DE3824346A1

DE3824346A1 - Brennkraftmaschine mit zwei zylinderbaenken

Info

Publication number: DE3824346A1
Application number: DE3824346A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Bergmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1989-12-07

Description

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Aufgeladene Brennkraftmaschinen können mehrere Abgastur bolader aufweisen; insbesondere ist bei Brennkraftmaschi nen mit zwei Zylinderbänken je ein Lader für jede Zylin derbank üblich. Brennkraftmaschinen dieser Bauart weisen im Teillastbereich infolge des Abgasturboladerwiderstands einen gegenüber einem baugleichen Saugmotor erhöhten Kraftstoffverbrauch auf. Derartige aufgeladene Brennkraft maschinen haben außerdem, wenn sie ohne Ladeluftkühlung betrieben werden, höhere NO_x-Emissionswerte als entspre chende Saugmotoren oder aufgeladene Motoren mit Ladeluft kühlung, da eine hohe Ansauglufttemperatur und eine daraus resultierende hohe Verbrennungstemperatur den NO_x-Anteil im Abgas ansteigen läßt. Desweiteren entstehen gewichts- und kostenmäßige Nachteile durch den Einsatz von zwei Abgasturboladern und von auf eine hohe Belastung ausge legten Motorkomponenten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß bei gleicher Leistung wie bei einem mit einem Abgasturbolader pro Zylinderbank versehenen Motor die Herstellungskosten und das Gewicht wesentlich gesenkt werden können und außerdem ein geringerer Kraftstoffverbrauch sowie günstigere NO_x-Emissionswerte erzielt werden.

x Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich nenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen gehen aus dem Unteran spruch und der Beschreibung hervor.

Eine Zylinderbank einer aus zwei Zylinderbänken bestehen den Brennkraftmaschine wird als Saugmotor betrieben, während die andere Zylinderbank in Verbindung mit einem Abgasturbolader betrieben wird, insbesondere mit einem zusätzlichen Ladeluftkühler. Durch den Betrieb einer Zylinderbank als Saugmotor können die Motorkomponenten dieser Zylinderbank entsprechend der niedrigeren Belastung im Saugmotor im Vergleich zum aufgeladenen Motor ausgelegt werden. Das bedeutet, daß Kolben, Ventile, Lager, Stößel etc. der Saug-Zylinderbank leichter und auch billiger gefertigt werden können. Darüber hinaus trägt der Wegfall eines Abgasturboladers für diese Zylinderbank zu einer weiteren Gewichts- und Kostenersparnis bei, die z.B. dazu benutzt werden kann, anstelle dieses zweiten Abgasturbo laders einen Ladeluftkühler für die andere, aufgeladene Zylinderbank vorzusehen. Dieser hat den Vorteil, durch Senkung der Ansauglufttemperatur und damit der Verbren nungstemperatur eine Senkung der NO_x-Emissionswerte zu ermöglichen. Dabei weist eine derartige Brennkraftmaschine bestehend aus einer Saugmotorenbank und einer aufgeladenen Motorenbank mit Ladeluftkühlung etwa die gleichen Lei stungswerte wie eine Brennkraftmaschine mit zwei Abgastur boladern auf. Außerdem können ohne Regelaufwand die Vorteile des günstigeren Kraftstoffverbrauchs eines Saugmotors im unteren Lastbereich und des günstigeren Kraftstoffverbrauchs eines aufgeladenen Motors im oberen Lastbereich kombiniert werden. Somit kann ein günstiges Verbrauchs- und Schadstoffverhalten über den gesamten Lastbereich der Brennkraftmaschine erzielt werden und die Brennkraftmaschine weist eine hohe Leistung bei geringem Bauaufwand, d.h. geringen Kosten, auf.

Zwar zeigt die DE-AS 11 79 046 eine mehrzylindrige, aufgeladene Brennkraftmaschine, bei der nach dem Ausfall eines Abgasturboladers eine Gruppe von Zylindern mit dem noch intakten Abgasturbolader als Ladermotor arbeitet, während die andere Zylindergruppe im Notbetrieb als Saugmotor arbeitet, jedoch gibt diese Druckschrift keinen Hinweis darauf, eine Brennkraftmaschine im Dauerbetrieb derart zu betreiben, wie es in der Erfindung dargestellt ist und sie bzw. ihre Komponenten entsprechend zu dimen sionieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung beschreiben.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Brennkraftma schine 1 mit zwei Zylinderbänken 2 und 3. Über eine Ansaugluftführung 4 gelangt Verbrennungsluft 5 in Pfeil richtung einerseits zu den Zylindern 6 der als Saugmotor betriebenen Zylinderbank 2 und andererseits über den Verdichter 7 eines Abgasturboladers 8 und einen Ladeluft kühler 9 zu den Zylindern 10 der als Ladermotor arbeiten den Zylinderbank 3. Die Abgase 11 der Zylinderbank 2 gelangen direkt zum Auspuffsystem, die Abgase 12 über die Abgasturbine 13 des Abgasturboladers 8. Arbeitet die Brennkraftmaschine 1 im unteren Lastbereich, so weist sie gegenüber einer reinen aufgeladenen Maschine durch die im Saugbetrieb arbeitende Zylinderbank 2 einen günstigeren Kraftstoffverbrauch auf. Im oberen Lastbereich wird diese Zylinderbank 2 mit ihrer Vollastkraftstoffmenge versorgt, während den Zylindern 10 der aufgeladenen Zylinderbank 3 eine der Last entsprechende Kraftstoffmenge zugemessen wird. Im Vollastbereich wird der günstige Kraftstoffver brauch von Ladermotoren erzielt.

Das eingesparte Gewicht und die eingesparten Kosten durch den Wegfall eines Abgasturboladers können dazu verwendet werden, zwischen dem Verdichter 7 und den Zylindern 10 einen Ladeluftkühler 9 anzuordnen, wodurch die Brennkraft maschine 1 annähernd die gleiche Leistung erbringen kann wie eine baugleiche Brennkraftmaschine mit zwei Abgastur boladern ohne Ladeluftkühlung. Außer dem Verbrauchsvorteil der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden jedoch durch die Ladeluftkühlung auch die NO_x-Emissionen der Brennkraftmaschine 1 gesenkt.

Von Bedeutung ist jedoch, daß die Motorkomponenten der als Saugmotor betriebenen Zylinderbank 2, d.h. die Kolben, Ventile, Lager usw., durch die gegenüber der aufgeladenen Zylinderbank 3 niedrigere Belastung dieser Teile leichter und billiger ausgeführt werden können.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken und mit einem Abgasturbolader, der einer Zylinderbank zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die andere Zylinderbank (2) ausschließlich für eine dem Saugmotorbetrieb entsprechende Belastung ausgelegt ist und
daß im unteren Lastbereich den Zylindern (6, 10) beider Zylinderbänke (2, 3) gleiche Kraftstoffmengen zugeführt werden und im oberen Lastbereich den Zylindern (6) der als Saugmotor betriebenen Zylinderbank (2) ihre Vollast kraftstoffmenge und den Zylindern (10) der aufgeladenen Zylinderbank (3) eine ihrer Last entsprechende Kraftstoff menge zugeführt wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als aufgeladener Motor betriebene Zylinderbank (3) in ihrem Ansaugluftweg einen Ladeluftkühler (9) aufweist.