DE102010024004A1

DE102010024004A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010024004A1
Application number: DE201010024004
Authority: DE
Inventors: Stefan Moser; Thomas Krämer; Dr. Zücker Wolfgang; Thomas Laudenbach
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-15
Also published as: CN202431361U

Abstract

Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Zylinderbank (11, 12), wobei die oder jede Zylinderbank zwei äußere, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitende Hochdruckzylinder (14, 15, 17, 18) und einen mittleren, ohne Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden, von den Hochdruckzylindern mit Abgas befüllten Niederdruckzylinder (16, 19) aufweist, wobei Hubkolben der Zylinder über Pleuel mit Hubzapfen einer Kurbelwelle gekoppelt sind, wobei Ventile der Zylinder über Nockenwellen ansteuerbar sind, die von der Kurbelwelle aus antreibbar sind, wobei im Bereich der oder jeder Zylinderbank zwischen Auslassventilen der Hochdruckzylinder und Einlassventilen des jeweiligen Niederdruckzylinders Überströmkanäle für Abgas ausgebildet sind, und wobei jeder Überströmkanal (31) und der jeweilige Hockdruckzylinder (14, 15, 17, 18) der oder jeder Zylinderbank (11, 12) derart ausgelegt ist, dass ein dimensionsbehaftetes Verhältnis zwischen einem Volumen des Überströmkanals (31) in cm3 und dem Produkt aus einem Hubvolumen des jeweiligen Hockdruckzylinders in cm3 und einem Ladedruck in bar zwischen 0,05 und 0,5 beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 5.
Aus der EP 1 961 943 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken bekannt, wobei jede Zylinderbank zwei äußere, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitende Hochdruckzylinder sowie einen mittleren, ohne eigene Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden Niederdruckzylinder aufweist, welcher von den beiden äußeren Hochdruckzylindern der jeweiligen Zylinderbank mit Abgas befüllt bzw. beaufschlagt wird. Ventile, nämlich Einlassventile und Auslassventile, der Zylinder der Zylinderbänke der in diesem Stand der Technik offenbarten Brennkraftmaschine sind über Nockenwellen ansteuerbar. Hubkolben der Zylinder der Zylinderbänke sind mit Hubzapfen einer Kurbelwelle gekoppelt. Die Nockenwellen der Zylinderbänke sind von der Kurbelwelle aus antreibbar.
Eine weitere Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken, von denen jede Zylinderbank jeweils zwei äußere, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitende Hochdruckzylinder und einen mittleren, ohne eigene Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden Niederdruckzylinder aufweist, ist aus der US 2009/0223482 A1 bekannt. So sind auch bei diesem Stand der Technik Hubkolben der Zylinder der Zylinderbänke über Pleuel mit einer Kurbelwelle gekoppelt, wobei solche Hubzapfen der Kurbelwelle, an welchen die Pleuel der Hochdruckzylinder angreifen, in einer gemeinsamen Ebene liegen, wohingegen solche Hubzapfen der Kurbelwelle, an welchen die Pleuel der Niederdruckzylinder angreifen, gegenüber dieser Ebene in Drehrichtung bzw. Umfangsrichtung der Kurbelwelle gesehen versetzt sind, nämlich um 90°. Hubkolben von sich in Drehrichtung der Kurbelwelle bzw. von sich in Umfangsrichtung der Kurbelwelle gegenüberliegenden Zylindern der unterschiedlichen Zylinderbänke greifen über ihre jeweiligen Pleuel an gemeinsamen Hubzapfen der Kurbelwelle an. So liegen nach diesem Stand der Technik die Hubzapfen der Kurbelwelle, an welcher die Hubkolben sich gegenüberliegender Hochdruckzylinder über ihre Pleuel gemeinsam angreifen, in einer gemeinsamen Ebene, wobei der Hubzapfen der Kurbelwelle, an welcher die Hubkolben der sich in Umfangsrichtung der Kurbelwelle gegenüberliegenden Niederdruckzylinder der beiden Zylinderbänke über ihre Pleuel gemeinsam angreifen, gegenüber dieser Ebene um 90° versetzt ist.
Aus der DE 31 21 301 A1 ist eine weitere Brennkraftmaschine bekannt, die zwei Zylinderbänke mit jeweils drei Zylindern, nämlich mit jeweils zwei äußeren, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitenden Hochdruckzylindern und einem mittleren, ohne eigene Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden Niederdruckzylinder, aufweist, wobei der Niederdruckzylinder der jeweiligen Zylinderbank von den beiden äußeren Hochdruckzylindern der jeweiligen Zylinderbank wechselweise mit Abgas befüllt wird. Aus diesem Stand der Technik ist es bereits bekannt, die beiden Zylinderbänke in Form eines Reihenmotors oder in Form eines V-Motors oder in Form eines Boxermotors zueinander anzuordnen.
Obwohl es aus dem oben zitierten Stand der Technik bereits bekannt ist, zur Wirkungsgraderhöhung einer Brennkraftmaschine das Abgas der mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitenden Hochdruckzylindern in den Niederdruckzylindern der Zylinderbänke zu nutzen, besteht Bedarf an einer weiteren Erhöhung des Wirkungsgrads solcher Brennkraftmaschinen mit einfachen Mitteln. Hiervon ausgehend liegt der hier vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Brennkraftmaschine zu schaffen.
Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiernach ist der oder jeder Überströmkanal und der jeweilige Hockdruckzylinder der oder jeder Zylinderbank derart ausgelegt, dass ein dimensionsbehaftetes Verhältnis zwischen einem Volumen des Überströmkanals in Kubikzentimeter und dem Produkt aus einem Hubvolumen des jeweiligen Hockdruckzylinders in Kubikzentimeter und einem Ladedruck für denselben in bar zwischen 0,05 und 0,5 beträgt.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 5 gelöst. Hiernach ist jeder Niederdruckzylinder der oder jeder Zylinderbank derart ausgelegt, dass ein dimensionsloses Verdichtungsverhältnis zwischen der Summe aus einem Hubvolumen und einem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders und dem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders zwischen 20 und 35 beträgt.
Mit den beiden Aspekten der Erfindung, die entweder alleine oder in Kombination miteinander an einer Brennkraftmaschine zum Einsatz kommen können, kann der Wirkungsgrad mit einfachen Mitteln gesteigert werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1: eine perspektivische Ansicht eines Details eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken;
2: eine perspektivische Ansicht eines Details der Brennkraftmaschine der 1 im Bereich einer Zylinderbank und dieser Zylinderbank zugeordneter Nockenwellen;
3: eine perspektivische Ansicht eines weiteren Details der Brennkraftmaschine der 1 im Bereich einer Kurbelwelle und mit der Kurbelwelle über Pleuel gekoppelter Zylinder;
4: das Detail der 4 in einer Vorderansicht;
5: eine Ansicht auf Ventile einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine der 1;
6: ein Detail der Brennkraftmaschine der 1 im Bereich einer Zylinderbank und dieser Zylinderbank zugeordneter Ventile; und
7: eine schematisierte Darstellung der 6.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 10, die zwei in V-Stellung zueinander angeordnete Zylinderbänke 11 und 12 aufweist, wobei jede der Zylinderbänke 11 und 12 jeweils drei Zylinder umfasst. 3 zeigt schematisiert die Zylinder der beiden Zylinderbänke 11 und 12 zusammen mit einer Kurbelwelle 13. Eine erste Zylinderbank 11 umfasst zwei äußere, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitende Hochdruckzylinder 14 und 15 sowie einen mittleren, ohne eigene Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden, wechselweise von den Hochdruckzylindern 14, 15 mit Abgas befüllten Niederdruckzylinder 16. Ebenso umfasst die zweite Zylinderbank 12 zwei äußere, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitende Hochdruckzylinder 17 und 18 sowie einen mittleren, ohne eigene Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden, wechselweise von den Hochdruckzylindern 17 und 18 mit Abgas befüllten Niederdruckzylinder 19.
Wie am besten 3 entnommen werden kann, sind die Zylinder der ersten Zylinderbank 11 sowie die Zylinder der zweiten Zylinderbank 12 jeweils in Reihe zueinander positioniert, wobei die Zylinder 14, 15 und 16 der ersten Zylinderbank 11 den Zylindern 17, 18 und 19 der zweiten Zylinderbank 12 in Drehrichtung der Kurbelwelle 13 bzw. in Umfangsrichtung derselben gegenüberliegen. Die Zylinder der Zylinderbänke 11 und 12 liegen sich derart gegenüber, dass sich einerseits Hochdruckzylinder 14, 17 und 15, 18 und andererseits Niederdruckzylinder 16, 19 gegenüberliegen. So kann 3, 4 entnommen werden, dass sich die Hochdruckzylinder 14 und 17, die Hochdruckzylinder 15 und 18 sowie die Niederdruckzylinder 16 und 19 der beiden Zylinderbänke 11 und 12 in Drehrichtung 34 der Kurbelwelle 13 bzw. in Umfangsrichtung derselben gegenüberliegen.
Den Zylindern der beiden Zylinderbänke 11 und 12 sind Ventile zugeordnet. 5 zeigt eine Ansicht auf die Ventile einer Zylinderbank 11 bzw. 12 der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine im Bereich sämtlicher Zylinder der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12, wobei gemäß 5 die beiden äußeren, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitenden Hochdruckzylinder 14, 15 bzw. 17, 18 jeweils zwei Einlassventile 20 für Kraftstoff und Verbrennungsluft bzw. ein Kraftstoff-Verbrennungsluft-Gemisch und jeweils ein Auslassventil 21. für Abgas umfassen. Dann, wenn die Hochdruckzylinder mit Kraftstoffdirekteinspritzung arbeiten, sind separate Einspritzventile für Kraftstoff bzw. Brennstoff vorhanden. Der mittlere, ohne eigene Brennstoffzufuhr im Zweittaktverfahren arbeitende Niederdruckzylinder 16 bzw. 19 der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 umfasst zwei Einlassventile 22 für Abgas sowie zwei Auslassventile 23 für Abgas. Wie bereits erwähnt, wird der Niederdruckzylinder 16 bzw. 19 jeder Zylinderbank 11 bzw. 12 von den Hochdruckzylindern 14, 15 bzw. 17, 18 der jeweiligen Zylinderbank 11, 12 wechselweise mit Abgas befüllt.
In 5 ist durch Pfeile 24 die Zufuhr des Kraftstoff-Verbrennungsluft-Gemischs zu den jeweiligen äußeren Hochdruckzylindern der Zylinderbänke gezeigt. Pfeile 25 visualisieren das Überströmen von Abgas aus den äußeren Hochdruckzylindern 14, 15 bzw. 17, 18 der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 in jeweiligen Niederdruckzylinder 16 bzw. 19 derselben. Pfeile 26 verdeutlichen das Ableiten von Abgas aus dem jeweiligen Niederdruckzylinder 16, 19 der jeweiligen Zylinderbank 11, 12, wobei das Abgas entweder unmittelbar einer Abgasreinigungsanlage oder zur weiteren Wirkungsgradsteigerung vorzugsweise einem Abgasturbolader zugeführt werden kann.
Die oben erwähnten Ventile 20, 21, 22 und 23 der Zylinder der Zylinderbänke 11 und 12 sind über Nockenwellen 27 und 28 ansteuerbar, nämlich über sogenannte Einlass-Nockenwellen 27 und sogenannte Auslass-Nockenwelle 28. Die Einlassventile 20 der Hochdruckzylinder 14, 15 bzw. 17, 18 sowie die Einlassventile 22 der Niederdruckzylinder 16 bzw. 19 werden dabei über die jeweilige Einlass-Nockenwelle 27 der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 angesteuert, wohingegen die Auslassventile 21 der Hochdruckzylinder 14, 15 bzw. 17, 19 sowie die Auslassventile 23 des Niederdruckzylinders 16 bzw. 19 der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 von der jeweiligen Auslass-Nockenwelle 28 der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 angesteuert werden.
Wie bereits ausgeführt, arbeiten die Hochdruckzylinder 14, 15 bzw. 17, 18 der beiden Zylinderbänke 11 und 12 in Viertaktverfahren, wohingegen die Niederdruckzylinder 16 bzw. 19 der Zylinderbänke 11, 12 im Zweitaktverfahren arbeiten. Dabei werden die Niederdruckzylinder 16 bzw. 19 von den jeweiligen Hochdruckzylindern 14, 15 bzw. 17, 18 wechselweise mit Abgas befüllt, wodurch für die Auslassventile 23 der Niederdruckzylinder 16, 9 der Zylinderbänke 11, 12 eine unterschiedliche zeitliche Ansteuerung erforderlich ist wie für die übrigen Ventile der Zylinder der Zylinderbänke. Daher sind gemäß 2 zur Ansteuerung der Auslassventile 23 des Niederdruckzylinders 16 bzw. 19 der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 auf der Auslass-Nockenwelle 28 der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 als Doppelnocken 29 ausgebildete Nocken positioniert, wohingegen die Nocken zur Ansteuerung der übrigen Ventile 20, 21 und 22 der Zylinder der jeweiligen Zylinderbank 11 bzw. 12 als Einfachnocken 30 ausgeführt sind.
Zur Gewährleistung des Überströmens des Abgases von den Hochdruckzylindern 14, 15 bzw. 17, 18 der Zylinderbänke 11, 12 in den Niederdruckzylinder 16, 19 der jeweiligen Zylinderbank sind Überströmkanäle vorhanden, wobei 2 einen derartigen Überströmkanal 31 zeigt.
Die Brennkraftmaschine 10 weist die Kurbelwelle 13 auf, wobei über die Kurbelwelle 13 die Nockenwellen 27, 28 der Zylinderbänke 11, 12 antreibbar sind. Hubkolben 33 der Zylinder 14 bis 19 der beiden Zylinderbänke 11 und 12 sind mit der Kurbelwelle 13 über Pleuel 32 gekoppelt, wobei die Pleuel 32 der Hubkolben 33 an sogenannten Hubzapfen 34 der Kurbelwelle 13 angreifen.
Wie bereits ausgeführt, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die Zylinderbänke 11 und 12 der Brennkraftmaschine 10 unter Gewährleistung einer V-Bauweise zueinander positioniert, nämlich gemäß 4 derart, dass die Hochdruckzylinder 14 und 15 der ersten Zylinderbank 11 und die Hochdruckzylinder 17 und 18 der zweiten Zylinderbank 12 in Drehrichtung 34 der Kurbelwelle 13 gesehen einen definierten Zylinderbankversatzwinkel β einschließen. Dieser Zylinderbankversatzwinkel β beträgt gemäß 4 beispielsweise 120°. Der definierte Zylinderbankversatzwinkel β kann jedoch auch 90° oder 180° betragen. Ferner sind auch andere Zylinderbankversatzwinkel 13 denkbar.
Wie 4 weiterhin entnommen werden kann, ist der Niederdruckzylinder 16 der ersten Zylinderbank 11 gegenüber den Hochdruckzylindern 14 und 15 derselben um einen ersten definierten Zylinderversatzoffsetwinkel β_OF11 versetzt. Der Niederdruckzylinder 19 der zweiten Zylinderbank 12 ist gegenüber den Hochdruckzylindern 17, 18 derselben um einen zweiten definierten Zylinderversatzoffsetwinkel β_OF12 versetzt. Dabei sind gemäß 4 diese Zylinderversatzoffsetwinkel β_OF11 und β_OF12 vorzugsweise betragsmäßig gleich groß, dieselben weisen jedoch unterschiedliche Vorzeichen auf. Es ist jedoch auch möglich, dass sich die Beträge der beiden Zylinderversatzoffsetwinkel β_OF11 und β_OF12 voneinander unterscheiden. In 4 ist der Niederdruckzylinder 16 der Zylinderbank 11 gegenüber den Hochdruckzylindern 14 und 15 derselben in Drehrichtung 34 der Kurbelwelle 13 um den Zylinderversatzoffsetwinkel β_OF11 versetzt, wohingegen der Niederdruckzylinder 19 der Zylinderbank 12 gegenüber den Hochdruckzylindern 17, 18 derselben entgegengesetzt zur Drehrichtung 34 der Kurbelwelle 13 um den Zylinderversatzoffsetwinkel β_OF12 versetzt ist. Die Zylinderversatzoffsetwinkel β_OF11 und β_OF12 verfügen über einen Betrag zwischen 1° und 10°.
Durch den obigen Versatz der Niederdruckzylinder 16 und 19 gegenüber den Hochdruckzylindern 14, 15 und 17, 18 der Zylinderbänke 11 und 12 können Überströmkanäle 31 mit relativ kleinen Volumina bereitgestellt werden. Ein kleines Volumen in einem Überströmkanal 31 minimiert Verluste bei der Entspannung des über den jeweiligen Überströmkanal 31 zu überführenden Abgases. Dies hat positive Auswirkungen auf den mit der Brennkraftmaschine realisierbaren Wirkungsgrad.
Der gegenläufige Versatz ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Abgase ausgehend von den Niederdruckzylindern 16, 19 zur weiteren Steigerung des mit der Brennkraftmaschine realisierbaren Wirkungsgrads noch einem Abgasturbolader zugeführt werden sollen.
Wie bereits ausgeführt, greifen die Hubkolben 33 der Zylinder 14 bis 19 der Zylinderbänke 11 und 12 über ihre Pleuel 32 an der Kurbelwelle 13 an, nämlich an Hubzapfen 34 der Kurbelwelle 13. Dies kann am besten 3 und 6 entnommen werden.
Wie 6 weiterhin entnommen werden kann, wird den Hochdruckzylindern 14, 17 und 15, 18 verdichtete Verbrennungsluft über einen Verdichter 35 mit einem definierten Ladedruck p_L-H bereitgestellt. Beim Ladedruck p_L-H handelt es sich um die Differenz zwischen dem Druck der Verbrennungsluft unmittelbar stromabwärts des Verdichters 35, der von einem Abgasturbolader oder einem Kompressor bereitgestellt werden kann, und dem Umgebungsdruck. In 6 ist ein Ladeluftkühler 36 des Verdichters 35 gezeigt.
7 zeigt, dass die Hubkolben 33 sämtlicher Zylinder der Zylinderbänke 11, 12, also der Hochdruckzylinder 14, 15, 17 und 18 sowie der Niederdruckzylinder 16, 19 zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT hin- und herbewegt werden. Das Volumen zwischen dem unteren Totpunkt UT und dem oberen Totpunkt OT des jeweiligen Zylinders bestimmt das sogenannte Hubvolumen desselben. Das Volumen oberhalb des oberen Todpunkts OT des jeweiligen Zylinders bestimmt das sogenannte Verdichtungsvolumen des jeweiligen Zylinders.
Um nun einen effektiven Betrieb mit einem hohen Wirkungsgrad einer solchen Brennkraftmaschine zu gewährleisten, wird nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass jeder Überströmkanal 31 sowie der jeweilige mit dem Überströmkanal 31 zusammenwirkende Hochdruckzylinder 14, 15, 17, 18 jeder Zylinderbank 11 und 12 derart ausgelegt ist, dass ein dimensionsbehaftetes Verhältnis zwischen einem Volumen des Überströmkanals 31 in cm³ und dem Produkt aus dem Hubvolumen des jeweiligen Hochdruckzylinders 14, 15, 17 bzw. 18 in cm³ und dem Ladevolumen für denslebn in bar zwischen 0,05 und 0,5 beträgt. Es gilt demnach:
wobei V_K das Volumen des Überströmkanals 31 in cm³ ist, wobei V_h-H das Hubvolumen des jeweiligen Hockdruckzylinders in cm³ ist und wobei p_L-H der Ladedruck des jeweiligen Hochdruckzylinders in bar ist.
Vorzugsweise beträgt das obige Verhältnis zwischen 0,05 und 0,25.
Besonders bevorzugt ist eine Variante der Erfindung, in welcher dieses Verhältnis zwischen 0,05 und 0,15 oder zwischen 0,05 und 0,125 beträgt.
Wie bereits erwähnt, handelt es sich beim Ladedruck um die Differenz zwischen dem Druck der Verbrennungsluft und dem Umgebungsdruck.
Alternativ zu dem obigen ersten Aspekt der Erfindung oder auch in Kombination mit dem ersten Aspekt der Erfindung kann der Wirkungsgrad einer solchen Brennkraftmaschine dadurch weiter gesteigert werden, dass jeder Niederdruckzylinder 16 bzw. 19 jeder Zylinderbank 11, 12 derart ausgelegt ist, dass ein dimensionsloses Verdichtungsverhältnis zwischen der Summe aus dem Hubvolumen und dem Verdichtungsvolumen des jeweiligen Niederdruckzylinders 16 bzw. 19 und dem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders 16 bzw. 19 zwischen 20 und 35 beträgt. Es gilt demnach:
wobei V_h-N das Hubvolumen des jeweiligen Niederdruckzylinders und V_c-N das Verdichtungsvolumen des jeweiligen Niederdruckzylinders ist.
Vorzugsweise beträgt dieses dimensionslose Verdichtungsverhältnis entweder zwischen 20 und 25 oder zwischen 30 und 35.
Die erfindungsgemäßen Details sind auch bei einer Brennkraftmaschine mit einer einzigen Zylinderbank oder mehr als zwei Zylinderbänken einsetzbar.
Bezugszeichenliste

10: Brennkraftmaschine
11: Zylinderbank
12: Zylinderbank
13: Kurbelwelle
14: Hochdruckzylinder
15: Hochdruckzylinder
16: Niederdruckzylinder
17: Hochdruckzylinder
18: Hochdruckzylinder
19: Niederdruckzylinder
20: Einlassventil
21: Auslassventil
22: Einlassventil
23: Auslassventil
24: Kraftstoff- und Verbrennungsluftzufuhr
25: Abgasüberströmen
26: Abgasabfuhr
27: Einlassnockenwelle
28: Auslassnockenwelle
29: Doppelnocken
30: Einfachnocken
31: Überströmkanal
32: Pleuel
33: Hubkolben
34: Hubzapfen
35: Verdichter
36: Ladeluftkühler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1961943 A1 [0002]
US 2009/0223482 A1 [0003]
DE 3121301 A1 [0004]

Claims

Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Zylinderbank, wobei die oder jede Zylinderbank zwei äußere, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitende Hochdruckzylinder und einen mittleren, ohne Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden, wechselweise von den Hochdruckzylindern der Zylinderbank mit Abgas befüllten Niederdruckzylinder aufweist, wobei Hubkolben der Zylinder der oder jeder Zylinderbank über Pleuel mit Hubzapfen einer Kurbelwelle gekoppelt sind, wobei Ventile, nämlich Einlassventile und Auslassventile, der Zylinder der oder jeder Zylinderbank über Nockenwellen ansteuerbar sind, die von der Kurbelwelle aus antreibbar sind, und wobei im Bereich der oder jeder Zylinderbank zwischen Auslassventilen der Hochdruckzylinder und Einlassventilen des jeweiligen Niederdruckzylinders Überströmkanäle für Abgas ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Überströmkanal (31) und der jeweilige Hockdruckzylinder (14, 15, 17, 18) der oder jeder Zylinderbank (11, 12) derart ausgelegt ist, dass ein dimensionsbehaftetes Verhältnis zwischen einem Volumen des Überströmkanals (31) in Kubikzentimeter und dem Produkt aus einem Hubvolumen des jeweiligen Hockdruckzylinders (14, 15, 17, 18) in Kubikzentimeter und einem Ladedruck für den jeweiligen Hockdruckzylinder (14, 15, 17, 18) in bar zwischen 0,05 und 0,5 beträgt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dimensionsbehaftete Verhältnis zwischen dem Volumen des Überströmkanals (31) in Kubikzentimeter und dem Produkt aus dem Hubvolumen des jeweiligen Hockdruckzylinders (14, 15, 17, 18) in Kubikzentimeter und dem Ladedruck für den jeweiligen Hockdruckzylinder (14, 15, 17, 18) in bar zwischen 0,05 und 0,25 beträgt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dimensionsbehaftete Verhältnis zwischen dem Volumen des Überströmkanals (31) in Kubikzentimeter und dem Produkt aus dem Hubvolumen des jeweiligen Hockdruckzylinders (14, 15, 17, 18) in Kubikzentimeter und dem Ladedruck für den jeweiligen Hockdruckzylinder (14, 15, 17, 18) in bar zwischen 0,05 und 0,15 beträgt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Merkmale nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7.
Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Zylinderbank, wobei die oder jede Zylinderbank zwei äußere, mit Brennstoffzufuhr im Viertaktverfahren arbeitende Hochdruckzylinder und einen mittleren, ohne Brennstoffzufuhr im Zweitaktverfahren arbeitenden, wechselweise von den Hochdruckzylindern der Zylinderbank mit Abgas befüllten Niederdruckzylinder aufweist, wobei Hubkolben der Zylinder der oder jeder Zylinderbank über Pleuel mit Hubzapfen einer Kurbelwelle gekoppelt sind, wobei Ventile, nämlich Einlassventile und Auslassventile, der Zylinder der oder jeder Zylinderbank über Nockenwellen ansteuerbar sind, die von der Kurbelwelle aus antreibbar sind, und wobei im Bereich der oder jeder Zylinderbank zwischen Auslassventilen der Hochdruckzylinder und Einlassventilen des jeweiligen Niederdruckzylinders Überströmkanäle für Abgas ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Niederdruckzylinder (16, 19) der oder jeder Zylinderbank (11, 12) derart ausgelegt ist, dass ein dimensionsloses Verdichtungsverhältnis zwischen der Summe aus einem Hubvolumen und einem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders (16, 19) und dem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders (16, 19) zwischen 20 und 35 beträgt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dimensionslose Verdichtungsverhältnis zwischen der Summe aus dem Hubvolumen und dem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders (16, 19) und dem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders (16, 19) zwischen 20 und 25 beträgt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dimensionslose Verdichtungsverhältnis zwischen der Summe aus dem Hubvolumen und dem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders (16, 19) und dem Verdichtungsvolumen des Niederdruckzylinders (16, 19) zwischen 30 und 35 beträgt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch Merkmale nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3.