DE202017104326U1 - Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment - Google Patents
Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment Download PDFInfo
- Publication number
- DE202017104326U1 DE202017104326U1 DE202017104326.6U DE202017104326U DE202017104326U1 DE 202017104326 U1 DE202017104326 U1 DE 202017104326U1 DE 202017104326 U DE202017104326 U DE 202017104326U DE 202017104326 U1 DE202017104326 U1 DE 202017104326U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust gas
- exhaust
- internal combustion
- combustion engine
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 23
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 173
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 12
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
- F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
- F02D13/0242—Variable control of the exhaust valves only
- F02D13/0246—Variable control of the exhaust valves only changing valve lift or valve lift and timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
- F02M26/43—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which exhaust from only one cylinder or only a group of cylinders is directed to the intake of the engine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) mit mindestens zwei Zylindern (1), bei der – jeder Zylinder (1) mindestens eine Einlassöffnung (2a, 2b) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (3) aufweist und mindestens zwei Auslassöffnungen (4a, 4b) zum Abführen von Abgas via Abgasabführsystem (5), wobei sich an jede Auslassöffnung (4a, 4b) eine Abgasleitung (5a, 5b) anschließt, – mindestens ein Abgasturbolader (8) vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem (5) angeordnete Turbine (8a) und einen im Ansaugsystem (3) angeordneten Verdichter (8b) umfasst, – die Abgasleitungen (5a, 5b) in der Art konfiguriert sind, dass diese zwei Gruppen bilden, wobei jede Gruppe mindestens eine Abgasleitung (5a, 5b) von jedem Zylinder (1) umfasst und die Abgasleitungen (5a, 5b) jeder Gruppe jeweils unter Ausbildung eines Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung (6a, 6b) zusammenführen, – die erste Gesamtabgasleitung (6a) einer ersten Gruppe in die Turbine (8a) des mindestens einen Abgasturboladers (8) mündet, – die zweite Gesamtabgasleitung (6b) einer zweiten Gruppe in das Ansaugsystem (3) stromaufwärts des Verdichters (8b) des mindestens einen Abgasturboladers (8) mündet, und – im Abgasabführsystem (5) stromabwärts der Turbine (8a) des mindestens einen Abgasturboladers (8) mindestens ein Abgasnachbehandlungssystem (11) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – Mittel (13) vorgesehen sind, mit denen ein Abführen von Abgas via erster Gesamtabgasleitung (6a) verhinderbar ist, und – eine Abblaseleitung (7) vorgesehen ist, in der ein Absperrelement (7a) angeordnet ist und die unter Ausbildung eines ersten Knotenpunktes (7b) vom Abgaskrümmer der zweiten Gruppe abzweigt und unter Ausbildung eines zweiten Knotenpunktes (7c) stromabwärts der Turbine (8a) des mindestens einen Abgasturboladers (8) in das Abgasabführsystem (5) mündet, wobei in der Abblaseleitung (7) ein Speicher (12) für unverbrannte Kohlenwasserstoffe vorgesehen ist.Supercharged internal combustion engine (10) with at least two cylinders (1), in which - each cylinder (1) at least one inlet opening (2a, 2b) for supplying charge air via the intake system (3) and at least two outlet openings (4a, 4b) for discharging exhaust gas via Abgasabführsystem (5), wherein at each outlet opening (4a, 4b) an exhaust pipe (5a, 5b) connects, - at least one exhaust gas turbocharger (8) is provided, which in the Abgasabführsystem (5) arranged turbine (8a) and a compressor (8b) arranged in the intake system (3), the exhaust pipes (5a, 5b) being configured in such a way that they form two groups, each group having at least one exhaust pipe (5a, 5b) of each cylinder (1) and the exhaust pipes (5a, 5b) of each group in each case merge to form an exhaust gas manifold to an overall exhaust line (6a, 6b), - the first total exhaust line (6a) of a first group in the turbine (8a) of the at least one exhaust gas - the second total exhaust line (6b) of a second group opens into the intake system (3) upstream of the compressor (8b) of the at least one exhaust gas turbocharger (8), and - in the exhaust gas removal system (5) downstream of the turbine (8a) the at least one exhaust gas turbocharger (8) is provided with at least one exhaust aftertreatment system (11), characterized in that - means (13) are provided with which exhaust gas can be prevented via the first overall exhaust gas line (6a), and - a blow-off line (7) is provided, in which a shut-off element (7a) is arranged and which branches off from the exhaust manifold of the second group to form a second node (7b) and to form a second node (7c) downstream of the turbine (8a) of the at least one exhaust gas turbocharger (8). into the Abgasabführsystem (5) opens, wherein in the blow-off line (7) is provided a memory (12) for unburned hydrocarbons.
Description
Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, bei der
- – jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist und mindestens zwei Auslassöffnungen zum Abführen von Abgas via Abgasabführsystem, wobei sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt,
- – mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst,
- – die Abgasleitungen in der Art konfiguriert sind, dass diese zwei Gruppen bilden, wobei jede Gruppe mindestens eine Abgasleitung von jedem Zylinder umfasst und die Abgasleitungen jeder Gruppe jeweils unter Ausbildung eines Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen,
- – die erste Gesamtabgasleitung einer ersten Gruppe in die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers mündet,
- – die zweite Gesamtabgasleitung einer zweiten Gruppe in das Ansaugsystem stromaufwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers mündet, und
- – im Abgasabführsystem stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers mindestens ein Abgasnachbehandlungssystem vorgesehen ist.
- Each cylinder has at least one inlet opening for supplying charge air via the intake system and at least two outlet openings for discharging exhaust gas via the exhaust removal system, wherein an exhaust gas line adjoins each outlet opening,
- At least one exhaust-gas turbocharger is provided, which comprises a turbine arranged in the exhaust-gas removal system and a compressor arranged in the intake system,
- The exhaust pipes are configured such that they form two groups, each group comprising at least one exhaust pipe of each cylinder and merging the exhaust pipes of each group to form an exhaust gas manifold, respectively, to form an exhaust gas manifold,
- The first overall exhaust gas line of a first group opens into the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger,
- - The second total exhaust line of a second group opens into the intake system upstream of the compressor of the at least one exhaust gas turbocharger, and
- - In the Abgasabführsystem downstream of the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is provided at least one exhaust aftertreatment system.
Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren mit Fremdzündung nutzen, sowie Hybrid-Antriebe, die neben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.An internal combustion engine of the type mentioned is used as a motor vehicle drive. In the context of the present invention, the term internal combustion engine comprises gasoline engines, but also hybrid internal combustion engines, which use a hybrid combustion process with spark ignition, and hybrid drives, which in addition to a spark-ignition internal combustion engine include an electric machine which can be electrically connected to the internal combustion engine, which receives power from the internal combustion engine or as an additional auxiliary drive additionally delivers power.
Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung der Zylinder und deren Brennräume miteinander verbunden werden bzw. sind. Der Zylinderblock dient regelmäßig als obere Kurbelgehäusehälfte zur Lagerung der Kurbelwelle und zur Aufnahme des Kolbens bzw. der Zylinderlaufbuchse jedes Zylinders.Internal combustion engines have a cylinder block and at least one cylinder head, which are connected to form the cylinders and their combustion chambers with each other or are. The cylinder block is used regularly as an upper crankcase half for supporting the crankshaft and for receiving the piston or the cylinder liner of each cylinder.
Die im Kurbelgehäuse gelagerte Kurbelwelle nimmt die Pleuelstangenkräfte auf und transformiert die oszillierende Hubbewegung der Kolben in eine rotierende Drehbewegung der Kurbelwelle. Die durch den Zylinderblock gebildete obere Kurbelgehäusehälfte wird regelmäßig ergänzt durch die an den Zylinderblock montierbare und als untere Kurbelgehäusehälfte dienende Ölwanne.The crankshaft mounted in the crankcase receives the connecting rod forces and transforms the oscillating stroke movement of the pistons into a rotating rotational movement of the crankshaft. The upper crankcase half formed by the cylinder block is regularly supplemented by the sump which can be mounted on the cylinder block and serves as the lower crankcase half.
Der Zylinderkopf dient üblicherweise zur Aufnahme der für den Ladungswechsel erforderlichen Ventiltriebe. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Abführen der Verbrennungsgase via Abgasabführsystem über die Auslassöffnungen und das Zuführen der Ladeluft via Ansaugsystem über die Einlassöffnungen der mindestens zwei Zylinder. Nach dem Stand der Technik werden bei Viertaktmotoren zur Steuerung des Ladungswechsels nahezu ausschließlich Hubventile verwendet.The cylinder head usually serves to accommodate the valve trains required for the charge cycle. As part of the charge exchange, the exhaust gases are discharged via the exhaust gas discharge system via the outlet openings and the charge air is supplied via the intake system via the inlet openings of the at least two cylinders. According to the state of the art, almost exclusively globe valves are used in four-stroke engines for controlling the gas exchange.
Jedes Hubventil bewegt sich unter Ausbildung, d. h. Vollziehen eines maximalen Ventilhubs zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung und gibt dabei die ventilzugehörige Öffnung während des Öffnungsvorganges für eine gewisse Öffnungsdauer frei. Der für die Bewegung eines Ventils erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich des Ventils selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet.Each lift valve moves under training, d. H. Completion of a maximum valve lift between an open position and a closed position, thereby releasing the valve-associated opening during the opening process for a certain opening period. The required for the movement of a valve valve actuating mechanism including the valve itself is referred to as a valve train.
Es ist die Aufgabe eines Ventiltriebs die Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung rechtzeitig freizugeben bzw. zu versperren, wobei in der Regel eine schnelle Freigabe möglichst großer Strömungsquerschnitte angestrebt wird, um die Drosselverluste in den ein- bzw. ausströmenden Gasen gering zu halten und eine möglichst gute Füllung der Zylinder sowie ein effektives Abführen der Abgase zu gewährleisten. Nach dem Stand der Technik werden die Zylinder daher auch häufig mit zwei oder mehr Einlass- bzw. Auslassöffnungen ausgestattet.It is the task of a valve drive to open or obstruct the inlet opening or outlet opening in good time, as a rule a quick release of the largest possible flow cross sections is sought in order to keep the throttle losses in the incoming and outgoing gases low and the best possible filling to ensure the cylinder as well as an effective discharge of the exhaust gases. Therefore, according to the prior art, the cylinders are often equipped with two or more inlet and outlet ports.
Die mindestens zwei Zylinder der Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sind mit mindestens einer Einlassöffnung und mindestens zwei Auslassöffnungen ausgestattet.The at least two cylinders of the internal combustion engine, which is the subject of the present invention, are equipped with at least one inlet opening and at least two outlet openings.
Die Ansaugleitungen, die zu den Einlassöffnungen führen, und die Abgasleitungen, die sich an die Auslassöffnungen anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert. Die Abgasleitungen der Zylinder werden häufig zu einer gemeinsamen Gesamtabgasleitung oder aber wie bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gruppenweise zu zwei Gesamtabgasleitungen zusammengeführt. Die Zusammenführung von Abgasleitungen zu einer Gesamtabgasleitung wird als Abgaskrümmer bezeichnet, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Gesamtabgasleitung als zum Abgaskrümmer gehörend angesehen wird.The intake pipes leading to the intake ports and the exhaust pipes connecting to the exhaust ports are at least partially integrated in the cylinder head in the prior art. The exhaust gas lines of the cylinders are often combined into a common overall exhaust gas line or, as in the internal combustion engine according to the invention, in groups of two total exhaust gas lines. The combination of exhaust pipes to an entire exhaust line is referred to as exhaust manifold, wherein in the present invention, the total exhaust gas line is considered to belong to the exhaust manifold.
Stromabwärts der Krümmer werden die Abgase zwecks Aufladung der Turbine mindestens eines Abgasturboladers zugeführt und/oder einem oder mehreren Systemen zur Abgasnachbehandlung. Im Einzelfall wird Abgas in das Ansaugsystem zurückgeführt.Downstream of the manifold, the exhaust gases for charging the turbine of at least one exhaust gas turbocharger supplied and / or one or more systems for Exhaust aftertreatment. In individual cases, exhaust gas is returned to the intake system.
Bei der Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird aus den Zylindern stammendes Abgas zwecks Aufladung via einer ersten Gesamtabgasleitung der Turbine mindestens eines Abgasturboladers zugeführt und stromabwärts der Turbine einer Abgasnachbehandlung unterzogen. Eine zweite Gesamtabgasleitung verbindet die Zylinder auslassseitig mit dem Ansaugsystem stromaufwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers. Die Abgasleitungen der Zylinder sind dabei in der Art konfiguriert, dass diese zwei Gruppen bilden, wobei jede Gruppe mindestens eine Abgasleitung von jedem Zylinder umfasst und die Abgasleitungen jeder Gruppe jeweils unter Ausbildung eines Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen.In the internal combustion engine, which is the subject of the present invention, exhaust gas from the cylinders is charged to the turbine of at least one exhaust gas turbocharger via a first overall exhaust gas line and subjected to exhaust gas aftertreatment downstream of the turbine. A second overall exhaust line connects the cylinders on the outlet side with the intake system upstream of the compressor of the at least one exhaust gas turbocharger. The exhaust passages of the cylinders are configured such that they form two groups, each group comprising at least one exhaust pipe of each cylinder and the exhaust pipes of each group merge to form an exhaust gas manifold to form an exhaust gas manifold.
Brennkraftmaschinen dieser Art und Verfahren zum Betreiben solcher Brennkraftmaschinen werden beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
Der Vorteil eines Abgasturboladers im Vergleich zu einem Lader, der mittels Hilfsantrieb angetrieben wird, besteht darin, dass ein Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase nutzt, während ein Lader die für seinen Antrieb erforderliche Energie direkt oder indirekt von der Brennkraftmaschine bezieht und damit, zumindest solange die Antriebsenergie nicht aus einer Energierückgewinnung stammt, den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, d. h. mindert. Falls es sich nicht um einen mittels Elektromaschine, d. h. elektrisch antreibbaren Lader handelt, ist regelmäßig eine mechanische bzw. kinematische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen dem Lader und der Brennkraftmaschine erforderlich, die auch das Packaging im Motorraum nachteilig beeinflusst bzw. bestimmt.The advantage of an exhaust gas turbocharger in comparison to a supercharger which is driven by means of an auxiliary drive is that an exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases, while a supercharger obtains the energy required for its drive directly or indirectly from the internal combustion engine and thus, at least as long the drive energy does not come from an energy recovery, adversely affects the efficiency, d. H. decreases. If it is not an electric machine, d. H. is electrically driven supercharger is regularly a mechanical or kinematic connection for power transmission between the charger and the internal combustion engine is required, which also adversely affects or determines the packaging in the engine compartment.
Ein Abgasturbolader umfasst einen Verdichter und eine Turbine, die auf derselben Welle angeordnet sind. Der heiße Abgasstrom wird der Turbine zugeführt und entspannt sich unter Energieabgabe in der Turbine, wodurch die Welle in Drehung versetzt wird. Die vom Abgasstrom an die Turbine und schließlich an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung der mindestens zwei Zylinder erreicht wird. Gegebenenfalls ist eine Ladeluftkühlung vorgesehen, mit der die komprimierte Ladeluft vor Eintritt in die Zylinder gekühlt wird. An exhaust gas turbocharger includes a compressor and a turbine disposed on the same shaft. The hot exhaust stream is supplied to the turbine and relaxes with energy release in the turbine, causing the shaft to rotate. The energy emitted by the exhaust gas flow to the turbine and finally to the shaft is used to drive the compressor, which is also arranged on the shaft. The compressor conveys and compresses the charge air supplied to it, whereby charging of the at least two cylinders is achieved. Optionally, a charge air cooling is provided, with which the compressed charge air is cooled before entering the cylinder.
Die Aufladung dient in erster Linie der Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine. Die für den Verbrennungsprozess benötigte Luft wird dabei verdichtet, wodurch jedem Zylinder pro Arbeitsspiel eine größere Luftmasse zugeführt werden kann. Dadurch können die Kraftstoffmasse und damit der Mitteldruck gesteigert werden. Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Wird der Hubraum reduziert, lässt sich bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist.The charge is used primarily to increase the performance of the internal combustion engine. The air required for the combustion process is compressed, which allows each cylinder per working cycle, a larger air mass can be supplied. As a result, the fuel mass and thus the medium pressure can be increased. The charge is a suitable means to increase the capacity of an internal combustion engine with unchanged displacement or to reduce the displacement at the same power. In any case, the charging leads to an increase in space performance and a lower power mass. If the cubic capacity is reduced, the load spectrum can be shifted to higher loads at the same vehicle boundary conditions, where the specific fuel consumption is lower.
Die Aufladung unterstützt folglich die Bemühungen, den Kraftstoffverbrauch einer Brennkraftmaschine zu minimieren, d. h. den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern.Charging thus supports the efforts to minimize the fuel consumption of an internal combustion engine, i. H. to improve the efficiency of the internal combustion engine.
Durch eine geeignete Getriebeauslegung kann zusätzlich ein sogenanntes Downspeeding realisiert werden, wodurch ebenfalls ein geringerer spezifischer Kraftstoffverbrauch erzielt wird. Beim Downspeeding wird der Umstand ausgenutzt, dass der spezifische Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Drehzahlen regelmäßig niedriger ist, insbesondere bei höheren Lasten.By means of a suitable transmission design, a so-called downspeeding can additionally be realized, as a result of which a lower specific fuel consumption is likewise achieved. Downspeeding exploits the fact that the specific fuel consumption at low speeds is regularly lower, especially at higher loads.
Bei gezielter Auslegung der Aufladung können auch Vorteile bei den Abgasemissionen erzielt werden. So können mittels geeigneter Aufladung beispielsweise beim Dieselmotor die Stickoxidemissionen ohne Einbußen beim Wirkungsgrad verringert werden. Gleichzeitig können die Kohlenwasserstoffemissionen günstig beeinflusst werden. Die Emissionen an Kohlendioxid, die direkt mit dem Kraftstoffverbrauch korrelieren, nehmen mit sinkendem Kraftstoffverbrauch ohnehin ab.With targeted design of the charge also benefits in the exhaust emissions can be achieved. Thus, by means of suitable charging, for example in the diesel engine, the nitrogen oxide emissions can be reduced without sacrificing efficiency. At the same time, the hydrocarbon emissions can be favorably influenced. The emissions of carbon dioxide, which correlate directly with fuel consumption, decrease anyway with decreasing fuel consumption.
Um zukünftig Grenzwerte für Schadstoffemissionen einhalten zu können, sind neben der Aufladung weitere Maßnahmen erforderlich, weshalb regelmäßig verschiedene Abgasnachbehandlungssysteme zur Konvertierung der Schadstoffe eingesetzt werden.In order to be able to comply with limit values for pollutant emissions in the future, additional measures are required in addition to the charging, which is why regularly different exhaust aftertreatment systems are used to convert the pollutants.
Auch die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist neben der Aufladung mit einer Abgasnachbehandlung ausgestattet.Also, the internal combustion engine, which is the subject of the present invention, is equipped in addition to the charging with an exhaust gas aftertreatment.
Grundsätzlich ist man bemüht, die Turbine eines Abgasturboladers möglichst nahe an den Auslassöffnungen der Zylinder anzuordnen, um auf diese Weise die Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal nutzen zu können und ein schnelles Ansprechverhalten der Turbine und damit des Turboladers zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang wird auch angestrebt, die thermische Trägheit und das Volumen des Leitungssystems zwischen den Auslassöffnungen der Zylinder und der Turbine zu minimieren, was durch Reduzierung der Masse und der Länge der Abgasleitungen erreicht werden kann. Die Integration der Abgaskrümmer in den Zylinderkopf ist dabei zielführend.Basically, it is endeavored to arrange the turbine of an exhaust gas turbocharger as close as possible to the outlet openings of the cylinder in order to be able to optimally use the exhaust gas enthalpy of the hot exhaust gases, which is largely determined by the exhaust gas pressure and the exhaust gas temperature, and a fast response of the turbine and thus of the turbocharger. In this connection, it is also desirable to minimize the thermal inertia and volume of the conduit system between the cylinder and turbine exhaust ports, which can be achieved by reducing the mass and length of the exhaust conduits. The integration of the exhaust manifold in the cylinder head is purposeful.
Die verschiedenen Abgasnachbehandlungssysteme erfordern gewisse Mindesttemperaturen, um die jeweiligen Schadstoffe konvertieren zu können, weshalb auch Abgasnachbehandlungssysteme möglichst motornah platziert werden sollten. Hinsichtlich der Anordnung einer Turbine sowie eines Abgasnachbehandlungssystems besteht somit ein Zielkonflikt, wobei der Turbine regelmäßig, wie auch bei der Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung, die höhere Priorität zuerkannt wird.The various exhaust aftertreatment systems require certain minimum temperatures in order to convert the respective pollutants, which is why exhaust aftertreatment systems should be placed as close to the engine as possible. With regard to the arrangement of a turbine and of an exhaust aftertreatment system, there is thus a conflict of objectives, with the turbine being given the higher priority on a regular basis, as is the case with the internal combustion engine of the present invention.
Die Konvertierung der Schadstoffe im Rahmen der Abgasnachbehandlung ist aufgrund der vergleichsweise langen Wegstrecke, welche die Abgase von den Auslassöffnungen bis hin zu den Abgasnachbehandlungssystemen zurücklegen müssen, regelmäßig unbefriedigend, insbesondere nach einem Kaltstart, wobei die Turbine als zusätzliche Temperatursenke fungiert und anzusehen ist.The conversion of pollutants in the context of exhaust aftertreatment is due to the relatively long distance, which must cover the exhaust gases from the exhaust ports to the exhaust aftertreatment systems, regularly unsatisfactory, especially after a cold start, the turbine acts as an additional temperature sink and is to be considered.
Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die hinsichtlich der Abgasnachbehandlung verbessert ist.In view of the foregoing, it is the object of the present invention to provide a supercharged internal combustion engine according to the preamble of
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, bei der
- – jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist und mindestens zwei Auslassöffnungen zum Abführen von Abgas via Abgasabführsystem, wobei sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung anschließt,
- – mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst,
- – die Abgasleitungen in der Art konfiguriert sind, dass diese zwei Gruppen bilden, wobei jede Gruppe mindestens eine Abgasleitung von jedem Zylinder umfasst und die Abgasleitungen jeder Gruppe jeweils unter Ausbildung eines Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen,
- – die erste Gesamtabgasleitung einer ersten Gruppe in die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers mündet,
- – die zweite Gesamtabgasleitung einer zweiten Gruppe in das Ansaugsystem stromaufwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers mündet, und
- – im Abgasabführsystem stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers mindestens ein Abgasnachbehandlungssystem vorgesehen ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass
- – Mittel vorgesehen sind, mit denen ein Abführen von Abgas via erster Gesamtabgasleitung verhinderbar ist, und
- – eine Abblaseleitung vorgesehen ist, in der ein Absperrelement angeordnet ist und die unter Ausbildung eines ersten Knotenpunktes vom Abgaskrümmer der zweiten Gruppe abzweigt und unter Ausbildung eines zweiten Knotenpunktes stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers in das Abgasabführsystem mündet, wobei in der Abblaseleitung ein Speicher für unverbrannte Kohlenwasserstoffe vorgesehen ist.
- Each cylinder has at least one inlet opening for supplying charge air via the intake system and at least two outlet openings for discharging exhaust gas via the exhaust removal system, wherein an exhaust gas line adjoins each outlet opening,
- At least one exhaust-gas turbocharger is provided, which comprises a turbine arranged in the exhaust-gas removal system and a compressor arranged in the intake system,
- The exhaust pipes are configured such that they form two groups, each group comprising at least one exhaust pipe of each cylinder and merging the exhaust pipes of each group to form an exhaust gas manifold, respectively, to form an exhaust gas manifold,
- The first overall exhaust gas line of a first group opens into the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger,
- - The second total exhaust line of a second group opens into the intake system upstream of the compressor of the at least one exhaust gas turbocharger, and
- Is provided in the Abgasabführsystem downstream of the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger at least one exhaust aftertreatment system, and which is characterized in that
- - Means are provided, with which a discharge of exhaust gas via the first total exhaust gas line can be prevented, and
- A blow-off line is provided in which a shut-off element is arranged and branches off to form a first node from the exhaust manifold of the second group and opens to form a second node downstream of the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger in the Abgasabführsystem, wherein in the blow-off line a memory for unburned hydrocarbons is provided.
Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine lässt sich aus dem Abgaskrümmer der zweiten Gruppe stammendes Abgas via Abblaseleitung an der Turbine des Abgasturboladers vorbeiführen. In der Abblaseleitung ist ein Speicher für unverbrannte Kohlenwasserstoffe vorgesehen.In the case of the internal combustion engine according to the invention, exhaust gas originating from the exhaust manifold of the second group can be led past the turbine of the exhaust gas turbocharger via the exhaust line. In the blow-off line a storage for unburned hydrocarbons is provided.
Dieses Konzept ermöglicht es, das Abgas während der Warmlaufphase, insbesondere nach einem Kaltstart, motornah und bedarfsgerecht zu behandeln, wobei im Abgas befindliche unverbrannte Kohlenwasserstoffe in dem erfindungsgemäß vorgesehenen Speicher gesammelt und gespeichert werden.This concept makes it possible to treat the exhaust gas during the warm-up phase, in particular after a cold start, close to the engine and as needed, with unburned hydrocarbons in the exhaust gas being collected and stored in the reservoir provided according to the invention.
Hierzu wird das Abführen von Abgas via der ersten Gesamtabgasleitung unter Verwendung von geeigneten Mitteln verhindert, d. h. unterbunden, wobei als geeignetes Mittel ein Absperrelement im Abgasabführsystem stromaufwärts oder stromabwärts der Turbine dienen kann. Alternativ lässt sich das Abführen von Abgas via der ersten Gesamtabgasleitung durch Ausstattung der Auslassöffnungen der ersten Gruppe mit schaltbaren Ventilen und Abschalten dieser Ventile verhindern. Das Einleiten von Abgas in das Ansaugsystem wird vorzugsweise eingestellt, beispielsweise durch Schließen eines in der zweiten Gesamtabgasleitung vorgesehenen Absperrelementes.For this purpose, the removal of exhaust gas via the first overall exhaust gas line using suitable means is prevented, ie prevented, as a suitable means a shut-off element in the Abgasabführsystem upstream or downstream of the turbine can serve. Alternatively, the removal of exhaust gas via the first overall exhaust gas line can be prevented by equipping the outlet openings of the first group with switchable valves and switching off these valves. The initiation of Exhaust gas in the intake system is preferably adjusted, for example by closing a provided in the second total exhaust line shut-off.
Durch Öffnen des in der Abblaseleitung vorgesehenen Absperrelements wird die Abblaseleitung für das aus dem zweiten Abgaskrümmer stammende Abgas freigegeben und der Speicher für unverbrannte Kohlenwasserstoffe mit Abgas beaufschlagt.By opening the shut-off line provided in the shut-off the Abblaseleitung is released for the derived from the second exhaust manifold exhaust gas and the memory for unburned hydrocarbons with exhaust gas applied.
Die im Speicher gesammelten unverbrannten Kohlenwasserstoffe können dann unter anderen Betriebsbedingungen wieder freigegeben und oxidiert werden. Vorzugsweise werden die im Speicher gesammelten unverbrannten Kohlenwasserstoffe mit dem die Abblaseleitung durchströmenden Abgas in das Abgasabführsystem eingeleitet und unter Verwendung eines Katalysators im Abgasabführsystem oxidiert.The unburned hydrocarbons collected in the store can then be released and oxidized under other operating conditions. Preferably, the unburned hydrocarbons collected in the accumulator are introduced into the exhaust gas removal system with the exhaust gas flowing through the blow-off line and oxidized using a catalyst in the exhaust-gas removal system.
Da über die erste Gesamtabgasleitung während der Warmlaufphase kein Abgas aus den Zylindern abgeführt wird, müssen die Auslassventile, die zu den Auslassöffnungen der zweiten Gruppe gehören, im Hinblick auf einen effektiven Ladungswechsel betätigt werden. D. h. die Auslassöffnungen der zweiten Gruppe werden vorzugsweise in der Art geöffnet, dass der maximale Ventilhub ∆hmax jeweils in einer Kompressionsphase des zugehörigen Zylinders ausgebildet wird.Since no exhaust gas is exhausted from the cylinders via the first exhaust line during the warm-up phase, the exhaust valves associated with the exhaust ports of the second group must be actuated for effective charge exchange. Ie. the outlet openings of the second group are preferably opened in such a way that the maximum valve lift Δh max is formed in each case in a compression phase of the associated cylinder.
Bei aufgewärmter Brennkraftmaschine, wenn das Abgas überwiegend via der ersten Gesamtabgasleitung aus den Zylindern abgeführt wird, können die Auslassventile der zweiten Gruppe bei Bedarf auch in der Art geöffnet werden, dass der maximale Ventilhub ∆hmax jeweils beim Übergang von der Kompressionsphase in eine Expansionsphase des zugehörigen Zylinders ausgebildet wird; im Einzelfall im oberen Totpunkt des Ladungswechsels.When the internal combustion engine is warmed up, when the exhaust gas is discharged from the cylinders predominantly via the first overall exhaust gas line, the exhaust valves of the second group can also be opened, if required, in such a way that the maximum valve lift Δh max in each case during the transition from the compression phase into an expansion phase of the associated cylinder is formed; in an individual case at top dead center of the charge cycle.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine löst die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die hinsichtlich der Abgasnachbehandlung verbessert ist.The internal combustion engine according to the invention solves the first object underlying the invention, namely to provide a supercharged internal combustion engine according to the preamble of
Nach dem Stand der Technik werden die Abgasleitungen von Drei-Zylinder-Reihenmotoren selten gruppiert, da Drei-Zylinder-Reihenmotoren einer Gruppierung, insbesondere einer Zylindergruppierung, prinzipbedingt nur schwer zugänglich sind Die erfindungsgemäße Zusammenführung der Abgasleitungen lässt dies aber problemlos zu.According to the prior art, the exhaust pipes of three-cylinder in-line engines are rarely grouped, since three-cylinder in-line engines of a grouping, in particular a cylinder grouping, in principle, are difficult to access the inventive merging of the exhaust pipes but this problem.
Vorteilhaft sind daher auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen drei Zylinder vorgesehen sind.Also advantageous are embodiments of the internal combustion engine, in which three cylinders are provided.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the internal combustion engine according to the invention are discussed in connection with the subclaims.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which each cylinder has at least two inlet openings for supplying charge air via the intake system are advantageous.
Durch die Bereitstellung großer Strömungsquerschnitte können die Drosselverluste in der einströmenden Ladeluft gering gehalten werden und eine gute Füllung der Zylinder gewährleistet werden. Daher ist es vorteilhaft, die Zylinder mit mehr als einer Einlassöffnung, d. h. mit mindestens zwei Einlassöffnungen auszustatten.By providing large flow cross sections, the throttle losses in the inflowing charge air can be kept low and a good filling of the cylinder can be ensured. Therefore, it is advantageous to provide the cylinders with more than one inlet port, i. H. equipped with at least two inlet openings.
Vorteilhaft sind aus ähnlichen bzw. analogen Erwägungen Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder drei Auslassöffnungen zum Abführen von Abgas via Abgasabführsystem aufweist, wobei die Abgasleitungen von zwei Auslassöffnungen je Zylinder den Abgaskrümmer der ersten Gruppe mit ausbilden. Dies stellt ein effektives Abführen des Abgases im Rahmen des Ladungswechsels sicher.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which each cylinder has three outlet openings for discharging exhaust gas via exhaust gas removal system are advantageous for similar or analog considerations, wherein the exhaust lines of two outlet openings per cylinder form the exhaust manifold of the first group. This ensures effective discharge of the exhaust gas as part of the charge cycle.
Im Normalbetrieb der aufgewärmten Brennkraftmaschine werden die Zylinder maßgeblich über die Auslassöffnungen bzw. die Abgasleitungen der ersten Gruppe evakuiert. D. h. der überwiegende Abgasanteil wird via der ersten Gesamtabgasleitung aus den Zylindern abgeführt.During normal operation of the warmed-up internal combustion engine, the cylinders are significantly evacuated via the outlet openings or the exhaust pipes of the first group. Ie. The majority of exhaust gas is removed from the cylinders via the first exhaust line.
Insofern ist es vorteilhaft, dass vorliegend die Abgasleitungen von zwei Auslassöffnungen je Zylinder den Abgaskrümmer der ersten Gruppe mit ausbilden, d. h. in die erste Gesamtabgasleitung münden. Dann wird nämlich dem Abgaspfad via der ersten Gesamtabgasleitung ein größerer Eintrittsquerschnitt, nämlich zwei Auslassöffnungen, zur Verfügung gestellt.In this respect, it is advantageous that in this case the exhaust pipes of two exhaust ports per cylinder form the exhaust manifold of the first group with, d. H. lead into the first total exhaust gas line. In that case, a larger inlet cross-section, namely two outlet openings, is made available to the exhaust gas path via the first overall exhaust gas line.
Vorteilhaft sind aus den vorstehend genannten Gründen auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die zu den Abgasleitungen der ersten Gruppe gehörenden Auslassöffnungen einen größeren Durchmesser aufweisen als die zu den Abgasleitungen der zweiten Gruppe gehörenden Auslassöffnungen.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the outlet openings belonging to the exhaust gas lines of the first group have a larger diameter than the outlet openings belonging to the exhaust gas lines of the second group are also advantageous for the abovementioned reasons.
Diese Ausführungsform der Auslassöffnungen ordnet dem Abgaspfad via der ersten Gesamtabgasleitung mit einem größeren Durchmesser der Auslassöffnung den bzw. einen größeren Eintrittsquerschnitt zu.This embodiment of the outlet openings assigns the or a larger inlet cross section to the exhaust gas path via the first overall exhaust gas line with a larger diameter of the outlet opening.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Abblaseleitung stromaufwärts eines im Abgasabführsystem vorgesehenen Abgasnachbehandlungssystems unter Ausbildung des zweiten Knotenpunktes in das Abgasabführsystem mündet.Advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine, in which the blow-off upstream of a in the Exhaust aftertreatment system provided exhaust aftertreatment system opens to form the second node in the Abgasabführsystem.
Wird die Abblaseleitung geöffnet und von Abgas durchströmt, können im Speicher gesammelte unverbrannte Kohlenwasserstoffe wieder freigesetzt werden. Die freigesetzten unverbrannten Kohlenwasserstoffe gelangen mitsamt dem Abgas am zweiten Knotenpunkt in das Abgasabführsystem und können vorliegend in dem stromabwärts des zweiten Knotenpunktes vorgesehenen Abgasnachbehandlungssystem konvertiert bzw. oxidiert werden. Vorteilhaft ist dies insbesondere, wenn es sich bei dem verwendeten Abgasnachbehandlungssystem um einen Drei-Wege-Katalysator handelt.If the blow-off line is opened and exhaust gas flows through it, unburned hydrocarbons collected in the store can be released again. The released unburned hydrocarbons arrive together with the exhaust gas at the second node in the Abgasabführsystem and can presently be converted or oxidized in the provided downstream of the second node exhaust aftertreatment system. This is advantageous, in particular, when the exhaust aftertreatment system used is a three-way catalyst.
Nichtsdestotrotz kann die Abblaseleitung auch stromabwärts eines im Abgasabführsystem vorgesehenen Abgasnachbehandlungssystems oder auch zwischen zwei Abgasnachbehandlungssystemen unter Ausbildung des zweiten Knotenpunktes in das Abgasabführsystem münden, wobei die zwei Abgasnachbehandlungssysteme auch Abgasnachbehandlungssysteme gleicher Bauart sein können, beispielsweise zwei Drei-Wege-Katalysatoren.Nonetheless, the exhaust line may also terminate downstream of an exhaust aftertreatment system provided in the exhaust system, or into the exhaust system between two exhaust aftertreatment systems forming the second node, wherein the two exhaust aftertreatment systems may also be exhaust aftertreatment systems of the same type, such as two three-way catalysts.
Vorteilhaft können Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen zwischen der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers und dem zweiten Knotenpunkt ein Absperrelement im Abgasabführsystem als Mittel zum Verhindern des Abführens von Abgas via erster Gesamtabgasleitung vorgesehen ist.Embodiments of the supercharged internal combustion engine may be advantageous in which a shut-off element in the exhaust-gas removal system is provided between the turbine of the at least one exhaust-gas turbocharger and the second node as means for preventing exhaust gas via the first overall exhaust-gas line.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers ein Absperrelement im Abgasabführsystem als Mittel zum Verhindern des Abführens von Abgas via erster Gesamtabgasleitung vorgesehen ist.Embodiments of the supercharged internal combustion engine may also be advantageous, in which upstream of the turbine of the at least one exhaust-gas turbocharger a shut-off element in the exhaust-gas removal system is provided as means for preventing the exhaust gas from being exhausted via the first overall exhaust gas line.
Die beiden vorstehenden Ausführungsformen verwenden als Mittel zum Verhindern des Abführens von Abgas via erster Gesamtabgasleitung ein Absperrelement, wobei dieses Absperrelement im Abgasabführsystem stromaufwärts der Turbine oder zwischen der Turbine und dem zweiten Knotenpunkt vorgesehen werden kann bzw. vorzusehen ist.The two above embodiments use a shut-off element as a means for preventing the discharge of exhaust gas via the first overall exhaust gas line, wherein this shut-off element can be provided in the exhaust gas removal system upstream of the turbine or between the turbine and the second node.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine sein, bei denen die zu den Abgasleitungen der ersten Gruppe gehörenden Auslassöffnungen jeweils mit einem zumindest teilweise variabel betätigbaren Auslassventil ausgestattet sind, welche zwecks Versperren der zugehörigen Auslassöffnung abschaltbar sind und als Mittel zum Verhindern des Abführens von Abgas via erster Gesamtabgasleitung dienen.Embodiments of the supercharged internal combustion engine may also be advantageous in which the exhaust ports belonging to the exhaust pipes of the first group are each equipped with an exhaust valve which can be actuated at least partially, which can be switched off to block the associated exhaust port and as a means for preventing exhaust gas via the first Total exhaust line serve.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen in der zweiten Gesamtabgasleitung stromabwärts des ersten Knotenpunktes ein Absperrelement vorgesehen ist.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which a shut-off element is provided in the second overall exhaust gas line downstream of the first node point are advantageous.
Das Einleiten von Abgas in das Ansaugsystem wird durch Schließen eines in der zweiten Gesamtabgasleitung vorgesehenen Absperrelementes vorzugsweise eingestellt, wenn aus den Zylindern stammendes Abgas via Abblaseleitung abgeführt wird und das Abführen von Abgas via erster Gesamtabgasleitung verhindert, d. h. eingestellt wird.The introduction of exhaust gas into the intake system is preferably adjusted by closing a shut-off element provided in the second overall exhaust line when exhaust gas from the cylinders is exhausted via the exhaust line and prevents the exhaust of exhaust gas via the first exhaust line as a whole. H. is set.
Das in der zweiten Gesamtabgasleitung vorgesehene Absperrelement kann auch zur Einstellung der Rückführrate einer Abgasrückführung dienen.The shut-off element provided in the second overall exhaust gas line can also be used to set the return rate of an exhaust gas recirculation.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen in der zweiten Gesamtabgasleitung stromabwärts des ersten Knotenpunktes ein Kühler vorgesehen ist.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which a cooler is provided in the second overall exhaust gas line downstream of the first node point are advantageous.
Die zweite Gesamtabgasleitung kann zur Rückführung von Verbrennungsgasen von der Auslassseite auf die Einlassseite, d. h. im Rahmen einer Abgasrückführung, verwendet werden, um die Stickoxidemissionen zu reduzieren. Um eine deutliche Senkung der Stickoxidemissionen zu erzielen, können hohe Abgasrückführraten erforderlich werden, die in der Größenordnung von xAGR ≈ 60% bis 70% und mehr liegen können. Derart hohe Rückführraten erfordern eine Kühlung des rückzuführenden Abgases, mit der die Temperatur des Abgases gesenkt und die Dichte des Abgases gesteigert wird, so dass eine größere Abgasmasse zurückgeführt werden kann. Folglich wird eine Abgasrückführung vorteilhafterweise mit einem Kühler ausgestattet. Beim Kühlen kann sich Kondensat bilden, das im Kühler ausgeschieden wird.The second overall exhaust line may be used to recycle combustion gases from the exhaust side to the intake side, ie, within the framework of exhaust gas recirculation, to reduce nitrogen oxide emissions. In order to achieve a significant reduction in nitrogen oxide emissions, high exhaust gas recirculation rates may be required, which may be on the order of x AGR ≈ 60% to 70% and more. Such high recirculation rates require cooling of the recirculated exhaust gas, with which the temperature of the exhaust gas is lowered and the density of the exhaust gas is increased, so that a larger exhaust mass can be returned. Consequently, an exhaust gas recirculation is advantageously equipped with a radiator. When cooling, condensate can form, which is eliminated in the cooler.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen stromabwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers ein Ladeluftkühler im Ansaugsystem vorgesehen ist, mit dem die komprimierte Ladeluft vor Eintritt in die mindestens zwei Zylinder gekühlt wird. Der Kühler senkt die Temperatur und steigert damit die Dichte der Ladeluft, so dass auch der Kühler zu einer besseren Füllung der Zylinder, d. h. zu einer größeren Luftmasse, beiträgt. Es erfolgt gewissermaßen eine Verdichtung durch Kühlung.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which downstream of the compressor of the at least one exhaust gas turbocharger a charge air cooler is provided in the intake system, with which the compressed charge air is cooled before entering the at least two cylinders, are advantageous. The radiator lowers the temperature and thus increases the density of the charge air, so that the cooler to a better filling of the cylinder, d. H. contributes to a larger air mass. There is a certain amount of compression by cooling.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers zwecks Abgasnachbehandlung mindestens ein Drei-Wege-Katalysator im Abgasabführsystem vorgesehen ist.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which at least one three-way catalytic converter is provided in the exhaust gas removal system downstream of the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger for the purpose of exhaust gas aftertreatment are advantageous.
Zur Reduzierung der Schadstoffemissionen werden Brennkraftmaschinen mit verschiedenen Abgasnachbehandlungssystemen ausgestattet. Zwar findet auch ohne zusätzliche Maßnahmen während der Expansion und des Ausschiebens der Zylinderfüllung bei einem ausreichend hohen Temperaturniveau und dem Vorhandensein genügend großer Sauerstoffmengen eine Oxidation der unverbrannten Kohlenwasserstoffe (HC) und von Kohlenmonoxid (CO) statt. Diese Reaktionen kommen aber aufgrund der stromabwärts schnell abnehmenden Abgastemperatur und der infolgedessen rapide sinkenden Reaktionsgeschwindigkeit schnell zum Erliegen. To reduce pollutant emissions, internal combustion engines are equipped with various exhaust aftertreatment systems. Although there is no additional measures during the expansion and expulsion of the cylinder filling at a sufficiently high temperature level and the presence of sufficiently large amounts of oxygen oxidation of the unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) instead. However, these reactions come to a halt quickly due to the rapidly decreasing exhaust gas temperature downstream and consequently rapidly decreasing reaction rate.
Aus diesen Gründen kommen katalytische Reaktoren zum Einsatz, die unter Verwendung katalytischer Materialien, die die Geschwindigkeit bestimmter Reaktionen erhöhen, eine Oxidation von HC und CO auch bei niedrigen Temperaturen sicherstellen. Sollen zusätzlich Stickoxide reduziert werden, kann dies durch den Einsatz eines Drei-Wege-Katalysators erreicht werden, der dazu aber einen in engen Grenzen ablaufenden stöchiometrischen Betrieb (λ ≈ 1) der Brennkraftmaschine erfordert. Dabei werden die Stickoxide mittels der vorhandenen nicht oxidierten Abgaskomponenten, nämlich den Kohlenmonoxiden und den unverbrannten Kohlenwasserstoffen, reduziert, wobei gleichzeitig diese Abgaskomponenten oxidiert werden.For these reasons, catalytic reactors are used which, using catalytic materials that increase the speed of certain reactions, ensure oxidation of HC and CO even at low temperatures. If, in addition, nitrogen oxides are to be reduced, this can be achieved by the use of a three-way catalytic converter, which, however, requires a narrow-flow stoichiometric operation (λ≈1) of the internal combustion engine. In this case, the nitrogen oxides are reduced by means of the existing unoxidized exhaust gas components, namely the carbon monoxide and the unburned hydrocarbons, wherein at the same time these exhaust gas components are oxidized.
Bei Brennkraftmaschinen, die mit einem Luftüberschuss betrieben werden, können die im Abgas befindlichen Stickoxide prinzipbedingt, d. h. aufgrund der fehlenden Reduktionsmittel nicht reduziert werden. Zur Oxidation werden dann Oxidationskatalysatoren im Abgasabführsystem vorgesehen.In internal combustion engines, which are operated with an excess of air, the nitrogen oxides present in the exhaust gas can, in principle, d. H. due to the lack of reducing agents can not be reduced. Oxidation catalysts are then provided in the exhaust gas removal system for oxidation.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die zu den Abgasleitungen der zweiten Gruppe gehörenden Auslassöffnungen jeweils mit einem zumindest teilweise variabel betätigbaren Auslassventil ausgestattet sind, wobei dieses Auslassventil
- – zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung unter Ausbildung eines maximalen Ventilhubs ∆hmax oszilliert und dabei die zugehörige Auslassöffnung während eines Öffnungsvorganges für die Öffnungsdauer ∆tmax freigibt, und
- – der Öffnungsvorgang nach früh und/oder spät verschiebbar ist.
- - oscillates between an open position and a closed position to form a maximum valve lift .DELTA.h max and thereby releases the associated outlet opening during an opening operation for the opening duration .DELTA.t max , and
- - The opening operation is displaced to early and / or late.
Während des Normalbetriebs der aufgewärmten Brennkraftmaschine, wenn die Ventile sämtlicher Zylinderöffnungen aktiviert sind und betätigt werden, erfolgt die Betätigung der Auslassventile, die zu den Auslassöffnungen der zweiten Gruppe gehören, regelmäßig mit dem Ziel Abgas bzw. Gas in das Ansaugsystem stromaufwärts des Verdichters zurück zu führen.During normal operation of the warmed-up engine, when the valves of all the cylinder openings are activated and actuated, the actuation of the exhaust valves associated with the exhaust ports of the second group is regularly performed with the aim of recirculating exhaust gas into the intake system upstream of the compressor ,
Während der Warmlaufphase, wenn über die erste Gesamtabgasleitung kein Abgas aus den Zylindern via Abgasabführsystem abgeführt wird, werden die Auslassventile der zweiten Gruppe hingegen für einen effektiven Ladungswechsel benötigt und dementsprechend betätigt. Hierzu muss sich der Öffnungsvorgang nach früh verschieben lassen. D. h. die Auslassöffnungen der zweiten Gruppe werden früher geöffnet und zwar in der Art, dass der maximale Ventilhub ∆hmax jeweils in der Kompressionsphase des Ladungswechsels des zugehörigen Zylinders ausgebildet wird.During the warm-up phase, if no exhaust gas is discharged from the cylinders via the exhaust gas discharge system via the first exhaust gas line, the exhaust valves of the second group are required for an effective charge exchange and actuated accordingly. For this purpose, the opening process must be postponed to early. Ie. the outlet openings of the second group are opened earlier in such a way that the maximum valve lift Δh max is formed respectively in the compression phase of the charge cycle of the associated cylinder.
Beim Überführen der Brennkraftmaschine in den Normalbetrieb muss der Öffnungsvorgang dann wieder in umgekehrter Richtung nach spät verschoben werden, damit die Auslassöffnungen der zweiten Gruppe wieder später geöffnet werden. Der maximale Ventilhub ∆hmax wird dann jeweils in der Expansionsphase des Ladungswechsels des zugehörigen Zylinders ausgebildet bzw. beim Übergang von der Kompressionsphase in die Expansionsphase, gegebenenfalls im oberen Totpunkt des Ladungswechsels.When transferring the internal combustion engine into normal operation, the opening operation then has to be postponed again in the reverse direction, so that the outlet openings of the second group are opened again later. The maximum valve lift .DELTA.h max is then formed respectively in the expansion phase of the charge cycle of the associated cylinder or in the transition from the compression phase to the expansion phase, optionally at top dead center of the charge cycle.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers als Waste-Gate-Turbine ausgeführt ist, wobei stromaufwärts dieser Turbine eine Bypassleitung vom Abgasabführsystem abzweigt und ein Absperrelement in der Bypassleitung vorgesehen ist.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the turbine of the at least one exhaust-gas turbocharger is designed as a waste-gate turbine are advantageous, wherein upstream of this turbine a bypass line branches off from the exhaust-gas removal system and a shut-off element is provided in the bypass line.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eine variable Turbinengeometrie aufweist, die eine weitgehende Anpassung an den jeweiligen Betriebspunkt durch Verstellen der Turbinengeometrie bzw. des wirksamen Turbinenquerschnittes gestattet. Dabei sind stromaufwärts des Laufrades der Turbine Leitschaufeln zur Beeinflussung der Strömungsrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu den Laufschaufeln des umlaufenden Laufrades rotieren die Leitschaufeln nicht mit der Welle der Turbine, d. h. dem Laufrad. Die Leitschaufeln sind zwar stationär angeordnet, aber nicht völlig unbeweglich, sondern um ihre Achse drehbar, so dass auf die Anströmung der Laufschaufeln Einfluss genommen werden kann. Verfügt die Turbine hingegen über eine feste unveränderliche Geometrie, sind die Leitschaufeln nicht nur stationär, sondern zudem völlig unbeweglich, d. h. starr fixiert, soweit überhaupt eine Leiteinrichtung vorgesehen ist.Also advantageous are embodiments of the supercharged internal combustion engine, in which the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger has a variable turbine geometry, which allows a substantial adaptation to the respective operating point by adjusting the turbine geometry or the effective turbine cross section. In this case, upstream of the impeller of the turbine vanes for influencing the flow direction are arranged. Unlike the blades of the rotating impeller, the vanes do not rotate with the shaft of the turbine, i. H. the impeller. Although the guide vanes are arranged stationary, but not completely immobile, but rotatable about its axis, so that the flow of the blades can be influenced. On the other hand, if the turbine has a fixed fixed geometry, the vanes are not only stationary but also completely immovable, i. H. fixed rigidly, as far as a guide is provided.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Abgasleitungen der mindestens zwei Zylinder innerhalb eines Zylinderkopfes zu den zwei Gesamtabgasleitungen zusammenführen.Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the exhaust gas lines of the at least two cylinders within a cylinder head merge to form the two overall exhaust gas lines are advantageous.
Der Zylinderkopf einer aufgeladenen Brennkraftmaschine ist grundsätzlich ein thermisch und mechanisch hoch belastetes Bauteil. Insbesondere bei der Integration der Abgaskrümmer steigt die thermische Belastung der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfes nochmals, so dass erhöhte Anforderungen an die Kühlung zu stellen sind. Vorteilhaft sind daher Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen ist. The cylinder head of a supercharged internal combustion engine is basically a thermally and mechanically highly loaded component. In particular, in the integration of the exhaust manifold, the thermal load of the internal combustion engine or the cylinder head increases again, so that increased demands are placed on the cooling. Therefore, embodiments of the supercharged internal combustion engine in which liquid cooling is provided are advantageous.
Zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine einer vorstehend beschriebenen Art wird während der Warmlaufphase nach einem Start der Brennkraftmaschine
- – das Abführen von Abgas via erster Gesamtabgasleitung unter Verwendung der Mittel verhindert, und
- – aus dem zweiten Abgaskrümmer stammendes Abgas via Abblaseleitung in das Abgasabführsystem stromabwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eingeleitet, wobei im Abgas befindliche unverbrannte Kohlenwasserstoffe in dem Speicher gesammelt und gespeichert werden.
- - Prevents the discharge of exhaust gas via the first total exhaust gas line using the means, and
- - Exhaust gas derived from the second exhaust manifold via Abblaseleitung into the Abgasabführsystem downstream of the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger, wherein the exhaust gas located unburned hydrocarbons are collected and stored in the memory.
Zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei der in der zweiten Gesamtabgasleitung stromabwärts des ersten Knotenpunktes ein Absperrelement vorgesehen ist, wird dieses Absperrelement während der Warmlaufphase vorzugsweise geschlossen gehalten.For operating a supercharged internal combustion engine in which a shut-off element is provided in the second overall exhaust gas line downstream of the first node, this shut-off element is preferably kept closed during the warm-up phase.
Das in der zweiten Gesamtabgasleitung vorgesehene Absperrelement kann aber grundsätzlich auch während der Warmlaufphase zur Einstellung der in das Ansaugsystem rückgeführten Abgasmenge dienen.However, the shut-off element provided in the second overall exhaust line can in principle also be used during the warm-up phase for setting the amount of exhaust gas recirculated into the intake system.
Vorteilhaft ist es, die Abblaseleitung bei aufgewärmter Brennkraftmaschine freizugeben, um die im Speicher gesammelten unverbrannten Kohlenwasserstoffe zu oxidieren.It is advantageous to release the blow-off line when the internal combustion engine has warmed up in order to oxidize the unburned hydrocarbons collected in the accumulator.
Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, die im Speicher gesammelten unverbrannten Kohlenwasserstoffe freizusetzen und mit Abgas in das Abgasabführsystem einzuleiten, wobei die unverbrannten Kohlenwasserstoffe unter Verwendung eines Drei-Wege-Katalysators oxidiert werden.It is advantageous in this context to release the unburned hydrocarbons collected in the storage and to introduce it into the exhaust gas removal system with exhaust gas, wherein the unburned hydrocarbons are oxidized using a three-way catalyst.
Zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei der die zu den Abgasleitungen der zweiten Gruppe gehörenden Auslassöffnungen jeweils mit einem zumindest teilweise variabel betätigbaren Auslassventil ausgestattet sind, wobei dieses Auslassventil
- – zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung unter Ausbildung eines maximalen Ventilhubs ∆hmax oszilliert und dabei die zugehörige Auslassöffnung während eines Öffnungsvorganges für die Öffnungsdauer ∆tmax freigibt, und
- – der Öffnungsvorgang nach früh und/oder spät verschiebbar ist, ist es vorteilhaft, während der Warmlaufphase
- – die Auslassventile, die zu den Auslassöffnungen der zweiten Gruppe gehören, in der Art zu öffnen, dass der maximale Ventilhub ∆hmax jeweils in einer Kompressionsphase des zugehörigen Zylinders ausgebildet wird.
- - oscillates between an open position and a closed position to form a maximum valve lift .DELTA.h max and thereby releases the associated outlet opening during an opening operation for the opening duration .DELTA.t max , and
- - The opening operation is displaced to early and / or late, it is advantageous during the warm-up phase
- To open the exhaust valves belonging to the exhaust ports of the second group in such a way that the maximum valve lift Δh max is formed in each case in a compression phase of the associated cylinder.
Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, bei aufgewärmter Brennkraftmaschine die Auslassventile, die zu den Auslassöffnungen der zweiten Gruppe gehören, in der Art öffnen, dass der maximale Ventilhub ∆hmax jeweils beim Übergang von der Kompressionsphase in eine Expansionsphase des zugehörigen Zylinders ausgebildet wird.In this context, it is advantageous, with the internal combustion engine warmed up, to open the outlet valves which belong to the outlet openings of the second group in such a way that the maximum valve lift Δh max is formed in each case during the transition from the compression phase into an expansion phase of the associated cylinder.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen und gemäß den In the following the invention with reference to two embodiments and according to the
Es handelt sich um einen Drei-Zylinder-Reihenmotor
Die Abgasleitungen
Die erste Gesamtabgasleitung
Im Abgasabführsystem
Eine Abblaseleitung
Der vorgesehene Speicher
Hierzu wird durch Öffnen des Absperrelements
Dargestellt sind die Ventilerhebungskurve A1 des Auslassventils der ersten zylinderzugehörigen Auslassöffnung
Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine
Die Auslassventile der zweiten Auslassöffnungen
Da während der Warmlaufphase die Auslassventile der ersten Auslassöffnungen
Da über die erste Gesamtabgasleitung
Hierzu müssen die zweiten Auslassöffnungen
Die im Speicher
Im Unterschied zu der in
Da während der Warmlaufphase die Auslassventile der ersten Auslassöffnungen
Da aber über die erste Gesamtabgasleitung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Zylinder cylinder
- 2a2a
- Einlassöffnung inlet port
- 2b2 B
- Einlassöffnung inlet port
- 33
- Ansaugsystem intake system
- 3a3a
- Ansaugleitung suction
- 3b3b
- Ansaugleitung suction
- 4a4a
- Auslassöffnung outlet
- 4b4b
- Auslassöffnung outlet
- 55
- Abgasabführsystem Abgasabführsystem
- 5a5a
- Abgasleitung exhaust pipe
- 5b5b
- Abgasleitung exhaust pipe
- 6a6a
- erste Gesamtabgasleitung first total exhaust gas line
- 6b6b
- zweite Gesamtabgasleitung second total exhaust line
- 6b´6b'
- Kühler cooler
- 6b´´6b''
- Absperrelement shut-off
- 77
- Abblaseleitung blow-off line
- 7a7a
- Absperrelement shut-off
- 7b7b
- erster Knotenpunkt first node
- 7b7b
- zweiter Knotenpunkt second node
- 88th
- Abgasturbolader turbocharger
- 8a8a
- Turbine turbine
- 8b8b
- Verdichter compressor
- 99
- Bypassleitung der Turbine, Waste-Gate der Turbine Bypass line of the turbine, waste gate of the turbine
- 9a9a
- Absperrelement shut-off
- 1010
- aufgeladene Brennkraftmaschine, Drei-Zylinder-Reihenmotor supercharged internal combustion engine, three-cylinder in-line engine
- 1111
- Abgasnachbehandlungssystem aftertreatment system
- 11a11a
- Drei-Wege-Katalysator Three-way catalytic converter
- 1212
- Speicher für unverbrannte Kohlenwasserstoffe Storage for unburned hydrocarbons
- 1313
- Absperrelement shut-off
- 1414
- Ladeluftkühler Intercooler
- 1515
- Drosselelement throttle element
- ∆h.delta.h
- Ventilhub eines Auslassventils Valve lift of an exhaust valve
- ∆t.delta.t
- Öffnungsdauer eines Auslassventils Opening duration of an exhaust valve
- °KW° CA
- Grad Kurbelwinkel Degree crank angle
- LOTLOT
- oberer Totpunkt des Ladungswechsels top dead center of the charge cycle
- A1 A 1
- Ventilerhebungskurve des Auslassventils der ersten zylinderzugehörigen Auslassöffnung Valve lift curve of the exhaust valve of the first cylinder-related outlet opening
- A2 A 2
- Ventilerhebungskurve des Auslassventils der zweiten zylinderzugehörigen Auslassöffnung Valve lift curve of the exhaust valve of the second cylinder-related outlet opening
- Ee
- Ventilerhebungskurve des Einlassventils einer zylinderzugehörigen Einlassöffnung Valve lift curve of the intake valve of a cylinder-related intake port
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102016111686 A1 [0012, 0012] DE 102016111686 A1 [0012, 0012]
Claims (13)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017209743.4 | 2017-06-09 | ||
| DE102017209741.8 | 2017-06-09 | ||
| DE102017209741.8A DE102017209741B3 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Charged spark-ignition internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine |
| DE102017209743.4A DE102017209743A1 (en) | 2017-06-09 | 2017-06-09 | Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE202017104326U1 true DE202017104326U1 (en) | 2017-09-21 |
Family
ID=60082091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE202017104326.6U Active DE202017104326U1 (en) | 2017-06-09 | 2017-07-20 | Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE202017104326U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017124935A1 (en) * | 2017-10-25 | 2019-04-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for operating an internal combustion engine, internal combustion engine and motor vehicle |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016111686A1 (en) | 2015-07-13 | 2017-01-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method of improving blowby and EGR via a split outlet |
-
2017
- 2017-07-20 DE DE202017104326.6U patent/DE202017104326U1/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016111686A1 (en) | 2015-07-13 | 2017-01-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method of improving blowby and EGR via a split outlet |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017124935A1 (en) * | 2017-10-25 | 2019-04-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for operating an internal combustion engine, internal combustion engine and motor vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102017209741B3 (en) | Charged spark-ignition internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine | |
| EP1866535B1 (en) | Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine | |
| EP2626531A1 (en) | Multi-cylinder internal combustion engine and method to operate such a multi-cylinder internal combustion engine | |
| EP2143924A1 (en) | Supercharged internal combustion engine | |
| DE102016212249B4 (en) | Two-stage turbocharged direct-injection internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine | |
| DE102013217412A1 (en) | Optionally by two-stroke or four-stroke process operable internal combustion engine and method for operating such an internal combustion engine | |
| DE102013200255A1 (en) | Internal combustion engine with fresh air cooling | |
| DE102013215574A1 (en) | Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine | |
| DE102014208703A1 (en) | Exhaust-driven turbocharged internal combustion engine with at least two turbines and method for operating such an internal combustion engine | |
| DE202015101924U1 (en) | Exhaust Turbo-supercharged internal combustion engine with at least two turbines and switchable outlet openings | |
| DE102017200184A1 (en) | Internal combustion engine with at least one cylinder head comprising at least two cylinders | |
| DE202017104326U1 (en) | Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment | |
| DE202014101572U1 (en) | Exhaust Turbo-supercharged internal combustion engine with at least two turbines | |
| DE102017209744A1 (en) | Charged internal combustion engine with grouped exhaust pipes | |
| DE102017201732A1 (en) | Method for operating an internal combustion engine in overrun mode and internal combustion engine for carrying out such a method | |
| DE102017209743A1 (en) | Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine | |
| DE102019113741A1 (en) | Internal combustion engine with variable exhaust valve actuation and with electromotive or mechanical charging | |
| DE102015211437A1 (en) | Method for charge pressure control of an internal combustion engine with parallel turbines and internal combustion engine for carrying out such a method | |
| DE102017200739A1 (en) | Charged internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine | |
| DE202014105002U1 (en) | Internal combustion engine with at least partially variable valve train | |
| DE102017212065A1 (en) | Supercharged internal combustion engine with parallel turbines and method for operating such an internal combustion engine | |
| DE102017220441A1 (en) | Internal combustion engine with cooled exhaust gas recirculation and energy recovery | |
| DE102019216623B4 (en) | Method for operating an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system | |
| DE202016103676U1 (en) | Two-stage rechargeable internal combustion engine with exhaust aftertreatment | |
| DE102016212251A1 (en) | Two-stage rechargeable internal combustion engine with exhaust aftertreatment and method for operating such an internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02B0037007000 Ipc: F02M0026430000 |
|
| R207 | Utility model specification | ||
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: MARKOWITZ, MARKUS, DR.-ING., DE |