DE102016013969A1 - Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen - Google Patents

Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens zwei Brennräumen (14a, b), welchen jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander getrennte Auslasskanäle (36a–d) zugeordnet sind, über welche Abgas aus den Brennräumen (14a, b) abführbar ist, mit einem ersten Abgaskrümmer (24), dessen von Abgas aus den Brennräumen (14a, b) durchströmbarer erster Abgaskanal (30) über einen ersten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit einem ersten der Brennräume (14a, b) und über einen zweiten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit dem zweiten Brennraum (14b) verbunden ist, und mit einem zweiten Abgaskrümmer (26), dessen von Abgas aus den Brennräumen (14a, b) durchströmbarer und zumindest teilweise von dem ersten Abgaskanal (30) getrennter zweiter Abgaskanal (34) über einen dritten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit dem ersten Brennraum (14a) und über einen vierten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit dem zweiten Brennraum (14b) verbunden ist, wobei zumindest ein erster Teilbereich (36) des zweiten Abgaskanals (34) innerhalb zumindest eines zweiten Teilbereichs (38) des ersten Abgaskanals (30) verläuft und mittels wenigstens einer zwischen den Teilbereichen (36, 38) angeordneten Wandung (40) des zweiten Abgaskrümmers (26) von dem zweiten Teilbereich (38) getrennt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 007 310 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens zwei Brennräume auf, welchen jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander getrennte Auslasskanäle zugeordnet sind. Über die Auslasskanäle kann Abgas aus den beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennräumen abgeführt werden. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner einen ersten Abgaskrümmer, welcher einen von Abgas aus den Brennräumen durchströmbaren ersten Abgaskanal aufweist. Der erste Abgaskanal ist über einen ersten der Auslasskanäle fluidisch mit einem ersten der Brennräume und über einen zweiten der Auslasskanäle fluidisch mit dem zweiten Brennraum verbunden. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine einen zweiten Abgaskrümmer, welcher einen von Abgas aus den Brennräumen durchströmbaren zweiten Abgaskanal aufweist. Der zweite Abgaskanal ist zumindest teilweise von dem ersten Abgaskanal getrennt und über einen dritten der Auslasskanäle fluidisch mit dem ersten Brennraum sowie über einen vierten der Auslasskanäle fluidisch mit dem zweiten Brennraum verbunden.
  • Ferner offenbart die DE 41 27 366 A1 eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, mit einer insbesondere katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung. Stromauf der Abgasreinigungsvorrichtung sind Abgasrohre, welche zumindest zwei einzelnen Zylindern oder Zylindergruppen zugeordnet sind, zusammengeführt. Ferner ist es vorgesehen, dass über einen weiten Bereich das eine Abgasrohr innerhalb des anderen Abgasrohrs verläuft.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein erster Teilbereich des zweiten Abgaskanals innerhalb eines zumindest zweiten Teilbereichs des ersten Abgaskanals verläuft, wobei der erste Teilbereich mittels wenigstens einer zwischen den Teilbereichen angeordneten Wandung des zweiten Abgaskrümmers von dem zweiten Teilbereich getrennt ist.
  • Durch die Anordnung zumindest des ersten Teilbereichs innerhalb des zweiten Teilbereichs kann eine besonders effektive und effiziente Abgasnachbehandlung realisiert werden, sodass sich ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt. Insbesondere in Kombination mit einem Ventiltrieb, mittels welchem jeweilige Hübe von den jeweiligen Auslasskanälen zugeordneten Auslassventilen einstellbar sind, kann eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Abgasnachbehandlung, insbesondere in Abhängigkeit von jeweiligen Betriebsbereichen und somit in Abhängigkeit von jeweiligen Massenströmen des Abgases, realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, eine besonders vorteilhafte Temperatur einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zum Nachbehandeln des Abgases einzustellen beziehungsweise die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders schnell auf diese vorteilhafte Temperatur zu bringen und/oder auf dieser Temperatur zu halten, um dadurch einen besonders effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine schematische Draufsicht einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit zwei jeweilige Abgaskanäle aufweisenden Abgaskrümmern, deren Abgaskanäle zumindest teilweise konzentrisch zueinander verlaufen; und
  • 2 eine schematische Querschnittsansicht der Abgaskrümmer.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ein Gehäuseelement 12, welches auch als Motorblock oder Zylindergehäuse bezeichnet wird. Durch das Gehäuseelement 12 sind Brennräume 14a–d der als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet, wobei die Brennräume 14a–d als Zylinder ausgebildet sind. Beispielsweise während eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 werden den Brennräumen 14a–d Luft und ein Kraftstoff, insbesondere ein flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 zugeführt. Dadurch entsteht im jeweiligen Brennraum 14a–d ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches verbrannt wird. Daraus resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist eine Einlassseite 16 auf, auf welcher ein von der Luft durchströmbarer Ansaugtrakt angeordnet ist. Mittels des Ansaugtrakts wird die Luft zu den und insbesondere in die Brennräume 14a–d geführt. Der Ansaugtrakt umfasst dabei wenigstens ein von der Luft durchströmbares Luftrohr 18, welches auch als Saugrohr, Saugmodul oder dergleichen bezeichnet wird.
  • Ferner sind den Brennräumen 14a–d jeweilige Einlasskanäle 20a–h zugeordnet, denen die Luft aus dem Luftrohr 18 zuführbar ist. Mit anderen Worten kann die das Luftrohr 18 durchströmende Luft aus dem Luftrohr 18 aus- und in die Einlasskanäle 20a–h einströmen und die Einlasskanäle 20a–h durchströmen. Mittels der Einlasskanäle 20a–h wird die die Einlasskanäle 20a–h durchströmende Luft in die Brennräume 14a–d geführt beziehungsweise eingeleitet.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst beispielsweise wenigstens eine in den Fig. nicht erkennbare Aufladeeinrichtung, welche wenigstens eine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbare Turbine und wenigstens einen von der Turbine antreibbaren Verdichter aufweist. Der Verdichter ist in dem Ansaugtrakt angeordnet und kann dadurch, dass der Verdichter von der Turbine angetrieben wird, die den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichteten. Die verdichtete Luft wird auch als Ladeluft bezeichnet. Da die das Luftrohr 18 durchströmende Luft mittels des Luftrohrs 18 auf die Einlasskanäle 20a–h aufgeteilt wird, und da die Luft beispielsweise als Ladeluft ausgebildet sein kann, kann das Luftrohr 18 als so genannter Ladeluftverteiler fungieren. Da der Verdichter zum Verdichten der Luft von der Turbine angetrieben wird, und da die Turbine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 angetrieben werden kann, kann im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden.
  • Dem jeweiligen Einlasskanal 20a–h ist ein in den Fig. nicht näher gestelltes Einlassventil zugeordnet, welches zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbar ist. In der Schließstellung versperrt das jeweilige Einlassventil den jeweiligen, dem jeweiligen Einlassventil zugeordneten Einlasskanal 20a–h, sodass keine Luft aus dem jeweiligen Einlasskanal 20a–h in den jeweiligen Brennraum 14a–d strömen kann. In der Offenstellung jedoch gibt das jeweilige Einlassventil den jeweils zugehörigen beziehungsweise zugeordneten Einlasskanal 20a–h frei, sodass Luft aus dem jeweiligen Einlasskanal 20a–h in den jeweiligen Brennraum 14a–d strömen kann.
  • Darüber hinaus weist die Verbrennungskraftmaschine 10 eine Auslassseite 22 auf, auf welcher ein von dem Abgas durchströmbarer Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordnet ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird mittels des Abgastrakts das Abgas aus den Brennräumen 14a–d abgeführt, wobei der Abgastrakt von dem Abgas durchströmbar ist.
  • Der Abgastrakt und somit die Verbrennungskraftmaschine 10 umfassen dabei einen ersten Abgaskrümmer 24 sowie einen zweiten Abgaskrümmer 26. Aus 1 ist erkennbar, dass der erste Abgaskrümmer 24 erste Einzelkanäle 28a–d und einen als Sammelkanal fungierenden und mit den Einzelkanälen 28a–d fluidisch verbundenen ersten Abgaskanal 30 aufweist. Der Abgaskanal 30 ist über die Einzelkanäle 28a–d mit den Brennräumen 14a–d fluidisch verbunden, sodass der Abgaskanal 30 von Abgas aus den Brennräumen 14a–d durchströmbar ist.
  • Der zweite Abgaskrümmer 26 weist zweite Einzelkanäle 32a–d und einen als Sammelkanal fungierenden zweiten Abgaskanal 34 auf, welcher mit den Einzelkanälen 32a–d fluidisch verbunden ist. Der zweite Abgaskanal 34 ist über die Einzelkanäle 32a–d fluidisch mit den Brennräumen 14a–d verbunden, sodass der zweite Abgaskanal 34 von Abgas aus den Brennräumen 14a–d durchströmbar ist.
  • Hierzu weist die Verbrennungskraftmaschine 10 den Brennräumen 14a–d zugeordnete Auslasskanäle 36a–h auf. Dabei sind die Auslasskanäle 36a und 36b dem Brennraum 14a zugeordnet und demzufolge von Abgas aus dem Brennraum 14a durchströmbar, wobei die Auslasskanäle 36a und 36b zumindest teilweise voneinander getrennt sind. Die Auslasskanäle 36c und 36d sind dem Brennraum 14b zugeordnet und zumindest teilweise voneinander getrennt, wobei die Auslasskanäle 36e und 36f dem Brennraum 14c zugeordnet und zumindest teilweise voneinander getrennt sind. Die Auslasskanäle 36g und 36h sind zumindest teilweise voneinander getrennt und dem Brennraum 14d zugeordnet, sodass die Auslasskanäle 36c und 36d von Abgas aus dem Brennraum 14b, die Auslasskanäle 36e und 36f von Abgas aus dem Brennraum 14c und die Auslasskanäle 36g und 35h von Abgas aus dem Brennraum 14d durchströmbar sind. Auch die Einzelkanäle 28a–d sind zumindest teilweise voneinander getrennt, wobei die Einzelkanäle 32a–d zumindest teilweise voneinander getrennt sind. Ferner sind die Einzelkanäle 28a–d und 32a–d zumindest teilweise paarweise voneinander getrennt.
  • Aus 1 ist erkennbar, dass der Einzelkanal 28a fluidisch mit dem Auslasskanal 36a, der Einzelkanal 28b fluidisch mit dem Auslasskanal 36c, der Einzelkanal 28c fluidisch mit dem Auslasskanal 36f und der Einzelkanal 28d fluidisch mit dem Auslasskanal 36h verbunden ist. Dadurch wird Abgas aus den Brennräumen 14a–d über die Einzelkanäle 28a–d in den ersten Abgaskanal 30 geleitet und somit mittels des ersten Abgaskanals 30 beziehungsweise in dem ersten Abgaskanal 30 zusammengeführt. Mit anderen Worten wird Abgas aus den Brennräumen 14a–d mittels des ersten Abgaskrümmers 24 und somit in dem ersten Abgaskanal 30 zusammengeführt. Ferner ist aus 1 erkennbar, dass der Einzelkanal 32a fluidisch mit dem Auslasskanal 36b, der Einzelkanal 32b fluidisch mit dem Auslasskanal 36d, der Einzelkanal 32c fluidisch mit dem Auslasskanal 36e und der Einzelkanal 32d fluidisch mit dem Auslasskanal 36g verbunden ist, sodass Abgas aus den Brennräumen 14a–d über die Einzelkanäle 32a–d in den zweiten Abgaskanal 34 geleitet wird. Somit wird Abgas aus den Brennräumen 14a–d mittels des zweiten Abgaskanals 34 beziehungsweise in dem zweiten Abgaskanal 34 zusammengeführt, sodass die Brennräume 14a–d beziehungsweise deren Abgas mittels des zweiten Abgaskrümmers 26 und somit in dem zweiten Abgaskanal 34 zusammengeführt werden beziehungsweise sind. Insgesamt ist somit erkennbar, dass der erste Abgaskanal 30 über die Auslasskanäle 36a, 36b, 36c, 36f und 36h fluidisch mit den Brennräumen 14a–d verbunden ist, wobei der zweite Abgaskanal 34 über die Auslasskanäle 36b, 36d 36e und 36g fluidisch mit den Brennräumen 14a–d verbunden ist.
  • Um nun einen besonders effizienten und somit beispielsweise kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 zu realisieren, verläuft zumindest ein erster Teilbereich 37 des zweiten Abgaskanals 34 innerhalb zumindest eines zweiten Teilbereichs 38 des ersten Abgaskanals 30 und ist mittels wenigstens einer zwischen den Teilbereichen 37 und 38 angeordneten Wandung 40 des zweiten Abgaskrümmers 26 von dem zweiten Teilbereich 38 getrennt. Dabei ist aus 1 erkennbar, dass die Teilbereiche 37 und 38 der Abgaskanäle 30 und 34 jeweilige Endbereiche sind, welche jeweilige Austritte 42 und 44 der Abgaskrümmer 24 und 26 umfassen. Über die Austritte 42 und 44 der Abgaskrümmer 24 und 26 kann das Abgas aus den jeweiligen Abgaskrümmern 24 und 26 abgeführt werden. Beispielsweise ist eine in den Fig. nicht dargestellte Abgasverrohrung des Abgastrakts über die Austritte 42 und 44 fluidisch mit den Abgaskanälen 30 und 34 verbunden, sodass das die Abgaskanäle 30 und 34, insbesondere die Teilbereiche 36 und 38, durchströmende Abgas über die Austritte 42 und 44 aus den Abgaskrümmern 24 und 26 aus- und in die Abgasverrohrung einströmen kann.
  • In dem Abgastrakt ist beispielsweise eine in den Fig. nicht dargestellte Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet, mittels welcher das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 nachbehandelt wird. Mittels der Abgasverrohrung wird beispielsweise das Abgas zu der Abgasnachbehandlungseinrichtung geführt, wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung von dem Abgas durchströmbar ist. Ferner ist es möglich, dass die zuvor genannte Turbine in dem Abgastrakt angeordnet ist, sodass das Abgas mittels der Abgasverrohrung zu der Turbine beziehungsweise zu mehreren, im Abgastrakt angeordneten Turbinen, geleitet wird.
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Abgaskrümmer 24 und 26, insbesondere in den genannten Endbereichen. Aus 2 ist besonders gut erkennbar, dass die Teilbereiche 36 und 38 und somit die Abgaskrümmer 24 und 26 in ihren genannten Endbereichen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Somit ist beispielsweise ein konzentrischer Krümmerabgangs-Flansch beziehungsweise Krümmer-Übergang zu der Abgasnachbehandlungseinrichtung realisierbar, sodass beispielsweise – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – eine massenstromabhängige konzentrische Abgasnachbehandlung darstellbar ist.
  • Die genannte Turbine ist beispielsweise als Segmentturbine ausgebildet, welche wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander getrennte und von Abgas durchströmbare Segmente umfasst, mittels welchen das die Segmente durchströmende Abgas zu einem Turbinenrad der Turbine geführt wird. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein erstes der Segmente fluidisch mit dem Abgaskanal 30 verbunden und somit von dem Abgas aus dem Abgaskanal 30 durchströmbar ist, wobei ein zweites der Segmente fluidisch mit dem Abgaskanal 34 verbunden und somit von dem Abgas aus dem Abgaskanal 34 durchströmbar ist.
  • Ferner ist es denkbar, dass die Aufladeeinrichtung wenigstens zwei getrennte Turbinen umfasst, insbesondere dann, wenn eine Biturbo-Aufladung und/oder eine Registeraufladung und/oder eine zweistufige Aufladung vorgesehen ist. Dabei ist beispielsweise eine erste der Turbinen fluidisch mit dem Abgaskanal 30 verbunden und somit von dem Abgas aus dem Abgaskanal 30 antreibbar, wobei eine zweite der Turbinen fluidisch mit dem Abgaskanal 34 verbunden und somit von dem Abgas aus dem Abgaskanal 34 antreibbar ist.
  • Beispielsweise ist dem jeweiligen Auslasskanal 36a–h ein Auslassventil zugeordnet. Das jeweilige Auslassventil ist zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbar. In der Schließstellung versperrt das jeweilige Auslassventil den dem jeweiligen Auslassventil zugeordnete Auslasskanal 36a–h, sodass kein Abgas aus dem jeweiligen Brennraum 14a–d in den jeweiligen Auslasskanal 36a–h strömen kann. In der jeweiligen Offenstellung gibt das jeweilige Auslassventil den jeweils zugeordneten beziehungsweise zugehörigen Auslasskanal 36a–h frei, sodass Abgas aus dem jeweiligen Brennraum 14a–d in den jeweiligen Auslasskanal 36a–h strömen kann. In 1 ist das dem Auslasskanal 36a zugeordnete Auslassventil besonders schematisch dargestellt und mit 46a bezeichnet. Ferner ist in 1 das dem Auslasskanal 36d zugeordnete Auslassventil besonders schematisch dargestellt und mit 46b bezeichnet. In Fig. ist darüber hinaus das dem Auslasskanal 36a zugeordnete Auslassventil besonders schematisch dargestellt und mit 46c bezeichnet, wobei in 1 darüber hinaus das dem Auslasskanal 36h zugeordnete Auslassventil besonders schematisch dargestellt und mit 46d bezeichnet ist.
  • Zumindest die Auslassventile 46a–d weisen einen variable einstellbaren, das heißt variierbaren Ventilhub auf, sodass das jeweilige Auslassventil 46a–d zwischen der jeweiligen Schließstellung und wenigstens zwei voneinander unterschiedlichen Offenstellungen verstellbar ist. Dadurch sind mittels des jeweiligen Auslassventils 46a–d wenigstens zwei voneinander und von null unterschiedliche Werte eines Strömungsquerschnitts einstellbar, über welchen das Abgas in der jeweiligen Offenstellung des jeweiligen Auslassventils 46a–d aus dem jeweiligen Brennraum 14a–d in den jeweiligen Auslasskanal 36a, 36d, 36e beziehungsweise 36h strömen kann. Dieser Strömungsquerschnitt wird auch als Öffnungsquerschnitt oder Ventilquerschnitt bezeichnet. Dabei ist beispielsweise zumindest den Auslassventilen 46a–d ein variabler Ventiltrieb zugeordnet, mittels welchem der jeweilige Ventilhub variabel einstellbar ist. Dieser variable Ventilhub wird auch als Camtronic bezeichnet.
  • Bei der Verbrennungskraftmaschine 10 kann die auf der Auslassseite 22 angeordnete Camtronic (variabler Ventilhub) zur Trennung des Abgasmassenstroms in den Krümmern realisiert werden, an deren Austritten 42 und 44 zwei konzentrische, von dem Abgas durchströmbare Rohrquerschnitte vorliegen, insbesondere mit dem Ziel, in Kennfeldbereichen mit geringen Abgasmassenströmen das Abgas beziehungsweise dessen Massenstrom auf den innenliegenden Abgaskanal 34 zu konzentrieren, um dort die kritische Arbeitstemperatur zum Umsatz in der Abgasnachbehandlungseinrichtung schnellstmöglich zu erreichen. Mit anderen Worten kann durch die konzentrische Anordnung der Abgaskanäle 30 und 34 und insbesondere durch die Nutzung des variablen Ventilhubs eine besonders hohe Temperatur des Abgases in dem Abgaskanal 34 realisiert werden, sodass beispielsweise im Rahmen eines Warmlaufs der Verbrennungskraftmaschine 10 die Abgasnachbehandlungseinrichtung besonders schnell, das heißt in besonders kurzer Zeit, auf eine vorteilhafte Temperatur beziehungsweise in einen vorteilhaften Temperaturbereiche gebracht werden kann.
  • Diese Temperatur beziehungsweise dieser Temperaturbereich ist besonders vorteilhaft für die durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung bewirkbare Nachbehandlung des Abgases. Der Teilbereich 38 umgibt den Teilbereich 36 in dessen Umfangsrichtung vollständig umlaufend, sodass der Teilbereich 36 mittels des Teilbereichs 38 thermisch isoliert ist. Der Abgaskanal 34 stellt somit einen inneren Pfad dar, welcher mittels des einen äußeren Pfad darstellenden Teilbereichs 38 thermisch isoliert wird. Somit kann ein übermäßiger Verlust von Abwärme aus dem inneren Pfad vermieden werden, wobei der innere Pfad beispielsweise den äußeren Pfad aufheizen kann, welcher zunächst als zusätzliche Isolation dient. Bei stark instationärem Verhalten kann eine Auskühlung gering gehalten werden, insbesondere dann, wenn kaltes Abgas gezielt auf die zwei als Fluten ausgebildeten Pfade verteilt wird. Ebenso kann in dem äußeren Pfad bei hoher Last, insbesondere bei Volllast, vorhandene Hitze genutzt werden, um den inneren Pfad eine besonders lange Zeit vor einer übermäßigen Auskühlung zu schützen, auch wenn nur noch kritische Laste gefahren werden. Ferner kann auch im Rahmen eines Start-Stopp-Betriebs ein übermäßiger Wärmeverlust vermieden werden beziehungsweise eine besonders vorteilhafte Temperatur des Abgases und somit der Abgasnachbehandlungseinrichtung gewährleistet werden.
  • Der variable Ventiltrieb stellt dabei eine Option zur Anpassung des Ventilquerschnitts und somit der Durchflüsse dar, wobei die auf die beschriebene Weise getrennten Abgasmassenströme nicht nur effizient in massenstromabhängigen Abgasnachbehandlungen, sondern auch im Rahmen einer Segmentturbine für eine optimale Ladeagilität genutzt werden können. Somit kann mit Hilfe des variablen Ventiltriebs nicht nur eine besonders vorteilhafte Agilität in Verbindung mit einer schaltbaren Flutenverbindung ermöglicht werden, sondern bei konzentrischer Ausgestaltung der auch als Fluten bezeichneten Abgaskanäle 30 und 34 kann auch eine massenstromabhängige vorteilhafte Abgasnachbehandlung realisiert werden.
  • Insgesamt ist es möglich, die Abgasnachbehandlung in zwei Kennfeldbereiche mit Massenstromabhängigkeit aufzuteilen. Dadurch können die Emissionen gering gehalten werden. Ferner kann im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen eine Kostenreduktion durch selektive Beschichtung dargestellt werden. Bislang sind solche Überlegungen an erforderlichen Klappen im Abgastrakt zur Massenstromaufteilung gescheitert, was nun jedoch mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 möglich ist.
  • Dadurch, dass die Teilbereiche 36 und 38 die zuvor beschriebenen, die Austritte 42 und 44 umfassenden Endbereiche sind, kann eine konzentrische Abgasführung mit einer Flutentrennung bis hin zur Abgasnachbehandlungseinrichtung beziehungsweise bis hin zur Turbine realisiert werden. Unter der Flutentrennung ist dabei zu verstehen, dass die Wandung 40 zwischen den Abgaskanälen 30 und 34 beziehungsweise zwischen den Teilbereichen 36 und 38 angeordnet ist. Durch den Einsatz der auch als Auslass-Camtronic bezeichneten Camtronic, mittels welcher die Ventilhübe der Auslassventile 46a–d variable einstellbar sind, kann eine Schaltbarkeit der Flutentrennung beziehungsweise der Massenströme des Abgases durch die Abgaskanäle 30 und 34 realisiert werden, insbesondere mit Option auf eine flutenselektive Abgasnachbehandlung vor der Turbine. Mit anderen Worten ist es möglich, durch variables Einstellen der Ventilhübe der Auslassventile 46a–d jeweilige, durch die Abgaskanäle 30 und 34 (Fluten) strömende Mengen des Abgases einzustellen, um dadurch beispielsweise eine besonders vorteilhafte Temperatur des Abgases und somit der Abgasnachbehandlungseinrichtung einstellen beziehungsweise beeinflussen zu können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014007310 A1 [0002]
    • DE 4127366 A1 [0003]

Claims (4)

  1. Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens zwei Brennräumen (14a, b), welchen jeweils wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander getrennte Auslasskanäle (36a–d) zugeordnet sind, über welche Abgas aus den Brennräumen (14a, b) abführbar ist, mit einem ersten Abgaskrümmer (24), dessen von Abgas aus den Brennräumen (14a, b) durchströmbarer erster Abgaskanal (30) über einen ersten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit einem ersten der Brennräume (14a, b) und über einen zweiten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit dem zweiten Brennraum (14b) verbunden ist, und mit einem zweiten Abgaskrümmer (26), dessen von Abgas aus den Brennräumen (14a, b) durchströmbarer und zumindest teilweise von dem ersten Abgaskanal (30) getrennter zweiter Abgaskanal (34) über einen dritten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit dem ersten Brennraum (14a) und über einen vierten der Auslasskanäle (36a–d) fluidisch mit dem zweiten Brennraum (14b) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Teilbereich (36) des zweiten Abgaskanals (34) innerhalb zumindest eines zweiten Teilbereichs (38) des ersten Abgaskanals (30) verläuft und mittels wenigstens einer zwischen den Teilbereichen (36, 38) angeordneten Wandung (40) des zweiten Abgaskrümmers (26) von dem zweiten Teilbereich (38) getrennt ist.
  2. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest dem ersten Auslasskanal (36a) und dem vierten Auslasskanal (36d) jeweils ein Auslassventil (46a, b) zugeordnet ist, dessen Ventilhub variabel einstellbar ist.
  3. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (36, 38) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
  4. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (36, 38) der Abgaskanäle (30, 34) jeweilige Endbereiche sind, welche jeweilige Austritte (42, 44) umfassen, über welche das Abgas aus den jeweiligen Abgaskrümmern (24, 26) abführbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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