DE102021124631A1

DE102021124631A1 - Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftwagen

Info

Publication number: DE102021124631A1
Application number: DE102021124631.8A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Gutzer; Jan Velthuis
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2023-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Zylinder (3), dessen Zylinderachse (4) in einer Zylinderebene verläuft, mit einer um eine parallel zu oder in der Zylinderebene verlaufenden Kurbelwellendrehachse (6) relativ zu einem Gehäuse (2) der Verbrennungskraftmaschine (1) drehbaren Kurbelwelle (5), über welche von der Verbrennungskraftmaschine (1) Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind, und mit einer von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Abgasanlage (8), welche wenigstens zwei Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) zum Nachbehandeln des Abgases aufweist, wobei ein erstes der Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) auf einer ersten Seite (S1) der Zylinderebene und das zweite Abgasnachbehandlungselement (10) auf einer der ersten Seite (S1) gegenüberliegenden, zweiten Seite (S2) der Zylinderebene angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Der US 9 371 764 B2 ist eine Nachbehandlungskomponente zum Empfangen eines Abgasstroms von einem Verbrennungsmotor als bekannt zu entnehmen. Die KR 101338068 B1 offenbart einen auf einem Dieselpartikelfilter angeordneten SCR-Katalysator, mit einem Abgas-Einlass und einem Abgas-Auslass und einem porösen Filter. Außerdem ist aus der DE 10 2015 117 738 A1 ein Verbrennungsmotor bekannt, der einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, sodass sich auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Abgasnachbehandlung realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine auch als Brennkraftmaschine 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 verbrennungsmotorisch angetrieben werden kann. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug als ein Hybrid-Fahrzeug ausgebildet sein, welches auch wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Zylinder auf, dessen auch als erste Zylinderachse bezeichnete Zylinderachse in einer Zylinderebene verläuft. Unter der Zylinderachse des auch als erster Zylinder bezeichneten Zylinders ist insbesondere dessen Zylindermittelachse oder Mittelachse zu verstehen, bezüglich derer der Zylinder zumindest im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sein kann. Mit anderen Worten verläuft die Zylinderachse insbesondere durch die Mitte des Zylinders. In einem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine laufen in dem Zylinder Verbrennungsvorgänge ab. Dabei begrenzt im vollständig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine der Zylinder einen korrespondierenden Brennraum der Verbrennungskraftmaschine teilweise. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein jeweiliges Gemisch, welches Luft und einen insbesondere flüssigen Kraftstoff umfasst, verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Insbesondere kann der Brennraum auch durch einen Kolben, insbesondere direkt, begrenzt sein, wobei der Kolben translatorisch bewegbar in dem Zylinder angeordnet ist.
Die Verbrennungskraftmaschine weist auch eine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Kurbelwelle ist um eine Kurbelwellendrehachse relativ zu einem Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine drehbar. Bei dem Gehäuse handelt es sich beispielsweise um ein Kurbelgehäuse, insbesondere um ein Zylinderkurbelgehäuse. Insbesondere ist es denkbar, dass das Gehäuse den Zylinder bildet beziehungsweise, insbesondere direkt, begrenzt. Beispielsweise ist die Kurbelwelle um die Kurbelwellendrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar an dem Gehäuse gelagert. Es ist denkbar, dass die Kurbelwellendrehachse von der Zylinderebene beabstandet ist und parallel zu der Zylinderebene verläuft, insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine geschränkt ist, mithin eine Schränkung aufweist. Vorzugsweise ist es jedoch vorgesehen, dass die Kurbelwellendrehachse, welche einfach auch als Drehachse bezeichnet wird, in der Zylinderebene verläuft. Beispielsweise ist der zuvor genannte Kolben über ein korrespondierendes Pleuel gelenkig mit der Kurbelwellendrehachse verbunden, wodurch die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um die Kurbelwellendrehachse umgewandelt werden können. Durch die Verbrennungsvorgänge wird der Kolben in dem Zylinder angetrieben, mithin translatorisch bewegt, wodurch über das Pleuel die Kurbelwelle angetrieben und somit um ihre Kurbelwellendrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht wird.
Die Verbrennungskraftmaschine weist auch eine von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine, das heißt von dem Abgas aus dem Zylinder beziehungsweise aus dem Brennraum, durchströmbare Abgasanlage auf. Die Abgasanlage weist wenigstens zwei Abgasnachbehandlungselemente zum Nachbehandeln des Abgases auf. Das jeweilige Abgasnachbehandlungselement wird auch als Abgasnachbehandlungskomponente bezeichnet und ist von dem Abgas durchströmbar. Unter dem Nachbehandeln des Abgases ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise mittels des Abgasnachbehandlungselements wenigstens eine zunächst in dem Abgas enthaltene Komponente, insbesondere wenigstens ein zunächst im Abgas enthaltener Stoff, zumindest teilweise aus dem Abgas entfernt wird. Hierzu ist das Abgasnachbehandlungselement beispielsweise ein Filter oder das Abgasnachbehandlungselement weist beispielsweise einen Filter auf, mittels welchem die Komponente aus dem Abgas herausgefiltert wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Abgasnachbehandlungselement beispielsweise dazu ausgebildet sein, wenigstens eine chemische Reaktion, insbesondere katalytisch, zu unterstützen und/oder zu bewirken, wobei bei der chemischen Reaktion Edukte in wenigstens ein Produkt umgewandelt werden, und wobei beispielsweise die zuvor genannte, im Abgas enthaltene Komponente eines der Edukte ist. Um nun eine besonders bauraumgünstige Abgasnachbehandlung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein erstes der Abgasnachbehandlungselemente auf einer ersten Seite der Zylinderebene und das zweite Abgasnachbehandlungselement auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite der Zylinderebene angeordnet ist. Mit anderen Worten liegen die zwei Seiten entlang einer senkrecht zur Zylinderebene betrachteten Richtung einander gegenüber beziehungsweise die zweite Seite ist entlang der Richtung von der ersten Seite abgewandt und umgekehrt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das erste Abgasnachbehandlungselement entlang der Richtung, insbesondere vollständig, diesseits der Richtung angeordnet, und das zweite Abgasnachbehandlungselement ist entlang der Richtung, insbesondere vollständig, jenseits der Zylinderebene angeordnet. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Abgasnachbehandlungselement und das zweite Abgasnachbehandlungselement jeweils vollständig von der Zylinderebene beabstandet sind, sodass vorzugsweise weder das erste Abgasnachbehandlungselement noch das zweite Abgasnachbehandlungselement die Zylinderebene schneiden. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungselemente vollständig voneinander beabstandet sind, insbesondere vorzugsweise zumindest entlang der Richtung und zumindest entlang einer Strömungsrichtung des die Abgasanlage durchströmenden Abgases. Da die Abgasnachbehandlungselemente von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar sind, kann das Abgas mittels beider Abgasnachbehandlungselemente nachbehandelt werden, wodurch das Abgas effektiv und effizient nachbehandelt werden kann. Da das erste Abgasnachbehandlungselement beispielsweise diesseits und das zweite Abgasnachbehandlungselement jenseits der Zylinderebene angeordnet ist, mithin da die Abgasnachbehandlungselemente auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Zylinderebene angeordnet sind, kann der Bauraumbedarf der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden, sodass diese besonders vorteilhaft in einem zur Verfügung stehenden und gegebenenfalls beengten beziehungsweise geringen Bauraum verbaut und somit positioniert werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug als ein Hybrid-Fahrzeug ausgebildet ist, welches gegenüber einem rein verbrennungsmotorisch antreibbaren Fahrzeug sozusagen elektrifiziert ist. Bei einem solchen Hybrid-Fahrzeug kommen somit gegenüber einem rein verbrennungsmotorisch antreibbaren Fahrzeug zusätzliche, elektrische und/oder elektronische Bauelemente zum Einsatz, um das Hybrid-Fahrzeug, im Gegensatz zum rein verbrennungsmotorisch antreibbaren Fahrzeug, (auch) rein elektrisch antreiben zu können. Diese zusätzlichen, elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente beanspruchen Platz, sodass für die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasnachbehandlungselemente insbesondere gegenüber einem rein verbrennungsmotorisch antreibbaren Fahrzeug ein nur sehr geringer Bauraum zur Verfügung steht. Die Erfindung ermöglicht es nun, die Verbrennungskraftmaschine auch in einem sehr kleinen, zur Verfügung stehenden Bauraum anzuordnen und gleichzeitig eine effektive und effiziente Abgasnachbehandlung zu gewährleisten. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, die Abgasnachbehandlungselemente trotz eines gegebenenfalls sehr geringen, zur Verfügung stehenden Bauraums hinreichend groß auszugestalten, sodass das Abgas effektiv und effizient nachbehandelt werden kann. Somit kann ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden.
Um das Abgas besonders effektiv und effizient nachbehandeln zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungselemente strömungstechnisch seriell zueinander angeordnet, das heißt strömungstechnisch seriell zueinander geschaltet sind. Mit anderen Worten sind die Abgasnachbehandlungselemente strömungstechnisch in Reihe zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass das Abgas auf seinem Weg durch die Abgasanlage und durch die Abgasnachbehandlungselemente zunächst durch eines der Abgasnachbehandlungselemente, insbesondere durch das erste Abgasnachbehandlungselement, und daraufhin durch das andere Abgasnachbehandlungselement, insbesondere durch das zweite Abgasnachbehandlungselement, hindurchströmt und somit zunächst mittels des einen Abgasnachbehandlungselements und danach zusätzlich mittels des zweiten Abgasnachbehandlungselements behandelbar ist oder behandelt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das andere Abgasnachbehandlungselement in Strömungsrichtung des die Abgasanlage durchströmenden Abgases stromab des ersten Abgasnachbehandlungselements angeordnet. Die Abgasnachbehandlungselemente sind somit beispielsweise, insbesondere mittels wenigstens oder genau einer von dem Abgas durchströmbaren Abgasleitung, fluidisch miteinander verbunden. Somit ist es möglich, dass das das eine Abgasnachbehandlungselement durchströmende Abgas aus dem einen Abgasnachbehandlungselement ausströmt und dabei in die Abgasleitung einströmt und daraufhin die Abgasleitung durchströmt und mittels der Abgasleitung von dem einen Abgasnachbehandlungselement zu dem anderen Abgasnachbehandlungselement geführt wird. Das Abgas kann aus der Abgasleitung ausströmen und dabei in das andere Abgasnachbehandlungselement einströmen und daraufhin das andere Abgasnachbehandlungselement durchströmen.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eines der Abgasnachbehandlungselemente, insbesondere das erste Abgasnachbehandlungselement, als ein Katalysator, insbesondere als ein Drei-Wege-Katalysator, ausgebildet ist. Dabei ist beispielsweise der Katalysator zum katalytischen Bewirken und/oder Unterstützen der zuvor genannten, wenigstens einen chemischen Reaktion ausgebildet. Hierdurch kann das Abgas besonders effektiv und effizient nachbehandelt werden.
Um eine besonders vorteilhafte Abgasnachbehandlung realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das andere Abgasnachbehandlungselement, insbesondere das zweite Abgasnachbehandlungselement, als ein Partikelfilter ausgebildet ist. Mittels des Partikelfilters können im Abgas enthaltene Partikel, insbesondere Rußpartikel, aus dem Abgas herausgefiltert werden, wodurch ein besonders emissionsarmer Betrieb darstellbar ist.
Vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als ein Ottomotor ausgebildet. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Partikelfilter ein Ottopartikelfilter (OPF) ist.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Partikelfilter frei von einer katalytisch wirksamen Beschichtung ist.
Um eine besonders effektive und effiziente Abgasnachbehandlung auf besonders bauraumgünstige Weise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Partikelfilter mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung versehen ist, durch welche ein zweiter Katalysator gebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Katalysator zum katalytischen Bewirken und/oder Unterstützen der, insbesondere gleichen, wenigstens einen chemischen Reaktion ausgebildet ist, welche vorzugsweise auch durch den ersten Katalysator chemisch unterstützt und/oder bewirkt werden kann.
Um das Abgas besonders vorteilhaft sowie auf besonders bauraumgünstige Weise nachbehandeln zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Katalysator als ein Drei-Wege-Katalysator ausgebildet ist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das andere Abgasnachbehandlungselement als ein zweiter Katalysator, insbesondere als ein Drei-Wege-Katalysator, ausgebildet ist. Es ist denkbar, dass das andere Abgasnachbehandlungselement frei von einem Partikelfilter ist, oder der zweite Katalysator ist durch eine katalytisch wirksame Beschichtung gebildet, mit welcher ein Partikelfilter, insbesondere ein Otto-Partikelfilter, des anderen Abgasnachbehandlungselements versehen ist. Somit kann das Abgas besonders vorteilhaft nachbehandelt werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, auf. Das Kraftfahrzeug ist mittels der Verbrennungskraftmaschine verbrennungsmotorisch antreibbar. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Zylinder auf, dessen Zylinderachse in einer Zylinderebene verläuft. Die Verbrennungskraftmaschine weist außerdem eine um eine parallel zu oder in der Zylinderebene verlaufenden Kurbelwellendrehachse relativ zu einem Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine drehbare Kurbelwelle auf, über welche von der Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind. Außerdem weist die Verbrennungskraftmaschine eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare Abgasanlage auf, welche wenigstens oder genau zwei Abgasnachbehandlungselemente zum Nachbehandeln des Abgases aufweist.
Um nun das Abgas besonders effektiv und effizient sowie auf besonders bauraumgünstige Weise nachbehandeln zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein erstes der Abgasnachbehandlungselemente auf einer ersten Seite der Zylinderebene und das zweite Abgasnachbehandlungselement auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite der Zylinderebene angeordnet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Insbesondere ist es denkbar, dass in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten betrachtet das erste Abgasnachbehandlungselement vor dem zweiten Abgasnachbehandlungselement und somit das zweite Abgasnachbehandlungselement hinter dem ersten Abgasnachbehandlungselement und insbesondere auch hinter dem Gehäuse angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass die erste Seite in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und die zweite Seite in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten weist.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Abgasnachbehandlungselement und der Zylinder in Fahrzeughochrichtung zumindest teilweise auf der gleichen Höhe angeordnet sind. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Abgasnachbehandlungselement und der Zylinder in Fahrzeughochrichtung zumindest teilweise auf der gleichen Höhe angeordnet sind. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zumindest ein Teilbereich des ersten Abgasnachbehandlungselements und/oder zumindest ein Teilbereich des zweiten Abgasnachbehandlungselements in eine von dem Teilbereich hin zu dem Zylinder und senkrecht zur Zylinderebene verlaufenden Richtung zumindest durch einen Teil des Zylinders überlappt, das heißt überdeckt, ist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Abgasnachbehandlungselemente in Fahrzeughochrichtung zumindest teilweise auf der gleichen Höhe angeordnet sind, sodass sich die Abgasnachbehandlungselemente entlang einer senkrecht zur Zylinderebene verlaufenden Betrachtungsrichtung zumindest teilweise gegenseitig überlappen beziehungsweise überdecken.
Um das Abgas besonders bauraumgünstig nachbehandeln zu können, ist die Verbrennungskraftmaschine quer oder längs eingebaut. Unter dem Merkmal, dass die Verbrennungskraftmaschine quer eingebaut ist, ist zu verstehen, dass die Kurbelwellendrehachse in Fahrzeugquerrichtung, das heißt parallel zur Fahrzeugquerrichtung, verläuft. Unter dem Merkmal, dass die Verbrennungskraftmaschine längs eingebaut ist, ist zu verstehen, dass die Kurbelwellendrehachse in Fahrzeuglängsrichtung, das heißt parallel zur Fahrzeuglängsrichtung, verläuft.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine in einem Frontbereich oder in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als ein Frontmotor oder aber als ein Heckmotor ausgebildet, wodurch die Verbrennungskraftmaschine besonders bauraumgünstig positioniert werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt

1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine als Hubkolbenmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine 1 wird auch als Brennkraftmaschine oder Verbrennungsmotor bezeichnet und weist ein Gehäuse 2 auf, welches ein Zylindergehäuse, insbesondere ein Zylinderkurbelgehäuse, ist und auch als Motorblock bezeichnet wird. Das Gehäuse 2 und somit die Verbrennungskraftmaschine 1 weist wenigstens oder vorliegend genau vier Zylinder 3 auf, deren Zylinderachsen senkrecht zur Bildebene von 1 verlaufen und mit 4 bezeichnet sind. Dabei sind die Zylinder 3 jeweils, insbesondere direkt, durch das Gehäuse 2 gebildet beziehungsweise begrenzt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verbrennungskraftmaschine 1 als Reihen-Vier-Zylinder-Motor ausgebildet, wobei die Zylinder 3 in Reihe, das heißt entlang einer Geraden aufeinanderfolgend, angeordnet sind, derart, dass die parallel zueinander verlaufenden Zylinderachsen 4 die Gerade schneiden. Außerdem sind die Zylinderachsen 4 paarweise gleich voneinander beabstandet, insbesondere entlang der Geraden.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist außerdem eine in 1 besonders schematisch dargestellte Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle 5 auf, die um eine einfach auch als Drehachse bezeichnete Kurbelwellendrehachse 6 relativ zu dem Gehäuse 2 drehbar ist.
Dabei fällt die zuvor genannte Gerade mit der Kurbelwellendrehachse 6 zusammen oder die Gerade verläuft parallel zu der Kurbelwellendrehachse 6. Über die Kurbelwelle 5 kann die Verbrennungskraftmaschine 1 Drehmomente zum verbrennungsmotorischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.
Der jeweilige Zylinder 3 begrenzt einen jeweiligen Brennraum 7 der Verbrennungskraftmaschine 1, insbesondere jeweils direkt. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass in dem jeweiligen Zylinder 3 ein jeweiliger Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Der jeweilige Kolben ist über ein jeweiliges Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle 5 verbunden, sodass translatorische Bewegungen des jeweiligen Kolbens in dem jeweiligen Zylinder 3 in eine rotatorische, relativ zu dem Gehäuse 2 erfolgende Drehung der Kurbelwelle 5 um ihre Kurbelwellendrehachse 6 umgewandelt werden. Insbesondere begrenzt der jeweilige, in dem jeweiligen Zylinder 3 translatorisch bewegbar aufgenommenen Kolben den jeweiligen Brennraum ebenfalls teilweise und vorzugsweise ebenfalls direkt.
Die Zylinderachsen 4 verlaufen in einer Zylinderebene. Da bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Verbrennungskraftmaschine 1 nicht geschränkt ist, verläuft auch die Kurbelwellendrehachse 6 in der Zylinderebene. Somit ist es bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Zylinderachsen 4 senkrecht zur Kurbelwellendrehachse 6 verlaufen und die Kurbelwellendrehachse 6 schneiden. Die Zylinderebene, die senkrecht zur Bildebene von 1 verläuft, wird somit bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Kurbelwellendrehachse 6 und die jeweilige Zylinderachse 4 aufgespannt.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 weist außerdem eine auch als Abgastrakt bezeichnete Abgasanlage 8 auf, welche von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 durchströmbar ist. Das Abgas stammt aus den Brennräumen 7 und somit aus den Zylindern 3. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 1 laufen in den Brennräumen 7 Verbrennungsvorgänge ab. Bei dem jeweiligen Verbrennungsvorgang wird ein jeweiliges Gemisch verbrannt, woraus das Abgas resultiert. Das Gemisch umfasst Luft und einen vorzugsweise flüssigen Kraftstoff. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kraftstoff um einen Ottokraftstoff, sodass die Verbrennungskraftmaschine 1 vorzugsweise als Ottomotor ausgebildet ist.
Die Abgasanlage 8 weist wenigstens oder genau zwei Abgasnachbehandlungselemente 9 und 10 auf, die, wie in 1 durch einen Pfeil 11 veranschaulicht ist, von dem Abgas durchströmbar sind. Mit anderen Worten veranschaulicht der Pfeil 11 das die Abgasanlage 8 und somit die Abgasnachbehandlungselemente 9 und 10 durchströmende Abgas. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt veranschaulicht der Pfeil 11 eine Strömung des Abgases durch die Abgasanlage 8. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abgasnachbehandlungselemente 9 und 10 in Strömungsrichtung des die Abgasanlage 8 durchströmenden Abgases vollständig voneinander beabstandet angeordnet. Dabei ist in Strömungsrichtung des die Abgasanlage 8 durchströmenden Abgases zwischen den Abgasnachbehandlungselementen 9 und 10 eine Abgasleitung 12 der Abgasanlage 8 angeordnet, wobei die Abgasleitung 12 frei von einem Abgasnachbehandlungselement zum Nachbehandeln des Abgases ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, sind die Abgasnachbehandlungselemente 9 und 10, mittels welchen das Abgas nachbehandelt werden kann, über die Abgasleitung 12, das heißt mittels der Abgasleitung 12 fluidisch miteinander verbunden, sodass das das Abgasnachbehandlungselement 9 durchströmende und aus dem Abgasnachbehandlungselement 9 ausströmende Abgas in die Abgasleitung 12 einströmt, die Abgasleitung 12 durchströmt und mittels der Abgasleitung 12 von dem Abgasnachbehandlungselement 9 zu dem Abgasnachbehandlungselement 10 geführt und in das Abgasnachbehandlungselement 10 eingeleitet wird. Das aus der Abgasleitung 12 ausströmende Abgas strömt in das Abgasnachbehandlungselement 10 ein und kann daraufhin das Abgasnachbehandlungselement 10 durchströmen.
Um nun das Abgas auf besonders bauraumgünstige Weise nachbehandeln zu können, ist das Abgasnachbehandlungselement 9 als erstes der Abgasnachbehandlungselemente 9 und 10 auf einer ersten Seite S1 der Zylinderebene angeordnet, und das zweite Abgasnachbehandlungselement 10 ist auf einer der ersten Seite S1 gegenüberliegenden, zweiten Seite S2 der Zylinderebene angeordnet. Die Abgasnachbehandlungselemente 9 und 10 sind entlang einer in 1 durch einen Doppelpfeil 13 veranschaulichten und senkrecht zur Zylinderebene verlaufenden Richtung vollständig voneinander und vollständig von der Zylinderebene und auch vollständig von dem Gehäuse 2 beabstandet. Die erste Seite S1 der Zylinderebene korrespondiert mit einer ersten Seite des Gehäuses 2, und die zweite Seite S2 der Zylinderebene korrespondiert mit einer zweiten Seite des Gehäuses 2. Die Seiten S1 und S2 liegen entlang der durch den Doppelpfeil 13 veranschaulichten Richtung einander gegenüber beziehungsweise die Seite S2 weist entlang der durch den Doppelpfeil 13 veranschaulichten Richtung von der ersten Seite S1 weg und umgekehrt. Somit liegen auch die Seiten des Gehäuses 2 entlang der durch den Doppelpfeil 13 veranschaulichten Richtung einander gegenüber. Mit anderen Worten weist die zweite Seite des Gehäuses 2 entlang der durch den Doppelpfeil 13 veranschaulichten Richtung von der ersten Seite des Gehäuses 2 weg und umgekehrt. Das Abgasnachbehandlungselement 9 ist entlang der Richtung und dabei hin zu dem Abgasnachbehandlungselement 10 betrachtet zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder beispielsweise vollständig, durch das Gehäuse 2 überlappt beziehungsweise überdeckt. Alternativ oder zusätzlich ist das Abgasnachbehandlungselement 10 entlang der durch den Doppelpfeil 13 veranschaulichten Richtung und dabei hin zu dem Abgasnachbehandlungselement 9 betrachtet zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, durch das Gehäuse 2 überlappt beziehungsweise überdeckt. Ferner ist es denkbar, dass das Abgasnachbehandlungselement 9 entlang der Richtung und dabei zu dem Abgasnachbehandlungselement 10 hin betrachtet teilweise durch wenigstens oder genau einen der Zylinder 3, insbesondere durch wenigstens oder genau zwei der Zylinder 3, überlappt ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Abgasnachbehandlungselement 10 entlang der Richtung und dabei insbesondere hin zu dem Abgasnachbehandlungselement 9 betrachtet teilweise durch wenigstens oder genau einen der Zylinder 3, insbesondere durch wenigstens oder genau zwei der Zylinder 3, überlappt beziehungsweise überdeckt ist.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abgasnachbehandlungselemente 9 und 10 strömungstechnisch seriell, das heißt in Reihe, zueinander angeordnet oder geschaltet. Dies bedeutet, dass das Abgas aus den Brennräumen 7 auf seinem Weg durch die Abgasanlage 8 zunächst das Abgasnachbehandlungselement 9 und daraufhin das Abgasnachbehandlungselement 10 durchströmt und somit sukzessive mittels beider Abgasnachbehandlungselementen 9 und 10 nachbehandelt wird.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verbrennungskraftmaschine 1 quer eingebaut und in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, sodass die Verbrennungskraftmaschine 1 beispielsweise ein quer eingebauter Frontmotor ist. Alternativ ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 längs eingebaut ist. Ferner ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet und somit als ein Heckmotor ausgebildet ist. Somit ist es denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine 1 als ein längs oder quer eingebauter Frontmotor oder als ein längs oder quer eingebauter Heckmotor ausgebildet ist.
Das Abgasnachbehandlungselement 9 ist vorzugsweise ein Katalysator, insbesondere ein Drei-Wege-Katalysator. Vorzugsweise ist das Abgasnachbehandlungselement 9 frei von einem Partikelfilter zum Herausfiltern von Partikeln aus dem Abgas.
Das Abgasnachbehandlungselement 10 kann ein Katalysator, insbesondere ein Drei-Wege-Katalysator, sein, wobei das Abgasnachbehandlungselement 10 frei von einem Partikelfilter sein kann Ferner ist es denkbar, dass das Abgasnachbehandlungselement 10 ein Partikelfilter und dabei beispielsweise frei von einem Katalysator ist. Es ist denkbar, dass das Abgasnachbehandlungselement 10 ein Partikelfilter, insbesondere ein Ottopartikelfilter (OPF), ist, wobei der Partikelfilter beispielsweise mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung versehen ist, durch welche ein Katalysator, insbesondere ein Drei-Wege-Katalysator, gebildet ist. Dadurch kann eine effektive und effiziente Abgasnachbehandlung auf besonders bauraumgünstige Weise dargestellt werden. Außerdem kann die Verbrennungskraftmaschine 1 auch in einem sehr kleinen, zur Verfügung stehenden Bauraum verbaut werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Kraftfahrzeug als ein Hybrid-Fahrzeug ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungskraftmaschine
2: Gehäuse
3: Zylinder
4: Zylinderachse
5: Kurbelwelle
6: Kurbelwellendrehachse
7: Brennraum
8: Abgasanlage
9: erstes Abgasnachbehandlungselement
10: zweites Abgasnachbehandlungselement
11: Pfeil
12: Abgasleitung
13: Doppelpfeil
S1: erste Seite
S2: zweite Seite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9371764 B2 [0002]
KR 101338068 B1 [0002]
DE 102015117738 A1 [0002]

Claims

Verbrennungskraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Zylinder (3), dessen Zylinderachse (4) in einer Zylinderebene verläuft, mit einer um eine parallel zu oder in der Zylinderebene verlaufenden Kurbelwellendrehachse (6) relativ zu einem Gehäuse (2) der Verbrennungskraftmaschine (1) drehbaren Kurbelwelle (5), über welche von der Verbrennungskraftmaschine (1) Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind, und mit einer von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbaren Abgasanlage (8), welche wenigstens zwei Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) zum Nachbehandeln des Abgases aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) auf einer ersten Seite (S1) der Zylinderebene und das zweite Abgasnachbehandlungselement (10) auf einer der ersten Seite (S1) gegenüberliegenden, zweiten Seite (S2) der Zylinderebene angeordnet ist.
Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) seriell zueinander angeordnet sind.
Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) als ein Katalysator, insbesondere als ein 3-Wege-Katalysator, ausgebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Abgasnachbehandlungselement (10) als ein Partikelfilter ausgebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter frei von einer katalytisch wirksamen Beschichtung ist.
Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter mit einer katalytisch wirksamen Beschichtung versehen ist, durch welche ein zweiter Katalysator gebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Katalysator ein 3-Wege-Katalysator ist.
Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Abgasnachbehandlungselement (10) als ein zweiter Katalysator, insbesondere als ein 3-Wege-Katalysator, ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (1), welche aufweist: - wenigstens einen Zylinder (3), dessen Zylinderachse (4) in einer Zylinderebene verläuft, - eine um eine parallel zu oder in der Zylinderebene verlaufenden Kurbelwellendrehachse (6) relativ zu einem Gehäuse (2) der Verbrennungskraftmaschine (1) drehbare Kurbelwelle (5), über welche von der Verbrennungskraftmaschine (1) Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar sind, und - eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmbare Abgasanlage (8), welche wenigstens zwei Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) zum Nachbehandeln des Abgases aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Abgasnachbehandlungselemente (9, 10) auf einer ersten Seite (S1) der Zylinderebene und das zweite Abgasnachbehandlungselement (10) auf einer der ersten Seite (S1) gegenüberliegenden, zweiten Seite (S2) der Zylinderebene angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (1) quer oder längs eingebaut ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (1) in einem Fronbereich oder einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.