DE102019006006A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt (14), mittels welchem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine (10) mit der den Ansaugtrakt (14) durchströmenden Luft versorgbar sind. In dem Ansaugtrakt (14) ist ein Luftfilter (16) zum Filtern der den Ansaugtrakt (14) durchströmenden Luft angeordnet. Es ist ein von Abgas aus den Zylindern durchströmbarer Abgastrakt (18) vorgesehen, in welchem wenigstens ein von dem Abgas durchströmbares Abgasnachbehandlungselement (22) zum Nachbehandeln des Abgases angeordnet ist. Außerdem ist ein mit Luft aus einer Umgebung (34) der Verbrennungskraftmaschine (10) versorgbarer und dadurch von der Luft aus der Umgebung (34) durchströmbarer Luftpfad (36) vorgesehen, in welchem der Luftfilter (16), und eine Umgehungsleitung (38) angeordnet sind, welche alle mittels des Ansaugtrakts (14) mit der den Ansaugtrakt (14) durchströmenden Luft versorgbaren Zylinder der Verbrennungskraftmaschine (10) umgeht. In dem Luftpfad (36) ist auch das Abgasnachbehandlungselement (22) angeordnet. The invention relates to an internal combustion engine (10) for a motor vehicle, having an intake tract (14) through which air can flow and by means of which cylinders of the internal combustion engine (10) can be supplied with the air flowing through the intake tract (14). An air filter (16) is arranged in the intake tract (14) for filtering the air flowing through the intake tract (14). An exhaust gas tract (18) through which exhaust gas from the cylinders can flow is provided, in which at least one exhaust gas aftertreatment element (22) through which the exhaust gas can flow is arranged for aftertreating the exhaust gas. In addition, an air path (36) that can be supplied with air from surroundings (34) of the internal combustion engine (10) and through which air from the surroundings (34) can flow is provided, in which the air filter (16) and a bypass line (38) are arranged which bypasses all cylinders of the internal combustion engine (10) which can be supplied by means of the intake tract (14) with the air flowing through the intake tract (14). The exhaust gas aftertreatment element (22) is also arranged in the air path (36).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der
Darüber hinaus offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden kann.The object of the present invention is to further develop an internal combustion engine of the type mentioned at the outset in such a way that particularly low-emission operation can be implemented.
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.This object is achieved by an internal combustion engine with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann, ist erfindungsgemäß ein mit Luft aus einer Umgebung der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere des Kraftfahrzeugs, versorgbarer und dadurch von der Luft aus der Umgebung durchströmbarer Luftpfad vorgesehen. In dem Luftpfad ist der Luftfilter angeordnet, mittels welchem die in den Luftpfad eingeleitete Luft aus der Umgebung gefiltert werden kann. Dies bedeutet, dass der Luftpfad den Luftfilter umfasst. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist der Luftfilter Bestandteil des Luftpfads. Der Luftpfad umfasst außerdem eine stromab des Luftfilters angeordnete beziehungsweise verlaufende Umgehungsleitung, welche auch als Bypassleitung bezeichnet wird und von der mittels des Luftfilters gefilterten Luft aus der Umgebung durchströmbar ist. Dies bedeutet, dass die Luft, welche in den Luftpfad einströmt, den Luftpfad durchströmt und dabei zunächst durch den Luftfilter hindurchströmt und mittels des Luftfilters gefiltert wird. Daraufhin strömt die den Luftpfad durchströmende Luft durch die Umgehungsleitung, sodass die Umgehungsleitung in Strömungsrichtung der den Luftpfad durchströmenden Luft stromab des Luftfilters angeordnet ist beziehungsweise verläuft. Die Umgehungsleitung umgeht dabei alle mittels des Ansaugtrakts mit der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft versorgbaren Zylinder der Verbrennungskraftmaschine. Dies bedeutet, dass die die Umgehungsleitung und den Luftpfad insgesamt durchströmende Luft alle mittels des Ansaugtrakts mit der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft versorgbaren Zylinder der Verbrennungskraftmaschine umgeht und somit nicht durch die Zylinder beziehungsweise durch keinen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine hindurchströmt. Es ist erkennbar, dass der Luftpfad somit auch die Umgehungsleitung umfasst beziehungsweise die Umgehungsleitung ist ebenfalls Bestandteil des Luftpfads.In order to further develop an internal combustion engine of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that particularly low-emission operation of the internal combustion engine can be implemented, according to the invention, air from the surroundings of the internal combustion engine, in particular the motor vehicle, can be supplied with air from the surroundings and can therefore be flown through Air path provided. The air filter, by means of which the air introduced into the air path can be filtered from the environment, is arranged in the air path. This means that the air path includes the air filter. In other words, the air filter is part of the air path. The air path also includes a bypass line arranged or running downstream of the air filter, which is also referred to as a bypass line and through which the air from the environment that is filtered by means of the air filter can flow. This means that the air which flows into the air path flows through the air path and initially flows through the air filter and is filtered by means of the air filter. The air flowing through the air path then flows through the bypass line, so that the bypass line is or runs downstream of the air filter in the flow direction of the air flowing through the air path. The bypass line bypasses all cylinders of the internal combustion engine that can be supplied by means of the intake tract with the air flowing through the intake tract. This means that the air flowing through the bypass line and the air path as a whole bypasses all cylinders of the internal combustion engine that can be supplied by means of the intake tract with the air flowing through the intake tract and thus does not flow through the cylinders or through any cylinder of the internal combustion engine. It can be seen that the air path thus also includes the bypass line or the bypass line is also part of the air path.
In dem Luftpfad ist außerdem das Abgasnachbehandlungselement angeordnet, wobei das Abgasnachbehandlungselement in dem Luftpfad beziehungsweise bezogen auf den Luftpfad und somit in Strömungsrichtung der den Luftpfad durchströmende Luft aus der Umgebung stromab der Umgehungsleitung und somit stromab des Luftfilters angeordnet ist. Das Abgasnachbehandlungselement ist mittels der beziehungsweise über die Umgehungsleitung mit der die Umgehungsleitung durchströmenden Luft aus der Umgehung versorgbar und dadurch von der die Umgehungsleitung durchströmenden Luft aus der Umgebung durchströmbar. Insgesamt ist erkennbar, dass das in dem Abgastrakt angeordnete Abgasnachbehandlungselement auch in dem Luftpfad angeordnet ist. In dem Luftpfad ist außerdem ein Gebläse angeordnet, welches auch in dem Abgastrakt stromab des Abgasnachbehandlungselements angeordnet ist. Mit anderen Worten ist das Gebläse in Strömungsrichtung des den Abgastrakt durchströmenden Abgases stromab des Abgasnachbehandlungselements in dem Abgastrakt angeordnet. Außerdem ist das Gebläse in Strömungsrichtung der den Luftpfad durchströmenden Luft stromab des Abgasnachbehandlungselements in dem Luftpfad angeordnet, sodass die Luft, welche in den Luftpfad einströmt, zunächst durch den Luftfilter hindurchströmt und mittels des Luftfilters gefiltert wird. Daraufhin strömt die den Luftpfad durchströmende Luft durch die Umgehungsleitung und wird mittels der Umgehungsleitung zu dem Abgasnachbehandlungselement geführt. Dann strömt die den Luftpfad durchströmende Luft durch das Abgasnachbehandlungselement, woraufhin die den Luftpfad durchströmende zu dem beziehungsweise durch das Gebläse strömt. Mittels des Gebläses ist beziehungsweise wird die Luft aus der Umgebung in den Luftpfad hineinförderbar beziehungsweise hineingefördert und durch den Luftpfad hindurchförderbar beziehungsweise hindurchgefördert.The exhaust gas aftertreatment element is also arranged in the air path, the exhaust gas aftertreatment element being arranged in the air path or with reference to the air path and thus in the flow direction of the air flowing through the air path from the environment downstream of the bypass line and thus downstream of the air filter. The exhaust gas aftertreatment element can be supplied from the bypass by means of or via the bypass line with the air flowing through the bypass line, and thus the air from the environment flowing through the bypass line can flow through it. Overall, it can be seen that the exhaust gas aftertreatment element arranged in the exhaust gas tract is also arranged in the air path. In addition, a fan is arranged in the air path, which fan is also arranged in the exhaust tract downstream of the exhaust gas aftertreatment element. In other words, the fan is arranged in the flow direction of the exhaust gas flowing through the exhaust gas tract, downstream of the exhaust gas aftertreatment element in the exhaust gas tract. In addition, the fan is arranged in the flow direction of the air flowing through the air path downstream of the exhaust gas aftertreatment element in the air path, so that the air which flows into the air path first flows through the air filter and is filtered by means of the air filter. The air flowing through the air path then flows Air through the bypass line and is guided to the exhaust gas aftertreatment element by means of the bypass line. The air flowing through the air path then flows through the exhaust gas aftertreatment element, whereupon the air flowing through the air path flows to or through the fan. By means of the fan, the air from the environment can be or is conveyed into the air path and conveyed through the air path or through it.
Das Gebläse kann eine Absaugpumpe, eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Turbine, oder ein Lufteinblasesystem sein. Insbesondere kann das Gebläse als eine Absaugpumpe fungieren, mittels welcher ein im Abgastrakt enthaltenes beziehungsweise aufgenommenes Gas, insbesondere Abgas der Verbrennungskraftmaschine, aus dem Abgastrakt herausgefördert beziehungsweise abgesaugt werden kann. Durch Absaugen des Gases aus dem auch als Abgassystem bezeichneten Abgastrakt mittels der Absaugpumpe entsteht in dem Abgastrakt ein Unterdruck. Durch Entstehung des Unterdrucks wird die Luft aus der Umgebung in den Luftpfad eingesaugt. Da der Luftpfad den Luftfilter umfasst, ist die Luft, die aus der Umgebung stammt und schließlich das Abgasnachbehandlungselement durchströmt, sogenannte Reinluft. Mittels des Gebläses kann ein Massestrom erzeugt werden. Der Massestrom wird beispielsweise durch das zuvor genannte Gas, insbesondere Abgas, gebildet, welches beispielsweise zunächst in dem Abgastrakt aufgenommen ist und mittels des Gebläses aus dem Abgastrakt herausgefördert wird.The fan can be a suction pump, a flow machine, in particular a turbine, or an air injection system. In particular, the fan can function as a suction pump, by means of which a gas contained or absorbed in the exhaust tract, in particular exhaust gas from the internal combustion engine, can be conveyed out of the exhaust tract or sucked off. By sucking off the gas from the exhaust tract, also referred to as the exhaust system, by means of the suction pump, a negative pressure is created in the exhaust tract. When the negative pressure is created, the air from the environment is sucked into the air path. Since the air path includes the air filter, the air that comes from the environment and finally flows through the exhaust gas aftertreatment element is so-called clean air. A mass flow can be generated by means of the fan. The mass flow is formed, for example, by the aforementioned gas, in particular exhaust gas, which is initially received in the exhaust gas tract, for example, and is conveyed out of the exhaust gas tract by means of the fan.
Vorzugsweise weist das Gebläse eine Düse auf, welche von der mittels des Gebläses geförderten Luft durchströmbar ist. Dadurch kann Luft besonders effektiv und effizient durch den Luftpfad hindurchgefördert werden.The fan preferably has a nozzle through which the air conveyed by means of the fan can flow. As a result, air can be conveyed through the air path particularly effectively and efficiently.
Die den Luftpfad durchströmende Luft aus der Umgebung enthält eine besonders große Menge an Sauerstoff, mittels welchem das Abgasnachbehandlungselement besonders vorteilhaft temperiert, insbesondere erwärmt oder warmgehalten werden kann, insbesondere auch dann, während ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt beziehungsweise während die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist.The air from the environment flowing through the air path contains a particularly large amount of oxygen, by means of which the exhaust gas aftertreatment element can be particularly advantageously tempered, in particular heated or kept warm, in particular even while the internal combustion engine is not operating or while the internal combustion engine is deactivated.
Beispielsweise ist das Abgasnachbehandlungselement ein Partikelfilter oder das Abgasnachbehandlungselement umfasst einen Partikelfilter. Mittels des Partikelfilters können im Abgas enthaltene Partikel, insbesondere Rußpartikel, aus dem Abgas herausgefiltert werden. Dadurch, dass das Abgasnachbehandlungselement mittels des Luftpfads mit der Luft aus der Umgebung versorgt werden kann, sodass die Luft aus der Umgebung das Abgasnachbehandlungselement durchströmen kann, kann beispielsweise ein Abbrand beziehungsweise ein Weiterbrennen von im Partikelfilter enthaltenem Ruß bewirkt, gefördert beziehungsweise angefacht werden. In der Folge kann der Partikelfilter insbesondere auch dann regeneriert werden, wenn beispielsweise ein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine unterbleibt, das heißt wenn in den beziehungsweise allen Zylindern der Verbrennungskraftmaschine keine Verbrennungsvorgänge ablaufen.For example, the exhaust gas aftertreatment element is a particle filter or the exhaust gas aftertreatment element comprises a particle filter. By means of the particle filter, particles contained in the exhaust gas, in particular soot particles, can be filtered out of the exhaust gas. Because the exhaust gas aftertreatment element can be supplied with the air from the environment by means of the air path so that the air from the environment can flow through the exhaust gas aftertreatment element, for example, a burn-off or continued burning of soot contained in the particle filter can be caused, promoted or fanned. As a result, the particle filter can also be regenerated in particular if, for example, the internal combustion engine is not operated using fuel, that is, if no combustion processes take place in the or all of the cylinders of the internal combustion engine.
Der Effekt des zuvor beschriebenen Absaugens kann beispielsweise durch den Einsatz einer Venturi-Düse verbessert werden. Mit anderen Worten ist vorzugsweise in dem Luftpfad eine Venturi-Düse angeordnet, über welche die Luft aus der Umgebung mittels des Gebläses in den Luftpfad einsaugbar und durch den Luftpfad hindurchförderbar ist. Insbesondere ist die Venturi-Düse beispielsweise Bestandteil einer Strahlpumpe, mittels welcher beispielsweise die Luft aus der Umgebung gefördert werden kann. Hierbei ist die Luft aus der Umgebung beispielsweise ein sogenanntes Saugmedium, welches dadurch mittels eines Treibmediums in den Luftpfad eingesaugt und durch den Luftpfad hindurchgefördert wird, dass das Treibmedium mittels des Gebläses gefördert wird. Als das Treibmedium wird beispielsweise das im Abgastrakt aufgenommene beziehungsweise den Abgastrakt durchströmendes Gas, insbesondere Abgas, verwendet. Das Treibmedium strömt durch die Strahlpumpe, welche beispielsweise die zuvor genannte Venturi-Düse aufweist. Hierdurch wird auf hinlänglich bekannte Weise ein Unterdruck erzeugt, mittels welchem das Saugmedium in die Strahlpumpe und beispielsweise durch die Strahlpumpe gesaugt wird. In der Strahlpumpe vermischt sich beispielsweise das Saugmedium mit dem Treibmedium, woraufhin das Saugmedium und das Treibmedium, insbesondere gemeinsam, durch das Abgasnachbehandlungselement hindurchströmen. Hierdurch kann das Abgasnachbehandlungselement besonders vorteilhaft mit der Luft aus der Umgebung versorgt werden.The effect of the suction described above can be improved, for example, by using a Venturi nozzle. In other words, a Venturi nozzle is preferably arranged in the air path, via which the air from the environment can be sucked into the air path by means of the fan and can be conveyed through the air path. In particular, the Venturi nozzle is, for example, part of a jet pump, by means of which, for example, the air can be conveyed from the environment. Here, the air from the environment is, for example, a so-called suction medium, which is sucked into the air path by means of a propellant medium and conveyed through the air path in that the propellant medium is conveyed by means of the fan. The gas, in particular exhaust gas, received in the exhaust gas tract or flowing through the exhaust gas tract, for example, is used as the propellant. The propellant flows through the jet pump, which has the aforementioned Venturi nozzle, for example. In this way, a negative pressure is generated in a well-known manner, by means of which the suction medium is sucked into the jet pump and, for example, through the jet pump. In the jet pump, for example, the suction medium mixes with the propellant medium, whereupon the suction medium and the propellant medium, in particular together, flow through the exhaust gas aftertreatment element. In this way, the exhaust gas aftertreatment element can be particularly advantageously supplied with the air from the environment.
Das Abgasnachbehandlungselement wird auch als Abgasnachbehandlungseinheit bezeichnet und umfasst beispielsweise einen Katalysator, insbesondere einen Oxidationskatalysator, und/oder einen Partikelfilter, insbesondere einen Dieselpartikelfilter (DPF), und/oder einen SCR-Katalysator und/oder eine andere Abgasnachbehandlungskomponente.The exhaust gas aftertreatment element is also referred to as an exhaust aftertreatment unit and comprises, for example, a catalytic converter, in particular an oxidation catalytic converter, and / or a particle filter, in particular a diesel particulate filter (DPF), and / or an SCR catalytic converter and / or another exhaust gas aftertreatment component.
Durch Verwendung des Luftpfads kann ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, sodass insbesondere die CO2-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden können. Außerdem kann im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen die Ölverdünnung reduziert werden. Des Weiteren ist es möglich, den Luftpfad besonders bauraumgünstig und insbesondere zumindest nahezu bauraumneutral zu realisieren, sodass sich auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren lässt.By using the air path, particularly low-emission operation of the internal combustion engine can be implemented, so that in particular the CO 2 emissions of the internal combustion engine can be kept low. In addition, the oil dilution can be reduced compared to conventional solutions. Furthermore is It is possible to realize the air path in a particularly space-saving manner and in particular at least almost in a space-neutral manner, so that a particularly low-emission operation of the internal combustion engine can be implemented in a particularly space-saving manner.
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 der einzigen Figur 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.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the single figure can be used not only in the specified combination, but also in other combinations or on their own, without the frame to leave the invention.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.The single figure of the drawing shows a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine auch als Verbrennungsmotor bezeichnete und insbesondere als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine
Der Abgastrakt
Das das Abgasrohr
Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
Außerdem ist in dem Luftpfad
Das Gebläse
Mittels des Gebläses
Insgesamt ist erkennbar, dass das Gebläse
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1212th
- MotorblockEngine block
- 1414th
- AnsaugtraktIntake tract
- 1616
- LuftfilterAir filter
- 1818th
- AbgastraktExhaust tract
- 2020th
- AbgasnachbehandlungseinrichtungExhaust aftertreatment device
- 2222nd
- AbgasnachbehandlungselementExhaust aftertreatment element
- 2424
- AbgasnachbehandlungselementExhaust aftertreatment element
- 2626th
- AbgasrohrExhaust pipe
- 2828
- KrümmerElbow
- 3030th
- AbgasturboladerExhaust gas turbocharger
- 3232
- Turbineturbine
- 3434
- UmgebungSurroundings
- 3636
- LuftpfadAir path
- 3838
- UmgehungsleitungBypass line
- 4040
- Gebläsefan
- 4242
- VentilelementValve element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102009043087 A1 [0002]DE 102009043087 A1 [0002]
- WO 2010/002494 A1 [0003]WO 2010/002494 A1 [0003]
- DE 19841330 A1 [0003]DE 19841330 A1 [0003]
Claims (6)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |