WO2019072521A1 - Verbrennungskraftmaschine für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit einer solchen verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verbrennungskraftmaschine für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit einer solchen verbrennungskraftmaschine Download PDF

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WO2019072521A1
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Nils Brinkert
Torsten Hirth
Siegfried Weber
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Daimler Ag
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine for a motor vehicle is already known, for example, from DE 10 2004 055 571 A1.
  • the internal combustion engine has at least one first combustion chamber, at least one second combustion chamber and at least one first exhaust gas conduit element through which exhaust gas can flow from the first combustion chamber.
  • the internal combustion engine has at least one second exhaust pipe element, which can be flowed through by exhaust gas from the second combustion chamber.
  • the internal combustion engine comprises at least one exhaust gas turbocharger which comprises a turbine with a turbine housing.
  • the turbine housing has a first flow, a second flow and a third flow, wherein the first exhaust pipe element opens into the first flow and the second exhaust pipe element into the second flow.
  • the third flood can be traversed by exhaust gas from the combustion chambers.
  • the turbine comprises a rotatably received in the turbine housing and driven by the exhaust turbine wheel. Furthermore, one is
  • bypass device which has at least one bypass of exhaust gas from the first and the second exhaust gas conduit member through which bypass the turbine wheel of at least a portion of the exhaust gas from the first and second exhaust pipe element.
  • the internal combustion engine comprises a valve device which has a first valve element.
  • the first valve element is a lot of the first valve element
  • the valve device also has a second valve element. Furthermore, the internal combustion engine comprises a third exhaust pipe element, which opens into the third tide.
  • DE 10 2008 020 405 A1 discloses an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine of a motor vehicle. From DE 10 2013 002 894 A1 a turbine for an exhaust gas turbocharger is known. In addition, DE 101 52 803 A1 discloses an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger.
  • Object of the present invention is to develop an internal combustion engine and a motor vehicle of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous operation can be realized.
  • Patent claim 10 solved.
  • Exhaust pipe element is connected and has at least one Hauptflutentagen, via which the first exhaust pipe element and the second
  • Exhaust pipe element in the second valve element can be fluidly connected to each other. Furthermore, the second valve element is switchable between a first state, a second state, a third state and a fourth state.
  • the third exhaust conduit member is fluidly connected to the first exhaust conduit member and the second exhaust conduit member via the second valve member, whereby exhaust gas from the first and second exhaust conduit members can flow into the third exhaust conduit member via the second valve member, such that in the first condition, the third exhaust conduit member can be supplied via the valve element with exhaust gas from the first and second exhaust pipe element.
  • the third exhaust conduit member In addition, the third exhaust conduit member is fluidly connected to the first exhaust conduit member and the second exhaust conduit member via the second valve member, whereby exhaust gas from the first and second exhaust conduit members can flow into the third exhaust conduit member via the second valve member, such that in the first condition, the third exhaust conduit member can be supplied via the valve element with exhaust gas from the first and second exhaust pipe element.
  • Main flood connection is closed in the first state, so that the first Exhaust pipe element and the second exhaust pipe element are separated from each other at least within the second valve element.
  • the first flood and the second flood are also referred to as major floods, for example, the third flood is referred to as a tributary.
  • the first state since the main flooding connection is closed, a state is omitted in the first state
  • the aforementioned shock charging can be set
  • Operating state is omitted supply to the tributary, in particular with exhaust gas from the first and second exhaust pipe element or with exhaust gas from the main floods, so that, for example, in the second state, the tributary is deactivated or switched off.
  • the secondary flood is switched on or activated.
  • the third exhaust pipe element is by means of the second
  • Main floods in the third state fluidly connected to each other, so that in the third state, a flood connection of the main floods is provided.
  • a backup charging of the internal combustion engine can be realized, in particular while the third flood is switched off.
  • the third exhaust-gas element is fluidically connected via the second valve element to the first exhaust-gas element and to the second exhaust-gas element and can thus be supplied with exhaust gas from the first exhaust-gas element and from the second exhaust-gas element.
  • the secondary flow is switched on, since the secondary flow exhaust gas from the first and second
  • the main flow connection is released, so that the first and second exhaust pipe element via the second valve element, in particular in the second valve element, are fluidly interconnected.
  • a flood connection of the main floods is provided, whereby, for example, the aforementioned accumulation charge can be adjusted
  • the invention is based, in particular, on the following knowledge: the state of the art in the field of internal combustion engines, which are also referred to as internal combustion engines, now includes exhaust gas turbochargers, the turbines of which are subjected to multiple flooding and, as a rule, double-flow.
  • the respective internal combustion engine has, for example, combustion chambers, which are also referred to as cylinders.
  • a first part of the cylinder conveys exhaust gases into a first flood, with another part of the Cylinder promotes exhaust gas into another tide of each turbine.
  • a flood separation can be realized, whereby per flood a reduction of
  • shock charging operation of the turbine can be realized.
  • a shock-charged exhaust gas turbocharger usually also called a wastegate bypass device is provided. This makes it possible to selectively direct the exhaust gas from both floods past the turbine wheel. Besides advantages in the
  • transient engine operation can be increased by using a multi-flow turbine and the engine torque at low speeds, so even at low
  • an additional actuator can be used in particular in the form of a valve, said actuator at high engine speeds, a compound of otherwise
  • the outflowing exhaust gas thus has a larger flow cross-section per flood, which reduces the pressure in front of the turbine.
  • an actuator for flood connection can be used, so that two actuators and thus two valves and two actuators are provided. Furthermore, it is possible to realize the functions of bypassing the turbine wheel and the flood connection by means of exactly one actuator, whereby a combination solution is provided. Bypassing of the turbine wheel is also referred to as blow-off or blow-off. To take advantage of the flood connection, thus, for example, two actuators are provided. Disadvantage of said combination solution, however, is that it is limited or not possible to separate the functions of the blow-off of the flood connection from each other. Compared to conventional solutions with two actuators, that is in comparison to the said combination solution, it is in the
  • Internal combustion engine according to the invention possible to make the two main floods smaller, that is, with smaller flow cross sections or volumes. hereby For example, a design degree of freedom can be provided by which advantages can be realized in certain engine operating ranges, such as transient operation and the provision of high torques at low engine speeds. However, no disadvantages are to be expected in operating areas with high engine speeds.
  • the internal combustion engine according to the invention it is thus possible to separate by the valve elements, the functions of the flood connection and the blow-off, so that a particularly advantageous and needs-based operation can be realized.
  • a further embodiment is characterized in that the second valve element has at least one second valve part formed separately from the first valve part and provided in addition to the first valve part and movable relative to the first valve part, for example, and a second actuator provided in addition to the first actuator which is for switching the second valve element, the second valve member, in particular relative to the first valve member, movable.
  • the aforementioned separation of functions can be created so that, for example, the first valve part can be moved, while a movement of the second valve part is omitted and / or vice versa.
  • the flood connection can be adjusted while adjusting or adjusting the
  • the second valve member is pivotable about a pivot axis, whereby the flood connection and the amount of exhaust gas flowing through the bypass line can be adjusted particularly advantageous.
  • the second valve element has a first valve region with two channels and a partition wall, wherein in the first state, a first of the channels is fluidly connected to the first exhaust pipe element and the second channel fluidly connected to the second exhaust pipe element.
  • the channels are fluidly connected to the third exhaust pipe element, and the Hauptflutentagen is closed by means of the channels separating the partition wall.
  • Valve element on a second valve portion by means of which in the second state, the main flow connection is closed, that is fluidly blocked and the third exhaust pipe element is separated from the first and second exhaust pipe element.
  • Exhaust line element is separated from the first and second exhaust pipe element.
  • a further embodiment is characterized in that the second valve element has a fourth valve region with two further channels, wherein in the fourth state a first of the further channels is fluidically connected to the first exhaust pipe element, the second further channel is fluidically connected to the second exhaust pipe element and the others Channels are fluidly interconnected via the main flooding connection by means of a connection channel. Furthermore, in the fourth state, the further channels are fluidically connected to the third exhaust pipe element.
  • At least one of the valve areas is formed for example by the aforementioned second valve part, wherein the different states can be adjusted in a particularly simple and needs-based manner by means of the valve areas. As a result, a particularly efficient and effective operation can be represented.
  • valve areas in particular translationally, are movable, in particular relative to a housing of the second valve element, whereby the second valve element is switchable between the states.
  • the invention also includes a motor vehicle with an inventive
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 2 shows a detail of a schematic sectional view of a valve element of
  • Fig. 3 in part a schematic sectional view of the valve element
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a
  • the internal combustion engine 10 has a motor housing 12, which is designed, for example, as a cylinder housing, in particular as a cylinder crankcase, through which combustion chambers in the form of cylinders 14 and 16 are formed.
  • the Cylinders 14 belong to a first group or form a first group of cylinders which belong to cylinders 16 to form a second group of cylinders or form a second group of cylinders.
  • the first group is also referred to as the first part, while the second group is also referred to as the second part of the cylinders 14 and 16.
  • the internal combustion engine 10 has an intake tract 18 through which air can flow, by means of which, for example, the intake tract 18
  • the air filter 20 is arranged to filter the air in the intake manifold 18.
  • the intake tract 18 for example, designed as a throttle valve 22
  • Valve device arranged, by means of which an inflowing into the cylinder 14 and 16 amount of the intake tract 18 through flowing air is adjustable.
  • the internal combustion engine 10 further has at least one exhaust gas turbocharger 24, which has a compressor 26 arranged in the intake tract 18 with at least one compressor wheel 28.
  • a compressor 26 By means of the compressor 28, the air flowing through the intake tract 18 is compressed. As a result, the air is heated.
  • a charge air cooler 30 is arranged in the intake tract 18 downstream of the compressor 26, by means of which the compressed and thus heated air is cooled before the compressed air flows into the cylinders 14 and 16.
  • the exhaust-gas turbocharger 24 has a turbine 34 arranged in the exhaust-gas tract 32 with a turbine housing 36.
  • Turbine housing 36 has a first flood 38, a second flood 40, and a third flood 42, with floods 38 and 40 being major floods of the turbine 34.
  • the flood 42 is a tributary of the turbine 34.
  • the exhaust gas tract 32 has one of the first flood 38 associated and opening into the first flood 38 and thereby fluidly connected to the first flood 38 first exhaust pipe element 44 has.
  • the exhaust gas tract 32 comprises a second exhaust pipe element 46, which is associated with the second flow 40 and thereby opens into the second flow 40 and is fluidically connected to the second flow 40.
  • a third exhaust pipe element 48 of the exhaust tract 32 is provided, the third exhaust pipe element 48 is associated with the third flood 42 and thereby opens into the third flood 42 and is fluidly connected to the third flood 42.
  • Exhaust pipe elements 44, 46 and 48 are also referred to as floods or exhaust gas flows.
  • the turbine housing 36 has a receiving space 52 into which the floods 38, 40 and 42 open.
  • the floods 38, 40 and 42 are traversed by exhaust gas and serve to guide the floods 38, 40 and 42 flowing exhaust gas into the receiving space 52.
  • the turbine 34 in this case has a turbine wheel 50, which rotatably in the
  • Receiving space 52 is arranged.
  • the turbine wheel 50 is rotatable about an axis of rotation relative to the turbine housing 36.
  • the exhaust gas introduced into the receiving space 52 via the floods 38, 40 and 42 can flow and thereby drive the turbine wheel 50, whereby the turbine wheel 50 is rotated about the axis of rotation.
  • the floods 38, 40 and 42 are spiral channels, which extend in the circumferential direction of the turbine wheel 50 over its circumference at least substantially helically.
  • the turbine wheel 50 and the compressor wheel 28 are components of a rotor 54 of the exhaust gas turbocharger 24.
  • the rotor 54 also includes a shaft 56 which is non-rotatably connected to the compressor wheel 28 and to the turbine rim 50.
  • the compressor wheel 28 is driven by the turbine wheel 50 via the shaft 56.
  • the air flowing through the intake tract 18 is compressed by means of the compressor wheel 28, whereby energy contained in the exhaust gas is used for compressing the air.
  • the internal combustion engine 10 further comprises a bypass device 58 which has at least one bypass line 60.
  • the bypass line 60 By way of the bypass line 60, the turbine wheel 50 is to be bypassed by at least a portion of the exhaust gas from the combustion chambers (cylinders 14 and 16). This means that the exhaust gas flowing through the bypass line 60 does not drive the turbine wheel 50, but is guided past the turbine wheel 50.
  • the bypass line 60 is fluidly connected to the exhaust tract 32 at at least one first connection point and at at least one second connection point, wherein the first connection point is arranged upstream of the turbine wheel 50 and the second connection point downstream of the turbine wheel 50.
  • at least one exhaust gas aftertreatment device 62 is furthermore arranged, by means of which the exhaust gas can be aftertreated. In this case, the exhaust gas aftertreatment device 62 is downstream of the second connection point
  • the internal combustion engine 10 further includes a valve device 64, which has a first valve element 66 and a second valve element 68.
  • the respective valve element 66 or 68 is also referred to as an actuator.
  • the first valve element 66 is also referred to as wastegate, since it is used to provide an amount flowing through the bypass line 60 and thus the turbine wheel 50 immediate amount of the exhaust gas. This bypassing of the turbine wheel 50 is also referred to as blow-off or blow-off, so that the bypass line 60 and the
  • Wastegate be used for blowdown.
  • bypass line 60 is fluidically connected to the exhaust gas conduit elements 44 and 46 via the first valve element 66, so that
  • Abas from at least one of the cylinder 16 and exhaust gas from at least one of the cylinder 14 via the valve element 66 can flow into the bypass line 60.
  • the amount flowing through the bypass line 60 of the exhaust gas from the exhaust pipe elements 44 and 46 is adjustable.
  • the cylinders 14 deliver their exhaust gas into the exhaust pipe member 44 but not into the exhaust pipe
  • Exhaust pipe element 46 so that the cylinders 14 are brought together to the exhaust pipe element 44.
  • the cylinders 16 feed their exhaust into the exhaust conduit member 46, but not into the exhaust conduit member 44, such that the cylinders 16 are brought together to the exhaust conduit member 46.
  • at least a portion of the exhaust gas from at least one of the cylinders 14 and at least a portion of the exhaust gas can be diverted from at least one of the cylinders 16 and introduced via the first valve element 66 in the bypass line 60, so that the exhaust gas flowing through the bypass line 60, for example, both at least one of the cylinders 14 comes from at least one of the cylinders 16.
  • the second valve element 68 is fluidically connected to the exhaust pipe elements 44 and 46.
  • Main floods are fluidly connected to each other.
  • the second valve element 68 can be switched between a first state, a second state, a third state and a fourth state.
  • the third exhaust conduit member 48 is fluidly connected to the exhaust conduit members 44 and 46 via the second valve member 68 and thereby provides exhaust from the exhaust conduit members 44 and 46 while the main surge connection 70 is closed.
  • at least one respective part of the exhaust gas flowing through the respective exhaust gas conduit elements 44 and 46 is branched off from the exhaust gas conduit elements 44 and 46 and introduced via the second valve element 68 into the third exhaust gas conduit element 48 or into the secondary flow.
  • a flood connection of the main floods is disconnected or interrupted, since the main flood connection 70 is blocked.
  • a flood connection of the main floods is disconnected or interrupted, since the main flood connection 70 is blocked.
  • a flood connection 70 is blocked.
  • Exhaust pipe element 48 is by means of the second valve element 68 of the
  • the third exhaust pipe member 48 is separated from the exhaust pipe members 44 and 46 by means of the second valve member 68, whereby the secondary flow is cut off.
  • the main flooding connection 70 is released, so that the exhaust pipe elements 44 and 46 are fluidly connected to each other via the second valve element 68, in particular in the valve element 68.
  • a flood connection of the main floods is activated or set, so that, for example, a congestion charging or a congestion charging operation is realized.
  • Valve member 68 fluidly connected to the exhaust pipe elements 44 and 46 and thereby supplied with exhaust gas from the exhaust pipe elements 44 and 46, while the Hauptflutentagen 70 is released, so that the exhaust pipe elements 44 and 46 via the second valve element 68, in particular in the valve element 68, fluidly connected to each other.
  • the flood connection of the main floods in the fourth state is set or activated.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the second valve element 68.
  • the second valve element 68 has, for example, a valve housing 72 with a first connection 74, a second connection 76 and a third connection 78.
  • the connection 74 the valve element 68 is fluidically connected, for example, to the exhaust gas conduit element 44 and thus to the first flow 38, which is also referred to as the first main flow.
  • the connection 76 for example, the valve element 68 is fluidically connected to the exhaust pipe element 46 and thus to the second flow 40, which is also referred to as the second main flow.
  • the terminal 78 is for example the
  • Valve element 68 fluidly connected to the third exhaust pipe element 48 and thus to the secondary flow.
  • the valve element 68 has four valve regions 79, 80, 82 and 84, which are, for example, respective valve parts of the valve element 68.
  • Valve sections 79, 80, 82 and 84 are translationally movable, particularly relative to valve housing 72, to thereby switch valve element 68 between the four states.
  • double arrows 86 illustrate the movement or mobility of the valve regions 79, 80, 82 and 84 relative to the valve housing 72.
  • the valve regions 79, 80, 82 and 84 are thus used to realize the four states of the valve element 68.
  • valve parts of the valve element 68 are, for example, formed separately from a valve part of the valve element 66 and provided in addition to the valve part of the valve element 66, wherein the valve part of the valve element 66 is also referred to as a further valve part.
  • the further valve part for example, the bypass line 60 flowing through amount of the exhaust gas is adjustable.
  • the valve element 66 for example, a first actuator, which is also referred to as the first actuator.
  • the further valve member is movable, thereby adjusting the amount of the exhaust gas flowing through the bypass line 60.
  • the valve element 68 has, for example, a second actuator, which is also referred to as a second actuator.
  • valve parts of the valve element 68 are movable, for example by means of the second actuator, in order thereby to be able to switch the valve element 68 between the states.
  • a separation of functions can be represented, in the context of which the functions of the flood separation or flood connection and the
  • valve parts of the valve element 68 are translationally movable or displaceable, in particular relative to the valve housing 72, whereby the second valve element 68 is switchable between the states.
  • the first valve region 79 has two channels 88 and 90 and a separating wall 92 which separates the channels 88 and 90 and is arranged between the channels 88 and 90.
  • the passage 88 is fluidly connected to the exhaust conduit member 44 via the port 74
  • the second passage 90 is fluidly connected to the exhaust conduit member 46 via the port 76.
  • the channels 88 and 90 are fluidly connected to the exhaust conduit member 48 via port 78. Exhaust from exhaust conduit members 44 and 46 may thus flow into ports 88 and 90 via ports 74 and 76, pass channels 88 and 90, and flow from conduits 88 and 90 into exhaust conduit 48 and onward into the tributary and tributary flow through.
  • the first state the first state
  • the main flow connection 70 is fluidly blocked by means of the valve region 80, and the exhaust gas line element 48 is separated from the exhaust gas line elements 44 and 46 by means of the valve region 80.
  • the main flooding connection 70 is released by means of the third valve region 82, so that via the main flooding connection 70 by means of a
  • connection channel 92, the exhaust pipe elements 44 and 46 and thus the main floods are interconnected.
  • the third state is in the third state
  • the fourth valve region 84 has two further channels 94 and 96, which are fluidically connected to one another via a connecting channel 98 of the valve region 84.
  • the further channel 94 is fluidically connected to the exhaust-gas conduit element 44, while the further channel 96 is fluidically connected to the exhaust-gas conduit element 46 connected is.
  • the further channels 94 and 96 are fluidly connected to each other via the main flow connection 70 because, for example, in the fourth state, the connection channel 98 is disposed in the main flow connection 70.
  • the further channels 94 and 96 are fluidly connected to the third exhaust conduit member 48, so that in the fourth state
  • Exhaust pipe elements 44 and 46 is connected.
  • arrows not provided with reference symbols in FIG. 2 illustrate the exhaust gas flowing through the respective valve region 79, 80, 82 and 84.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the second valve element 68.
  • the valve element 68 has at least one valve part 100 which-as illustrated in FIG. 3 by a double arrow 102 -is about a pivot axis 104 relative to the valve element
  • Valve housing 72 is pivotable.
  • Fig. 3 shows, for example, a closed position of the valve member 100, wherein in the closed position by means of the valve member 100 the
  • Main flood connection 70 is fluidly blocked. Further, in the closed position by means of the valve member 100, the port 78 is separated from the ports 74 and 76 so that the exhaust conduit member 48 is fluidly isolated from the exhaust conduit members 44 and 46.
  • the valve member 100 is pivotable, for example between the closed position and at least one open position relative to the valve housing 72, wherein the at least one open position in Fig. 3 by dashed lines is illustrated. In the open position, the valve member 100 releases, for example, both the Hauptflutentagen 70 and a fluidic connection of the terminal 78 with the terminals 74 and 76, so that in the at least one open position, for example, both the
  • Shock charging can be displayed. Furthermore, as needed between the
  • valve device 64 valve device 66 first valve element

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem ersten Brennraum (14), mit wenigstens einem zweiten Brennraum (16), mit wenigstens einem von Abgas aus dem ersten Brennraum (14) durchströmbaren ersten Abgasleitungselement (44), mit wenigstens einem von Abgas aus dem zweiten Brennraum (16) durchströmbaren zweiten Abgasleitungselement (46), mit wenigstens einem Abgasturbolader (24), welcher eine Turbine (34) mit einem Turbinengehäuse (36), das eine erste Flut (38), in die das erste Abgasleitungselement (44) mündet, eine zweite Flut (40), in die das zweite Abgasleitungselement (46) mündet und wenigstens eine von Abgas aus den Brennräumen (14, 16) durchströmbare dritte Flut (42) aufweist, und ein drehbar in dem Turbinengehäuse (36) aufgenommenes Turbinenrad (50) umfasst, mit einer Umgehungseinrichtung (58), welche wenigstens eine von Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) durchströmbare Umgehungsleitung (60) aufweist, über welche das Turbinenrad (50) von zumindest einem Teil des Abgases aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) zu umgehen ist, mit einer Ventileinrichtung (64), welche ein erstes Ventilelement (66), mittels welchem eine Menge des die Umgehungsleitung (60) durchströmenden und das Turbinenrad (50) umgehenden Abgases aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) einstellbar ist, und ein zweites Ventilelement (68) umfasst, und mit einem dritten Abgasleitungselement (48), welches in die dritte Flut (42) mündet.

Description

Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einer solchen
Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 . Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbrennungskraftmaschine.
Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits DE 10 2004 055 571 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen ersten Brennraum, wenigstens einen zweiten Brennraum und wenigstens einen von Abgas aus dem ersten Brennraum durchströmbares erstes Abgasleitungselement auf. Außerdem weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens ein zweites Abgasleitungselement auf, welches von Abgas aus dem zweiten Brennraum durchströmbar ist. Des Weiteren umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Abgasturbolader, welcher eine Turbine mit einem Turbinengehäuse umfasst. Das Turbinengehäuse weist eine erste Flut, eine zweite Flut und eine dritte Flut auf, wobei das erste Abgasleitungselement in die erste Flut und das zweite Abgasleitungselement in die zweite Flut mündet. Die dritte Flut ist von Abgas aus den Brennräumen durchströmbar. Außerdem umfasst die Turbine ein drehbar in dem Turbinengehäuse aufgenommenes und von dem Abgas antreibbares Turbinenrad. Des Weiteren ist eine
Umgehungseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens eine von Abgas aus dem ersten und dem zweiten Abgasleitungselement durchströmbare Umgehungsleitung aufweist, über welche das Turbinenrad von zumindest einem Teil des Abgases aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement zu umgehen ist. Dies bedeutet, dass das die
Umgehungsleitung durchströmende Abgas das Turbinenrad umgeht und somit das Turbinenrad nicht antreibt. Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine eine Ventileinrichtung, welche ein erstes Ventilelement aufweist. Mittels des ersten Ventilelements ist eine Menge des die
Umgehungsleitung durchströmenden und das Turbinenrad umgehenden Abgases einstellbar. Die Ventileinrichtung weist darüber hinaus ein zweites Ventilelement auf. Des Weiteren umfasst die Verbrennungskraftmaschine ein drittes Abgasleitungselement, welches in die dritte Flut mündet.
Des Weiteren offenbart die DE 10 2008 020 405 A1 einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Aus der DE 10 2013 002 894 A1 ist eine Turbine für einen Abgasturbolader bekannt. Außerdem offenbart die DE 101 52 803 A1 eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das zweite Ventilelement fluidisch mit dem ersten Abgasleitungselement und fluidisch mit dem zweiten
Abgasleitungselement verbunden ist und wenigstens eine Hauptflutenverbindung aufweist, über welche das erste Abgasleitungselement und das zweite
Abgasleitungselement in dem zweiten Ventilelement fluidisch miteinander verbindbar sind. Des Weiteren ist das zweite Ventilelement zwischen einem ersten Zustand, einem zweiten Zustand, einem dritten Zustand und einem vierten Zustand umschaltbar. In dem ersten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement mit dem ersten Abgasleitungselement und dem zweiten Abgasleitungselement fluidisch verbunden, wodurch Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement in das dritte Abgasleitungselement strömen kann, sodass in dem ersten Zustand das dritte Abgasleitungselement über das Ventilelement mit Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement versorgbar ist. Außerdem ist die
Hauptflutenverbindung in dem ersten Zustand geschlossen, sodass das erste Abgasleitungselement und das zweite Abgasleitungselement zumindest innerhalb des zweiten Ventilelements voneinander getrennt sind.
Die erste Flut und die zweite Flut werden auch als Hauptfluten bezeichnet, wobei beispielsweise die dritte Flut als Nebenflut bezeichnet wird. Da in dem ersten Zustand die Hauptflutenverbindung geschlossen ist, unterbleibt in dem ersten Zustand eine
Flutenverbindung der Hauptfluten, da das erste Abgasleitungselement und das zweite Abgasleitungselement und somit die Hauptfluten zumindest in dem zweiten Ventilelement voneinander getrennt sind. Hierdurch kann beispielsweise eine Stoßaufladung der Verbrennungskraftmaschine bewirkt werden. Des Weiteren kann zumindest ein erster Teil des das erste Abgasleitungselement beziehungsweise die erste Flut
durchströmenden Abgases aus dem ersten Abgasleitungselement ausströmen und über das zweite Ventilelement in das dritte Abgasleitungselement und somit in die dritte Flut (Nebenflut) einströmen, sodass zumindest der erste Teil des Abgases aus dem ersten Abgasleitungselement beziehungsweise aus der ersten Flut, welche auch als erste Hauptflut bezeichnet wird, abgezweigt und der Nebenflut zugeführt wird. Des Weiteren kann zumindest ein zweiter Teil des das zweite Abgasleitungselement beziehungsweise die zweite Flut durchströmenden Abgases aus dem zweiten Abgasleitungselement ausströmen und über das zweite Ventilelement in das dritte Abgasleitungselement und somit in die dritte Flut (Nebenflut) einströmen, sodass zumindest der zweite Teil des Abgases aus dem zweiten Abgasleitungselement beziehungsweise aus der zweiten Flut, welche auch als zweite Hauptflut bezeichnet wird, abgezweigt und der Nebenflut zugeführt wird. Dabei ist jedoch eine Flutentrennung der Hauptfluten vorgesehen, da die Hauptflutenverbindung mittels des zweiten Ventilelements geschlossen und somit fluidisch versperrt ist.
In dem zweiten Zustand ist die Hauptflutenverbindung geschlossen, wodurch
beispielsweise die zuvor genannte Stoßaufladung eingestellt werden kann
beziehungsweise eingestellt ist. Außerdem ist in dem zweiten Zustand das dritte
Abgasleitungselement und somit die Nebenflut mittels des zweiten Ventilelements von dem ersten Abgasleitungselement und von dem zweiten Abgasleitungselement und somit von den Hauptfluten getrennt. Wie zuvor beschrieben wird beispielsweise in dem ersten Zustand die Nebenflut mit Abgas aus den Hauptfluten versorgt, wobei beispielsweise die Hauptfluten und die Nebenflut von Abgas durchströmt werden. In dem zweiten
Betriebszustand jedoch unterbleibt eine Versorgung der Nebenflut, insbesondere mit Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement beziehungsweise mit Abgas aus den Hauptfluten, sodass beispielsweise in dem zweiten Zustand die Nebenflut deaktiviert beziehungsweise abgeschaltet ist. In dem ersten Zustand jedoch ist die Nebenflut zugeschaltet beziehungsweise aktiviert.
In dem dritten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement mittels des zweiten
Ventilelements von dem ersten Abgasleitungselement und von dem zweiten
Abgasleitungselement getrennt, sodass in dem dritten Betriebszustand die Nebenflut (dritte Flut) deaktiviert beziehungsweise abgeschaltet ist. Wie auch in dem zweiten Zustand wird auch in dem dritten Zustand kein Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement abgezweigt und der dritten Flut beziehungsweise dem dritten Abgasleitungselement zugeführt. In dem dritten Zustand jedoch ist die
Hauptflutenverbindung freigegebenen, sodass das erste Abgasleitungselement und das zweite Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement, insbesondere in dem zweiten Ventilelement, fluidisch miteinander verbunden sind. Dadurch sind die
Hauptfluten in dem dritten Zustand fluidisch miteinander verbunden, sodass in dem dritten Zustand eine Flutenverbindung der Hauptfluten vorgesehen ist. Hierdurch kann beispielsweise eine Stauaufladung der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, insbesondere während die dritte Flut abgeschaltet ist.
In dem vierten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement mit dem ersten Abgasleitungselement und mit dem zweiten Abgasleitungselement fluidisch verbunden und dadurch mit Abgas aus dem ersten Abgasleitungselement und aus dem zweiten Abgasleitungselement versorgbar. Somit ist in dem vierten Zustand die Nebenflut zugeschaltet, da der Nebenflut Abgas aus dem ersten und zweiten
Abgasleitungselement beziehungsweise aus den Hauptfluten zugeführt wird. Außerdem ist in dem vierten Zustand die Hauptflutenverbindung freigegeben, sodass das erste und zweite Abgasleitungselement über das zweite Ventilelement, insbesondere in dem zweiten Ventilelement, fluidisch miteinander verbunden sind. Dies bedeutet, dass in dem vierten Zustand eine Flutenverbindung der Hauptfluten vorgesehen ist, wodurch beispielsweise die zuvor genannte Stauaufladung eingestellt werden kann
beziehungsweise eingestellt ist, insbesondere während die dritte Flut zugeschaltet ist.
Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: zum Stand der Technik im Bereich von Verbrennungskraftmaschinen, welche auch als Verbrennungsmotoren bezeichnet werden, gehören mittlerweile Abgasturbolader, deren Turbinen mehrflutig und dabei in der Regel zweiflutig beaufschlagt werden. Der jeweilige Verbrennungsmotor weist dabei beispielsweise Brennräume auf, welche auch als Zylinder bezeichnet werden. Ein erster Teil der Zylinder fördert Abgase in eine erste Flut, wobei ein anderer Teil der Zylinder Abgas in eine andere Flut der jeweiligen Turbine fördert. Hierdurch kann eine Flutentrennung realisiert werden, wodurch pro Flut eine Verkleinerung von
abgasführenden Volumina beziehungsweise Strömungsquerschnitten realisiert werden kann. In der Folge kann die zuvor genannte Stoßaufladung beziehungsweise ein
Stoßauflade-Betrieb der Turbine realisiert werden. Zur Regelung eines solchen stoßaufgeladenen Abgasturboladers ist üblicherweise eine auch als Wastegate bezeichnete Umgehungseinrichtung vorgesehen. Hierdurch wird es möglich, das Abgas aus beiden Fluten gezielt am Turbinenrad vorbei zu leiten. Neben Vorteilen im
instationären Motorbetrieb lässt sich durch den Einsatz einer mehrflutigen Turbine auch das Motormoment bei geringen Drehzahlen erhöhen, sodass auch bei geringen
Drehzahlen hohe Drehmomente erzielbar sind, welche von dem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden können. Diese Vorteile werden unter anderem durch die geringen Volumina beziehungsweise Strömungsquerschnitte pro Flut erzielt. Wird der
Verbrennungsmotor bei hohen Motordrehzahlen betrieben, führen die kleinen Volumina beziehungsweise Strömungsquerschnitte jedoch zu dem Nachteil, dass der Druck vor der Turbine stark ansteigt. Dadurch verschlechtern sich der Ladungswechsel und folglich auch der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Um diesen Zielkonflikt zu lösen, kann ein zusätzliches Stellorgan insbesondere in Form eines Ventils eingesetzt werden, wobei dieses Stellorgan bei hohen Motordrehzahlen eine Verbindung der ansonsten
voneinander getrennten Fluten bewirkt. Dem ausströmenden Abgas steht dadurch pro Flut ein größerer Strömungsquerschnitt zur Verfügung, wodurch sich der Druck vor der Turbine verringert.
Zur Realisierung der Flutenverbindung sind grundsätzlich zwei Lösungen möglich:
Zusätzlich zu dem auch als Abblaseventil bezeichneten Ventil der Umgehungseinrichtung kann ein Stellorgan zur Flutenverbindung zum Einsatz kommen, sodass zwei Stellorgane und somit zwei Ventile und zwei Aktoren vorgesehen sind. Weiterhin ist es möglich, die Funktionen der Umgehung des Turbinenrads und der Flutenverbindung mit Hilfe genau eines Stellorgans zu realisieren, wodurch eine Kombinationslösung vorgesehen wird. Das Umgehen des Turbinenrads wird auch als Abblasen oder Abblasung bezeichnet. Um die Vorteile der Flutenverbindung zu nutzen, sind somit beispielsweise zwei Stellorgane vorgesehen. Nachteil der genannten Kombinationslösung ist jedoch, dass es nur begrenzt oder nicht möglich ist, die Funktionen der Abblasung der Flutenverbindung voneinander zu trennen. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen mit zwei Stellorganen, das heißt im Vergleich zu der genannten Kombinationslösung ist es bei der
erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine möglich, die beiden Hauptfluten kleiner, das heißt mit geringeren Strömungsquerschnitten oder Volumina auszuführen. Hierdurch kann ein auslegungstechnischer Freiheitsgrad geschaffen werden, durch welchen in bestimmten Motorbetriebsbereichen wie beispielsweise dem Instationärbetrieb und der Bereitstellung von hohen Drehmomenten bei geringen Motordrehzahlen Vorteile realisiert werden können. Dabei sind jedoch in Betriebsbereichen mit hohen Motordrehzahlen keine Nachteile zu erwarten. Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist es somit möglich, durch die Ventilelemente die Funktionen der Flutenverbindung und der Abblasung zu trennen, sodass ein besonders vorteilhafter und bedarfsgerechter Betrieb realisierbar ist. Außerdem ist es möglich, zusätzlich zur Funktion der Flutenverbindung auch die Größe der Turbine, insbesondere deren Spreizung, zu beeinflussen.
Insbesondere ist es im Vergleich zur Kombinationslösung bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine möglich, die Funktionen der Abblasung der
Flutenverbindung unabhängig voneinander anzusteuern. Dadurch kann eine
Funktionstrennung der Funktionen Abblasung und Flutenverbindung gewährleistet werden. In der Folge kann beispielsweise ein besonders effizienter und somit
wirkungsgradgünstiger Betrieb realisiert werden, sodass beispielsweise der Energiebeziehungsweise Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das erste Ventilelement ein erstes Ventilteil zum Einstellen der Menge des Abgases und ein erstes Stellglied auf, mittels welchem zum Einstellen der Menge das erste Ventilteil bewegbar ist. Hierdurch kann die die Umgehungsleitung durchströmende Menge des Abgases besonders bedarfsgerecht eingestellt werden, wodurch ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Ventilelement wenigstens ein separat von dem ersten Ventilteil ausgebildetes und zusätzlich zu dem ersten Ventilteil vorgesehenes sowie beispielsweise relativ zu dem ersten Ventilteil bewegbares zweites Ventilteil und ein zusätzlich zu dem ersten Stellglied vorgesehenes zweites Stellglied aufweist, mittels welchem zum Umschalten des zweiten Ventilelements das zweite Ventilteil, insbesondere relativ zum ersten Ventilteil, bewegbar ist. Hierdurch lässt sich die zuvor genannte Funktionstrennung schaffen, sodass beispielsweise das erste Ventilteil bewegt werden kann, während eine Bewegung des zweiten Ventilteils unterbleibt und/oder umgekehrt. Somit kann beispielsweise die Flutenverbindung eingestellt werden, während ein Einstellen beziehungsweise verstellen der die
Umgehungsleitung durchströmenden Menge des Abgases unterbleibt. In der Folge kann ein besonders bedarfsgerechter Betrieb dargestellt werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Ventilteil um eine Schwenkachse verschwenkbar, wodurch die Flutenverbindung und die Menge des die Umgehungsleitung durchströmenden Abgases besonders vorteilhaft eingestellt werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Ventilelement einen ersten Ventilbereich mit zwei Kanälen und einer Trennwand auf, wobei in dem ersten Zustand ein erster der Kanäle fluidisch mit dem ersten Abgasleitungselement und der zweite Kanal fluidisch mit dem zweiten Abgasleitungselement verbunden ist. Dabei sind die Kanäle fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement verbunden, und die Hauptflutenverbindung ist mittels der die Kanäle voneinander trennenden Trennwand geschlossen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das zweite
Ventilelement einen zweiten Ventilbereich auf, mittels welchem in dem zweiten Zustand die Hauptflutenverbindung geschlossen, das heißt fluidisch versperrt und das dritte Abgasleitungselement von dem ersten und zweiten Abgasleitungselement getrennt ist.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das zweite Ventilelement einen dritten Ventilbereich aufweist, mittels welchem in dem dritten Zustand die
Hauptflutenverbindung über einen Verbindungskanal freigegeben und das dritte
Abgasleitungselement von dem ersten und zweiten Abgasleitungselement getrennt ist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das zweite Ventilelement einen vierten Ventilbereich mit zwei weiteren Kanälen aufweist, wobei im vierten Zustand ein erster der weiteren Kanäle fluidisch mit dem ersten Abgasleitungselement, der zweite weitere Kanal fluidisch mit dem zweiten Abgasleitungselement verbunden ist und die weiteren Kanäle über die Hauptflutenverbindung mittels eines Verbindungskanals fluidisch miteinander verbunden sind. Ferner sind in dem vierten Zustand die weiteren Kanäle fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement verbunden.
Zumindest einer der Ventilbereiche ist beispielsweise durch das zuvor genannte zweite Ventilteil gebildet, wobei mittels der Ventilbereiche die unterschiedlichen Zustände auf besonders einfache und bedarfsgerechte Weise eingestellt werden können. In der Folge kann ein besonders effizienter und effektiver Betrieb dargestellt werden.
Dabei hat es sich schließlich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ventilbereiche, insbesondere translatorisch, bewegbar sind, insbesondere relativ zu einem Gehäuse des zweiten Ventilelements, wodurch das zweite Ventilelement zwischen den Zuständen umschaltbar ist.
Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen
Verbrennungskraftmaschine. Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine als Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Verbrennungskraftmaschine;
Fig. 2 ausschnittsweise eine schematisch Schnittansicht eines Ventilelements der
Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 3 ausschnittsweise eine schematisch Schnittansicht des Ventilelements
gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen
Personenkraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein beispielsweise als Zylindergehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Motorgehäuse 12 auf, durch welches Brennräume in Form von Zylindern 14 und 16 gebildet sind. Die Zylinder 14 gehören zu einer ersten Gruppe beziehungsweise bilden eine erste Gruppe an Zylindern, welche die Zylinder 16 zu einer zweiten Gruppe an Zylindern gehören beziehungsweise eine zweite Gruppe an Zylindern bilden. Die erste Gruppe wird auch als erster Teil bezeichnet, während die zweite Gruppe auch als zweiter Teil der Zylinder 14 und 16 bezeichnet wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist einen zumindest von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt 18 auf, mittels welchem beispielsweise die den Ansaugtrakt 18
durchströmende Luft zu den insbesondere in die Zylinder 14 und 16 geführt wird. Dabei ist in dem Ansaugtrakt 18 der Luftfilter 20 zum Filtern der Luft angeordnet. Außerdem ist in dem Ansaugtrakt 18 eine beispielsweise als Drosselklappe 22 ausgebildete
Ventileinrichtung angeordnet, mittels welcher eine in die Zylinder 14 und 16 einströmende Menge der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden Luft einstellbar ist.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ferner wenigstens einen Abgasturbolader 24 auf, welcher einen in dem Ansaugtrakt 18 angeordneten Verdichter 26 mit wenigstens einem Verdichterrad 28 aufweist. Mittels des Verdichterrads 28 wird die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft verdichtet. Hierdurch wird die Luft erwärmt. Um einem besonders hohen Aufladegrad zu realisieren, ist in dem Ansaugtrakt 18 stromab des Verdichters 26 ein Ladeluftkühler 30 angeordnet, mittels welchem die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt wird, bevor die verdichtete Luft in die Zylinder 14 und 16 einströmt.
In einem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 werden den Zylindern 14 und 16 die Luft und ein insbesondere flüssiger Kraftstoff zugeführt, welcher
beispielsweise in die Zylinder 14 und 16 direkt eingespritzt wird. Hierdurch entsteht im jeweiligen Zylinder 14 beziehungsweise 16 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches, insbesondere durch Fremdzündung, gezündet und in der Folge verbrannt wird. Daraus resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10, welche einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 32 aufweist. Mittels des Abgastrakts 32 wird das Abgas aus den Zylindern 14 und 16 abgeführt. Der Abgasturbolader 24 weist dabei eine in dem Abgastrakt 32 angeordnete Turbine 34 mit einem Turbinengehäuse 36 auf. Das
Turbinengehäuse 36 weist eine erste Flut 38, eine zweite Flut 40 und eine dritte Flut 42 auf, wobei die Fluten 38 und 40 Hauptfluten der Turbine 34 sind. Die Flut 42 ist eine Nebenflut der Turbine 34.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass der Abgastrakt 32 ein der ersten Flut 38 zugeordnetes und in die erste Flut 38 mündendes und dabei mit der ersten Flut 38 fluidisch verbundenes erstes Abgasleitungselement 44 aufweist. Außerdem umfasst der Abgastrakt 32 ein zweites Abgasleitungselement 46, welches der zweiten Flut 40 zugeordnet ist und dabei in die zweite Flut 40 mündet und fluidisch mit der zweiten Flut 40 verbunden ist.
Außerdem ist ein drittes Abgasleitungselement 48 des Abgastrakts 32 vorgesehen, wobei das dritte Abgasleitungselement 48 der dritten Flut 42 zugeordnet ist und dabei in die dritte Flut 42 mündet und fluidisch mit der dritten Flut 42 verbunden ist. Die
Abgasleitungselemente 44, 46 und 48 werden auch als Fluten oder Abgasfluten bezeichnet.
Das Turbinengehäuse 36 weist einen Aufnahmeraum 52 auf, in welchen die Fluten 38, 40 und 42 münden. Die Fluten 38, 40 und 42 sind von Abgas durchströmbar und dienen dazu, dass die Fluten 38, 40 und 42 durchströmende Abgas in den Aufnahmeraum 52 zu leiten. Die Turbine 34 weist dabei ein Turbinenrad 50 auf, welches drehbar in dem
Aufnahmeraum 52 angeordnet ist. Somit ist das Turbinenrad 50 um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse 36 drehbar. Das über die Fluten 38, 40 und 42 in den Aufnahmeraum 52 eingeleitete Abgas kann das Turbinenrad 50 anströmen und dadurch antreiben, wodurch das Turbinenrad 50 um die Drehachse gedreht wird. Die Fluten 38, 40 und 42 sind dabei Spiralkanäle, welche sich in Umfangsrichtung des Turbinenrads 50 über dessen Umfang zumindest im Wesentlichen spiralförmig erstrecken.
Das Turbinenrad 50 und das Verdichterrad 28 sind Bestandteile eines Rotors 54 des Abgasturboladers 24. Der Rotor 54 umfasst dabei auch eine Welle 56, welche drehfest mit dem Verdichterrad 28 und mit dem Turbinenrand 50 verbunden ist. Dadurch, dass das Turbinenrad 50 von dem Abgas angetrieben wird, wird das Verdichterrad 28 über die Welle 56 von dem Turbinenrad 50 angetrieben. Hierdurch wird mittels des Verdichterrads 28 die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft verdichtet, wodurch im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ferner eine Umgehungseinrichtung 58 auf, welche wenigstens eine Umgehungsleitung 60 aufweist. Über die Umgehungsleitung 60 ist das Turbinenrad 50 von zumindest einem Teil des Abgases aus den Brennräumen (Zylindern 14 und 16) zu umgehen. Dies bedeutet, dass das die Umgehungsleitung 60 durchströmende Abgas das Turbinenrad 50 nicht antreibt, sondern an dem Turbinenrad 50 vorbeigeleitet wird. Die Umgehungsleitung 60 ist dabei an wenigstens einer ersten Verbindungsstelle und an wenigstens einer zweiten Verbindungsstelle fluidisch mit dem Abgastrakt 32 verbunden, wobei die erste Verbindungsstelle stromauf des Turbinenrads 50 und die zweite Verbindungsstelle stromab des Turbinenrads 50 angeordnet ist. In dem Abgastrakt 32 ist ferner wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 62 angeordnet, mittels welcher das Abgas nachbehandelt werden kann. Dabei ist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 62 stromab der zweiten Verbindungsstelle
angeordnet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst außerdem eine Ventileinrichtung 64, welche ein erstes Ventilelement 66 und ein zweites Ventilelement 68 aufweist. Das jeweilige Ventilelement 66 beziehungsweise 68 wird auch als Stellorgan bezeichnet. Das erste Ventilelement 66 wird auch als Wastegate bezeichnet, da es genutzt wird, um eine die Umgehungsleitung 60 durchströmende und somit das Turbinenrad 50 umgehende Menge des Abgases zu stellen. Dieses Umgehen des Turbinenrads 50 wird auch als Abblasen oder Abblasung bezeichnet, sodass die Umgehungsleitung 60 und das
Wastegate zur Abblasung verwendet werden.
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist die Umgehungsleitung 60 über das erste Ventilelement 66 fluidisch mit den Abgasleitungselementen 44 und 46 verbunden, sodass
beispielsweise Abas aus zumindest einem der Zylinder 16 und Abgas aus zumindest einem der Zylinder 14 über das Ventilelement 66 in die Umgehungsleitung 60 einströmen kann. Somit ist mittels des ersten Ventilelements 66 die die Umgehungsleitung 60 durchströmende Menge des Abgases aus den Abgasleitungselementen 44 und 46 einstellbar.
Während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 fördern die Zylinder 14 ihr Abgas in das Abgasleitungselement 44, nicht jedoch in das
Abgasleitungselement 46, sodass die Zylinder 14 zu dem Abgasleitungselement 44 zusammengeführt sind. Während des befeuerten Betriebs fördern die Zylinder 16 ihr Abgas in das Abgasleitungselement 46, nicht jedoch in das Abgasleitungselement 44, sodass die Zylinder 16 zu dem Abgasleitungselement 46 zusammengeführt sind. Dabei kann zumindest ein Teil des Abgases aus zumindest einem der Zylinder 14 und zumindest ein Teil des Abgases aus zumindest einem der Zylinder 16 abgezweigt und über das erste Ventilelement 66 in die Umgehungsleitung 60 eingeleitet werden, sodass das die Umgehungsleitung 60 durchströmende Abgas beispielsweise sowohl aus wenigstens einem der Zylinder 14 als aus wenigstens einem der Zylinder 16 stammt.
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb realisieren zu können, ist das zweite Ventilelement 68 fluidisch mit den Abgasleitungselementen 44 und 46 verbunden.
Außerdem weist das zweite Ventilelement 68, wie besonders gut aus einer
Zusammenschau mit Fig. 2 erkennbar ist, wenigstens eine Hauptflutenverbindung 70 auf, über welche die Abgasleitungselemente 44 und 46 und somit beispielsweise die
Hauptfluten fluidisch miteinander verbindbar sind. Wie ebenfalls besonders gut in Zusammenschau mit Fig. 2 erkennbar ist, ist das zweite Ventilelement 68 zwischen einem ersten Zustand, einem zweiten Zustand, einem dritten Zustand und einem vierten Zustand umschaltbar. In dem ersten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement 48 über das zweite Ventilelement 68 mit den Abgasleitungselementen 44 und 46 fluidisch verbunden und dadurch mit Abgas aus den Abgasleitungselementen 44 und 46 versorgbar, während die Hauptflutenverbindung 70 geschlossen beziehungsweise versperrt ist. Hierdurch wird beispielsweise zumindest ein jeweiliger Teil des die jeweiligen Abgasleitungselementen 44 und 46 durchströmenden Abgases aus den Abgasleitungselementen 44 und 46 abgezweigt und über das zweite Ventilelement 68 in das dritte Abgasleitungselement 48 beziehungsweise in die Nebenflut eingeleitet. Dabei ist eine Flutenverbindung der Hauptfluten getrennt beziehungsweise unterbrochen, da die Hauptflutenverbindung 70 versperrt ist. Hierdurch kann beispielsweise eine
Stoßaufladung beziehungsweise ein Stoßaufladebetrieb dargestellt werden. In dem zweiten Zustand ist die Hauptflutenverbindung 70 geschlossen, und das dritte
Abgasleitungselement 48 ist mittels des zweiten Ventilelements 68 von den
Abgasleitungselementen 44 und 46 getrennt. Ist somit in dem ersten Zustand die Nebenflut zugeschaltet beziehungsweise aktiviert, ist in dem zweiten Zustand die Nebenflut deaktiviert beziehungsweise abgeschaltet. Sowohl in dem ersten Zustand als auch in dem zweiten Zustand ist eine Flutenverbindung der Hauptfluten unterbrochen.
In dem dritten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement 48 mittels des zweiten Ventilelements 68 von den Abgasleitungselementen 44 und 46 getrennt, wodurch die Nebenflut abgeschaltet ist. Die Hauptflutenverbindung 70 jedoch ist freigegeben, sodass die Abgasleitungselemente 44 und 46 über das zweite Ventilelement 68, insbesondere in dem Ventilelement 68, fluidisch miteinander verbunden sind. Somit ist in dem dritten Zustand eine Flutenverbindung der Hauptfluten aktiviert beziehungsweise eingestellt, sodass beispielsweise eine Stauaufladung beziehungsweise ein Stauaufladebetrieb realisierst ist.
In dem vierten Zustand ist das dritte Abgasleitungselement 48 über das zweite
Ventilelement 68 mit den Abgasleitungselementen 44 und 46 fluidisch verbunden und dadurch mit Abgas aus den Abgasleitungselementen 44 und 46 versorgbar, während die Hauptflutenverbindung 70 freigegeben ist, sodass die Abgasleitungselemente 44 und 46 über das zweite Ventilelement 68, insbesondere in dem Ventilelement 68, fluidisch miteinander verbunden sind. Somit ist die Flutenverbindung der Hauptfluten in dem vierten Zustand eingestellt beziehungsweise aktiviert.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des zweiten Ventilelements 68. Das zweite Ventilelement 68 weist beispielsweise ein Ventilgehäuse 72 mit einem ersten Anschluss 74, einem zweiten Anschluss 76 und einem dritten Anschluss 78 auf. Über den Anschluss 74 ist das Ventilelement 68 beispielsweise mit dem Abgasleitungselement 44 und somit mit der ersten Flut 38 fluidisch verbunden, welche auch als erste Hauptflut bezeichnet wird. Über den Anschluss 76 ist beispielsweise das Ventilelement 68 fluidisch mit dem Abgasleitungselement 46 und somit mit der zweiten Flut 40 verbunden, welche auch als zweite Hauptflut bezeichnet wird. Über den Anschluss 78 ist beispielsweise das
Ventilelement 68 fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement 48 und somit mit der Nebenflut verbunden.
Das Ventilelement 68 weist dabei vier Ventilbereiche 79, 80, 82 und 84 auf, welche beispielsweise jeweilige Ventilteile des Ventilelements 68 sind. Die Ventilbereiche 79, 80, 82 und 84 sind, insbesondere relativ zu dem Ventilgehäuse 72, translatorisch bewegbar, um dadurch das Ventilelement 68 zwischen den vier Zuständen umzuschalten. Dabei veranschaulichen in Fig. 2 Doppelpfeile 86 die Bewegung beziehungsweise Bewegbarkeit der Ventilbereiche 79, 80, 82 und 84 relativ zu dem Ventilgehäuse 72. Die Ventilbereiche 79, 80, 82 und 84 werden somit genutzt, um die vier Zustände des Ventilelements 68 zu realisieren. Dabei sind die Ventilteile des Ventilelements 68 beispielsweise separat von einem Ventilteil des Ventilelements 66 ausgebildet und zusätzlich zu dem Ventilteil des Ventilelements 66 vorgesehen, wobei das Ventilteil des Ventilelements 66 auch als weiteres Ventilteil bezeichnet wird. Mittels des weiteren Ventilteils ist beispielsweise die die Umgehungsleitung 60 durchströmende Menge des Abgases einstellbar. Dabei weist das Ventilelement 66 beispielsweise einen ersten Aktor auf, welcher auch als erstes Stellglied bezeichnet wird. Mittels des ersten Aktors ist das weitere Ventilteil bewegbar, um dadurch die Menge des die Umgehungsleitung 60 durchströmenden Abgases einzustellen. Das Ventilelement 68 weist beispielsweise einen zweiten Aktor auf, welcher auch als zweites Stellglied bezeichnet wird. Dabei sind die Ventilteile des Ventilelements 68 beispielsweise mittels des zweiten Aktors bewegbar, um dadurch das Ventilelement 68 zwischen den Zuständen umschalten zu können. Insbesondere ist es möglich, die Aktoren der Ventilelemente 66 und 68 separat beziehungsweise unabhängig voneinander anzusteuern, sodass beispielsweise die Ventilteile der Ventilelemente 66 und 68 relativ zueinander bewegt werden können. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Ventilbereiche 79, 80, 82 und 84 des Ventilelements 68 bewegt werden können, während eine Bewegung eines weiteren Ventilteils des Ventilelements 68 unterbleibt und/oder umgekehrt. Dadurch kann eine Funktionstrennung dargestellt werden, in deren Rahmen die Funktionen der Flutentrennung beziehungsweise Flutenverbindung und der
Abblasung getrennt gehalten beziehungsweise getrennt voneinander durchgeführt werden können. Bei der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform sind die Ventilteile des Ventilelements 68 translatorisch bewegbar beziehungsweise verschiebbar, insbesondere relativ zu dem Ventilgehäuse 72, wodurch das zweite Ventilelement 68 zwischen den Zuständen umschaltbar ist.
Dabei weist der erste Ventilbereich 79 zwei Kanäle 88 und 90 und eine die Kanäle 88 und 90 voneinander trennende, zwischen den Kanälen 88 und 90 angeordneten Trennwand 92 auf. In dem ersten Zustand ist der Kanal 88 über den Anschluss 74 fluidisch mit dem Abgasleitungselement 44 verbunden, und der zweite Kanal 90 ist über den Anschluss 76 fluidisch mit dem Abgasleitungselement 46 verbunden. Ferner sind die Kanäle 88 und 90 über den Anschluss 78 fluidisch mit dem Abgasleitungselement 48 verbunden. Das Abgas aus den Abgasleitungselementen 44 und 46 kann somit über die Anschlüsse 74 und 76 in die Kanäle 88 und 90 einströmen, die Kanäle 88 und 90 durchströmen und von den Kanälen 88 und 90 in das Abgasleitungselement 48 und weiter in die Nebenflut strömen und die Nebenflut durchströmen. Ferner ist in dem ersten Zustand die
Hauptflutenverbindung 70 mittels der die Kanäle 88 und 90 voneinander trennenden Trennwand 92 geschlossen und somit fluidisch versperrt.
In dem zweiten Zustand ist mittels des Ventilbereichs 80 die Hauptflutenverbindung 70 fluidisch versperrt, und das Abgasleitungselement 48 ist von den Abgasleitungselementen 44 und 46 mittels des Ventilbereichs 80 getrennt.
In dem dritten Zustand ist mittels des dritten Ventilbereichs 82 die Hauptflutenverbindung 70 freigegeben, sodass über die Hauptflutenverbindung 70 mittels eines
Verbindungskanals 92 die Abgasleitungselemente 44 und 46 und somit die Hauptfluten miteinander verbunden sind. Dabei ist in dem dritten Zustand das dritte
Abgasleitungselement 48 mittels des dritten Ventilbereichs 82 von den
Abgasleitungselementen 44 und 46 getrennt.
Der vierte Ventilbereich 84 weist zwei weitere Kanäle 94 und 96 auf, welche über einen Verbindungskanal 98 des Ventilbereichs 84 fluidisch miteinander verbunden sind. In dem vierten Zustand ist der weitere Kanal 94 fluidisch mit dem Abgasleitungselement 44 verbunden, während der weitere Kanal 96 fluidisch mit dem Abgasleitungselement 46 verbunden ist. Ferner sind in dem vierten Zustand die weiteren Kanäle 94 und 96 über die Hauptflutenverbindung 70 fluidisch miteinander verbunden, da beispielsweise in dem vierten Zustand der Verbindungskanal 98 in der Hauptflutenverbindung 70 angeordnet ist. Außerdem sind in dem vierten Zustand die weiteren Kanäle 94 und 96 fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement 48 verbunden, sodass in dem vierten Zustand das
Abgasleitungselement 48 über die weiteren Kanäle 94 und 96 mit den
Abgasleitungselementen 44 und 46 verbunden ist. Dabei veranschaulichen in Fig. 2 nicht mit Bezugszeichen versehene Pfeile das den jeweiligen Ventilbereich 79, 80, 82 und 84 durchströmende Abgas.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des zweiten Ventilelements 68. Dabei weist das Ventilelement 68 wenigstens ein Ventilteil 100 auf, welches - wie in Fig. 3 durch einen Doppelpfeil 102 veranschaulicht ist - um eine Schwenkachse 104 relativ zu dem
Ventilgehäuse 72 verschwenkbar ist. Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Schließstellung des Ventilteils 100, wobei in der Schließstellung mittels des Ventilteils 100 die
Hauptflutenverbindung 70 fluidisch versperrt ist. Ferner ist in der Schließstellung mittels des Ventilteils 100 der Anschluss 78 von den Anschlüssen 74 und 76 getrennt, sodass das Abgasleitungselement 48 von den Abgasleitungselementen 44 und 46 fluidisch getrennt wird. Das Ventilteil 100 ist beispielsweise zwischen der Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung relativ zu dem Ventilgehäuse 72 verschwenkbar, wobei die wenigstens eine Offenstellung in Fig. 3 durchgestrichelte Linien veranschaulicht ist. In der Offenstellung gibt das Ventilteil 100 beispielsweise sowohl die Hauptflutenverbindung 70 als auch eine fluidische Verbindung des Anschlusses 78 mit den Anschlüssen 74 und 76 frei, sodass in der wenigstens einen Offenstellung beispielsweise sowohl die
Hauptflutenverbindung 70 freigeben als auch das Abgasleitungselement 48 mit den Abgasleitungselementen 44 und 46 fluidisch verbunden ist.
Im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen ist es möglich, die
Hauptfluten besonders klein auszuführen, wodurch ein besonders vorteilhafter
Stoßaufladebetrieb darstellbar ist. Ferner kann bedarfsgerecht zwischen dem
Stoßaufladebetrieb und dem Stauaufladebetrieb umgeschaltet werden. Des Weiteren kann die zuvor genannte Funktionstrennung realisiert werden, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist. Daimler AG
Bezugszeichenliste
10 Verbrennungskraftmaschine
12 Motorgehäuse
14 Zylinder
16 Zylinder
18 Ansaugtrakt
20 Luftfilter
22 Drosselklappe
24 Abgasturbolader
26 Verdichter
28 Verdichterrad
30 Ladeluftkühler
32 Abgastrakt
34 Turbine
36 Turbinengehäuse
38 erste Flut
40 zweite Flut
42 dritte Flut
44 erstes Abgasleitungselement
46 zweites Abgasleitungselement
48 drittes Abgasleitungselement
50 Turbinenrad
52 Aufnahmeraum
54 Rotor
56 Welle
58 Umgehungseinrichtung
60 Umgehungsleitung
62 Abgasnachbehandlungseinrichtung
64 Ventileinrichtung 66 erstes Ventilelement
68 zweites Ventilelement
70 Überströmöffnung
72 Ventilgehäuse
74 Anschluss
76 Anschluss
78 Anschluss
79 erster Ventilbereich
80 zweiter Ventilbereich
82 dritter Ventilbereich
84 vierter Ventilbereich
86 Doppelpfeil
88 Kanal
90 Kanal
92 Verbindungskanal
94 weiterer Kanal
96 weiterer Kanal
98 Verbindungskanal
100 Ventilteil
102 Doppelpfeil
104 Schwenkachse

Claims

Daimler AG
Patentansprüche
1 . Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem ersten Brennraum (14), mit wenigstens einem zweiten Brennraum (16), mit wenigstens einem von Abgas aus dem ersten Brennraum (14) durchströmbaren ersten
Abgasleitungselement (44), mit wenigstens einem von Abgas aus dem zweiten Brennraum (16) durchströmbaren zweiten Abgasleitungselement (46), mit wenigstens einem Abgasturbolader (24), welcher eine Turbine (34) mit einem Turbinengehäuse (36), das eine erste Flut (38), in die das erste
Abgasleitungselement (44) mündet, eine zweite Flut (40), in die das zweite
Abgasleitungselement (46) mündet und wenigstens eine von Abgas aus den Brennräumen (14, 16) durchströmbare dritte Flut (42) aufweist, und ein drehbar in dem Turbinengehäuse (36) aufgenommenes Turbinenrad (50) umfasst, mit einer Umgehungseinrichtung (58), welche wenigstens eine von Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) durchströmbare Umgehungsleitung (60) aufweist, über welche das Turbinenrad (50) von zumindest einem Teil des Abgases aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) zu umgehen ist, mit einer Ventileinrichtung (64), welche ein erstes Ventilelement (66), mittels welchem eine Menge des die Umgehungsleitung (60) durchströmenden und das Turbinenrad (50) umgehenden Abgases aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) einstellbar ist, und ein zweites Ventilelement (68) umfasst, und mit einem dritten Abgasleitungselement (48), welches in die dritte Flut (42) mündet,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Ventilelement (68) fluidisch mit dem ersten und zweiten
Abgasleitungselement (44, 46) verbunden ist, wenigstens eine
Hauptflutenverbindung (70) aufweist, über welche das erste und zweite Abgasleitungselement (44, 46) in dem zweiten Ventilelement (68) fluidisch miteinander verbindbar sind, und zwischen:
- einem ersten Zustand, in welchem das dritte Abgasleitungselement (48) über das zweite Ventilelement (68) mit dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) fluidisch verbunden und dadurch mit Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) versorgbar ist, während die
Hauptflutenverbindung (70) mittels des zweiten Ventilelements (68) geschlossen ist,
- einem zweiten Zustand, in welchem die Hauptflutenverbindung (70) geschlossen und das dritte Abgasleitungselement (48) mittels des zweiten Ventilelements (68) von dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) getrennt ist,
- einem dritten Zustand, in welchem das dritte Abgasleitungselement (48) mittels des zweiten Ventilelements (68) von dem ersten und zweiten
Abgasleitungselement (44, 46) getrennt und die Hauptflutenverbindung (70) freigegeben ist, sodass das erste und zweite Abgasleitungselement (44, 46) über das zweite Ventilelement (68) fluidisch miteinander verbunden sind, und
- einem vierten Zustand umschaltbar ist, in welchem das dritte
Abgasleitungselement (48) über das zweite Ventilelement (68) mit dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) fluidisch verbunden und dadurch mit Abgas aus dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) versorgbar und die Hauptflutenverbindung (70) freigegeben ist, sodass das erste und zweite Abgasleitungselement (44, 46) über das zweite Ventilelement (68) fluidisch miteinander verbunden sind.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Ventilelement (66) ein erstes Ventilteil zum Einstellen der Menge und ein erstes Stellglied aufweist, mittels welchem zum Einstellen der Menge das erste Ventilteil bewegbar ist.
Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Ventilelement (68) wenigstens ein separat von dem ersten Ventilteil ausgebildetes zweites Ventilteil (79, 80, 82, 84, 100) und ein zusätzlich zu dem ersten Stellglied vorgesehenes zweites Stellglied aufweist, mittels welchem zum Umschalten des zweiten Ventilelements (68) das zweite Ventilteil (79, 80, 82, 84, 100) bewegbar ist.
4. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Ventilteil (100) um eine Schwenkachse (104) verschwenkbar ist.
5. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Ventilelement (68) einen ersten Ventilbereich (79) mit zwei Kanälen (88, 90) und einer Trennwand (92) aufweist, wobei in dem ersten Zustand:
- ein erster der Kanäle (88, 90) fluidisch mit dem ersten Abgasleitungselement (44) verbunden ist;
- der zweite Kanal (90) fluidisch mit dem zweiten Abgasleitungselement (46) verbunden ist;
- die Kanäle (88, 90) fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement (48)
verbunden sind; und
- die Hauptflutenverbindung (70) mittels der die Kanäle (88, 90) voneinander trennenden Trennwand (92) geschlossen ist.
6. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Ventilelement (68) einen zweiten Ventilbereich (80) aufweist, mittels welchem in dem zweiten Zustand die Hauptflutenverbindung (70) geschlossen und das dritte Abgasleitungselement (48) von dem ersten und zweiten
Abgasleitungselement (44, 46) getrennt ist.
7. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Ventilelement (68) einen dritten Ventilbereich (82) aufweist, mittels welchem in dem dritten Zustand die Hauptflutenverbindung (70) freigegeben und die ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) über einen Verbindungskanal (92) fluidisch miteinander verbunden sind und das dritte Abgasleitungselement (48) von dem ersten und zweiten Abgasleitungselement (44, 46) getrennt ist.
8. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Ventilelement (68) einen vierten Ventilbereich (84) mit zwei weiteren Kanälen (94, 96) aufweist, wobei in dem vierten Zustand:
- ein erster der weiteren Kanäle (94, 96) fluidisch mit dem ersten
Abgasleitungselement (44) verbunden ist;
- der zweite weitere Kanal (96) fluidisch mit dem zweiten Abgasleitungselement (46) verbunden ist;
- die weiteren Kanäle (94, 96) über die Hauptflutenverbindung (70) mittels eines Verbindungskanals (98) fluidisch miteinander verbunden sind, und
- die weiteren Kanäle (94, 96) fluidisch mit dem dritten Abgasleitungselement (48) verbunden sind.
9. Verbrennungskraftmaschine (10) nach den Ansprüchen 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventilbereiche (79, 80, 82, 84), insbesondere translatorisch, bewegbar sind, wodurch das zweite Ventilelement (58) zwischen den Zuständen umschaltbar ist.
10. Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
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