DE102013200255A1

DE102013200255A1 - Brennkraftmaschine mit Frischluftkühlung

Info

Publication number: DE102013200255A1
Application number: DE102013200255A
Authority: DE
Inventors: Hans-Günter Grosch; Andreas Kuske; Christian Winge Vigild
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2013-08-22
Also published as: CN103256113A; RU2013107531A; US8984878B2; CN103256113B; US20130213367A1; BR102013003927A2; RU2621578C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit – mindestens einem Zylinderkopf (1a), der mindestens einen Zylinder aufweist und zumindest Teile eines Ventiltriebs aufnimmt, – einer Abdeckung (8), die mit dem mindestens einen Zylinderkopf (1a) verbindbar ist und die vom Zylinderkopf (1a) aufgenommenen Teile des Ventiltriebs abdeckt, – mindestens einer zu einem Ansaugsystem (2) zugehörigen Ansaugleitung zur Versorgung des mindestens einen Zylinders mit Frischluft, wobei jeder Zylinder mindestens eine Einlaßöffnung zum Zuführen der Frischluft aufweist, – einem Abgasabführsystem zum Abführen der Abgase, und – einem im Ansaugsystem (2) angeordneten kühlmittelbetriebenen Frischluftkühler (7), der von Kühlmittel durchströmbare Elemente umfasst. Es soll eine Brennkraftmaschine (1) der genannten Art bereitgestellt werden, mit der die aus dem Stand der Technik bekannte Problematik betreffend die Kühlung der Frischluft und die Bildung von Kondensat bei Verwendung einer Niederdruck-AGR eliminiert wird und mit der gleichzeitig ein dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit realisiert werden kann. Erreicht wird dies durch eine Brennkraftmaschine (1) der genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass – die Abdeckung (8) die Elemente des Frischluftkühlers (7) in der Art eines Gehäuses aufnimmt und ummantelt, so dass die Elemente zwischen dem mindestens einen Zylinderkopf (1a) und der Abdeckung (8) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit

– mindestens einem Zylinderkopf, der mindestens einen Zylinder aufweist und zumindest Teile eines Ventiltriebs aufnimmt,
– einer Abdeckung, die mit dem mindestens einen Zylinderkopf verbindbar ist und die vom Zylinderkopf aufgenommenen Teile des Ventiltriebs abdeckt,
– mindestens einer zu einem Ansaugsystem zugehörigen Ansaugleitung zur Versorgung des mindestens einen Zylinders mit Frischluft, wobei jeder Zylinder mindestens eine Einlaßöffnung zum Zuführen der Frischluft aufweist,
– einem Abgasabführsystem zum Abführen der Abgase, und
– einem im Ansaugsystem angeordneten kühlmittelbetriebenen Frischluftkühler, der von Kühlmittel durchströmbare Elemente umfaßt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren, Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, d. h. Brennkraftmaschinen, die mit einem Hybrid-Brennverfahren betrieben werden.
Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung des mindestens einen Zylinders miteinander verbunden werden. Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre Zylinderbohrungen auf. Die Kolben werden axial beweglich in den Zylinderrohren geführt und bilden zusammen mit den Zylinderrohren und dem mindestens einen Zylinderkopf die Brennräume der Brennkraftmaschine aus.
Moderne Brennkraftmaschinen werden nahezu ausschließlich nach einem vier Takte umfassenden Arbeitsverfahren betrieben. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die mindestens eine Auslaßöffnung des mindestens einen Zylinders zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem und das Füllen mit Frischgemisch bzw. Frischluft via Ansaugsystem über die mindestens eine Einlaßöffnung. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung dieser Steuerorgane. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Ein- und Auslaßöffnungen freigeben und verschließen. Der für die Bewegung der Ventile erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich der Ventile selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet.
Der mindestens eine Zylinderkopf dient in der Regel zur Aufnahme dieses Ventiltriebs. Auch bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine nimmt der mindestens eine Zylinderkopf zumindest Teile des Ventiltriebs auf, die mittels einer Abdeckung abgedeckt werden, wobei die Abdeckung mit dem Zylinderkopf – vorzugsweise lösbar – verbunden ist und die Ventiltriebsteile in der Art eines Gehäuses ummantelt.
Zur Betätigung eines Ventils werden einerseits Ventilfedermittel vorgesehen, um das Ventil in Richtung Ventilschließstellung vorzuspannen, d. h. mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen, und andererseits Ventilbetätigungseinrichtungen eingesetzt, um das Ventil entgegen der Vorspannkraft der Ventilfedermittel zu öffnen. Eine Ventilbetätigungseinrichtung umfaßt eine Nockenwelle, auf der eine Vielzahl von Nocken angeordnet ist und die – beispielsweise mittels eines Kettenantriebes – von der Kurbelwelle in der Art um ihre Längsachse in Drehung versetzt wird, dass die Nockenwelle und mit dieser die Nocken mit der halben Kurbelwellendrehzahl umläuft bzw. umlaufen.
Grundsätzlich wird zwischen einer untenliegenden Nockenwelle und einer obenliegenden Nockenwelle unterschieden. Dabei wird Bezug genommen auf die Trennebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock. Liegt die Nockenwelle oberhalb dieser Trennebene handelt es sich um eine obenliegende Nockenwelle, andernfalls um eine untenliegende Nockenwelle. Obenliegende Nockenwellen werden in der Regel vom Zylinderkopf aufgenommen, d. h. auf der der Trennebene abgewandten Seite im Zylinderkopf gelagert.
Es ist die Aufgabe des Ventiltriebes die Einlaß- und Auslaßöffnungen der Zylinder rechtzeitig freizugeben bzw. zu schließen, wobei eine schnelle Freigabe möglichst großer Strömungsquerschnitte angestrebt wird, um die Drosselverluste in den ein- bzw. ausströmenden Gasströmungen gering zu halten und eine möglichst gute Füllung der Brennräume mit Frischluft bzw. ein effektives, d. h. vollständiges Abführen der Abgase zu gewährleisten.
Die Ansaugleitungen, die zu den Einlaßöffnungen führen, und die Abgasleitungen, die sich an die Auslaßöffnungen anschließen, sind zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert. Die Abgasleitungen der Zylinder werden unter Ausbildung eines Abgasabführsystems zu einer gemeinsamen Gesamtabgasleitung oder gruppenweise zu mehreren Gesamtabgasleitungen zusammengeführt. Die Ansaugleitungen des Ansaugsystems werden in der Regel aus einer gemeinsamen Gesamtansaugleitung gespeist, d. h. mit Frischgemisch bzw. Frischluft versorgt.
Brennkraftmaschinen werden zunehmend häufig mit einer Aufladung ausgestattet, wobei die Aufladung in erster Linie ein Verfahren zur Leistungssteigerung ist, bei dem die für den motorischen Verbrennungsprozess benötigte Frischluft verdichtet wird, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine größere Frischluftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden.
In der Regel wird für die Aufladung ein Abgasturbolader eingesetzt, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind, wobei der heiße Abgasstrom der Turbine zugeführt wird, sich unter Energieabgabe in dieser Turbine entspannt und dadurch die Welle in Drehung versetzt. Die vom Abgasstrom an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird.
Vorzugsweise wird, wie auch bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, ein Frischluftkühler im Ansaugsystem vorgesehen, mit dem die komprimierte Frischluft vor Eintritt in den mindestens einen Zylinder gekühlt wird. Der Kühler senkt die Temperatur und steigert damit die Dichte der Frischluft, so dass auch der Kühler zu einer besseren Füllung des mindestens einen Zylinders, d. h. zu einer größeren Luftmasse, beiträgt. Es erfolgt eine Verdichtung durch Kühlung.
Vorzugsweise wird, wie auch bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, ein kühlmittelbetriebener Frischluftkühler eingesetzt, der von Kühlmittel durchströmte Elemente umfasst, zwischen denen die Frischluft hindurch strömt und gekühlt wird.
Um zukünftige Grenzwerte für Schadstoffemissionen einzuhalten, insbesondere die Stickoxidemissionen zu reduzieren, wird häufig die Abgasrückführung (AGR) angewendet, bei der Verbrennungsgase aus dem auslaßseitigen Abgasabführsystem entnommen und in das einlaßseitige Ansaugsystem wieder eingespeist werden.
Mit zunehmender Abgasrückführrate können die Stickoxidemissionen deutlich gesenkt werden. Die Abgasrückführrate x_AGR bestimmt sich dabei zu x_AGR = m_AGR/(m_AGR + m_Frischluft), wobei m_AGR die Masse an zurückgeführtem Abgas und m_Frischluft die zugeführte Frischluft bezeichnet. Um eine deutliche Senkung der Stickoxidemissionen zu erreichen, sind hohe Abgasrückführraten erforderlich, die in der Größenordnung von x_AGR ≈ 60% bis 70% liegen können.
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und gleichzeitiger Verwendung einer Abgasrückführung kann sich ein Konflikt ergeben, wenn das rückgeführte Abgas mittels Hochdruck-AGR stromaufwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem entnommen wird und zum Antrieb der Turbine nicht mehr zur Verfügung steht.
Bei einer Steigerung der Abgasrückführrate nimmt der in die Turbine eingeleitete Abgasstrom gleichzeitig ab. Der verminderte Abgasmassenstrom durch die Turbine bedingt ein kleineres Turbinendruckverhältnis, wodurch das Ladedruckverhältnis ebenfalls abnimmt, was gleichbedeutend ist mit einem kleineren Verdichtermassenstrom. Neben dem abnehmenden Ladedruck können sich zusätzliche Probleme beim Betrieb des Verdichters hinsichtlich der Pumpgrenze einstellen.
Aus diesem Grund sind Konzepte erforderlich, die – insbesondere im Teillastbereich – ausreichend hohe Ladedrücke bei gleichzeitig hohen Abgasrückführraten sicherstellen. Einen Lösungsansatz bietet die sogenannte Niederdruck-AGR.
Im Gegensatz zu der bereits erwähnten Hochdruck-AGR, die stromaufwärts der Turbine Abgas aus dem Abgasabführsystem entnimmt und stromabwärts des Verdichters in das Ansaugsystem einleitet, wird bei einer Niederdruck-AGR Abgas auf die Einlaßseite zurückgeführt, welches die Turbine bereits durchströmt hat. Hierzu umfasst die Niederdruck-AGR eine Rückführleitung, die stromabwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet.
Das mittels Niederdruck-AGR auf die Einlaßseite zurückgeführte Abgas wird stromaufwärts des Verdichters mit Frischluft gemischt. Die auf diese Weise erzeugte Mischung aus Frischluft und rückgeführtem Abgas bildet die Ladeluft, die dem Verdichter zugeführt und verdichtet wird, wobei die komprimierte Ladeluft stromabwärts des Verdichters im Frischluftkühler gekühlt wird.
Dabei ist es unschädlich, dass im Rahmen der Niederdruck-AGR Abgas durch den Verdichter hindurchgeführt wird, da in der Regel Abgas verwendet wird, welches stromabwärts der Turbine einer Abgasnachbehandlung, insbesondere im Partikelfilter, unterzogen wurde. Ablagerungen im Verdichter, welche die Geometrie des Verdichters, insbesondere die Strömungsquerschnitte, verändern und auf diese Weise den Wirkungsgrad des Verdichters verschlechtern, sind daher nicht zu befürchten. Aus denselben Erwägungen wird im Übrigen das mittels Hochdruck-AGR rückgeführte und unbehandelte Abgas nicht durch den Frischluftkühler geführt, da dies zu Verschmutzungen und Ablagerungen im Kühler führen würde.
Probleme können sich hingegen stromabwärts des Verdichters infolge der Kühlung der komprimierten Ladeluft ergeben. Nach dem Stand der Technik ist der Frischluftkühler häufig seitlich von und benachbart zur Brennkraftmaschine angeordnet, beispielsweise auf Höhe des Kurbelgehäuses, d. h. auf Höhe des Zylinderblocks bzw. der Ölwanne. Dies erfolgt auch im Hinblick auf ein dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit.
Im Rahmen der Kühlung können zuvor noch gasförmig in der Ladeluft enthaltene Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, auskondensieren, wenn die Tautemperatur einer Komponente der gasförmigen Ladeluftströmung unterschritten wird. Aufgrund der Anordnung des Frischluftkühlers und der Tatsache, dass das ausgeschiedene Kondensat nicht kontinuierlich von der Ladeluftströmung infolge Kinetik in kleinsten Mengen abgeführt und den Zylindern zugeführt wird, kann sich Kondensat im Frischluftkühler ansammeln, welches dann unvorhersehbar und in größeren Mengen schlagartig, beispielweise bei Querbeschleunigung infolge Kurvenfahrt, einer Steigung oder einem Stoß, aus dem Frischluftkühler in das Ansaugsystem eingebracht wird. Letzteres wird auch als Wasserschlag bezeichnet, der nicht nur zu einer schweren Störung des Betriebs der Brennkraftmaschine, sondern auch zu einer irreversiblen Beschädigung von Bauteilen stromabwärts des Kühlers führen kann.
Die vorstehend beschriebene Problematik verschärft sich mit zunehmender Rückführrate, da mit der Zunahme der rückgeführten Abgasmenge die Anteile der einzelnen Abgaskomponenten in der Ladeluft, insbesondere des im Abgas enthaltenen Wassers, zwangsläufig zunehmen. Nach dem Stand der Technik wird daher die mittels Niederdruck-AGR rückgeführte Abgasmenge begrenzt, um die auskondensierte Wassermenge zu vermindern bzw. das Auskondensieren zu unterbinden. Die notwendige Begrenzung der Niederdruck-AGR einerseits und die für eine deutliche Absenkung der Stickoxidemissionen erforderlichen hohen Abgasrückführraten andererseits führen zu unterschiedlichen Zielsetzungen bei der Bemessung der rückgeführten Abgasmenge.
Der aufgezeigte Konflikt bei einer mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen und mit einer Niederdruck-AGR und einer Frischluftkühlung ausgestatteten Brennkraftmaschine kann nach dem Stand der Technik nicht aufgelöst werden.
Die erforderlichen hohen Rückführraten können gemäß dem Stand der Technik nur mittels Hochdruck-AGR erzielt werden, wobei die damit verbundenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Die Vorteile der Niederdruck-AGR können folglich nur in begrenztem Umfang genutzt werden.
Die Anordnung des Verdichters auf der Auslaßseite bedingt eine vergleichsweise lange Wegstrecke zwischen Verdichter und Einlaßöffnung am Zylinder. Dabei sollt diese Wegstrecke möglichst kurz gehalten werden, um ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers zu gewährleisten und den Druckverlust in der Ladeluftströmung, insbesondere auch infolge von Umlenkungen, möglichst gering zu halten. Eine lange Wegstrecke im Ansaugsystem hat zudem Nachteile hinsichtlich des Geräuschverhaltens der Brennkraftmaschine und führt zur Emission von Geräuschen niedriger Frequenz.
Vor dem Hintergrund des oben Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, mit der die aus dem Stand der Technik bekannte Problematik betreffend die Kühlung der Ladeluft und die Bildung von Kondensat bei Verwendung einer Niederdruck-AGR eliminiert wird und mit der gleichzeitig ein dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit realisiert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Brennkraftmaschine mit

– mindestens einem Zylinderkopf, der mindestens einen Zylinder aufweist und zumindest Teile eines Ventiltriebs aufnimmt,
– einer Abdeckung, die mit dem mindestens einen Zylinderkopf verbindbar ist und die vom Zylinderkopf aufgenommenen Teile des Ventiltriebs abdeckt,
– mindestens einer zu einem Ansaugsystem zugehörigen Ansaugleitung zur Versorgung des mindestens einen Zylinders mit Frischluft, wobei jeder Zylinder mindestens eine Einlaßöffnung zum Zuführen der Frischluft aufweist,
– einem Abgasabführsystem zum Abführen der Abgase, und
– einem im Ansaugsystem angeordneten kühlmittelbetriebenen Frischluftkühler, der von Kühlmittel durchströmbare Elemente umfasst,

– die Abdeckung die Elemente des Frischluftkühlers in der Art eines Gehäuses aufnimmt und ummantelt, so dass die Elemente zwischen dem mindestens einen Zylinderkopf und der Abdeckung angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist der Frischluftkühler oberhalb des mindestens einen Zylinderkopfes, d. h. oberhalb der mindestens einen Einlaßöffnung, angeordnet, so dass der Kühler geodätisch höher als die mindestens eine Einlaßöffnung angeordnet ist. Damit wird einer im Rahmen der Kühlung auskondensierten Flüssigkeit die Möglichkeit genommen, sich im Kühler bzw. im Ansaugsystem zwischen dem Kühler und dem mindestens einen Zylinder anzusammeln. Eventuell im Kühler auskondensierte Flüssigkeit wird kontinuierlich von der Ladeluftströmung mitgenommen, d. h. infolge Kinetik mitgerissen. Der Transport des Kondensats beruht dabei auf der Ladeluftbewegung und – bei mittels Abgasturboladung aufgeladenen Brennkraftmaschinen – dem vom Verdichter aufgebauten Ladedruck im Ansaugsystem und ist aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Frischluftkühlers zusätzlich schwerkraftgetrieben.
Die dabei den Zylindern zugeführten kleinen Flüssigkeitsmengen sind für einen störungsfreien Betrieb der Brennkraftmaschine unschädlich. Das Kondensat nimmt am Verbrennungsprozess teil und senkt infolge der Verdampfungsenthalpie sogar die Verbrennungstemperatur, wodurch die Bildung der Stickoxide in vorteilhafter Weise beeinflusst, nämlich gemindert wird.
Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Konzepten erfordert die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine keine Begrenzung der mittels Niederdruck-AGR rückgeführten Abgasmenge, da ein Auskondensieren unschädlich ist und folglich nicht unterbunden werden muss. Dies ermöglicht es, wesentlich größere Abgasmengen mit einer Niederdruck-AGR zurückzuführen.
Insofern kann eine Niederdruck-AGR bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in wesentlich größerem Umfang zu den hohen Abgasrückführraten, die für eine Reduzierung der Stickoxidemissionen erforderlich sind, beitragen als dies nach dem Stand der Technik möglich ist.
Darüber hinaus können grundsätzlich die Bereiche im Motorenkennfeld, in denen eine Abgasrückführung ausschließlich unter Verwendung einer Niederdruck-AGR erfolgt, ausgedehnt werden. Dies ist insofern vorteilhaft, da in weiten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine auf eine Hochdruck-AGR verzichtet werden kann, weshalb auch die damit verbundenen Nachteile entfallen.
Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist der Frischluftkühler nicht nur oberhalb des Zylinderkopfes angeordnet, wodurch die Problematik betreffend die Kühlung der Frischluft und die Bildung von Kondensat bei Verwendung einer Niederdruck-AGR eliminiert wird.
Vielmehr ist der erfindungsgemäße Frischluftkühler zwischen dem mindestens einen Zylinderkopf und der Abdeckung des Ventiltriebs angeordnet, so dass die Abdeckung als Gehäuse und Ummantelung für den Frischluftkühler bzw. die Elemente des Frischluftkühlers fungiert, wodurch ein dichtes Packaging verwirklicht wird.
Dabei wird der zur Verfügung stehende Bauraum zwischen dem Zylinderkopf und der Abdeckung genutzt, der ansonsten ungenutzt bliebe. Diese Maßnahme gewährleistet, dass der Kühler oberhalb des Zylinderkopfes angeordnet werden kann und gleichzeitig der einzuhaltende Sicherheitsabstand zwischen Antriebseinheit und Motorhaube eingehalten wird, ohne dass die Antriebseinheit als solche tiefer im Motorraum platziert werden müsste. Gegebenenfalls sind die Elemente des Frischluftkühlers den Gegebenheiten unterhalb der Abdeckung anzupassen, d. h. entsprechend auszubilden. So können Aussparungen und Ausnehmungen erforderlich werden, um Ventiltriebskomponenten aufnehmen bzw. umgehen zu können.
Der Frischluftkühler ist oberhalb des mindestens einen Zylinders und damit zwischen der Auslaßseite und der Einlaßseite der Brennkraftmaschine angeordnet. Dies trägt nicht nur zu einem dichten Packaging bei, sondern verkürzt auch bei mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschinen die Wegstrecke zwischen Verdichter und Einlaßöffnung am Zylinder. Die kurze Wegstrecke im Ansaugsystem stromabwärts des Verdichters gewährleistet ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers und verringert den Druckverlust in der Luftströmung bis zum Eintritt in den Brennraum. Unnötig lange Leitungen entfallen, was das Gewicht und den Raumbedarf des Ansaugsystems weiter verringert. Eine kurze Wegstrecke wirkt sich auch vorteilhaft auf das Geräuschverhalten aus.
Teile des Ansaugsystems können vom Frischluftkühler selbst ausgebildet werden, d. h. überbrückt werden, wobei sich eine Vielzahl von vorteilhaften Ausführungsformen hinsichtlich des Kühlers und des Einlaßkrümmers ergeben.
Zu berücksichtigen ist in diesem Zusammenhang, dass man bei der Verwendung eines Abgasturboladers grundsätzlich bemüht ist, die Turbine möglichst nahe am Auslaß der Zylinder anzuordnen, um auf diese Weise die Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal nutzen zu können und ein schnelles Ansprechverhalten der Turbine bzw. des Turboladers zu gewährleisten. Aus diesen Gründen werden der Turbolader und damit auch der Verdichter möglichst nahe am Auslaß der Brennkraftmaschine auf der Auslaßseite platziert. Diese Anordnung des Laders führt dazu, dass die im Verdichter komprimierte Frischluft grundsätzlich von der Auslaßseite auf die Einlaßseite zu den Zylindern geführt werden muss, was nach dem Stand der Technik vergleichsweise lange Leitungen um die Brennkraftmaschine herum erforderte.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine löst die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, mit der die aus dem Stand der Technik bekannte Problematik betreffend die Kühlung der Frischluft und die Bildung von Kondensat bei Verwendung einer Niederdruck-AGR eliminiert wird und mit der gleichzeitig ein dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit realisiert werden kann.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Elemente des Frischluftkühlers plattenartig oder röhrenförmig ausgebildet sind.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst.
Der Vorteil eines Abgasturboladers beispielsweise im Vergleich zu einem mechanischen Lader besteht darin, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie unmittelbar von der Brennkraftmaschine bezieht, die verfügbare Leistung also mindert und damit den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase.
Nichtsdestotrotz kann es vorteilhaft sein, einen mechanischen Lader alternativ oder zusätzlich zu einem Abgasturbolader vorzusehen.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens zwei Abgasturbolader vorgesehen sind. Die Gründe sind die Folgenden.
Bei Einsatz eines einzelnen Abgasturboladers ist ein spürbarer Drehmomentabfall bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl zu beobachten. Dieser Effekt ist unerwünscht. Verständlich wird dieser Drehmomentabfall, wenn berücksichtigt wird, dass das Ladedruckverhältnis vom Turbinendruckverhältnis abhängt. Wird beispielsweise bei einem Dieselmotor die Motorendrehzahl verringert, führt dies zu einem kleineren Abgasmassenstrom und damit zu einem kleineren Turbinendruckverhältnis. Dies hat zur Folge, dass zu niedrigeren Drehzahlen hin das Ladedruckverhältnis ebenfalls abnimmt, was gleichbedeutend ist mit einem Drehmomentabfall.
Grundsätzlich kann dem Abfall des Ladedruckes durch eine Verkleinerung des Turbinenquerschnittes entgegengewirkt werden. Dies erfordert aber eine Abgasabblasung bei höheren Drehzahlen, was Nachteile für das Aufladeverhalten in diesem Drehzahlbereich mit sich bringt.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine wird daher auch häufig durch Einsatz mehrerer Abgasturbolader zu verbessern versucht, beispielsweise mittels mehrerer in Reihe geschalteter Abgasturbolader. Durch das in Reihe Schalten von zwei Abgasturboladern, von denen ein Abgasturbolader als Hochdruckstufe und ein Abgasturbolader als Niederdruckstufe dient, kann das Verdichterkennfeld in vorteilhafter Weise aufgeweitet werden und zwar sowohl hin zu kleineren Verdichterströmen als auch hin zu größeren Verdichterströmen. Erreicht wird dies durch eine Auslegung der Hochdruckturbine auf kleine Abgasmassenströme und Vorsehen einer Bypassleitung, mit der bei zunehmendem Abgasmassenstrom zunehmend Abgas an der Hochdruckturbine vorbeigeführt wird. Die Bypassleitung zweigt hierzu stromaufwärts der Hochdruckturbine von der Abgasleitung ab und mündet stromabwärts der Turbine wieder in die Abgasleitung, wobei in der Bypassleitung ein Absperrelement angeordnet ist, um den an der Hochdruckturbine vorbeigeführten Abgasstrom zu steuern.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann des Weiteren durch mehrere parallel geschaltete Turbolader mit entsprechend kleinen Turbinenquerschnitten verbessert werden, die sukzessive zugeschaltet werden.
Auf kleine Abgasströme ausgelegte Turbinen führen zu einem verbesserten Ansprechverhalten, da sie weniger träge sind und sich das Laufzeug schneller beschleunigen und verzögern lässt.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers mit einer variablen Turbinengeometrie ausgestattet ist, die eine weitergehende Anpassung an den jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine durch Verstellen der Turbinengeometrie bzw. des wirksamen Turbinenquerschnittes gestattet.
Dabei sind im Eintrittsbereich der Turbine verstellbare Leitschaufeln zur Beeinflussung der Strömungsrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu den Laufschaufeln des umlaufenden Laufrades rotieren die Leitschaufeln nicht mit der Welle der Turbine.
Verfügt die Turbine über eine feste unveränderliche Geometrie, sind die Leitschaufeln nicht nur stationär, sondern zudem völlig unbeweglich im Eintrittsbereich angeordnet, d. h. starr fixiert. Bei einer variablen Geometrie hingegen sind die Leitschaufeln zwar stationär angeordnet, aber nicht völlig unbeweglich, sondern um ihre Achse drehbar, so dass auf die Anströmung der Laufschaufeln Einfluss genommen werden kann.
Nichtsdestotrotz können auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft sein, bei denen die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eine feste Turbinengeometrie aufweist. Gegenüber einer variablen Geometrie vereinfacht dies den Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. des Laders mittels Motorsteuerung erheblich. Zudem ergeben sich durch die einfachere Bauweise der Turbine Kostenvorteile hinsichtlich des Abgasturboladers.
Vorteilhaft sind bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen Ausführungsformen, bei denen der Verdichter stromaufwärts des Frischluftkühlers im Ansaugsystem angeordnet ist. Auf diese Weise wird die im Verdichter komprimierte Luft stromabwärts in einem zweiten Schritt gekühlt und nicht im Frischluftkühler gekühlt bevor die Kompression mittels Verdichter erfolgt. Diese Ausführungsform trägt auch dem Umstand Rechnung, dass die Frischluft sich infolge der Kompression erwärmt, weshalb eine sich der Kompression anschließende Kühlung vorzuziehen ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen eine Abgasrückführung vorgesehen ist, welche eine Rückführleitung umfasst, die stromabwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet.
Eine Niederdruck-AGR gemäß der vorstehenden Ausführungsform hat, insbesondere im Zusammenwirken mit dem erfindungsgemäß angeordneten Frischluftkühler, zahlreiche Vorteile, die bereits ausführlich beschrieben wurden und auf die an dieser Stelle Bezug genommen wird.
Vorteilhaft ist es, in der Rückführleitung ein Absperrelement anzuordnen, das als Niederdruck-AGR-Ventil fungiert und der Einstellung der Rückführrate, d. h. der via Niederdruck-AGR zurückgeführten Abgasmenge, dient.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Rückführleitung der Niederdruck-AGR ein zusätzlicher Kühler vorgesehen ist. Dieser Kühler senkt die Temperatur im heißen Abgasstrom bevor das Abgas stromaufwärts des Verdichters mit Frischluft gemischt wird und steigert damit die Dichte der Abgase. Die Temperatur der Zylinderfrischladung wird hierdurch weiter gesenkt, weshalb auch dieser Kühler zu einer besseren Füllung beiträgt.
Vorzugsweise ist eine Bypassleitung vorzusehen, die den zusätzlichen Kühler überbrückt und mit der das mittels Niederdruck-AGR rückgeführte Abgas bei Umgehung des Kühlers in das Ansaugsystem eingeleitet werden kann.
Vorteilhaft sind bei mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschinen Ausführungsformen, bei denen eine Abgasrückführung vorgesehen ist, welche eine Leitung umfasst, die stromaufwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Leitung der Abgasrückführung stromabwärts des Frischluftkühlers in das Ansaugsystem mündet. Dadurch wird vermieden, dass das mittels Hochdruck-AGR rückgeführte und unbehandelte Abgas durch den Frischluftkühler geführt wird und diesen verschmutzt.
Das Vorsehen einer Hochdruck-AGR kann erforderlich werden bzw. hilfreich sein, um die zur Reduzierung der Stickoxidemissionen erforderlichen hohen Rückführraten generieren zu können, auch wenn die Bildung von Kondensat im Ansaugsystem aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Frischluftkühlers zu keiner Limitierung der Niederdruck-AGR mehr führt. Zu berücksichtigen ist nämlich, dass die Rückführung von Abgas aus der Abgasleitung in die Ansaugleitung eine Druckdifferenz, d. h. ein Druckgefälle, zwischen der Auslaßseite und der Einlaßseite erfordert. Zur Erzielung der geforderten hohen Abgasrückführraten ist darüber hinaus ein hohes Druckgefälle erforderlich.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Leitung der Hochdruck-AGR ein zusätzlicher Kühler vorgesehen ist. Dieser zusätzliche Kühler senkt die Temperatur im heißen Abgasstrom und steigert damit die Dichte der Abgase. Die Temperatur der Zylinderfrischladung wird hierdurch weiter gesenkt, wodurch auch der zusätzliche Kühler zu einer besseren Füllung des Brennraums mit Frischgemisch beiträgt.
Nichtsdestotrotz kann im Einzelfall auch das mittels Hochdruck-AGR rückgeführte Abgas durch den Frischluftkühler geführt werden. Hierzu zweigt die Rückführleitung der Hochdruck-AGR stromaufwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem ab und mündet stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des Frischluftkühlers in das Ansaugsystem.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Abdeckung mindestens eine Öffnung für den Eintritt der Frischluft vorgesehen ist. Die Frischluft muss durch den Kühler geleitet werden und damit in die Abdeckung eintreten. Dabei kann die Frischluft via Gesamtansaugleitung durch eine einzelne Öffnung in die Abdeckung eintreten und im weiteren Verlauf auf die einzelnen Zylinder verteilt werden, wobei der Kühler zumindest einen Teil des Einlaßkrümmers mit ausbilden kann, oder die Frischluft tritt durch mehrere Öffnungen in die Abdeckung ein, d. h. die Frischluft wird vor Eintritt in die Abdeckung bzw. den Kühler bereits in mehrere Teilströme aufgespalten.
Die mindestens eine Öffnung für den Eintritt der Frischluft wird vorzugsweise auf der Auslaßseite der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, falls die Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader ausgestattet ist und der Verdichter dieses Laders auf der Auslaßseite angeordnet ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Abdeckung mindestens eine Öffnung für den Austritt der Frischluft vorgesehen ist. Falls eine Öffnung für den Austritt der Frischluft vorgesehen wird, dann wird diese Öffnung vorzugsweise auf der Einlaßseite vorgesehen, von wo aus die Frischluft den Zylinder zugeführt wird.
Eine Öffnung in der Abdeckung für den Austritt der Frischluft ist aber nicht in jedem Fall erforderlich. So kann die in die Abdeckung bzw. den Kühler eingeleitete Frischluft nach der Kühlung auch direkt den Zylindern von oben zugeführt werden, ohne dass die gekühlte Frischluft noch einmal die Abdeckung verlassen müsste. Diese Ausführungsform ist sehr kompakt und durch sehr kurze Ansaugleitungen stromabwärts des Kühlers gekennzeichnet.
Insbesondere erleichtert diese Ausführungsformen, den Eintritt in den Frischluftkühler geodätisch höher als der Austritt aus dem Frischluftkühler anzuordnen, wodurch sichergestellt wird, dass die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung des Kühlers vollumfänglich zur Geltung kommen und sich kein Kondensat im Kühler ansammelt, nur weil der Austritt eine größere geodätisch Höhe aufweist als der Eintritt.
Vorteilhaft sind im allgemeinen Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Eintritt in den Frischluftkühler geodätisch höher als der Austritt aus dem Frischluftkühler angeordnet ist, und Ausführungsformen, bei denen die geodätische Höhe im Ansaugsystem ausgehend vom Frischluftkühler bzw. dem Eintritt in den Frischluftkühler in Strömungsrichtung bis hin zu der mindestens einen Einlaßöffnung des mindestens einen Zylinders kontinuierlich abnimmt.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Zylinderkopf zur Ausbildung einer Flüssigkeitskühlung mit mindestens einem integrierten Kühlmittelmantel ausgestattet ist. Insbesondere aufgeladene Brennkraftmaschinen sind thermisch höher belastet als Saugmotoren, weshalb höhere Anforderungen an die Kühlung zu stellen sind.
Mit einer Flüssigkeitskühlung können wesentlich größere Wärmemengen abgeführt werden als dies mit einer Luftkühlung möglich ist. Die Flüssigkeitskühlung erfordert die Ausstattung der Brennkraftmaschine, d. h. des Zylinderkopfes bzw. des Zylinderblocks, mit einem integrierten Kühlmittelmantel, d. h. die Anordnung von das Kühlmittel durch den Zylinderkopf bzw. Zylinderblock führenden Kühlmittelkanälen. Die Wärme wird bereits im Inneren des Bauteils an das Kühlmittel abgegeben. Das Kühlmittel wird dabei mittels einer im Kühlkreislauf angeordneten Pumpe gefördert, so dass es im Kühlmittelmantel zirkuliert. Die an das Kühlmittel abgegebene Wärme wird auf diese Weise aus dem Inneren des Kopfes bzw. Blocks abgeführt und dem Kühlmittel in einem Wärmetauscher wieder entzogen.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der kühlmittelbetriebene Frischluftkühler mit dem mindestens einen Kühlmittelmantel des mindestens einen Zylinderkopfes in Verbindung steht. Dabei wird der Frischluftkühler via Zylinderkopf mit Kühlmittel versorgt, so dass auf externe Versorgungsleitungen verzichtet werden kann, was auch die Gefahr einer Leckage mindert. Zudem können bestimmte Komponenten für den Kühlmittelkreislauf des Frischluftkühlers und den Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine gemeinsam genutzt werden, beispielweise die Pumpe zur Förderung des Kühlmittels und/oder der Wärmetauscher zur Kühlung des Kühlmittels, der häufig im Vorder-Wagen-Bereich des Fahrzeuges angeordnet ist, um den Fahrtwind zu nutzen.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Frischluftkühler in der Einbauposition der Brennkraftmaschine an der geodätisch höchsten Stelle im Ansaugsystem angeordnet ist. Die Gründe wurden bereits genannt.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Abdeckung Kunststoff umfasst. Die Abdeckung ist kein thermisch hoch belastetes Bauteil, so dass das Material im Hinblick auf eine kostengünstige Herstellung und ein geringes Gewicht ausgewählt werden kann. Beide Kriterien erfüllt der Werkstoff Kunststoff.
Nichtsdestotrotz kann die Abdeckung auch aus einem Verbundmaterial oder Metall gefertigt werden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen zwischen der Abdeckung und dem mindestens einen Zylinderkopf eine Dichtung vorgesehen ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Elemente des Frischluftkühlers paketartig und beabstandet zueinander angeordnet sind. Damit wird eine für den Wärmeübergang vorteilhaft große Oberfläche geschaffen, an welcher der Frischluft mittels Konvektion und Wärmeleitung Wärme entzogen werden kann.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen eine Direkteinspritzung vorgesehen ist und jeder Zylinder mit einem Injektor zur direkten Einspritzung des Kraftstoffes ausgestattet ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Abdeckung und/oder die Elemente mindestens eine Aussparung zum Durchführen der Injektoren aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 3 näher beschrieben. Hierbei zeigt:
1 schematisch in Gestalt einer Prinzipskizze eine Ausführungsform der Brennkraftmaschine,
2 schematisch in einer perspektivischen Darstellung den Zylinderkopf mitsamt Abdeckung einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine, und
3 schematisch in einer perspektivischen Darstellung den Zylinderkopf mitsamt Abdeckung einer zweiten Ausführungsform der Brennkraftmaschine.
1 zeigt schematisch in Gestalt einer Prinzipskizze eine Ausführungsform der Brennkraftmaschine 1.
Die Brennkraftmaschine 1 verfügt über einen Zylinderblock 1b und einen Zylinderkopf 1a, die zur Ausbildung der Zylinder miteinander verbunden sind. Die in 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1 wird mittels Abgasturboauflader 6 aufgeladen. Der Lader 6 ist auf der Auslaßseite 5 angeordnet, weshalb die im Verdichter des Laders 6 komprimierte Ladeluft von der Auslaßseite 5 auf die Einlaßseite 4 geleitet werden muss (durch einen Pfeil kenntlich gemacht).
Die im Verdichter komprimierte Ladeluft wird auf dem Weg von der Auslaßseite 5 zur Einlaßseite 4 in einem im Ansaugsystem 2 vorgesehenen Frischluftkühler 7 gekühlt, wobei der Kühler 7 oberhalb des Zylinderkopfes 1a angeordnet ist und von einer Abdeckung 8 in der Art eines Gehäuses aufgenommen und ummantelt wird. Die Elemente des Frischluftkühlers 7 sind dabei zwischen dem Zylinderkopf 1a und der Abdeckung 8 angeordnet.
2 zeigt schematisch in einer perspektivischen Darstellung den Zylinderkopf 1a mitsamt Abdeckung 8 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine 1. Es soll nur ergänzend zu der Prinzipskizze der 1 ausgeführt werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf 1. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Bei der in 2 dargestellten Brennkraftmaschine 1 handelt es sich um einen direkteinspritzenden Vier-Zylinder-Reihenmotor 1. In der Abdeckung 8 sind kreisförmige Aussparungen 10 zum Durchführen der Injektoren (nicht dargestellt) vorgesehen, wobei die Abdeckung 8 selbst quaderförmig ausgebildet ist. Zudem weist die Abdeckung 8 eine Öffnung für den Eintritt 13a der Ladeluft auf.
3 zeigt schematisch in einer perspektivischen Darstellung den Zylinderkopf 1a mitsamt Abdeckung 8 einer zweiten Ausführungsform der Brennkraftmaschine 1. Es sollen nur die Unterschiede zu der in 2 dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf 2. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Bei der in 3 dargestellten Brennkraftmaschine 1 weist die Abdeckung 8 eine einzelne rechteckförmige Aussparungen 10 auf, die oberhalb des Zylinderkopfes 1a ausreichend Raum lässt für die Anordnung der vier Injektoren 11 sowie der Kraftstoffleitung 12 zur Versorgung der Injektoren 11 mit Kraftstoff.
In der Abdeckung 8 sind eine Öffnung für den Eintritt 13a der Ladeluft und eine Öffnung für den Austritt 13b der Ladeluft vorgesehen, wobei die Ladeluft den von der Abdeckung 8 aufgenommenen Frischluftkühler entlang einer U-förmigen Kühlstrecke durchströmt (durch Pfeile kenntlich gemacht).
Bezugszeichenliste

1: aufgeladene Brennkraftmaschine
1a: Zylinderkopf
1b: Zylinderblock
2: Ansaugsystem
3: Einlaßkrümmer
4: Einlaßseite
5: Auslaßseite
6: Abgasturbolader
7: Frischluftkühler
8: Abdeckung
9: Ausnehmung
10: Aussparung
11: Injektor
12: Kraftstoffleitung
13a: Eintritt in den Frischluftkühler, Eintritt in die Abdeckung
13b: Austritt aus dem Frischluftkühler, Austritt aus der Abdeckung
AGR: Abgasrückführung
m_AGR: Masse an zurückgeführtem Abgas
m_Frischluft: Masse an zugeführter Frischluft bzw. Verbrennungsluft
x_AGR: Abgasrückführrate

Claims

Brennkraftmaschine (1) mit – mindestens einem Zylinderkopf (1a), der mindestens einen Zylinder aufweist und zumindest Teile eines Ventiltriebs aufnimmt, – einer Abdeckung (8), die mit dem mindestens einen Zylinderkopf (1a) verbindbar ist und die vom Zylinderkopf (1a) aufgenommenen Teile des Ventiltriebs abdeckt, – mindestens einer zu einem Ansaugsystem (2) zugehörigen Ansaugleitung zur Versorgung des mindestens einen Zylinders mit Frischluft, wobei jeder Zylinder mindestens eine Einlaßöffnung zum Zuführen der Frischluft aufweist, – einem Abgasabführsystem zum Abführen der Abgase, und – einem im Ansaugsystem (2) angeordneten kühlmittelbetriebenen Frischluftkühler (7), der von Kühlmittel durchströmbare Elemente umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – die Abdeckung (8) die Elemente des Frischluftkühlers (7) in der Art eines Gehäuses aufnimmt und ummantelt, so dass die Elemente zwischen dem mindestens einen Zylinderkopf (1a) und der Abdeckung (8) angeordnet sind.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abgasturbolader (6) vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem (2) angeordneten Verdichter umfasst.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter stromaufwärts des Frischluftkühlers (7) im Ansaugsystem (2) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückführung vorgesehen ist, welche eine Rückführleitung umfasst, die stromabwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem (2) mündet.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückführung vorgesehen ist, welche eine Leitung umfasst, die stromaufwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters in das Ansaugsystem (2) mündet.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung der Abgasrückführung stromabwärts des Frischluftkühlers (7) in das Ansaugsystem (2) mündet.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abdeckung (8) mindestens eine Öffnung für den Eintritt (13a) der Frischluft vorgesehen ist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abdeckung (8) mindestens eine Öffnung für den Austritt (13b) der Frischluft vorgesehen ist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zylinderkopf (1a) zur Ausbildung einer Flüssigkeitskühlung mit mindestens einem Kühlmittelmantel ausgestattet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der kühlmittelbetriebene Frischluftkühler (7) mit dem mindestens einen Kühlmittelmantel des mindestens einen Zylinderkopfes (1a) in Verbindung steht.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluftkühler (7) in der Einbauposition der Brennkraftmaschine (1) an der geodätisch höchsten Stelle im Ansaugsystem (2) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) Kunststoff umfasst.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente des Frischluftkühlers (7) paketartig und beabstandet zueinander angeordnet sind.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Direkteinspritzung vorgesehen ist und jeder Zylinder mit einem Injektor (11) zur direkten Einspritzung des Kraftstoffes ausgestattet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (8) und/oder die Elemente mindestens eine Aussparung (10) zum Durchführen der Injektoren (11) aufweist.