DE102015104591A1 - Exhaust duct of an internal combustion engine, in particular with an exhaust gas turbocharger, and internal combustion engine with such an exhaust duct - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Abgaskanal. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskanal (18) einer Brennkraftmaschine (10) sowie eine Brennkraftmaschine (10) zur Verfügung zu stellen, die eine effiziente Kühlung des Abgases der Brennkraftmaschine (10) ermöglichen und dadurch den Einsatz kostengünstiger Werkstoffe im Bereich der strömungsführenden Bauteile stromabwärts einer solchen Brennkraftmaschine (10) zulassen. Bei einem erfindungsgemäßen Abgaskanal (18) einer Brennkraftmaschine (10) mit mindestens einem Kühlmittelkanal (38) zur Reduzierung der Temperatur des den Abgaskanal (18) durchströmenden Abgases der Brennkraftmaschine (10) ist zumindest in einem Teilbereich des Abgaskanals (18) mindestens eine den Querschnitt des Abgaskanals (18) veränderte Kühlstruktur (34) ausgebildet, die in Wirkverbindung zu dem mindestens einen Kühlmittelkanal (38) steht.The invention relates to an exhaust passage of an internal combustion engine, in particular a reciprocating internal combustion engine with turbocharger, and an internal combustion engine with such an exhaust passage. The invention has for its object to provide an exhaust passage (18) of an internal combustion engine (10) and an internal combustion engine (10) are available, which allow efficient cooling of the exhaust gas of the internal combustion engine (10) and thereby the use of cost-effective materials in the field of flow Allow components downstream of such an internal combustion engine (10). In an exhaust gas duct (18) according to the invention of an internal combustion engine (10) having at least one coolant channel (38) for reducing the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine (10) flowing through the exhaust duct (18), at least one of the cross sections is at least in a partial region of the exhaust gas duct (18) the cooling passage (34) is formed, which is in operative connection to the at least one coolant channel (38).
Description
Die Erfindung betrifft einen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Abgaskanal.The invention relates to an exhaust passage of an internal combustion engine, in particular a reciprocating internal combustion engine with exhaust gas turbocharger, and an internal combustion engine with such an exhaust passage.
Insbesondere bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen mit Abgasturbolader erreicht die Abgastemperatur, vor allem im Bereich der Nennleistung, sehr hohe Werte. Dies führt zu einer hohen Beanspruchung der strömungsführenden Bauteile, wie z. B. des Abgaskanals und einer stromabwärts der Brennkraftmaschine angeordneten Turbine eines Abgasturboladers. Im Einzelfall müssen für einzelne Elemente der strömungsführenden Bauteile aufgrund der hohen Temperaturbeanspruchung hochtemperaturbeständige Werkstoffe eingesetzt werden, die wiederum mit hohen Kosten verbunden sind.Particularly in spark-ignited internal combustion engines with turbocharger, the exhaust gas temperature, especially in the range of rated power, reaches very high values. This leads to a high stress on the flow-leading components, such. B. the exhaust passage and a downstream of the engine arranged turbine of an exhaust gas turbocharger. In individual cases, high-temperature-resistant materials must be used for individual elements of the flow-carrying components due to the high temperature stress, which in turn are associated with high costs.
Aus der Praxis ist es bekannt, die Abgastemperatur durch eine Gemischanreicherung (d. h. durch Anfettung) des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum der Brennkraftmaschine zu senken. Dies ist jedoch sowohl aufgrund eines daraus resultierenden erhöhten Kraftstoffverbrauches als auch aufgrund damit verbundener erhöhter Abgasemissionen unerwünscht.From practice it is known to reduce the exhaust gas temperature by a mixture enrichment (that is, by enrichment) of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine. However, this is undesirable both because of the resulting increased fuel consumption and due to the associated increased exhaust emissions.
Aus
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, die eine effiziente Kühlung des Abgases der Brennkraftmaschine, insbesondere vor dem Eintritt in einen stromabwärts der Brennkraftmaschine angeordneten Abgasturbolader, ermöglichen und dadurch den Einsatz kostengünstiger Werkstoffe im Bereich der strömungsführenden Bauteile stromabwärts einer solchen Brennkraftmaschine zulassen.The invention has for its object to provide an exhaust passage of an internal combustion engine and an internal combustion engine available that allow efficient cooling of the exhaust gas of the internal combustion engine, in particular before entering a downstream of the engine arranged exhaust gas turbocharger, and thereby the use of low cost materials in the field allow flow leading components downstream of such an internal combustion engine.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.
In einem erfindungsgemäßen Abgaskanal einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Kühlmittelkanal zur Reduzierung der Temperatur des den Abgaskanal durchströmenden Abgases der Brennkraftmaschine ist zumindest in einem Teilbereich des Abgaskanals mindestens eine den Querschnitt des Abgaskanals verändernde Kühlstruktur ausgebildet, die in Wirkverbindung zu dem mindestens einen Kühlmittelkanal steht. Als Kühlmittel können insbesondere flüssige und gasförmige Medien verwendet werden. Es ist insbesondere aus Kostengründen vorteilhaft, wenn als Kühlmittel Wasser eingesetzt wird. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn als Kühlmittel ein Kühlmittel verwendet wird, das gleichzeitig Kühlmittel mindestens eines weiteren Kühlkreislaufs ist, insbesondere eines Kühlkreislaufes einer Brennkraftmaschine. Mit Wirkverbindung ist gemeint, dass das Kühlmittel räumlich so nah an dem Abgaskanal vorbeigeführt ist, dass Wärme von den Abgaskanal durchströmendem Abgas zumindest mittelbar in das Kühlmittel eingeleitet und über dieses abgeführt wird, so dass der Kühlmittelkanal zumindest mittelbar und nachweislich zu einer Reduzierung der Temperatur des den Abgaskanal durchströmenden Abgases führt. Dazu kann der Kühlmittelkanal innerhalb, unmittelbar oder mittelbar benachbart zu der Kühlstruktur angeordnet sein. Als unmittelbar benachbart werden Kühlmittelkanäle bezeichnet, die direkt an die Kühlstruktur angrenzen. Bei mittelbar benachbarten Kühlmittelkanäle ist zwischen der Kühlstruktur und dem Kühlmittelkanal mindestens ein weiteres Element angeordnet, beispielsweise ein Materialsteg eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine. Ein erfindungsgemäßer Abgaskanal hat vor allem den Vorteil, dass die Temperatur des Abgases einer Brennkraftmaschine stromabwärts der Brennkraftmaschine reduziert werden kann und der Brennkraftmaschine nachgelagerte Elemente dann einer geringeren Temperaturbelastung unterliegen. Dadurch können insbesondere bei solchen Brennkraftmaschinen, die hohe Abgastemperaturen produzieren, nachgelagerte Elemente mit kostengünstigeren und weniger wärmebeständigen Werkstoffen versehen werden, wodurch die Herstellungskosten der Brennkraftmaschine selbst bzw. der nachgelagerten Elemente der Brennkraftmaschine reduziert werden können.In an exhaust gas duct according to the invention of an internal combustion engine having at least one coolant channel for reducing the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas duct of the internal combustion engine at least in a partial region of the exhaust duct is formed at least one cooling structure which changes the cross section of the exhaust duct, which is in operative connection with the at least one coolant duct. In particular, liquid and gaseous media can be used as the coolant. It is particularly advantageous for reasons of cost, if water is used as the coolant. It is also advantageous if a coolant is used as coolant, which is at the same time coolant of at least one further cooling circuit, in particular of a cooling circuit of an internal combustion engine. By operative connection is meant that the coolant is spatially bypassed so close to the exhaust duct that heat from the exhaust gas flowing through the exhaust gas is at least indirectly introduced into the coolant and discharged via this, so that the coolant channel at least indirectly and demonstrably to a reduction in the temperature of the the exhaust gas channel flowing exhaust gas leads. For this purpose, the coolant channel can be arranged within, directly or indirectly adjacent to the cooling structure. Immediately adjacent coolant channels are called, which are directly adjacent to the cooling structure. In the case of indirectly adjacent coolant channels, at least one further element is arranged between the cooling structure and the coolant channel, for example a material web of a cylinder head of the internal combustion engine. Above all, an exhaust gas duct according to the invention has the advantage that the temperature of the exhaust gas of an internal combustion engine downstream of the internal combustion engine can be reduced and the internal combustion engine downstream elements are then subjected to a lower temperature load. As a result, in particular in such internal combustion engines which produce high exhaust gas temperatures, downstream elements can be provided with less expensive and less heat-resistant materials, whereby the manufacturing costs of the internal combustion engine itself or of the downstream elements of the internal combustion engine can be reduced.
In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgaskanals ist als Kühlstruktur mindestens eine Kühlrippe ausgebildet, die in den Querschnitt des Abgaskanals hineinragt. Damit ist insbesondere gemeint, dass bei kontinuierlicher Fortführung des Querschnitts aus dem Bereich unmittelbar stromaufwärts der Kühlstruktur zu dem Bereich unmittelbar stromabwärts der Kühlstruktur der Querschnitt durch die in den Abgaskanal hineinragende Kühlrippe über einen bestimmten Längenabschnitt verengt ist. Dies muss nicht zwangsläufig zur Folge haben, dass der Querschnitt des Abgaskanals im Bereich der Kühlstruktur verkleinert ist. Es kann auch in dem Längenabschnitt des Abgaskanals mit der Kühlstruktur eine Änderung der äußeren Kontur des Querschnitts derart ausgebildet sein, dass der resultierende, für die Durchströmung mit Abgas zur Verfügung stehende Querschnitt des Abgaskanals in dem Bereich unmittelbar vor der Kühlstruktur, in dem Längenabschnitt mit der Kühlstruktur und/oder in dem Bereich hinter der Kühlstruktur eine konstante Größe aufweist oder sich in gleichem Maße verjüngt bzw. erweitert. Um eine über die Kühlstruktur hinweg konstante wirksame Querschnittsfläche zu erzielen, die zur Vermeidung von Druckverlusten wünschenswert ist, sollte eine durch die Kühlstruktur bewirkte Verengung kompensiert werden, beispielsweise indem die Außenwände des Abgaskanal in den entsprechenden Längenabschnitten aufgeweitet sind, so dass die für die Durchströmung des Abgases verfügbare Gesamtquerschnittsfläche trotz einer innerhalb des Querschnitts ausgebildeten Kühlstruktur genauso groß ist wie in einem stromaufwärts und/oder stromabwärts der Kühlstruktur liegenden Bereich (insbesondere ohne eine entsprechende Kühlstruktur). Zumindest sollte die Abweichung für die Durchströmung mit Abgas zur Verfügung stehenden Querschnittsfläche in dem Längenabschnitt mit der Kühlstruktur im Vergleich zu einem unmittelbar stromaufwärts und/oder stromabwärts liegenden Abschnitt nicht mehr als 30 Prozent betragen, bevorzugt nicht mehr als 20 Prozent und besonders bevorzugt nicht mehr als 15 Prozent.In a practical embodiment of an exhaust gas duct according to the invention, at least one cooling rib, which projects into the cross section of the exhaust gas duct, is formed as the cooling structure. This is In particular, it is meant that with continuous continuation of the cross section from the region immediately upstream of the cooling structure to the region immediately downstream of the cooling structure, the cross section is narrowed by the projecting into the exhaust passage cooling rib over a certain length. This does not necessarily mean that the cross section of the exhaust gas duct in the region of the cooling structure is reduced. It can also be formed in the longitudinal section of the exhaust passage with the cooling structure, a change in the outer contour of the cross section such that the resulting, available for the flow of exhaust gas cross-section of the exhaust passage in the region immediately in front of the cooling structure, in the longitudinal section with the Cooling structure and / or in the area behind the cooling structure has a constant size or tapers or widened to the same extent. In order to achieve an effective across the cooling structure across effective cross-sectional area, which is desirable to avoid pressure losses, a constriction caused by the cooling structure should be compensated, for example by the outer walls of the exhaust duct are widened in the respective lengths, so that the flow through the Exhaust gas available total cross-sectional area is the same size as in a lying upstream and / or downstream of the cooling structure area (in particular without a corresponding cooling structure) despite a cooling structure formed within the cross-section. At a minimum, the deviation for the cross-sectional area through which exhaust gas flows should be not more than 30 percent in the length portion with the cooling structure compared to an immediately upstream and / or downstream portion, preferably not more than 20 percent, and more preferably not more than 15 percent.
Wenn in einem erfindungsgemäßen Abgaskanal mehrere Kühlstrukturen innerhalb eines gemeinsamen Längenabschnitts des Abgaskanals ausgebildet und von außen in den Querschnitt des Abgaskanals hineinragend angeordnet sind, kann eine besonders vorteilhafte Kühlwirkung erzielt werden, insbesondere wenn die Kühlstruktur eine große Kühloberfläche innerhalb des Abgaskanals des Abgaskanals aufweist, die beim Durchströmen des Abgaskanals mit Abgas direkten Kontakt zu dem Abgas aufweist. Darüber hinaus kann durch die Ausbildung mehrerer nach innen ragender Kühlstrukturen oder durch die Ausbildung von – in Längsrichtung des Abgaskanals betrachtet – einem oder mehreren zur Innenseite des Abgaskanals ragenden Vorsprüngen gezielt eine Turbulenz oder eine erhöhte Turbulenz der Abgasströmung erzeugt werden, wodurch die Wärmeabfuhr weiter verbessert wird.If a plurality of cooling structures are formed within a common longitudinal section of the exhaust passage in an exhaust passage according to the invention and projecting from the outside in the cross section of the exhaust passage, a particularly advantageous cooling effect can be achieved, especially if the cooling structure has a large cooling surface within the exhaust passage of the exhaust passage, the Flow through the exhaust passage with exhaust gas has direct contact with the exhaust gas. In addition, by forming a plurality of inwardly projecting cooling structures or by the formation of - viewed in the longitudinal direction of the exhaust passage - one or more projections projecting to the inside of the exhaust duct targeted turbulence or increased turbulence of the exhaust gas flow can be generated, whereby the heat dissipation is further improved ,
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgaskanals wird durch mindestens eine als Kühlrippe ausgebildete Kühlstruktur der Abgaskanal zumindest in einem Teilbereich seiner Länge (d. h. in einem bestimmten Längenabschnitt) in mindestens zwei Teilkanäle aufgeteilt. Mit einer solchen Gestaltung kann ebenfalls eine hohe Wärmeabfuhr erzielt werden. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Kühlstruktur selbst in diesem Fall insoweit eine große, wärmeabführende Fläche aufweist, als die Kühlstruktur gleichzeitig die innenseitige Begrenzungswand beider Teilkanäle des Abgaskanals bildet. Darüber hinaus wird durch die Aufteilung in zwei Teilkanäle eine verstärkte Turbulenz, d. h. eine Verwirbelung des Abgases, bewirkt, welche die Wärmeabfuhr weiter fördert.In a further practical embodiment of an exhaust gas duct according to the invention, the exhaust duct is divided into at least two subchannels, at least in a partial region of its length (that is, in a certain length section) by at least one cooling structure designed as a cooling rib. With such a design, a high heat dissipation can also be achieved. The reason for this is that even in this case, the cooling structure has a large, heat-dissipating surface insofar as the cooling structure at the same time forms the inside boundary wall of both partial channels of the exhaust gas duct. In addition, by dividing it into two subchannels, enhanced turbulence, i. H. a turbulence of the exhaust gas, causes, which further promotes heat dissipation.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgaskanals ist der mindestens eine Kühlmittelkanal zumindest teilweise innerhalb der Kühlstruktur ausgebildet, d. h. der Kühlmittelkanal verläuft dort, wo – wenn keine Kühlstruktur in den Querschnitt hineinragen würde – das Abgas strömen würde. Diesbezüglich wird insbesondere auf die Möglichkeit verwiesen, dass ein Kühlmittelkanal über einen Teil seiner Länge mittig in einem Abgaskanal angeordnet sein kann, so dass dieser über seinen gesamten Umfang von Abgas umströmt wird. In diesem Fall wird der Teilbereich, in welchem der Kühlmittelkanal vollständig innerhalb des Abgaskanals angeordnet ist, vollständig von Abgas umströmt und ermöglicht somit eine besonders effiziente Nutzung des Kühlmittels und eine hohe Wärmeabfuhr.In a further practical embodiment of an exhaust gas duct according to the invention, the at least one coolant channel is formed at least partially within the cooling structure, i. H. the coolant channel runs where, if no cooling structure would protrude into the cross section, the exhaust gas would flow. In this regard, reference is made in particular to the possibility that a coolant channel may be arranged centrally in an exhaust gas duct over part of its length, so that exhaust gas flows around it over its entire circumference. In this case, the partial region, in which the coolant channel is arranged completely within the exhaust gas channel, completely flows around exhaust gas and thus enables a particularly efficient use of the coolant and a high heat dissipation.
Grundsätzlich ist es bevorzugt, eine Kühlstruktur so in einem erfindungsgemäßen Abgaskanal anzuordnen, dass der Querschnitt des Abgaskanals nicht oder nur zu einem geringen Prozentsatz (z. B. maximal 20 Prozent oder maximal 10 Prozent) den Querschnitt des Abgaskanals verengt, um Druckschwankungen und damit verbundene Verluste aufgrund einer Querschnittsveränderung zu vermeiden. Insoweit ist es bevorzugt, wenn der Querschnitt des Abgaskanals unmittelbar stromaufwärts der mindestens einen Struktur, im Bereich der mindestens einen Kühlstruktur und unmittelbar stromabwärts der mindestens einen Kühlstruktur eine Abweichung von maximal 30 Prozent bezogen auf den kleinsten Strömungsquerschnitt im Bereich der Kühlstruktur aufweist. Besonders bevorzugt sind Abweichungen von maximal 10 Prozent. Weiter bevorzugt ist eine Gestaltung des Abgaskanals, bei welcher im Bereich der mindestens einen Kühlstruktur keine Abweichung der Größe des Querschnitts realisiert ist.In principle, it is preferable to arrange a cooling structure in an exhaust gas duct according to the invention such that the cross section of the exhaust gas duct does not narrow or narrow the cross section of the exhaust gas duct to a small percentage (eg at most 20 percent or at most 10 percent) in order to avoid pressure fluctuations and related problems To avoid losses due to a cross-sectional change. In that regard, it is preferred if the cross section of the exhaust gas duct immediately upstream of the at least one structure, in the region of the at least one cooling structure and immediately downstream of the at least one cooling structure has a maximum deviation of 30 percent with respect to the smallest flow cross section in the region of the cooling structure. Deviations of at most 10 percent are particularly preferred. Further preferred is a design of the exhaust gas duct, in which no deviation of the size of the cross section is realized in the region of the at least one cooling structure.
Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine mit einem wie vorstehend beschriebenen Abgaskanal, bei welcher der Abgaskanal zumindest teilweise als integrierter Abgaskanal ausgebildet ist und die mindestens eine Kühlstruktur in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Eine solche Bauweise wird insbesondere bei kompakten Brennkraftmaschinen verwendet, bei welchen eine erhöhte Wärmeabfuhr innerhalb des integrierten Abgaskanals von besonderem Nutzen ist, insbesondere stromabwärts des Zylinderkopfes und somit stromabwärts der mindestens einen Kühlrippe ein Abgasturbolader angeordnet ist. Wie in der Beschreibungseinleitung bereits erwähnt, müssen für Abgasturbolader und/oder Abgaskanäle, die in Brennkraftmaschinen mit integriertem Abgaskanal und stromabwärts angeordneten Abgasturbolader eingesetzt werden, teilweise sehr hochpreisige und temperaturbeständige Werkstoffe eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Brennkraftmaschine kann die Temperatur des Abgases vor dem Eintritt in eine Turbine eines Abgasturboladers wirksam reduziert werden, so dass der Abgaskanal selbst bzw. einzelne Elemente eines Abgasturboladers mit weniger temperaturbeständigen und kostengünstiger verfügbaren Werkstoffen ausgebildet werden können.The invention also relates to an internal combustion engine having an exhaust duct as described above, in which the exhaust duct is at least partially formed as an integrated exhaust duct and the at least one cooling structure in the Cylinder head of the internal combustion engine is formed. Such a design is used in particular in compact internal combustion engines, in which an increased heat dissipation within the integrated exhaust duct is of particular use, in particular downstream of the cylinder head and thus downstream of the at least one cooling fin an exhaust gas turbocharger is arranged. As already mentioned in the introduction to the description, in some cases very high-priced and temperature-resistant materials must be used for exhaust-gas turbochargers and / or exhaust-gas ducts which are used in internal combustion engines with integrated exhaust-gas duct and downstream exhaust-gas turbocharger. The inventive design of an internal combustion engine, the temperature of the exhaust gas can be effectively reduced before entering a turbine of an exhaust gas turbocharger, so that the exhaust duct itself or individual elements of an exhaust gas turbocharger can be formed with less temperature-resistant and less expensive available materials.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist zwischen dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine und dem Abgasturbolader ein Zwischenelement mit einer Kühleinrichtung ausgebildet. Mit einem Zwischenelement ist ein separat hergestelltes Bauteil gemeint, das – insbesondere mittels Flanschverbindungen – zwischen einem Zylinderkopf und einer Eingangsseite eines Abgasturboladers (oder einem weiteren Zwischenelement vor einem Abgasturbolader oder einem Abgasnachbehandlungssystem) angeordnet wird, um Abgas von dem Zylinderkopf in den Abgasturbolader und/oder ein Abgasnachbehandlungssystem einzuleiten. Das Zwischenelement kann ebenfalls eine wie vorstehend beschriebene Kühlstruktur und/oder mindestens einen Kühlmittelkanal zur Kühlung (nur) der Außenwände des in dem Zwischenelement ausgebildeten Abgaskanals aufweisen. Mithilfe solcher Zwischenelemente kann eine besonders wirksame Kühlung in solchen Motoren erfolgen, die aufgrund der Packageanforderungen eine weiter stromabwärts gelegene Anordnung des Abgasturboladers ermöglichen, um bedarfsweise ein Zwischenelement anzuordnen. Das Zwischenelement kann dann als separates Bauteil hergestellt und modular in Brennkraftmaschinen verschiedener Leistungsstufen bedarfsweise mit oder ohne Kühlvorrichtung eingesetzt werden. So kann in Brennkraftmaschinen, die Baugleich mit anderen Brennkraftmaschinen sind, jedoch eine erhöhte Leistung aufweisen (beispielsweise durch höhere Aufladung), bedarfsweise ein passendes, separates Zwischenelement installiert werden. So können die Herstellungskosten für verschiedene Typen von Brennkraftmaschinen minimiert und die Wärmeabfuhr für den jeweiligen Typ der Brennkraftmaschine optimiert werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Zwischenelement in Wirkverbindung zu dem genannten Kühlmittelkanal oder einem anderen Kühlmittelkanal der Brennkraftmaschine steht, so dass ein bereits existierender Kühlkreislauf um einen weiteren, durch das Zwischenelement führenden Kühlkreislauf, erweitert wird. In diesem Fall kann die Kühlung des Zwischenelements auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise realisiert werden.In a further practical embodiment of an internal combustion engine according to the invention, an intermediate element with a cooling device is formed between the cylinder head of the internal combustion engine and the exhaust-gas turbocharger. By an intermediate element is meant a separately manufactured component which is arranged between a cylinder head and an input side of an exhaust gas turbocharger (or a further intermediate element in front of an exhaust gas turbocharger or an exhaust aftertreatment system) to exhaust gas from the cylinder head into the exhaust gas turbocharger and / or to initiate an exhaust aftertreatment system. The intermediate element can likewise have a cooling structure as described above and / or at least one coolant channel for cooling (only) the outer walls of the exhaust gas channel formed in the intermediate element. By means of such intermediate elements, a particularly effective cooling can take place in engines which, due to the requirements of the package, allow a further downstream arrangement of the exhaust-gas turbocharger in order, if necessary, to arrange an intermediate element. The intermediate element can then be produced as a separate component and can be used modularly in internal combustion engines of different power levels, if necessary with or without a cooling device. Thus, in internal combustion engines, which are identical to other internal combustion engines, but have increased performance (for example, by higher charge), if necessary, a matching, separate intermediate element can be installed. Thus, the manufacturing costs for various types of internal combustion engines can be minimized and the heat dissipation optimized for the respective type of internal combustion engine. It is particularly preferred if the intermediate element is operatively connected to the said coolant channel or another coolant channel of the internal combustion engine, so that an already existing cooling circuit is extended by a further cooling circuit leading through the intermediate element. In this case, the cooling of the intermediate element can be realized in a particularly simple and cost-effective manner.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Further practical embodiments and advantages of the invention are described below in conjunction with the drawings. Show it:
In
In den
In den
Die Kühlstruktur
Aus
Analog zu
Bei der in
Wie aus den gezeigten Ausführungsbeispielen ersichtlich ist, können Kühlmittelkanäle
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden. Diesbezüglich wird insbesondere noch einmal darauf verwiesen, dass eine Kühlstruktur
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 1212
- Zylindercylinder
- 1414
- Abgaskanalexhaust duct
- 1616
- Mündungsstelleopening point
- 1818
- Sammel-AbgaskanalConverging exhaust channel
- 18a18a
- oberer TeilkanalUpper subchannel
- 18b18b
- unterer Teilkanallower sub-channel
- 2020
- Zylinderkopfcylinder head
- 2222
- Zwischenelementintermediate element
- 2424
- Turbineturbine
- 2626
- Abgasturboladerturbocharger
- 2828
- Verdichtercompressor
- 3030
- Bypassbypass
- 3232
- Abgasnachbehandlungssystemaftertreatment system
- 3434
- Kühlstrukturcooling structure
- 3636
- Kühlrippecooling fin
- 3838
- KühlmittelkanalCoolant channel
- 4040
- Außenwandouter wall
- 4242
- Vorsprunghead Start
- 4444
- Materialstegmaterial web
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- WO 2009/019153 A2 [0005] WO 2009/019153 A2 [0005]
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