DE102015118321B4 - Internal combustion engine with switchable row of cylinders - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine (10) mit mindestens zwei Abgasturboladern (13, 14), wobei die Brennkraftmaschine (10) zwei Zylinderreihen (11, 12) aufweist, von denen eine Zylinderreihe (12) abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (10) einen ersten Abgasturbolader (13) und einen zweiten Abgasturbolader (14) aufweist, wobei im Betrieb der Brennkraftmaschine (10) eine erste Zylinderreihe (11) dauernd betrieben wird und eine Turbine (15) des ersten Abgasturboladers (13) mit Abgasen dieser ersten Zylinderreihe (11) betreibbar ist, sowie abgasseitig stromabwärts des ersten Abgasturboladers (13) der zweite Abgasturbolader (14) angeordnet ist, dessen Turbine (17) mit Abgasen beider Zylinderreihen (11, 12) betreibbar ist, wobei sowohl verdichtete Luft des Verdichters (16) des ersten Abgasturboladers (13) als auch verdichtete Luft des Verdichters (18) des zweiten Abgasturboladers (14) in eine Ansauganlage (21) gelangen, von der beide Zylinderreihen (11, 12) mit verdichteter Luft versorgbar sind.Internal combustion engine (10) with at least two exhaust gas turbochargers (13, 14), the internal combustion engine (10) having two rows of cylinders (11, 12), one row of cylinders (12) of which can be switched off, characterized in that the internal combustion engine (10) has a first Has an exhaust gas turbocharger (13) and a second exhaust gas turbocharger (14), with a first row of cylinders (11) being operated continuously during operation of the internal combustion engine (10) and a turbine (15) of the first exhaust gas turbocharger (13) using exhaust gases from this first row of cylinders (11) can be operated, and the second exhaust gas turbocharger (14) is arranged on the exhaust gas side downstream of the first exhaust gas turbocharger (13), the turbine (17) of which can be operated with exhaust gases from both rows of cylinders (11, 12), with both compressed air from the compressor (16) of the first exhaust gas turbocharger (13) and compressed air from the compressor (18) of the second exhaust gas turbocharger (14) reach an intake system (21), from which both rows of cylinders (11, 12) are supplied with compressed air are available.
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Obergriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of
Der ständig wachsende Druck zur Kraftstoffeinsparung führt dazu, dass bei weiterem Turbodownsizing die spezifische Leistung von Brennkraftmaschinen bzw. Motoren immer weiter steigt und hierdurch der Unterschied zwischen dem Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Leistungen und höheren Leistungen immer mehr auseinander driftet. Mit der Erhöhung der spezifischen Leistung kommen auch immer mehr Bauteile der Brennkraftmaschine an ihre Leistungsgrenze.The constantly growing pressure to save fuel means that with further turbo downsizing, the specific power of internal combustion engines or motors continues to rise and as a result the difference between fuel consumption at low power and higher power is drifting apart more and more. With the increase in specific power, more and more components of the internal combustion engine are reaching their performance limits.
Eine aufgeladene Brennkraftmaschine ist aus
In
In
In
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass diese mit geringem Kraftstoffverbrauch in der Kaltstartphase sowie im niedrigen bis mittleren Lastbereich betrieben werden kann, ohne Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs im hohen Lastbereich.The object of the present invention is to develop an internal combustion engine of the type mentioned so that it can be operated with low fuel consumption in the cold start phase and in the low to medium load range without increasing fuel consumption in the high load range.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Brennkraftmaschine, die gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.The problem is solved by an internal combustion engine that is designed according to the features of
Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist vorgesehen, dass diese einen ersten Abgasturbolader und einen zweiten Abgasturbolader aufweist. Hierbei wird im Betrieb der Brennkraftmaschine eine erste Zylinderreihe der beiden Zylinderreihen dauernd betrieben. Eine Turbine des ersten Abgasturboladers ist mit Abgasen dieser ersten Zylinderreihe betreibbar. Abgasseitig stromabwärts des ersten Abgasturboladers ist der zweite Abgasturbolader angeordnet. Dessen Turbine ist mit Abgasen beider Zylinderreihen betreibbar. Es gelangt sowohl verdichtete Luft des Verdichters des ersten Abgasturboladers als auch verdichtete Luft des Verdichters des zweiten Abgasturboladers in eine Ansauganlage. Von dieser Ansauganlage sind die beiden Zylinderreihen mit verdichteter Luft versorgbar.In the internal combustion engine according to the invention, it is provided that it has a first exhaust gas turbocharger and a second exhaust gas turbocharger. In this case, a first cylinder row of the two cylinder rows is operated continuously during operation of the internal combustion engine. A turbine of the first exhaust gas turbocharger can be operated with exhaust gases from this first row of cylinders. The second exhaust gas turbocharger is arranged on the exhaust gas side downstream of the first exhaust gas turbocharger. Its turbine can be operated with exhaust gases from both rows of cylinders. Both compressed air from the compressor of the first exhaust gas turbocharger and compressed air from the compressor of the second exhaust gas turbocharger get into an intake system. The two rows of cylinders can be supplied with compressed air from this intake system.
Beim Start der Brennkraftmaschine sowie in einem Teillastbereich wird die Brennkraftmaschine mit einer Zylinderreihe, der ersten Zylinderreihe betrieben, sodass der erste Abgasturbolader mit den Abgasen der permanent betriebenen Zylinderreihe beaufschlagt wird. Die Abgase gelangen danach zum zweiten Abgasturbolader, der dadurch auf Drehzahl gebracht wird, ohne dass der Verdichter des zweiten Abgasturboladers im Sinne einer nennenswerten Verdichtung der Luft in Betrieb genommen wird.When the internal combustion engine is started and in a partial load range, the internal combustion engine is operated with one row of cylinders, the first row of cylinders, so that the exhaust gases from the permanently operated row of cylinders are applied to the first exhaust gas turbocharger. The exhaust gases then reach the second exhaust gas turbocharger, which is thereby brought up to speed without the compressor of the second exhaust gas turbocharger being put into operation in the sense of a significant compression of the air.
Für ein schnelles Anfahren sind vorzugsweise zwei Varianten möglich: Es wird die Brennkraftmaschine mit einer Zylinderreihe, nämlich der ersten Zylinderreihe, oder mit beiden Zylinderreihen betrieben. Bei Volllast wird die Brennkraftmaschine mit beiden Zylinderreihen betrieben.For a quick start-up two variants are preferably possible: It is the focal engine with one cylinder row, namely the first cylinder row, or operated with both cylinder rows. At full load, the internal combustion engine is operated with both rows of cylinders.
Gemäß einer grundsätzlichen Gestaltung der Brennkraftmaschine ist vorgesehen, dass die Zylinder der jeweiligen Zylinderreihe einen gemeinsamen Abgaskrümmer aufweisen. Abgas, das von dieser Zylinderreihe abgegeben wird, gelangt somit vollständig durch diesen gemeinsamen Abgaskrümmer. Der Abgaskrümmer der ersten Zylinderreihe ist vorzugsweise derart weitergebildet, dass er einen ersten Ausgang zur Turbine des ersten Abgasturboladers und einen zweiten Ausgang, bei Umgehung der Turbine des ersten Abgasturboladers, direkt zur Turbine des zweiten Abgasturboladers aufweist. Hierbei ist zusätzlich ein Verschluss zum Freigeben oder Verschließen des zweiten Ausgangs vorgesehen. In der Verschließstellung des Verschlusses gelangt Abgas, das durch diesen Abgaskrümmer geleitet wird, ausschließlich durch den ersten Ausgang zur Turbine des ersten Abgasturboladers. Befindet sich der Verschluss in seiner den zweiten Ausgang öffnenden Stellung, gelangt Abgas sowohl durch den ersten Ausgang zur Turbine des ersten Abgasturboladers als auch unmittelbar, somit bei Umgehung des ersten Abgasturboladers, direkt zur Turbine des zweiten Abgasturboladers.According to a basic design of the internal combustion engine, it is provided that the cylinders of the respective row of cylinders have a common exhaust manifold. Exhaust gas discharged from this bank of cylinders thus passes entirely through this common exhaust manifold. The exhaust manifold of the first row of cylinders is preferably developed in such a way that it has a first output to the turbine of the first exhaust gas turbocharger and a second output, bypassing the turbine of the first exhaust gas turbocharger, directly to the turbine of the second exhaust gas turbocharger. In this case, a closure for releasing or closing the second outlet is additionally provided. In the closed position of the closure, exhaust gas that is routed through this exhaust manifold reaches the turbine of the first exhaust gas turbocharger exclusively through the first outlet. If the closure is in its position opening the second outlet, exhaust gas passes both through the first outlet to the turbine of the first exhaust gas turbocharger and directly, thus bypassing the first exhaust gas turbocharger, directly to the turbine of the second exhaust gas turbocharger.
Demgegenüber ist gemäß einer alternativen Gestaltung die Brennkraftmaschine derart konzipiert, dass die erste Zylinderreihe pro Zylinder ein erstes Auslassventil und ein zweites Auslassventil aufweist. Hierbei sind die Abgase über die ersten Auslassventile der Zylinder in einen ersten Abgaskrümmer und über die zweiten Auslassventile der Zylinder in einen zweiten Auslasskrümmer ausgebbar. Der erste Abgaskrümmer weist einen Ausgang zur Turbine des ersten Abgasturboladers und der zweite Abgaskrümmer einen Ausgang zur Turbine des zweiten Abgasturboladers auf. In diesem Fall ist es somit nicht erforderlich, einen Verschluss der vorstehend beschriebenen Art vorzusehen, sondern es erfolgt das Öffnen und Schließen des Durchgangs durch den jeweiligen ersten bzw. zweiten Abgaskrümmer über die dem ersten Abgaskrümmer zugeordneten ersten Auslassventile und die dem zweiten Abgaskrümmer zugeordneten zweiten Auslassventile.In contrast, according to an alternative design, the internal combustion engine is designed in such a way that the first row of cylinders has a first exhaust valve and a second exhaust valve for each cylinder. The exhaust gases can be discharged into a first exhaust manifold via the first exhaust valves of the cylinders and into a second exhaust manifold via the second exhaust valves of the cylinders. The first exhaust manifold has an output to the turbine of the first exhaust gas turbocharger and the second exhaust manifold has an output to the turbine of the second exhaust gas turbocharger. In this case, it is therefore not necessary to provide a closure of the type described above, but the passage through the respective first and second exhaust manifold is opened and closed via the first exhaust valves assigned to the first exhaust manifold and the second exhaust valves assigned to the second exhaust manifold .
Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine derart gestaltet, dass unmittelbar stromabwärts der Turbine des ersten Abgasturboladers ein Starter-Katalysator angeordnet ist. Bei einem solchen Starter-Katalysator handelt es sich insbesondere um einen relativ klein dimensionierten Katalysator, der die Funktion eines Starter-Katalysators bzw. Vorkatalysators besitzt.The internal combustion engine is preferably designed in such a way that a starter catalytic converter is arranged directly downstream of the turbine of the first exhaust gas turbocharger. Such a starter catalytic converter is, in particular, a relatively small-sized catalytic converter which has the function of a starter catalytic converter or pre-catalytic converter.
Vorzugsweise ist stromabwärts einer Zusammenführung von Abgasleitungen der beiden Zylinderreihen ein Haupt-Katalysator angeordnet. Dieser Haupt-Katalysator ist wesentlich größer dimensioniert als der Starter-Katalysator.A main catalytic converter is preferably arranged downstream of a junction of exhaust gas lines of the two rows of cylinders. This main catalytic converter is dimensioned much larger than the starter catalytic converter.
Vorzugsweise ist bei der Brennkraftmaschine die Ansauganlage so ausgebildet, dass sie zwei Ansaugleitungen aufweist. Eine Ansaugleitung ist dem Verdichter des zweiten Abgasturboladers zugeordnet und weist ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil zum Verhindern eines Luftstroms von der Ansaugleitung des Verdichters des ersten Abgasturboladers durch die Ansaugleitung des Verdichters des zweiten Abgasturboladers auf. Es ist somit sichergestellt, dass dann, wenn der Verdichter des zweiten Abgasturboladers einen Druck erzeugt, der geringer ist als der Verdichter des ersten Abgasturboladers, keine verdichtete Luft über die dem Verdichter des ersten Abgasturboladers zugeordnete Ansaugleitung durch die Ansaugleitung des Verdichters des zweiten Abgasturboladers gelangt. Wird der zweite Abgasturbolader mit entsprechender Drehzahl betrieben, sodass der Verdichter dieses Abgasturboladers einen entsprechend hohen Druck erzeugt, gelangt diese verdichtete Luft entgegen der Sperrrichtung des Ventils zu den beiden Zylinderreihen.In the internal combustion engine, the intake system is preferably designed in such a way that it has two intake lines. An intake line is associated with the compressor of the second exhaust gas turbocharger and has a valve, in particular a check valve, for preventing an air flow from the intake line of the compressor of the first exhaust gas turbocharger through the intake line of the compressor of the second exhaust gas turbocharger. It is thus ensured that when the compressor of the second exhaust gas turbocharger generates a pressure that is lower than the compressor of the first exhaust gas turbocharger, no compressed air passes through the intake line of the compressor of the second exhaust gas turbocharger via the intake line assigned to the compressor of the first exhaust gas turbocharger. If the second exhaust gas turbocharger is operated at a corresponding speed, so that the compressor of this exhaust gas turbocharger generates a correspondingly high pressure, this compressed air reaches the two rows of cylinders in the opposite direction to the blocking direction of the valve.
Vorzugsweise weist die Ansauganlage stromabwärts des jeweiligen Abgasturboladers einen Luftfilter und/oder stromaufwärts des jeweiligen Abgasturboladers einen Ladeluftkühler auf.The intake system preferably has an air filter downstream of the respective exhaust gas turbocharger and/or an intercooler upstream of the respective exhaust gas turbocharger.
Bei dem ersten Abgasturbolader handelt es sich insbesondere um einen solchen, der relativ klein ist, und bei dem zweiten Abgasturbolader insbesondere um einen solchen, der im Verhältnis zum ersten Abgasturbolader relativ groß ist. Hierbei ist der zweite Abgasturbolader im oberen Lastbereich der Brennkraftmaschine wirksam.The first exhaust gas turbocharger is in particular one that is relatively small, and the second exhaust gas turbocharger is in particular one that is relatively large in relation to the first exhaust gas turbocharger. Here, the second exhaust gas turbocharger is effective in the upper load range of the internal combustion engine.
Die Brennkraftmaschine ist insbesondere als Sechs-Zylinder-Motor ausgebildet. Es handelt sich hierbei beispielsweise um einen Sechs-Zylinder-Boxermotor. Dieser Sechs-Zylinder-Motor weist pro Zylinderreihe drei Zylinder auf.The internal combustion engine is designed in particular as a six-cylinder engine. This is, for example, a six-cylinder boxer engine. This six-cylinder engine has three cylinders per cylinder bank.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung zweier, in der Zeichnung wiedergegebener, bevorzugter Ausführungsbeispiele, ohne hierauf beschränkt zu sein.Further features of the invention result from the subclaims, the attached drawing and the description of two preferred exemplary embodiments shown in the drawing, without being restricted thereto.
Es zeigt:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine in einer Prinzipdarstellung, bei oben veranschaulichtem Ansaugtrakt und unten veranschaulichtem Abgastrakt, verdeutlicht für den Betriebszustand unmittelbar nach dem Hochdrehen der Brennkraftmaschine beim Start der Maschine sowie für den Zustand des normalen Anfahrens, -
2 eine Darstellung gemäß der1 , verdeutlicht für den Zustand einer ersten Variante eines schnellen Anfahrens, -
3 eine Darstellung gemäß der1 und2 , verdeutlicht für den Zustand einer zweiten Variante eines schnellen Anfahrens, -
4 eine Darstellung gemäß der1 bis3 , verdeutlicht für den Zustand des Betriebs der Brennkraftmaschine bei Volllast, -
5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine in einer Prinzipdarstellung, bei oben veranschaulichtem Ansaugtrakt und unten veranschaulichtem Abgastrakt, verdeutlicht für den Betriebszustand unmittelbar nach dem Hochdrehen der Brennkraftmaschine beim Start der Maschine sowie für den Zustand des normalen Anfahrens, -
6 eine Darstellung gemäß der5 , verdeutlicht für den Zustand einer ersten Variante eines schnellen Anfahrens, -
7 eine Darstellung gemäß der5 und6 , verdeutlicht für den Zustand einer zweiten Variante eines schnellen Anfahrens, -
8 eine Darstellung gemäß der5 bis7 , verdeutlicht für den Zustand des Betriebs der Brennkraftmaschine bei Volllast.
-
1 a first exemplary embodiment of the internal combustion engine in a schematic representation, with the intake tract illustrated above and the exhaust tract illustrated below, illustrated for the operating state immediately after the revving up of the internal combustion engine when starting the machine and for the state of normal starting, -
2 a representation according to the1 , clarified for the state of a first variant of a fast start, -
3 a representation according to the1 and2 , clarified for the state of a second variant of a fast start, -
4 a representation according to the1 until3 , clarified for the state of operation of the internal combustion engine at full load, -
5 a second exemplary embodiment of the internal combustion engine in a schematic representation, with the intake tract illustrated above and the exhaust tract illustrated below, illustrated for the operating state immediately after the internal combustion engine has been revved up when the engine is started and for the state of normal starting, -
6 a representation according to the5 , clarified for the state of a first variant of a fast start, -
7 a representation according to the5 and6 , clarified for the state of a second variant of a fast start, -
8th a representation according to the5 until7 , illustrates the state of operation of the internal combustion engine at full load.
Die Brennkraftmaschine weist einen ersten, relativ kleinen Abgasturbolader 13 und einen zweiten, relativ großen Abgasturbolader 14 auf. Der erste Abgasturbolader 13 besitzt eine Turbine 15 und einen Verdichter 16, nachfolgend auch als erste Turbine 15 und erste Verdichter 16 bezeichnet. Der zweite Abgasturbolader 14 besitzt eine Turbine 17 und einen Verdichter 18, nachfolgend auch als zweite Turbine 17 und zweiter Verdichter 18 bezeichnet.The internal combustion engine has a first, relatively small
Bezogen auf den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine sind im oberen Bereich der
Stromaufwärts der Zusammenführung der beiden Ansaugleitungen 22, 23 ist eine Drosselklappe 25 zum Regeln der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine 10 vorgesehen.A
Bezogen auf den Abgastrakt der Brennkraftmaschine 10 sind im unteren Bereich der
Stromabwärts des Abgaskrümmers 26 ist mit diesem der erste Abgasturbolader 13 verbunden, sodass Abgas durch den Abgaskrümmer 26 zur Turbine 15 des Abgasturboladers 13 gelangen kann. Von dieser Turbine 15 gelangt das Abgas unmittelbar zu einem relativ kleinen Starter-Katalysator 28, der an die Turbine 15 angeflanscht ist. Das Abgas tritt vom Starter-Katalysator 28 in eine Zweigleitung 29. Mit dieser und dem Abgaskrümmer 26 ist eine Leitung 30 verbunden, die parallel zum Starter-Katalysator 28 geführt ist und eine regelbare Abgasklappe 31 aufweist. Bei in Schließstellung befindlicher Abgasklappe 31 tritt das Abgas somit ausschließlich vom Abgaskrümmer 26 in die Turbine 15 ein und gelangt von dieser durch den Starter-Katalysator 28 zur Zweigleitung 29. Ist die Abgasklappe 31 geöffnet, kann Abgas zusätzlich unmittelbar vom Abgaskrümmer 26 durch die Leitung 30 zur Zweigleitung 29 geführt werden. Die Zweigleitung 29 mündet in eine Sammelleitung 32, die mit einem Einlass eines weiteren Katalysators 33, der einen Haupt-Katalysator darstellt, verbunden ist.The first
Von dem der zweiten Zylinderreihe 12 zugeordneten zweiten Abgaskrümmer 27 gelangt das Abgas in eine Zweigleitung 34, die zusammen mit der Zweigleitung 29, die der ersten Zylinderreihe 11 zugeordnet ist, in die Sammelleitung 32 zum Katalysator 33 mündet.From the
Abgas das durch den Katalysator 33 strömt und aus diesem austritt, gelangt in einen Vorschalldämpfer 35. Von diesem gehen vier Auspuffleitungen 36, 37, 38, 39 ab, wobei den Auspuffleitungen 36 bis 38 jeweils eine Abgasklappe 40 zugeordnet ist. Abgas, das durch das Auspuffrohr 39 geleitet wird, tritt durch einen Hauptschalldämpfer 41 aus dem Abgassystem der Brennkraftmaschine aus.Exhaust gas that flows through the
Die wesentlichen Betriebszustände der Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind in den
Entsprechende Pfeildarstellungen finden sich auch in den folgenden Figuren.Corresponding arrow representations can also be found in the following figures.
Für den Fahrzustand des normalen Anfahrens ergibt sich dieselbe Situation wie zur
Die zweite Variante des schnellen Anfahrens ist in
Im Teillastbereich der Brennkraftmaschine 10 wird hauptsächlich die erste Zylinderreihe 11 nur mit dem ersten Abgasturbolader 13 und bei Öffnung der Abgasklappe 31 die Leistung zur Verfügung stellen. Bei Beschleunigung können die Zustände, wie oben beschrieben, durchfahren werden. Ab einem Überschreiten einer maximalen Leistungsschwelle ist dann die zweite Zylinderreihe 12 immer aktiv und die Absperrklappe 31 der ersten Zylinderreihe 11 immer offen.In the part-load range of the
Entsprechend den vorbeschriebenen Betriebszuständen, gemäß den
- Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen nach dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass statt dem einen, ersten Abgaskrümmer 26 und der Abgasklappe 31 bei dem ersten Ausführungsbeispiel nunmehr, bei Wegfall der Abgasklappe zwei Abgaskrümmer 42, 43 vorgesehen sind. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß
den 5 bis8 weist die erste Zylinderreihe 11 pro Zylinder ein erstes Auslassventil und ein zweites Auslassventil auf. Hierbei werden die Abgase über die ersten Auslassventile der Zylinder inden Abgaskrümmer 42 und über die zweiten Auslassventile der Zylinder inden Abgaskrümmer 43 ausgegeben.Der Abgaskrümmer 42 weist einen Ausgang zurTurbine 15 des ersten Abgasturboladers 13 und der Abgaskrümmer 43 einen Ausgang zurTurbine 17 des zweiten Abgasturboladers 14 auf. Konkret mündet der Abgaskrümmer 43, genausowie die Leitung 30 indie Zweigleitung 29. Soll das Abgas nur durch dieTurbine 15 desAbgasturboladers 13 strömen, verschließen die Auslassventile, diedem Abgaskrümmer 43 zugeordnet sind, diesen. Soll Abgas nicht nur durchden Abgaskrümmer 42, sondern auchdurch den Abgaskrümmer 43 abgeleitet werden, werden alle Auslassventile der ersten Zylinderreihe 11 in deren Öffnungsstellung überführt. Unter diesem Aspekt ergeben sich gemäß der Darstellung der5 bis8 die Betriebszustände, wie sie inden 1 bis4 veranschaulicht sind, entsprechend.
- The second exemplary embodiment differs from that according to the first exemplary embodiment in that instead of the
first exhaust manifold 26 and theexhaust flap 31 in the first exemplary embodiment, two 42, 43 are now provided if the exhaust flap is omitted. In the second embodiment according to theexhaust manifolds 5 until8th the first row ofcylinders 11 has a first exhaust valve and a second exhaust valve per cylinder. Here, the exhaust gases output via the first exhaust valves of the cylinders into theexhaust manifold 42 and via the second exhaust valves of the cylinders into theexhaust manifold 43 . Theexhaust manifold 42 has an outlet to theturbine 15 of the firstexhaust gas turbocharger 13 and theexhaust manifold 43 has an outlet to theturbine 17 of the secondexhaust gas turbocharger 14 . Specifically, theexhaust manifold 43, like theline 30, opens into thebranch line 29. If the exhaust gas is to flow only through theturbine 15 of theexhaust gas turbocharger 13, the outlet valves, which are assigned to theexhaust manifold 43, close it. If exhaust gas is to be discharged not only through theexhaust manifold 42 but also through theexhaust manifold 43, all the exhaust valves of the first row ofcylinders 11 are moved to their open position. From this point of view, according to the presentation of5 until8th the operating states, as in the1 until4 are illustrated accordingly.
Die Erfindung einschließlich deren Weiterbildungen beschreibt somit eine Brennkraftmaschine mit der ein kleineres Downsizing als bei herkömmlichen Motoren möglich ist. Die Auslegung des ersten Abgasturboladers kann wesentlich schärfer erfolgen wie bisher. Dieser Abgasturbolader muss nicht über den ganzen Drehzahlbereich seine Funktion erreichen, da im oberen Lastbereich der große, zweite Abgasturbolader aktiv wird. Dadurch wird das Ansprechverhalten deutlich verbessert und der Bereich in dem der Abgasturbolader verbrauchsoptimal betrieben werden kann, verbessert. Die Vorteile eines Turbomotors mit extrem kleinem Hubraum werden mit dem Vorteil eines großen Turbomotors verbunden. Die spezifische Leistung muss nicht weiter erhöht werden. Durch den kleinen Katalysator und kleinen ersten Turbolader wird weniger Energie benötigt, bis der kleine Katalysator betriebsbereit ist. Die erste und zweite Zylinderreihe kann mit normaler Ventilsteuerung ausgeführt werden. Hiermit verbunden ist ein Kosten- und Gewichtsvorteil.The invention, including its developments, thus describes an internal combustion engine with which smaller downsizing than with conventional engines is possible. The design of the first exhaust gas turbocharger can be much tighter than before. This exhaust gas turbocharger does not have to achieve its function over the entire engine speed range, since the large, second exhaust gas turbocharger becomes active in the upper load range. This significantly improves the response behavior and improves the range in which the exhaust gas turbocharger can be operated with optimum consumption. The advantages of a turbo engine with an extremely small displacement are combined with the advantage of a large turbo engine. The specific power does not have to be increased any further. Due to the small catalytic converter and small first turbocharger, less energy is required until the small catalytic converter is ready for operation. The first and second bank of cylinders can be designed with normal valve control. This is associated with a cost and weight advantage.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Zylindercylinder
- 22
- Zylindercylinder
- 33
- Zylindercylinder
- 44
- Zylindercylinder
- 55
- Zylindercylinder
- 66
- Zylindercylinder
- 1010
- Brennkraftmaschineinternal combustion engine
- 1111
- Erste ZylinderreiheFirst row of cylinders
- 1212
- Zweite ZylinderreiheSecond row of cylinders
- 1313
- Erster AbgasturboladerFirst exhaust gas turbocharger
- 1414
- Zweiter AbgasturboladerSecond exhaust gas turbocharger
- 1515
- Erste TurbineFirst Turbine
- 1616
- Erster VerdichterFirst compressor
- 1717
- Zweite TurbineSecond turbine
- 1818
- Zweiter VerdichterSecond Compressor
- 1919
- Luftfilterair filter
- 2020
- Ladeluftkühlerintercooler
- 2121
- Ansauganlageintake system
- 2222
- Ansaugleitungintake line
- 2323
- Ansaugleitungintake line
- 2424
- Rückschlagventilcheck valve
- 2525
- Drosselklappethrottle
- 2626
- Erster AbgaskrümmerFirst exhaust manifold
- 2727
- Zweiter AbgaskrümmerSecond exhaust manifold
- 2828
- Starter-Katalysatorstarter catalyst
- 2929
- Zweigleitungbranch line
- 3030
- LeitungManagement
- 3131
- Abgasklappeexhaust flap
- 3232
- Sammelleitungmanifold
- 3333
- Haupt-Katalysatormain catalyst
- 3434
- Zweigleitungbranch line
- 3535
- Vorschalldämpferfront silencer
- 3636
- Auspuffleitungexhaust line
- 3737
- Auspuffleitungexhaust line
- 3838
- Auspuffleitungexhaust line
- 3939
- Auspuffleitungexhaust line
- 4040
- Abgasklappeexhaust flap
- 4141
- Hauptschalldämpfermain silencer
- 4242
- Abgaskrümmerexhaust manifold
- 4343
- Abgaskrümmerexhaust manifold
Claims (9)
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2015
- 2015-10-27 DE DE102015118321.8A patent/DE102015118321B4/en active Active
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Also Published As
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