EP2532870A1 - Method to operate an internal combustion engine with at least four cylinders in line - Google Patents

Method to operate an internal combustion engine with at least four cylinders in line Download PDF

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EP2532870A1
EP2532870A1 EP12157315A EP12157315A EP2532870A1 EP 2532870 A1 EP2532870 A1 EP 2532870A1 EP 12157315 A EP12157315 A EP 12157315A EP 12157315 A EP12157315 A EP 12157315A EP 2532870 A1 EP2532870 A1 EP 2532870A1
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EP
European Patent Office
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cylinder
exhaust
cylinders
cylinder head
exhaust gas
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Withdrawn
Application number
EP12157315A
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German (de)
French (fr)
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Albert Breuer
Kai Kuhlbach
Jens Dunstheimer
Ludwig Stump
Phil John Whiston
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Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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Publication date
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
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    • F02F1/243—Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B27/00—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues
    • F02B27/04—Use of kinetic or wave energy of charge in induction systems, or of combustion residues in exhaust systems, for improving quantity of charge or for increasing removal of combustion residues in exhaust systems only, e.g. for sucking-off combustion gases

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine having at least one cylinder head having four cylinders arranged in series along the longitudinal axis of the cylinder head, each cylinder having at least one outlet opening for discharging the exhaust gases from the cylinder via Abgasab2020system, including at each outlet opening a Exhaust line connects, and in which the exhaust gas lines of the cylinder merge to form an integrated exhaust manifold within the at least one cylinder head to an overall exhaust gas line, which exits on an outer side of the at least one cylinder head.
  • An internal combustion engine of the type mentioned is used as a drive for motor vehicles.
  • the term internal combustion engine includes in particular gasoline engines, but also diesel engines and hybrid internal combustion engines, d. H. Internal combustion engines operated by a hybrid combustion process.
  • Internal combustion engines have a cylinder block and at least one cylinder head, which are connected together to form the cylinder.
  • the cylinder block has cylinder bores for receiving the pistons or the cylinder tubes.
  • the pistons are guided axially movably in the cylinder tubes and, together with the cylinder tubes and the at least one cylinder head, form the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • Modern internal combustion engines are operated almost exclusively by a four-stroke work process. As part of the change of charge, the expulsion of the combustion gases via the outlet openings of the at least four cylinders and the filling of the combustion chambers with fresh mixture or charge air takes place via the inlet openings.
  • an internal combustion engine requires control means and actuators to operate these controls.
  • To control the charge cycle four-stroke engines almost exclusively lift valves are used as control members that perform an oscillating stroke during operation of the internal combustion engine and thus release the inlet and outlet ports and close.
  • the required for the movement of the valves valve actuating mechanism including the valves themselves is referred to as a valve train.
  • the at least one cylinder head is generally used to accommodate this valve train.
  • valve train It is the task of the valve train to open the intake and exhaust ports of the cylinder in time or close, with a quick release of the largest possible flow cross sections is sought to keep the throttle losses in the incoming and outflowing gas flows low and the best possible filling of Combustion rooms with fresh mixture or an effective, d. H. To ensure complete removal of the exhaust gases.
  • the intake ports leading to the intake ports and the exhaust ports, d. H. the exhaust pipes, which adjoin the outlet openings are at least partially integrated in the cylinder head according to the prior art.
  • the exhaust gas lines of the cylinders are usually combined to form a common total exhaust gas line or groups of several total exhaust gas lines.
  • the combination of exhaust pipes to an overall exhaust line is generally and in the context of the present invention referred to as exhaust manifold.
  • the exhaust gas lines of the four cylinders are brought together to form an integrated exhaust manifold within the at least one cylinder head to form a single overall exhaust gas line.
  • the Abgasabriossystem exits on an outer side of the cylinder head.
  • the dynamic wave processes or pressure fluctuations in the Abgasab 2010system are the reason why the thermodynamically displaced working cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine when changing the charge influence each other, in particular can hinder. A deteriorated torque characteristic or a reduced power supply may be the result. If the exhaust gas lines of the individual cylinders are guided separately from one another for a longer distance, the mutual influence of the cylinders during the charge exchange can be counteracted.
  • the evacuation of the combustion gases from a cylinder of the internal combustion engine as part of the charge exchange is based essentially on two different Mechanisms.
  • the combustion gases flow at high speed through the exhaust port into the exhaust system due to the high pressure level prevailing in the cylinder at the end of combustion and the associated high pressure difference between the combustion chamber and the exhaust tract.
  • This pressure-driven flow process is accompanied by a high pressure peak, which is also referred to as Vorlstramati and propagates along the exhaust pipe at the speed of sound, whereby the pressure degrades more or less with increasing distance and depending on the wiring due to friction, ie reduced.
  • the Abgasabriossystems run the pressure waves that emanate from a cylinder, not only through the at least one exhaust pipe of this cylinder, but also along the exhaust pipes of the other cylinder and possibly up to the provided at the end of the respective line and open outlet opening.
  • short exhaust conduits may also cause the fourth cylinder to overtake the third cylinder in the firing order, i. H. the previously ignited cylinder, adversely affected during the charge exchange and exhaust gas from the fourth cylinder passes into the third cylinder, before close the exhaust valves.
  • short exhaust conduits may advantageously affect the location and operation of an exhaust aftertreatment system provided downstream of the cylinders in the exhaust evacuation system.
  • the path of the hot exhaust gases to the exhaust aftertreatment systems should be as short as possible so that the exhaust gases are given little time to cool down and the exhaust aftertreatment systems reach their operating temperature or light-off temperature as quickly as possible, in particular after a cold start of the internal combustion engine.
  • the exhaust manifold is integrated into the cylinder head in order to participate in a provided for in the cylinder head cooling and the manifold does not have to produce from thermally highly resilient materials that are costly.
  • the shortening of the exhaust pipes by integration of the exhaust manifold in the cylinder head has - as stated above - a variety of advantages, but leads to a shortening of the individual exhaust pipes in addition to the shortening of the total travel distance of all exhaust pipes, as they are already merged immediately downstream of the exhaust ports, thereby the problem of the mutual influence of the cylinder exacerbated when changing the charge.
  • This object is achieved by a method for operating an internal combustion engine with at least one cylinder head, the four along the longitudinal axis of the cylinder head in series arranged cylinders, wherein each cylinder has at least one outlet opening for discharging the exhaust gases from the cylinder via Abgasab 2015system, to which each outlet opening an exhaust pipe connects, and wherein the exhaust pipes of the cylinder to form an integrated exhaust manifold within the at least one cylinder head to an overall exhaust line merge, which exits on an outer side of the at least one cylinder head, which is characterized in that the combustion of the cylinders in the order 1 - 2 - 4 - 3 is initiated, the cylinders starting with an outer cylinder in sequence along the longitudinal axis of the at least one cylinder head are counted and numbered.
  • the exhaust gas lines of the four cylinders of the at least one cylinder head of the internal combustion engine are combined within the cylinder head to form an overall exhaust gas line.
  • it is advantageous to completely integrate the exhaust manifold in the cylinder head even if this basically the risk that the cylinders influence each other during the charge cycle, feed is made.
  • this circumstance is counteracted according to the invention by a suitable measure, namely by the choice of a deviating from the usual firing sequence firing order.
  • the combustion of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, instead of operating the cylinders according to the conventional ignition pattern 1 - 3 - 4 - 2.
  • the ignition times in ° CW are the following: 0 - 180 - 360 - 540.
  • Numbering of the cylinders of an internal combustion engine is regulated in DIN 73021.
  • the cylinders are counted in order, starting with an external cylinder.
  • the ignition sequence according to the invention proves to be the more advantageous firing order. The reasons will be described in more detail below using the example of the cylinder pair comprising the first and second cylinders.
  • the pressure wave which emanates from the first cylinder, only a relatively short fresh air column overcome or push back into the second cylinder before the same pressure wave already discharged from the second cylinder exhaust gas or from the first cylinder originating exhaust gas introduces into the second cylinder.
  • the pressure wave which emanates from the second cylinder, overcome a longer fresh air column or push back into the first cylinder, before the same pressure wave already from the first cylinder discharged exhaust gas or derived from the second cylinder exhaust gas introduces into the first cylinder.
  • the method according to the invention is a method for operating a compact internal combustion engine with integrated exhaust manifold, with which the problem of the mutual influence of the cylinder can be eliminated during charge exchange, which is why the inventive method solves the underlying object of the invention.
  • An internal combustion engine used for the method according to the invention may also have two cylinder heads, if, for example, the cylinders are distributed over two cylinder banks.
  • the above method variant relates to the application of the method in a spark-ignited internal combustion engine, for example a direct-injection spark-ignition engine, the cylinders of which are each equipped with an ignition device for initiating spark ignition.
  • a spark-ignited internal combustion engine for example a direct-injection spark-ignition engine, the cylinders of which are each equipped with an ignition device for initiating spark ignition.
  • the above process variant relates to methods in which the combustion is initiated by means of auto-ignition, and thus also on working methods, such as are commonly used in diesel engines.
  • HCCI Homogeneous-Charge Compression-Ignition
  • CAI Space ignition
  • This method is based on a controlled auto-ignition of the fuel supplied to the cylinder.
  • the fuel as in a diesel engine - under excess air, so superstoichiometric, burned.
  • the lean-burn gasoline engine has comparatively low nitrogen oxide emissions NO x due to the low combustion temperatures and likewise no soot emissions due to the lean mixture.
  • the HCCI process leads to a high thermal efficiency.
  • the fuel can be introduced both directly into the cylinder and in the intake manifold, with a direct injection additionally allows the Entdrosselung the internal combustion engine by eliminating the throttle.
  • Embodiments of the method in which the exhaust lines of the cylinders merge in stages to form the overall exhaust line are advantageous, wherein the at least one exhaust line of an outer cylinder and the at least one exhaust line of the adjacent inner cylinder merge to form a partial exhaust line before the two partial exhaust lines of the four cylinders are connected to the exhaust gas line Merge the entire exhaust gas line.
  • the exhaust pipes of the four cylinders are groupwise, ie pairwise, merged according to the above variant, wherein each an outer cylinder and the adjacent inner cylinder form a pair of cylinders whose exhaust pipes merge in a first stage to a partial exhaust gas line. In a second stage, these partial exhaust gas lines are then combined downstream in the exhaust gas discharge system to the total exhaust gas line. The total travel distance of all exhaust pipes is thereby shortened.
  • the stepwise merging of the exhaust pipes to the Total exhaust gas also contributes to a more compact, ie less voluminous construction.
  • the gradual merging is by a constructive, d. H. represent objective, feature of the internal combustion engine realized, namely the fact that the outer wall sections, which in each case partially separate the exhaust pipes of a pair of cylinders from each other, less far in the direction of the outside of the cylinder head extend as the inner wall portion which partially separates the two partial exhaust gas lines of the two pairs of cylinders ,
  • embodiments of the method are also advantageous in which the outer wall sections which in each case partially separate the at least one exhaust pipe of an outer cylinder and the at least one exhaust pipe of the adjacent inner cylinder and project into the Abgasab 2015system, perpendicular to the outside of the cylinder head extend to the longitudinal axis of the cylinder head less far than the inner wall portion, which partially separates the two partial exhaust gas lines and the exhaust pipes of the two inner cylinder from each other and projects into the Abgasabriossystem.
  • the exhaust gas flows of the two cylinder groups are kept separated from each other longer than the exhaust gas flows of the cylinder of a group.
  • Embodiments of the method in which the internal combustion engine is equipped with at least one exhaust gas turbocharger are advantageous, wherein the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is arranged in the overall exhaust gas line.
  • Internal combustion engines with at least one fully integrated exhaust manifold are particularly suitable for charging by turbocharging, since the at least one turbine can be arranged very close to the engine.
  • the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is arranged in the overall exhaust gas line and has an inlet region for supplying the exhaust gases. Thus, the entire exhaust gas of the four cylinders of the turbine is supplied.
  • the exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases.
  • the energy emitted by the exhaust gas flow to the turbine is used to drive a compressor which delivers and compresses the charge air supplied to it, thereby charging the cylinders.
  • a charge air cooling is provided, with which the compressed combustion air is cooled before entering the cylinder.
  • the charge is used primarily to increase the performance of the internal combustion engine. However, charging is also a suitable means of shifting the load spectrum to higher loads under the same vehicle boundary conditions, as a result of which specific fuel consumption can be reduced.
  • the torque characteristic of a supercharged internal combustion engine can be improved by different measures. For example, by a small design of the turbine cross-section and simultaneous Abgasabblasung or by a plurality of parallel or in-line turbocharger, d. H. by a plurality of turbines arranged in parallel or in series.
  • the turbine can also be equipped with a variable turbine geometry, which allows a further adaptation to the respective operating point of the internal combustion engine by adjusting the turbine geometry or the effective turbine cross-section.
  • adjustable guide vanes for influencing the flow direction are arranged in the inlet region of the turbine. Unlike the vanes of the rotating impeller, the vanes do not rotate with the shaft of the turbine. If the turbine has a fixed invariable geometry, the vanes are not only stationary, but also completely immovable in the entry area, i. H. rigidly fixed. With a variable geometry, however, the guide vanes are indeed arranged stationary, but not completely immobile, but rotatable about its axis, so that the flow of the blades can be influenced.
  • Embodiments of the method in which the at least one cylinder head is provided with at least one integrated coolant jacket to form the liquid cooling are advantageous.
  • the liquid cooling requires the equipment of the internal combustion engine, d. H. the cylinder head or the cylinder block, with an integrated coolant jacket, d. H. the arrangement of the coolant through the cylinder head or cylinder block leading coolant channels.
  • the heat is already released inside the component to the coolant.
  • the coolant is conveyed by means of a pump arranged in the cooling circuit, so that it circulates in the coolant jacket.
  • the heat given off to the coolant is removed in this way from the interior of the head or block and removed from the coolant in a heat exchanger again.
  • each cylinder is equipped with at least two outlet openings.
  • the exhaust-gas discharge system of the foregoing embodiment may be considered as an exhaust-gas discharge system exiting in the form of two discharge ports on the outside of the cylinder head. Nonetheless, in the context of the present invention, the exhaust manifold formed at the time of merging the exhaust pipes is considered and designated as an exhaust manifold integrated in the cylinder head.
  • FIG. 1 shows schematically and in section a first embodiment of the cylinder head. 1
  • the cylinder head 1 has four cylinders 3, along the longitudinal axis 2 of the cylinder head 1, d. H. arranged in series.
  • the cylinder head 1 thus has two outer cylinders 3a and two inner cylinders 3b.
  • Each cylinder 3 has an outlet 4, to which the exhaust pipes 5 of the Abgasab2020systems connect for discharging the exhaust gases.
  • the exhaust pipes 5 of the cylinder 3 lead gradually to an overall exhaust line 7, wherein in each case the exhaust pipe 5 of an outer cylinder 3a and the exhaust pipe 5 of the adjacent inner cylinder 3b merge to a cylinder pair associated with this partial exhaust line 6, before the two partial exhaust 6 of the four cylinders , 3a, 3b merge to an overall exhaust line 7.
  • the exhaust pipes 5 of the cylinder 3 lead to form an integrated exhaust manifold 9 within the cylinder head 1 to an overall exhaust gas line 7 together.
  • the Abgasabriossystem exits from the cylinder head 1 in the form of a single opening.
  • the exhaust gas of an outer cylinder 3a and the adjacent inner cylinder 3b that is, the exhaust gas of a pair of cylinders, is brought together at a part collecting point 6a, that is, collected.
  • the partial collecting point 6a is the point in the exhaust gas removal system at which the exhaust gas lines 5 of a pair of cylinders converge to form a partial exhaust gas line 6.
  • the exhaust gas of the two pairs of cylinders is then downstream of the two sub-collection points 6 a still in the cylinder head 1 at a Total collection 7a collected.
  • the total collecting point 7 a is the point in the exhaust gas removal system at which the partial exhaust gas lines 6 of the cylinder pairs merge to the total exhaust gas line 7.
  • the exhaust manifold 9 is completely integrated in the cylinder head 1, whereby a very compact design of the internal combustion engine is made possible.
  • the combustion in the cylinders 3 in the order 1 - 2 - 4 - 3 initiated, for example by means of igniters.
  • the cylinders 3 are counted starting with an outer cylinder 3a in sequence along the longitudinal axis 2 of the at least one cylinder head 1 and numbered.

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Abstract

The method involves initiating a combustion in four cylinders (3) in a sequence of one-two-four-three, where the cylinders are arranged in series along the longitudinal axis (2) of a cylinder head (1). The cylinders are counted and numbered by starting from an outer cylinder (3a) of the series. Each cylinder is equipped with an ignition device for initiation of an ignition, and are operated through autoignition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordnete Zylinder aufweist, wobei jeder Zylinder mindestens eine Auslaßöffnung zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder via Abgasabführsystem aufweist, wozu sich an jede Auslaßöffnung eine Abgasleitung anschließt, und bei dem die Abgasleitungen der Zylinder unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, die an einer Außenseite des mindestens einen Zylinderkopfes austritt.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine having at least one cylinder head having four cylinders arranged in series along the longitudinal axis of the cylinder head, each cylinder having at least one outlet opening for discharging the exhaust gases from the cylinder via Abgasabführsystem, including at each outlet opening a Exhaust line connects, and in which the exhaust gas lines of the cylinder merge to form an integrated exhaust manifold within the at least one cylinder head to an overall exhaust gas line, which exits on an outer side of the at least one cylinder head.

Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Antrieb für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt der Begriff Brennkraftmaschine insbesondere Ottomotoren, aber auch Dieselmotoren und Hybrid-Brennkraftmaschinen, d. h. Brennkraftmaschinen, die mit einem Hybrid-Brennverfahren betrieben werden.An internal combustion engine of the type mentioned is used as a drive for motor vehicles. In the context of the present invention, the term internal combustion engine includes in particular gasoline engines, but also diesel engines and hybrid internal combustion engines, d. H. Internal combustion engines operated by a hybrid combustion process.

Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung der Zylinder miteinander verbunden werden. Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre Zylinderbohrungen auf. Die Kolben werden axial beweglich in den Zylinderrohren geführt und bilden zusammen mit den Zylinderrohren und dem mindestens einen Zylinderkopf die Brennräume der Brennkraftmaschine aus.Internal combustion engines have a cylinder block and at least one cylinder head, which are connected together to form the cylinder. The cylinder block has cylinder bores for receiving the pistons or the cylinder tubes. The pistons are guided axially movably in the cylinder tubes and, together with the cylinder tubes and the at least one cylinder head, form the combustion chambers of the internal combustion engine.

Moderne Brennkraftmaschinen werden nahezu ausschließlich nach einem vier Takte umfassenden Arbeitsverfahren betrieben. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die Auslaßöffnungen der mindestens vier Zylinder und das Füllen der Brennräume mit Frischgemisch bzw. Ladeluft über die Einlassöffnungen. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung dieser Steuerorgane. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Ein- und Auslaßöffnungen freigeben und verschließen. Der für die Bewegung der Ventile erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich der Ventile selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet. Der mindestens eine Zylinderkopf dient in der Regel zur Aufnahme dieses Ventiltriebs.Modern internal combustion engines are operated almost exclusively by a four-stroke work process. As part of the change of charge, the expulsion of the combustion gases via the outlet openings of the at least four cylinders and the filling of the combustion chambers with fresh mixture or charge air takes place via the inlet openings. In order to control the charge cycle, an internal combustion engine requires control means and actuators to operate these controls. To control the charge cycle four-stroke engines almost exclusively lift valves are used as control members that perform an oscillating stroke during operation of the internal combustion engine and thus release the inlet and outlet ports and close. The required for the movement of the valves valve actuating mechanism including the valves themselves is referred to as a valve train. The at least one cylinder head is generally used to accommodate this valve train.

Es ist die Aufgabe des Ventiltriebes die Einlaß- und Auslaßöffnungen der Zylinder rechtzeitig freizugeben bzw. zu schließen, wobei eine schnelle Freigabe möglichst großer Strömungsquerschnitte angestrebt wird, um die Drosselverluste in den ein- bzw. ausströmenden Gasströmungen gering zu halten und eine möglichst gute Füllung der Brennräume mit Frischgemisch bzw. ein effektives, d. h. vollständiges Abführen der Abgase zu gewährleisten.It is the task of the valve train to open the intake and exhaust ports of the cylinder in time or close, with a quick release of the largest possible flow cross sections is sought to keep the throttle losses in the incoming and outflowing gas flows low and the best possible filling of Combustion rooms with fresh mixture or an effective, d. H. To ensure complete removal of the exhaust gases.

Die Einlaßkanäle, die zu den Einlassöffnungen führen, und die Auslaßkanäle, d. h. die Abgasleitungen, die sich an die Auslaßöffnungen anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert. Die Abgasleitungen der Zylinder werden in der Regel zu einer gemeinsamen Gesamtabgasleitung oder gruppenweise zu mehreren Gesamtabgasleitungen zusammengeführt. Die Zusammenführung von Abgasleitungen zu einer Gesamtabgasleitung wird im Allgemeinen und im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Abgaskrümmer bezeichnet.The intake ports leading to the intake ports and the exhaust ports, d. H. the exhaust pipes, which adjoin the outlet openings are at least partially integrated in the cylinder head according to the prior art. The exhaust gas lines of the cylinders are usually combined to form a common total exhaust gas line or groups of several total exhaust gas lines. The combination of exhaust pipes to an overall exhaust line is generally and in the context of the present invention referred to as exhaust manifold.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden die Abgasleitungen der vier Zylinder unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes zu einer einzelnen Gesamtabgasleitung zusammengeführt. Das Abgasabführsystem tritt an einer Außenseite des Zylinderkopfes aus.In the internal combustion engine according to the invention, the exhaust gas lines of the four cylinders are brought together to form an integrated exhaust manifold within the at least one cylinder head to form a single overall exhaust gas line. The Abgasabführsystem exits on an outer side of the cylinder head.

Die dynamischen Wellenvorgänge bzw. Druckschwankungen im Abgasabführsystem sind der Grund dafür, dass sich die thermodynamisch versetzt arbeitenden Zylinder einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine beim Ladungswechsel gegenseitig beeinflussen, insbesondere auch behindern können. Eine verschlechterte Drehmomentcharakteristik bzw. ein gemindertes Leistungsangebot können die Folge sein. Werden die Abgasleitungen der einzelnen Zylinder für eine längere Wegstrecke voneinander getrennt geführt, kann der gegenseitigen Einflußnahme der Zylinder beim Ladungswechsel entgegengewirkt werden.The dynamic wave processes or pressure fluctuations in the Abgasabführsystem are the reason why the thermodynamically displaced working cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine when changing the charge influence each other, in particular can hinder. A deteriorated torque characteristic or a reduced power supply may be the result. If the exhaust gas lines of the individual cylinders are guided separately from one another for a longer distance, the mutual influence of the cylinders during the charge exchange can be counteracted.

Die Evakuierung der Verbrennungsgase aus einem Zylinder der Brennkraftmaschine im Rahmen des Ladungswechsels beruht im Wesentlichen auf zwei unterschiedlichen Mechanismen. Wenn sich zu Beginn des Ladungswechsels das Auslaßventil nahe dem unteren Totpunkt öffnet, strömen die Verbrennungsgase aufgrund des gegen Ende der Verbrennung im Zylinder vorherrschenden hohen Druckniveaus und der damit verbundenen hohen Druckdifferenz zwischen Brennraum und Abgastrakt mit hoher Geschwindigkeit durch die Auslaßöffnung in das Abgasabführsystem. Dieser druckgetriebene Strömungsvorgang wird durch eine hohe Druckspitze begleitet, die auch als Vorauslaßstoß bezeichnet wird und sich entlang der Abgasleitung mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzt, wobei sich der Druck mit zunehmender Wegstrecke und in Abhängigkeit von der Leitungsführung infolge Reibung mehr oder weniger stark abbaut, d. h. verringert.The evacuation of the combustion gases from a cylinder of the internal combustion engine as part of the charge exchange is based essentially on two different Mechanisms. At the beginning of the charge cycle, when the exhaust valve opens near bottom dead center, the combustion gases flow at high speed through the exhaust port into the exhaust system due to the high pressure level prevailing in the cylinder at the end of combustion and the associated high pressure difference between the combustion chamber and the exhaust tract. This pressure-driven flow process is accompanied by a high pressure peak, which is also referred to as Vorlaßstoß and propagates along the exhaust pipe at the speed of sound, whereby the pressure degrades more or less with increasing distance and depending on the wiring due to friction, ie reduced.

Im weiteren Verlauf des Ladungswechsels gleichen sich die Drücke im Zylinder und im Abgasabführsystem weitgehend aus, so dass die Verbrennungsgase maßgeblich infolge der Hubbewegung des Kolbens ausgeschoben werden.In the course of the charge cycle, the pressures in the cylinder and in the Abgasabführsystem balanced largely, so that the combustion gases are pushed out significantly due to the stroke of the piston.

In Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung des Abgasabführsystems laufen die Druckwellen, die von einem Zylinder ausgehen, nicht nur durch die mindestens eine Abgasleitung dieses Zylinders, sondern vielmehr auch entlang der Abgasleitungen der anderen Zylinder und zwar gegebenenfalls bis zu der am Ende der jeweiligen Leitung vorgesehenen und geöffneten Auslaßöffnung.Depending on the specific embodiment of the Abgasabführsystems run the pressure waves that emanate from a cylinder, not only through the at least one exhaust pipe of this cylinder, but also along the exhaust pipes of the other cylinder and possibly up to the provided at the end of the respective line and open outlet opening.

Während des Ladungswechsels bereits in eine Abgasleitung ausgeschobenes, d. h. abgeführtes Abgas kann somit erneut in den Zylinder gelangen und zwar unter anderem infolge der Druckwelle, die von einem anderen Zylinder ausgeht.During the charge change already pushed out into an exhaust pipe, d. H. discharged exhaust gas can thus get back into the cylinder, among other things as a result of the pressure wave, which emanates from another cylinder.

Kurze Abgasleitungen können beispielsweise bei einem Vier-Zylinder-Reihenmotor, dessen Zylinder mit der Zündfolge 1 ― 3 ― 4 ― 2 betrieben werden, auch dazu führen, dass der vierte Zylinder den in der Zündfolge vorangehenden dritten Zylinder, d. h. den vorher gezündeten Zylinder, während des Ladungswechsels nachteilig beeinflußt und aus dem vierten Zylinder stammendes Abgas in den dritten Zylinder gelangt, bevor dessen Auslaßventile schließen.For example, in a four-cylinder in-line engine whose cylinders are operated with firing order 1 - 3 - 4 - 2, short exhaust conduits may also cause the fourth cylinder to overtake the third cylinder in the firing order, i. H. the previously ignited cylinder, adversely affected during the charge exchange and exhaust gas from the fourth cylinder passes into the third cylinder, before close the exhaust valves.

Probleme beim Ladungswechsel einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, wenn während einer Ventilüberschneidung, bei der das Auslaßventil bei geöffnetem Einlaßventil noch nicht geschlossen ist, das Abgas unter Inkaufnahme von Spülverlusten weitestgehend aus dem Zylinder ausgespült werden soll. Das Spülen mit Frischluft führt einerseits zu einem schlechteren Wirkungsgrad, aber andererseits zu einer größeren Zylinderfüllung und damit zu einer höheren Leistung. Eine variable Ventilsteuerung ermöglicht eine Variation der Ventilüberschneidung in Abhängigkeit von der Drehzahl.Problems when changing the charge of a multi-cylinder internal combustion engine arise especially at low speeds, if during a valve overlap, in which the exhaust valve is not closed when the inlet valve is open, the exhaust gas should be flushed out of the cylinder at the expense of flushing losses. The Rinsing with fresh air leads on the one hand to a poorer efficiency, but on the other hand to a larger cylinder filling and thus to a higher performance. A variable valve control allows a variation of the valve overlap as a function of the speed.

Die Problematik betreffend die gegenseitige Einflußnahme der Zylinder beim Ladungswechsel ist bei Brennkraftmaschinen mit integriertem Abgaskrümmer von besonderer Relevanz, da die Integration des Abgaskrümmers in den Zylinderkopf zu sehr kurzen Abgasleitungen führt.The problem concerning the mutual influence of the cylinder during the charge cycle is of particular relevance in internal combustion engines with integrated exhaust manifold, since the integration of the exhaust manifold into the cylinder head leads to very short exhaust pipes.

Die Abgasleitungen der Zylinder unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes zu einer gemeinsamen Gesamtabgasleitung zusammenzuführen, ist aus mehreren Gründen vorteilhaft.Bringing the exhaust gas lines of the cylinders together to form a common exhaust gas line within the cylinder head to form an integrated exhaust manifold is advantageous for several reasons.

Zum einen führt dies zu einer kompakteren Bauweise der Brennkraftmaschine und einem dichteren Packaging der gesamten Antriebseinheit im Motorraum. Zum anderen ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung und der Montage sowie eine Gewichtsreduzierung, insbesondere bei einer vollständigen Integration des Abgaskrümmers in den Zylinderkopf.On the one hand, this leads to a more compact design of the internal combustion engine and a denser packaging of the entire drive unit in the engine compartment. On the other hand, there are cost advantages in the production and assembly as well as a reduction in weight, in particular in a complete integration of the exhaust manifold in the cylinder head.

Des Weiteren können sich kurze Abgasleitungen vorteilhaft auf die Anordnung und den Betrieb eines Abgasnachbehandlungssystems, welches stromabwärts der Zylinder im Abgasabführsystem vorgesehen ist, auswirken. Der Weg der heißen Abgase zu den Abgasnachbehandlungssystemen sollte möglichst kurz sein, damit den Abgasen wenig Zeit zur Abkühlung eingeräumt wird und die Abgasnachbehandlungssysteme möglichst schnell ihre Betriebstemperatur bzw. Anspringtemperatur erreichen, insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine.Furthermore, short exhaust conduits may advantageously affect the location and operation of an exhaust aftertreatment system provided downstream of the cylinders in the exhaust evacuation system. The path of the hot exhaust gases to the exhaust aftertreatment systems should be as short as possible so that the exhaust gases are given little time to cool down and the exhaust aftertreatment systems reach their operating temperature or light-off temperature as quickly as possible, in particular after a cold start of the internal combustion engine.

In diesem Zusammenhang ist man bemüht, die thermische Trägheit des Teilstücks der Abgasleitungen zwischen Auslaßöffnung am Zylinder und Abgasnachbehandlungssystem zu minimieren, was durch Reduzierung der Masse und der Länge dieses Teilstückes erreicht werden kann, d. h. durch Verkürzung der entsprechenden Abgasleitungen bzw. Integration des Abgaskrümmers in den ZylinderkopfIn this context, efforts are made to minimize the thermal inertia of the portion of the exhaust pipes between the exhaust port on the cylinder and exhaust aftertreatment system, which can be achieved by reducing the mass and the length of this section, ie by shortening the corresponding exhaust pipes or integration of the exhaust manifold in the cylinder head

Bei mittels Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird angestrebt, die Turbine möglichst nahe am Auslaß, d. h. 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 des Turboladers zu gewährleisten. Auch dabei sollte die thermische Trägheit und das Volumen des Leitungssystems zwischen den Auslaßöffnungen der Zylinder und der Turbine minimiert werden, weshalb wiederum die Verkürzung der Leitungen dieses Leitungssystems zielführend ist, beispielsweise durch Integration des Abgaskrümmers in den Zylinderkopf.In supercharged by exhaust gas turbocharged internal combustion engines, it is desirable to keep the turbine as close as possible to the outlet, d. H. the exhaust ports of the cylinder, to order, in this way the exhaust enthalpy of the hot exhaust gases, which is largely determined by the exhaust gas pressure and the exhaust gas temperature to use optimally and to ensure a fast response of the turbocharger. Again, the thermal inertia and the volume of the conduit system between the outlet openings of the cylinder and the turbine should be minimized, which in turn the shortening of the lines of this line system is expedient, for example by integration of the exhaust manifold in the cylinder head.

Zunehmend häufig wird der Abgaskrümmer in den Zylinderkopf integriert, um von einer im Zylinderkopf vorgesehenen Kühlung zu partizipieren und den Krümmer nicht aus thermisch hoch belastbaren Werkstoffen fertigen zu müssen, die kostenintensiv sind.Increasingly often, the exhaust manifold is integrated into the cylinder head in order to participate in a provided for in the cylinder head cooling and the manifold does not have to produce from thermally highly resilient materials that are costly.

Die Verkürzung der Abgasleitungen durch Integration des Abgaskrümmers in den Zylinderkopf hat - wie vorstehend dargelegt - eine Vielzahl von Vorteilen, führt aber neben der Verkürzung der Gesamtwegstrecke aller Abgasleitungen auch zu einer Verkürzung der einzelnen Abgasleitungen, da diese bereits unmittelbar stromabwärts der Auslaßöffnungen zusammengeführt werden, wodurch sich die Problematik der gegenseitigen Einflußnahme der Zylinder beim Ladungswechsel verschärft.The shortening of the exhaust pipes by integration of the exhaust manifold in the cylinder head has - as stated above - a variety of advantages, but leads to a shortening of the individual exhaust pipes in addition to the shortening of the total travel distance of all exhaust pipes, as they are already merged immediately downstream of the exhaust ports, thereby the problem of the mutual influence of the cylinder exacerbated when changing the charge.

Die durch die Integration des Krümmers bedingte Verkürzung der Abgasleitungen durch eine - senkrecht zur Längsachse des Zylinderkopfes - breitere Ausführung des Zylinderkopfes zu kompensieren, ist nur bedingt möglich, da dieser Maßnahme aus Gründen des Crashverhaltens enge Grenzen gesetzt sind, insbesondere genügend Platz im Motorraum für eine ungehinderte Deformation zur Verfügung stehen muß.The conditional by the integration of the manifold shortening of the exhaust pipes by a - perpendicular to the longitudinal axis of the cylinder head - wider version of the cylinder head to compensate, is only conditionally possible, since this measure for reasons of crash behavior are set narrow limits, especially enough space in the engine compartment for a unimpeded deformation must be available.

Vor dem Hintergrund des oben Gesagten ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer kompakten Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, mit dem sich die Problematik der gegenseitigen Einflußnahme der Zylinder beim Ladungswechsel beheben läßt.Against the background of the above, it is the object of the present invention to provide a method for operating a compact internal combustion engine according to the preamble of claim 1, with which the problem of mutual influence of the cylinder can be corrected during the charge cycle.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordnete Zylinder aufweist, wobei jeder Zylinder mindestens eine Auslaßöffnung zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder via Abgasabführsystem aufweist, wozu sich an jede Auslaßöffnung eine Abgasleitung anschließt, und bei dem die Abgasleitungen der Zylinder unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, die an einer Außenseite des mindestens einen Zylinderkopfes austritt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass bei den Zylindern die Verbrennung in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 initiiert wird, wobei die Zylinder beginnend mit einem außenliegenden Zylinder der Reihe nach entlang der Längsachse des mindestens einen Zylinderkopfes durchgezählt und numeriert werden.This object is achieved by a method for operating an internal combustion engine with at least one cylinder head, the four along the longitudinal axis of the cylinder head in series arranged cylinders, wherein each cylinder has at least one outlet opening for discharging the exhaust gases from the cylinder via Abgasabführsystem, to which each outlet opening an exhaust pipe connects, and wherein the exhaust pipes of the cylinder to form an integrated exhaust manifold within the at least one cylinder head to an overall exhaust line merge, which exits on an outer side of the at least one cylinder head, which is characterized in that the combustion of the cylinders in the order 1 - 2 - 4 - 3 is initiated, the cylinders starting with an outer cylinder in sequence along the longitudinal axis of the at least one cylinder head are counted and numbered.

Die Abgasleitungen der vier Zylinder des mindestens einen Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine werden innerhalb des Zylinderkopfes zu einer Gesamtabgasleitung zusammengeführt. Wie bereits beschrieben, ist es vorteilhaft, den Abgaskrümmer vollständig in den Zylinderkopf zu integrieren, auch wenn dadurch grundsätzlich der Gefahr, dass sich die Zylinder beim Ladungswechsel gegenseitig beeinflussen, Vorschub geleistet wird. Diesem Umstand wird aber erfindungsgemäß durch eine geeignete Maßnahme entgegen getreten, nämlich durch die Wahl einer von der üblichen Zündfolge abweichenden Zündfolge.The exhaust gas lines of the four cylinders of the at least one cylinder head of the internal combustion engine are combined within the cylinder head to form an overall exhaust gas line. As already described, it is advantageous to completely integrate the exhaust manifold in the cylinder head, even if this basically the risk that the cylinders influence each other during the charge cycle, feed is made. However, this circumstance is counteracted according to the invention by a suitable measure, namely by the choice of a deviating from the usual firing sequence firing order.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei den Zylindern die Verbrennung in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 initiiert, anstatt die Zylinder entsprechend dem herkömmlichen Zündmuster 1 - 3 - 4 - 2 zu betreiben. Ausgehend vom ersten Zylinder sind die Zündzeitpunkte in °KW gemessen die Folgenden: 0 ― 180 ― 360 ― 540. Numerierung der Zylinder einer Brennkraftmaschine ist in der DIN 73021 geregelt. Bei Reihenmotoren werden die Zylinder der Reihe nach durchgezählt, wobei mit einem außenliegenden Zylinder begonnen wird.According to the method of the invention, the combustion of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, instead of operating the cylinders according to the conventional ignition pattern 1 - 3 - 4 - 2. Starting from the first cylinder, the ignition times in ° CW are the following: 0 - 180 - 360 - 540. Numbering of the cylinders of an internal combustion engine is regulated in DIN 73021. For in-line engines, the cylinders are counted in order, starting with an external cylinder.

Obwohl - wie beim herkömmlichen Zündmuster auch - ein außenliegender Zylinder und der benachbarte innenliegende Zylinder unmittelbar hintereinander zünden, so dass diese Zylinder einen thermodynamischen Versatz von 180°KW aufweisen, erweist sich die erfindungsgemäße Zündfolge als die vorteilhaftere Zündfolge. Die Gründe werden im Folgenden am Beispiel des Zylinderpaares umfassend den ersten und zweiten Zylinder näher beschrieben.Although - as in the conventional ignition pattern also - ignite an outboard cylinder and the adjacent inner cylinder immediately behind the other, so that these cylinders have a thermodynamic offset of 180 ° KW, the ignition sequence according to the invention proves to be the more advantageous firing order. The reasons will be described in more detail below using the example of the cylinder pair comprising the first and second cylinders.

Nach dem herkömmlichen Zündmuster wird der zweite Zylinder vor dem ersten Zylinder gezündet, so dass sich die mindestens eine Auslaßöffnung des zweiten Zylinders am Ende des Schließvorgang befindet, wenn der erste Zylinder zur Einleitung des Ladungswechsels seine mindestens eine Auslaßöffnung öffnet, d. h. freigibt. Infolge der Druckwelle, die vom ersten Zylinder ausgeht, kann bereits aus dem zweiten Zylinder abgeführtes Abgas erneut in den zweiten Zylinder eingeleitet werden. Gegebenenfalls gelangt auch aus dem ersten Zylinder stammendes Abgas in den vorher gezündeten zweiten Zylinder, bevor dessen Auslaßventile schließen.After the conventional firing pattern of the second cylinder is ignited in front of the first cylinder, so that the at least one outlet of the second cylinder is at the end of the closing operation, when the first cylinder to initiate the charge exchange opens its at least one outlet, d. H. releases. As a result of the pressure wave, which emanates from the first cylinder, exhaust gas already discharged from the second cylinder can be reintroduced into the second cylinder. Optionally, exhaust gas originating from the first cylinder also enters the previously fired second cylinder before its exhaust valves close.

Wird nun gemäß dem erfindungsgemäßen Zündmuster die Verbrennung im ersten Zylinder vor dem zweiten Zylinder initiiert, kann die vorstehende Problematik eliminiert werden und zwar bei ansonsten unveränderten Randbedingungen, d. h. gleichen Ventilöffnungszeiten, insbesondere Öffnungsdauern, und bei Verwendung desselben Krümmers prinzipbedingt auch gleichen Abgasstrecken im Abgasabführsystem.If, in accordance with the ignition pattern according to the invention, the combustion in the first cylinder is initiated before the second cylinder, the above problem can be eliminated, namely with otherwise unchanged boundary conditions, ie. H. same valve opening times, in particular opening times, and when using the same manifold inherently same exhaust paths in Abgasabführsystem.

Dass alleine die Änderung der Reihenfolge der Zündung der beiden benachbarten Zylinder zu diesem Ergebnis führt, ist begründet durch die unterschiedliche Länge der Abgasleitungen von der Auslaßöffnung des jeweiligen Zylinder bis zu der Teilsammelstelle dieses Zylinderpaares, an der die Abgasleitungen des Zylinderpaares zu einer Teilabgasleitung zusammenlaufen. Die unterschiedlich langen Abgasleitungen haben zur Folge, dass in das Abgasabführsystem während eines Spülvorganges eingeleitete Frischluft in der Abgasleitung des ersten Zylinders eine längere Frischluftsäule ausbildet als in der Abgasleitung des zweiten Zylinders.The fact that only the change of the sequence of ignition of the two adjacent cylinders leads to this result, is due to the different length of the exhaust pipes from the outlet opening of the respective cylinder to the part collection point of this pair of cylinders at which converge the exhaust pipes of the cylinder pair to a partial exhaust gas line. The result of the different lengths of exhaust pipes is that fresh air introduced into the exhaust gas removal system during a flushing process forms a longer fresh air column in the exhaust pipe of the first cylinder than in the exhaust pipe of the second cylinder.

Zündet der zweite Zylinder nun vor dem ersten Zylinder, muß die Druckwelle, die vom ersten Zylinder ausgeht, nur eine vergleichsweise kurze Frischluftsäule überwinden bzw. in den zweiten Zylinder zurückschieben, bevor dieselbe Druckwelle bereits aus dem zweiten Zylinder abgeführtes Abgas bzw. aus dem ersten Zylinder stammendes Abgas in den zweiten Zylinder einleitet.Igniting the second cylinder before the first cylinder, the pressure wave, which emanates from the first cylinder, only a relatively short fresh air column overcome or push back into the second cylinder before the same pressure wave already discharged from the second cylinder exhaust gas or from the first cylinder originating exhaust gas introduces into the second cylinder.

Zündet hingegen der erste Zylinder vor dem zweiten Zylinder, muß die Druckwelle, die vom zweiten Zylinder ausgeht, eine längere Frischluftsäule überwinden bzw. in den ersten Zylinder zurückschieben, bevor dieselbe Druckwelle bereits aus dem ersten Zylinder abgeführtes Abgas bzw. aus dem zweiten Zylinder stammendes Abgas in den ersten Zylinder einleitet.On the other hand ignites the first cylinder in front of the second cylinder, the pressure wave, which emanates from the second cylinder, overcome a longer fresh air column or push back into the first cylinder, before the same pressure wave already from the first cylinder discharged exhaust gas or derived from the second cylinder exhaust gas introduces into the first cylinder.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Betreiben einer kompakten Brennkraftmaschine mit integriertem Abgaskrümmer, mit dem sich die Problematik der gegenseitigen Einflußnahme der Zylinder beim Ladungswechsel beheben läßt, weshalb das erfindungsgemäße Verfahren die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe löst.The method according to the invention is a method for operating a compact internal combustion engine with integrated exhaust manifold, with which the problem of the mutual influence of the cylinder can be eliminated during charge exchange, which is why the inventive method solves the underlying object of the invention.

Eine für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Brennkraftmaschine kann auch zwei Zylinderköpfe aufweisen, wenn beispielweise die Zylinder auf zwei Zylinderbänke verteilt sind.An internal combustion engine used for the method according to the invention may also have two cylinder heads, if, for example, the cylinders are distributed over two cylinder banks.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the method are discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen

  • jeder Zylinder zur Einleitung einer Fremdzündung mit einer Zündvorrichtung ausgestattet wird, und
  • die Zylinder in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 gezündet werden, wobei die Zylinder beginnend mit einem außenliegenden Zylinder der Reihe nach entlang der Längsachse des mindestens einen Zylinderkopfes durchgezählt und numeriert werden.
Advantageous embodiments of the method, in which
  • each cylinder is equipped with an igniter to initiate spark ignition, and
  • the cylinders are ignited in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinders, starting with an external cylinder in sequence along the longitudinal axis of the at least one cylinder head are counted and numbered.

Die vorstehende Verfahrensvariante betrifft die Anwendung des Verfahrens bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, beispielsweise einem direkteinspritzenden Ottomotor, dessen Zylinder zur Einleitung einer Fremdzündung jeweils mit einer Zündvorrichtung ausgestattet sind.The above method variant relates to the application of the method in a spark-ignited internal combustion engine, for example a direct-injection spark-ignition engine, the cylinders of which are each equipped with an ignition device for initiating spark ignition.

Vorteilhaft sind aber auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen

  • die Zylinder mittels Selbstzündung betrieben werden, und
  • die Selbstzündung der Zylinder in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 eingeleitet wird, wobei die Zylinder beginnend mit einem außenliegenden Zylinder der Reihe nach entlang der Längsachse des mindestens einen Zylinderkopfes durchgezählt und numeriert werden.
But are also advantageous embodiments of the method in which
  • the cylinders are operated by auto-ignition, and
  • the self-ignition of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinders, starting with an external cylinder in sequence along the longitudinal axis of the at least one cylinder head are counted and numbered.

Die vorstehende Verfahrensvariante bezieht sich auf Verfahren, bei denen die Verbrennung mittels Selbstzündung eingeleitet wird, und damit auch auf Arbeitsverfahren, wie sie üblicherweise bei Dieselmotoren eingesetzt werden.The above process variant relates to methods in which the combustion is initiated by means of auto-ignition, and thus also on working methods, such as are commonly used in diesel engines.

Es besteht auch die Möglichkeit, ein Hybrid-Brennverfahren mit Selbstzündung zum Betreiben eines Ottomotors einzusetzen, beispielweise das sogenannte HCCI-Verfahren (Homogenous-Charge Compression-Ignition), welches auch als Raumzündverfahren oder als CAI-Verfahren (Controlled Auto-Ignition) bezeichnet wird. Dieses Verfahren basiert auf einer kontrollierten Selbstzündung des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffes. Dabei wird der Kraftstoff - wie bei einem Dieselmotor - unter Luftüberschuß, also überstöchiometrisch, verbrannt. Der mager betriebene Ottomotor weist aufgrund der niedrigen Verbrennungstemperaturen vergleichsweise geringe Stickoxidemissionen NOx auf und ebenfalls infolge des mageren Gemisches keine Rußemissionen. Darüber hinaus führt das HCCI-Verfahren zu einem hohen thermischen Wirkungsgrad. Der Kraftstoff kann dabei sowohl direkt in die Zylinder als auch in das Ansaugrohr eingebracht werden, wobei eine Direkteinspritzung zusätzlich die Entdrosselung der Brennkraftmaschine durch Eliminierung der Drosselklappe gestattet.It is also possible to use a hybrid combustion method with auto-ignition for operating a gasoline engine, for example, the so-called HCCI process (Homogeneous-Charge Compression-Ignition), which is also referred to as space ignition or CAI (Controlled Auto-Ignition) , This method is based on a controlled auto-ignition of the fuel supplied to the cylinder. In this case, the fuel - as in a diesel engine - under excess air, so superstoichiometric, burned. The lean-burn gasoline engine has comparatively low nitrogen oxide emissions NO x due to the low combustion temperatures and likewise no soot emissions due to the lean mixture. In addition, the HCCI process leads to a high thermal efficiency. The fuel can be introduced both directly into the cylinder and in the intake manifold, with a direct injection additionally allows the Entdrosselung the internal combustion engine by eliminating the throttle.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Abgasleitungen der Zylinder stufenweise zu der Gesamtabgasleitung zusammenführen, wobei jeweils die mindestens eine Abgasleitung eines außenliegenden Zylinders und die mindestens eine Abgasleitung des benachbarten innenliegenden Zylinders zu einer Teilabgasleitung zusammenführen, bevor die beiden Teilabgasleitungen der vier Zylinder zu der Gesamtabgasleitung zusammenführen.Embodiments of the method in which the exhaust lines of the cylinders merge in stages to form the overall exhaust line are advantageous, wherein the at least one exhaust line of an outer cylinder and the at least one exhaust line of the adjacent inner cylinder merge to form a partial exhaust line before the two partial exhaust lines of the four cylinders are connected to the exhaust gas line Merge the entire exhaust gas line.

Die Abgasleitungen der vier Zylinder werden gemäß der vorstehenden Variante gruppenweise, d. h. paarweise, zusammengeführt, wobei jeweils ein außenliegender Zylinder und der benachbarte innenliegende Zylinder ein Zylinderpaar bilden, deren Abgasleitungen in einer ersten Stufe zu einer Teilabgasleitung zusammenführen. In einer zweiten Stufe werden dann diese Teilabgasleitungen stromabwärts im Abgasabführsystem zu der Gesamtabgasleitung zusammengeführt. Die Gesamtwegstrecke aller Abgasleitungen wird hierdurch verkürzt. Das stufenweise Zusammenführen der Abgasleitungen zu der Gesamtabgasleitung trägt zudem zu einer kompakteren, d. h. weniger voluminösen Bauweise bei.The exhaust pipes of the four cylinders are groupwise, ie pairwise, merged according to the above variant, wherein each an outer cylinder and the adjacent inner cylinder form a pair of cylinders whose exhaust pipes merge in a first stage to a partial exhaust gas line. In a second stage, these partial exhaust gas lines are then combined downstream in the exhaust gas discharge system to the total exhaust gas line. The total travel distance of all exhaust pipes is thereby shortened. The stepwise merging of the exhaust pipes to the Total exhaust gas also contributes to a more compact, ie less voluminous construction.

Das stufenweise Zusammenführen wird durch ein konstruktives, d. h. gegenständliches, Merkmal der Brennkraftmaschine realisiert, nämlich dadurch, dass die außenliegenden Wandabschnitte, die jeweils abschnittsweise die Abgasleitungen eines Zylinderpaares voneinander trennen, sich weniger weit in Richtung der Außenseite des Zylinderkopfes erstrecken als der innenliegende Wandabschnitt, der abschnittsweise die beiden Teilabgasleitungen der beiden Zylinderpaare voneinander trennt.The gradual merging is by a constructive, d. H. represent objective, feature of the internal combustion engine realized, namely the fact that the outer wall sections, which in each case partially separate the exhaust pipes of a pair of cylinders from each other, less far in the direction of the outside of the cylinder head extend as the inner wall portion which partially separates the two partial exhaust gas lines of the two pairs of cylinders ,

Vorteilhaft sind daher auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die außenliegenden Wandabschnitte, die jeweils s abschnittsweise die mindestens eine Abgasleitung eines außenliegenden Zylinders und die mindestens eine Abgasleitung des benachbarten innenliegenden Zylinders voneinander trennen und in das Abgasabführsystem hineinragen, sich in Richtung der Außenseite des Zylinderkopfes senkrecht zur Längsachse des Zylinderkopfes weniger weit erstrecken als der innenliegende Wandabschnitt, der abschnittsweise die beiden Teilabgasleitungen und die Abgasleitungen der beiden innenliegenden Zylinder voneinander trennt und in das Abgasabführsystem hineinragt.Therefore, embodiments of the method are also advantageous in which the outer wall sections which in each case partially separate the at least one exhaust pipe of an outer cylinder and the at least one exhaust pipe of the adjacent inner cylinder and project into the Abgasabführsystem, perpendicular to the outside of the cylinder head extend to the longitudinal axis of the cylinder head less far than the inner wall portion, which partially separates the two partial exhaust gas lines and the exhaust pipes of the two inner cylinder from each other and projects into the Abgasabführsystem.

Die Abgasströme der beiden Zylindergruppen werden dabei länger voneinander getrennt gehalten als die Abgasströme der Zylinder einer Gruppe.The exhaust gas flows of the two cylinder groups are kept separated from each other longer than the exhaust gas flows of the cylinder of a group.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader ausgestattet wird, wobei die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers in der Gesamtabgasleitung angeordnet wird.Embodiments of the method in which the internal combustion engine is equipped with at least one exhaust gas turbocharger are advantageous, wherein the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is arranged in the overall exhaust gas line.

Brennkraftmaschinen mit mindestens einem vollständig integrierten Abgaskrümmer eignen sich besonders für eine Aufladung mittels Abgasturboaufladung, da die mindestens eine Turbine überaus motornah angeordnet werden kann. Die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers wird in der Gesamtabgasleitung angeordnet und weist einen Eintrittsbereich zum Zuführen der Abgase auf. Damit wird das gesamte Abgas der vier Zylinder der Turbine zugeführt.Internal combustion engines with at least one fully integrated exhaust manifold are particularly suitable for charging by turbocharging, since the at least one turbine can be arranged very close to the engine. The turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is arranged in the overall exhaust gas line and has an inlet region for supplying the exhaust gases. Thus, the entire exhaust gas of the four cylinders of the turbine is supplied.

Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie vollständig von der Brennkraftmaschine bezieht, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase. Die vom Abgasstrom an die Turbine abgegebene Energie wird für den Antrieb eines Verdichters genutzt, der die ihm zugeführte Ladeluft fördert und komprimiert, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird. Gegebenenfalls ist eine Ladeluftkühlung vorgesehen, mit der die komprimierte Verbrennungsluft vor Eintritt in die Zylinder gekühlt wird.While a mechanical supercharger obtains the energy required for its drive completely from the internal combustion engine, the exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases. The energy emitted by the exhaust gas flow to the turbine is used to drive a compressor which delivers and compresses the charge air supplied to it, thereby charging the cylinders. Optionally, a charge air cooling is provided, with which the compressed combustion air is cooled before entering the cylinder.

Die Aufladung dient in erster Linie der Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine. Die Aufladung ist aber auch ein geeignetes Mittel, bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin zu verschieben, wodurch der spezifische Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann.The charge is used primarily to increase the performance of the internal combustion engine. However, charging is also a suitable means of shifting the load spectrum to higher loads under the same vehicle boundary conditions, as a result of which specific fuel consumption can be reduced.

Häufig wird bei Unterschreiten einer bestimmten Motordrehzahl ein Drehmomentabfall beobachtet. Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann durch unterschiedliche Maßnahmen verbessert werden. Beispielsweise durch eine kleine Auslegung des Turbinenquerschnittes und gleichzeitiger Abgasabblasung bzw. durch mehrere parallel oder in Reihe angeordnete Turbolader, d. h. durch mehrere parallel oder in Reihe angeordnete Turbinen.Often a torque drop is observed when falling below a certain engine speed. The torque characteristic of a supercharged internal combustion engine can be improved by different measures. For example, by a small design of the turbine cross-section and simultaneous Abgasabblasung or by a plurality of parallel or in-line turbocharger, d. H. by a plurality of turbines arranged in parallel or in series.

Die Turbine kann darüber hinaus mit einer variablen Turbinengeometrie ausgestattet werden, die eine weitergehende Anpassung an den jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine durch Verstellen der Turbinengeometrie bzw. des wirksamen Turbinenquerschnittes gestattet. Dabei sind im Eintrittsbereich der Turbine verstellbare Leitschaufeln zur Beeinflussung der Strömungsrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu den Laufschaufeln des umlaufenden Laufrades rotieren die Leitschaufeln nicht mit der Welle der Turbine. Verfügt die Turbine über eine feste unveränderliche Geometrie, sind die Leitschaufeln nicht nur stationär, sondern zudem völlig unbeweglich im Eintrittsbereich angeordnet, d. h. starr fixiert. Bei einer variablen Geometrie hingegen sind die Leitschaufeln zwar stationär angeordnet, aber nicht völlig unbeweglich, sondern um ihre Achse drehbar, so dass auf die Anströmung der Laufschaufeln Einfluß genommen werden kann.The turbine can also be equipped with a variable turbine geometry, which allows a further adaptation to the respective operating point of the internal combustion engine by adjusting the turbine geometry or the effective turbine cross-section. In this case, adjustable guide vanes for influencing the flow direction are arranged in the inlet region of the turbine. Unlike the vanes of the rotating impeller, the vanes do not rotate with the shaft of the turbine. If the turbine has a fixed invariable geometry, the vanes are not only stationary, but also completely immovable in the entry area, i. H. rigidly fixed. With a variable geometry, however, the guide vanes are indeed arranged stationary, but not completely immobile, but rotatable about its axis, so that the flow of the blades can be influenced.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Brennkraftmaschine mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet wird.Advantageous embodiments of the method in which the internal combustion engine is equipped with a liquid cooling.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der mindestens eine Zylinderkopf zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung mit mindestens einem integrierten Kühlmittelmantel ausgestattet wird.Embodiments of the method in which the at least one cylinder head is provided with at least one integrated coolant jacket to form the liquid cooling are advantageous.

Insbesondere aufgeladene Brennkraftmaschinen sind thermisch höher belastet als Saugmotoren, weshalb höhere Anforderungen an die Kühlung zu stellen sind. Mit einer Flüssigkeitskühlung können wesentlich größere Wärmemengen abgeführt werden als mit einer Luftkühlung, weshalb es vorteilhaft ist, die Brennkraftmaschine mit einer Flüssigkeitskühlung auszustatten.In particular, supercharged internal combustion engines are thermally stressed higher than naturally aspirated engines, which is why higher demands are placed on the cooling. With a liquid cooling much larger amounts of heat can be dissipated than with air cooling, which is why it is advantageous to equip the internal combustion engine with a liquid cooling.

Die Flüssigkeitskühlung erfordert die Ausstattung der Brennkraftmaschine, d. h. des Zylinderkopfes bzw. des Zylinderblocks, mit einem integrierten Kühlmittelmantel, d. h. die Anordnung von das Kühlmittel durch den Zylinderkopf bzw. Zylinderblock führenden Kühlmittelkanälen. Die Wärme wird bereits im Inneren des Bauteils an das Kühlmittel abgegeben. Das Kühlmittel wird dabei mittels einer im Kühlkreislauf angeordneten Pumpe gefördert, so dass es im Kühlmittelmantel zirkuliert. Die an das Kühlmittel abgegebene Wärme wird auf diese Weise aus dem Inneren des Kopfes bzw. Blocks abgeführt und dem Kühlmittel in einem Wärmetauscher wieder entzogen.The liquid cooling requires the equipment of the internal combustion engine, d. H. the cylinder head or the cylinder block, with an integrated coolant jacket, d. H. the arrangement of the coolant through the cylinder head or cylinder block leading coolant channels. The heat is already released inside the component to the coolant. The coolant is conveyed by means of a pump arranged in the cooling circuit, so that it circulates in the coolant jacket. The heat given off to the coolant is removed in this way from the interior of the head or block and removed from the coolant in a heat exchanger again.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen jeder Zylinder mit mindestens zwei Auslaßöffnungen ausgestattet wird.Advantageous are process variants in which each cylinder is equipped with at least two outlet openings.

Wie bereits ausgeführt wurde, wird während des Ladungswechsels eine schnelle Freigabe möglichst großer Strömungsquerschnitte angestrebt, um die Drosselverluste in den ausströmenden Abgasströmungen gering zu halten und ein effektives Abführen der Abgase zu gewährleisten. Deshalb ist es vorteilhaft, die Zylinder mit zwei oder mehr Auslaßöffnungen auszustatten.As already stated, a rapid release of the largest possible flow cross sections is sought during the charge cycle, in order to keep the throttle losses in the outflowing exhaust gas flows low and to ensure an effective discharge of the exhaust gases. Therefore, it is advantageous to equip the cylinder with two or more outlet openings.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen sich der innenliegende Wandabschnitt, der abschnittsweise die beiden Teilabgasleitungen und die Abgasleitungen der beiden innenliegenden Zylinder voneinander trennt und in das Abgasabführsystem hineinragt, bis zu der Außenseite des mindestens einen Zylinderkopfes erstreckt.Advantageous are process variants in which the inner wall section which partially separates the two partial exhaust gas lines and the exhaust gas lines of the two inner cylinders from one another and projects into the Abgasabführsystem extends to the outside of the at least one cylinder head.

Das Abgasabführsystem der vorstehenden Ausführungsform kann als ein Abgasabführsystem angesehen werden, das in Gestalt von zwei Austrittsöffnungen an der Außenseite des Zylinderkopfes austritt. Nichtsdestotrotz wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der beim Zusammenführen der Abgasleitungen ausgebildete Abgaskrümmer als ein im Zylinderkopf integrierter Abgaskrümmer angesehen und bezeichnet.The exhaust-gas discharge system of the foregoing embodiment may be considered as an exhaust-gas discharge system exiting in the form of two discharge ports on the outside of the cylinder head. Nonetheless, in the context of the present invention, the exhaust manifold formed at the time of merging the exhaust pipes is considered and designated as an exhaust manifold integrated in the cylinder head.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1
schematisch eine erste Ausführungsform des Zylinderkopfes im Querschnitt.
In the following the invention is based on an embodiment according to FIG. 1 described in more detail. Hereby shows:
Fig. 1
schematically a first embodiment of the cylinder head in cross section.

Figur 1 zeigt schematisch und im Schnitt eine erste Ausführungsform des Zylinderkopfes 1. FIG. 1 shows schematically and in section a first embodiment of the cylinder head. 1

Der Zylinderkopf 1 verfügt über vier Zylinder 3, die entlang der Längsachse 2 des Zylinderkopfes 1, d. h. in Reihe angeordnet sind. Der Zylinderkopf 1 verfügt somit über zwei außenliegende Zylinder 3a und zwei innenliegende Zylinder 3b.The cylinder head 1 has four cylinders 3, along the longitudinal axis 2 of the cylinder head 1, d. H. arranged in series. The cylinder head 1 thus has two outer cylinders 3a and two inner cylinders 3b.

Jeder Zylinder 3 weist eine Auslaßöffnungen 4 auf, an die sich Abgasleitungen 5 des Abgasabführsystems zum Abführen der Abgase anschließen. Die Abgasleitungen 5 der Zylinder 3 führen stufenweise zu einer Gesamtabgasleitung 7 zusammen, wobei jeweils die Abgasleitung 5 eines außenliegenden Zylinders 3a und die Abgasleitung 5 des benachbarten innenliegenden Zylinders 3b zu einer diesem Zylinderpaar zugehörigen Teilabgasleitung 6 zusammenführen, bevor die beiden Teilabgasleitungen 6 der vier Zylinder 3, 3a, 3b zu einer Gesamtabgasleitung 7 zusammenführen. Die Abgasleitungen 5 der Zylinder 3 führen unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers 9 innerhalb des Zylinderkopfes 1 zu einer Gesamtabgasleitung 7 zusammen. Das Abgasabführsystem tritt in Gestalt einer einzelnen Öffnung aus dem Zylinderkopf 1 aus.Each cylinder 3 has an outlet 4, to which the exhaust pipes 5 of the Abgasabführsystems connect for discharging the exhaust gases. The exhaust pipes 5 of the cylinder 3 lead gradually to an overall exhaust line 7, wherein in each case the exhaust pipe 5 of an outer cylinder 3a and the exhaust pipe 5 of the adjacent inner cylinder 3b merge to a cylinder pair associated with this partial exhaust line 6, before the two partial exhaust 6 of the four cylinders , 3a, 3b merge to an overall exhaust line 7. The exhaust pipes 5 of the cylinder 3 lead to form an integrated exhaust manifold 9 within the cylinder head 1 to an overall exhaust gas line 7 together. The Abgasabführsystem exits from the cylinder head 1 in the form of a single opening.

Das Abgas eines außenliegenden Zylinders 3a und des benachbarten innenliegenden Zylinders 3b, d. h. das Abgas eines Zylinderpaares, wird an einer Teilsammelstelle 6a zusammengeführt, d. h. gesammelt. Die Teilsammelstelle 6a ist die Stelle im Abgasabführsystem, an der die Abgasleitungen 5 eines Zylinderpaares zu einer Teilabgasleitung 6 zusammenlaufen. Das Abgas der beiden Zylinderpaare wird dann stromabwärts der zwei Teilsammelstellen 6a noch im Zylinderkopf 1 an einer Gesamtsammelstelle 7a gesammelt. Die Gesamtsammelstelle 7a ist die Stelle im Abgasabführsystem, an der die Teilabgasleitungen 6 der Zylinderpaare zu der Gesamtabgasleitung 7 zusammenführen.The exhaust gas of an outer cylinder 3a and the adjacent inner cylinder 3b, that is, the exhaust gas of a pair of cylinders, is brought together at a part collecting point 6a, that is, collected. The partial collecting point 6a is the point in the exhaust gas removal system at which the exhaust gas lines 5 of a pair of cylinders converge to form a partial exhaust gas line 6. The exhaust gas of the two pairs of cylinders is then downstream of the two sub-collection points 6 a still in the cylinder head 1 at a Total collection 7a collected. The total collecting point 7 a is the point in the exhaust gas removal system at which the partial exhaust gas lines 6 of the cylinder pairs merge to the total exhaust gas line 7.

Der Abgaskrümmer 9 ist vollständig im Zylinderkopf 1 integriert, wodurch eine sehr kompakte Bauweise der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. Um eine gegenseitige Einflußnahme der Zylinder 3 beim Ladungswechsel zu verhindern, wird die Verbrennung bei den Zylindern 3 in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 initiiert, beispielsweise mittels Zündvorrichtungen. Die Zylinder 3 werden dabei beginnend mit einem außenliegenden Zylinder 3a der Reihe nach entlang der Längsachse 2 des mindestens einen Zylinderkopfes 1 durchgezählt und numeriert.The exhaust manifold 9 is completely integrated in the cylinder head 1, whereby a very compact design of the internal combustion engine is made possible. In order to prevent a mutual influence of the cylinder 3 during the charge exchange, the combustion in the cylinders 3 in the order 1 - 2 - 4 - 3 initiated, for example by means of igniters. The cylinders 3 are counted starting with an outer cylinder 3a in sequence along the longitudinal axis 2 of the at least one cylinder head 1 and numbered.

Bezugszeichenreference numeral

11
Zylinderkopfcylinder head
22
Längsachse des ZylinderkopfesLongitudinal axis of the cylinder head
33
Zylindercylinder
3a3a
außenliegender Zylinderoutboard cylinder
3b3b
innenliegender Zylinderinternal cylinder
44
Auslaßöffnungoutlet
55
Abgasleitungexhaust pipe
66
TeilabgasleitungPart exhaust pipe
6a6a
Teilsammelstellepart collection
77
GesamtabgasleitungTotal exhaust pipe
7a7a
Gesamtsammelstelletotal collection
88th
auslaßseitige Außenseite des Zylinderkopfesoutlet side outside of the cylinder head
99
integrierter Abgaskrümmerintegrated exhaust manifold
°KW° CA
Grad KurbelwinkelDegree crank angle

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf (1), der vier entlang der Längsachse (2) des Zylinderkopfes (1) in Reihe angeordnete Zylinder (3) aufweist, wobei jeder Zylinder (3) mindestens eine Auslaßöffnung (4) zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder (3) via Abgasabführsystem aufweist, wozu sich an jede Auslaßöffnung (4) eine Abgasleitung (5) anschließt, und bei dem die Abgasleitungen (5) der Zylinder (3) unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers (9) innerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes (1) zu einer Gesamtabgasleitung (7) zusammenführen, die an einer Außenseite (8) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Zylindern (3) die Verbrennung in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 initiiert wird, wobei die Zylinder (3) beginnend mit einem außenliegenden Zylinder (3a) der Reihe nach entlang der Längsachse (2) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) durchgezählt und numeriert werden.Method for operating an internal combustion engine having at least one cylinder head (1) which has four cylinders (3) arranged in series along the longitudinal axis (2) of the cylinder head (1), each cylinder (3) having at least one outlet opening (4) for discharging the cylinders Exhaust gases from the cylinder (3) via Abgasabführsystem has, to which each exhaust port (4) an exhaust pipe (5) connects, and in which the exhaust pipes (5) of the cylinder (3) to form an integrated exhaust manifold (9) within the at least a cylinder head (1) to an overall exhaust line (7) merge, which emerges on an outer side (8) of the at least one cylinder head (1), characterized in that in the cylinders (3) combustion in the order 1 - 2 - 4 - 3 is initiated, wherein the cylinders (3), starting with an outer cylinder (3a) in sequence along the longitudinal axis (2) of the at least one cylinder head (1) are counted and numbered. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - jeder Zylinder (3) zur Einleitung einer Fremdzündung mit einer Zündvorrichtung ausgestattet wird, und - die Zylinder (3) in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 gezündet werden, wobei die Zylinder (3) beginnend mit einem außenliegenden Zylinder (3a) der Reihe nach entlang der Längsachse (2) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) durchgezählt und numeriert werden. Method according to claim 1, characterized in that - Each cylinder (3) is equipped to initiate a spark ignition with an igniter, and - The cylinders (3) are ignited in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinder (3) starting with an outer cylinder (3a) sequentially along the longitudinal axis (2) of the at least one cylinder head (1) counted and numbered. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Zylinder (3) mittels Selbstzündung betrieben werden, und - die Selbstzündung der Zylinder (3) in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 eingeleitet wird, wobei die Zylinder (3) beginnend mit einem außenliegenden Zylinder (3a) der Reihe nach entlang der Längsachse (2) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) durchgezählt und numeriert werden. Method according to claim 1, characterized in that - The cylinders (3) are operated by auto-ignition, and - the self-ignition of the cylinder (3) in the order 1 - 2 - 4 - 3 is initiated, the cylinder (3) starting with an outer cylinder (3a) in sequence along the longitudinal axis (2) of the at least one cylinder head (1 ) and numbered. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitungen (5) der Zylinder (3) stufenweise zu der Gesamtabgasleitung (7) zusammenführen, wobei jeweils die mindestens eine Abgasleitung (5) eines außenliegenden Zylinders (3a) und die mindestens eine Abgasleitung (5) des benachbarten innenliegenden Zylinders (3b) zu einer Teilabgasleitung (6) zusammenführen, bevor die beiden Teilabgasleitungen (6) der vier Zylinder (3, 3a, 3b) zu der Gesamtabgasleitung (7) zusammenführen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust pipes (5) merge the cylinders (3) in stages to the total exhaust pipe (7), wherein in each case the at least one exhaust pipe (5) of an outer cylinder (3a) and the at least one exhaust pipe (5) of the adjacent inboard cylinder (3b) to a partial exhaust gas line (6) merge before the two partial exhaust gas lines (6) of the four cylinders (3, 3a, 3b) merge to the total exhaust gas line (7). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die außenliegenden Wandabschnitte, die jeweils abschnittsweise die mindestens eine Abgasleitung (5) eines außenliegenden Zylinders (3a) und die mindestens eine Abgasleitung (5) des benachbarten innenliegenden Zylinders (3b) voneinander trennen und in das Abgasabführsystem hineinragen, sich in Richtung der Außenseite (8) des Zylinderkopfes (1) senkrecht zur Längsachse (2) des Zylinderkopfes (1) weniger weit erstrecken als der innenliegende Wandabschnitt, der abschnittsweise die beiden Teilabgasleitungen (6) und die Abgasleitungen (5) der beiden innenliegenden Zylinder (3b) voneinander trennt und in das Abgasabführsystem hineinragt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the outer wall sections, which in each case partially separate the at least one exhaust pipe (5) of an outer cylinder (3a) and the at least one exhaust pipe (5) of the adjacent inner cylinder (3b) from each other and in protrude the Abgasabführsystem, in the direction of the outer side (8) of the cylinder head (1) perpendicular to the longitudinal axis (2) of the cylinder head (1) extend less than the inner wall portion, the sections of the two partial exhaust gas lines (6) and the exhaust pipes (5) the two inner cylinder (3b) separates from each other and projects into the Abgasabführsystem. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader ausgestattet wird, wobei die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers in der Gesamtabgasleitung (7) angeordnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is equipped with at least one exhaust gas turbocharger, wherein the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger in the total exhaust gas line (7) is arranged. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine is equipped with a liquid cooling. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zylinderkopf (1) zur Ausbildung der Flüssigkeitskühlung mit mindestens einem integrierten Kühlmittelmantel ausgestattet wird.A method according to claim 7, characterized in that the at least one cylinder head (1) for forming the liquid cooling is equipped with at least one integrated coolant jacket. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder (3) mit mindestens zwei Auslaßöffnungen (4) ausgestattet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that each cylinder (3) is equipped with at least two outlet openings (4). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der innenliegende Wandabschnitt, der abschnittsweise die beiden Teilabgasleitungen (6) und die Abgasleitungen (5) der beiden innenliegenden Zylinder (3b) voneinander trennt und in das Abgasabführsystem hineinragt, bis zu der Außenseite (8) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) erstreckt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the inner wall portion, the sections of the two partial exhaust gas lines (6) and the exhaust pipes (5) of the two inner cylinder (3b) separates and protrudes into the Abgasabführsystem, to the outside ( 8) of the at least one cylinder head (1).
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