DE102019007233A1

DE102019007233A1 - Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102019007233A1
Application number: DE102019007233.2A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schiefer; Stefan Wigger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10), mit einem ersten Zylinder (14b, c), mit einem zweiten Zylinder (14a, d), mit einem eine erste Turbine (26) mit einem ersten Turbinenrad (30) aufweisenden ersten Abgasturbolader (22), und mit einem eine zweite Turbine (28) mit einem zweiten Turbinenrad (32) aufweisenden zweiten Abgasturbolader (24), wobei in einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10) die erste Turbine (26) mit bezogen auf den ersten Zylinder (14b, 14c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich aus dem ersten Zylinder (14b, c) stammendem Abgas versorgbar ist, und die zweite Turbine (28) mit bezogen auf den ersten Zylinder (14b, c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich aus dem zweiten Zylinder (14a, d) stammendem Abgas versorgbar ist,. Die Turbinenräder (30, 32) weisen voneinander unterschiedliche Durchmesser auf. Bezogen auf den ersten Zylinder (14b, c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ist ausschließlich einer der Zylinder (14a-d) als ein abschaltbarer Zylinder ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.
Die DE 10 2004 035 323 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor, mit mehreren Zylindern, von denen mindestens einer während des Betriebs des Verbrennungsmotors ab- oder zuschaltbar ist und deren Abgase mit Krümmern zu mindestens zwei Abgasströmen zusammenfassbar sind und mit zwei Abgasturboladern, die durch die Abgasströme antreibbar sind und Frischluft für den Verbrennungsmotor auf Ladedruck verdichten. Dabei ist es vorgesehen, dass die Abgasströme durch eine Verbindung verbindbar sind und ein Mittel vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von den im Betrieb befindlichen Zylindern im Wesentlichen alle Abgase durch einen Abgasturbolader leitet.
Des Weiteren ist der DE 10 2016 200 432 A1 ein System als bekannt zu entnehmen, mit einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit einer ersten und zweiten Zylinderbank, bei dem der ersten beziehungsweise zweiten Zylinderbank mindestens ein erster beziehungsweise zweiter Turbolader, mindestens ein erster beziehungsweise zweiter Kühlmittelkreislauf und mindestens ein erster beziehungsweise zweiter Ölkreislauf für Kolbenkühldüsen zugeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, sodass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine vorzugsweise als Hubkolbenmaschine und somit vorzugsweise als Hubkolben-Verbrennungsmaschine ausgebildete und auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine für ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen ersten Zylinder und wenigstens einen zweiten Zylinder auf. In dem ersten Zylinder ist beispielsweise wenigstens oder genau ein erster Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, und in dem zweiten Zylinder ist beispielsweise wenigstens oder genau ein zweiter Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Der jeweilige Kolben ist beispielsweise zwischen einem jeweiligen unteren Totpunkt und einem jeweiligen oberen Totpunkt des jeweiligen Kolbens translatorisch bewegbar. Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als ein Vier-Takt-Motor ausgebildet, sodass der jeweilige Zylinder und der jeweilige, in dem jeweiligen Zylinder angeordnete Kolben während, insbesondere genau, eines Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise genau vier aufeinanderfolgende Takte durchlaufen beziehungsweise durchführen. Der jeweilige Kolben ist dabei beispielsweise über ein jeweiliges Pleuel gelenkig mit einer beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle gekoppelt, sodass die translatorischen Bewegungen der Kolben in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle beziehungsweise der Abtriebswelle umwandelbar sind beziehungsweise umgewandelt werden. Die Abtriebswelle ist dabei um eine Drehachse relativ zu einem beispielsweise als Kurbelgehäuse ausgebildeten Gehäuseelement drehbar, welches beispielsweise die Zylinder bildet beziehungsweise begrenzt. Dabei umfasst das jeweilige Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine genau zwei vollständige Umdrehungen und somit 720 Grad Kurbelwinkel der Kurbelwelle.
Ein erster der Takte ist beispielsweise ein Ansaugtakt, in dessen Rahmen sich der jeweilige Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt translatorisch bewegt. Ein zweiter der Takte ist beispielsweise ein Kompressions- oder Verdichtungstakt, welcher sich beispielsweise unmittelbar an den ersten Takt anschließt.
Somit ist zwischen dem ersten Takt und dem zweiten Takt kein anderer Takt angeordnet. Im Rahmen des Kompressionstakts bewegt sich der jeweilige Kolben aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt, wodurch beispielsweise ein zumindest Luft und Kraftstoff, insbesondere flüssigen Kraftstoff, umfassendes, auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-Luft-Gemisch mittels des jeweiligen Kolbens in dem jeweiligen Zylinder verdichtet wird. Die Luft wird beziehungsweise wurde beispielsweise während des vorgegebenen Ansaugtakts in den jeweiligen Zylinder eingebracht beziehungsweise eingesaugt, insbesondere mittels des jeweiligen Kolbens.
An den zweiten Takt schließt sich vorzugsweise direkt beziehungsweise unmittelbar ein dritter der Takte an. Der dritte Takt ist ein auch als Expansionstakt bezeichneter Arbeitstakt, in dessen Rahmen sich der jeweilige Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt translatorisch bewegt. Das verdichtete Gemisch wird, insbesondere durch Selbstzündung oder vorzugsweise Fremdzündung, gezündet und dadurch verbrannt, wodurch sich das Gemisch ausdehnt. Hierdurch wird der jeweilige Kolben angetrieben und dabei im Zuge des Arbeitstakts aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt bewegt, wodurch die Abtriebswelle angetrieben wird. Über die Abtriebswelle kann das Kraftfahrzeug angetrieben werden. Der sich vorzugsweise unmittelbar beziehungsweise direkt an den dritten Takt anschließende vierte Takt ist ein Abgas- oder Ausschiebetakt, in dessen Rahmen sich der jeweilige Kolben aus seinem unteren Totpunkt in den oberen Totpunkt bewegt. Hierdurch wird beispielsweise mittels des Kolbens Abgas aus dem jeweiligen Zylinder ausgeschoben. Das Abgas resultiert dabei aus der Verbrennung des zuvor genannten Gemisches.
Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei ferner einen ersten Abgasturbolader auf, welcher eine erste Turbine mit einem ersten Turbinenrad umfasst. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst außerdem einen zusätzlich zu dem ersten Abgasturbolader vorgesehenen zweiten Abgasturbolader, welcher eine zusätzlich zu der ersten Turbine vorgesehene zweite Turbine mit einem zusätzlich zu dem ersten Turbinenrad vorgesehenen zweiten Turbinenrad umfasst. In zumindest einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ist beziehungsweise wird die erste Turbine mit bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich aus dem ersten Zylinder stammenden Abgas versorgbar beziehungsweise versorgt, und in dem Betriebszustand ist beziehungsweise wird die zweite Turbine mit bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich aus dem zweiten Zylinder stammendem Abgas versorgbar beziehungsweise versorgt. Dies bedeutet, dass in dem Betriebszustand das erste Turbinenrad und somit die erste Turbine mit Abgas aus dem ersten Zylinder, nicht jedoch mit Abgas aus dem zweiten Zylinder versorgt werden, sodass in dem Betriebszustand das erste Turbinenrad und somit die erste Turbine mittels Abgas aus dem ersten Zylinder, nicht jedoch mittels Abgas aus dem zweiten Zylinder angetrieben werden. Außerdem werden in dem Betriebszustand das zweite Turbinenrad und somit die zweite Turbine mit Abgas aus dem zweiten Zylinder, nicht jedoch mit Abgas aus dem ersten Zylinder versorgt, sodass in dem Betriebszustand das zweite Turbinenrad und somit die zweite Turbine mittels Abgas aus dem zweiten Zylinder, nicht jedoch mittels Abgas aus dem ersten Zylinder angetrieben werden. Unter dem Antreiben des jeweiligen Turbinenrads und somit der jeweiligen Turbine kann insbesondere folgendes verstanden werden: Die erste Turbine weist beispielsweise ein erstes Turbinengehäuse auf, wobei die zweite Turbine beispielsweise ein zweites Turbinengehäuse aufweist. Die Turbinengehäuse sind beispielsweise separat voneinander ausgebildet, sodass das zweite Turbinengehäuse zusätzlich zum ersten Turbinengehäuse vorgesehen ist beziehungsweise umgekehrt. Dabei ist das erste Turbinenrad drehbar in dem ersten Turbinengehäuse aufgenommen, und das zweite Turbinenrad ist drehbar in dem zweiten Turbinengehäuse aufgenommen. Dadurch, dass das jeweilige Turbinenrad mittels des Abgases aus dem jeweiligen Zylinder angetrieben wird, wird das jeweilige Turbinenrad um eine Drehachse relativ zu dem jeweiligen Turbinengehäuse, an welchem das jeweilige Turbinenrad angeordnet ist, gedreht.
Der erste Abgasturbolader weist beispielsweise einen ersten Verdichter mit einem ersten Verdichterrad auf, und der zweite Abgasturbolader weist beispielsweise einen zusätzlich zu dem ersten Verdichter vorgesehenen zweiten Verdichter mit einem zusätzlichen zu dem ersten Verdichterrad vorgesehenen zweiten Verdichterrad auf. Dabei ist beispielsweise das erste Verdichterrad von dem ersten Turbinenrad antreibbar, und das zweite Verdichterrad ist beispielsweise von dem zweiten Turbinenrad antreibbar. Mittels des jeweiligen Verdichterrads kann dem jeweiligen Zylinder zuzuführende Luft verdichtet werden. Mit anderen Worten, das jeweilige Verdichterrad ist beispielsweise über eine jeweilige Welle des jeweiligen Abgasturboladers von dem jeweiligen Turbinenrad des jeweiligen Turboladers antreibbar, sodass beispielsweise dann, wenn das jeweilige Turbinenrad angetrieben wird, das jeweilige Verdichterrad über die jeweilige Welle von dem jeweiligen Turbinenrad angetrieben und dadurch um die Drehachse gedreht wird. Hierdurch ist beziehungsweise wird die dem jeweiligen Zylinder zuzuführende Luft zu verdichten beziehungsweise verdichtet.
In dem Betriebszustand ist beziehungsweise wird beispielsweise die erste Turbine mit bezogen auf die Zylinder ausschließlich aus dem ersten Zylinder stammendem Abgas versorgbar beziehungsweise versorgt, und zwar beispielsweise über einen ersten Abgastrakt oder eine erste Abgasverrohrung. In dem Betriebszustand ist beziehungsweise wird die zweite Turbine mit bezogen auf die Zylinder ausschließlich aus dem zweiten Zylinder stammendem Abgas versorgbar oder versorgt, und zwar über einen zweiten Abgastrakt oder eine zweite Abgasverrohrung. Da in dem Betriebszustand die erste Turbine mit bezogen auf die Zylinder ausschließlich aus dem ersten Zylinder stammenden Abgas und die zweite Turbine mit bezogen auf die Zylinder ausschließlich aus dem zweiten Zylinder stammenden Abgas versorgt wird, sind beispielsweise die Abgastrakte beziehungsweise die Abgasverrohrungen zumindest in dem Betriebszustand voneinander getrennt. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass in dem Betriebszustand der erste Abgastrakt beziehungsweise die erste Abgasverrohrung von bezogen auf die Zylinder ausschließlich aus dem ersten Zylinder stammendem Abgas durchströmbar ist beziehungsweise durchströmt wird, wobei in dem Betriebszustand der zweite Abgastrakt beziehungsweise die zweite Verrohrung mit bezogen auf die Zylinder ausschließlich aus dem zweiten Zylinder stammendem Abgas durchströmbar ist beziehungsweise durchströmt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt strömt beispielsweise zumindest im Betriebszustand Abgas aus dem ersten Zylinder, nicht jedoch auch Abgas aus dem zweiten Zylinder durch den ersten Abgastrakt beziehungsweise durch die erste Abgasverrohrung, und in dem Betriebszustand strömt Abgas aus dem zweiten Zylinder, nicht jedoch aus dem ersten Zylinder durch den zweiten Abgastrakt beziehungsweise durch die zweite Abgasverrohrung.
Um nun einen besonders effizienten und somit kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb sowie eine besonders hohe, insbesondere spezifische, Leistung der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Turbinenräder voneinander unterschiedliche, auch als Turbinenraddurchmesser oder Raddurchmesser bezeichnete Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser, aufweisen. Dies bedeutet, dass die Turbinenräder und somit die Turbinen unterschiedlich groß sind, sodass eine der Turbinen beziehungsweise eines der Turbinenräder größer als die andere Turbine beziehungsweise größer als das andere Turbinenrad ist. Außerdem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich einer der Zylinder als ein abschaltbarer Zylinder ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich der eine Zylinder einer Zylinderabschaltung unterzogen und somit abgeschaltet werden kann, während beispielsweise der andere Zylinder keiner Zylinderabschaltung unterzogen und somit nicht abgeschaltet werden kann. Dies bedeutet insbesondere ferner, dass der andere Zylinder während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine stets befeuert betrieben wird beziehungsweise sich stets oder in einem befeuerten Betrieb befindet, da der andere Zylinder im Gegensatz zu dem einen Zylinder nicht abgeschaltet werden kann. Da der eine Zylinder ein abschaltbarer Zylinder ist, kann vorgesehen sein, dass der erste Zylinder während eines beziehungsweise des befeuerten Betriebs des anderen Zylinders unbefeuert, das heißt in einem unbefeuerten Betrieb betrieben wird beziehungsweise betreibbar ist. Außerdem ist es möglich, dass der eine Zylinder während des befeuerten Betriebs des anderen Zylinders befeuert und somit in einem befeuerten Betrieb betrieben wird beziehungsweise betreibbar ist, sodass während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine der eine Zylinder wahlweise befeuert oder unbefeuert betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird, während der andere Zylinder, insbesondere stets, befeuert betreibbar ist beziehungsweise befeuert betrieben wird. Somit ist es nicht möglich, während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine den anderen Zylinder unbefeuert zu betreiben und es ist auch nicht möglich, während des befeuerten Betriebs des einen Zylinders den anderen Zylinder unbefeuert zu betreiben. Daher wird der andere Zylinder auch als nichtabschaltbarer Zylinder bezeichnet.
Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist es somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich dem einen Zylinder eine Abschalteinrichtung zu der Zylinderabschaltung zugeordnet ist, sodass bezogen auf die Zylinder ausschließlich der eine Zylinder einer Zylinderabschaltung unterzogen, das heißt abgeschaltet werden kann.
Die Erfindung ermöglicht eine zumindest nahezu unabhängige Wahl von Betriebspunkten für den schaltbaren Zylinder und den nicht-schaltbaren Zylinder. Ferner kann die Verbrennungskraftmaschine als Biturbo-Motor mit unterschiedlich großen Turbinen beziehungsweise Abgasturboladern ausgestaltet werden, sodass sich ein besonders effizienter und effektiver Betrieb darstellen lässt. Insbesondere ist es durch Verwendung der getrennten Abgasverrohrungen möglich, jeweilige Betriebspunkte der Zylinder zumindest nahezu unabhängig voneinander einzustellen. Der die kleine Turbine beziehungsweise das kleine Turbinenrad aufweisende Abgasturbolader wird auch als kleiner Abgasturbolader bezeichnet, sodass der die große Turbine beziehungsweise das große Turbinenrad aufweisende Abgasturbolader auch als großer Abgasturbolader bezeichnet wird. Insbesondere kann der kleine Abgasturbolader einen hohen Ladedruck in einem niedrigen Last-/Drehzahlbereich erzeugen beziehungsweise bereitstellen. Der große Abgasturbolader kann einen hohen Ladedruck in einem oberen Last-/Drehzahlbereich erzeugen beziehungsweise bereitstellen. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der eine, abschaltbare Zylinder der erste Zylinder ist, sodass der andere, nicht-abschaltbare Zylinder der zweite Zylinder ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Durchmesser des ersten Turbinenrads größer als der Durchmesser des zweiten Turbinenrads ist, sodass vorzugsweise die große Turbine die erste Turbine und die kleine Turbine die zweite Turbine ist. Somit ist dem abschaltbaren Zylinder die große Turbine beziehungsweise das große Turbinenrad zugeordnet, wobei dem nicht-abschaltbaren Zylinder die kleine Turbine beziehungsweise das kleine Turbinenrad zugeordnet ist. Diese Ausführungsform hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, da dann für den abschaltbaren Zylinder die große Turbine verwendet wird und der abschaltbare Zylinder üblicherweise nur dann aktiv, das heißt aktiviert und somit nicht abgeschaltet ist, wenn relativ hohe Leistungsanforderungen gestellt werden, das heißt wenn die Verbrennungskraftmaschine bei hoher Last und insbesondere bei Volllast beziehungsweise bei hohen Drehzahlen und hoher Last betrieben wird. Hier ermöglicht der große Abgasturbolader beziehungsweise die große Turbine eine Erzeugung eines hohen Ladedrucks bei hohen Drehzahlen. Für den nicht-abschaltbaren Zylinder wird der kleine Abgasturbolader beziehungsweise die kleine Turbine verwendet, da die kleine Turbine und der nicht-abschaltbare Zylinder in großen Bereichen eines Teillastbetriebs der Verbrennungskraftmaschine die dort anliegende, gesamte Last decken, das heißt bereitstellen müssen und der nicht-abschaltbare Zylinder besonders bei niedrigen Drehzahlen und/oder niedriger Last spontan auf Laständerungen reagieren können sollte. Hier ist die kleine Turbine von Vorteil, da diese beziehungsweise deren kleines Turbinenrad schnell beschleunigt und somit schnell auf hohe Drehzahlen kommen kann, insbesondere ausgehend oder von oder bei niedrigen Drehzahlen, sodass auch bei geringen Drehzahlen ein hinreichend hoher Ladedruck mittels des kleinen Abgasturboladers bereitgestellt beziehungsweise erzeugt werden kann.
Die Erfindung ist somit ein Konzept mit unterschiedlich großen Abgasturboladern und insbesondere mit der Möglichkeit, zwei getrennte Drosselklappen zu verbauen, insbesondere dann, wenn auch eine getrennte, insbesondere als Ladeluftführung ausgebildete Luftführung vorgesehen ist. Darunter ist beispielsweise zu verstehen, dass die Verbrennungskraftmaschine einen von der zuvor genannten Luft durchströmbaren Ansaugtrakt aufweist, mittels welchem die Zylinder mit der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft versorgbar sind. Der Ansaugtrakt weist dabei beispielsweise eine erste, von Luft durchströmbare Luftleitung auf, welche bezogen auf die Zylinder ausschließlich dem ersten Zylinder und nicht dem zweiten Zylinder zugeordnet ist. Außerdem umfasst der Ansaugtrakt beispielsweise eine von Luft durchströmbare zweite Luftleitung, die bezogen auf die Zylinder ausschließlich dem zweiten Zylinder, nicht jedoch dem ersten Zylinder zugeordnet ist. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass zumindest in dem Betriebszustand der erste Zylinder bezogen auf die Luftleitung ausschließlich mittels der beziehungsweise über die erste Luftleitung, nicht jedoch mittels der beziehungsweise über die zweite Luftleitung mit Luft versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, sodass zumindest in dem Betriebszustand Luft mittels der ersten Luftleitung, nicht jedoch mittels der zweiten Luftleitung in den ersten Zylinder geleitet wird. Außerdem kann darunter verstanden werden, dass in dem Betriebszustand der zweite Zylinder bezogen auf die Luftleitungen ausschließlich mittels der beziehungsweise über die zweite Luftleitung, nicht jedoch mittels der beziehungsweise über die erste Luftleitung mit Luft versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, sodass beispielsweise zumindest im Betriebszustand mittels der zweiten Luftleitung, nicht jedoch mittels der ersten Luftleitung Luft in den zweiten Zylinder eingeleitet wird. Beispielsweise ist in der ersten Luftleitung wenigstens oder genau eine erste Drosselklappe angeordnet, mittels welcher eine Menge der dem ersten Zylinder zuzuführenden Luft einstellbar ist. Beispielsweise ist in der zweiten Luftleitung eine zweite Drosselklappe angeordnet, mittels welcher eine Menge der dem zweiten Zylinder zuzuführenden Luft einstellbar ist.
Da die jeweilige, die jeweilige Luftleitung durchströmende Luft mittels des jeweiligen Verdichters verdichtet werden kann, wird die Luft auch als Ladeluft bezeichnet, sodass die jeweilige Luftleitung auch als Ladeluftleitung oder Ladestrom bezeichnet wird. Beispielsweise ist der erste Verdichter beziehungsweise das erste Verdichterrad in der ersten Luftleitung angeordnet, wobei der zweite Verdichter beziehungsweise das zweite Verdichterrad in der zweiten Luftleitung angeordnet sein kann. Da in dem Betriebszustand der erste Zylinder mittels der ersten Luftleitung, nicht jedoch mittels der zweiten Luftleitung mit Luft versorgt wird, wobei in dem Betriebszustand der zweite Zylinder mittels der zweiten Luftleitung, nicht jedoch mittels der ersten Luftleitung mit Luft versorgt wird, sind beispielsweise die Luftleitungen zumindest in dem Betriebszustand voneinander getrennt. Somit ist vorzugsweise auch eine getrennte Luft- beziehungsweise Ladeluftführung vorgesehen.
Der Erfindung liegen insbesondere die Erkenntnisse zugrunde, dass bei Motoren mit Zylinderabschaltung ein mögliches Aufladungskonzept darin besteht, zwei separate Ansaug- und Abgasstränge zu verbauen. Die separaten Ansaugstränge sind beispielsweise durch die zumindest in dem Betriebszustand voneinander getrennten Luftleitungen gebildet, wobei die zwei separaten Abgasstränge beispielsweise durch die zumindest in dem Betriebszustand voneinander getrennten Abgasverrohrungen beziehungsweise Abgastrakte gebildet sind. Die erste Abgasverrohrung nimmt das Abgas für den vorzugsweise abschaltbaren ersten Zylinder auf, und die zweite Abgasverrohrung nimmt das Abgas für den zweiten, vorzugsweise nicht-abschaltbaren Zylinder auf. Die mittels der Verdichter komprimierte Luft wird den Zylindern über die zwei getrennten Ansaugtrakte beziehungsweise die Luftleitungen zugeführt. Erfindungsgemäß ist dabei nun vorgesehen, dass die Turbinen insbesondere entsprechend ihres unterschiedlichen Anforderungsprofils unterschiedlich groß ausgestaltet sind. Beispielsweise ist die erste Turbine beziehungsweise das erste Turbinenrad in dem ersten Abgastrakt beziehungsweise in der ersten Abgasverrohrung angeordnet, wobei die zweite Turbine beziehungsweise das zweite Turbinenrad in dem zweiten Abgastrakt beziehungsweise in der zweiten Abgasverrohrung angeordnet sein kann.
Durch die zwei getrennten Luftleitungen ist es besonders vorteilhaft möglich, jeweilige Betriebspunkte der jeweiligen Zylinder zumindest nahezu unabhängig voneinander einzustellen, sodass ein besonders effizienter und effektiver Betrieb der Verbrennungskraftmaschine darstellbar ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine dazu ausgebildet ist, während eines in dem Betriebszustand stattfindenden, befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine den ersten Zylinder gemäß dem Otto-Kreisprozess und währenddessen den zweiten Zylinder gemäß dem Miller- oder Atkinson-Kreisprozess zu betreiben, insbesondere während sich sowohl der erste Zylinder als auch der zweite Zylinder in einem jeweiligen befeuerten Betrieb befinden. Der Miller-Kreisprozess zeichnet sich insbesondere durch ein frühes Einlass schließt aus. Mit anderen Worten zeichnet sich der Miller-Kreisprozess insbesondere im Vergleich zu dem Otto-Kreisprozess dadurch aus, dass sich bei dem Miller-Kreisprozess im Vergleich zu dem Otto-Kreisprozess, insbesondere alle, dem zweiten Zylinder zugeordnete Einlassventile früher und insbesondere derart früh schließen, dass sich die beziehungsweise alle dem zweiten Zylinder zugeordneten Einlassventile noch während des Ansaugtakts schließen.
Der Atkinson-Kreisprozess zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der in dem zweiten Zylinder angeordnete zweite Kolben beim Expandieren, das heißt bei dem Arbeitstakt und somit auf seinem während des Arbeitstakts stattfindenden Weg von dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt des zweiten Kolbens einen größeren, auch als Expansionshub bezeichneten Hub ausführt als beim Ansaugen, das heißt als beim Ansaugtakt. Mit anderen Worten, bei dem Arbeitstakt, welcher auch als Expansionstakt bezeichnet wird, legt der zweite Kolben auf seinem während des Arbeitstakts stattfindenden Weg von dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt des zweiten Kolbens eine erste Strecke oder einen ersten Weg zurück. Auf seinem während des Ansaugtakts stattfindenden Weg aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt des zweiten Kolbens legt der zweite Kolben einen zweiten Weg beziehungsweise eine zweite Strecke zurück, wobei der erste Weg beziehungsweise die erste Strecke größer als der zweite Weg beziehungsweise die zweite Strecke ist. Demgegenüber ist es beispielsweise bei dem Otto-Kreisprozess und vorzugsweise bei dem Miller-Kreisprozess vorgesehen, dass, beispielsweise bezogen auf den ersten Kolben, der erste Weg und der zweite Weg gleich sind. Beispielsweise werden der erste Zylinder und der zweite Zylinder in dem jeweiligen befeuerten Betrieb betrieben, wenn die Verbrennungskraftmaschine mit einer hohen Last, insbesondere mit Volllast, betrieben wird. Durch diesen Betrieb der Zylinder gemäß unterschiedlichen Kreisprozessen kann ein besonders effizienter Betrieb dargestellt werden.
Um einen besonders effizienten Betrieb zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass sich bei einem in dem Betriebszustand stattfindenden Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine sowohl der erste Zylinder als auch der zweite Zylinder in einem jeweiligen befeuerten Betrieb befinden, wobei bei einem in dem Betriebszustand stattfindenden Teillastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine der erste Zylinder abgeschaltet ist und sich somit in einem unbefeuerten Betrieb befindet und sich der zweite Zylinder in einem befeuerten Betrieb befindet.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Zylinder ein erstes festes Verdichtungsverhältnis und der zweite Zylinder ein zweites festes Verdichtungsverhältnis aufweist. Unter dem Merkmal, dass das jeweilige Verdichtungsverhältnis fest ist, kann insbesondere verstanden werden, dass das jeweilige Verdichtungsverhältnis unvariabel beziehungsweise nicht-variabel ist und somit nicht verändert beziehungsweise verstellt werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine ist somit vorzugsweise frei von einer Verstellvorrichtung, mittels welcher die Verdichtungsverhältnisse der Zylinder verstellt werden könnten. Mit anderen Worten weist die Verbrennungskraftmaschine keine Verstellvorrichtung auf, mittels welcher die Verdichtungsverhältnisse der Zylinder verändert beziehungsweise verstellt werden können. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die Verdichtungsverhältnisse der Zylinder nicht etwa variable Verdichtungsverhältnisse, sondern feste, unveränderliche Verdichtungsverhältnisse.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verdichtungsverhältnisse unterschiedlich groß sind. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass eines der Verdichtungsverhältnisse einen ersten Wert und das zweite Verdichtungsverhältnis einen von dem ersten Wert unterschiedlichen zweiten Wert aufweist. Da die Verdichtungsverhältnisse fest sind und somit nicht gezielt verändert werden können, und da die Verdichtungsverhältnisse voneinander unterschiedlich sind, das heißt unterschiedlich groß sind, weist die Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise bezogen auf die Zylinder zylinderselektive Verdichtungsverhältnisse auf. Einerseits kann hierdurch ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. Andererseits können die Teileanzahl, die Kosten und das Gewicht der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden. Insbesondere kann eine besonders hohe Robustheit der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, da auf komplexe und gewichts- und kostenintensive Maßnahmen zum Variieren der Verdichtungsverhältnisse verzichtet werden kann beziehungsweise verzichtet wird.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das zweite feste Verdichtungsverhältnis des vorzugsweise nicht-abschaltbaren zweiten Zylinders größer als das erste feste Verdichtungsverhältnis des vorzugsweise abschaltbaren ersten Zylinders ist. Hierdurch kann ein besonders effizienter Betrieb realisiert werden. Außerdem kann die Klopfneigung des hochverdichteten, nicht-abschaltbaren zweiten Zylinders insbesondere im Volllast- beziehungsweise Hochlastbereich besonders gering gehalten werden.
Um einen besonders effizienten Betrieb auf besonders einfache Weise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Zylinder den gleichen Durchmesser, insbesondere den gleichen Innendurchmesser, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kolben den gleichen Durchmesser, insbesondere den gleichen Außendurchmesser, aufweisen.
Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Kolben der Verbrennungskraftmaschine den gleichen, während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine stattfindenden Verdichtungshub während des Verdichtungstakts ausführen, insbesondere im Volllastbetrieb. Die unterschiedlichen Verdichtungsverhältnisse werden dabei beispielsweise durch entsprechendes, insbesondere geometrisches, Gestalten eines jeweiligen Brennraumdachs des jeweiligen Zylinders realisiert.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine als eine fremdgezündete Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als ein Ottomotor, ausgebildet ist. Zur Erfindung gehört auch ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird die Verbrennungskraftmaschine insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs betrieben, welches während der Fahrt mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Bei dem Verfahren weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen ersten Zylinder, wenigstens einen zweiten Zylinder, einen eine erste Turbine mit einem ersten Turbinenrad aufweisenden ersten Abgasturbolader und einen eine zweite Turbine mit einem zweiten Turbinenrad aufweisenden zweiten Abgasturbolader auf, wobei beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine in zumindest einem Betriebszustand betrieben wird. In dem Betriebszustand wird die erste Turbine mit bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich aus dem ersten Zylinder stammendem Abgas versorgt, und in dem Betriebszustand wird die zweite Turbine mit bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich aus dem Zylinder stammendem Abgas versorgt.
Um dabei einen besonders effizienten und somit kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Turbinenräder voneinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei bezogen auf den ersten Zylinder und den zweiten Zylinder ausschließlich einer der Zylinder als ein abschaltbarer Zylinder ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 10 für ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine 10 aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein Gehäuseelement 12 auf, welches beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildet ist und vorliegend genau vier Zylinder 14a-d bildet beziehungsweise begrenzt. Die vorigen und folgenden Ausführungen können ohne Weiteres auf Verbrennungskraftmaschinen mit mehr als vier oder weniger als vier Zylinder und dabei mit wenigstens oder genau zwei Zylindern übertragen werden und umgekehrt. In dem jeweiligen Zylinder 14a-d ist genau ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist auch einen in der Fig. nicht erkennbaren und als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, wobei die Kolben über jeweilige Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle verbunden sind. Dadurch können die translatorischen Bewegungen der Kolben in den Zylindern 14a-d in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umgewandelt werden, sodass sich die Kurbelwelle um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement 12 drehen kann beziehungsweise dreht.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen Ansaugtrakt 16 auf, welcher eine erste Luftleitung 18 und eine zweite Luftleitung 20 umfasst. Die Luftleitung 18 ist bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich den Zylindern 14b und 14c zugeordnet, sodass in zumindest einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich die Zylinder 14b und 14c mittels der Luftleitung 18 mit Luft versorgbar sind beziehungsweise versorgt werden. Die Luftleitung 20 ist bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich den Zylindern 14a und 14d zugeordnet, sodass zumindest in dem Betriebszustand bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich die Zylinder 14a und 14d mittels der Luftleitung 20 mit Luft versorgbar sind beziehungsweise versorgt werden. Hierzu wird die jeweilige, die jeweilige Luftleitung 18 beziehungsweise 20 durchströmende Luft mittels der Luftleitung 18 zu den und in die Zylinder 14b und 14c, nicht jedoch in die Zylinder 14a und 14d eingeleitet, und die die Luftleitung 20 durchströmende Luft wird mittels der Luftleitung 20 zu den und in die Zylinder 14a und 14d, nicht jedoch zu den und in die Zylinder 14b und 14c geleitet. Somit sind die Luftleitungen 18 und 20 zumindest in dem Betriebszustand, welcher in der Fig. gezeigt ist, voneinander getrennt und somit separate Luftführungen. Die jeweilige, die jeweilige Luftleitung 18 beziehungsweise 20 durchströmende Luft beziehungsweise deren Strömung ist in der Fig. durch Pfeile veranschaulicht, die in die jeweilige Luftleitung 18 beziehungsweise 20 eingezeichnet sind.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen ersten Abgasturbolader 22 und einen zweiten Abgasturbolader 24 auf. Der erste Abgasturbolader 22 weist eine erste Turbine 26 auf, und der zweite Abgasturbolader 24 weist eine zweite Turbine 28 auf. Die erste Turbine 26 umfasst ein in der Fig. besonders schematisch dargestelltes erstes Turbinenrad 30, und die zweite Turbine 28 umfasst ein in der Fig. besonders schematisch dargestelltes zweites Turbinenrad 32. Zumindest in dem Betriebszustand sind bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich die Zylinder 14b und 14c der Turbine 26 und somit dem Turbinenrad 30, nicht jedoch der Turbine 28 und dem Turbinenrad 32 zugeordnet, und zumindest in dem Betriebszustand sind bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich die Zylinder 14a und 14d der Turbine 28 und somit dem Turbinenrad 32, nicht jedoch der Turbine 26 und dem Turbinenrad 30 zugeordnet. Dies bedeutet, dass zumindest in dem zuvor genannten und in der Fig. gezeigten Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine die erste Turbine 26 und somit das erste Turbinenrad 30 mit bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich aus den Zylindern 14b und 14c stammendem Abgas versorgbar sind beziehungsweise versorgt werden, und in dem Betriebszustand sind beziehungsweise werden die zweite Turbine 28 und somit das zweite Turbinenrad 32 mit bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich aus den Zylindern 14a und 14d stammendem Abgas versorgbar beziehungsweise versorgt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird zumindest in dem Betriebszustand das Turbinenrad 30 mittels Abgas aus den Zylindern 14b und 14c, nicht jedoch mittels Abgas aus den Zylindern 14a und 14d angetrieben, und in dem Betriebszustand wird das Turbinenrad 32 mittels Abgas aus den Zylindern 14a und 14d, nicht jedoch mittels Abgas aus den Zylindern 14b und 14c angetrieben.
Der erste Abgasturbolader 22 weist auch einen in der ersten Luftleitung 18 angeordneten ersten Verdichter 34 mit einem ersten Verdichterrad 36 auf, welches insbesondere dann, wenn das Turbinenrad 30 angetrieben wird, von dem Turbinenrad 30 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Der zweite Abgasturbolader 24 weist einen in der zweiten Luftleitung 20 angeordneten zweiten Verdichter 38 mit einem zweiten Verdichterrad 40 auf, welches insbesondere dann, wenn das Turbinenrad 32 angetrieben wird, von dem Turbinenrad 32 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Mittels des Verdichterrads 36 und somit mittels des Verdichters 34 ist beziehungsweise wird die die Luftleitung 18, nicht jedoch die die Luftleitung 20 durchströmende Luft zu verdichten beziehungsweise verdichtet, und mittels des Verdichterrads 40 und somit mittels des Verdichters 38 wird die die Luftleitung 20, nicht jedoch die Luftleitung 18 durchströmende Luft zu verdichten beziehungsweise verdichtet, zumindest in dem genannten Betriebszustand, da zumindest in dem genannten Betriebszustand die Luftleitungen 18 und 20 voneinander getrennt sind.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist auch einen Abgastrakt 41 auf, welcher eine erste Abgasverrohrung 42 und eine zweite Abgasverrohrung 44 aufweist. Die Abgasverrohrungen 42 und 44 sind zumindest in dem Betriebszustand voneinander getrennt, insbesondere derart, dass zumindest in dem Betriebszustand die Abgasverrohrung 42 bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich den Zylindern 14b und 14c zugeordnet ist. Dabei ist zumindest in dem Betriebszustand die Abgasverrohrung 44 bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich den Zylindern 14a und 14b zugeordnet. Somit ist beziehungsweise wird in dem Betriebszustand die Abgasverrohrung 42 mit bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich aus den Zylindern 14b und 14c stammendem Abgas durchströmbar beziehungsweise durchströmt, und zumindest in dem Betriebszustand ist beziehungsweise wird die Abgasverrohrung 44 mit bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich aus den Zylindern 14a und 14d stammendem Abgas durchströmbar beziehungsweise durchströmt. Dabei sind die Turbine 26 und somit das Turbinenrad 30 in der Abgasverrohrung 42 angeordnet, und die Turbine 28 und das Turbinenrad 32 sind in der Abgasverrohrung 44 angeordnet. Das die jeweilige Abgasverrohrung 42 beziehungsweise 44 durchströmende Abgas beziehungsweise dessen Strömung ist in der Fig. durch Pfeile veranschaulicht, die in die jeweilige Abgasverrohrung 42 beziehungsweise 44 eingezeichnet sind.
In der Abgasverrohrung 42 ist beispielsweise stromab der Turbine 26 eine erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 46 angeordnet, mittels welcher das die Abgasverrohrung 42 durchströmende Abgas nachzubehandeln ist beziehungsweise nachbehandelt wird. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in die Abgasverrohrung 44 stromab der Turbine 28 eine zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung 48 angeordnet ist, mittels welcher das die Abgasverrohrung 44 durchströmende Abgas nachzubehandeln ist beziehungsweise nachbehandelt wird.
Um nun einen besonders effizienten und somit kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren zu können, sind die Turbinenräder 30 und 32 unterschiedlich groß ausgebildet, sodass die Turbinenräder 30 und 32 voneinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das Turbinenrad 30 weist beispielsweise einen ersten Durchmesser, insbesondere einen ersten Außendurchmesser, auf, wobei das Turbinenrad 32 einen zweiten Durchmesser, insbesondere einen zweiten Außendurchmesser, aufweist. Dabei sind die Durchmesser unterschiedlich groß. Vorliegend ist der erste Durchmesser größer als der zweite Durchmesser, sodass die Turbine 26 größer als die Turbine 28 und der Abgasturbolader 22 größer als der Abgasturbolader 24 ist. Außerdem sind bezogen auf die Zylinder 14a-d ausschließlich die Zylinder 14b und 14c als abschaltbare Zylinder ausgebildet, während die Zylinder 14a und 14d als nicht-abschaltbare Zylinder ausgebildet sind. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in einem in dem Betriebszustand stattfindenden, solchen befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10, dass alle Zylinder 14a-d befeuert betrieben werden, die abschaltbaren Zylinder 14b und 14c gemäß dem Otto-Kreisprozess und währenddessen die nicht-abschaltbaren Zylinder 14a und 14d gemäß dem Miller- oder Atkinson-Kreisprozess betrieben werden. Hierdurch kann ein besonders effizienter Betrieb dargestellt werden. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die abschaltbaren Zylinder 14b und 14c auf Leistung, insbesondere bei höheren Drehzahlen, auszulegen, was besonders vorteilhaft in Kombination mit dem großen Abgasturbolader 22 ist. Die nicht-abschaltbaren Zylinder 14a und 14d müssen im Hochlastbereich keine besonders hohen Ladedrücke erreichen, sodass für die nicht-abschaltbaren Zylinder 14a und 14d der kleinere Abgasturbolader 24 sinnvoll ist. Hierdurch kann auch die Klopfneigung der nicht-abschaltbaren Zylinder 14a und 14d besonders gering gehalten werden.
Bezugszeichenliste

10: Verbrennungskraftmaschine
12: Gehäuseelement
14a-d: Zylinder
16: Ansaugtrakt
18: Luftleitung
20: Luftleitung
22: Abgasturbolader
24: Abgasturbolader
26: Turbine
28: Turbine
30: Turbinenrad
32: Turbinenrad
34: Verdichter
36: Verdichterrad
38: Verdichter
40: Verdichterrad
41: Abgastrakt
42: Abgasverrohrung
44: Abgasverrohrung
46: Abgasnachbehandlungseinrichtung
48: Abgasnachbehandlungseinrichtung

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 102004035323 A1 [0002]
DE 102016200432 A1 [0003]

Claims

Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem ersten Zylinder (14b, c), mit wenigstens einem zweiten Zylinder (14a, d), mit einem eine erste Turbine (26) mit einem ersten Turbinenrad (30) aufweisenden ersten Abgasturbolader (22), und mit einem eine zweite Turbine (28) mit einem zweiten Turbinenrad (32) aufweisenden zweiten Abgasturbolader (24), wobei in zumindest einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10): - die erste Turbine (26) mit bezogen auf den ersten Zylinder (14b, 14c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich aus dem ersten Zylinder (14b, c) stammendem Abgas versorgbar ist, und - die zweite Turbine (28) mit bezogen auf den ersten Zylinder (14b, c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich aus dem zweiten Zylinder (14a, d) stammendem Abgas versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenräder (30, 32) voneinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei bezogen auf den ersten Zylinder (14b, c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich einer der Zylinder (14a-d) als ein abschaltbarer Zylinder ausgebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine, abschaltbare Zylinder der erste Zylinder (14b, c) ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des ersten Turbinenrads (30) größer als der Durchmesser des zweiten Turbinenrads (32) ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (10) dazu ausgebildet ist, während eines in dem Betriebszustand stattfindenden, befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine (10) den ersten Zylinder (14b, c) gemäß dem Otto-Kreisprozess und währenddessen den zweiten Zylinder (14a, d) gemäß dem Miller- oder Atkinson-Kreisprozess zu betreiben.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einem in dem Betriebszustand stattfindenden Volllastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) sowohl der erste Zylinder (14b, c) als auch der zweite Zylinder (14a, d) in einem jeweiligen befeuerten Betrieb befinden, wobei bei einem in dem Betriebszustand stattfindenden Teillastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) der erste Zylinder (14b, c) abgeschaltet ist und sich somit in einem unbefeuerten Betrieb befindet und sich der zweite Zylinder (14a, d) in einem befeuerten Betrieb befindet.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zylinder (14b, c) ein erstes festes Verdichtungsverhältnis und der zweite Zylinder (14a, d) ein zweites festes Verdichtungsverhältnis aufweist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Verdichtungsverhältnisse unterschiedlich groß sind.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite feste Verdichtungsverhältnis größer als das erste feste Verdichtungsverhältnis ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (14a-d) den gleichen Durchmesser aufweisen und/oder dass in den Zylinder (14a-d) translatorisch bewegbar aufgenommene Kolben der Verbrennungskraftmaschine (10) den gleichen Durchmesser aufweisen.
Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem ersten Zylinder (14b, c), mit wenigstens einem zweiten Zylinder (14a, d), mit einem eine erste Turbine (26) mit einem ersten Turbinenrad (30) aufweisenden ersten Abgasturbolader (22), und mit einem eine zweite Turbine (28) mit einem zweiten Turbinenrad (32) aufweisenden zweiten Abgasturbolader (24), wobei in zumindest einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine (10): - die erste Turbine (26) mit bezogen auf den ersten Zylinder (14b, c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich aus dem ersten Zylinder (14b, c) stammendem Abgas versorgt wird, und - die zweite Turbine (28) mit bezogen auf den ersten Zylinder (14b, c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich aus dem zweiten Zylinder (14a, d) stammendem Abgas versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenräder (30, 32) voneinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei bezogen auf den ersten Zylinder (14b, c) und den zweiten Zylinder (14a, d) ausschließlich einer der Zylinder /14a-d) als ein abschaltbarer Zylinder ausgebildet ist.