DE102013201710A1 - Internal combustion engine, such as gas engine, lean gas engine or diesel engine, is provided with upstream of two valve units that is arranged on exhaust gas treatment elements and combustion air line to supply combustion air to cylinders - Google Patents

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Abstract

The internal combustion engine (1) comprises a combustion air line (5) to supply the combustion air to two cylinders (3). An exhaust manifold (7) discharges an exhaust gas from the cylinders. A cylinder is directly connected with the exhaust manifold in a fluid manner without branching to an exhaust gas recirculation line (11). A valve unit (21) for the exhaust manifold is arranged in a fluid path (19) of another cylinder. Another valve unit (23) is arranged in the exhaust gas recirculation line. The upstream of two valve units is arranged on the exhaust gas treatment elements (25,27).

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Brennkraftmaschinen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 60 998 C1 geht eine Brennkraftmaschine hervor, die insgesamt sechs Zylinder aufweist, von denen fünf Zylinder eine Gruppe von ersten Zylindern bilden, und wobei der verbleibende Zylinder als zweiter Zylinder ausgebildet ist. Es ist eine Verbrennungsluftleitung zur Zufuhr von Verbrennungsluft zu den Zylindern und eine Abgassammelleitung zur Ableitung von Abgas aus den Zylinder vorgesehen. Weiterhin weist die Brennkraftmaschine eine Abgasrückführleitung auf. Die Zylinder der Gruppe von ersten Zylindern sind unmittelbar mit der Abgassammelleitung fluidverbunden, ohne dass eine Abzweigung zu der Abgasrückführleitung besteht. In einem Fluidpfad des zweiten Zylinders zu der Abgassammelleitung ist eine erste Ventileinrichtung angeordnet, durch die ein von dem zweiten Zylinder emittierter Abgasstrom auf einen ersten, in die Abgassammelleitung strömenden Teilstrom und einen zweiten, in der Abgasrückführleitung zu der Verbrennungsluftleitung strömenden Teilstrom aufteilbar ist. In der Abgasrückführleitung ist eine zweite Ventileinrichtung angeordnet, durch die ein Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung veränderbar ist. Internal combustion engines of the type discussed here are known. From the German patent application DE 199 60 998 C1 shows an internal combustion engine having a total of six cylinders, of which five cylinders form a group of first cylinders, and wherein the remaining cylinder is formed as a second cylinder. There is provided a combustion air conduit for supplying combustion air to the cylinders and an exhaust manifold for discharging exhaust gas from the cylinders. Furthermore, the internal combustion engine has an exhaust gas recirculation line. The cylinders of the group of first cylinders are fluidly connected directly to the exhaust manifold without a branch to the exhaust gas recirculation line. In a fluid path of the second cylinder to the exhaust manifold, a first valve means is arranged, through which a stream of exhaust gas emitted from the second cylinder can be divided to a first, flowing into the exhaust manifold partial flow and a second, flowing in the exhaust gas recirculation line to the combustion air duct partial flow. In the exhaust gas recirculation line, a second valve device is arranged, through which a flow cross section of the exhaust gas recirculation line is variable.

Insgesamt wird auf diese Weise ein sogenanntes Spenderzylinderkonzept verwirklicht, bei welchem lediglich das Abgas ausgewählter Zylinder für eine Abgasrückführung verwendet wird, wobei diese Zylinder als Spenderzylinder bezeichnet werden, während das Abgas weiterer Zylinder nicht zur Abgasrückführung herangezogen wird. Das Spenderzylinderkonzept wird insbesondere bei Brennkraftmaschinen angewendet, welche ein positives Spülgefälle aufweisen, was bedeutet, dass ein Druck in der Verbrennungsluftleitung generell größer ist als ein Druck in der Abgassammelleitung. In diesem Fall ist es nötig, das Abgas für eine effiziente Rückführung aufzustauen, um ein negatives Spülgefälle zu erreichen, bei dem der Druck in der Verbrennungsluftleitung kleiner ist als der Abgasdruck. Dies ist jedoch problematisch, weil aufgrund des erhöhten Abgasgegendrucks größere Ladungswechselverluste in den Zylindern auftreten, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine sinkt. Es ist daher günstig, wenn der Abgasdruck nicht für alle, sondern nur für ausgewählte Zylinder erhöht wird. Daher wird nur für die Spenderzylinder ein Abgasstrom mithilfe der ersten Ventileinrichtung aufgestaut, um im Bereich der Spenderzylinder ein negatives Spülgefälle herbeizuführen, während die übrigen Zylinder, die nicht zur Abgasrückführung herangezogen werden, ein positives Spülgefälle aufweisen können, sodass der Druck in der Abgassammelleitung hier generell niedriger sein kann als der Druck in der Verbrennungsluftleitung. Hierdurch werden Ladungswechselverluste minimiert. Die zweite Ventileinrichtung dient generell der Einstellung einer Abgasrückführrate, also der Steuerung und/oder Regelung der rückgeführten Abgasmenge. Insgesamt wird der rückgeführte Abgasstrom durch die Stellung sowohl der ersten als auch der zweiten Ventileinrichtung bestimmt. Overall, in this way, a so-called donor cylinder concept is realized in which only the exhaust gas of selected cylinders is used for exhaust gas recirculation, these cylinders being referred to as donor cylinders, while the exhaust gas of other cylinders is not used for exhaust gas recirculation. The dispenser cylinder concept is particularly applied to internal combustion engines having a positive purge gradient, which means that a pressure in the combustion air conduit is generally greater than a pressure in the exhaust manifold. In this case, it is necessary to accumulate the exhaust gas for efficient recirculation in order to achieve a negative purge gradient, in which the pressure in the combustion air line is lower than the exhaust gas pressure. However, this is problematic because due to the increased exhaust back pressure larger charge exchange losses occur in the cylinders, whereby the efficiency of the internal combustion engine decreases. It is therefore advantageous if the exhaust gas pressure is not increased for all, but only for selected cylinders. Therefore, only for the donor cylinders an exhaust gas flow is dammed by means of the first valve device to bring about a negative purge gradient in the donor cylinder, while the remaining cylinders, which are not used for exhaust gas recirculation, may have a positive purge gradient, so that the pressure in the exhaust manifold here in general may be lower than the pressure in the combustion air duct. As a result, charge exchange losses are minimized. The second valve device is generally used to set an exhaust gas recirculation rate, ie the control and / or regulation of the recirculated exhaust gas quantity. Overall, the recirculated exhaust gas flow is determined by the position of both the first and the second valve device.

Es ist offensichtlich, dass das Aufstauen des Abgases im Bereich der Spenderzylinder mittels der ersten Ventileinrichtung zu einem erhöhten Abgasgegendruck und damit zu Ladungswechselverlusten führt. Zugleich zeigt sich, dass fortwährend strenger werdende Emissionsvorschriften eine Abgasnachbehandlung nötig machen, wobei typischerweise in der Abgassammelleitung stromabwärts der ersten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement, beispielsweise ein Oxidationskatalysator, angeordnet wird. Das Abgasnachbehandlungselement erhöht den Abgasgegendruck in der Abgasleitung für alle Zylinder, sodass für die Spenderzylinder zusätzliche Ladungswechselverluste auftreten, wobei nun auch für die Nicht-Spenderzylinder Ladungswechselverluste aufgrund des Abgasnachbehandlungselements auftreten. Die hier beschriebene, bekannte Anordnung ist daher nachteilig, weil einerseits der erhöhte Abgasdruck im Bereich der Spenderzylinder durch ein passives Element aufgebaut wird, welches keine weitere Funktion aufweist als eben diese Druckerhöhung, während zugleich für alle Zylinder ein zusätzlicher Abgasgegendruck durch das Abgasnachbehandlungselement aufgebaut wird. It is obvious that the damming of the exhaust gas in the region of the dispenser cylinder by means of the first valve device leads to an increased exhaust back pressure and thus to charge exchange losses. At the same time, it is shown that continuously stricter emissions regulations make exhaust gas aftertreatment necessary, wherein an exhaust gas aftertreatment element, for example an oxidation catalytic converter, is typically arranged in the exhaust gas manifold downstream of the first valve device. The exhaust aftertreatment element increases the exhaust back pressure in the exhaust pipe for all cylinders, so that additional charge exchange losses occur for the donor cylinder, wherein now also occur for the non-donor cylinder charge exchange losses due to the exhaust aftertreatment element. The known arrangement described here is therefore disadvantageous because on the one hand the increased exhaust gas pressure is built up in the donor cylinder by a passive element which has no further function than just this pressure increase, while at the same time for all cylinders an additional exhaust gas back pressure is established by the exhaust aftertreatment element.

Es zeigt sich ein weiteres: Eine Abgasrückführung, die bei Dieselmotoren im Wesentlichen zur Beeinflussung der Emissionen vorgesehen ist, wird insbesondere bei Gasmotoren auch vorgesehen, um eine Klopfgrenze beziehungsweise Leistungsgrenze zu erweitern. Gasmotoren, insbesondere Magergasmotoren, sind nämlich in ihrer Leistung beziehungsweise in ihrem Verdichtungsverhältnis durch Klopfen beschränkt. Durch die Rückführung von Abgas wird ein erhöhter Inertgasanteil in den Zylindern erreicht, was sich positiv auf die Klopfgrenze auswirkt. Es zeigt sich aber, dass gerade bei Gasmotoren durch die Abgasrückführung unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickstoffmonoxid mit dem Abgas in die Brennräume der Zylinder zurückgeführt werden. Diese Spezies weisen eine hohe Reaktivität auf, was sich wiederum negativ auf die Klopfgrenze und auf zyklische Schwankungen der Motorleistung auswirkt. Hierdurch wird zumindest ein Teil des an sich positiven Einflusses der Abgasrückführung negativ kompensiert. It turns out another: An exhaust gas recirculation, which is provided in diesel engines mainly for influencing the emissions, is also provided in particular for gas engines to extend a knock limit or power limit. Gas engines, in particular lean-burn engines, are in fact limited in their power or in their compression ratio by knocking. Due to the recirculation of exhaust gas, an increased proportion of inert gas in the cylinders is achieved, which has a positive effect on the knock limit. It turns out, however, that unburned hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen monoxide are recirculated to the combustion chambers of the cylinders with the exhaust gas, especially in the case of gas engines due to the exhaust gas recirculation. These species have high reactivity, which in turn adversely affects the knock limit and cyclical variations in engine performance. As a result, at least a part of the inherently positive influence of the exhaust gas recirculation is negatively compensated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die zumindest einen der genannten Nachteile nicht aufweist. The invention has for its object to provide an internal combustion engine that does not have at least one of the disadvantages mentioned.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass stromaufwärts der ersten und/oder der zweiten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet ist. This object is achieved by providing an internal combustion engine having the features of claim 1. This is characterized in that upstream of the first and / or the second valve device, an exhaust gas aftertreatment element is arranged.

Ist stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet, erhöht dieses den Abgasgegendruck für den mindestens einen zweiten Zylinder, mithin den Spenderzylinder, zusätzlich zu der ersten Ventileinrichtung. Um ein vorherbestimmtes Druckniveau zu erreichen, kann daher die erste Ventileinrichtung anders ausgebildet und/oder anders angesteuert werden, insbesondere kann ihr Durchtrittsquerschnitt im Vergleich zu einer Brennkraftmaschine ohne entsprechend angeordnetes Abgasnachbehandlungselement erhöht werden. Der zu Ladungswechselverlusten führende Abgasgegendruck wird so jedenfalls nicht ausschließlich durch ein passives Element ohne weitere Funktion aufgebaut, sondern zumindest auch durch das Abgasnachbehandlungselement, welches zusätzlich einen positiven Effekt auf die Emissionen der Brennkraftmaschine hat. Entsprechend ist es möglich, ein in der Abgassammelleitung stromabwärts der ersten Ventileinrichtung angeordnetes Abgasnachbehandlungselement kleiner auszubilden oder sogar ganz wegzulassen, sodass hier ein verringerter Gegendruck entsteht. Somit wird der mindestens eine erste Zylinder, mithin der mindestens eine Nicht-Spenderzylinder, mit einem geringeren Abgasgegendruck belastet, wodurch für diesen die Ladungswechselverluste sinken, sodass sich der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht. Die Funktionen, einerseits ein negatives Spülgefälle im Bereich des mindestens einen Spenderzylinders zu gewährleisten und andererseits eine Abgasnachbehandlung vorzusehen, werden somit in positiver Weise zusammengefasst, sodass sich insbesondere in dem Fall, dass kein weiteres Abgasnachbehandlungselement stromabwärts der ersten Ventileinrichtung in der Abgassammelleitung vorgesehen ist, eine Nachbehandlung eines Abgasteilstroms ohne Verbrauchsverschlechterung durch höheren Abgasgegendruck ergibt. Anders betrachtet wird der ohnehin im Bereich des mindestens einen Spenderzylinders aufzubauende Abgasgegendruck sinnvoll zur Abgasnachbehandlung genutzt. If an exhaust gas aftertreatment element is arranged upstream of the first valve device, this increases the exhaust back pressure for the at least one second cylinder, and thus the donor cylinder, in addition to the first valve device. In order to achieve a predetermined pressure level, therefore, the first valve device can be designed differently and / or controlled differently, in particular its passage cross-section can be increased in comparison to an internal combustion engine without appropriately arranged exhaust aftertreatment element. The leading to charge cycle losses exhaust back pressure is at least not built up so exclusively by a passive element without further function, but at least by the exhaust aftertreatment element, which also has a positive effect on the emissions of the internal combustion engine. Accordingly, it is possible to form a downstream in the exhaust manifold downstream of the first valve means arranged exhaust aftertreatment element smaller or even completely omitted, so that here a reduced back pressure arises. Thus, the at least one first cylinder, thus the at least one non-donor cylinder, is loaded with a lower exhaust counterpressure, as a result of which the charge exchange losses decrease, so that the overall efficiency of the internal combustion engine increases. The functions of ensuring, on the one hand, a negative purge gradient in the region of the at least one dispensing cylinder and, on the other hand, providing exhaust gas aftertreatment are thus combined in a positive manner, so that, in particular in the event that no further exhaust gas after-treatment element is provided downstream of the first valve device in the exhaust gas manifold After treatment of a partial exhaust gas flow without consumption deterioration results by higher exhaust back pressure. In other words, the exhaust gas backpressure to be established anyway in the area of the at least one dispensing cylinder is usefully used for exhaust aftertreatment.

Eine Anordnung des Abgasnachbehandlungselements stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung wird insbesondere in Zusammenhang mit einer Brennkraftmaschine bevorzugt, die als Dieselmotor ausgebildet ist. Hierbei wirken sich nämlich insbesondere die Vorteile in Zusammenhang mit den Ladungswechselverlusten günstig aus. Dagegen ist es bei einer als Dieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine weniger relevant, ob das rückgeführte Abgas einen hohen Inertgasanteil umfasst, da sich die Klopfgrenze weniger kritisch gestaltet als bei einem Gasmotor. Ist die Brennkraftmaschine daher als Dieselmotor ausgebildet, ist vorzugsweise nur stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet. Dies schließt nicht aus, dass bei einem anderen Ausführungsbeispiel auch vor der zweiten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet sein kann. Ebenfalls ist es nicht ausgeschlossen, dass bei einem Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine, das als Dieselmotor ausgebildet ist, lediglich stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet ist. An arrangement of the exhaust aftertreatment element upstream of the first valve device is particularly preferred in connection with an internal combustion engine which is designed as a diesel engine. In this case, in particular the advantages in connection with the charge exchange losses have a favorable effect. By contrast, in the case of an internal combustion engine designed as a diesel engine, it is less relevant whether the recirculated exhaust gas comprises a high proportion of inert gas, since the knock limit is less critical than in a gas engine. If the internal combustion engine is therefore designed as a diesel engine, an exhaust gas aftertreatment element is preferably arranged only upstream of the first valve device. This does not exclude that in another embodiment, an exhaust aftertreatment element may be arranged in front of the second valve means. It is also not excluded that in one embodiment of the internal combustion engine, which is designed as a diesel engine, only an upstream exhaust gas aftertreatment element is arranged upstream of the second valve device.

Ist stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet, wird dieses durch das der Verbrennungsluftleitung zugeführte Abgas durchströmt, welches so gereinigt wird. Dies wirkt sich insbesondere bei einem Gasmotor, ganz besonders bei einem Magergasmotor, positiv auf die Klopfgrenze aus. Ganz besonders gilt dies für ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das Abgasnachbehandlungselement als Oxidationskatalysator ausgebildet ist, wobei in diesem unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu CO2 und H2O, CO zu CO2 und NO zu NO2 oxidiert werden. Hierdurch wird der Inertgasanteil im Abgas erhöht beziehungsweise reaktive Bestandteile des Abgases werden vermindert, insbesondere oxidiert. Es ergibt sich eine Erweiterung der Klopfgrenze, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine angehoben werden kann. Insbesondere ist es möglich, das Verdichtungsverhältnis anzuheben und/oder den Zündzeitpunkt nach früh zu verschieben, ohne dass negative Auswirkungen durch Klopfen zu befürchten sind. Durch den erhöhten Inertgasanteil ist es möglich, die Abgasrückführrate zu reduzieren, wodurch sich wiederum geringere Ladungswechselverluste ergeben, und wodurch gegebenenfalls der Kühlbedarf, mithin eine Leistungsaufnahme eines Abgasrückführ-Kühlers gesenkt werden kann. If an exhaust gas aftertreatment element is arranged upstream of the second valve device, this is passed through the exhaust gas supplied to the combustion air line, which is thus purified. This has a positive effect on the knock limit, especially in the case of a gas engine, especially in the case of a lean-burn gas engine. This is especially true for an embodiment in which the exhaust aftertreatment element is designed as an oxidation catalyst, wherein in this unburned hydrocarbons are oxidized to CO 2 and H 2 O, CO to CO 2 and NO to NO 2 . As a result, the proportion of inert gas in the exhaust gas is increased or reactive constituents of the exhaust gas are reduced, in particular oxidized. This results in an extension of the knock limit, whereby the efficiency of the internal combustion engine can be increased. In particular, it is possible to increase the compression ratio and / or to postpone the ignition timing without fear of negative knocking effects. Due to the increased proportion of inert gas, it is possible to reduce the exhaust gas recirculation rate, which in turn results in lower charge exchange losses, and as a result of which the cooling requirement, and thus the power consumption of an exhaust gas recirculation cooler, can be reduced.

Es wird daher ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem die Brennkraftmaschine als Gasmotor, insbesondere als Magergasmotor ausgebildet ist, wobei nur stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet ist. Dies schließt nicht aus, dass bei einem anderen Ausführungsbeispiel lediglich stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement angeordnet sein kann. Weiterhin schließt dies nicht aus, dass bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine, das als Gasmotor ausgebildet ist, sowohl stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung als auch stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung ein Abgasnachbehandlungselement vorgesehen sein kann. Auch solche Ausführungsbeispiele sind von der Erfindung umfasst. An embodiment is therefore preferred in which the internal combustion engine is designed as a gas engine, in particular as a lean-burn gas engine, wherein an exhaust-gas aftertreatment element is arranged only upstream of the second valve device. This does not exclude that in another embodiment, only an upstream exhaust gas aftertreatment element may be arranged upstream of the first valve device. Furthermore, this does not exclude that in a further embodiment of the internal combustion engine, which is designed as a gas engine, both upstream of the first valve means and upstream of the second valve means may be provided an exhaust aftertreatment element. Such embodiments are also encompassed by the invention.

Dass der von dem mindestens einen zweiten Zylinder emittierte Abgasstrom aufteilbar ist schließt vorzugsweise ein, dass mittels der ersten Ventileinrichtung der gesamte emittierte Abgasstrom in die Abgassammelleitung geführt oder über die Abgasrückführleitung der Verbrennungsluftleitung zugeführt werden kann. Es wird ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem die erste Ventileinrichtung zusätzlich so ausgebildet ist, dass der Abgasstrom variabel und besonders bevorzugt stufenlos auf die beiden Teilströme aufteilbar ist. Insbesondere ist auf diese Weise möglich, bedarfsgerecht einen variablen Abgasdruck für die Abgasrückführung aufzubauen. The fact that the exhaust gas flow emitted by the at least one second cylinder can be divided preferably includes that the entire emitted exhaust gas flow can be guided into the exhaust gas manifold by means of the first valve device or fed to the combustion air line via the exhaust gas recirculation line. An exemplary embodiment is preferred in which the first valve device is additionally designed so that the exhaust gas flow can be divided variably and particularly preferably steplessly onto the two partial flows. In particular, it is possible in this way to build up a variable exhaust gas pressure for the exhaust gas recirculation as needed.

Mithilfe der zweiten Ventileinrichtung ist der Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung vorzugsweise kontinuierlich, also stufenlos veränderbar. With the aid of the second valve device, the flow cross section of the exhaust gas recirculation line is preferably continuous, that is to say infinitely variable.

Es ist möglich, dass die Brennkraftmaschine lediglich zwei Zylinder aufweist, von denen ein erster Zylinder nicht zur Abgasrückführung herangezogen wird, während ein zweiter Zylinder als Spenderzylinder dient. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine mehr als zwei Zylinder aufweist, wobei mindestens ein Zylinder als erster Zylinder, also als Nicht-Spenderzylinder, und mindestens ein Zylinder als zweiter Zylinder, mithin als Spenderzylinder ausgebildet ist. Insbesondere ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei dem eine Gruppe erster Zylinder vorgesehen ist, wobei ein Zylinder als Spenderzylinder ausgebildet ist. Es ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem eine Gruppe erster Zylinder vorgesehen ist, wobei auch eine Gruppe von mindestens zwei Spenderzylindern vorgesehen ist. It is possible that the internal combustion engine has only two cylinders, of which a first cylinder is not used for exhaust gas recirculation, while a second cylinder serves as a donor cylinder. In another embodiment, it is possible that the internal combustion engine has more than two cylinders, wherein at least one cylinder is designed as a first cylinder, ie as a non-donor cylinder, and at least one cylinder as a second cylinder, thus as a donor cylinder. In particular, an embodiment is possible in which a group of first cylinder is provided, wherein a cylinder is designed as a dispensing cylinder. An embodiment is also possible in which a group of first cylinders is provided, whereby a group of at least two dispenser cylinders is also provided.

Schließlich ist es auch möglich, dass bei einem Ausführungsbeispiel eine Anzahl zweiter Zylinder, mithin Spenderzylinder, variabel ist, wobei dies vorzugsweise dadurch erreicht wird, dass mehr als eine erste Ventileinrichtung vorgesehen ist, wobei verschiedene erste Ventileinrichtungen verschiedenen Zylindern zugeordnet sind. Dabei ist mithilfe der ersten Ventileinrichtungen jeweils eine Fluidverbindung von einem zugeordneten Zylinder zu einer Abgasrückführleitung in einer ersten Funktionsstellung freigebbar und in einer zweiten Funktionsstellung sperrbar, sodass die Zylinder vorzugsweise einzeln bezüglich ihrer Funktion als Spenderzylinder aktiviert oder deaktiviert werden können. Bevorzugt ist ein Durchtrittsquerschnitt der ersten Ventileinrichtungen variabel, wobei besonders bevorzugt ein von einem entsprechenden Zylinder emittierter Abgasstrom stufenlos aufteilbar ist auf einen ersten, in der Abgassammelleitung strömenden Teilstrom und einen zweiten, in der Abgasrückführleitung zu der Verbrennungsluftleitung strömenden Teilstrom. Finally, it is also possible that in one exemplary embodiment a number of second cylinders, thus dispenser cylinders, is variable, this being preferably achieved by providing more than one first valve device, wherein different first valve devices are assigned to different cylinders. In this case, by means of the first valve devices in each case a fluid connection from an associated cylinder to an exhaust gas recirculation line in a first functional position releasable and lockable in a second functional position, so that the cylinders can be preferably activated or deactivated individually with respect to their function as a donor cylinder. Preferably, a passage cross-section of the first valve means is variable, wherein particularly preferably emitted from a corresponding cylinder exhaust stream is continuously divisible to a first, flowing in the exhaust manifold partial flow and a second, flowing in the exhaust gas recirculation line to the combustion air duct partial flow.

Der Abgasdruck in der Abgasrückführleitung im Wesentlichen durch die Stellung der ersten Ventileinrichtung vorgegeben, während eine Stellung der zweiten Ventileinrichtung im Wesentlichen die Abgasrückführrate bestimmt. Vorzugsweise ist/sind die erste und/oder die zweite Ventileinrichtung als Klappe(n) ausgebildet. Daher wird die erste Ventileinrichtung auch als Spenderzylinderklappe bezeichnet, während die zweite Ventileinrichtung auch als Abgasrückführklappe bezeichnet wird. Letztlich wird der tatsächlich rückgeführte Abgasstrom durch die Stellung sowohl der ersten als auch der zweiten Ventileinrichtung bestimmt. The exhaust gas pressure in the exhaust gas recirculation line is predetermined essentially by the position of the first valve device, while a position of the second valve device essentially determines the exhaust gas recirculation rate. Preferably, the first and / or the second valve device is / are formed as a flap (s). Therefore, the first valve device is also referred to as dispenser cylinder flap, while the second valve device is also referred to as the exhaust gas recirculation flap. Ultimately, the actual recirculated exhaust gas flow is determined by the position of both the first and the second valve device.

Es wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Verbrennungsluftleitung eine Verdichteranordnung mit mindestens einem Verdichter aufweist. Dabei mündet die Abgasrückführleitung stromabwärts von mindestens einem Verdichter der Verdichteranordnung in die Verbrennungsluftleitung ein. Es wird also bevorzugt eine Hochdruck-Abgasrückführung verwirklicht, bei welcher das rückgeführte Abgas der verdichteten Verbrennungsluft zugeführt wird. Gerade hierbei ist es wesentlich, dass im Bereich der Spenderzylinder ein negatives Spülgefälle durch Aufstauen des Abgases herbeigeführt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Verdichteranordnung einen Niederdruckverdichter oder einen Hochdruckverdichter umfasst. Vorzugsweise ist dann vorgesehen, dass die Abgasrückführleitung – in Richtung des Verbrennungsluftstroms gesehen – stromabwärts des Hochdruckverdichters in die Verbrennungsluftleitung einmündet. An internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the combustion air line has a compressor arrangement with at least one compressor. In this case, the exhaust gas recirculation line opens into the combustion air line downstream of at least one compressor of the compressor arrangement. It is thus preferably realized a high-pressure exhaust gas recirculation, in which the recirculated exhaust gas is supplied to the compressed combustion air. Especially here it is essential that in the donor cylinder a negative purge gradient is caused by damming the exhaust gas. In one embodiment, it is possible for the compressor assembly to include a low pressure compressor or a high pressure compressor. Preferably, it is then provided that the exhaust gas recirculation line - viewed in the direction of the combustion air flow - opens into the combustion air line downstream of the high-pressure compressor.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Abgasrückführleitung stromabwärts des Niederdruckverdichters aber stromaufwärts des Hochdruckverdichters in die Verbrennungsluftleitung einmündet. In another embodiment, it is possible that the exhaust gas recirculation line downstream of the low pressure compressor but opens upstream of the high pressure compressor in the combustion air duct.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass eine Niederdruckabgasrückführung realisiert ist, wobei die Verbrennungsluftleitung entweder keine Verdichteranordnung aufweist, oder die Abgasrückführleitung stromaufwärts der Verdichteranordnung in die Verbrennungsluftleitung einmündet. In another embodiment, it is possible that a low-pressure exhaust gas recirculation is realized, wherein the combustion air line either has no compressor arrangement, or the exhaust gas recirculation line opens upstream of the compressor assembly in the combustion air line.

Es wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Abgasnachbehandlungselement als Katalysatorelement ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Abgasnachbehandlungselement als Partikelfilter ausgebildet ist. Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das Abgasnachbehandlungselement als Oxidationskatalysator ausgebildet ist. Dies hat insbesondere bei einer Anordnung des Abgasnachbehandlungselements stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung den Vorteil, dass reaktive Gase, die von dem Abgas umfasst sind, zu reaktionsträgeren, vorzugsweise inerten Gasen aufoxidiert werden. Es ist auch möglich, dass das Abgasnachbehandlungselement als Kombination aus einem Oxidationskatalysator und einem Partikelfilter ausgebildet ist. An internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the exhaust gas aftertreatment element is designed as a catalyst element. Alternatively or additionally, it is possible that the exhaust gas aftertreatment element is designed as a particle filter. Particularly preferred is an embodiment in which the exhaust aftertreatment element is formed as an oxidation catalyst. This has the advantage, in particular with an arrangement of the exhaust gas aftertreatment element upstream of the second valve device, that reactive gases which comprise the exhaust gas are oxidized to be reactive, preferably inert gases. It is also possible that the exhaust aftertreatment element is formed as a combination of an oxidation catalyst and a particle filter.

Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, bei welchem das Abgasnachbehandlungselement – in Strömungsrichtung des Abgases gesehen – unmittelbar vor der ersten Ventileinrichtung angeordnet ist. Hierdurch kombinieren sich besonders effektiv die aufstauende Wirkung des Abgasnachbehandlungselements einerseits und der ersten Ventileinrichtung andererseits, wodurch sich die Vorteile der Anordnung in Hinblick auf eine wirksame Aufstauung des Abgases und eine effiziente Abgasnachbehandlung besonders effektiv kombinieren lassen. An exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferred in which the exhaust-gas aftertreatment element, viewed in the flow direction of the exhaust gas, is arranged directly in front of the first valve device. As a result, the accumulating effect of the exhaust aftertreatment element on the one hand and the first valve device on the other hand combine particularly effectively, whereby the advantages of the arrangement with regard to an effective stagnation of the exhaust gas and an efficient exhaust aftertreatment can be combined particularly effectively.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine ist vorgesehen, dass das Abgasnachbehandlungselement – in Strömungsrichtung des Abgases gesehen – unmittelbar vor der zweiten Ventileinrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist eine besonders bauraumsparende Konfiguration möglich, und es wird zugleich eine effiziente Reinigung des rückgeführten Abgases ermöglicht. In one embodiment of the internal combustion engine is provided that the exhaust gas aftertreatment element - as seen in the flow direction of the exhaust gas - is arranged immediately in front of the second valve device. As a result, a particularly space-saving configuration is possible, and it is also an efficient cleaning of the recirculated exhaust gas allows.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine, das sich dadurch auszeichnet, dass ein erstes Abgasnachbehandlungselement stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung angeordnet ist, wobei ein zweites Abgasnachbehandlungselement stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung angeordnet ist. Hierdurch werden die bereits beschriebenen Vorteile der verschiedenen Anordnungen miteinander kombiniert. Dabei ist vorzugsweise das erste Abgasnachbehandlungselement unmittelbar vor der ersten Ventileinrichtung angeordnet. Das zweite Abgasnachbehandlungselement ist vorzugsweise unmittelbar vor der zweiten Ventileinrichtung angeordnet. Preferred is an embodiment of the internal combustion engine, which is characterized in that a first exhaust aftertreatment element is arranged upstream of the first valve device, wherein a second exhaust aftertreatment element is arranged upstream of the second valve device. As a result, the already described advantages of the various arrangements are combined. In this case, the first exhaust-gas aftertreatment element is preferably arranged immediately before the first valve device. The second exhaust aftertreatment element is preferably arranged directly in front of the second valve device.

Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Abgassammelleitung eine Turbinenanordnung mit mindestens einer Turbine aufweist. Vorzugsweise ist die mindestens eine Turbine mit mindestens einem, in der Verbrennungsluftleitung angeordneten Verdichter wirkverbunden, wobei der Verdichter durch die Turbine angetrieben wird. Auf diese Weise wird eine Abgasturbolader-Anordnung realisiert. Die Turbinenanordnung ist vorzugsweise stromabwärts eine Einmündung des Fluidpfads von dem mindestens einen zweiten Zylinder in die Abgassammelleitung angeordnet. Somit kann auch der von den Spenderzylindern in die Abgassammelleitung geführte Teilstrom zum Antrieb der Turbinenanordnung genutzt werden. An internal combustion engine is also preferred, which is characterized in that the exhaust manifold has a turbine arrangement with at least one turbine. Preferably, the at least one turbine is operatively connected to at least one compressor disposed in the combustion air duct, the compressor being driven by the turbine. In this way, an exhaust gas turbocharger arrangement is realized. The turbine arrangement is preferably arranged downstream of an opening of the fluid path of the at least one second cylinder in the exhaust manifold. Thus, the partial flow guided by the dispenser cylinders into the exhaust manifold can also be used to drive the turbine arrangement.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Turbinenanordnung eine Hochdruckturbine und eine Niederdruckturbine aufweist. Vorzugsweise ist die Hochdruckturbine mit einem Hochdruckverdichter in der Verbrennungsluftleitung wirkverbunden, sodass sie diesen antreibt. Die Niederdruckturbine ist vorzugsweise mit einem Niederdruckverdichter in der Verbrennungsluftleitung wirkverbunden, sodass sie diesen antreibt. Auf diese Weise wird eine zweistufige Turbo-Aufladung realisiert. In one embodiment, it is possible for the turbine assembly to include a high pressure turbine and a low pressure turbine. Preferably, the high pressure turbine is operatively connected to a high pressure compressor in the combustion air duct to drive it. The low pressure turbine is preferably operatively connected to a low pressure compressor in the combustion air duct to drive it. In this way, a two-stage turbocharging is realized.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine ist im Bereich mindestens einer Turbine der Turbinenanordnung eine Umgehungsleitung vorgesehen, durch welches Abgas um die Turbine herum geleitet werden kann, sodass der in der Umgehungsleitung strömende Abgasstrom die Turbine nicht antreibt. Dabei ist vorzugsweise eine Turbinen-Ventileinrichtung vorgesehen, durch welche der durch die Umgehungsleitung beziehungsweise durch die Turbine strömende Abgasstrom gesteuert und/oder geregelt werden kann. In a preferred exemplary embodiment of the internal combustion engine, a bypass line is provided in the region of at least one turbine of the turbine arrangement, through which exhaust gas can be conducted around the turbine so that the exhaust gas flow flowing in the bypass line does not drive the turbine. In this case, a turbine valve device is preferably provided, by means of which the exhaust gas flow flowing through the bypass line or through the turbine can be controlled and / or regulated.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine ist bei mindestens einem Verdichter der Verdichteranordnung vorzugsweise eine Umgehungsleitung vorgesehen, durch welche Verbrennungsluft an dem mindestens einen Verdichter vorbeigeführt werden kann. Dabei ist vorzugsweise eine Verdichter-Ventileinrichtung vorgesehen, durch welche ein durch die Umgehungsleitung beziehungsweise durch den Verdichter strömender Verbrennungsluftstrom gesteuert und/oder geregelt werden kann. Besonders bevorzugt ist eine solche Umgehungsleitung für einen Hochdruckverdichter vorgesehen, wenn die Verdichteranordnung ein Niederdruckverdichter und einen Hochdruckverdichter aufweist. In one exemplary embodiment of the internal combustion engine, a bypass line is preferably provided in at least one compressor of the compressor arrangement, through which combustion air can be conducted past the at least one compressor. In this case, a compressor valve device is preferably provided, by means of which a combustion air flow flowing through the bypass line or through the compressor can be controlled and / or regulated. Such a bypass line is particularly preferably provided for a high-pressure compressor when the compressor arrangement has a low-pressure compressor and a high-pressure compressor.

Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie als Dieselmotor ausgebildet ist. Wie bereits angesprochen, wird in diesem Zusammenhang besonders ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem das Abgasnachbehandlungselement stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung angeordnet ist. It is also preferred an internal combustion engine, which is characterized in that it is designed as a diesel engine. As already mentioned, in this context, an embodiment is particularly preferred in which the exhaust gas aftertreatment element is arranged upstream of the first valve device.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, welches als Gasmotor, insbesondere als Magergasmotor ausgebildet ist. Wie bereits ausgeführt, wird in diesem Zusammenhang besonders ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem das Abgasnachbehandlungselement stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung angeordnet ist. It is also preferred an embodiment of the internal combustion engine, which is designed as a gas engine, in particular as a lean-burn gas engine. As already stated, in this context, an embodiment is particularly preferred in which the exhaust gas aftertreatment element is arranged upstream of the second valve device.

Es wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich durch ein Motorsteuergerät auszeichnet, durch welches die mindestens eine erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung ansteuerbar sind. Vorzugsweise sind die Ventileinrichtungen abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ansteuerbar. An internal combustion engine is preferred, which is characterized by an engine control unit, by means of which the at least one first valve device and the second valve device can be activated. Preferably, the valve means can be controlled depending on an operating point of the internal combustion engine.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine ist durch das Motorsteuergerät der mindestens eine erste Zylinder oder mindestens einer der ersten Zylinder abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine abschaltbar. Besonders bevorzugt ist es möglich, betriebspunktabhängig eine bestimmte Anzahl der ersten Zylinder, vorzugsweise alle ersten Zylinder, also Nicht-Spenderzylinder abzuschalten. Insbesondere bei einem Ausführungsbeispiel, bei welchem in der Abgassammelleitung kein gemeinsames Abgasnachbehandlungselement für alle Zylinder mehr vorgesehen ist, können auf diese Weise Zylinder, deren Abgas nicht durch ein Abgasnachbehandlungselement geleitet wird, abgeschaltet werden, sodass die Emissionen der Brennkraftmaschine reduziert werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass betriebspunktabhängig lediglich der mindestens eine zweite Zylinder, also der mindestens eine Spenderzylinder oder die Gruppe von Spenderzylindern betrieben wird, dessen beziehungsweise deren Abgas über das Abgasnachbehandlungselement geleitet wird. Werden im Teillastbetrieb Zylinder abgeschaltet, ergibt sich hierdurch zugleich ein besserer Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Das Abgas der aktiven Zylinder ist dann typischerweise heißer, wodurch sich eine verbesserte Abgasnachbehandlung in dem Abgasnachbehandlungselement, insbesondere eine verbesserte Umsetzung in einem Oxidationskatalysator ergibt. In a preferred exemplary embodiment of the internal combustion engine, the at least one first cylinder or at least one of the first cylinders can be switched off by the engine control unit as a function of an operating point of the internal combustion engine. It is particularly preferably possible to switch off a certain number of the first cylinders, preferably all first cylinders, ie non-donor cylinders, depending on the operating point. In particular, in an embodiment in which in the exhaust manifold no common exhaust aftertreatment element for all cylinders is provided more, can be turned off in this way, cylinders whose exhaust gas is not passed through an exhaust aftertreatment element, so that the emissions of the internal combustion engine can be reduced. In particular, it is provided that, depending on the operating point, only the at least one second cylinder, that is to say the at least one dispensing cylinder or the group of dispenser cylinders, is operated whose exhaust gas is passed via the exhaust gas aftertreatment element. If cylinders are switched off in part-load operation, this results in a better efficiency of the internal combustion engine at the same time. The exhaust gas of the active cylinders is then typically hotter, resulting in improved exhaust aftertreatment in the exhaust aftertreatment element, in particular improved conversion in an oxidation catalyst.

Schließlich wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich durch ein weiteres Abgasnachbehandlungselement, vorzugsweise ein weiteres Katalysatorelement, besonders bevorzugt ein Oxidationskatalysator, auszeichnet, wobei das Abgasnachbehandlungselement in der Abgassammelleitung angeordnet ist. Vorzugsweise ist es stromabwärts der Turbinenanordnung angeordnet, sodass der Abgasdruck stromaufwärts der Turbinenanordnung nicht verringert wird. Das weitere Abgasnachbehandlungselement wirkt sich dann nicht negativ auf die Leistung der Turbinenanordnung aus. Mithilfe des weiteren Abgasnachbehandlungselements ist es möglich, das Abgas aller Zylinder der Brennkraftmaschine nachzubehandeln, falls dies zur Erfüllung von Emissionsvorgaben nötig ist. Finally, an internal combustion engine is preferred, which is characterized by a further exhaust gas aftertreatment element, preferably a further catalyst element, particularly preferably an oxidation catalyst, wherein the exhaust gas aftertreatment element is arranged in the exhaust manifold. Preferably, it is located downstream of the turbine assembly so that the exhaust pressure upstream of the turbine assembly is not reduced. The further exhaust aftertreatment element then has no negative effect on the performance of the turbine arrangement. With the aid of the further exhaust gas aftertreatment element, it is possible to after-treat the exhaust gas of all cylinders of the internal combustion engine, if this is necessary to fulfill emission requirements.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine, und 1 a schematic representation of a first embodiment of an internal combustion engine, and

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine. 2 a schematic representation of a second embodiment of an internal combustion engine.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine 1 in schematischer Darstellung. Diese umfasst insgesamt vier Zylinder 3, denen über eine Verbrennungsluftleitung 5 Verbrennungsluft zugeführt wird. Es ist eine Abgassammelleitung 7 zur Ableitung von Abgas aus den Zylindern 3 vorgesehen. Der Begriff „Abgassammelleitung“ wird zuvor, hier und im Folgenden nicht eingeschränkt auf einen Abgaskrümmer verwendet, sondern für den gesamten Teil der Abgasleitung von der Einmündung der von den einzelnen Zylindern 3 kommenden Fluidpfade bis zu mindestens einem nicht dargestellten Auspuff. 1 shows a first embodiment of an internal combustion engine 1 in a schematic representation. This includes a total of four cylinders 3 , those over a combustion air line 5 Combustion air is supplied. It is an exhaust manifold 7 for the discharge of exhaust gas from the cylinders 3 intended. The term "exhaust manifold" is previously, not and not limited to an exhaust manifold used here, and for the entire part of the exhaust pipe from the junction of the individual cylinders 3 coming fluid paths to at least one exhaust, not shown.

Zwei erste Zylinder 9 stehen unmittelbar mit der Abgassammelleitung 7 in Fluidverbindung. Dabei ist keine Abzweigung zu einer Abgasrückführleitung 11 vorhanden. Insbesondere führen zwei Fluidpfade 13 jeweils von einem der ersten Zylinder 9 zu der Abgassammelleitung 7, ohne dass die Fluidpfade 13 mit der Abgasrückführleitung 11 in anderer Weise als notwendig über die gemeinsame Abgassammelleitung 7 in Fluidverbindung stehen. Das Abgas, welches von den ersten Zylindern 9 ausgestoßen wird, steht daher nicht für eine Abgasrückführung zur Verfügung. Entsprechend werden die ersten Zylinder 9 auch als Nicht-Spenderzylinder bezeichnet. Two first cylinders 9 Stand directly with the exhaust manifold 7 in fluid communication. There is no branch to an exhaust gas recirculation line 11 available. In particular, lead two fluid paths 13 each from one of the first cylinders 9 to the exhaust manifold 7 without the fluid paths 13 with the exhaust gas recirculation line 11 in a different way than necessary via the common exhaust manifold 7 in fluid communication. The exhaust gas, which from the first cylinders 9 is therefore not available for exhaust gas recirculation. Accordingly, the first cylinder 9 also referred to as non-donor cylinder.

Die Brennkraftmaschine 1 weist zwei zweite Zylinder 15 auf, die als Spenderzylinder ausgebildet sind. Dabei führt jeweils ein Fluidpfad 17 von den zweiten Zylindern 15 zu der Abgasrückführleitung 11, sodass das von den zweiten Zylindern 15 emittierte Abgas über die Abgasrückführleitung 11 zumindest teilweise in die Verbrennungsluftleitung 5 rückgeführt werden kann. The internal combustion engine 1 has two second cylinders 15 on, which are designed as a donor cylinder. In each case, a fluid path leads 17 from the second cylinders 15 to the exhaust gas recirculation line 11 so that from the second cylinders 15 emitted exhaust gas via the exhaust gas recirculation line 11 at least partially into the combustion air line 5 can be returned.

Es ist ein Fluidpfad 19 vorgesehen, über den die zweiten Zylinder 15 mit der Abgassammelleitung 7 in Fluidverbindung stehen. In dem Fluidpfad 19 ist eine erste Ventileinrichtung 21 angeordnet, durch die ein von den zweiten Zylindern 15 emittierter Abgasstrom aufteilbar ist auf einen ersten, in die Abgassammelleitung 7 strömenden Teilstrom und in einen zweiten, in der Abgasrückführleitung 11 strömenden Teilstrom. Vorzugsweise ist die erste Ventileinrichtung 21 als Klappe, insbesondere als Spenderzylinderklappe ausgebildet. Es ist möglich, über eine Wahl der Funktionsstellung der ersten Ventileinrichtung den Abgasdruck in den Fluidpfaden 17, 19 zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise ist die erste Ventileinrichtung 21 durch ein nicht dargestelltes Motorsteuergerät ansteuerbar, wobei ihre Funktionsstellung vorzugsweise stufenlos variierbar ist. It is a fluid path 19 provided over which the second cylinder 15 with the exhaust manifold 7 in fluid communication. In the fluid path 19 is a first valve device 21 arranged by one of the second cylinders 15 emitted exhaust stream is divisible to a first, in the exhaust manifold 7 flowing partial flow and in a second, in the exhaust gas recirculation line 11 flowing partial flow. Preferably, the first valve means 21 designed as a flap, in particular as a donor cylinder flap. It is possible, via a choice of the functional position of the first valve device, the exhaust gas pressure in the fluid paths 17 . 19 to control and / or to regulate. Preferably, the first valve means 21 controlled by an unillustrated engine control unit, wherein their functional position is preferably continuously variable.

Ist die erste Ventileinrichtung 21 in einer ersten Funktionsstellung angeordnet, in der eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidpfad 19 und der Abgassammelleitung 7 vollständig gesperrt ist, fließt der gesamte von den zweiten Zylindern 15 kommende Abgasstrom durch die Abgasrückführleitung 11. In einer zweiten Funktionsstellung ist eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidpfad 19 und der Abgasleitung 7 vorzugsweise durch die ersten Ventileinrichtung 21 vollständig freigegeben. In diesem Fall strömt bevorzugt zumindest ein Großteil des von den zweiten Zylindern 15 emittierten Abgases, vorzugsweise der gesamte Abgasstrom in die Abgassammelleitung 7. Bei einer Anordnung der ersten Ventileinrichtung 21 zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung wird der von den zweiten Zylindern 15 kommende Abgasstrom vorzugsweise wie bereits beschrieben in den ersten und den zweiten Teilstrom aufgeteilt. Is the first valve device 21 arranged in a first functional position, in which a fluid connection between the fluid path 19 and the exhaust manifold 7 is completely blocked, the entire of the second cylinders flows 15 coming Exhaust gas flow through the exhaust gas recirculation line 11 , In a second functional position, there is a fluid connection between the fluid path 19 and the exhaust pipe 7 preferably by the first valve device 21 completely released. In this case, preferably flows at least a majority of the second cylinders 15 emitted exhaust gas, preferably the entire exhaust gas flow into the exhaust manifold 7 , In an arrangement of the first valve device 21 between the first and the second functional position is that of the second cylinders 15 incoming exhaust stream preferably as already described divided into the first and the second partial flow.

In der Abgasrückführleitung 11 ist eine zweite Ventileinrichtung 23 angeordnet, durch die ein Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung 11 vorzugsweise kontinuierlich, also stufenlos veränderbar ist. Bevorzugt ist die zweite Ventileinrichtung 23 als Klappe, insbesondere als Abgasrückführklappe, ausgebildet. Vorzugsweise ist sie durch ein Motorsteuergerät insbesondere betriebspunktabhängig ansteuerbar. In the exhaust gas recirculation line 11 is a second valve device 23 arranged, through which a flow cross-section of the exhaust gas recirculation line 11 preferably continuously, that is infinitely variable. The second valve device is preferred 23 as a flap, in particular as an exhaust gas recirculation flap formed. Preferably, it can be controlled by an engine control unit in particular operating point-dependent.

Es ist möglich, dass die zweite Ventileinrichtung 23 in einer ersten Funktionsstellung vollständig geschlossen ist, sodass kein Abgas durch die Abgasrückführleitung 11 strömen kann. Diese Funktionsstellung wird bevorzugt dann angenommen, wenn die erste Ventileinrichtung 21 vollständig geöffnet ist. In diesem Fall wird der gesamte von den zweiten Zylindern 15 kommende Abgasstrom in die Abgassammelleitung 7 geleitet. In einer zweiten Funktionsstellung ist die zweite Ventileinrichtung 23 vorzugsweise vollständig geöffnet, sodass das Abgas im Wesentlichen ungehindert durch die Abgasrückführleitung 11 strömen kann. Durch Ansteuerung von Funktionsstellungen zwischen der ersten und zweiten Funktionsstellung der zweiten Ventileinrichtung 23 kann eine Abgasrückführrate insbesondere bei festgehaltener Funktionsstellung der ersten Ventileinrichtung 21 variiert werden. Besonders bevorzugt werden die erste Ventileinrichtung 21 und die zweite Ventileinrichtung 23 gemeinsam betriebspunktabhängig von einem Motorsteuergerät angesteuert, wobei ihre Funktionsstellungen aufeinander abgestimmt werden, um einerseits einen Druck in der Abgasrückführleitung 11 stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung 23 und andererseits eine Abgasrückführrate einzustellen. It is possible that the second valve device 23 is completely closed in a first functional position, so that no exhaust gas through the exhaust gas recirculation line 11 can flow. This functional position is preferably assumed when the first valve device 21 is completely open. In this case, the whole of the second cylinders 15 incoming exhaust gas flow into the exhaust manifold 7 directed. In a second functional position, the second valve device 23 preferably fully open, so that the exhaust gas substantially unhindered by the exhaust gas recirculation line 11 can flow. By controlling functional positions between the first and second functional position of the second valve device 23 can an exhaust gas recirculation rate, in particular at a fixed functional position of the first valve device 21 be varied. Particularly preferred are the first valve device 21 and the second valve device 23 operated jointly depending on the operating point of an engine control unit, with their functional positions are coordinated with each other, on the one hand, a pressure in the exhaust gas recirculation line 11 upstream of the second valve means 23 and on the other hand to set an exhaust gas recirculation rate.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 ist in dem Fluidpfad 19 stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung 21, insbesondere unmittelbar vor derselben ein Abgasnachbehandlungselement 25 angeordnet, welches bevorzugt als Oxidationskatalysator ausgebildet ist. Durch das Abgasnachbehandlungselement 25 wird das Abgas zusätzlich zu der ersten Ventileinrichtung 21 aufgestaut, um ein negatives Spülgefälle für eine effiziente Abgasrückführung in die Verbrennungsluftleitung 5 aufzubauen. Der in diesem Bereich aufgebaute Druck wird also nicht ausschließlich durch die erste Ventileinrichtung 21 und somit durch ein passives Element ausgebildet, sondern er wird zugleich sinnvoll zur Abgasnachbehandlung genutzt. In the illustrated embodiment of the internal combustion engine 1 is in the fluid path 19 upstream of the first valve means 21 , in particular immediately before the same an exhaust aftertreatment element 25 arranged, which is preferably formed as an oxidation catalyst. Through the exhaust aftertreatment element 25 the exhaust gas is in addition to the first valve device 21 dammed up to a negative purge gradient for efficient exhaust gas recirculation into the combustion air duct 5 build. The built-up in this area pressure is thus not exclusively by the first valve device 21 and thus formed by a passive element, but it is used at the same time useful for exhaust aftertreatment.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 ist kein weiteres Abgasnachbehandlungselement in der Abgassammelleitung 7 mehr vorgesehen, weil bereits das erste Abgasnachbehandlungselement 25 ausreicht, damit die Brennkraftmaschine 1 insgesamt die anzuwendenden Emissionsgrenzwerte erfüllt. Damit ist der Abgasgegendruck für die ersten Zylinder 9 geringer als bei einer herkömmlichen Brennkraftmaschine, welche ein Abgasnachbehandlungselement in der Abgassammelleitung 7 aufweist. Auf diese Weise können Ladungswechselverluste minimiert werden. Der hier durch das erste Abgasnachbehandlungselement 25 aufgebaute Abgasdruck ist im Bereich der zweiten Zylinder 15 ohnehin erforderlich, sodass an dieser Stelle keine zusätzlichen Ladungswechselverluste durch Abgasnachbehandlung entstehen. In the illustrated embodiment of the internal combustion engine 1 is not another exhaust aftertreatment element in the exhaust manifold 7 more provided because already the first exhaust aftertreatment element 25 sufficient for the internal combustion engine 1 Total compliance with the applicable emission limit values. This is the exhaust back pressure for the first cylinder 9 less than a conventional internal combustion engine, which is an exhaust aftertreatment element in the exhaust manifold 7 having. In this way, charge exchange losses can be minimized. The here by the first exhaust aftertreatment element 25 built-up exhaust pressure is in the range of the second cylinder 15 anyway required, so that no additional charge exchange losses incurred by exhaust aftertreatment at this point.

Insbesondere wenn das erste Abgasnachbehandlungselement 25 als Oxidationskatalysator ausgebildet ist, ist vorzugsweise kein weiterer Oxidationskatalysator in der Abgassammelleitung 7 vorgesehen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel ist es allerdings möglich, dass in der Abgassammelleitung 7 beispielsweise ein Partikelfilter oder ein anderes, zusätzliches Abgasnachbehandlungselement, beispielsweise ein selektiver Katalysator zur Stickoxid-Reduktion vorgesehen ist. In particular, when the first exhaust aftertreatment element 25 is designed as an oxidation catalyst is preferably no further oxidation catalyst in the exhaust manifold 7 intended. In such an embodiment, however, it is possible that in the exhaust manifold 7 For example, a particulate filter or another, additional exhaust aftertreatment element, for example, a selective catalyst for nitrogen oxide reduction is provided.

Es ist auch möglich, dass das erste Abgasnachbehandlungselement 25 als kombinierter Oxidationskatalysator mit Partikelfilter beziehungsweise als Partikelfilter mit katalytischer Beschichtung ausgebildet ist. In diesem Fall ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem in der Abgasleitung 7 weder ein Oxidationskatalysator noch ein Partikelfilter vorgesehen ist. Es ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, in dem keinerlei Abgasnachbehandlungselement in der Abgassammelleitung 7 vorgesehen ist. It is also possible that the first exhaust aftertreatment element 25 is designed as a combined oxidation catalyst with a particle filter or as a particle filter with a catalytic coating. In this case, an embodiment is possible in which in the exhaust pipe 7 neither an oxidation catalyst nor a particle filter is provided. It is also an embodiment possible in which no exhaust aftertreatment element in the exhaust manifold 7 is provided.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zweites Abgasnachbehandlungselement 27 in der Abgasrückführleitung 11 stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung 23, insbesondere unmittelbar vor der zweiten Ventileinrichtung 23 angeordnet. Das zweite Abgasnachbehandlungselement 27 ist vorzugsweise als Oxidationskatalysator ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das zweite Abgasnachbehandlungselement 27 als Partikelfilter ausgebildet ist. Mit Hilfe des zweiten Abgasnachbehandlungselementes 27 wird das in die Verbrennungsluftleitung 5 rückgeführte Abgas gereinigt, insbesondere werden reaktive Gase wie unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide zu inerten Gasen wie Kohlendioxid, Wasserdampf und Stickstoffdioxid aufoxidiert. Durch den erhöhten Inertgasanteil in dem rückgeführten Abgas wird eine Klopfgrenze der Brennkraftmaschine 1 erweitert. Ist das zweite Abgasnachbehandlungselement 27 alternativ oder zusätzlich als Partikelfilter ausgebildet, wird auch eine Konzentration von Partikeln in dem rückgeführten Abgas herabgesetzt. At the in 1 illustrated embodiment is a second exhaust aftertreatment element 27 in the exhaust gas recirculation line 11 upstream of the second valve means 23 , in particular immediately before the second valve device 23 arranged. The second exhaust aftertreatment element 27 is preferably formed as an oxidation catalyst. Alternatively or additionally, it is possible that the second exhaust aftertreatment element 27 is designed as a particle filter. With the help of the second exhaust aftertreatment element 27 this will be in the combustion air line 5 recirculated exhaust gas cleaned, in particular, reactive gases such as unburned hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides oxidized to inert gases such as carbon dioxide, water vapor and nitrogen dioxide. Due to the increased proportion of inert gas in the recirculated exhaust gas, a knock limit of the internal combustion engine 1 extended. Is the second exhaust aftertreatment element 27 alternatively or additionally formed as a particle filter, a concentration of particles in the recirculated exhaust gas is also reduced.

Vorzugsweise ist in der Abgasrückführleitung 11 eine Abgasrückführ-Kühleinrichtung 29 angeordnet, mit deren Hilfe das in die Verbrennungsluftleitung 5 rückgeführte Abgas gekühlt werden kann. Preferably, in the exhaust gas recirculation line 11 an exhaust gas recirculation cooling device 29 arranged, with the help of which in the combustion air line 5 recirculated exhaust gas can be cooled.

In der Verbrennungsluftleitung 5 ist eine Verdichteranordnung 31 angeordnet, die bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Niederdruckverdichter 33 und einen Hochdruckverdichter 35 aufweist. Es ist daher möglich, die in der Verbrennungsluftleitung 5 strömende Verbrennungsluft in zwei Stufen zu verdichten. Dabei ist eine Umgehungsleitung zur Umgehung des Hochdruckverdichters 35 vorgesehen, beziehungsweise bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hochdruckverdichter 35 in einer Umgehungsleitung 37 angeordnet. Es ist eine Verdichter-Ventileinrichtung 39 vorgesehen, durch die vorzugsweise betriebspunktabhängig und besonders bevorzugt angesteuert durch das Motorsteuergerät ein durch den Hochdruckverdichter 35 strömender Teil der Verbrennungsluft gesteuert und/oder geregelt werden kann. Stromaufwärts des Hochdruckverdichters 35 ist ein erster Verbrennungsluftkühler 41 angeordnet, durch welchen die in dem Niederdruckverdichter 33 verdichtete und damit erwärmte Verbrennungsluft vor Eintritt in den Hochdruckverdichter 35 gekühlt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Verbrennungsluftkühler 41 ebenfalls in der Umgehungsleitung 37 angeordnet. Stromabwärts sowohl des Niederdruckverdichters 33 als auch des Hochdruckverdichters 35 und insbesondere auch stromabwärts der Verdichterventileinrichtung 39 ist ein zweiter Verbrennungsluftkühler 43 angeordnet, in welchem die verdichtete Verbrennungsluft insgesamt gekühlt werden kann. Hierdurch ist es möglich, eine Füllung der Zylinder 3 zu erhöhen. In the combustion air line 5 is a compressor arrangement 31 arranged at the in 1 illustrated embodiment, a low-pressure compressor 33 and a high pressure compressor 35 having. It is therefore possible in the combustion air line 5 to compress flowing combustion air in two stages. Here is a bypass to bypass the high pressure compressor 35 provided, or in the illustrated embodiment is the high pressure compressor 35 in a bypass 37 arranged. It is a compressor valve device 39 provided by the preferably operating point-dependent and particularly preferably driven by the engine control unit through a high-pressure compressor 35 flowing part of the combustion air can be controlled and / or regulated. Upstream of the high pressure compressor 35 is a first combustion air cooler 41 arranged by which in the low pressure compressor 33 compressed and thus heated combustion air before entering the high-pressure compressor 35 can be cooled. In the illustrated embodiment, the first combustion air cooler 41 also in the bypass 37 arranged. Downstream of both the low pressure compressor 33 as well as the high pressure compressor 35 and in particular also downstream of the compressor valve device 39 is a second combustion air cooler 43 arranged in which the compressed combustion air can be cooled in total. This makes it possible to fill the cylinder 3 to increase.

Die Abgasrückführleitung 11 mündet – in Richtung des Verbrennungsluftstroms gesehen – stromabwärts des Hochdruckverdichters 35, also hochdruckseitig, in die Verbrennungsluftleitung 5 ein. Es wird demnach bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 eine Hochdruck-Abgasrückführung verwirklicht. The exhaust gas recirculation line 11 opens - seen in the direction of the combustion air flow - downstream of the high-pressure compressor 35 , so high pressure side, in the combustion air line 5 one. It is therefore in the illustrated embodiment of the internal combustion engine 1 realizes a high pressure exhaust gas recirculation.

In der Abgassammelleitung 7 ist eine Turbinenanordnung 45 mit einer Hochdruckturbine 47 und einer Niederdruckturbine 49 angeordnet. Die Hochdruckturbine 47 ist vorzugsweise über eine Welle 51 mit dem Hochdruckverdichter 35 wirkverbunden, um diesen anzutreiben. Die Niederdruckturbine 49 ist vorzugsweise über eine Welle 53 mit dem Niederdruckverdichter 33 wirkverbunden, um diesen anzutreiben. Insgesamt wird so eine zweistufige Turboaufladung realisiert. In the exhaust manifold 7 is a turbine arrangement 45 with a high-pressure turbine 47 and a low-pressure turbine 49 arranged. The high pressure turbine 47 is preferably over a shaft 51 with the high pressure compressor 35 working to drive this. The low pressure turbine 49 is preferably over a shaft 53 with the low pressure compressor 33 working to drive this. Overall, a two-stage turbocharging is realized.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Turbinen-Ventileinrichtungen 55, 57 in Umgehungsleitungen 59, 61 angeordnet, wobei die Turbinen-Ventileinrichtungen vorzugsweise durch ein Motorsteuergerät insbesondere betriebspunktabhängig ansteuerbar sind, um bedarfsgerecht zumindest einen Teil des Abgasstroms an der Hochdruckturbine 47 und/oder an der Niederdruckturbine 49 vorbeileiten zu können. In the illustrated embodiment, there are two turbine valve devices 55 . 57 in bypass lines 59 . 61 arranged, wherein the turbine valve devices are preferably controlled by an engine control unit in particular operating point dependent to at least a portion of the exhaust gas flow to the high pressure turbine as needed 47 and / or at the low pressure turbine 49 to be able to pass by.

Der Fluidpfad 19 mündet stromaufwärts der Turbinenanordnung 45 in die Abgassammelleitung 7 ein. Insbesondere wird das in die Abgasrückführleitung 11 eingeleitete Abgas stromaufwärts der Turbinenanordnung 45 den Fluidpfaden 17 entnommen, also auf einer Hochdruckseite des Abgasstrangs. The fluid path 19 opens upstream of the turbine assembly 45 into the exhaust manifold 7 one. In particular, this is in the exhaust gas recirculation line 11 introduced exhaust gas upstream of the turbine assembly 45 the fluid paths 17 taken, ie on a high pressure side of the exhaust system.

Werden durch ein Motorsteuergerät betriebspunktabhängig die ersten Zylinder 9 abgeschaltet, sind nur noch die zweiten Zylinder 15 aktiv, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 im Teillastbetrieb erhöht wird. Zudem wird in diesem Fall das gesamte in die Abgasleitung 7 eingeleitete Abgas durch das erste Abgasnachbehandlungselement 25 geleitete, sodass sich bei dieser Betriebsweise besonders günstige Emissionswerte der Brennkraftmaschine 1 ergeben. Zugleich ist das Abgas heißer, als wenn im gleichen Lastpunkt alle Zylinder 3 betrieben würden, sodass sich eine bessere Nachbehandlung in dem Abgasnachbehandlungselement 25 ergibt. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Gesamtemissionen der Brennkraftmaschine 1 aus. By an engine control unit operating point dependent, the first cylinder 9 shut off, only the second cylinders are left 15 active, reducing the efficiency of the internal combustion engine 1 is increased in partial load operation. In addition, in this case, the entire in the exhaust pipe 7 introduced exhaust gas through the first exhaust aftertreatment element 25 Guided, so that in this mode of operation particularly favorable emission levels of the internal combustion engine 1 result. At the same time, the exhaust gas is hotter than when all cylinders are in the same load point 3 would operate, so that a better after treatment in the exhaust aftertreatment element 25 results. This in turn has a positive effect on the total emissions of the internal combustion engine 1 out.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, dass hier eine Zahl der Spenderzylinder variabel ist. Es ist lediglich ein erster Zylinder 9 vorgesehen, der über den Fluidpfad 13 unmittelbar ohne Abzweigung zu der Abgasrückführleitung 11 mit der Abgassammelleitung 7 in Fluidverbindung steht. Die übrigen Zylinder 15/1, 15/2, 15/3 sind über Fluidpfade 17/1, 17/2, 17/3 beziehungsweise 19/1, 19/2, 19/3 jeweils mit ersten Ventileinrichtungen 21/1, 21/2, 21/3 verbunden, durch die der von den Zylindern 15/1, 15/2, 15/3 kommende Abgasstrom jeweils entweder in die Abgassammelleitung 7 oder in die Abgasrückführleitung 11 einleitbar ist. Vorzugsweise sind auch insbesondere stufenlos einstellbare Zwischenstellungen möglich, mit denen die Abgasströme in entsprechende Teilströme aufteilbar sind. Vorzugsweise ist es möglich, die Anzahl der Spenderzylinder betriebspunktabhängig einzustellen. Beispielsweise ist es in einem Betriebszustand möglich, dass nur der Zylinder 15/1 als Spenderzylinder arbeitet, während das Abgas der Zylinder 15/2 und 15/3 vollständig in die Abgassammelleitung 7 geleitet wird. Die Zylinder 15/2 und 15/3 können bedarfsgerecht unabhängig voneinander oder gemeinsam als Spenderzylinder zugeschaltet werden. Es ist auch ein Betriebszustand möglich, in dem keiner der Zylinder 15/1, 15/2, 15/3 als Spenderzylinder fungiert. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the internal combustion engine 1 , Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. This in 2 illustrated embodiment of the internal combustion engine 1 differs essentially from the in 1 illustrated embodiment that here is a number of donor cylinder is variable. It's just a first cylinder 9 provided by the fluid path 13 immediately without branching to the exhaust gas recirculation line 11 with the exhaust manifold 7 is in fluid communication. The remaining cylinders 1.15 . 2.15 . 3.15 are via fluid paths 1.17 . 2.17 . 3.17 respectively 1.19 . 2.19 . 3.19 each with first valve means 1.21 . 2.21 . 3.21 connected by that of the cylinders 1.15 . 2.15 . 3.15 incoming exhaust gas flow either into the exhaust manifold 7 or in the exhaust gas recirculation line 11 can be introduced. Preferably, in particular continuously adjustable intermediate positions are possible with which the exhaust gas streams can be divided into corresponding partial streams. Preferably, it is possible to set the number of dispenser cylinders operating point dependent. For example, it is possible in an operating state that only the cylinder 1.15 works as a donor cylinder, while the exhaust of the cylinder 2.15 and 3.15 completely in the exhaust manifold 7 is directed. The cylinders 2.15 and 3.15 can be switched on as needed independently or together as a donor cylinder. It is also possible to operate in which none of the cylinders 1.15 . 2.15 . 3.15 acts as a donor cylinder.

Jedem der Zylinder 15/1, 15/2, 15/3 ist stromaufwärts der Ventileinrichtung 21/1, 21/2, 21/3 ein erstes Abgasnachbehandlungselement 25/1, 25/2, 25/3 zugeordnet. Each of the cylinders 1.15 . 2.15 . 3.15 is upstream of the valve device 1.21 . 2.21 . 3.21 a first exhaust aftertreatment element 1.25 . 2.25 . 3.25 assigned.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Abgassammelleitung 7 ein weiteres Abgasnachbehandlungselement 63 angeordnet. Dieses kann als Oxidationskatalysator, als Partikelfilter oder als kombinierter Partikelfilter mit katalytischer Beschichtung ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das weitere Abgasnachbehandlungselement 63 als SCR-Katalysator ausgebildet ist. Es ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, welches im übrigen gemäß 2 ausgebildet ist, jedoch kein weiteres Abgasnachbehandlungselement 63 umfasst. In the illustrated embodiment is in the exhaust manifold 7 another exhaust aftertreatment element 63 arranged. This can be designed as an oxidation catalyst, as a particle filter or as a combined particle filter with a catalytic coating. It is also possible that the further exhaust aftertreatment element 63 is designed as SCR catalyst. It is also an embodiment possible, which otherwise according to 2 is formed, but no further exhaust aftertreatment element 63 includes.

Insgesamt zeigt sich, dass die Brennkraftmaschine 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel einen im Bereich von Spenderzylindern ohnehin aufzubauenden Abgasdruck vorteilhaft zur Abgasnachbehandlung nutzt und so erniedrigte Ladungswechselverluste und somit einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird gereinigtes Abgas in die Verbrennungsluftleitung 5 zurückgeführt, sodass die Klopfgrenze der Brennkraftmaschine 1 erweitert ist. Dabei wird insbesondere ein Inertgasanteil im rückgeführten Abgas erhöht. Es zeigt sich auch, dass diese Ausführungsbeispiele vorteilhaft miteinander kombiniert werden können. Overall, it turns out that the internal combustion engine 1 According to one exemplary embodiment, an exhaust gas pressure to be built up in the region of dispenser cylinders is used advantageously for exhaust gas aftertreatment and thus has reduced charge exchange losses and thus improved efficiency. According to another embodiment, purified exhaust gas is introduced into the combustion air duct 5 returned, so that the knock limit of the internal combustion engine 1 is extended. In particular, an inert gas content in the recirculated exhaust gas is increased. It also turns out that these embodiments can be advantageously combined with each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19960998 C1 [0002] DE 19960998 C1 [0002]

Claims (10)

Brennkraftmaschine (1) mit mindestens einem ersten Zylinder (9), mindestens einem zweiten Zylinder (15), einer Verbrennungsluftleitung (5) zur Zufuhr von Verbrennungsluft zu den Zylindern (3) und mit einer Abgassammelleitung (7) zur Ableitung von Abgas aus den Zylindern (3), und mit einer Abgasrückführleitung (11), wobei der mindestens eine erste Zylinder (9) unmittelbar ohne Abzweigung zu der Abgasrückführleitung (11) mit der Abgassammelleitung (7) in Fluidverbindung steht, wobei in einem Fluidpfad (19) von dem mindestens einen zweiten Zylinder (15) zu der Abgassammelleitung (7) eine erste Ventileinrichtung (21) angeordnet ist, durch die ein von dem mindestens einen zweiten Zylinder (15) emittierter Abgasstrom aufteilbar ist auf einen ersten, in die Abgassammelleitung (7) strömenden Teilstrom und einen zweiten, in der Abgasrückführleitung (11) zu der Verbrennungsluftleitung (5) strömenden Teilstrom, wobei in der Abgasrückführleitung (11) eine zweite Ventileinrichtung (23) angeordnet ist, durch die ein Strömungsquerschnitt der Abgasrückführleitung (11) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts von mindestens einer der ersten und der zweiten Ventileinrichtung (21, 23) ein Abgasnachbehandlungselement (25, 27) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) with at least one first cylinder ( 9 ), at least one second cylinder ( 15 ), a combustion air line ( 5 ) for supplying combustion air to the cylinders ( 3 ) and with an exhaust manifold ( 7 ) for the discharge of exhaust gas from the cylinders ( 3 ), and with an exhaust gas recirculation line ( 11 ), wherein the at least one first cylinder ( 9 ) immediately without branching to the exhaust gas recirculation line ( 11 ) with the exhaust manifold ( 7 ) is in fluid communication, wherein in a fluid path ( 19 ) of the at least one second cylinder ( 15 ) to the exhaust manifold ( 7 ) a first valve device ( 21 ) is arranged, through which one of the at least one second cylinder ( 15 ) emitted exhaust gas stream is divisible to a first, in the exhaust manifold ( 7 ) flowing partial flow and a second, in the exhaust gas recirculation line ( 11 ) to the combustion air line ( 5 ) flowing partial flow, wherein in the exhaust gas recirculation line ( 11 ) a second valve device ( 23 ) is arranged through which a flow cross-section of the exhaust gas recirculation line ( 11 ) is variable, characterized in that upstream of at least one of the first and the second valve device ( 21 . 23 ) an exhaust gas aftertreatment element ( 25 . 27 ) is arranged. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftleitung (5) eine Verdichteranordnung (31) mit mindestens einem Verdichter (33, 35) aufweist, wobei die Abgasrückführleitung (11) stromabwärts von mindestens einem Verdichter (33, 35) der Verdichteranordnung (31) in die Verbrennungsluftleitung (5) einmündet. Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the combustion air duct ( 5 ) a compressor arrangement ( 31 ) with at least one compressor ( 33 . 35 ), wherein the exhaust gas recirculation line ( 11 ) downstream of at least one compressor ( 33 . 35 ) of the compressor assembly ( 31 ) in the combustion air line ( 5 ). Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungselement (25, 27) als Katalysatorelement, vorzugsweise als Oxidationskatalysator, ausgebildet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas aftertreatment element ( 25 . 27 ) is formed as a catalyst element, preferably as an oxidation catalyst. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungselement (25) unmittelbar vor der ersten Ventileinrichtung (21) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas aftertreatment element ( 25 ) immediately before the first valve device ( 21 ) is arranged. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungselement (27) unmittelbar vor der zweiten Ventileinrichtung (23) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the exhaust aftertreatment element ( 27 ) immediately before the second valve device ( 23 ) is arranged. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Abgasnachbehandlungselement (25) stromaufwärts der ersten Ventileinrichtung (21), vorzugsweise unmittelbar vor der ersten Ventileinrichtung (21) angeordnet ist, wobei ein zweites Abgasnachbehandlungselement (27) stromaufwärts der zweiten Ventileinrichtung (23), vorzugsweise unmittelbar vor der zweiten Ventileinrichtung (23) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a first exhaust gas aftertreatment element ( 25 ) upstream of the first valve device ( 21 ), preferably immediately before the first valve device ( 21 ), wherein a second exhaust aftertreatment element ( 27 ) upstream of the second valve device ( 23 ), preferably immediately before the second valve device ( 23 ) is arranged. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgassammelleitung (7) eine Turbinenanordnung (45) mit mindestens einer Turbine (47, 49) aufweist, wobei die Turbinenanordnung (45) vorzugsweise stromabwärts einer Einmündung des Fluidpfads (19) von dem mindestens einen zweiten Zylinder (15) in die Abgassammelleitung (7) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust manifold ( 7 ) a turbine arrangement ( 45 ) with at least one turbine ( 47 . 49 ), wherein the turbine arrangement ( 45 ) preferably downstream of an opening of the fluid path ( 19 ) of the at least one second cylinder ( 15 ) into the exhaust manifold ( 7 ) is arranged. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) als Dieselmotor oder als Gasmotor, insbesondere Magergasmotor, ausgebildet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is designed as a diesel engine or as a gas engine, in particular a lean-burn gas engine. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Motorsteuergerät, durch welches die mindestens eine erste Ventileinrichtung (21) und die zweite Ventileinrichtung (23) vorzugsweise abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) ansteuerbar sind, wobei vorzugsweise durch das Motorsteuergerät der mindestens eine erste Zylinder (9) abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) abschaltbar ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by an engine control unit, by which the at least one first valve device ( 21 ) and the second valve device ( 23 ) preferably dependent on an operating point of the internal combustion engine ( 1 ), wherein preferably by the engine control unit of the at least one first cylinder ( 9 ) depending on an operating point of the internal combustion engine ( 1 ) can be switched off. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein weiteres Abgasnachbehandlungselement (63), vorzugsweise ein Katalysatorelement, das in der Abgassammelleitung (7) vorzugsweise stromabwärts der Turbinenanordnung (45) angeordnet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by a further exhaust gas aftertreatment element ( 63 ), preferably a catalyst element in the exhaust manifold ( 7 ) preferably downstream of the turbine assembly ( 45 ) is arranged.
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