DE102010060110B4 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Brennkraftmaschine (10), mit mehreren Zylindergruppen (11, 12) aus jeweils mehreren Zylindern (13) und mit mehreren Abgasturboladern (14, 15), wobei einer ersten Zylindergruppe (11) ein erster Abgasturbolader (14) und einer zweiten Zylindergruppe (12) ein zweiter Abgasturbolader (15) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dassvon ersten Auslassventilen (20) der Zylinder (13) der ersten Zylindergruppe (11) Abgas dem der ersten Zylindergruppe (11) zugeordneten ersten Abgasturbolader (14) über einen ersten Abgaskrümmer (22) der ersten Zylindergruppe (11) zuführbar ist,von zweiten Auslassventilen (21) der Zylinder (13) der ersten Zylindergruppe (11) Abgas dem der ersten Zylindergruppe (11) zugeordneten ersten Abgasturbolader (14) über einen zweiten Abgaskrümmer (24) der ersten Zylindergruppe (11) zuführbar ist,von ersten Auslassventilen (20) der Zylinder (13) der zweiten Zylindergruppe (12) Abgas dem der zweiten Zylindergruppe (12) zugeordneten zweiten Abgasturbolader (15) über einen ersten Abgaskrümmer (23) der zweiten Zylindergruppe (12) zuführbar ist,von zweiten Auslassventilen (21) der Zylinder (13) der zweiten Zylindergruppe (12) Abgas dem der zweiten Zylindergruppe (12) zugeordneten zweiten Abgasturbolader (15) über einen zweiten Abgaskrümmer (25) der zweiten Zylindergruppe (12) zuführbar ist, unddie ersten Abgaskrümmer (22, 23) der ersten und zweiten Zylindergruppe (11, 12) miteinander gekoppelt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Als wirksame Maßnahme zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie von CO2-Emissionen von Kraftfahrzeugen hat sich die Hubraumreduzierung in Verbindung mit der Aufladung der Brennkraftmaschine herausgestellt, das sogenannte Downsizing. Insbesondere im Zusammenwirken mit einer Kraftstoffdirekteinspritzung können hierbei erhebliche Potentiale für die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen generiert werden. Erreicht wird dies insbesondere durch eine verminderte innere Reibung, durch eine Verschiebung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine in höhere Lastbereiche und durch eine Reduzierung des Gewichts der Brennkraftmaschine durch kleinere Hubräume und/oder eine reduzierte Zylinderanzahl. Obwohl aufgeladene Brennkraftmaschinen aus der Praxis bereits hinlänglich bekannt sind, besteht zunehmend Bedarf an einer Leistungssteigerung derselben unter weiterer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen.
  • DE 10 2005 039 013 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindergruppen aus jeweils mehreren Zylindern und mit mehreren Abgasturboladern, wobei einer ersten Zylindergruppe ein erster Abgasturbolader und einer zweiten Zylindergruppe ein zweiter Abgasturbolader zugeordnet ist. Pro Zylinder sind ein erstes Auslassventil und ein zweites Auslassventil vorgesehen. Auslassleitungen der ersten Auslassventile und der zweiten Auslassventile sind zusammengeführt. Je Zylindergruppe ist ein einziger Abgaskrümmer vorhanden.
  • JP S61-19938 A offenbart eine weitere Brennkraftmaschine.
  • DE 18 03 160 B2 und DE 10 2007 014 319 A1 seinen als weiterer Stand der Technik genannt.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit verbesserter Abgasaufladung zu schaffen, um insbesondere bei einer Hubraumreduzierung eine Leistungssteigerung unter Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen zu gewährleisten.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist von ersten Auslassventilen der Zylinder der ersten Zylindergruppe Abgas dem der ersten Zylindergruppe zugeordneten ersten Abgasturbolader über einen ersten Abgaskrümmer der ersten Zylindergruppe zuführbar, wobei von zweiten Auslassventilen der Zylinder der ersten Zylindergruppe Abgas dem der ersten Zylindergruppe zugeordneten ersten Abgasturbolader über einen zweiten Abgaskrümmer der ersten Zylindergruppe zuführbar ist, wobei von ersten Auslassventilen der Zylinder der zweiten Zylindergruppe Abgas dem der zweiten Zylindergruppe zugeordneten zweiten Abgasturbolader über einen ersten Abgaskrümmer der zweiten Zylindergruppe zuführbar ist, wobei von zweiten Auslassventilen der Zylinder der zweiten Zylindergruppe Abgas dem der zweiten Zylindergruppe zugeordneten zweiten Abgasturbolader über einen zweiten Abgaskrümmer der zweiten Zylindergruppe zuführbar ist, und wobei die ersten Abgaskrümmer der ersten und zweiten Zylindergruppe miteinander gekoppelt sind.
  • Eine solche Brennkraftmaschine zeichnet sich durch eine besonders bevorzugte Abgasaufladung aus, die zu einer Leistungssteigerung führt. Insbesondere kann diese Leistungssteigerung im Zusammenhang mit einer Hubraumreduzierung zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der C02-Emissionen der Brennkraftmaschine genutzt werden.
  • Vorzugsweise weisen die ersten Abgaskrümmer der Zylindergruppen jeweils einen relativ kleinen Strömungsquerschnitt und die zweiten Abgaskrümmer der Zylindergruppen jeweils einen relativ großen Strömungsquerschnitt auf. Auch die unterschiedlichen Strömungsquerschnitte der unterschiedlichen Abgaskrümmer bewirken eine Verbesserung der Abgasaufladung der Brennkraftmaschine.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung münden die ersten Auslassventile der Zylinder der Zylindergruppen jeweils über düsenartig konturierte erste Auslasskanäle in den jeweiligen ersten Abgaskrümmer der jeweiligen Zylindergruppe, wohingegen die zweiten Auslassventile der Zylinder der Zylindergruppen jeweils über diffusorartig konturierte zweite Auslasskanäle in den jeweiligen zweiten Abgaskrümmer der jeweiligen Zylindergruppe münden. Die unterschiedliche Konturierung der mit den unterschiedlichen Auslassventilen der Zylinder zusammenwirkenden Auslasskanäle bewirkt ebenfalls eine Verbesserung der Abgasaufladung. So sind nach dieser Weiterbildung der Erfindung die ersten Auslasskanäle, die mit den ersten Auslassventilen der Zylinder zusammenwirken und in die ersten Abgaskrümmer münden, düsenartig konturiert, wohingegen die zweiten Auslasskanäle, die mit den zweiten Auslassventilen der Zylinder zusammenwirken und in die zweiten Abgaskrümmer der jeweiligen Zylindergruppe münden, diffusorartig konturiert sind. Über die düsenartig konturierten ersten Auslasskanäle, die in die ersten Abgaskrümmer der Zylindergruppen münden, kann insbesondere bei Teillast und im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, also dann, wenn relativ wenig Abgas anfällt, über eine Stoßaufladung ein gutes Ansprechverhalten der Abgasaufladung gewährleistet werden. Über die diffusorartig konturierten zweiten Auslasskanäle, die in die zweiten Abgaskrümmer münden, kann bei Volllast in einem oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine über eine Stauaufladung ebenfalls eine gute Abgasaufladung gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise ist abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine der der zweiten Zylindergruppe zugeordnete zweite Abgasturbolader zugeschaltet oder abgeschaltet. Weiterhin sind vorzugsweise abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine die zweiten Auslassventile der Zylinder oder die zweiten Auslasskanäle, in welche die zweiten Auslassventile münden, oder die zweiten Abgaskrümmer, in welche die mit den zweiten Auslassventilen zusammenwirkenden Auslasskanäle münden, zugeschaltet oder abgeschaltet. Über die betriebszustandabhängige Zuschaltung bzw. Abschaltung des zweiten Abgasturboladers und/oder der zweiten Auslassventile oder der zweiten Auslasskanäle oder der zweiten Abgaskrümmer kann die Abgasaufladung der Brennkraftmaschine weiter verbessert 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 schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;
    • 2 eine schematisierte Darstellung eines Zylinders der Brennkraftmaschine der 1;
    • 3 eine schematisierte Darstellung eines alternativen Zylinders der Brennkraftmaschine;
    • 4 eine schematisierte Darstellung eines weiteren alternativen Zylinders der Brennkraftmaschine;
    • 5 ein Detail der Zylinder der 2 bis 4; und
    • 6 ein weiteres Detail der Zylinder der 2 bis 4.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindergruppen aus jeweils mehreren Zylindern und mehreren Abgasturboladern.
  • 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 10 mit zwei Zylindergruppen 11 und 12 aus jeweils drei Zylindern 13, wobei die Zylinder 13 einer jeden Zylindergruppe 11 und 12 reihenartig nebeneinander bzw. hintereinander positioniert sind. Bei der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine 10 kann es sich um eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine in Boxerbauweise oder um eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine in V-Bauweise handeln.
  • Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die in 1 gezeigte Brennkraftmaschine 10 mit sechs Zylindern beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung auch an einer Brennkraftmaschine mit zwei Zylindergruppen zum Einsatz kommen, die jeweils zwei oder vier Zylinder umfassen. Ferner kann die Erfindung auch bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindergruppen zum Einsatz kommen, so zum Beispiel an einer Brennkraftmaschine in W-Bauweise, wobei dann die in 1 gezeigten Baugruppen abhängig von der Zylinderanzahl je Zylindergruppe prinzipiell doppelt vorhanden sind.
  • Jeder der in 1 gezeigten Zylindergruppen 11 und 12 ist jeweils ein Abgasturbolader 14 bzw. 15 zugeordnet. Jeder Abgasturbolader 14 und 15 verfügt über eine Turbine 16, in welchen Abgas entspannt werden kann, wobei die hier gewonnene Energie zum Antreiben eines Verdichters 17 des jeweiligen Abgasturboladers 14, 15 genutzt wird, um im jeweiligen Verdichter 17 den Zylindern 13 der Brennkraftmaschine zuzuführende Ladeluft zu verdichten.
  • Jeder Zylinder 13 einer jeden Zylindergruppe 11 und 12 verfügt über Einlassventile für Ladeluft und Auslassventile für Abgas. 2 zeigt einen Zylinder 13 der Brennkraftmaschine 10 der 1 in Alleindarstellung, wobei in 2 einerseits zwei Einlassventile 18, 19 für Ladeluft und andererseits Auslassventile für Abgas, nämlich zwei erste Auslassventile 20 und ein zweites Auslassventile 21 für Abgas, gezeigt sind.
  • Bei der Brennkraftmaschine 10 der 1 ist von ersten Auslassventilen 20 der Zylinder 13 der ersten Zylindergruppe 11 Abgas dem der ersten Zylindergruppe zugeordneten ersten Abgasturbolader 14, nämlich der Turbine 16 desselben, über einen ersten Abgaskrümmer 22 der ersten Zylindergruppe 11 zuführbar.
  • Ferner ist von zweiten Auslassventilen 21 der Zylinder 13 der ersten Zylindergruppe 11 Abgas dem der ersten Zylindergruppe 11 zugeordneten Abgasturbolader 14, nämlich der Turbine 16 desselben, über einen zweiten Abgaskrümmer 24 der ersten Zylindergruppe 11 zuführbar.
  • Im Bereich der zweiten Zylindergruppe 12 gelten analoge Verhältnisse.
  • So ist von ersten Auslassventilen 20 der Zylinder 13 der zweiten Zylindergruppe 12 Abgas dem der zweiten Zylindergruppe 12 zugeordneten Abgasturbolader 15 über einen ersten Abgaskrümmer 23 der zweiten Zylindergruppe 11 zuführbar.
  • Ferner ist von zweiten Auslassventilen 21 der Zylinder 13 der zweiten Zylindergruppe 12 Abgas in der zweiten Zylindergruppe 12 zugeordneten, zweiten Abgasturbolader 15, nämlich der Turbine 16 desselben, über einen zweiten Abgaskrümmer 25 der zweiten Zylindergruppe 12 zuführbar.
  • Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 10 der 1 sind die ersten Abgaskrümmer 22 und 23 der ersten Zylindergruppe 11 und zweiten Zylindergruppe 12 miteinander vorzugsweise über eine Krümmerkopplung 31 gekoppelt, nämlich derart, dass von den ersten Auslassventilen 20 der Zylinder 13 der ersten Zylindergruppe 11 Abgas nicht nur dem der ersten Zylindergruppe 11 zugeordneten ersten Abgasturbolader 14 sondern vielmehr auch dem der zweiten Zylindergruppe 12 zugeordneten zweiten Abgasturbolader 15 zuführbar ist. Ebenso ist durch die obige Kopplung der beiden ersten Abgaskrümmer 22 und 23 Abgas von den ersten Auslassventilen 20 der Zylinder 13 der zweiten Zylindergruppe 12 auch dem der ersten Zylindergruppe 11 zugeordneten ersten Abgasturbolader 14 zuführbar.
  • Wie am besten 2 entnommen werden kann, die einen Zylinder 13 der Brennkraftmaschine 10 der 1 in Alleindarstellung zeigt, wirken mit den ersten Auslassventilen 20 der Zylinder 13 erste Auslasskanäle 26 zusammen, wobei die ersten Auslasskanäle 26 düsenartig konturiert sind. Mit den zweiten Auslassventilen 21 der Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 wirken zweite Auslasskanäle 27 zusammen, die vorzugsweise diffusorartig konturiert sind. In der Variante der 2, in welcher jeder Zylinder 13 zwei erste Auslassventile 20 und ein zweites Auslassventil 21 umfasst, mündet jedes erste Auslassventil 20 in einen ersten, düsenartig konturierten Auslasskanal 26, wobei die düsenartig konturierten Auslasskanäle 26 beim Übergang in den jeweiligen ersten Abgaskrümmer 22 und 23 zusammengeführt bzw. vereinigt sind. In 2 liegen die beiden ersten Auslassventile 20 des Zylinders 13, die über die düsenartig konturierten Auslasskanäle 26 dem jeweiligen ersten Abgaskrümmer 22, 23 der jeweiligen Zylindergruppe 11 bzw. 12 zusammenwirken, unmittelbar nebeneinander.
  • Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, wie 3 zeigt, dass bei einem Zylinder 13 die beiden ersten Auslassventile 20, die jeweils mit einem düsenartig konturierten Auslasskanal 26 zusammenwirken, weiter voneinander beabstandet sind, wobei gemäß 3 das zweite Auslassventil 21, das mit einem diffusorartig konturierten Auslasskanal 27 zusammen wirkt, zwischen den beiden düsenartig konturierten Auslasskanälen 26 und damit zwischen den beiden ersten Auslassventilen 20 positioniert ist.
  • Ferner ist eine Variante der Erfindung vorstellbar, bei welcher gemäß 4 jeder Zylinder 13" der Brennkraftmaschine 10 ausschließlich ein einziges erstes Auslassventil 20 und ein einziges zweites Auslassventil 21 umfasst, wobei dann mit dem ersten Auslassventil 20 wiederum ein düsenartig konturierter Auslasskanal 26 und im zweiten Auslassventil 21 wiederum ein diffusorartig konturierter Auslasskanal 27 zusammenwirkt.
  • Wie bereits ausgeführt, münden die düsenartig konturierten Auslasskanäle 26 der Zylinder 13 der Zylindergruppen in den jeweiligen ersten Abgaskrümmer 22, 23 der jeweiligen Zylindergruppe 11, 12, wobei die ersten Abgaskrümmer 22, 23 jeweils einen relativ kleinen Strömungsquerschnitt für das Abgas aufweisen. Die diffusorartig konturierten Auslasskanäle 27 der Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 münden jeweils in den jeweiligen zweiten Abgaskrümmer 24 bzw. 25 der jeweiligen Zylindergruppe 11 bzw. 12, wobei die zweiten Abgaskrümmer 24, 25 der Zylindergruppen 11 bzw. 12 im Vergleich zu den ersten Abgaskrümmern 22 bzw. 23 derselben jeweils einen relativ großen Strömungsquerschnitt für Abgas aufweisen.
  • Über die düsenartig konturierten Auslasskanäle 26, die, wie 5 zeigt, in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, einen sich verengenden Strömungsquerschnitt für das Abgas aufweisen, kann Abgas, welches die Zylinder 13 der Brennkraftmaschine 10 über die ersten Auslassventile 20 verlässt, beschleunigt und damit einer Impulserhöhung unterzogen werden. Über die diffusorartig konturierten Auslasskanäle 27 kann hingegen Abgas, welches die Zylinder 13 über die zweiten Auslassventile 21 verlässt, verlangsamt und damit einer Impulsverringerung unterzogen werden. Über die düsenartig konturierten Auslasskanäle 26, die mit den vorzugsweise einen relativ kleinen Strömungsquerschnitt für Abgas aufweisenden, ersten Abgaskrümmern 22 und 23 zusammenwirken, kann demnach eine Impulserhöhung des Abgasstroms realisiert werden, um im Bereich des jeweiligen Abgasturboladers 14, 15 eine Stoßaufladung zu bewirken.
  • Über die diffusorartig konturierten Auslasskanäle 27 hingegen, die in die einen vorzugsweise einen relativ großen Strömungsquerschnitt für Abgas aufweisenden, zweiten Abgaskrümmer 24 und 25 münden, wird hingegen eine Impulserniedrigung des Abgases bewirkt, um im Bereich des jeweiligen Abgasturboladers 14, 15 eine Stauaufladung zu bewirken.
  • Bei der Brennkraftmaschine 10 der 1 ist der zweite Abgasturbolader 15, welcher der zweiten Zylindergruppe 12 der Brennkraftmaschine 10 zugeordnet ist, vorzugsweise abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zugeschaltet oder abgeschaltet.
  • Ebenso sind abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 die zweiten Auslassventile 21 der Zylinder 13 beider Zylindergruppen 11 und 12 oder die zweiten Auslasskanäle 27, in welche die zweiten Auslassventile 21 der Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 münden, oder die zweiten Abgaskrümmer 24, 25 der Zylindergruppen 11 und 12, welche die mit den zweiten Auslassventilen 21 zusammenwirkenden, zweiten Auslasskanäle 27 münden, zugeschaltet oder abgeschaltet.
  • So ist nach dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass bei einem Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine 10 oder einem Instationärbetrieb der Brennkraftmaschine 10 oder einem Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine 10 in einem unteren Drehzahlbereich derselben einerseits der zweite Abgasturbolader 15, welche der zweiten Zylindergruppe 12 zugeordnet ist, abgeschaltet ist, und dass andererseits die zweiten Auslassventile 21 oder die zweiten Auslasskanäle 27, in welche die zweiten Auslassventile 21 münden, oder die zweiten Abgaskrümmer 24 und 25 beider Zylindergruppen 11 und 12 abgeschaltet sind.
  • In diesem Fall verlässt dann Abgas die Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 ausschließlich über die ersten Auslassventile 20, wobei bedingt dadurch, dass der zweiten Abgasturbolader 15 der zweiten Zylindergruppe 12 abgeschaltet ist, das Abgas beider Zylindergruppen 11 und 12, welches die Zylinder 13 derselben über die ersten Auslassventile 20 verlässt, ausschließlich dem der ersten Zylindergruppe 11 zugeordneten Abgasturbolader 14, nämlich der Turbine 16 derselben, zugeführt wird.
  • Im Teillastbetrieb oder Instationärbetrieb oder Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine 10 im unteren Drehzahlbereich derselben gelangt demnach das Abgas beider Zylindergruppen 11 und 12 über die ersten Abgaskrümmer 22, 23 in den Bereich der Turbine 16 des der ersten Zylindergruppe 11 zugeordneten ersten Abgasturbolader 14, wohingegen dem der zweiten Zylindergruppe 12 zugeordneten Abgasturbolader 15 kein Abgas zugeführt wird. In diesem Fall kann dann insbesondere in Kombination der bevorzugten, düsenartigen Konturierung der ersten Auslasskanäle 26 und der bevorzugten, relativ kleinen Strömungsquerschnitte der ersten Abgaskrümmer 22 und 23 im Bereich der Turbine 16 des der ersten Zylindergruppe 11 zugeordneten, ersten Turboladers 14 eine Stoßaufladung durch eine Impulserhöhung des Abgasstroms gewährleistet werden, um auch dann, wenn im Teillastbetrieb oder Instationärbetrieb oder Volllastbetrieb bei unteren Drehzahlen relativ wenig Abgas anfällt, im Bereich des ersten Abgasturboladers 14 ein gutes Ansprechverhalten der Turbine 16 desselben zu gewährleisten und so eine effektive Abgasturboaufladung in diesen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 10 zu gewährleisten.
  • In einem Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine 10 in einem mittleren Drehzahlbereich derselben ist der zweite Abgasturbolader 15 der zweiten Zylindergruppe 12 zugeschaltet, die zweiten Auslassventile 21 der Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 bzw. die zweiten Auslasskanäle 27 bzw. die zweiten Abgaskrümmer 24 und 25 der Zylindergruppen 11 und 12 sind hingegen bei dem Volllastbetrieb im mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine 10 abgeschaltet.
  • Demnach gelangt im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine 10 im mittleren Drehzahlbereich derselben Abgas in den Bereich beider Abgasturbolader 14 und 15, nämlich ausgehend von Zylindern 13 der Zylindergruppe 11 in den Bereich des der ersten Zylindergruppe 11 zugeordneten, ersten Abgasturboladers 14 und ausgehend von Zylindern 13 der zweiten Zylindergruppe 12 in den Bereich des derselben zugeordneten, zweiten Abgasturboladers 15.
  • Das Zuschalten bzw. Abschalten des der zweiten Zylindergruppe 12 zugeordneten Abgasturboladers 15 erfolgt vorzugsweise durch Öffnen bzw. Schließen eines Turbinenzuschaltventils 30, das dem zweiten Abgasturbolader 15 der zweiten Zylindergruppe 12, nämlich der Turbine 16 derselben, zugeordnet ist.
  • 1 kann entnommen werden, dass beiden Abgasturboladern 14 und 15 jeweils ein Abgaskatalysator 28 bzw. 29 nachgeschaltet ist, wobei das dem Abgasturbolader 15 der Zylindergruppe 12 zugeordnete Turbinenzuschaltventil 30 dem Abgaskatalysator 30 nachgeordnet ist. Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, dass das Turbinenzuschaltventil 30 zwischen die Turbine 16 des zweiten Abgasturboladers 15 und den Abgaskatalysator 29 geschaltet ist.
  • Im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine in einem oberen Drehzahlbereich derselben sind zusätzlich die zweiten Auslassventile 21 der Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 bzw. die zweiten Auslasskanäle 27 bzw. die zweiten Abgaskrümmer 24 und 25 zugeschaltet. Im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine 10 im oberen Drehzahlbereich derselben gelangt demnach Abgas beider Zylindergruppen 11 und 12 sowohl über die ersten Auslassventile 20 als auch über die zweiten Auslassventile 21 und demnach sowohl über die vorzugsweise düsenartig konturierten Auslasskanäle 26 und die vorzugsweise diffusorartig konturierten Auslasskanäle 27 und demnach über beide Abgaskrümmer 22 und 24 bzw. 23 und 25 beider Zylindergruppen 11 und 12 in den Bereich des der jeweiligen Zylindergruppe 11 und 12 zugeordneten Abgasturboladers 14 und 15. Im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine im oberen Drehzahlbereich derselben wird demnach durch die Zuschaltung der zweiten Auslassventile 21 bzw. der zweiten Auslasskanäle 27 bzw. der zweiten Abgaskrümmer 24 und 25 eine Impulsverringerung des Abgases bewirkt, um bei Volllast im oberen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, in welchem relativ viel Abgas anfällt, einer unzulässig hohen Stoßbeanspruchung der Abgasturbolader 14 und 15 über eine zusätzliche Stauaufladung im Bereich derselben entgegenzuwirken.
  • Das Zuschalten und Abschalten der zweiten Auslassventile 21 der Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 bzw. das Zuschalten und Abschalten der zweiten Auslasskanäle 27 erfolgt vorzugsweise entsprechend der Zündfolge der Zylinder 13, wobei dann abhängig von der Zündfolge der Zylinder 13 der Zylindergruppen 11 und 12 über die Zylindergruppen 11 und 12 hinweg ein alternierendes Zuschalten und Abschalten beider Auslassventile 21 bzw. zweiten Auslasskanäle 27 der Zylinder 13 erfolgen kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Brennkraftmaschine
    11
    Zylindergruppe
    12
    Zylindergruppe
    13
    Zylinder
    14
    Abgasturbolader
    15
    Abgasturbolader
    16
    Turbine
    17
    Verdichter
    18
    Einlassventil
    19
    Einlassventil
    20
    Auslassventil
    21
    Auslassventil
    22
    Abgaskrümmer
    23
    Abgaskrümmer
    24
    Abgaskrümmer
    25
    Abgaskrümmer
    26
    Auslasskanal
    27
    Auslasskanal
    28
    Abgaskatalysator
    28
    Abgaskatalysator
    30
    Turbinenzuschaltventil
    31
    Krümmerkopplung

Claims (12)

  1. Brennkraftmaschine (10), mit mehreren Zylindergruppen (11, 12) aus jeweils mehreren Zylindern (13) und mit mehreren Abgasturboladern (14, 15), wobei einer ersten Zylindergruppe (11) ein erster Abgasturbolader (14) und einer zweiten Zylindergruppe (12) ein zweiter Abgasturbolader (15) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass von ersten Auslassventilen (20) der Zylinder (13) der ersten Zylindergruppe (11) Abgas dem der ersten Zylindergruppe (11) zugeordneten ersten Abgasturbolader (14) über einen ersten Abgaskrümmer (22) der ersten Zylindergruppe (11) zuführbar ist, von zweiten Auslassventilen (21) der Zylinder (13) der ersten Zylindergruppe (11) Abgas dem der ersten Zylindergruppe (11) zugeordneten ersten Abgasturbolader (14) über einen zweiten Abgaskrümmer (24) der ersten Zylindergruppe (11) zuführbar ist, von ersten Auslassventilen (20) der Zylinder (13) der zweiten Zylindergruppe (12) Abgas dem der zweiten Zylindergruppe (12) zugeordneten zweiten Abgasturbolader (15) über einen ersten Abgaskrümmer (23) der zweiten Zylindergruppe (12) zuführbar ist, von zweiten Auslassventilen (21) der Zylinder (13) der zweiten Zylindergruppe (12) Abgas dem der zweiten Zylindergruppe (12) zugeordneten zweiten Abgasturbolader (15) über einen zweiten Abgaskrümmer (25) der zweiten Zylindergruppe (12) zuführbar ist, und die ersten Abgaskrümmer (22, 23) der ersten und zweiten Zylindergruppe (11, 12) miteinander gekoppelt sind.
  2. Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Abgaskrümmer (22, 23) der ersten und zweiten Zylindergruppe (11, 12) derart miteinander gekoppelt sind, dass von den ersten Auslassventilen (20) der Zylinder (13) der ersten Zylindergruppe (11) Abgas auch dem der zweiten Zylindergruppe (12) zugeordneten zweiten Abgasturbolader (15) zuführbar ist, und/oder dass von den ersten Auslassventilen (20) der Zylinder (13) der zweiten Zylindergruppe (12) Abgas auch dem der ersten Zylindergruppe (11) zugeordneten ersten Abgasturbolader (14) zuführbar ist.
  3. Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Abgaskrümmer (22, 23) der Zylindergruppen (11, 12) jeweils einen relativ kleinen Strömungsquerschnitt und die zweiten Abgaskrümmer (24, 25) der Zylindergruppen (11, 12) jeweils einen relativ großen Strömungsquerschnitt aufweisen.
  4. Brennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Auslassventile (20) der Zylinder der Zylindergruppen (11, 12) jeweils über erste, düsenartig konturierte Auslasskanäle (26) in den jeweiligen ersten Abgaskrümmer (22, 23) der jeweiligen Zylindergruppe münden, und dass die zweiten Auslassventile (21) der Zylinder der Zylindergruppen (11, 12) jeweils über zweite, diffusorartig konturierte Auslasskanäle (27) in den jeweiligen zweiten Abgaskrümmer (24, 25) der jeweiligen Zylindergruppe münden.
  5. Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die diffusorartig konturierten Auslasskanäle (27) der Zylinder (13) in Strömungsrichtung des Abgases gesehen einen sich erweiternden Strömungsquerschnitt aufweisen, und dass die düsenartig konturierten Auslasskanäle (26) der Zylinder (13) in Strömungsrichtung des Abgases gesehen einen sich verengenden Strömungsquerschnitt aufweisen.
  6. Brennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine die zweiten Auslassventile (21) der Zylinder oder die zweiten Auslasskanäle (27), in welche die zweiten Auslassventile (21) der Zylinder münden, oder die zweiten Abgaskrümmer (24, 25), in welche die mit den zweiten Auslassventile zusammenwirkenden Auslasskanäle münden, zugeschaltet oder abgeschaltet sind.
  7. Brennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine der der zweiten Zylindergruppe (12) zugeordnete zweite Abgasturbolader (15) zugeschaltet oder abgeschaltet ist.
  8. Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Teillastbetrieb oder Instationärbetrieb oder Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine in einem unteren Drehzahlbereich derselben einerseits der zweite Abgasturbolader (15) abgeschaltet ist und andererseits die mit den zweiten Auslasskanälen (27) zusammenwirkenden zweiten Auslassventile (21) oder die zweiten Auslasskanäle (27) oder die zweiten Abgaskrümmer (24, 25), in welche die zweiten Auslasskanäle münden, abgeschaltet sind.
  9. Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine in einem mittleren Drehzahlbereich derselben einerseits der zweite Abgasturbolader (15) zugeschaltet ist und andererseits die mit den diffusorartig konturierten Auslasskanälen (27) zusammenwirkenden zweiten Auslassventile (21) oder die diffusorartig konturierten Auslasskanäle (21) oder die zweiten Abgaskrümmer (24, 25), in welche die diffusorartig konturierten Auslasskanäle münden, abgeschaltet sind.
  10. Brennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine in einem oberen Drehzahlbereich derselben einerseits der zweite Abgasturbolader (15) zugeschaltet ist und andererseits die mit den diffusorartig konturierten Auslasskanälen (27) zusammenwirkenden zweiten Auslassventile (21) oder die diffusorartig konturierten Auslasskanäle (21) oder die zweiten Abgaskrümmer (24, 25), in welche die diffusorartig konturierten Auslasskanäle münden, zugeschaltet sind.
  11. Brennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuschalten und Abschalten der zweiten Auslassventile (21) der Zylinder oder der zweiten Auslasskanäle (27), in welche die zweiten Auslassventile (21) der Zylinder münden, abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine entsprechend der Zündfolge der Zylinder (13) erfolgt.
  12. Brennkraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuschalten und Abschalten des der der zweiten Zylindergruppe (12) zugeordneten zweiten Abgasturboladers (15) über das Öffnen und Schließen eines einer Turbine (16) des zweiten Abgasturboladers (15) zugeordnetes Turbinenzuschaltventils (30) erfolgt.
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