der Kürze willen werden hier herkömmliche Methoden in Bezug auf Arbeitsfahrzeug- und Motorbetrieb, -steuerung und andere funktionale Aspekte der Systeme (und der einzelnen Betriebskomponenten der Systeme) möglicherweise nicht genauer beschrieben. Des Weiteren sollen die Verbindungslinien, die in den hier enthaltenen verschiedenen Figuren gezeigt werden, beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es wird angemerkt, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physische Verbindungen bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll keine Beschränkung der Offenbarung darstellen. Die Singularformen „ein/e/r“ und „der/die/das“, wie hier verwendet, sollen auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas anderes an. Ferner versteht sich, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorliegen angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angeben, jedoch das Vorliegen oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
So wie sie hier verwendet werden, geben Aufzählungen mit Elementen, die durch Bindewörter (z. B. „und“) getrennt werden und denen des Weiteren die Formulierung „eines oder mehrere von“ oder „mindestens eines von“ vorangestellt ist, sofern sie nicht anderweitig eingeschränkt oder modifiziert werden, Konfigurationen oder Anordnungen an, die möglicherweise einzelne Elemente der Aufzählung oder eine beliebige Kombination daraus umfassen. Beispielsweise geben „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ jeweils die Möglichkeiten von lediglich A, lediglich B, lediglich C oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr von A, B und C (z. B. A und B; B und C; A und C; oder A, B und C) an.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt worden, sie soll für die Offenbarung in der offenbarten Form aber nicht erschöpfend oder einschränkend sein. Für den Durchschnittsfachmann sind viele Modifikationen und Variationen ohne Abweichung von dem Schutzbereich und Wesen der Offenbarung ersichtlich. Hier explizit angeführte Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundzüge der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern und um anderen Durchschnittsfachmännern zu ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Modifikationen und Variationen des bzw. der beschriebenen Beispiele zu erkennen. Demgemäß liegen verschiedene andere Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche.

Claims

Antriebssystem (108, 208, 308) für ein Arbeitsfahrzeug (100), das Folgendes umfasst: einen Selbstzündungsmotor (120, 220, 320), der dazu konfiguriert ist, Einlassgas zur Erzeugung von mechanischer Leistung und Abgas aufzunehmen und zu verbrennen; eine Einlassanordnung (140, 240, 340), die für den Einlass von Ladeluft konfiguriert ist; eine Auslassanordnung (160, 260, 360), die dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des von dem Selbstzündungsmotor (120, 220, 320) erzeugten Abgases aufzunehmen; eine AGR(Abgasrückführung)-Anordnung (170, 270, 370), die dazu konfiguriert ist, einen zweiten Teil des von dem Selbstzündungsmotor (120, 220, 320) erzeugten Abgases als AGR-Gas aufzunehmen; einen ersten Mischer (146, 246, 346), der dazu konfiguriert ist, selektiv einen ersten Teil des AGR-Gases und die Ladeluft aufzunehmen und als Mischgas zu vermischen; einen Einlasswärmetauscher (150, 250, 350), der entweder stromaufwärts des ersten Mischers (146, 246, 346) oder stromabwärts des ersten Mischers (146, 246, 346) positioniert und jeweils dazu konfiguriert ist, die Einlassladeluft oder das Mischgas aufzunehmen, so dass Wärmeaustausch zwischen in dem Einlasswärmetauscher (150, 250, 350) zirkulierendem Motorkühlmittel und der Einlassladeluft oder dem Mischgas stattfindet; einen zweiten Mischer (154, 254, 354), der stromabwärts des ersten Mischers (146, 246, 346) und des Einlasswärmetauschers (150, 250, 350) positioniert und dazu konfiguriert ist, selektiv einen zweiten Teil des AGR-Gases und das Mischgas aufzunehmen und zu vermischen, um das Einlassgas zu bilden; und einen Einlasskrümmer (144, 244, 344), der dazu konfiguriert ist, das Einlassgas von dem zweiten Mischer (154, 254, 354) aufzunehmen und zur Verbrennung in den Selbstzündungsmotor (120, 220, 320) zu leiten.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 1, wobei der Selbstzündungsmotor (120, 220, 320) dazu konfiguriert ist, mit einem Kraftstoff mit geringer Cetanzahl betrieben zu werden.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 2, wobei der Selbstzündungsmotor (120, 220, 320) dazu konfiguriert ist, mit einem Kraftstoff, der einen Cetanwert von unter 40 aufweist, betrieben zu werden.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 3, wobei der Einlasswärmetauscher (150, 250, 350) stromabwärts des ersten Mischers (146, 246, 346) positioniert ist, so dass der Wärmeaustausch zwischen dem in dem Einlasswärmetauscher (150, 250, 350) zirkulierenden Motorkühlmittel und dem Mischgas stattfindet.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 4, wobei der Einlasswärmetauscher (150, 250, 350) dazu konfiguriert ist, bei einem ersten Satz von Bedingungen das Mischgas zu erhitzen.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 5, wobei der Einlasswärmetauscher (150, 250, 350) dazu konfiguriert ist, bei einem zweiten Satz von Bedingungen das Mischgas abzukühlen.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 3, das ferner Folgendes umfasst: ein erstes AGR-Ventil (172, 272, 358), das dazu konfiguriert ist, eine Menge des ersten Teils des zu dem ersten Mischer (146, 246, 346) geleiteten AGR-Gases zu steuern; und ein zweites AGR-Ventil (174, 274, 374), das dazu konfiguriert ist, eine Menge des zweiten Teils des zu dem zweiten Mischer (154, 254, 354) geleiteten AGR-Gases zu steuern.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 7, das ferner eine Steuerung (110) umfasst, die mit dem ersten AGR-Ventil (172, 272, 358) und dem zweiten AGR-Ventil (174, 274, 374) gekoppelt und dazu konfiguriert ist, das erste AGR-Ventil (172, 272, 358) und das zweite AGR-Ventil (174, 274, 374) zu steuern, so dass das Einlassgas eine solche Temperatur aufweist, dass sich das Einlassgas bei Verdichtung selbst entzündet.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 1, wobei die Einlassanordnung (140, 240, 340) mindestens einen Verdichter (184, 284, 286, 384) umfasst, der dazu konfiguriert ist, die Einlassladeluft stromaufwärts des ersten Mischers (146, 246, 346) aufzunehmen und zu verdichten.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 9, wobei die Auslassanordnung (160, 260, 360) mindestens eine Turbine (182, 282, 288, 382) umfasst, die von dem ersten Teil des Abgases angetrieben wird und mit dem mindestens einen Verdichter (184, 284, 286, 384) zum Antrieb drehbar gekoppelt ist.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 10, wobei die Einlassanordnung (140, 240, 340) zwei Verdichter (184, 284, 286, 384) umfasst und die Auslassanordnung (160, 260, 360) zwei Turbinen (182, 282, 288, 382) umfasst, die zusammen Doppelturbolader (180, 280, 380) bilden.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 11, wobei die Einlassanordnung (140, 240, 340) ferner einen zwischen den zwei Verdichtern (184, 284, 286, 384) positionierten Zwischenkühler (256) zum Kühlen der Einlassladeluft umfasst.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 1, das ferner einen Kühler (152, 252, 352) umfasst, der zum Kühlen des Motorkühlmittels konfiguriert ist.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 1, wobei die AGR-Anordnung (170, 270, 370) ferner einen AGR-Kühler (356) umfasst, der zum Kühlen des AGR-Gases stromaufwärts des ersten Mischers (146, 246, 346) konfiguriert ist.
Antriebssystem (108, 208, 308) nach Anspruch 14, wobei der AGR-Kühler (356) und der Einlasswärmetauscher (150, 250, 350) separate Wärmetauscher sind.