WO2006050896A1 - Aufgeladene brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2006050896A1
WO2006050896A1 PCT/EP2005/011914 EP2005011914W WO2006050896A1 WO 2006050896 A1 WO2006050896 A1 WO 2006050896A1 EP 2005011914 W EP2005011914 W EP 2005011914W WO 2006050896 A1 WO2006050896 A1 WO 2006050896A1
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exhaust
internal combustion
combustion engine
exhaust gas
cylinders
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PCT/EP2005/011914
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Inventor
Joachim Augstein
Frank Hangs
Arkadi Kudashev
Christian Pies
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Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a supercharged internal combustion engine with a plurality of cylinders arranged in at least one cylinder bank, according to the preamble of patent claim 1.
  • the exhaust gas turbocharger must be dimensioned very large due to the large exhaust gas mass flows.
  • Such exhaust gas turbochargers with large volume flows have the disadvantage of a high exhaust gas back pressure due to the limited installation space and usually not available size of the turbine, which worsens consumption and emissions under full load.
  • the turbine has a large mass that significantly cools the exhaust gas after the cold start and thus leads to a delayed heating of the catalytic converter, which in turn leads to unfavorable exhaust gas emissions after the cold start.
  • DE 38 24 346 A1 discloses an internal combustion engine with two cylinder banks, in which one cylinder bank is equipped with an exhaust gas turbocharger, while the other cylinder bank works as a naturally aspirated engine.
  • the supercharged internal combustion engine comprises a plurality of cylinders arranged in at least one cylinder bank, an intake line for supplying combustion air to the internal combustion engine, an exhaust gas manifold for discharging exhaust gases from several cylinders of a cylinder bank, and an exhaust gas turbocharger, the turbine of which is in the exhaust gas manifold and the compressor is arranged in the intake line. Furthermore, at least one cylinder of the cylinder bank has a separate exhaust gas line which is connected to the exhaust gas manifold downstream of the turbine of the exhaust gas turbocharger.
  • the turbine Since the turbine therefore has a reduced exhaust gas mass, it can be built smaller, so that both the required installation space and the costs are reduced. This also leads to a lower temperature after the turbine during a cold start. Downstream of the turbine, however, additional hot exhaust gas is led into the exhaust manifold, so that it is already in the first seconds after starting the internal combustion engine immediately before the catalytic converter. combustion of the hydrocarbons contained in the exhaust gas. This additional heat input in front of the catalytic converter more than compensates for the reduced exhaust gas temperature in front of the turbine, so that overall the catalytic converter heats up more quickly and, as a result, there is a reduction in raw emissions before the catalytic converter and exhaust gas emissions after the catalytic converter.
  • the special firing sequence 1-5-4-2-6-3-7-8 leads to subsequent ignition with a 90 ° offset on each cylinder bank. This disrupts the gas exchange with increasing load and speed.
  • a cylinder from the 90 ° offset of each cylinder bank (4 and 8) is bypassed past the turbine.
  • the engine speed range that can be used with the exhaust gas turbocharger is significantly expanded. Consumption and emissions, especially under full load, are also reduced by more than 10% compared to conventional arrangements due to a larger lambda (less enrichment of the mixture of all cylinders, but especially for cylinders 4 and 8).
  • the exhaust gas manifold comprises a first exhaust manifold common to all cylinders brought together in the exhaust manifold, and a housing for the turbine of the exhaust gas turbocharger integrated in the exhaust manifold.
  • the separate exhaust pipe has a second manifold for the at least one cylinder of the cylinder bank, and a T-shaped connector for the exhaust manifold. This arrangement is less prone to stress cracks.
  • the two manifolds each have at least one for simplified assembly Flange for connecting the exhaust manifold to the separate exhaust pipe.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a supercharged internal combustion engine in a V arrangement with eight cylinders and each having an exhaust manifold and a separate exhaust line per cylinder bank and
  • Fig. 2 is a spatial representation of an exhaust manifold and a separate exhaust pipe for a cylinder bank with four cylinders.
  • the internal combustion engine identified overall by 10, has two opposing cylinder banks 11, 12, each with 4 cylinders 1 to 8.
  • An intake line 13, 14 is provided for each cylinder bank 11, 12 for supplying combustion air to a compressor 21, 22.
  • pressure lines 32, 33 each lead, via a throttle valve 34, 35, the compressed combustion air separately to the cylinders 1 to 4 of the cylinder bank 11 and to the cylinders 5 to 8 of the cylinder bank 12 of the internal combustion engine 10.
  • the pressure lines 32, 33 can also lead the combustion air together through a single throttle valve into a common intake manifold for the cylinder banks 11 and 12.
  • an exhaust gas collection is provided for each cylinder bank 11, 12.
  • Line 15, 16 is provided for removing exhaust gases from cylinders 1-3 and 5-7.
  • an exhaust gas turbocharger 17, 18 is assigned to each cylinder bank 11, 12, the turbine 19, 20 being arranged in the exhaust gas manifold 15, 16 and the compressor 21, 22 in the intake line 13, 14 or a common intake line.
  • thermoreactor can be implemented with a first stage in the exhaust manifold 15, 16 in front of the turbine 19, 20 and a second stage downstream of the merging of the exhaust manifold 15, 16 and the separate exhaust line 23, 24.
  • Another advantage of the arrangement is that the exhaust gas back pressure is reduced and thus the necessary boost pressure can be designed lower.
  • Fig. 2 shows a spatial representation of the exhaust system of a cylinder bank.
  • This has a first exhaust manifold 25 common to all cylinders 1-3, 5-7 merged in the exhaust manifold 15, 16, and a housing 26 integrated in the exhaust manifold 25 for the exhaust gas turbocharger 17, 18.
  • the exhaust system has a second exhaust manifold 27 for a single cylinder 4, 8, and a T-shaped connector 28 for connection to the exhaust manifold 15, 16.
  • the second exhaust manifold 27 and the T-shaped connector 28 are made in one piece.
  • another, releasable or fixed connection between the second elbow 27 and the connector 28 can be provided.
  • connection of the two elbows 25, 27 to one another, as well as to the internal combustion engine 10 and the catalyst (not shown) is preferably also carried out via flange connections.
  • a first flange 29 is provided on the first elbow 25 downstream of the housing 26 and a second, corresponding flange 30 is provided on the T-shaped connecting piece 28.
  • the T-shaped connecting piece 28 has a further flange 31 at the downstream end for connection to the catalytic converter (not shown) or an exhaust system.
  • the first and second exhaust manifolds 25, 27 can also be connected to the cylinder bank 11, 12 of the internal combustion engine 10 via flange connections.
  • the use of two separate exhaust manifolds 25, 27 per cylinder bank 11, 12 has the advantage that the arrangement is less susceptible to stress cracks.
  • the invention is explained in the exemplary embodiment with reference to an internal combustion engine 10 in a V design with eight cylinders 1-8, but can also be used for internal combustion engines 10 with a different design and / or a different number of cylinders per cylinder bank 11, 12.
  • Which of the cylinders 1-8 is connected to the exhaust manifold 13, 14 via a separate exhaust line 23, 24 also depends in particular on the respective ignition sequence.
  • the last two cylinders 4, 8 of each cylinder bank 11, 12 are critical with regard to the gas exchange and are therefore provided with separate exhaust pipes 23, 24.
  • the arrangement is particularly simple. If required, however, each other cylinder 1-8 can also be provided with a separate exhaust line 23, 24.
  • two or more critical cylinders 1-8 per cylinder bank 11, 12 can be bypassed to the exhaust gas turbocharger 17, 18, a separate exhaust pipe 23, 24 being provided for each critical cylinder 1-8 can be or a separate exhaust pipe 23, 24 common for all critical cylinders 1-8.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine (10) mit mehreren, in zumindest einer Zylinderbank (11, 12) angeordneten Zylindern (1-8), vorzugsweise in V-Bauweise. Weiterhin ist ein Abgasturbolader (17, 18) mit einem in einer Ansaugleitung (13, 14) der Brennkraftmaschine (10) ange­ordneten Verdichter (21, 22) und einer in einer Abgassammel­leitung (15, 16) angeordneten Turbine (19, 20) vorgesehen. Erfindungsgemäß wird das Abgas mehrerer Zylinder (1-3, 5-7) der Zylinderbank (11, 12) in einer Abgassammelleitung (15, 16) zusammengefasst, während zumindest ein Zylinder (4, 8) der Zylinderbank (11, 12) eine separate Abgasleitung (23, 24) aufweist, die im Bypass zum Abgasturbolader (17, 18) geführt ist.

Description

DaimlerChrysler AG
Aufgeladene Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mehreren, in zumindest einer Zylinderbank angeordneten Zylindern, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der gattungsgemäßen DE 102 17 225 Al ist eine aufgeladene mehrzylindrige Brennkraftmaschine in V-Bauweise bekannt, bei der jeweils sechs Zylinder in getrennten Zylinderbänken zusammengefasst sind, wobei für jede Zylinderbank ein separater Abgasturbolader vorgesehen ist.
Insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit großem Hubraum muss der Abgasturbolader aufgrund der großen Abgasmassenströme sehr groß dimensioniert werden. Solche Abgasturbolader mit großen Volumenströmen haben aber aufgrund des begrenzten Bauraumes und meist nicht vorhandener Größe der Turbine den Nachteil eines hohen Abgasgegendrucks welcher den Verbrauch und die Emissionen unter Volllast verschlechtert. Anderseits hat die Turbine eine große Masse die das Abgas nach dem Kaltstart deutlich abkühlt und dadurch zu einer verzögerten Erwärmung des Katalysators führt, was wiederum zu ungünstigen Abgasemissionen nach dem Kaltstart führt.
Außerdem ist aus der DE 38 24 346 Al eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken bekannt, bei der eine Zylinderbank mit einem Abgasturbolader versehen ist, während die andere Zylinderbank als Saugmotor arbeitet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine aufgeladene Brenn¬ kraftmaschine mit reduziertem Abgasgegendruck und verbesser¬ ten Abgasemissionen zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
Diese Aufgabe wird durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß umfasst die aufgeladene Brennkraftmaschine mehrere, in zumindest einer Zylinderbank angeordnete Zylinder, eine Ansaugleitung zur Zuführung von Verbrennungs¬ luft zur Brennkraftmaschine, eine Abgassammelleitung zum Abführen von Abgasen aus mehreren Zylindern einer Zylinder¬ bank, und einen Abgasturbolader, dessen Turbine in der Abgas¬ sammelleitung und dessen Verdichter in der Ansaugleitung angeordnet ist. Weiterhin weißt zumindest ein Zylinder der Zylinderbank eine separate Abgasleitung auf, die stromab der Turbine des Abgasturboladers mit der Abgassammelleitung zusammengeführt ist.
Da an der Turbine somit eine reduzierte Abgasmasse anfällt kann diese kleiner gebaut werden, so dass sich sowohl der benötige Bauraum als auch die Kosten reduzieren. Zwar führt dies beim Kaltstart auch zu einer geringeren Temperatur nach der Turbine. Stromab der Turbine wird aber zusätzliches heißes Abgas in die Abgassammelleitung geleitet, so dass es bereits in den ersten Sekunden nach dem Start der Brennkraft¬ maschine unmittelbar vor dem Katalysator zu einer Nachver- brennung der im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe kommt. Durch diesen zusätzlichen Wärmeeintrag vor dem Katalysator wird die reduzierte Abgastemperatur vor der Turbine mehr als kompensiert, so dass es insgesamt zu einer schnelleren Aufheizung des Katalysators und damit verbunden zu einer Reduzierung der Rohemissionen vor dem Katalysator sowie der Abgasemissionen nach dem Katalysator kommt.
Insbesondere bei V-förmigen Achtzylindermotoren kommt es aufgrund der speziellen Zündfolge 1-5-4-2-6-3-7-8 zu einer nachfolgenden Zündung mit 90° Versatz auf jeder Zylinderbank. Dadurch wird der Gaswechsel bei steigender Last und Drehzahl gestört. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird daher jeweils ein Zylinder aus dem 90° Versatz jeder Zylinderbank (4 und 8) im Bypass an der Turbine vorbeigeführt. Dadurch wird der mit dem Abgasturbolader nutzbare Motordrehzahl¬ bereich deutlich erweitert. Auch der Verbrauch und die Emissionen, insbesondere unter Volllast werden bedingt durch ein größeres Lambda (geringere Anfettung des Gemisches aller Zylinder besonders aber bei Zylinder 4 und 8) um über 10% verglichen mit herkömmlichen Anordnungen verringert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Abgas¬ sammelleitung einen ersten, für alle in der Abgassammel¬ leitung zusammengeführten Zylinder gemeinsamen Abgaskrümmer, sowie ein in den Abgaskrümmer integriertes Gehäuse für die Turbine des Abgasturboladers. Weiterhin weist die separate Abgasleitung einen zweiten Krümmer für den zumindest einen Zylinder der Zylinderbank, sowie ein T-förmiges Anschluss¬ stück für die Abgassammelleitung auf. Diese Anordnung ist weniger anfällig für Spannungsrisse.
Zur vereinfachten Montage weisen die beiden Krümmer in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jeweils zumindest einen Flansch zur Verbindung der Abgassammelleitung mit der separaten Abgasleitung auf.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer aufgeladenen Brenn¬ kraftmaschine in V-Anordnung mit acht Zylindern und jeweils einer Abgassammelleitung und einer separaten Abgasleitung pro Zylinderbank und
Fig. 2 eine räumliche Darstellung einer Abgassammelleitung und einer separaten Abgasleitung für eine Zylinder¬ bank mit vier Zylindern.
Die insgesamt mit 10 gekennzeichnete Brennkraftmaschine weist zwei gegenüberliegende Zylinderbänke 11, 12 mit jeweils 4 Zylindern 1 bis 8 auf. Für jede Zylinderbank 11, 12 ist jeweils eine Ansaugleitung 13, 14 zur Zuführung von Ver¬ brennungsluft in einen Verdichter 21, 22 vorgesehen. Stromab der Verdichter 21, 22 führen Druckleitungen 32, 33 über jeweils eine Drosselklappe 34, 35 die verdichtete Ver¬ brennungsluft getrennt zu den Zylindern 1 bis 4 der Zylinder¬ bank 11 sowie zu den Zylindern 5 bis 8 der Zylinderbank 12 der Brennkraftmaschine 10. Alternativ (nicht dargestellt) können die Druckleitungen 32, 33 jedoch die Verbrennungsluft auch gemeinsam durch eine einzige Drosselklappe in ein gemeinsames Saugrohr für die Zylinderbänke 11 und 12 führen. Weiterhin ist für jede Zylinderbank 11, 12 eine Abgassammei- leitung 15, 16 zum Abführen von Abgasen aus den Zylindern 1-3 und 5-7 vorgesehen. Zusätzlich ist jeder Zylinderbank 11, 12 ein Abgasturbolader 17, 18 zugeordnet, wobei jeweils die Turbine 19, 20 in der Abgassammelleitung 15, 16 und der Verdichter 21, 22 in der Ansaugleitung 13, 14 oder einer gemeinsamen Ansaugleitung angeordnet ist.
Für die Zylinder 4 und 8 sind separate Abgasleitungen 23, 24 vorgesehen, die jeweils stromab der Turbine 19, 20 mit der Abgassammelleitung 15, 16 zusammengeführt sind.
Bei Turbo aufgeladenen Brennkraftmaschinen mit mehreren in einer Zylinderbank zusammengeführten Zylindern vor dem Turbolader kann es bei Zündfolgen, bei denen aufeinander folgende Zündungen jeweils nur um 90° versetzt sind, bei steigender Last und Drehzahl zu Störungen im Gaswechsel von je 2 Zylindern mit 90"Abstand pro Bank kommen. Dieses Problem tritt aufgrund der speziellen Zündreihenfolge 1-5-4-2-6-3-7-8 insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit acht Zylindern und einer V-Bauform auf, wobei hier der Gaswechsel der Zylinder 4 und 2 sowie der Zylinder 7 und 8 jeder Zylinderbank beeinträchtigt ist.
Um diese Beeinträchtigung zu beheben werden erfindungsgemäß nur drei der Zylinder 1-3, 5-7 in eine Abgassammelleitung 15, 16 zusammengefasst, während die Störung des Ladungswechsels durch die 90° Zündfolge mit Hilfe der separaten Abgasführung der Zylinder 4, 8 behoben wird. Das Abgas der Zylinder 4 und 8 wird dabei jeweils über eine separate Abgasleitung 23, 24 im Bypass zum Abgasturbolader 17, 18 geführt ist. Damit ist gewährleistet, dass sich die Abgasströme der Zylinder 4, 8 und die Abgasströme der jeweils anderen Zylinder 1-3, 5-7 nicht gegenseitig beeinflussen. Da der Abgasturbolader 17, 18 jeweils nur noch mit 75% der Abgasmenge - verglichen mit herkömmlichen Anordnungen - beaufschlagt ist und die Ladungswechselarbeit über die Zylinder kleiner wird, kann gleichzeitig die Turbine 19, 20 kleiner dimensioniert werden.
Durch diese Maßnahmen kann der für die Aufladung nutzbare Motordrehzahlbereich deutlich erweitert werden. Außerdem verringert sich bei höheren Motorlasten der Kraftstoff¬ verbrauch sowie die Emissionen bei gleichzeitiger Leistungs¬ erhöhung. Weiterhin werden durch eine bessere Gleichver¬ teilung der 8 Zylinderdrücke der Spitzendruck über alle 8 Zylinder trotz höherer Leistungsausbeute kleiner und dadurch die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine insgesamt erhöht. Die verkleinerte Turbine des Abgasturboladers führt zu einem reduzierten Bauraumbedarf und zu einer Reduzierung der Kosten. Außerdem werden der Warmlauf und damit verbunden auch das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine im Kaltstart ebenfalls verbessert.
Zwar resultiert aus der reduzierten Abgasmenge, welche der Turbine 19, 20 zugeführt wird, beim Kaltstart eine geringere Temperatur nach der Turbine 19, 20. Stromab der Turbine 19, 20 wird aber zusätzliches heißes Abgas direkt in die Abgas¬ anlage geleitet, so dass es bereits in den ersten Sekunden nach dem Start der Brennkraftmaschine 10 unmittelbar vor einem nicht dargestellten Katalysator zu einer Nachver¬ brennung der im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe kommt. Durch diesen zusätzlichen Wärmeeintrag vor dem Katalysator wird die reduzierte Abgastemperatur vor der Turbine 19, 20 mehr als kompensiert, so dass es insgesamt zu einer schnelleren Aufheizung des Katalysators und damit verbunden zu einer Reduzierung der Rohemissionen vor Katalysator und insgesamt der Abgasemissionen nach Katalysator kommt. Bei Ottomotoren lässt sich so ein zweistufiger Thermoreaktor realisieren mit einer ersten Stufe in der Abgassammelleitung 15, 16 vor der Turbine 19, 20 und einer zweiten Stufe stromab der Zusammenführung von Abgassammelleitung 15, 16 und separater Abgasleitung 23, 24.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, dass der Abgasgegendruck reduziert wird und somit auch der notwendige Ladedruck geringer ausgelegt werden kann.
Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung der Abgasanlage einer Zylinderbank. Diese weist einen ersten, für alle in der Abgassammelleitung 15, 16 zusammengeführten Zylinder 1-3, 5-7 gemeinsamen Abgaskrümmer 25, sowie ein in den Abgaskrümmer 25 integriertes Gehäuse 26 für den Abgasturbolader 17, 18 auf. Weiterhin weist die Abgasanlage einen zweiten Abgaskrümmer 27 für einen einzelnen Zylinder 4, 8, sowie ein T-förmiges Anschlussstück 28 für den Anschluss an die Abgassammelleitung 15, 16 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Abgaskrümmer 27 und das T-förmige Anschlussstück 28 einstückig ausgeführt. Alternativ kann auch eine andere, lösbare oder feste Verbindung zwischen dem zweiten Krümmer 27 und dem Anschlussstück 28 vorgesehen sein.
Die Verbindung der beiden Krümmer 25, 27 miteinander, sowie mit der Brennkraftmaschine 10 und dem nicht dargestellten Katalysator erfolgt vorzugsweise ebenfalls über Flanschver¬ bindungen. Hierzu ist am ersten Krümmer 25 stromab des Gehäuses 26 ein erster Flansch 29 und am T-förmigen Anschlussstück 28 ein zweiter, korrespondierender Flansch 30 vorgesehen. Außerdem weist das T-förmige Anschlussstück 28 am stromabseitigen Ende einen weiteren Flansch 31 zum Anschluss an den nicht dargestellten Katalysator oder eine Abgasanlage auf. Schließlich kann auch der Anschluss des ersten und des zweiten Abgaskrümmers 25, 27 mit der Zylinderbank 11, 12 der Brennkraftmaschine 10 über Flanschverbindungen erfolgen. Der Einsatz zweier separater Abgaskrümmer 25, 27 pro Zylinderbank 11, 12 hat den Vorteil, dass die Anordnung weniger anfällig für Spannungsrisse ist.
Die Erfindung ist im Ausführungsbeispiel anhand einer Brennkraftmaschine 10 in V-Bauform mit acht Zylindern 1-8 erläutert, kann aber auch für Brennkraftmaschinen 10 mit anderer Bauform und/oder anderer Zylinderzahl pro Zylinder¬ bank 11, 12 eingesetzt werden. Welcher der Zylinder 1-8 über eine separate Abgasleitung 23, 24 mit der Abgassammelleitung 13, 14 verbunden wird hängt insbesondere auch von der jeweiligen Zündfolge ab. Bei der dargestellten Ausführungs¬ form sind die beiden letzten Zylinder 4, 8 jeder Zylinderbank 11, 12 hinsichtlich des Gaswechsels kritisch und werden daher mit separaten Abgasleitungen 23, 24 versehen. In diesem Fall ergibt sich eine besonders einfache Anordnung. Bei Bedarf kann aber auch jeder andere Zylinder 1-8 mit einer separaten Abgasleitung 23, 24 versehen werden.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können auch zwei beziehungsweise mehrere kritische Zylinder 1-8 pro Zylinderbank 11, 12 im Bypass zum Abgasturbolader 17, 18 geführt werden, wobei hierzu jeweils eine separate Abgas¬ leitung 23, 24 pro kritischem Zylinder 1-8 vorgesehen werden kann oder auch eine separate Abgasleitung 23, 24 für alle kritischen Zylinder 1-8 gemeinsam.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Aufgeladene Brennkraftmaschine (10) mit mehreren, in zumindest einer Zylinderbank (11, 12) angeordneten Zylindern (1-8), mit einer Ansaugleitung (13, 14) zur Zuführung von Verbrennungsluft zur Brennkraftmaschine (10), mit einer Abgassammelleitung (15, 16) zum Abführen von Abgasen aus mehreren Zylindern (1-8) einer Zylinderbank (11, 12), und mit einem Abgasturbolader (17, 18), dessen Turbine (19, 20) in der Abgassammelleitung (15, 16) und dessen Verdichter (21, 22) in der Ansaugleitung (13, 14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zylinder (4, 8) der Zylinderbank (11, 12) eine separate Abgasleitung (23, 24) aufweist, die stromab der Turbine (19, 20) des Abgasturboladers (17, 18) mit der Abgassammelleitung (15, 16) zusammengeführt ist.
2. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine V-förmige Anordnung der Zylinder (1-8) in zwei Zylinderbänken (11, 12), wobei jede Zylinderbank (11, 12) eine Abgassammelleitung (15, 16) sowie zumindest eine separate Abgasleitung (23, 24) aufweist.
3. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der letzte Zylinder (4, 8) jeder Zylinder¬ bank (11, 12) eine separate Abgasleitung (23, 24) aufweist.
4. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Abgassammelleitung (15, 16) einen ersten, für alle in der Abgassammelleitung (15, 16) zusammengeführten Zylinder (1-3, 5-7) gemeinsamen Abgaskrümmer (25), sowie ein in den Abgaskrümmer (25) integriertes Gehäuse (26) für den Abgasturbolader (17, 18) umfasst.
5. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die separate Abgasleitung (23, 24) einen zweiten Abgaskrümmer (27) für den zumindest einen Zylinder (4, 8) der Zylinderbank (11, 12), sowie ein T-förmiges Anschlussstück (28) für die Abgassammelleitung (15, 16) aufweist.
6. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, die Abgassammelleitung (15, 16) stromab der Turbine (19, 20) einen ersten Flansch (29) aufweist, dass der zweite Abgaskrümmer (27) und das T-förmige Anschlussstück (28) einstückig ausgeführt sind und dass das T-förmige Anschlussstück (28) einen zweiten Flansch (30) zur Verbindung mit dem ersten Flansch (29) aufweist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008095656A1 (de) * 2007-02-10 2008-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage für eine brennkraftmaschine
DE102009030015A1 (de) 2009-06-23 2010-12-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mehrteiliger Abgaskrümmer
EP2333277A3 (de) * 2009-12-09 2014-10-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgaskrümmer für eine Brennkraftmaschine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047448B4 (de) 2008-09-16 2020-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasturbolader

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4452208A (en) * 1982-02-26 1984-06-05 Alfa Romeo Auto S.P.A. Modular multi-cylinder internal combustion engine with supercharging
GB2143580A (en) * 1983-07-21 1985-02-13 Nissan Motor Supercharging arrangement for multi-cylinder internal combustion engine
JPS61207826A (ja) * 1985-03-12 1986-09-16 Mazda Motor Corp 排気タ−ボ過給機付エンジン
JPS6355326A (ja) * 1986-08-26 1988-03-09 Mazda Motor Corp エンジンの排気装置
JPH0571356A (ja) * 1991-09-04 1993-03-23 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk ターボチヤージヤへの排気流制御装置
JPH05141256A (ja) * 1991-11-21 1993-06-08 Isuzu Motors Ltd ターボチヤージヤの制御装置
US5934070A (en) * 1996-06-28 1999-08-10 Daimler-Benz A.G. Exhaust gas turbocharger and exhaust gas manifold arrangement on an internal combustion engine
JP2000064868A (ja) * 1998-07-11 2000-02-29 Daimlerchrysler Ag 遮断されるシリンダを持つ過給可能な内燃機関
EP1083318A2 (de) * 1999-09-10 2001-03-14 Ford Global Technologies, Inc. Turboaufgeladene Brennkraftmaschine
JP2005291045A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Mazda Motor Corp ターボ式過給機付き多気筒エンジン

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2034312C3 (de) * 1970-07-10 1974-01-10 Aktiengesellschaft Kuehnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal Auspuffsystem für Sechszylinder-Reihen-Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
US3768248A (en) * 1971-12-27 1973-10-30 Caterpillar Tractor Co Exhaust manifolding
DE3312093A1 (de) * 1983-04-02 1984-10-04 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Mit einem abgasturbolader ausgeruestete brennkraftmaschine
US4514986A (en) * 1983-07-18 1985-05-07 Benson Steven R Double-chambered exhaust manifold
JPS6141034A (ja) * 1984-08-02 1986-02-27 Toyota Motor Corp V型8気筒四サイクル内燃機関
JPH0745829B2 (ja) * 1986-02-14 1995-05-17 マツダ株式会社 エンジンの過給装置
DE3824346A1 (de) 1988-07-19 1989-12-07 Daimler Benz Ag Brennkraftmaschine mit zwei zylinderbaenken
US5692375A (en) * 1996-12-11 1997-12-02 Ford Global Technologies, Inc. Bifurcated exhaust manifold for a V-type engine
SE508090C2 (sv) * 1996-12-17 1998-08-24 Volvo Ab Turboladdad förbränningsmotor
DE19737968C1 (de) * 1997-08-30 1998-12-10 Daimler Benz Ag Kraftstoffeinspritzanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
SE510714C2 (sv) * 1997-10-09 1999-06-14 Volvo Ab Turboladdad förbränningsmotor
AT5141U1 (de) * 2000-08-24 2002-03-25 Avl List Gmbh Viertakt-aussenbord-brennkraftmaschine zum antreiben eines wasserfahrzeuges
DE10154666A1 (de) * 2001-11-07 2003-05-28 Porsche Ag Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung
DE10217225B4 (de) 2002-04-18 2008-10-23 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Aufgeladene mehrzylindrige Brennkraftmaschine
FR2869352B1 (fr) * 2004-04-22 2008-07-18 Renault Sas Collecteur d'echappement pour moteur a combustion interne
WO2009051731A1 (en) * 2007-10-15 2009-04-23 Harbert Richard H Even fire 90° v12 ic engines, fueling and firing sequence controllers, and methods of operation by ps/p technology and ifr compensation by fuel feed control

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4452208A (en) * 1982-02-26 1984-06-05 Alfa Romeo Auto S.P.A. Modular multi-cylinder internal combustion engine with supercharging
GB2143580A (en) * 1983-07-21 1985-02-13 Nissan Motor Supercharging arrangement for multi-cylinder internal combustion engine
JPS61207826A (ja) * 1985-03-12 1986-09-16 Mazda Motor Corp 排気タ−ボ過給機付エンジン
JPS6355326A (ja) * 1986-08-26 1988-03-09 Mazda Motor Corp エンジンの排気装置
JPH0571356A (ja) * 1991-09-04 1993-03-23 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk ターボチヤージヤへの排気流制御装置
JPH05141256A (ja) * 1991-11-21 1993-06-08 Isuzu Motors Ltd ターボチヤージヤの制御装置
US5934070A (en) * 1996-06-28 1999-08-10 Daimler-Benz A.G. Exhaust gas turbocharger and exhaust gas manifold arrangement on an internal combustion engine
JP2000064868A (ja) * 1998-07-11 2000-02-29 Daimlerchrysler Ag 遮断されるシリンダを持つ過給可能な内燃機関
EP1083318A2 (de) * 1999-09-10 2001-03-14 Ford Global Technologies, Inc. Turboaufgeladene Brennkraftmaschine
JP2005291045A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Mazda Motor Corp ターボ式過給機付き多気筒エンジン

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 044 (M - 560) 10 February 1987 (1987-02-10) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 272 (M - 724) 28 July 1988 (1988-07-28) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 392 (M - 1450) 22 July 1993 (1993-07-22) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 530 (M - 1485) 24 September 1993 (1993-09-24) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 05 14 September 2000 (2000-09-14) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008095656A1 (de) * 2007-02-10 2008-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasanlage für eine brennkraftmaschine
US7950229B2 (en) 2007-02-10 2011-05-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Exhaust system for an internal combustion engine
DE102009030015A1 (de) 2009-06-23 2010-12-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mehrteiliger Abgaskrümmer
EP2333277A3 (de) * 2009-12-09 2014-10-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgaskrümmer für eine Brennkraftmaschine

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JP2008519931A (ja) 2008-06-12

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