Die
Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.The
The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the claim
1.
Aus
der Druckschrift DE
102 45 336 A1 geht eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader hervor,
welcher einen Verdichter mit einer Umgehungsleitung aufweist. Mittels
der Umgehungsleitung kann vom Verdichter angesaugte Luft am Verdichter vorbei
geleitet werden. In der Umgehungsleitung ist eine selbsttätige Schließvorrichtung
angeordnet. Die Schließvorrichtung
umfasst einen elastischen Ventilkörper und einen Ventilsitz.
Der Ventilkörper
ist an einem seiner Enden über
Verbindungsmittel mit dem Ventilsitz verbunden, während ein
anderes, freies Ende vom Ventilsitz abhebbar ausgeführt ist.
Die Schließvorrichtung
ist als ein elastisches Rückschlagventil
ausgeführt,
welches durch Beaufschlagung mit einem durch einen entsprechenden
Volumenstrom erzeugten Druck geöffnet
beziehungsweise geschlossen werden kann. Dabei ist der Ventilkörper um
das mit dem Ventilsitz fest verbundene Ende in Richtung einer Wandung
der Umgehungsleitung klappbar gestaltet. Der Ventilkörper weist
eine bestimmte Reaktionszeit zur Änderung eines Öffnungsquerschnitts
auf. Die Reaktionszeit ist abhängig
von einem Trägheitsmoment
des Ventilkörpers.From the publication DE 102 45 336 A1 goes out an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger, which has a compressor with a bypass line. By means of the bypass line, air sucked in by the compressor can be led past the compressor. In the bypass line an automatic closing device is arranged. The locking device comprises an elastic valve body and a valve seat. The valve body is connected at one of its ends via connecting means with the valve seat, while another, free end of the valve seat is designed liftable. The closing device is designed as an elastic non-return valve, which can be opened or closed by applying pressure generated by a corresponding volume flow. In this case, the valve body is designed to be hinged around the end firmly connected to the valve seat in the direction of a wall of the bypass line. The valve body has a certain reaction time for changing an opening cross-section. The reaction time depends on a moment of inertia of the valve body.
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine selbsttätige Schließvorrichtung mit besonders
günstigem
Ansprechverhalten hinsichtlich einer Änderung eines Öffnungsquerschnittes
bereitzustellen.task
The invention is an automatic locking device with particular
favorable
Response behavior with regard to a change in an opening cross-section
provide.
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The
The object is achieved by a
Internal combustion engine solved with the features of claim 1.
Die
erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist
insbesondere eine selbsttätige
Schließvorrichtung
mit einem elastisch verformbaren Körper und einem Stützelement
auf, wobei der elastisch verformbare Körper mit dem Stützelement über ein
Verbindungselement verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement
in einem von einer Wandung der Umgehungsleitung beabstandeten Bereich angeordnet,
so dass eine Fixierung des elastisch verformbaren Körpers ebenfalls
mit einem Abstand zur Wandung erfolgt. Somit ergibt sich ein reduziertes Trägheitsmoment
des elastisch verformbaren Körpers
und folglich eine kurze Reaktionszeit der Schließvorrichtung.The
inventive internal combustion engine has
in particular an automatic
closing device
with an elastically deformable body and a support element
on, wherein the elastically deformable body with the support element via a
Connecting element is connected. According to the invention, the connecting element
arranged in an area spaced from a wall of the bypass,
so that a fixation of the elastically deformable body also
with a distance to the wall. This results in a reduced moment of inertia
of the elastically deformable body
and consequently a short reaction time of the closing device.
Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu
entnehmen.Further
Advantages and expedient designs
The invention are the figure description and the drawings to
remove.
Dabei
zeigen:there
demonstrate:
1 eine
prinzipielle Darstellung einer zweistufig aufgeladenen Brennkraftmaschine,
wobei einem Verdichter eine Umgehungsleitung mit einer Schließvorrichtung
zugeordnet ist, 1 a schematic representation of a two-stage supercharged internal combustion engine, wherein a compressor is associated with a bypass line with a closing device,
2a in
einer schematischen Darstellung eine Umgehungsleitung der Brennkraftmaschine nach 1 mit
einer geschlossenen Schließvorrichtung, 2a in a schematic representation of a bypass line of the internal combustion engine after 1 with a closed closing device,
2b in
einer schematischen Darstellung die Umgehungsleitung nach 2a mit
einer geöffneten
Schließvorrichtung, 2 B in a schematic representation of the bypass line 2a with an open closing device,
3a in
einer schematischen Darstellung einen Stützring der Schließvorrichtung
nach den 2a und 2b, 3a in a schematic representation of a support ring of the locking device according to the 2a and 2 B .
3b in
einer schematischen Darstellung eine erste Variante des Stützringes
gemäß 3a, 3b in a schematic representation of a first variant of the support ring according to 3a .
3c in
einer schematischen Darstellung eine zweite Variante des Stützringes
gemäß 3a, 3c in a schematic representation of a second variant of the support ring according to 3a .
4 in
einer schematischen Darstellung eine Variante eines elastisch verformbaren
Körpers der
Schließvorrichtung
und 4 in a schematic representation of a variant of an elastically deformable body of the closing device and
5 in
einer perspektivische Darstellung den entlang einer Linie V-V geschnittenen
Körper
gemäß 4. 5 in a perspective view along a line VV cut body according to 4 ,
In
den Figuren sind alle gleichen oder gleich wirkenden Bauteile mit
denselben Bezugszeichen versehen.In
The figures are all the same or equivalent components with
provided the same reference numerals.
Die 1 zeigt
eine Brennkraftmaschine 1 für ein Kraftfahrzeug, welcher
ein Ansaugsystem 5 und ein Abgassystem 6 zugeordnet
sind. Die Brennkraftmaschine 1 ist als Dieselmotor ausgeführt. Die Brennkraftmaschine 1 weist
ein Gehäuse
mit einem Zylinderkopf und einem Kurbelgehäuse auf. Im Kurbelgehäuse sind
vier Zylinder 2 angeordnet, wobei jeder Zylinder 2 einen
axial bewegbaren Kolben aufweist. Des Weiteren ist im Kurbelgehäuse eine
Kurbelwelle drehbar gelagert. Jeder Kolben ist mit Hilfe eines Pleuels
mit der Kurbelwelle verbunden, so dass relevante Kolbenkräfte auf
die Kurbelwelle übertragbar
sind und in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt werden können. In
den Zylindern 2 der Brennkraftmaschine 1 sind
Brennräume
zur Verbrennung eines Kraftstoff-Luftgemisches ausgebildet. Jeder
Brennraum ist von einer Innenwandung eines Zylinders 2,
von dem im Zylinder 2 bewegbaren Kolben sowie von einer
Wandung des Zylinderkopfes begrenzt, wobei die Wandung des Zylinderkopfes
und der jeweilige Kolben in etwa gegenüberliegend angeordnet sind.
Die Brennräume
sind mit Hilfe der entsprechenden Kolben in ihren Volumina veränderbar gestaltet,
so dass darin ein an sich bekannter Gleichdruck-Verbrennungsprozeß durchgeführt werden kann.The 1 shows an internal combustion engine 1 for a motor vehicle, which is an intake system 5 and an exhaust system 6 assigned. The internal combustion engine 1 is designed as a diesel engine. The internal combustion engine 1 has a housing with a cylinder head and a crankcase. In the crankcase are four cylinders 2 arranged, each cylinder 2 having an axially movable piston. Furthermore, a crankshaft is rotatably mounted in the crankcase. Each piston is connected by means of a connecting rod with the crankshaft, so that relevant piston forces are transmitted to the crankshaft and can be converted into a rotational movement of the crankshaft. In the cylinders 2 the internal combustion engine 1 are combustion chambers for combustion of a fuel-air mixture formed. Each combustion chamber is from an inner wall of a cylinder 2 , of which in the cylinder 2 movable piston and bounded by a wall of the cylinder head, wherein the wall of the cylinder head and the respective pistons are arranged approximately opposite one another. The combustion chambers are made variable in their volumes by means of the corresponding pistons, so that a uniform pressure combustion process known per se is carried out therein can.
Der
Zylinderkopf umfasst ein Einlasssystem 3 mit Einlasskanälen und
Einlassventilen, ein Auslasssystem 4 mit Auslasskanälen und
Auslassventilen sowie ein Einspritzsystem zum Einspitzen von Kraftstoff
in den zugehörigen
Brennraum. Jeder Einlasskanal weist in bevorzugter Weise wenigstens
ein Einlassventil auf, mit Hilfe dessen der Einlasskanal zu öffnen beziehungsweise
zu schließen
ist, wobei das Einlassventil an einem dem Brennraum zugewandten
Ende des Einlasskanals angeordnet ist. Über den Einlasskanal ist dem
Brennraum Luft bei geöffnetem
Einlassventil zuführbar.
Ein dem Brennraum abgewandtes Ende des Einlasskanals ist mit einem
Sammelbehälter 8 verbunden,
welcher dem Ansaugsystem 5 zugeordnet ist und einer Strömungsberuhigung
dient.The cylinder head includes an intake system 3 with inlet ducts and inlet valves, an exhaust system 4 with exhaust ducts and exhaust valves and an injection system for injecting fuel into the associated combustion chamber. Each inlet channel preferably has at least one inlet valve, with the aid of which the inlet channel is to be opened or closed, wherein the inlet valve is arranged at an end of the inlet channel facing the combustion chamber. Air can be supplied to the combustion chamber via the inlet channel when the inlet valve is open. An end of the inlet channel facing away from the combustion chamber is provided with a collecting container 8th connected to the intake system 5 is assigned and serves a flow calming.
Jeder
Auslasskanal weist bevorzugt wenigstens ein Auslassventil auf, mit
Hilfe dessen der Auslasskanal zu öffnen beziehungsweise zu schließen ist,
wobei das Auslassventil an einem Ende des Auslasskanals angeordnet
ist, welches dem Brennraum zugewandt ist. Über den Auslasskanal kann bei
einer Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches entstandenes Abgas
aus dem Brennraum in das Abgassystem 6 strömen.Each outlet channel preferably has at least one outlet valve, with the aid of which the outlet channel is to be opened or closed, wherein the outlet valve is arranged at one end of the outlet channel, which faces the combustion chamber. Exhaust gas can be produced from the combustion chamber into the exhaust system via the outlet channel during combustion of the fuel-air mixture 6 stream.
Das
Ansaugsystem 5 weist eine Ladeluftleitung 7 auf,
wobei an einem Ende der Ladeluftleitung 7, welches der
Brennkraftmaschine 1 zugewandt ist, der Sammelbehälter 8 angeordnet
ist. Stromauf des Sammelbehälters 8 ist
in der Ladeluftleitung 7 ein Ladeluftkühler 9 zur Kühlung der
angesaugten Luft positioniert. Ein Luftfilter zum Reinigen der angesaugten
Luft ist an dem anderen Ende der Ladeluftleitung 7 angeordnet,
welches der Brennkraftmaschine 1 abgewandt ist.The intake system 5 has a charge air line 7 on, being at one end of the charge air line 7 , that of the internal combustion engine 1 facing, the sump 8th is arranged. Upstream of the collection container 8th is in the charge air line 7 a charge air cooler 9 positioned to cool the intake air. An air filter for purifying the intake air is at the other end of the charge air line 7 arranged, which is the internal combustion engine 1 turned away.
Das
Abgassystem 6 umfasst einen Abgaskrümmer 11 sowie eine
Abgasleitung 10, wobei der Abgaskrümmer 11 Abgaskanäle 11a und
einen die Abgaskanäle 11a zusammenführenden
Sammelkanal 11b aufweist. Der Abgaskrümmer 11 ist stromab des
Auslasssystems 4 angeordnet, wobei je ein Abgaskanal 11a einem
Auslasskanal zugeordnet ist. Die Abgasleitung 10 ist an
einer ersten Öffnung 11c des
Sammelkanals 11b mit dem Abgaskrümmer 11 verbunden,
wobei die erste Öffnung 11c stromab
der Abgaskanäle 11a positioniert
ist. An einem der Brennkraftmaschine 1 abgewandten Ende
der Abgasleitung 10 ist zur Abgasnachbehandlung ein Abgasnachbehandlungssystem
angeordnet.The exhaust system 6 includes an exhaust manifold 11 and an exhaust pipe 10 , wherein the exhaust manifold 11 exhaust ducts 11a and one the exhaust channels 11a merging collection channel 11b having. The exhaust manifold 11 is downstream of the exhaust system 4 arranged, each with an exhaust duct 11a an outlet channel is assigned. The exhaust pipe 10 is at a first opening 11c of the collecting channel 11b with the exhaust manifold 11 connected, with the first opening 11c downstream of the exhaust ducts 11a is positioned. At one of the internal combustion engine 1 remote end of the exhaust pipe 10 is arranged for exhaust aftertreatment an exhaust aftertreatment system.
Die
Brennkraftmaschine 1 weist ergänzend ein Abgasrückführsystem 12 auf,
wobei zwischen dem Abgaskrümmer 11 und
dem Sammelbehälter 8 eine
Verbindungsleitung in Form einer Abgasrückführleitung 13 angeordnet
ist. In der Abgasrückführleitung 13 ist
zur Kühlung
des Abgases ein Abgaskühler 14 angeordnet.
Die Regelung der Abgasrückführung erfolgt
mit Hilfe eines Abgasrückführventils.The internal combustion engine 1 additionally has an exhaust gas recirculation system 12 on, between the exhaust manifold 11 and the collection container 8th a connecting line in the form of an exhaust gas recirculation line 13 is arranged. In the exhaust gas recirculation line 13 is an exhaust gas cooler for cooling the exhaust gas 14 arranged. The regulation of the exhaust gas recirculation takes place with the help of an exhaust gas recirculation valve.
Zur
Regelung und Steuerung der Brennkraftmaschine 1 ist dieser
ein Regelungs- und Steuerungssystem zugeordnet. Über das Regelungs- und Steuerungssystem
sind insbesondere die Kraftstoffzufuhr und das Abgasrückführventil
regelbar.For regulation and control of the internal combustion engine 1 this is assigned to a control and regulation system. In particular, the fuel supply and the exhaust gas recirculation valve can be regulated via the control and regulation system.
Des
Weiteren sind der Brennkraftmaschine 1 ein erster Abgasturbolader 15 und
ein zweiter Abgasturbolader 18 zugeordnet. Der erste Abgasturbolader 15 umfasst
eine erste Aufladevorrichtung 15a und eine erste Expansionsvorrichtung 15b.
Die erste Aufladevorrichtung 15a weist einen ersten Luftführungsabschnitt 21 und
ein im ersten Luftführungsabschnitt 21 drehbar
aufgenommenes erstes Verdichterrad 24 auf, wobei der erste
Luftführungsabschnitt 21 als
Teil eines ersten Gehäuses 16 des
ersten Abgasturboladers 15 ausgebildet ist. Das erste Verdichterrad 24 ist als
Teil eines ersten Laufzeugs 17 des ersten Abgasturboladers 15 ausgeführt. Die
erste Expansionsvorrichtung 15b weist einen ersten Abgasführungsabschnitt 22 und
ein im ersten Abgasführungsabschnitt 22 drehbar
aufgenommenes erstes Turbinenrad 25 auf, wobei der erste
Abgasführungsabschnitt 22 als weiteres
Teil des ersten Gehäuses 16 und
das erste Turbinenrad 25 als weiteres Teil des ersten Laufzeugs 17 ausgebildet
sind. Eine erste Welle 26 ist als drehfeste Verbindungswelle
zwischen dem ersten Verdichterrad 24 und dem ersten Turbinenrad 25 ausgeführt, wobei
die erste Welle 26 in einem ersten Lagerabschnitt 23 drehbar
gelagert ist, welcher als weiteres Teil des ersten Gehäuses 16 ausgebildet
ist. Die erste Welle 26 ist als weiteres Teil des ersten Laufzeugs 17 ausgebildet.Furthermore, the internal combustion engine 1 a first exhaust gas turbocharger 15 and a second exhaust gas turbocharger 18 assigned. The first exhaust gas turbocharger 15 includes a first charging device 15a and a first expansion device 15b , The first charging device 15a has a first air guide section 21 and one in the first air guide section 21 rotatably received first compressor wheel 24 on, wherein the first air duct section 21 as part of a first housing 16 of the first exhaust gas turbocharger 15 is trained. The first compressor wheel 24 is as part of a first power tool 17 of the first exhaust gas turbocharger 15 executed. The first expansion device 15b has a first exhaust gas guide section 22 and one in the first exhaust guide section 22 rotatably received first turbine wheel 25 on, wherein the first exhaust gas guide section 22 as another part of the first housing 16 and the first turbine wheel 25 as another part of the first running gear 17 are formed. A first wave 26 is as a rotationally fixed connecting shaft between the first compressor wheel 24 and the first turbine wheel 25 executed, the first wave 26 in a first storage section 23 is rotatably mounted, which as a further part of the first housing 16 is trained. The first wave 26 is as another part of the first running gear 17 educated.
Der
zweite Abgasturbolader 18 umfasst analog zum ersten Abgasturbolader 15 eine
zweite Aufladevorrichtung 18a und eine zweite Expansionsvorrichtung 18b.
Die zweite Aufladevorrichtung 18a weist einen zweiten Luftführungs abschnitt 27 und
ein im zweiten Luftführungsabschnitt 27 drehbar
aufgenommenes zweites Verdichterrad 30 auf, wobei der zweite
Luftführungsabschnitt 27 als
Teil eines zweiten Gehäuses 19 des
zweiten Abgasturboladers 18 ausgebildet ist. Das zweite
Verdichterrad 30 ist als Teil eines zweiten Laufzeugs 20 des
zweiten Abgasturboladers 18 ausgeführt. Die zweite Expansionsvorrichtung 18b weist
einen zweiten Abgasführungsabschnitt 28 und
ein im zweiten Abgasführungsabschnitt 28 drehbar
aufgenommenes zweites Turbinenrad 31 auf, wobei der zweite
Abgasführungsabschnitt 28 als
weiteres Teil des zweiten Gehäuses 19 und
das zweite Turbinenrad 31 als weiteres Teil des zweiten
Laufzeugs 20 ausgebildet sind. Eine zweite Welle 32 ist
als drehfeste Verbindungswelle zwischen dem zweiten Verdichterrad 30 und
dem zweiten Turbinenrad 31 ausgeführt, wobei die zweite Welle 32 in einem
zweiten Lagerabschnitt 29 drehbar gelagert ist, welcher
als weiteres Teil des zweiten Gehäuses 19 ausgebildet
ist. Die zweite Welle 32 ist als weiteres Teil des zweiten
Laufzeugs 20 ausgebildet.The second turbocharger 18 includes analogous to the first exhaust gas turbocharger 15 a second charging device 18a and a second expansion device 18b , The second charging device 18a has a second air guide section 27 and a in the second air guide section 27 rotatably received second compressor wheel 30 on, wherein the second air guide section 27 as part of a second housing 19 the second exhaust gas turbocharger 18 is trained. The second compressor wheel 30 is as part of a second power tool 20 the second exhaust gas turbocharger 18 executed. The second expansion device 18b has a second exhaust gas guide section 28 and one in the second exhaust guide portion 28 rotatably received second turbine wheel 31 on, wherein the second exhaust gas guide section 28 as another part of the second housing 19 and the second turbine wheel 31 as another part of the second running gear 20 are formed. A second wave 32 is as a rotationally fixed connecting shaft between the second compressor 30 and the second turbine wheel 31 executed, the second wave 32 in a second storage section 29 is rotatably mounted, which as a further part of the second housing 19 is trained. The second wave 32 is as another part of the second power tool 20 educated.
Der
zweite Abgasführungsabschnitt 28 ist
in der Abgasleitung 10 stromab des Abgaskrümmers 11 und
stromauf des ersten Abgasführungsabschnitts 22 angeordnet.
Zur Umgehung des zweiten Abgasführungsabschnitts 28 weist
das Abgassystem 6 eine erste Umgehungsleitung 33 mit
einer ersten, insbesondere regelbaren Schließvorrichtung 34 auf,
welche an einer zweiten Öffnung 11d mit
dem Sammelkanal 11b verbunden ist. Eine Einmündung der
ersten Umgehungsleitung 33 in die Abgasleitung 10 ist stromab
des zweiten Abgasführungsabschnitts 28 und
stromauf des ersten Abgasführungsabschnitts 22 positioniert.
Optional ist die erste Schließvorrichtung 34 selbsttätig und/oder
selbstregelnd ausgestaltet, wobei eine Verstellung der ersten Schließvorrichtung 34 in
Abhängigkeit
eines Druckes erfolgt, welcher in einem entsprechenden Volumenstrom in
der ersten Umgehungsleitung 33 anliegt. Insbesondere ist
ein von einem die Umgehungsleitung 33 durchströmenden Volumenstrom
erzeugter Staudruck instrumentalisierbar, um die erste Schleißvorrichtung 34 zu
betätigen
beziehungsweise anzusteuern.The second exhaust gas guide section 28 is in the exhaust pipe 10 downstream of the exhaust manifold 11 and upstream of the first exhaust guide portion 22 arranged. For bypassing the second exhaust gas guide section 28 indicates the exhaust system 6 a first bypass line 33 with a first, in particular adjustable locking device 34 on which at a second opening 11d with the collecting duct 11b connected is. A confluence of the first bypass line 33 in the exhaust pipe 10 is downstream of the second exhaust passage portion 28 and upstream of the first exhaust guide portion 22 positioned. Optionally, the first locking device 34 designed to be automatic and / or self-regulating, wherein an adjustment of the first closing device 34 in response to a pressure which, in a corresponding volume flow in the first bypass line 33 is applied. In particular, one of one is the bypass line 33 flowing through flow generated dynamic pressure instrumentalizable to the first wear device 34 to operate or to control.
Der
erste Abgasführungsabschnitt 22 ist
mit Hilfe einer zweiten Umgehungsleitung 35 umgehbar ausgeführt. Eine
Abzweigung der zweiten Umgehungsleitung 35 von der Abgasleitung 10 ist
stromab der Einmündung
der ersten Umgehungsleitung 33 in die Abgasleitung 10 und
stromauf des ersten Abgasführungsabschnitts 22 angeordnet.
Eine Einmündung
der zweiten Umgehungsleitung 35 in die Abgasleitung 10 ist
stromab des ersten Abgasführungsabschnitts 22 und
stromauf des Abgasnachbehandlungssystems positioniert. Die zweite
Umgehungsleitung 35 weist eine zweite regelbare Schließvorrichtung 36 auf.
Optional ist die zweite Schließvorrichtung 36 selbsttätig ausgeführt, wobei
die Regelung in Abhängigkeit
eines Druckes erfolgt, welcher in einem entsprechenden Volumenstrom
in der zweiten Umgehungsleitung 35 vorliegt.The first exhaust gas guide section 22 is with the help of a second bypass line 35 bypassed executed. A branch of the second bypass line 35 from the exhaust pipe 10 is downstream of the mouth of the first bypass line 33 in the exhaust pipe 10 and upstream of the first exhaust guide portion 22 arranged. A junction of the second bypass line 35 in the exhaust pipe 10 is downstream of the first exhaust duct section 22 and positioned upstream of the exhaust aftertreatment system. The second bypass line 35 has a second controllable closing device 36 on. Optionally, the second locking device 36 executed automatically, the control is carried out in dependence of a pressure, which in a corresponding volume flow in the second bypass line 35 is present.
Optional
ist eine so genannte Turbo-Bremse zur Unterstützung eines Bremsvorganges
der Brennkraftmaschine 1 im Abgassystem 6 vorgesehen,
wobei die Turbo-Bremse im ersten Abgasführungsabschnitt 22 und/oder
im zweiten Abgasführungsabschnitt 28 positioniert
sein kann.Optionally, a so-called turbo-brake to support a braking operation of the internal combustion engine 1 in the exhaust system 6 provided, wherein the turbo brake in the first exhaust guide section 22 and / or in the second exhaust gas guide section 28 can be positioned.
Im
Ansaugsystem 5 ist der erste Luftführungsabschnitt 21 stromauf
des zweiten Luftführungsabschnitts 27 in
der Ladeluftleitung 7 angeordnet. Zwischen dem zweiten
Luftführungsabschnitt 27 und
dem Sammelbehälter 8 ist
ein Ladeluftkühler 9 in der
Ladeluftleitung 7 angeordnet, welcher zur Kühlung verdichteter
Luft dient. Optional ist zwischen dem ersten Luftführungsabschnitt 21 und
dem zweiten Luftführungsab schnitt 27 ein
zweiter Ladeluftkühler
in der Ladeluftleitung 7 angeordnet.In the intake system 5 is the first air duct section 21 upstream of the second air guide section 27 in the charge air line 7 arranged. Between the second air guide section 27 and the collection container 8th is a charge air cooler 9 in the charge air line 7 arranged, which serves for cooling compressed air. Optionally is between the first air duct section 21 and the second Luftführungsab section 27 a second intercooler in the charge air line 7 arranged.
Im
Betrieb der Brennkraftmaschine 1 und bei geschlossener
ersten Schließvorrichtung 34 strömt das Abgas
der Brennkraftmaschine 1 aus dem Auslasssystem 4 in
den zweiten Abgasführungsabschnitt 28 und
beaufschlagt das zweite Turbinenrad 31. Das zweite Turbinenrad 31 wird
in eine rotierende Bewegung versetzt, wobei die Drehzahl der rotierenden Bewegung
von einer Masse und einer Geschwindigkeit des Abgases abhängig ist.In operation of the internal combustion engine 1 and with the first closing device closed 34 the exhaust gas of the internal combustion engine flows 1 from the exhaust system 4 in the second exhaust duct section 28 and acts on the second turbine wheel 31 , The second turbine wheel 31 is set in a rotating movement, wherein the rotational speed of the rotational movement is dependent on a mass and a velocity of the exhaust gas.
Bei
geschlossener zweiter Schließvorrichtung 36 strömt das Abgas
aus dem zweiten Abgasführungsabschnitt 28 über die
Abgasleitung 10 weiter in den ersten Abgasführungsabschnitt 22 und
beaufschlagt das erste Turbinenrad 25, welches in eine
rotierende Bewegung versetzt wird. Das erste Turbinenrad 25 treibt
mit Hilfe der ersten Welle 26 das erste Verdichterrad 24 an,
woraufhin Luft vom ersten Verdichterrad 24 angesaugt und
komprimiert wird.When the second locking device is closed 36 the exhaust gas flows out of the second exhaust gas guide section 28 over the exhaust pipe 10 further into the first exhaust gas guide section 22 and acts on the first turbine wheel 25 , which is placed in a rotating motion. The first turbine wheel 25 drives with the help of the first wave 26 the first compressor wheel 24 on, whereupon air from the first compressor wheel 24 sucked and compressed.
Mit
Hilfe der zweiten Welle 32 wird das zweite Verdichterrad 30 vom
zweiten Turbinenrad 31 in eine ebenfalls rotierende Bewegung
versetzt, wodurch die aus dem ersten Luftführungsabschnitt 21 strömende Luft
mit Hilfe des zweiten Verdichterrades 30 angesaugt und
komprimiert wird.With the help of the second wave 32 becomes the second compressor wheel 30 from the second turbine wheel 31 offset in a likewise rotating movement, whereby the from the first air guide section 21 flowing air with the help of the second compressor wheel 30 sucked and compressed.
Bei
geöffneter
erster Schließvorrichtung 34 strömt das Abgas
vollständig
oder überwiegend
in die erste Umgehungsleitung 33, so dass das zweite Turbinenrad 31 nicht
oder nur geringfügig
mit Abgas beaufschlagt wird. Das zweite Laufzeug 20 steht
damit still oder nahezu still.When the first closing device is open 34 the exhaust gas flows completely or predominantly into the first bypass line 33 so that the second turbine wheel 31 is not or only slightly applied with exhaust gas. The second power tool 20 stands still or almost silent.
Ebenso
strömt
das Abgas bei geöffneter zweiter
Schließvorrichtung 36 vollständig oder überwiegend
in die zweite Umgehungsleitung 35, so dass das erste Turbinenrad 25 nicht
oder nur geringfügig mit
Abgas beaufschlagt wird. In einem derartigen Fall wird das erste
Laufzeug 17 nicht durch Abgas angetrieben.Likewise, the exhaust gas flows when the second closing device is open 36 completely or predominantly in the second bypass line 35 so the first turbine wheel 25 is not or only slightly applied with exhaust gas. In such a case, the first rotor becomes 17 not driven by exhaust gas.
In
bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine 1,
vornehmlich bei mittleren bis hohen Lasten, insbesondere bei geöffneter
erster Schließvorrichtung 34,
ist es zweckmäßig, die
im ersten Luftführungsabschnitt 21 verdichtete
Luft am zweiten Luftführungsabschnitt 27 vorbei
zu leiten. Zu diesem Zweck weist die Ladeluftleitung 7 stromab
des ersten Luftführungsabschnitts 21 und
stromauf des zweiten Luftführungsabschnitts 27 eine
Abzweigung zu einer dritten Umgehungsleitung 37 auf. Eine
Einmündung von
der dritten Umgehungsleitung 37 in die Ladeluftleitung 7 ist
stromab des zweiten Luftführungsabschnitts 27 sowie
stromauf des Ladeluftkühlers 9 angeordnet.
Zur Einstellung der umzuleitenden Luft weist die dritte Umgehungsleitung 37 eine
dritte Schließvorrichtung 38 auf.In certain operating areas of the internal combustion engine 1 , especially at medium to high loads, especially when the first closing device is open 34 , it is expedient in the first air duct section 21 compressed air at the second air duct section 27 to pass by. For this purpose, the charge air line 7 downstream of the first air guide section 21 and upstream of the second air guide section 27 a branch to a third bypass line 37 on. A confluence of the third bypass 37 in the charge air line 7 is downstream of the second air guide section 27 as well as upstream of the intercooler 9 arranged. For setting the air to be diverted indicates the third bypass line 37 a third locking device 38 on.
Die
dritte Schließvorrichtung 38 ist
selbsttätig
ausgeführt
und durch einen Druck betätigbar,
welcher durch einen in der dritten Umgehungsleitung 37 herrschenden
Volumenstrom erzeugt ist.The third locking device 38 is carried out automatically and actuated by a pressure which, by a in the third bypass line 37 prevailing volume flow is generated.
Die
dritte Schließvorrichtung 38 weist
einen elastisch verformbaren Körper 39 und
ein Stützelement 40 auf.
Das Stützelement 40 ist
gitterförmig, von
der Luftströmung
durchströmbar
ausgeführt,
wobei ein Außenring 41 des
Stützelementes 40 eine nach
innen gewandte, in einen mittigen Bereich des Außenrings 41 ragende
Gitterstrebe 42 aufweist (s. 3a). Der
Außenring 41 ist
von der dritten Umgehungsleitung 37 aufnehmbar ausgestaltet,
wobei der Außenring 41 einer
Innenkontur der dritten Umgehungsleitung 37 angepasst ausgeführt ist.
Der Körper 39,
welcher bevorzugt einstückig
aus einem biegsamen, elastischen Material hergestellt ist, weist
eine scheibenartige Form auf, die einer Außenkontur des Außenrings 41 und/oder
einem lichten Querschnitt der dritten Umgehungsleitung 37 angepasst
ausgeführt
ist.The third locking device 38 has an elastically deformable body 39 and a support element 40 on. The support element 40 is latticed, can be traversed by the air flow, with an outer ring 41 of the support element 40 an inwardly facing, in a central region of the outer ring 41 projecting lattice strut 42 has (s. 3a ). The outer ring 41 is from the third bypass line 37 designed receptive, wherein the outer ring 41 an inner contour of the third bypass line 37 adapted executed. The body 39 , which is preferably made in one piece from a flexible, elastic material, has a disc-like shape, which corresponds to an outer contour of the outer ring 41 and / or a clear cross section of the third bypass line 37 adapted executed.
Die
Gitterstrebe 42 ist mit dem Außenring 41 fest verbunden
ausgeführt.
Eine erste Funktion der Gitterstrebe 42 ist die Unterstützung des
Körpers 39. Eine
zweite Funktion der Gitterstrebe 42 ist die Aufnahme eines
Verbindungselementes 43, welches zur Herstellung einer
festen Verbindung zwischen dem Körper 39 und
dem Stützelement 40 dient.
Das Verbindungselement 43 ist in einem von einer Wandung der
dritten Umgehungsleitung 37 beabstandeten Bereich mit der
Gitterstrebe 42 fest verbunden angeordnet, wobei der beabstandete
Bereich insbesondere mittig in der dritten Umgehungsleitung 37 vorgesehen
ist. Das Verbindungselement 43 ist als lösbare oder
unlösbare
Verbindungsvorrichtung ausgebildet, welche zum Beispiel in Form
einer Niet oder einer Schweißverbindung
ausführt
ist.The lattice strut 42 is with the outer ring 41 firmly connected. A first function of the lattice strut 42 is the support of the body 39 , A second function of the lattice strut 42 is the inclusion of a fastener 43 which is used to make a firm connection between the body 39 and the support element 40 serves. The connecting element 43 is in one of a wall of the third bypass line 37 spaced area with the grid strut 42 fixedly arranged, wherein the spaced area, in particular centrally in the third bypass line 37 is provided. The connecting element 43 is designed as a detachable or non-detachable connection device, which is executed for example in the form of a rivet or a welded joint.
Eine
Dicke des scheibenförmigen
Körpers 39 ist
so gewählt,
dass die mit dem Stützelement 40 nicht
verbundenen Bereiche des Körpers 39 aufgrund
des herrschenden Volumenstroms bewegbar und vom Stützelement 40 abhebbar
sind. Die 2a zeigt eine schematische Darstellung
einer geschlossenen Schließvorrichtung,
während 2b eine schematische
Darstellung einer geöffneten
Schließvorrichtung
zeigt.A thickness of the disk-shaped body 39 is chosen so that the with the support element 40 unconnected areas of the body 39 movable due to the prevailing volumetric flow and the support element 40 can be withdrawn. The 2a shows a schematic representation of a closed closing device, while 2 B a schematic representation of an open closing device shows.
Die 3b zeigt
eine schematische Darstellung des Stützelementes 40 in
einer Variante, wobei das Stützelement
drei Gitterstreben 42 aufweist. In einer weiteren Variante erstreckt
sich die Gitterstrebe 42 diagonal über einen Innendurchmesser
des Außenringes 41 (s. 3c).
Grundsätzlich
ist jede gitterartige, strömungsdurchlässige Form
des Stützelementes 40 denkbar,
wobei im Hinblick auf Strömungsverluste
eine strömungsgünstige Form
zweckmäßig ist.
Die strömungsgünstigste
Form ist zum Beispiel über
Simulationsberechnungen ermittelbar.The 3b shows a schematic representation of the support element 40 in a variant, wherein the support element three grid struts 42 having. In a further variant, the lattice strut extends 42 diagonally across an inner diameter of the outer ring 41 (S. 3c ). Basically, any grid-like, flow-permeable shape of the support element 40 conceivable, wherein in terms of flow losses a streamlined shape is appropriate. The most streamlined form can be determined, for example, by means of simulation calculations.
Die 4 zeigt
eine schematische Darstellung des Körpers 39 in einer
Variante. Der Körper 39 ist
in acht Teilelemente 44 unterteilt. Im Verbindungsbereich
sind diese Teilelemente 44 mit Hilfe des Verbindungselementes 43 fest
mit dem Stützelement 40 verbunden.
Das einzelne Teilelement 44 weist einen ersten Überlappungsbereich 45 und
einen zweiten Überlappungsbereich 46 auf,
die den benachbarten Teilelementen 44 zugewandt sind. Der
erste Überlappungsbereich 45 ist
auf dem zweiten Überlappungsbereich 46 liegend
angeordnet. Die 5 zeigt eine perspektivische
Darstellung des entlang einer Linie V-V geschnittenen Körpers 39.The 4 shows a schematic representation of the body 39 in a variant. The body 39 is in eight sub-elements 44 divided. In the connection area these subelements are 44 with the help of the connecting element 43 firmly with the support element 40 connected. The single subelement 44 has a first overlap area 45 and a second overlap area 46 on, the neighboring subelements 44 are facing. The first overlap area 45 is on the second overlap area 46 arranged horizontally. The 5 shows a perspective view of the cut along a line VV body 39 ,
Aufgrund
der Aufteilung des Körpers 39 in einzelne
Teilelemente 44 ist eine besonders strömungsgünstige Form der dritten Schließvorrichtung 38 in
geöffneter
Position erzielbar.Due to the division of the body 39 into individual sub-elements 44 is a particularly streamlined shape of the third locking device 38 achievable in the open position.
Ein
Einsatz der dritten Schließvorrichtung 38 ist
nicht auf das Ansaugsystem 5 beschränkt. Auch im Abgassystem 6,
insbesondere in der ersten Umgehungsleitung 33 und der
zweiten Umgehungsleitung 35 die erste Schließvorrichtung 34 beziehungsweise
die zweite Schließvorrichtung 36 ersetzend,
ist der Einsatz der selbsttätigen
Schließvorrichtung 38 realisierbar.An insert of the third locking device 38 is not on the intake system 5 limited. Also in the exhaust system 6 , in particular in the first bypass line 33 and the second bypass line 35 the first locking device 34 or the second locking device 36 Replacing, is the use of the automatic closing device 38 realizable.
Ebenso
ist die dritte Schließvorrichtung 38 in einem
Ansaugsystem oder Abgassystem einer einstufig aufgeladenen Brennkraftmaschine
realisierbar, welche eine Umgehungsleitung eines Luftführungsabschnitts
und/oder eine Umgehungsleitung eines Abgasführungsabschnitts eines Abgasturboladers aufweist.Likewise, the third locking device 38 can be realized in an intake system or exhaust system of a single-stage supercharged internal combustion engine, which has a bypass line of an air guide section and / or a bypass line of an exhaust gas guide section of an exhaust gas turbocharger.
Des
Weiteren ist die dritte Schließvorrichtung 38 in
einem Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine realisierbar, welche
einen mechanisch angetriebenen Verdichter als Aufladevorrichtung
aufweist, wobei das Ansaugsystem eine Umgehungsleitung zur Umgehung
des mechanisch angetriebenen Verdichters aufweist. Der mechanisch
angetriebene Verdichter ist zum Beispiel als Schraubenverdichter
ausgeführt.Furthermore, the third locking device 38 in an intake system of an internal combustion engine, which has a mechanically driven compressor as a charging device, wherein the intake system has a bypass line for bypassing the mechanically driven compressor. The mechanically driven compressor is designed, for example, as a screw compressor.
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11
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BrennkraftmaschineInternal combustion engine
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22
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Zylindercylinder
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33
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Einlasssystemintake system
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44
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Auslasssystemexhaust system
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55
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Ansaugsystemintake system
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66
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Abgassystemexhaust system
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77
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LadeluftleitungTurbo pipe
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88th
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SammelbehälterClippings
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99
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LadeluftkühlerIntercooler
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1010
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Abgasleitungexhaust pipe
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1111
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Abgaskrümmerexhaust manifold
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11a11a
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Abgaskanäleexhaust ducts
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11b11b
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Sammelkanalcollecting duct
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11c11c
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erste Öffnungfirst opening
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11d11d
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zweite Öffnungsecond opening
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1212
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AbgasrückführsystemExhaust gas recirculation system
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1313
-
AbgasrückführleitungExhaust gas recirculation line
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1414
-
Abgaskühlerexhaust gas cooler
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1515
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Erster
Abgasturboladerfirst
turbocharger
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15a15a
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erste
Aufladevorrichtungfirst
charging
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15b15b
-
erste
Expansionsvorrichtungfirst
expansion device
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1616
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Erstes
Gehäusefirst
casing
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1717
-
Erstes
Laufzeugfirst
running stuff
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1818
-
Zweiter
Abgasturboladersecond
turbocharger
-
18a18a
-
zweite
Aufladevorrichtungsecond
charging
-
18b18b
-
zweite
Expansionsvorrichtungsecond
expansion device
-
1919
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Zweites
Gehäusesecond
casing
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2020
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Zweites
Laufzeugsecond
running stuff
-
2121
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Erster
Luftführungsabschnittfirst
Air guide section
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2222
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Erster
Abgasführungsabschnittfirst
Exhaust gas guide section
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2323
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Erster
Lagerabschnittfirst
bearing section
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2424
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Erstes
Verdichterradfirst
compressor
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2525
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Erstes
Turbinenradfirst
turbine
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2626
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Erste
WelleFirst
wave
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2727
-
Zweiter
Luftführungsabschnittsecond
Air guide section
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2828
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zweiter
Abgasführungsabschnittsecond
Exhaust gas guide section
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2929
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zweiter
Lagerabschnittsecond
bearing section
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3030
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zweites
Verdichterradsecond
compressor
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3131
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zweites
Turbinenradsecond
turbine
-
3232
-
zweite
Wellesecond
wave
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3333
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erste
Umgehungsleitungfirst
bypass line
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3434
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erste
Schließvorrichtungfirst
closing device
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3535
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zweite
Umgehungsleitungsecond
bypass line
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3636
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zweite
Schließvorrichtungsecond
closing device
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3737
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dritte
Umgehungsleitungthird
bypass line
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3838
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Dritte
Schließvorrichtungthird
closing device
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3939
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Körperbody
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4040
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Stützelementsupport element
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4141
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Außenringouter ring
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4242
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Gitterstrebelattice strut
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4343
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Verbindungselementconnecting element
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4444
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Teilelementsubelement
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4545
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Erster ÜberlappungsbereichFirst overlap area
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4646
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Zweiter ÜberlappungsbereichSecond overlap area