WO2019201549A1 - Brennkraftmaschine mit einer abgasanlage - Google Patents

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WO2019201549A1
WO2019201549A1 PCT/EP2019/057178 EP2019057178W WO2019201549A1 WO 2019201549 A1 WO2019201549 A1 WO 2019201549A1 EP 2019057178 W EP2019057178 W EP 2019057178W WO 2019201549 A1 WO2019201549 A1 WO 2019201549A1
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Christian Schwarz
Dirk Christian Leinhos
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine having an exhaust system with the features of the preamble of patent claim 1.
  • the technical environment is, for example, the German
  • Catalyst is passed through an exhaust passage, wherein the catalyst in the exhaust passage, a second catalyst is arranged downstream.
  • the first emission control system is bypassable by a bypass element with a closure element, wherein the closure element is arranged in the exhaust manifold.
  • the mixture enrichment leads to high CO concentrations in the exhaust gas and the CO is in the catalyst due to the prevailing in the exhaust gas
  • Boost pressure set After the turbine and after the supply of the wastegate channel to the main flow of the exhaust gas is typically as close as possible to a rapid heating after the start of the
  • a catalyst also called close-coupled catalyst.
  • the waste gate is also wide open to direct as much hot exhaust gas directly to the close-coupled catalyst for heating.
  • typically high exhaust gas mass flows (about 30-45%) must be routed past the turbine via the waste gate. Since this exhaust gas is not expanded in the turbine, it is very hot. This is the mean
  • Turbine outlet temperature It may exceed the maximum exhaust gas inlet temperature allowed for the catalyst.
  • z. B the performance of the internal combustion engine are throttled, which is not desirable.
  • the object of the present invention is to identify a measure with which higher specific powers of the internal combustion engine can be achieved without thermal damage to the catalyst close to the engine.
  • the exhaust back pressure can be reduced, or the admission of the turbine wheel with exhaust gas can be optimized.
  • cylinder groups are formed, as for example for a four-cylinder internal combustion engine, the second and the third exhaust pipes are preferably brought together only shortly before the turbine wheel or shortly before the first exhaust pipe.
  • a controlled or regulated division of the exhaust gas mass flow can be represented by a
  • a second exhaust gas purification system is preferably provided in the first exhaust pipe according to claim 4.
  • a second shut-off element is arranged according to claim 7 in the sixth exhaust pipe, with which the sixth exhaust pipe is shut off.
  • a gas exchange outlet valve can be deactivated according to claim 8 for each cylinder. If the first exhaust pipe is closed, the charge pressure control and the catalyst heating take place via the sixth exhaust pipe in a partial load of the internal combustion engine. In a further preferred embodiment, the sixth exhaust pipe is like. Claim 9 cooled, for example with a coolant of the internal combustion engine.
  • Claim 10 are carried out cooled. This can be done for example with coolant of the internal combustion engine.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an inventive
  • Figure 2 shows a second embodiment of a
  • Figure 3 shows a third embodiment of an inventive
  • Figure 1 shows schematically an inventive internal combustion engine 1 with an exhaust system 3.
  • an inventive internal combustion engine 1 with an exhaust system 3.
  • an exhaust system 3 As known from the prior art, is
  • Compressor 16 passed an exhaust gas turbocharger 5 and cooled after the compressor 16 further in a charge air cooler 17. After the intercooler 17, the fresh air flows through a throttle element 18, such as a throttle valve. After the throttle element 18, the fresh air enters an air collector 19, from which the fresh air in the present Embodiment is divided into four cylinders 2. In these four
  • Cylinders 2 the fresh air is mixed with fuel and burned.
  • the exhaust gas flows per cylinder 2 via two unnumbered, each symbolically represented by a gas cycle gas outlet valves in the exhaust system 3.
  • two cylinders 2 are combined according to a cylinder order of the internal combustion engine 1 to form a cylinder group.
  • a typical firing order for a present four-cylinder internal combustion engine is, for example, cylinder 1, cylinder 3, cylinder 4, cylinder 2.
  • cylinders 1 and 4 and cylinders 2 and 3 each form a cylinder group.
  • Another possible firing order is cylinder 1, cylinder 2, cylinder 4,
  • Cylinder 3 is the first cylinder (cylinder 1), the
  • exhaust gas turbocharger 5 is a mono-scroll exhaust gas turbocharger. As shown above, are in the present
  • Embodiment two cylinders 2 are summarized according to the firing order of the internal combustion engine 1 to a cylinder group and a first Gas crispauslassventil the cylinder 2 a cylinder group via a second exhaust pipe 8 and a second Gas crispauslassventil the cylinder 2 of the other cylinder group via a third exhaust pipe 9, the front the scroll are guided together with the scroll exhaust leading.
  • the second exhaust pipe 8 and the third exhaust pipe 9 may be provided for one or two or three gas exchange exhaust valves, depending on the Number of cylinders of the internal combustion engine.
  • the turbine 4 of the exhaust gas turbocharger 5 is driven, which is non-rotatably in operative connection with the compressor 16 and compresses the fresh air.
  • Emission control system 6 close-coupled catalyst
  • a leakage of the exhaust gas from the exhaust system 3 is shown symbolically by an arrow.
  • For a particularly good pollutant conversion is also in the first
  • a first shut-off element 10 At the crossing of the second exhaust pipes 8 in the first exhaust pipe 7 is a first shut-off element 10, such.
  • a first shut-off element 10 As an exhaust valve, provided with the passage of exhaust gas from the second exhaust pipes 8 in the first
  • Exhaust pipe 7 can be prevented.
  • the shut-off element 10 is shown in a closed position.
  • the first shut-off element 10 is opened so that hot exhaust gas on the turbine wheel 4 of
  • Exhaust gas turbocharger 5 can flow past, so that the first
  • Emission control system 6, but also the turbine 4 itself, is thermally protected. Due to the configuration according to the invention, significantly higher full-load powers for the internal combustion engine 1 can now be represented, since the first exhaust-gas cleaning system 6 and also the turbine 4 are thermally protected. The turbine 4 is thermally protected insofar as part of the Exhaust gas mass flow through the first exhaust pipe 7 is guided past the turbine 4.
  • Valves may need to be adapted to the exhaust gas mass flow.
  • the first exhaust pipe 7 can also be performed cooled. This can be done for example with coolant of the internal combustion engine.
  • Figure 2 shows a second embodiment, a development of the internal combustion engine 1 according to the invention with the exhaust system 3.
  • Figure 2 differs from Figure 1 in that the third exhaust pipes 9 after their merger and before the turbine 4 in a sixth
  • Emission control system 6 opens into the exhaust system 3. Further, in the sixth exhaust pipe 21, a second shut-off element 13 is arranged, with which the sixth exhaust pipe 21 can be shut off for the exhaust gas mass flow. Both shut-off elements 10, 13 are shown in a closed position.
  • the sixth exhaust pipe 21 can also be performed cooled. This can be done for example with coolant of the internal combustion engine 1. - Advantage: Temperature reduction before the first emission control system 6 at rated power compared to. the admixing of the waste-gas exhaust gas mass flow upstream of the first exhaust-gas purification system 6.
  • - Valves may need to be adjusted to exhaust mass flow rates.
  • Figure 3 shows a third embodiment, a further development of the internal combustion engine according to the invention ine 1 with the exhaust system 3 of Fig. 2.
  • the internal combustion engine 1 in Figure 3 differs from the internal combustion engine in Figure 2 in that for each cylinder 2 a
  • Gas exchange outlet is deactivated.
  • the two shut-off elements 10, 13 are again shown in a closed position.
  • - Valves may need to be adjusted to exhaust mass flow rates.
  • inventive design can also be used for three-cylinder or V8 internal combustion engines or in-line six-cylinder or V12 internal combustion engines.

Abstract

Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern mit je zwei Gaswechselauslassventilen und mit einer über die Gaswechselauslassventile Abgas führend verbindbare Abgasanlage, wobei in der Abgasanlage ein Turbinengehäuse mit einem Turbinenrad eines Abgasturboladers und in Strömungsrichtung eines Abgases hinter dem Turbinengehäuse eine erste Abgasreinigungsanlage angeordnet ist, wobei zwischen der Brennkraftmaschine und dem Turbinengehäuse ein erstes Abgasrohr von der Abgasanlage Abgas führend abzweigt und nach der ersten Abgasreinigungsanlage wieder in die Abgasanlage mündet, wobei der Abgasturbolader ein Mono-Scroll-Abgasturbolader ist, wobei von jeden Zylinder ein erstes Gaswechselauslassventil über zumindest ein zweites Abgasrohr mit dem Scroll des Turbinengehäuses und ein zweites Gaswechselventil über zumindest ein drittes Abgasrohr mit dem ersten Abgasrohr verbindbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können höhere spezifische Leistungen für die Brennkraftmaschine erreicht werden, bei gleichzeitig thermischem Bauteilschutz.

Description

Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die Deutsche
Offenlegungsschrift DE 28 51 675 A1 hingewiesen. Aus dieser
Offenlegungsschrift ist eine Nachverbrennungsvorrichtung für die Abgase von Brennkraftmaschinen bekannt. Es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, zum Nachverbrennen von Abgasen von Brennkraftmaschinen mit einem Katalysator, für die Oxidation von CO (Kohlenmonoxid) und HC
(Kohlenwasserstoffe), bei dem im oberen Lastbereich der
Brennkraftmaschine ein Teil des Abgases unter Umgehung eines
Katalysators durch einen Abgaskanal geleitet wird, wobei dem Katalysator in dem Abgaskanal ein zweiter Katalysator nachgeordnet ist.
Eine Weiterbildung der aus der DE 28 51 675 A1 bekannten
Nachverbrennungsvorrichtung ist in der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung, mit dem amtlichen Aktenzeichen 10 2017 218 837.5, beschrieben. In dieser Patentanmeldung ist eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage beschrieben, die über einen Abgaskrümmer verfügt, der mit der der Brennkraftmaschine verbunden ist. In der Abgasanlage sind eine erste und in Strömungsrichtung des Abgases dahinter eine zweite
Abgasreinigungsanlage angeordnet. Die erste Abgasreinigungsanlage ist über einen Bypass mit einem Verschlusselement umgehbar, wobei das Verschlusselement in dem Abgaskrümmer angeordnet ist.
Bei Ottobrennkraftmaschinen wird bei hohen Motordrehzahlen und hoher Leistung üblicher weise das Kraftstoff-Luft-Gem isch angereichert (Lambda < 1 ), um die abgasführenden Bauteile vor thermischer Überbeanspruchung zu schützen. Dies gilt insbesondere für aufgeladene Brennkraftmaschinen, bei denen die Abgasturbine und der Katalysator ansonsten durch zu hohe Abgastemperaturen zerstört werden könnten.
Die Gemischanreicherung führt zu hohen CO-Konzentrationen im Abgas und das CO wird im Katalysator aufgrund des im Abgas vorherrschenden
Sauerstoffmangels in nachteiliger Weise nicht oxidiert. Der Katalysator arbeitet in diesem Betriebsbereich nicht mehr als 3-Wege-Katalysator, da kein stöchiometrisches Gemisch (Lambda = 1 ) eingestellt wird. Damit wird die Erfüllung zukünftiger Zulassungsanforderung für Kraftfahrzeuge gefährdet.
Heutige Abgasanlagen, insbesondere von turboaufgeladenen Otto- Brennkraftmaschinen verfügen typischerweise über einen Turbinenbypass, auch Waste-Gate genannt, mit regelbarem Abgas-Massenstrom durch das Waste-Gate. Mit diesem Waste-Gate wird der Abgas-Massenstrom über die Turbine und damit die Turbinenleistung und damit der gewünschte
Ladedruck eingestellt. Nach der Turbine und nach der Zuführung des Waste- Gate-Kanals zum Hauptstrom des Abgases befindet sich typischerweise so nah wie möglich, um ein schnelles Aufheizen nach dem Start der
Brennkraftmaschine zu gewährleisten, ein Katalysator (auch motornaher Katalysator genannt). Beim Start der Brennkraftmaschine wird das Waste- Gate zudem weit geöffnet, um für das Aufheizen möglichst viel heißes Abgas direkt auf den motornahen Katalysator zu leiten. In der Volllast, bei hohen Leistungen der Brennkraftmaschine, müssen typischerweise hohe Abgas-Massenströme (ca. 30 - 45%) über das Waste- Gate an der Turbine vorbeigeleitet werden. Da dieses Abgas nicht in der Turbine expandiert wird, ist es sehr heiß. Damit liegt die mittlere
Abgastemperatur nach dem Mischen von Turbinenaustritts-Abgas- Massenstrom und Waste-Gate-Abgas-Massenstrom höher als die
Turbinenaustrittstemperatur. Sie kann die maximale, für den Katalysator erlaubte Abgas-Eintrittstemperatur übersteigen. In Folge muss z. B. die Leistung der Brennkraftmaschine gedrosselt werden, was nicht gewünscht ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, mit der höhere spezifische Leistungen der Brennkraftmaschine erreicht werden können, ohne eine thermische Schädigung des motornahen Katalysators.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine mit der Abgasanlage sind deutlich höhere Leistungen der Brenn kraftmasch ine erzielbar, ohne eine thermische Schädigung des motornahen Katalysators.
Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 können Zylindergruppen gemäß der Zündreihenfolge zusammen gefasst werden, wodurch
beispielsweise der Abgasgegendruck reduziert, oder die Beaufschlagung des Turbinenrades mit Abgas optimiert werden kann. Werden Zylindergruppen, wie beispielsweise für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine gebildet, so werden die zweiten und die dritten Abgasrohre bevorzugt erst kurz vor dem Turbinenrad oder kurz vor dem ersten Abgasrohr zusammen geführt. Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 ist eine gesteuerte oder geregelte Aufteilung des Abgasmassenstroms darstellbar, um eine
Überhitzung der ersten Abgasreinigungsanlage nach der Turbine des Abgasturboladers zu vermeiden.
Um eine Schadstoffreinigung des durch das Waste-Gate geleiteten Abgases zu gewährleisten, wird vorzugsweise gemäß Patentanspruch 4 in dem ersten Abgasrohr eine zweite Abgasreinigungsanlage vorgesehen.
Um eine bestmögliche Abgasreinigung zu erzielen, wird gemäß
Patentanspruch 5 in der Abgasanlage in Strömungsrichtung des Abgases hinter einer Einmündung des ersten Abgasrohrs eine dritte
Abgasreinigungsanlage vorgesehen.
Um eine größtmögliche Variabilität im Aufheizverhalten und bezüglich der Abgasreinigung zu erzielen zweigt gemäß Patentanspruch 6 von dem zweiten Abgasrohr und dem dritten Abgasrohr in Strömungsrichtung des Abgases vor dem Abgasturbolader ein sechstes Abgasrohr ab und mündet vor der ersten Abgasreinigungsanlage wieder in die Abgasanlage.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird gemäß Patentanspruch 7 in dem sechsten Abgasrohr ein zweites Absperrelement angeordnet, mit dem das sechste Abgasrohr absperrbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist das Katalysatorheizen mit dem Bypass- Abgasmassenstrom möglich.
In einer nochmaligen Weiterbildung der Erfindung ist gemäß Patentanspruch 8 für jeden Zylinder ein Gaswechselauslassventil deaktivierbar. Ist das erste Abgasrohr geschlossen, erfolgen in einer Teillast der Brennkraftmaschine die Ladedruckregelung und das Katalysatorheizen über das sechste Abgasrohr. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das sechste Abgasrohr gern. Patentanspruch 9 kühlbar, beispielsweise mit einem Kühlmittel der Brennkraftmaschine.
In wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann kann auch das erste Abgasrohr 7 gern. Patentanspruch 10 gekühlt ausgeführt werden. Dies kann beispielsweise mit Kühlmittel der Brennkraftmaschine erfolgen.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von drei Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße
Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine
erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße
Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage.
Im Folgenden gelten in den Figuren 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.
Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Brenn kraftmasch ine 1 mit einer Abgasanlage 3. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, wird
Frischluft über einen Ansauggeräuschdämpfer 15 angesaugt. Ein Einströmen der Frischluft ist mit einem Pfeil symbolisch dargestellt. Anschließend wird die Frischluft durch eine nicht bezifferte Ansaugleitung durch einen
Verdichter 16 eines Abgasturboladers 5 geleitet und nach dem Verdichter 16 weiter in einem Ladeluftkühler 17 abgekühlt. Nach dem Ladeluftkühler 17 durchströmt die Frischluft ein Drosselelement 18, wie beispielsweise einer Drosselklappe. Nach dem Drosselelement 18 tritt die Frischluft in einen Luftsammler 19 ein, von dem aus die Frischluft im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf vier Zylinder 2 aufgeteilt wird. In diesen vier
Zylindern 2 wird die Frischluft mit Brennstoff vermischt und verbrannt.
Das Abgas strömt je Zylinder 2 über zwei nicht bezifferte, durch jeweils einen Kreis symbolisch dargestellte Gaswechselauslassventile in die Abgasanlage 3 aus. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Zylinder 2 entsprechend einer Zylinderreihenfolge der Brennkraftmaschine 1 zu einer Zylindergruppe zusammengefasst. Eine typische Zündreihenfolge für eine vorliegende Vierzylinder-Brennkraftmaschine ist beispielsweise Zylinder 1 , Zylinder 3, Zylinder 4, Zylinder 2. Bei dieser Zündreihenfolge bilden die Zylinder 1 und 4 und Zylinder 2 und 3 jeweils eine Zylindergruppe. Eine weitere mögliche Zündreihenfolge ist Zylinder 1 , Zylinder 2, Zylinder 4,
Zylinder 3. Hierbei ist der erste Zylinder (Zylinder 1 ) der, der
Kraftabgabeseite/Kupplung gegenüberliegende Zylinder.
Erfindungsgemäß ist der Abgasturbolader 5 ein Mono-Scroll- Abgasturbolader. Wie oben dargestellt, sind im vorliegenden
Ausführungsbeispiel zwei Zylinder 2 entsprechend der Zündreihenfolge der Brennkraftmaschine 1 zu einer Zylindergruppe zusammen gefasst sind und je ein erstes Gaswechselauslassventil der Zylinder 2 einer Zylindergruppe über ein zweites Abgasrohr 8 und je ein zweites Gaswechselauslassventil der Zylinder 2 der anderen Zylindergruppe über ein drittes Abgasrohr 9, die vor dem Scroll zusammen geführt sind, mit dem Scroll Abgas führend verbunden. Weiter ist je ein zweites Gaswechselauslassventil der Zylinder 2 einer Zylindergruppe über ein drittes Abgasrohr 9 mit dem ersten Abgasrohr 7 und je ein zweites Gaswechselauslassventil der Zylinder 2 der anderen Zylindergruppe ebenfalls über ein drittes Abgasrohr 9, die vor dem ersten Abgasrohr 7 zusammen geführt sind, mit dem ersten Abgasrohr 7 Abgas führend verbunden.
Das zweite 8 Abgasrohr und das dritte Abgasrohr 9 kann für ein oder zwei oder drei Gaswechselauslassventile vorgesehen werden, abhängig von der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine. Eine Zusammenführung von zwei zweiten oder zwei dritten Abgasrohren 8, 9, erfolgt bevorzugt in
Strömungsrichtung des Abgases kurz vor dem Turbinenrad 4 oder der ersten Abgasleitung 7.
Durch das zweite Abgasrohr 8 wird die Turbine 4 des Abgasturboladers 5 angetrieben, der drehfest mit dem Verdichter 16 in Wirkverbindung steht und die Frischluft verdichtet.
Nach dem Abgasturbolader 5 durchströmt das Abgas eine erste
Abgasreinigungsanlage 6 (motornaher Katalysator) und verlässt die
Abgasanlage 3 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach einer dritten Abgasreinigungsanlage 12 in die Umgebungsluft. Ein Austreten des Abgases aus der Abgasanlage 3 ist mit einem Pfeil symbolisch dargestellt. Für eine besonders gute Schadstoffkonvertierung ist zusätzlich in dem ersten
Abgasrohr 7 eine zweite Abgasreinigungsanlage 11 vorgesehen.
Am Übertritt von den zweiten Abgasrohren 8 in das erste Abgasrohr 7 ist ein erstes Absperrelement 10, wie z. B. eine Abgasklappe, vorgesehen, mit dem der Übertritt von Abgas aus den zweiten Abgasrohren 8 in das erste
Abgasrohr 7 verhindert werden kann. Das Absperrelement 10 ist in einer Schließstellung dargestellt.
Bei einer Volllast der Brennkraftmaschine 1 wird das erste Absperrelement 10 geöffnet, so dass heißes Abgas an dem Turbinenrad 4 des
Abgasturboladers 5 vorbeiströmen kann, damit die erste
Abgasreinigungsanlage 6, aber auch die Turbine 4 selbst, thermisch geschont wird. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind nun deutlich höhere Volllastleistungen für die Brennkraftmaschine 1 darstellbar, da die erste Abgasreinigungsanlage 6 und auch die Turbine 4 thermisch geschützt ist. Die Turbine 4 ist insofern thermisch geschützt, da ein Teil des Abgas-Massenstroms durch das erste Abgasrohr 7 an der Turbine 4 vorbei geführt wird.
- Vorteil: Temperaturabsenkung des Abgasmassenstromes vor der ersten Abgasreinigungsvorrichtung 6 bei Nennleistung ggü. dem Zumischen des Wastegate-Abgasmassenstroms vor der ersten Abgasreinigungsanlage 6.
- Katheizen dauert länger, da der Waste-Gate-Abgasmassenstrom
keinen Beitrag liefert.
- Ventile müssen ggf. an Abgasmassenstrom angepasst werden.
- Nachteil: Aufwändigerer Abgaskrümmer, Waste-Gate muss dicht sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die figürlich nicht dargestellt ist, kann das erste Abgasrohr 7 auch gekühlt ausgeführt werden. Dies kann beispielsweise mit Kühlmittel der Brennkraftmaschine erfolgen.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, eine Weiterbildung der erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 mit der Abgasanlage 3. Figur 2 unterscheidet sich von Figur 1 dadurch, dass die dritten Abgasrohre 9 nach ihrer Zusammenführung und vor dem Turbinenrad 4 in ein sechstes
Abgasrohr 21 münden, welches wiederum vor der ersten
Abgasreinigungsanlage 6 in die Abgasanlage 3 mündet. Weiter ist in dem sechsten Abgasrohr 21 ein zweites Absperrelement 13 angeordnet, mit dem das sechste Abgasrohr 21 für den Abgasmassenstrom absperrbar ist. Beide Absperrelemente 10, 13 sind in einer Schließstellung dargestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die figürlich nicht dargestellt ist, kann das sechste Abgasrohr 21 auch gekühlt ausgeführt werden. Dies kann beispielsweise mit Kühlmittel der Brennkraftmaschine 1 erfolgen. - Vorteil: Temperaturabsenkung vor der ersten Abgasreinigungsanlage 6 bei Nennleistung ggü. dem Zumischen des Waste-Gate- Abgasmassenstroms vor der ersten Abgasreinigungsanlage 6.
- Katheizen ist über den Waste-Gate-Kanal möglich.
- Ventile müssen ggf. an Abgas-Massendurchsätze angepasst werden.
- Nachteil: Aufwändigerer Krümmer, zwei Waste-Gates, zwei schaltbare Absperrelemente 10, 13.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, eine nochmalige Weiterbildung für die erfindungsgemäße Brenn kraftmasch ine 1 mit der Abgasanlage 3 aus Fig. 2. Die Brennkraftmaschine 1 in Figur 3 unterscheidet sich von der Brennkraftmaschine in Figur 2 dadurch, dass für jeden Zylinder 2 ein
Gaswechselauslassventil deaktivierbar ist. Somit kann die Leistungsregelung der Brenn kraftmasch ine 1 auch über den Ventiltrieb, insbesondere in der Teillast, erfolgen. Die beiden Absperrelemente 10, 13 sind wiederum in einer Schließstellung dargestellt.
- Vorteil: Temperaturabsenkung vor der ersten Abgasreinigungsanlage 6 bei Nennleistung ggü. dem Zumischen des Waste-Gate- Abgasmassenstroms vor der ersten Abgasreinigungsanlage 6 über die schaltbaren Gaswechselauslassventile kann der Bypass sicher abgedichtet werden.
- Katheizen ist über den Waste-Gate-Kanal möglich.
- Ventile müssen ggf. an Abgasmassen-Durchsätze angepasst werden.
- Nachteil: Aufwändigerer Krümmer, zwei Wastegates, schaltbare
Absperrelemente 10, 13.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch für Dreizylinder- oder V8-Brennkraftmaschinen oder Reihen-Sechszylinder- oder V12-Brennkraftmaschinen eingesetzt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1. Brennkraftmaschine
2. Zylinder
3. Abgasanlage
4. Turbinenrad
5. Abgasturbolader
6. erste Abgasreinigungsanlage
7. erstes Abgasrohr
8. zweites Abgasrohr
9. drittes Abgasrohr
10. erstes Absperrelement
11. zweite Abgasreinigungsanlage
12. dritte Abgasreinigungsanlage
13. zweites Absperrelement
15. Ansauggeräuschdämpfer
16. Verdichter
17. Ladeluftkühler
18. Drosselelement
19 Luftsammler
21. sechstes Abgasrohr

Claims

Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage PATENTANSPRÜCHE
1. Brennkraftmaschine (1 ) mit zumindest zwei Zylindern (2) mit je zwei Gaswechselauslassventilen und mit einer über die
Gaswechselauslassventile Abgas führend verbindbare Abgasanlage (3), wobei in der Abgasanlage (3) ein Turbinengehäuse mit einem Turbinenrad (4) eines Abgasturboladers (5) und in Strömungsrichtung eines Abgases hinter dem Turbinengehäuse eine erste
Abgasreinigungsanlage (6) angeordnet ist, wobei zwischen der
Brennkraftmaschine (1 ) und dem Turbinengehäuse ein erstes
Abgasrohr (7) von der Abgasanlage (3) Abgas führend abzweigt und nach der ersten Abgasreinigungsanlage (6) wieder in die Abgasanlage (3) mündet,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasturbolader (5) ein Mono- Scroll-Abgasturbolader ist, wobei von jeden Zylinder (2) ein erstes Gaswechselauslassventil über zumindest ein zweites Abgasrohr (8) mit dem Scroll des Turbinengehäuses und ein zweites Gaswechselventil über zumindest ein drittes Abgasrohr (9) mit dem ersten Abgasrohr (7) verbindbar ist.
2. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abgasrohr (8) und das dritte Abgasrohr (9) für ein oder zwei oder drei Gaswechselauslassventile vorgesehen ist.
3. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abgasrohr (7) ein erstes Absperrelement (10) angeordnet ist, mit dem das erste Abgasrohr (7) absperrbar ist.
4. Bren n kraftmasch ine nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Abgasrohr (7) eine zweite Abgasreinigungsanlage (11 ) angeordnet ist.
5. Bren n kraftmasch ine nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasanlage (3) in
Strömungsrichtung des Abgases hinter einer Einmündung des ersten Abgasrohres (7) eine dritte Abgasreinigungsanlage (12) angeordnet ist.
6. Bren n kraftmasch ine nach einem der Patentansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass von dem zweiten Abgasrohr (8) und dem dritten Abgasrohr (9) in Strömungsrichtung des Abgases vor dem Abgasturbolader (5) ein sechstes Abgasrohr (21 ) abzweigt und vor der ersten Abgasreinigungsanlage (6) wieder in die Abgasanlage (3) mündet.
7. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem sechsten Abgasrohr (21 ) ein zweites Absperrelement (13) angeordnet ist, mit dem das sechste Abgasrohr (21 ) absperrbar ist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Zylinder (2) ein
Gaswechselauslassventil deaktivierbar ist.
9. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das sechste Abgasrohr (21 ) kühlbar ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abgasrohr (7) kühlbar ist.
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