DE102011116360A1 - Exhaust system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle - Google Patents

Exhaust system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102011116360A1
DE102011116360A1 DE102011116360A DE102011116360A DE102011116360A1 DE 102011116360 A1 DE102011116360 A1 DE 102011116360A1 DE 102011116360 A DE102011116360 A DE 102011116360A DE 102011116360 A DE102011116360 A DE 102011116360A DE 102011116360 A1 DE102011116360 A1 DE 102011116360A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flow channel
exhaust system
cylinders
cylinder head
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011116360A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter SEEGER
Marco JANECK
Markus Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Priority to DE102011116360A priority Critical patent/DE102011116360A1/en
Priority to US13/653,627 priority patent/US20130098009A1/en
Priority to CN2012103972519A priority patent/CN103061913A/en
Publication of DE102011116360A1 publication Critical patent/DE102011116360A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/30Tubes with restrictions, i.e. venturi or the like, e.g. for sucking air or measuring mass flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Ein Auslasssystem (11, 11') für einen Verbrennungsmotor (1) mit mehreren Zylindern (3, 4, 5, 6), einem Zylinderkopf (2) und einem Motorblock, wobei das Auslasssystem einen Auslasskrümmer (12), der in dem Zylinderkopf (2) integriert ist und Strömungskanäle (7, 8, 9, 10) aufweist, und ein Auslassrohr (13, 13') aufweist, das mit einem Kopfflansch (14) des Zylinderkopfs (2) verbunden ist. Die Strömungskanäle (7, 8, 9, 10) erstrecken sich jeweils von einem der Zylinder (3, 4, 5, 6) zu einem Kopfflansch (14). Zumindest zwei der Strömungskanäle (7, 10), die mit nicht nacheinander gezündeten Zylindern (3, 6) verbunden sind, sind miteinander innerhalb des Zylinderkopfs (2) zusammengeführt und bilden einen gemeinsamen Strömungskanal (15). Zumindest ein weiterer Strömungskanal (16), der mit einem nacheinander gezündeten Zylinder (4) verbunden ist, ist bis zum Kopfflansch (14) getrennt geführt. Der gemeinsame Strömungskanal (15) ist mit dem weiteren Strömungskanal (16) erst im Auslassrohr (13, 13') zusammengeführt.An exhaust system (11, 11 ') for an internal combustion engine (1) having a plurality of cylinders (3, 4, 5, 6), a cylinder head (2) and an engine block, the exhaust system including an exhaust manifold (12) mounted in the cylinder head (12). 2) and having flow channels (7, 8, 9, 10), and an outlet pipe (13, 13 ') which is connected to a head flange (14) of the cylinder head (2). The flow channels (7, 8, 9, 10) each extend from one of the cylinders (3, 4, 5, 6) to a head flange (14). At least two of the flow channels (7, 10), which are connected to non-sequentially ignited cylinders (3, 6), are brought together inside the cylinder head (2) and form a common flow channel (15). At least one further flow channel (16), which is connected to a sequentially ignited cylinder (4), is guided separately up to the head flange (14). The common flow channel (15) is merged with the further flow channel (16) only in the outlet pipe (13, 13 ').

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Ein Verbrennungsmotor ist typischerweise mit einem Auslasssystem ausgestattet, mit dem Abgase, die im Verbrennungsmotor bzw. in Zylindern des Verbrennungsmotors erzeugt werden, abgeführt werden. Die Abgase werden von den jeweiligen Zylindern über einem Auslasskrümmer bis zu einem gemeinsamen Auslass und danach in einen Katalysator geführt, wobei ungewünschte Komponenten der Abgase entfernt bzw. in nicht giftige Stoffe umgewandelt werden.An internal combustion engine is typically equipped with an exhaust system, with which exhaust gases, which are generated in the internal combustion engine or in cylinders of the internal combustion engine, are discharged. The exhaust gases are led from the respective cylinders via an exhaust manifold to a common outlet and then into a catalyst, removing undesired components of the exhaust gases or converting them into non-toxic substances.

Der Abgaskrümmer kann als eine separate Komponente hergestellt werden, der mittels Bolzen oder dergleichen am Zylinderkopf des Verbrennungsmotors montiert ist. Der Abgaskrümmer ist zur Atmosphäre hin freiliegend angeordnet und als ein von dem Zylinderkopf separates Element entworfen, so dass der Abgaskrümmer nicht mittels eines Kühlwassermantels, sondern mittels der Umgebungsluft gekühlt werden kann. Weil der Abgaskrümmer separat an dem Motor montiert ist, können sich jedoch die Montagekosten erhöhen. Der enge Platz im Motorraum begrenzt die technischen Gestaltungsmöglichkeiten des Abgaskrümmers.The exhaust manifold may be manufactured as a separate component that is mounted to the cylinder head of the internal combustion engine by bolts or the like. The exhaust manifold is exposed to the atmosphere and designed as a member separate from the cylinder head, so that the exhaust manifold can be cooled not by a cooling water jacket but by the ambient air. However, because the exhaust manifold is separately mounted to the engine, assembly costs may increase. The narrow space in the engine compartment limits the technical design possibilities of the exhaust manifold.

Die Druckschrift DE 10 2008 058 852 A1 offenbart ein Abgassystem eines Verbrennungsmotors, bei dem der Zylinderkopf und der Abgaskrümmer integral ausgebildet sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Montage vereinfacht und die räumliche Ausnutzung des Motorraums verbessert ist. Es ist jedoch möglich, dass auf Grund der kompakten Bauweise sich die Abgasresistenz und der Kraftstoffverbrauch erhöhen. Um dieses Problem zu verhindern, offenbart die DE 10 2008 058 852 A1 , dass die einzelnen Durchlässe von den Zylindern bis zum Abgasflansch im Zylinderkopf so angeordnet sind, dass weniger Turbulenzen und ein geringerer Durchflusswiderstand erreicht wird. Folglich kann der Kraftstoffverbrauch verringert werden.The publication DE 10 2008 058 852 A1 discloses an exhaust system of an internal combustion engine in which the cylinder head and the exhaust manifold are integrally formed. This arrangement has the advantage that the assembly is simplified and the spatial utilization of the engine compartment is improved. However, it is possible that due to the compact design, the exhaust resistance and fuel consumption increase. To prevent this problem, the DE 10 2008 058 852 A1 in that the individual passages from the cylinders to the exhaust flange are arranged in the cylinder head so that less turbulence and less flow resistance is achieved. Consequently, the fuel consumption can be reduced.

Weitere Verbesserungen bei Abgassystemen für Verbrennungsmotoren sind jedoch wünschenswert, um den Kraftstoffverbrauch weiter zu verringern.However, further improvements in exhaust systems for internal combustion engines are desirable to further reduce fuel consumption.

Ein Auslasssystem für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, einem Zylinderkopf und einem Motorblock wird angegeben, das einen Auslasskrümmer, der in dem Zylinderkopf integriert ist und ein weiteres Auslassrohr aufweist, das mit einem Kopfflansch des Zylinderkopfs verbunden ist. Der Auslasskrümmer, der in dem Zylinderkopf integriert ist, weist Strömungskanäle auf, die sich jeweils von einem der Zylinder zu dem Kopfflansch erstrecken. Zumindest zwei der Strömungskanäle, die mit in einer Zündreihenfolge nicht nacheinander gezündeten Zylindern verbunden sind, sind miteinander innerhalb des Zylinderkopfs zusammengeführt und bilden einen gemeinsamen Strömungskanal. Zumindest ein weiterer Strömungskanal, der mit einem in der Zündreihenfolge nacheinander gezündeten Zylinder verbunden ist, ist bis zum Kopfflansch getrennt geführt. Der gemeinsame Strömungskanal ist mit dem weiteren Strömungskanal erst im Auslassrohr zusammengeführt.An exhaust system for an internal combustion engine having a plurality of cylinders, a cylinder head, and an engine block is provided having an exhaust manifold integrated with the cylinder head and another exhaust pipe connected to a head flange of the cylinder head. The exhaust manifold, which is integrated in the cylinder head, has flow channels extending from each of the cylinders to the head flange, respectively. At least two of the flow channels, which are connected to cylinders that are not sequentially ignited in a firing order, are brought together within the cylinder head and form a common flow channel. At least one further flow channel, which is connected to a successively ignited cylinder in the firing order, is guided separately up to the head flange. The common flow channel is merged with the further flow channel only in the outlet pipe.

Das erfindungsgemäße Auslasssystem ist somit zum Teil innerhalb des Zylinderkopfs integriert und zum Teil außerhalb des Zylinderkopfs, wie bei einem separaten Auslasskrümmer, angeordnet. Insbesondere sind zwei Strömungskanäle von Zylindern, die nicht auf einander folgend in der Zündreihenfolge angeordnet sind, innerhalb des Zylinderkopfs zusammengeführt, im Gegensatz dazu ist zumindest ein Strömungskanal von einem Zylinder, der aufeinander folgend in der Zündreihenfolge gezündet wird, erst außerhalb des Zylinderkopfs im Auslassrohr mit dem Strömungsrohr von zumindest einem Zylinder verbunden, der aufeinander folgend in der Zündreihenfolge ist. Die Begriffe Auslasssystem und Abgassystem, Auslasskrümmer und Abgaskrümmer sind gleichbedeutend.The exhaust system of the present invention is thus partially integrated within the cylinder head and partially disposed outside of the cylinder head, as in a separate exhaust manifold. In particular, two flow channels of cylinders that are not sequentially arranged in the firing order are merged within the cylinder head, in contrast, at least one flow passage from a cylinder ignited sequentially in firing order is not detected outside the cylinder head in the exhaust pipe connected to the flow tube of at least one cylinder, which is sequentially in the firing order. The terms exhaust system and exhaust system, exhaust manifold and exhaust manifold are synonymous.

Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Länge des Strömungskanals von nacheinander gezündeten Zylindern gegenüber einem integrierten Abgaskrümmer verlängert ist. Dies führt zu einer verbesserten Trennung der Abgaspulse, einem niedrigeren Restgasgehalt und einer Leistungs- und Drehmomenterhöhung gegenüber einem Auslasskrümmer, bei dem sämtliche Strömungskanäle miteinander im Zylinderkopf verbunden sind.This arrangement has the advantage that the length of the flow channel of successively ignited cylinders is extended compared to an integrated exhaust manifold. This leads to an improved separation of the exhaust pulses, a lower residual gas content and a power and torque increase over an exhaust manifold, in which all the flow channels are connected to each other in the cylinder head.

Zum Beispiel ist eine typische Zündreihenfolge bei einem Vierzylinder-Verbrennungsmotor IIII-IV-II. In diesem Beispiel können die Strömungskanäle von den Zylindern I und IV im Zylinderkopf zusammengeführt werden und der Strömungskanal von Zylinder II und III mit dem gemeinsamen Strömungskanal der Zylinder I und IV erst außerhalb des Zylinderkopfs stromabwärts des Kopfflanschs innerhalb des Auslassrohrs zusammengeführt werden.For example, a typical firing order in a four-cylinder internal combustion engine is IIII-IV-II. In this example, the flow channels of the cylinders I and IV can be merged in the cylinder head and the flow channel of cylinders II and III are merged with the common flow channel of the cylinders I and IV only outside the cylinder head downstream of the head flange within the outlet pipe.

In einem Ausführungsbeispiel ist der weitere Strömungskanal mit dem gemeinsamen Strömungskanal stromabwärts des Zylinderkopfflansches verbunden. Der weitere Strömungskanal ist mit einem Zylinder verbunden, der aufeinander folgend mit einem der Zylinder, der mit dem gemeinsamen Strömungskanal verbunden ist, erst stromabwärts des Kopfflansches zusammengeführt ist. Somit ist die Länge der Strömungen von den Zylindern bis zu einem Punkt, an dem Abgas von zwei aufeinander folgenden Zylindern zusammengeführt ist, vergrößert. Folglich sind auf Grund des zusätzlichen Auslassrohrs die Abgaspulse von zwei aufeinander folgenden Zylindern besser voneinander getrennt.In one embodiment, the further flow channel is connected to the common flow channel downstream of the cylinder head flange. The further flow channel is connected to a cylinder, which is brought together in succession with one of the cylinders, which is connected to the common flow channel, only downstream of the head flange. Thus, the length of the flows from the cylinders to a point where exhaust gas from two consecutive cylinders is merged is increased. Consequently, due to the additional outlet tube, the exhaust pulses from two consecutive cylinders are better separated.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein dritter Strömungskanal vorgesehen, der sich von einem Zylinder erstreckt, welcher in der Zündreihenfolge einem der zwei Zylinder aufeinander folgt, die mit dem gemeinsamen Strömungskanal verbunden sind. Der dritte Strömungskanal ist erst stromabwärts des Zylinderkopfs mit dem gemeinsamen Strömungskanal verbunden. In a further embodiment, a third flow channel is provided, which extends from a cylinder which follows one another in the firing order of one of the two cylinders, which are connected to the common flow channel. The third flow channel is only connected to the common flow channel downstream of the cylinder head.

Zum Beispiel werden in einem vier Zylinder Verbrennungsmotor mit einer Zündreihenfolge von I-III-IV-II die Strömungskanäle von den Zylindern I und IV im Zylinderkopf zusammengeführt und der Strömungskanal von Zylinder II und der Strömungskanal von Zylinder III mit dem gemeinsamen Strömungskanal der Zylinder I und IV erst außerhalb des Zylinderkopfs stromabwärts vom Kopfflansch innerhalb des Auslassrohrs zusammengeführt.For example, in a four-cylinder internal combustion engine having a firing order of I-III-IV-II, the flow channels of cylinders I and IV are merged in the cylinder head and the flow channel of cylinder II and the flow channel of cylinder III are merged with the common flow channel of cylinders I and IV merged only outside of the cylinder head downstream of the head flange within the outlet pipe.

Der Strömungskanal von dem Zylinder III kann weiter stromabwärts von dem Punkt, an dem der Strömungskanal vom Zylinder II mit dem gemeinsamen Strömungskanal der Zylinder I und IV verbunden ist, mit dem gemeinsamen Strömungskanal der Zylinder I, IV und II verbunden werden. Alternativ kann der Strömungskanal von dem Zylinder III am selben Punkt wie der Strömungskanal vom Zylinder II mit dem gemeinsamen Strömungskanal der Zylinder I und IV verbunden werden.The flow channel from the cylinder III can be connected further downstream from the point at which the flow channel from the cylinder II is connected to the common flow channel of the cylinders I and IV with the common flow channel of the cylinders I, IV and II. Alternatively, the flow passage from the cylinder III at the same point as the flow passage from the cylinder II may be connected to the common flow passage of the cylinders I and IV.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Auslassrohr zumindest zwei getrennte Strömungszweige auf, die zusammengeführt sind, um einen Sammelstromungszweig zu bilden. Die zwei getrennten Strömungszweige sind stromaufwärts und der Sammelströmungszweig ist stromabwärts angeordnet. Einer der Strömungszweige ist mit dem gemeinsamen Strömungskanal verbunden und der andere Strömungszweig ist mit dem weiteren Strömungskanal des im Zylinderkopf integrierten Abgaskrümmers verbunden. Somit verlängern die zwei Strömungszweige die Länge der Trennung der Abgasströmungen von nacheinander gezündeten Zylindern.In one embodiment, the outlet tube has at least two separate flow branches that are merged to form a header flow branch. The two separate flow branches are upstream and the collection flow branch is downstream. One of the flow branches is connected to the common flow channel and the other flow branch is connected to the further flow channel of the cylinder head integrated exhaust manifold. Thus, the two flow branches extend the length of the separation of the exhaust flows of successively ignited cylinders.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Auslassrohr an einem Einlassende eine Trennwand auf, wobei zwei getrennte Strömungskanäle bzw. Strömungszweige gebildet sind.In one embodiment, the outlet tube has a partition wall at an inlet end, wherein two separate flow channels or flow branches are formed.

Das Auslassrohr weist zumindest zwei Einlassströmungskanäle und einen einzigen gemeinsamen Auslassströmungskanal auf, der mit den Einlassströmungskanälen verbunden ist. Die Anzahl der Einlassströmungskanäle entspricht der Anzahl der Strömungskanale, die getrennt voneinander am Kopfflansch des Zylinderkopfs angeordnet sind.The outlet tube has at least two inlet flow channels and a single common outlet flow channel connected to the inlet flow channels. The number of inlet flow channels corresponds to the number of flow channels, which are arranged separately from one another on the head flange of the cylinder head.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Auslassrohr einen Einlassflansch mit zumindest zwei Einlassöffnungen, einen Auslassflansch mit einer Auslassöffnung und Strömungskanäle auf. Der Einlassflansch ist mit dem Kopfflansch des integrierten Auslasskrümmers verbunden und die Strömungskanäle erstrecken sich jeweils von einer der Einlassöffnungen bis zur Auslassöffnung. Die Strömungskanäle von den Einlassöffnungen sind eine vorbestimmte Strecke in Richtung der Auslassöffnungen getrennt voneinander und sind nach dieser Strecke zusammengeführt und bilden einen Sammelströmungskanal.In one embodiment, the outlet tube has an inlet flange with at least two inlet openings, an outlet flange with an outlet opening, and flow channels. The inlet flange is connected to the head flange of the integrated exhaust manifold and the flow channels each extend from one of the inlet openings to the outlet opening. The flow channels from the inlet openings are separated by a predetermined distance in the direction of the outlet openings and are merged after this distance and form a collecting flow channel.

Die vorbestimmte Strecke kann für jeden Motortyp, beispielsweise die Anzahl der Zylinder sowie die Leistung, vorbestimmt sein, um die Leistung und weitere Eigenschaften des Verbrennungsmotors zu optimieren. Der benutzbare Raum in dem Motortyp kann auch berücksichtigt werden, um die optimale Leistung in dem vorgegebenen Raum angeben zu können.The predetermined distance may be predetermined for each engine type, such as the number of cylinders and power, to optimize performance and other characteristics of the internal combustion engine. The usable space in the engine type may also be taken into account to indicate the optimum performance in the given space.

In einer weiteren Weiterbildung ist eine der Einlassöffnungen mit dem gemeinsamen Strömungskanal und eine der Einlassöffnungen mit dem weiteren Strömungskanal im Zylinderkopf verbunden.In a further development, one of the inlet openings is connected to the common flow channel and one of the inlet openings is connected to the further flow channel in the cylinder head.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind Strömungskanäle von zwei weiteren Zylindern, die nicht aufeinander folgend in einer Zündreihenfolge angeordnet sind, innerhalb des Zylinderkopfs zusammengeführt und einen zweiten gemeinsamen Strömungskanal bilden.In another embodiment, flow channels of two further cylinders that are not sequentially arranged in a firing order are merged within the cylinder head and form a second common flow passage.

Zum Beispiel in einem vier Zylinder Verbrennungsmotor mit einer Zündreihenfolge von I-III-IV-II können die Strömungskanäle von den Zylindern I und IV einen ersten gemeinsamen Strömungskanal im Zylinderkopf bilden und die Strömungskanäle von den Zylindern II und III einen zweiten gemeinsamen Strömungskanal im Zylinderkopf bilden. Die zwei Zylinder jeder dieser Paare von Zylindern sind somit nicht nacheinander folgend in der Zündreihenfolge. Zylinder unterschiedlicher Paare sind dahingegen nacheinander folgend. Die zwei gemeinsamen Strömungskanäle sind innerhalb des Zylinderkopfs getrennt voneinander und sind erst stromabwärts des Zylinderkopfs außerhalb des Zylinderkopfs und innerhalb eines Auslassrohrs zusammengeführt.For example, in a four-cylinder internal combustion engine having a firing order of I-III-IV-II, the flow channels of cylinders I and IV may form a first common flow channel in the cylinder head and the flow channels of cylinders II and III form a second common flow channel in the cylinder head , The two cylinders of each of these pairs of cylinders are thus not sequentially in firing order. By contrast, cylinders of different pairs follow one after the other. The two common flow channels are separated within the cylinder head and are merged only downstream of the cylinder head outside of the cylinder head and within an outlet tube.

Der zweite gemeinsame Strömungskanal ist mit dem ersten gemeinsamen Strömungskanal nach einer vorbestimmten Strecke stromabwärts des Kopfflansches innerhalb des Auslassrohrs verbunden, um die gewünschte bessere Trennung der Abgaspulse gegenüber einem integrierten Auslasskrümmers zu gewährleisten.The second common flow channel is connected to the first common flow channel a predetermined distance downstream of the head flange within the outlet tube to provide the desired better separation of the exhaust pulses from an integrated exhaust manifold.

Ein Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, einem Motorblock, einem Zylinderkopf und einem Auslasssystem nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispiele wird auch angegeben. Ein Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, mit einem Verbrennungsmotor und einem Auslasssystem nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispiele wird auch angegeben.An internal combustion engine having a plurality of cylinders, an engine block, a cylinder head, and an exhaust system according to any one of the preceding embodiments is also provided. One A vehicle, for example a motor vehicle, with an internal combustion engine and an exhaust system according to one of the preceding embodiments is also indicated.

Zusammengefasst ermöglichen Zylinderköpfe mit integriertem Auslasskrümmer, so genanntem Integrated Exhaust Manifolds (IEM), durch den Wegfall des konventionellen separaten Krümmers Kosteneinsparungen, die allerdings durch andere Mehrkosten, z. B. einen größeren Kühler oder die aufwändigere Zylinderkopfkonstruktion, etwas reduziert werden. Die Reduzierung der Oberfläche bis zum Katalysator erlaubt ein schnelleres Aufheizen und damit die Reduzierung von Emissionen. Im stationären Motorbetrieb führt die Kühlung des im Zylinderkopf integrierten Beriches des Auslasssystems zu niedrigeren Abgastmperaturen und somit zu einem geringeren Anfettungsbedarf.In summary, integrated exhaust manifold (IEM) cylinder heads provide cost savings through the elimination of the conventional, separate manifold, but with additional overheads such as: B. a larger radiator or the more complex cylinder head construction, be reduced slightly. The reduction of the surface to the catalyst allows a faster heating and thus the reduction of emissions. In stationary engine operation, the cooling of the integrated in the cylinder head Beriches the exhaust system leads to lower exhaust temperatures and thus to a lower Anfettungsbedarf.

Die Trennung der Abgaspulse bei einem 4 Zylinder Motor erfolgt dabei durch die Zusammenführung der Runner von Zylinder I und IV sowie Zylinder II und III. Eine konventionelle 4-1 IEM Konstruktion eines vier-Zylinder-Motors besteht darin, dass die Strömungskanäle von allen Zylindern innerhalb des Zylinderkopfts zusammengeführt sind. Die kompakte Bauweise eines integrierten IEM sowie die fehlende Trennung der Abgaspulse kann zu einem höheren Restgasgehalt und zu einem Leistungs- und Drehmomentverlust führen. Im Gegensatz dazu zeichnen sich konventionelle externe Abgaskrümmer für Saugmotoren durch lange Runner aus.The separation of the exhaust pulses in a 4-cylinder engine is carried out by the merger of the runner of cylinder I and IV and cylinder II and III. A conventional 4-1 IEM design of a four-cylinder engine is that the flow channels of all cylinders are merged within the cylinder head. The compact design of an integrated IEM and the lack of separation of the exhaust pulses can lead to a higher residual gas content and a loss of power and torque. In contrast, conventional external exhaust manifolds for naturally aspirated engines are characterized by long runners.

Diese Probleme können durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Auslasssystems vermieden werden, bei dem die Strömungskanäle von zwei nicht aufeinanderfolgenden Zylinder innerhalb des Zylinderkopfs zusammengeführt sind, während die Strömungskanäle der aufeinander folgenden Zylinder erst außerhalb des Zylinderkopfs in einem zusätzlichen Auslassrohr zusammengeführt sind, das auf dem Zylinderkopfflansch montiert ist. Somit ist die Länge der Strömung, von zwei in der Zündreihenfolge nacheinander folgenden zylindern bi szu deren Zusammenführung gegenüber der eines integrierten Abgaskrümmers verlängert.These problems can be avoided by the use of an exhaust system according to the invention in which the flow channels of two non-consecutive cylinders are merged within the cylinder head, while the flow channels of the successive cylinders are merged only outside the cylinder head in an additional exhaust pipe mounted on the cylinder head flange is. Thus, the length of the flow is lengthened from two consecutive cylinders in the firing order to their merging with that of an integral exhaust manifold.

Zusammengefasst sind die Vorteile eines in den Zylinderkopf integrierten Auslasskrümmers mit denen einer hervorragenden Gasdynamik und Puls-Trennung des Auslassstoßes bei einem konventionellen Auslasskrümmer bei dem erfindungsgemäßen Auslasssystem kombiniert. Die Erfindung kombiniert die kompakte Bauweise eines 4-1 IEM Krümmers mit der guten Puls-Trennung und Performance eines konventionellen Abgaskrümmers.In summary, the advantages of an exhaust manifold integrated into the cylinder head are combined with those of excellent gas dynamics and pulse separation of the exhaust stroke in a conventional exhaust manifold in the exhaust system of the present invention. The invention combines the compact design of a 4-1 IEM manifold with the good pulse separation and performance of a conventional exhaust manifold.

Es zeigen sich leichte Leistungsvorteile durch eine Zusammenführung von Zylinder I und IV sowie II und III im Zylinderkopf. Diese können aber erheblich gesteigert werden, wenn die Kanaltrennung der beiden Abgasströme noch ein Stück hinter dem Kopfflansch aufrecht erhalten wird. Durch die Kombination beider Maßnahmen kann die Performance des Verbrennungsmotors weiter verbessert werden.It shows slight performance benefits by merging cylinder I and IV and II and III in the cylinder head. However, these can be significantly increased if the channel separation of the two exhaust gas streams is still maintained a bit behind the head flange. By combining both measures, the performance of the internal combustion engine can be further improved.

Ausführungsbeispiele werden nun anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments will now be explained in more detail with reference to the drawings.

1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Verbrennungsmotors mit einem Auslasssystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 shows a schematic plan view of an internal combustion engine with an exhaust system according to a first embodiment,

2 zeigt eine perspektivische Ansicht der abgasführenden Innenflächen des Auslasssystems, 2 shows a perspective view of the exhaust-carrying inner surfaces of the exhaust system,

3 zeigt eine zweite perspektivische Ansicht der abgasführenden Innenflächen des Auslasssystems der 2, 3 shows a second perspective view of the exhaust-carrying inner surfaces of the exhaust system of 2 .

4 zeigt einen Querschnitt des Auslasssystems der 1, 4 shows a cross section of the exhaust system of 1 .

5 zeigt einen Querschnitt eines Auslasssystems nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, und 5 shows a cross section of an exhaust system according to a second embodiment, and

6 zeigt Diagramme der Leistung von Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichen Auslasssystemen. 6 shows diagrams of the performance of internal combustion engines with different exhaust systems.

1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Verbrennungsmotors 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Verbrennungsmotor 1 weist einen Zylinderkopf 2, einen in 1 nicht gezeigten Motorblock und vier Zylinder 3, 4, 5, 6 auf, die die Verbrennungsräume bilden. 1 shows a schematic plan view of an internal combustion engine 1 according to a first embodiment. The internal combustion engine 1 has a cylinder head 2 , one in 1 not shown engine block and four cylinders 3 . 4 . 5 . 6 on, which form the combustion chambers.

Die vier Zylinder 3, 4, 5, 6 sind jeweils mit einem Strömungskanal 7, 8, 9, 10 eines Auslasssystems 11 des Verbrennungsmotors 1 verbunden, durch die Abgase von der Verbrennungsreaktion in den Zylindern zu einem in 1 nicht dargestellten Katalysator geführt sind. Die Strömungskanäle 7, 8, 9, 10 sind im Zylinderkopf 2 integriert und sind Teil eines Auslasskrümmers 12, der in dem Zylinderkopf 2 integriert ist. Das erfindungsgemäße Auslasssystem ist jedoch nicht auf Verbrennungsmotoren mit vier Zylindern beschränkt und kann bei Verbrennungsmotoren mit weniger oder mehr als vier Zylindern verwendet werden.The four cylinders 3 . 4 . 5 . 6 are each with a flow channel 7 . 8th . 9 . 10 an exhaust system 11 of the internal combustion engine 1 connected by the exhaust gases from the combustion reaction in the cylinders to an in 1 not shown catalyst are performed. The flow channels 7 . 8th . 9 . 10 are in the cylinder head 2 integrated and are part of an exhaust manifold 12 in the cylinder head 2 is integrated. However, the exhaust system of the invention is not limited to four-cylinder internal combustion engines and may be used with internal combustion engines having fewer or more than four cylinders.

Das Auslasssystem 11 weist neben den Strömungskanälen 7, 8, 9, 10, die im Zylinderkopf 2 integriert sind, ein zusätzliches Auslassrohr 13 auf, das auf einem Kopfflansch 14 des Zylinderkopfs 2 montiert ist.The exhaust system 11 points next to the flow channels 7 . 8th . 9 . 10 in the cylinder head 2 integrated, an additional outlet pipe 13 on that on a head flange 14 of the cylinder head 2 is mounted.

Das Auslassrohr 13 weist einen Einlassflansch 17, der auf den Kopfflansch 14 des Zylinderkopfs 2 montiert ist, und einen Auslassflansch 18 auf, der mit weiteren nicht gezeigten Komponenten des Auslasssystems, wie einem Katalysator, verbunden ist. The outlet pipe 13 has an inlet flange 17 on the head flange 14 of the cylinder head 2 is mounted, and an outlet flange 18 which is connected to other components, not shown, of the exhaust system, such as a catalytic converter.

Der Verbrennungsmotor 1 weist vier Zylinder 3, 4, 5, 6 auf, die in der Zündreihenfolge I-III-IV-II gezündet werden, d. h. in der Reihenfolge Zylinder 3, Zylinder 5, Zylinder 6, Zylinder 4.The internal combustion engine 1 has four cylinders 3 . 4 . 5 . 6 which are ignited in the firing order I-III-IV-II, ie in the order cylinder 3 , Cylinder 5 , Cylinder 6 , Cylinder 4 ,

Die Strömungskanäle 7 und 10 der Zylinder 3 und 6, die den Zylindern I und IV der Zündreihenfolge entsprechen, sind innerhalb des Zylinderkopfs 2 zusammengeführt und bilden einen ersten gemeinsamen Strömungskanal 15 am Kopfflansch 14. Ebenfalls sind die Strömungskanäle 8 und 9 der Zylinder II und III der Zündreihenfolge innerhalb des Zylinderkopfs 2 zusammengeführt und bilden einen zweiten gemeinsamen Strömungskanal 16 am Kopfflansch 14. Der erste gemeinsame Strömungskanal 15 ist jedoch getrennt vom zweiten gemeinsamen Strömungskanal 16 innerhalb des Zylinderkopfs 2.The flow channels 7 and 10 the cylinder 3 and 6 that correspond to the cylinders I and IV of the firing order are inside the cylinder head 2 merged and form a first common flow channel 15 at the head flange 14 , Also are the flow channels 8th and 9 the cylinder II and III of the firing order within the cylinder head 2 merged and form a second common flow channel 16 at the head flange 14 , The first common flow channel 15 However, it is separate from the second common flow channel 16 inside the cylinder head 2 ,

Der erste gemeinsame Strömungskanal 15 ist erst außerhalb des Zylinderkopfs 2 mit dem zweiten gemeinsamen Strömungskanal 16 verbunden. Folglich steht die Abgasströmung des ersten Strömungskanals 15 erst in Kontakt mit der Abgasströmung des zweiten gemeinsamen Strömungskanals 16 stromabwärts des Zylinderkopfs 2 und außerhalb des Zylinderkopfs 2.The first common flow channel 15 is just outside the cylinder head 2 with the second common flow channel 16 connected. Consequently, the exhaust gas flow of the first flow channel is 15 only in contact with the exhaust gas flow of the second common flow channel 16 downstream of the cylinder head 2 and outside the cylinder head 2 ,

Erfindungsgemäß sind somit Strömungskanäle von nicht nacheinander gezündeten Zylindern innerhalb des Zylinderkopfs 2 miteinander verbunden. Strömungskanäle von nacheinander gezündeten Zylindern sind stromabwärts des Zylinderkopfs 2 miteinander verbunden.According to the invention are thus flow channels of non sequentially ignited cylinders within the cylinder head 2 connected with each other. Flow channels of sequentially ignited cylinders are downstream of the cylinder head 2 connected with each other.

Strömungen von Abgasen aus Zylindern, die nacheinander in der Zündreihenfolge gezündet werden, treffen erst stromabwärts des Zylinderkopfs 2 innerhalb des zusätzlichen Auslassrohrs 13 aufeinander, weil die zwei gemeinsamen Strömungskanäle 15, 16 innerhalb des Zylinderkopfs 2 getrennt sind und erst nach einer vorbestimmten Länge l innerhalb des Auslassrohrs 13 miteinander verbunden sind.Flows of exhaust gases from cylinders, which are fired sequentially in the firing order, meet only downstream of the cylinder head 2 within the additional outlet tube 13 one another because the two common flow channels 15 . 16 inside the cylinder head 2 are separated and only after a predetermined length l within the outlet pipe 13 connected to each other.

Folglich treffen sich Abgaspulse aufeinander folgend gezündeter Zylinder erst stromabwärts des Kopfflansches 14 nach einer Länge l. Das Auslassrohr 13 sieht eine Art Verlängerungsstück für den integrierten Auslasskrümmer 12 vor.Consequently, exhaust pulses successively ignited cylinder meet only downstream of the head flange 14 after a length l. The outlet pipe 13 sees a kind of extension piece for the integrated exhaust manifold 12 in front.

Die 2 und 3 zeigen perspektivische Ansichten der abgasführenden Innenflächen des Auslasssystems 1. 2 zeigt eine perspektivische Draufsicht und 3 eine perspektivische Seitenansicht. In den 2 und 3 wird gezeigt, dass jeder Strömungskanal 7, 8, 9, 10 des Auslasskrümmers 12 zwei Zweige 7', 7'', 8', 8'', 9', 9, 10', 10'' aufweist, die jeweils mit einer von zwei Auslassöffnungen des jeweiligen Zylinders 3, 4, 5, 6 verbunden sind.The 2 and 3 show perspective views of the exhaust-carrying inner surfaces of the exhaust system 1 , 2 shows a perspective top view and 3 a perspective side view. In the 2 and 3 is shown every flow channel 7 . 8th . 9 . 10 the exhaust manifold 12 two branches 7 ' . 7 '' . 8th' . 8th'' . 9 ' . 9 . 10 ' . 10 '' each having one of two outlet openings of the respective cylinder 3 . 4 . 5 . 6 are connected.

Diese zwei Zweige 7', 7'', 8', 8'', 9', 9'', 10', 10'' sind innerhalb des Zylinderkopfs 2 und stromaufwärts des Anfangs der gemeinsamen Strömungskanäle 15, 16 des Zylinderkopfs 2 zusammengeführt. In den 2 und 3 ist der Kopfflansch, der die Grenze zwischen dem integrierten Auslasskrümmer 12 und dem zusätzlichen Auslassrohr 13 bildet, mit einer Linie 14 grafisch dargestellt.These two branches 7 ' . 7 '' . 8th' . 8th'' . 9 ' . 9 '' . 10 ' . 10 '' are inside the cylinder head 2 and upstream of the beginning of the common flow channels 15 . 16 of the cylinder head 2 merged. In the 2 and 3 is the head flange, which is the boundary between the integrated exhaust manifold 12 and the additional outlet tube 13 forms, with a line 14 shown graphically.

Die 2 und 3 zeigen, dass am Kopfflansch 14 die Strömungskanäle 7 und 10 der Zylinder 3 und 6, die der Zylinder der Zündreihenfolge I und IV entsprechen und in den gemeinsamen Strömungskanal 15 zusammenführen, unterhalb der Strömungskanäle 8 und 9 der Zylinder 4 und 5, die der Zylinder II und III der Zündreihenfolge entsprechen, und des zweiten gemeinsamen Strömungskanals 16 angeordnet sind.The 2 and 3 show that on the head flange 14 the flow channels 7 and 10 the cylinder 3 and 6 that correspond to the cylinder of the firing order I and IV and into the common flow channel 15 merge, below the flow channels 8th and 9 the cylinder 4 and 5 , which correspond to the cylinder II and III of the firing order, and the second common flow channel 16 are arranged.

In 3 ist grafisch dargestellt, dass das Auslassrohr 13 zwei getrennte Zweige 19, 20 an das Einlassende 21 des Auslassrohrs 13 aufweist. Diese zwei getrennten Zweige 19, 20 sind innerhalb des Auslassrohrs 12 erst nach einer vorbestimmten Strecke I zusammengeführt, um ein Sammelströmungsrohr 21 zu bilden. Die Abgasströmung von den Zylindern I und IV in der Zündreihenfolge, d. h. Zylinder 3, 6, sind von der Strömung aus den Zylindern II und III, d. h. Zylinder 4, 5, auch außerhalb des Zylinderkopfs 2 getrennt gehalten. Die Strömungslänge der Abgase von nach einander gezündeten Zylindern ist somit mit Hilfe des Auslassrohrs 13 verlängert.In 3 is shown graphically that the outlet pipe 13 two separate branches 19 . 20 to the inlet end 21 the outlet pipe 13 having. These two separate branches 19 . 20 are inside the outlet pipe 12 only after a predetermined distance I merged to a collecting flow pipe 21 to build. The exhaust gas flow from the cylinders I and IV in the firing order, ie cylinders 3 . 6 , are from the flow of cylinders II and III, ie cylinders 4 . 5 , also outside of the cylinder head 2 kept separate. The flow length of the exhaust gases from successively ignited cylinders is thus by means of the outlet pipe 13 extended.

Die Position der Zusammenführung der Strömungskanäle 7 und 10 innerhalb des Zylinderkopfs ist mit der Linie 15 und die Zusammenführung der Strömungskanäle 8 und 9 mit der Linie 16 in der 3 grafisch dargestellt.The position of merging the flow channels 7 and 10 inside the cylinder head is with the line 15 and the merging of the flow channels 8th and 9 with the line 16 in the 3 shown graphically.

4 zeigt einen schematischen Querschnitt der Verbindung zwischen dem Zylinderkopf 2, insbesondere dem Kopfflansch 14 und dem Auslassrohr 13. 4 shows a schematic cross section of the connection between the cylinder head 2 , in particular the head flange 14 and the outlet pipe 13 ,

Der Einlassflansch 17 des Auslassrohrs 13 weist zwei Einlassöffnungen 22, 23 und der Auslassflansch 18 eine einzige Auslassöffnung 24 auf. Die zwei Einlassöffnungen sehen zwei Strömungskanäle 19, 20 innerhalb des Auslassrohrs 13 vor, die sich eine vorbestimmte Strecke in Richtung der Auslassöffnung 21 getrennt voneinander erstrecken. Nach dieser vorbestimmten Strecke sind die Strömungskanäle 19, 20 zusammengeführt und bilden einen Sammelströmungskanal 21. Der Übergang von den getrennten Strömungskanälen 19, 20 zum Sammelströmungskanal 21 ist mit der Linie 25 in 3 gezeigt.The inlet flange 17 the outlet pipe 13 has two inlet openings 22 . 23 and the outlet flange 18 a single outlet opening 24 on. The two inlet ports see two flow channels 19 . 20 inside the outlet pipe 13 which extends a predetermined distance in the direction of the outlet opening 21 extend apart from each other. After this predetermined distance are the flow channels 19 . 20 merged and form one Collecting flow channel 21 , The transition from the separate flow channels 19 . 20 to the collecting flow channel 21 is with the line 25 in 3 shown.

Eine der Einlassöffnungen 22 ist mit dem ersten gemeinsamen Strömungskanal 15 des Zylinderkopfs 2 verbunden und die zweite Einlassöffnung 23 ist mit dem zweiten gemeinsamen Strömungskanal 16 des Zylinders 2 verbunden. Folglich treffen sich Abgasströmungen von nacheinander gezündeten Zylindern erst am Punkt, der mit der Linie 25 bezeichnet ist.One of the inlet openings 22 is with the first common flow channel 15 of the cylinder head 2 connected and the second inlet opening 23 is with the second common flow channel 16 of the cylinder 2 connected. As a result, exhaust flows from successively fired cylinders only meet at the point that coincides with the line 25 is designated.

5 zeigt einen Querschnitt eines Teils eines Auslasssystems 11 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Auslasssystem 11 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Auslasssystem 1 des ersten Ausführungsbeispiels durch die Konstruktion des Auslassrohrs 13. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind die zwei Strömungskanäle 19, 20 innerhalb des Auslassrohrs 13' durch eine einzige Trennwand 26 gebildet. 5 shows a cross section of a part of an exhaust system 11 according to a second embodiment. The exhaust system 11 according to the second embodiment differs from the exhaust system 1 of the first embodiment by the construction of the outlet pipe 13 , In contrast to the first embodiment, the two flow channels 19 . 20 inside the outlet pipe 13 ' through a single partition 26 educated.

6 zeigt Diagramme von Drehmoment und Restgasgehalt in Abhängigkeit von der Drehzahl für einen 1.8 l Saugmotor mit 5 verschiedenen Auslasskrümmern, nämlich ein externes Krümmerdesign eines Motors (quadratisch), zwei unterschiedlich ausgeführte 4-1 IEM Konstruktionen (Kreis und Raute), sowie zwei Konstruktionen eines IEM mit einer Zusammenführung der Runner 1/4 und 2/3 (Dreieck). Ein erfindungsgemäßer Abgaskrümmer für diesen bestimmten Motor auf Basis eines 4-2-1 Konzepts zeichnet sich dabei durch eine 35 mm lange Fortführung der Trennwand hinter dem Kopfflansch aus. Die Länge der Fortführung ist systemabhängig. 6 Figure 4 shows torque and residual gas content versus speed graphs for a 1.8 l naturally aspirated engine with 5 different exhaust manifolds, namely an external manifold design of a motor (square), two different 4-1 IEM designs (circle and rhombus), and two IEM designs with a combination of runners 1/4 and 2/3 (triangle). An inventive exhaust manifold for this particular engine based on a 4-2-1 concept is characterized by a 35 mm long continuation of the partition behind the head flange. The length of the continuation is system-dependent.

Der Einsatz eines integrierten Auslasskrümmers für einen Saugmotor kann z. B. bei einem 1.8 l Motor zu Performance Einbußen von bis zu 2 kW und 4 Nm führen gegenüber einem externen Abgaskrümmer. Das erfindungsgemäße Auslasssystem ermöglicht eine Performance, die der Performance eines externen Abgaskrümmers entspricht, auch bei einem kompakteren Bauraum.The use of an integrated exhaust manifold for a naturally aspirated engine may, for. For example, in a 1.8L engine, performance losses of up to 2kW and 4Nm over an external exhaust manifold. The exhaust system according to the invention allows a performance that corresponds to the performance of an external exhaust manifold, even with a more compact space.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
22
Zylinderkopfcylinder head
33
Zylindercylinder
44
Zylindercylinder
55
Zylindercylinder
66
Zylindercylinder
77
Strömungskanalflow channel
7'7 '
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
7''7 ''
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
88th
Strömungskanalflow channel
8'8th'
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
8''8th''
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
99
Strömungskanalflow channel
9'9 '
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
9''9 ''
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
1010
Strömungskanalflow channel
1010
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
10''10 ''
Zweig des StrömungskanalsBranch of the flow channel
1111
Auslasssystem nach einem ersten AusführungsbeispielOutlet system according to a first embodiment
11'11 '
Auslasssystem nach einem zweiten AusführungsbeispielOutlet system according to a second embodiment
1212
integrierter Auslasskrümmerintegrated exhaust manifold
1313
Auslassrohr nach einem ersten AusführungsbeispielOutlet pipe according to a first embodiment
13'13 '
Auslassrohr nach einem zweiten AusführungsbeispielOutlet pipe according to a second embodiment
1414
Kopfflanschhead flange
1515
erster gemeinsamer Strömungskanalfirst common flow channel
1616
zweiter gemeinsamer Strömungskanalsecond common flow channel
1717
Einlassflanschinlet flange
1818
Auslassflanschoutlet flange
1919
erster Zweigfirst branch
2020
zweiter Zweigsecond branch
2121
SammelströmungsrohrCollecting flow tube
2222
erste Einlassöffnungfirst inlet opening
2323
zweite Einlassöffnungsecond inlet opening
2424
Auslassöffnungoutlet
2525
Zusammenführung der StrömungenMerging the currents
2626
Trennwandpartition wall

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008058852 A1 [0003, 0003] DE 102008058852 A1 [0003, 0003]

Claims (12)

Auslasssystem für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, einem Zylinderkopf und einem Motorblock, wobei das Auslasssystem einen Auslasskrümmer (12), der in dem Zylinderkopf (2) integriert ist und Strömungskanäle (7, 8, 9, 10) aufweist, die sich jeweils von einem der Zylinder (3, 4, 5, 6) zu einem Kopfflansch (14) erstrecken, wobei zumindest zwei der Strömungskanäle (7, 10), die mit in einer Zündereihenfolge nicht nacheinander gezündeten Zylindern (3, 6) verbunden sind, miteinander innerhalb des Zylinderkopfs (2) zusammengeführt sind und einen gemeinsamen Strömungskanal (15) bilden, und zumindest ein weiterer Strömungskanal (16), der mit einem in der Zündereihenfolge nacheinander gezündeten Zylinder (4) verbunden ist, getrennt bis zum Kopfflansch (14) geführt ist, und ein Auslassrohr (13, 13') aufweist, das mit dem Kopfflansch (14) verbunden ist, wobei der gemeinsame Strömungskanal (15) mit dem weiteren Strömungskanal (16) erst im Auslassrohr (13, 13') zusammengeführt ist.Exhaust system for a multi-cylinder internal combustion engine, a cylinder head, and an engine block, the exhaust system including an exhaust manifold ( 12 ) in the cylinder head ( 2 ) and flow channels ( 7 . 8th . 9 . 10 ) each extending from one of the cylinders ( 3 . 4 . 5 . 6 ) to a head flange ( 14 ), wherein at least two of the flow channels ( 7 . 10 ) with cylinders not ignited consecutively in a firing order ( 3 . 6 ) are interconnected within the cylinder head ( 2 ) and a common flow channel ( 15 ), and at least one further flow channel ( 16 ), with a cylinder ignited sequentially in the firing order ( 4 ), separated to the head flange ( 14 ), and an outlet tube ( 13 . 13 ' ), which with the head flange ( 14 ), wherein the common flow channel ( 15 ) with the further flow channel ( 16 ) first in the outlet pipe ( 13 . 13 ' ) is merged. Auslasssystem nach Anspruch 1, wobei der weitere Strömungskanal (16) mit dem gemeinsamen Strömungskanal (15) stromabwärts des Kopfflansches (2) verbunden ist.Exhaust system according to claim 1, wherein the further flow channel ( 16 ) with the common flow channel ( 15 ) downstream of the head flange ( 2 ) connected is. Auslasssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei ein dritter Strömungskanal (9) von einem Zylinder (5), der in der Zündreihenfolge einem der zwei Zylinder (3, 6) nachfolgend ist, stromabwärts des Zylinderkopfs (2) mit dem gemeinsamen Strömungskanal (15) verbunden ist.Exhaust system according to claim 1 or claim 2, wherein a third flow channel ( 9 ) of a cylinder ( 5 ), which in the firing order one of the two cylinders ( 3 . 6 ) is below, downstream of the cylinder head ( 2 ) with the common flow channel ( 15 ) connected is. Auslasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Auslassrohr (13) zumindest zwei getrennte Strömungszweige (19, 20) aufweist.Exhaust system according to one of claims 1 to 3, wherein the outlet pipe ( 13 ) at least two separate flow branches ( 19 . 20 ) having. Auslasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Auslassrohr (13') an einem Einlassende eine Trennwand (26) aufweist, wobei zwei getrennte Strömungskanäle (19, 20) gebildet sind.Exhaust system according to one of claims 1 to 4, wherein the outlet pipe ( 13 ' ) at an inlet end a partition wall ( 26 ), wherein two separate flow channels ( 19 . 20 ) are formed. Auslasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Auslassrohr (13) zumindest zwei Einlassströmungskanäle (19, 20) und einen einzigen gemeinsamen Auslassströmungskanal (21) aufweist, der mit den Einlassströmungskanälen (19, 20) verbunden ist.Exhaust system according to one of claims 1 to 5, wherein the outlet pipe ( 13 ) at least two inlet flow channels ( 19 . 20 ) and a single common outlet flow channel ( 21 ) which communicates with the inlet flow channels ( 19 . 20 ) connected is. Auslasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Auslassrohr (13, 13') einen Einlassflansch (17) mit zumindest zwei Einlassöffnungen (22, 23), einen Auslassflansch (18) mit einer Auslassöffnung (24), und Strömungskanäle (19, 20, 21) aufweist, wobei der Einlassflansch (17) mit dem Kopfflansch (14) des integrierten Auslasskrümmers (12) verbunden ist, und sich die Strömungskanäle (19, 20, 21) jeweils von einer der Einlassöffnungen (22, 23) bis zur Auslassöffnung (24) erstrecken, wobei die Strömungskanäle (19, 20) von den Einlassöffnungen (22, 23) eine vorbestimmte Strecke in Richtung der Auslassöffnung (24) getrennt voneinander sind und nach dieser Strecke zusammengeführt sind und einen Sammelströmungskanal (21) bilden.Exhaust system according to one of claims 1 to 6, wherein the outlet pipe ( 13 . 13 ' ) an inlet flange ( 17 ) with at least two inlet openings ( 22 . 23 ), an outlet flange ( 18 ) with an outlet opening ( 24 ), and flow channels ( 19 . 20 . 21 ), wherein the inlet flange ( 17 ) with the head flange ( 14 ) of the integrated exhaust manifold ( 12 ) and the flow channels ( 19 . 20 . 21 ) each from one of the inlet openings ( 22 . 23 ) to the outlet opening ( 24 ), wherein the flow channels ( 19 . 20 ) from the inlet openings ( 22 . 23 ) a predetermined distance in the direction of the outlet opening ( 24 ) are separated from each other and are merged after this route and a collecting flow channel ( 21 ) form. Auslasssystem nach Anspruch 7, wobei eine der Einlassöffnungen (22) mit dem gemeinsamen Strömungskanal (15) und eine der Einlassöffnungen (23) mit dem weiteren Strömungskanal (16) verbunden ist.Exhaust system according to claim 7, wherein one of the inlet openings ( 22 ) with the common flow channel ( 15 ) and one of the inlet openings ( 23 ) with the further flow channel ( 16 ) connected is. Auslasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Strömungskanäle (8, 9) von zwei weiteren Zylindern (4, 5), die nicht aufeinander folgend in der Zündreihenfolge sind, innerhalb des Zylinderkopfs (2) zusammengeführt sind und einen zweiten gemeinsamen Strömungskanal (16) bilden.Exhaust system according to one of claims 1 to 8, wherein flow channels ( 8th . 9 ) of two further cylinders ( 4 . 5 ), which are not consecutive in the firing order, within the cylinder head ( 2 ) are merged and a second common flow channel ( 16 ) form. Auslasssystem nach Anspruch 9, wobei der zweite gemeinsame Strömungskanal (16) mit dem ersten gemeinsamen Strömungskanal (15) nach einer vorbestimmten Strecke stromabwärts des Kopfflansches (14) innerhalb des Auslassrohrs (13) verbunden ist.Exhaust system according to claim 9, wherein the second common flow channel ( 16 ) with the first common flow channel ( 15 ) after a predetermined distance downstream of the head flange ( 14 ) within the outlet tube ( 13 ) connected is. Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, einem Motorblock, einem Zylinderkopf und einem Auslasssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10.An internal combustion engine having a plurality of cylinders, an engine block, a cylinder head and an exhaust system according to any one of claims 1 to 10. Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 11.Vehicle with an internal combustion engine according to claim 11.
DE102011116360A 2011-10-19 2011-10-19 Exhaust system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle Withdrawn DE102011116360A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011116360A DE102011116360A1 (en) 2011-10-19 2011-10-19 Exhaust system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle
US13/653,627 US20130098009A1 (en) 2011-10-19 2012-10-17 Exhaust system for a combustion engine
CN2012103972519A CN103061913A (en) 2011-10-19 2012-10-18 Exhaust system for combustion engine, combustion engine and transportion means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011116360A DE102011116360A1 (en) 2011-10-19 2011-10-19 Exhaust system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011116360A1 true DE102011116360A1 (en) 2013-04-25

Family

ID=48051215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011116360A Withdrawn DE102011116360A1 (en) 2011-10-19 2011-10-19 Exhaust system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130098009A1 (en)
CN (1) CN103061913A (en)
DE (1) DE102011116360A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103244250A (en) * 2013-05-27 2013-08-14 奇瑞汽车股份有限公司 VVT (variable valve timing) engine exhaust manifold
KR20160070275A (en) * 2014-12-09 2016-06-20 현대자동차주식회사 Apparatus for emitting exhaust gas of vehicles
CN106762194A (en) * 2017-01-24 2017-05-31 李斯特技术中心(上海)有限公司 A kind of exhaust passage of naturally aspirated engine
JP6958095B2 (en) * 2017-08-10 2021-11-02 スズキ株式会社 Internal combustion engine auxiliary equipment mounting structure
JP6972754B2 (en) * 2017-08-10 2021-11-24 スズキ株式会社 Exhaust structure of internal combustion engine

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2021600A1 (en) * 1970-05-02 1971-11-11 Kuehnle Kopp Kausch Ag Exhaust system for four-cylinder in-line and eight-cylinder V engines with exhaust gas turbochargers
DE2024041A1 (en) * 1970-05-16 1971-12-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Cylinder head for a multi-cylinder reciprocating internal combustion engine
US4197704A (en) * 1976-06-11 1980-04-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust manifold for internal combustion engine
US20020068491A1 (en) * 2000-06-28 2002-06-06 Kenji Yukishima Exhaust system for outboard motor
DE60126690T2 (en) * 2000-12-07 2007-06-14 Nissan Motor Corp., Ltd., Yokohama Exhaust manifold of an internal combustion engine
WO2007088488A2 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
WO2008099758A1 (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cylinder head for internal combustion engine
KR20080094379A (en) * 2007-04-20 2008-10-23 (주)경남실업 Structure of cylinder head unified exhaust manifold
DE102008058852A1 (en) 2007-12-14 2009-06-25 Hyundai Motor Co. Integrally formed exhaust manifold and cylinder head
EP2172635A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-07 Ford Global Technologies, LLC Cylinder head for an internal combustion engine with two integrated exhaust manifolds and method to operate an internal combustion engine with such a cylinder head

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH055215Y2 (en) * 1986-10-28 1993-02-10
JP4257528B2 (en) * 2004-07-05 2009-04-22 三菱自動車工業株式会社 Multi-cylinder internal combustion engine
DE102007057310A1 (en) * 2007-11-28 2009-06-04 Continental Automotive Gmbh Internal combustion engine, has exhaust manifolds supplying exhaust gas into turbocharger that is connectable to engine and integral with respective assigned cylinder heads of cylinders
DE102009027203A1 (en) * 2009-06-25 2011-01-27 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Supercharged internal combustion engine with at least four cylinders and a twin-flow turbine and method for operating such an internal combustion engine

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2021600A1 (en) * 1970-05-02 1971-11-11 Kuehnle Kopp Kausch Ag Exhaust system for four-cylinder in-line and eight-cylinder V engines with exhaust gas turbochargers
DE2024041A1 (en) * 1970-05-16 1971-12-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Cylinder head for a multi-cylinder reciprocating internal combustion engine
US4197704A (en) * 1976-06-11 1980-04-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust manifold for internal combustion engine
US20020068491A1 (en) * 2000-06-28 2002-06-06 Kenji Yukishima Exhaust system for outboard motor
DE60126690T2 (en) * 2000-12-07 2007-06-14 Nissan Motor Corp., Ltd., Yokohama Exhaust manifold of an internal combustion engine
WO2007088488A2 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
WO2008099758A1 (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cylinder head for internal combustion engine
KR20080094379A (en) * 2007-04-20 2008-10-23 (주)경남실업 Structure of cylinder head unified exhaust manifold
DE102008058852A1 (en) 2007-12-14 2009-06-25 Hyundai Motor Co. Integrally formed exhaust manifold and cylinder head
EP2172635A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-07 Ford Global Technologies, LLC Cylinder head for an internal combustion engine with two integrated exhaust manifolds and method to operate an internal combustion engine with such a cylinder head

Also Published As

Publication number Publication date
CN103061913A (en) 2013-04-24
US20130098009A1 (en) 2013-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014100739B4 (en) PARTLY INTEGRATED EXHAUST GASKET
DE102015016185A1 (en) Exhaust gas recirculation system for a motor
DE102011116360A1 (en) Exhaust system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle
DE112011102910T5 (en) turbocharger
DE102007057755A1 (en) Cylinder head and exhaust system of a multi-cylinder engine
DE112004000310B3 (en) Engine braking system of a multi-cylinder internal combustion engine with cooled intermediate pipe for gas exchange between cylinders during engine braking
DE102017207363A1 (en) COMBUSTION ENGINE CYLINDER HEAD WITH INTEGRATED EXHAUST GASKET WITH MULTIPLE CHANNELS AND MULTIPLE CONNECTIONS
DE10144015A1 (en) Exhaust system for multi-cylinder internal combustion engines
EP2083151A1 (en) Air suction channel system with an integrated charge air cooler
DE102016011218A1 (en) OUTLET DEVICE FOR A COMPRESSOR MOTOR
EP2077386B1 (en) Cylinder head with exhgaust manifold integrated in cylinder head
EP1044325B1 (en) Method for producing doors, hoods or single parts made of sheet metal in automotive bodyshells
EP0192995A1 (en) Exhaust manifold
DE102010018087A1 (en) Waste gas system for V-type six cylinder combustion engine, has inner and outer manifolds integrated into one another such that collection tube of outer manifold encloses collection tube of inner manifold under formation of air gap
DE102009050952B4 (en) Exhaust tract with an exhaust manifold and with a cylinder head
DE112020002964B4 (en) Exhaust system and silencer
EP2369161B1 (en) Exhaust discharge assembly
DE102019202380A1 (en) Internal combustion engine with an exhaust manifold and an exhaust gas turbocharger
DE102018115353A1 (en) EXHAUST DEVICE
EP2577019B1 (en) Motorcycle having a multi-cylinder internal combustion engine
DE3603868A1 (en) Exhaust system for a multi cylinder internal combustion engine
WO2012168042A1 (en) Internal combustion engine having at least one catalyst unit
DE102015222859A1 (en) Cylinder head of an internal combustion engine with integrated exhaust manifold and cooling jacket
DE102010056280A1 (en) Internal combustion engine e.g. petrol engine has exhaust manifold whose exhaust gas lines are connected with over orifices at cylinder head flange
DE102010021613B4 (en) Motorcycle with compact internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative

Representative=s name: LKGLOBAL | LORENZ & KOPF PARTG MBB PATENTANWAE, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee