DE102014019091A1

DE102014019091A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102014019091A1
Application number: DE102014019091.9A
Authority: DE
Inventors: Nils Brinkert; Alexander von Gaisberg-Helfenberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für einen Kraftwagen, mit einem von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren ersten Flut (18c), mit einer von Abgas durchströmbaren und zumindest teilweise von der ersten Flut (18c) fluidisch getrennten, zweiten Flut (18f), mit einer Ventileinrichtung (36), welche zwischen wenigstens einer Offenstellung, in welcher die Fluten (18c, 18f) an wenigstens einer Verbindungsstelle (V1, V2) über ein von Abgas durchströmbares Zwischenvolumen (38) fluidisch miteinander verbunden sind, und einer Schließstellung verstellbar ist, in welcher die Fluten (18c, 18f) an der Verbindungsstelle (V1, V2) fluidisch voneinander getrennt sind, mit wenigstens einer mit den Fluten (18c, 18f) fluidisch verbundenen Turbine (22) eines Abgasturboladers (24), und mit wenigstens einer Leitung (40), welche einerseits mit dem Zwischenvolumen (38) und andererseits stromab der Turbine (22) mit einem von Abgas durchströmbaren Kanal (34) fluidisch verbunden ist, wobei in der Leitung (40) wenigstens eine Drosselstelle (50) angeordnet ist, über welche das Zwischenvolumen (38) mit dem Kanal (34) fluidisch verbunden ist.The invention relates to an internal combustion engine (10) for a motor vehicle, with a first flow (18c) through which exhaust gas from the internal combustion engine can flow, with a second flow (18f) through which exhaust gas can flow and at least partially fluidically separated from the first flow (18c) a valve device (36) which is fluidically interconnected between at least one open position, in which the flows (18c, 18f) are fluidically connected to one another at at least one connection point (V1, V2) via an intermediate volume (38) through which exhaust gas can flow, in which the flows (18c, 18f) are fluidically separated from one another at the connection point (V1, V2), with at least one turbine (22) of an exhaust-gas turbocharger (24) fluidically connected to the flows (18c, 18f), and with at least one duct (40), which on the one hand with the intermediate volume (38) and on the other hand downstream of the turbine (22) with a through-flow of exhaust gas channel (34) fluidly is connected, wherein in the conduit (40) at least one throttle point (50) is arranged, via which the intermediate volume (38) is fluidically connected to the channel (34).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Die DE 10 2009 050 952 A1 offenbart einen Abgastrakt mit einem Abgaskrümmer und mit einem Zylinderkopf für einen ersten und zumindest einen zweiten, unmittelbar auf den ersten folgenden Zylinder aufweisende Verbrennungskraftmaschine, wobei der Abgastrakt zumindest zwei, jeweils einem Zylinder zugeordnete und innerhalb des Zylinderkopfes zumindest bereichsweise fluidisch voneinander getrennt verlaufende und in den Abgaskrümmer mündende Auslasskanäle aufweist. Dabei ist es vorgesehen, dass zumindest ein dem ersten Zylinder zugeordneter Auslasskanal mit zumindest einem dem zweiten Zylinder zugeordneten Auslasskanal zusammengeführt ist.The DE 10 2009 050 952 A1 discloses an exhaust tract with an exhaust manifold and with a cylinder head for a first and at least a second cylinder immediately following the first cylinder having internal combustion engine, the exhaust tract at least two, each associated with a cylinder and within the cylinder head at least partially fluidly separated from each other and running in the Exhaust manifold opening outlet channels. In this case, it is provided that at least one outlet channel assigned to the first cylinder is brought together with at least one outlet channel assigned to the second cylinder.

Ferner offenbart die US 8 196 403 B2 eine gattungsgemäße Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbare erste Flut sowie eine von Abgas durchströmbare zweite Flut auf, welche zumindest teilweise von der ersten Flut fluidisch getrennt ist. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner eine Ventileinrichtung, welche zwischen wenigstens einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist. In der Offenstellung sind die Fluten an wenigstens einer Verbindungsstelle über ein von Abgas durchströmbares Zwischenvolumen fluidisch miteinander verbunden, so dass beispielsweise Abgas von einer der Fluten in die andere Flut überströmen kann. In der Schließstellung sind die Fluten mittels der Ventileinrichtung und der Verbindungsstelle fluidisch voneinander getrennt, so dass an der Verbindungsstelle kein Abgas zwischen den Fluten überströmen kann. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine mit den Fluten fluidisch verbundene Turbine eines Abgasturboladers, so dass das Abgas mittels der Fluten zur Turbine geführt wird. Die Turbine ist somit von dem Abgas antreibbar. Üblicherweise umfasst der Abgasturbolader einen in einem Ansaugtrakt angeordneten Verdichter, wobei der Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine von Luft durchströmbar ist. Der Verdichter dient zum Verdichten der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft, so dass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine darstellbar ist. Dabei ist der Verdichter von der Turbine antreibbar, so dass im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden kann.Further, the US 8 196 403 B2 a generic internal combustion engine for a motor vehicle. The internal combustion engine has a first flow which can be flowed through by exhaust gas of the internal combustion engine as well as a second flow through which exhaust gas can flow which is at least partially fluidically separated from the first flow. The internal combustion engine further comprises a valve device, which is adjustable between at least one open position and a closed position. In the open position, the floods are fluidically connected to one another at at least one connection point via an intermediate volume through which exhaust gas can flow, so that, for example, exhaust gas can overflow from one of the flows into the other. In the closed position, the floods are fluidly separated from one another by means of the valve device and the connection point, so that no exhaust gas can flow over between the floods at the connection point. Furthermore, the internal combustion engine comprises at least one turbine of an exhaust gas turbocharger fluidly connected to the flows, so that the exhaust gas is guided by means of the floods to the turbine. The turbine is thus drivable by the exhaust gas. Usually, the exhaust gas turbocharger comprises a compressor arranged in an intake tract, wherein the intake tract of the internal combustion engine can be traversed by air. The compressor is used to compress the intake air flowing through the intake, so that a particularly efficient operation of the internal combustion engine can be displayed. In this case, the compressor can be driven by the turbine, so that energy contained in the exhaust gas can be used to compress the air.

Ferner ist wenigstens eine Leitung vorgesehen, welche einerseits mit dem Zwischenvolumen und andererseits stromab der Turbine mit einem von Abgas durchströmbaren Kanal fluidisch verbunden ist,Furthermore, at least one line is provided which is fluidically connected on the one hand to the intermediate volume and on the other hand downstream of the turbine with a passage through which exhaust gas can pass,

Es hat sich gezeigt, dass es an der Verbindungsstelle zu unerwünschten Undichtigkeiten kommen kann, wenn sich die Ventileinrichtung in ihrer Schließstellung befindet.It has been found that undesirable leaks can occur at the connection point when the valve device is in its closed position.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher übermäßige Undichtigkeiten an der Verbindungsstelle in der Schließstellung der Ventileinrichtung auf besonders einfache Weise vermieden werden können.It is therefore an object of the present invention to provide an internal combustion engine of the type mentioned, in which excessive leakage at the junction in the closed position of the valve device can be avoided in a particularly simple manner.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher die Fluten in der Schließstellung der Ventileinrichtung auf einfache Weise besonders gut abzudichten sind, so dass übermäßige Undichtigkeiten an der Verbindungsstelle in der Schließstellung der Ventileinrichtung auf einfache Weise vermieden werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der Leitung wenigstens eine Drosselstelle angeordnet ist, über welche das Zwischenvolumen mit dem Kanal fluidisch verbunden ist.To provide an internal combustion engine specified in the preamble of claim 1 species, in which the floods in the closed position of the valve device are easily sealed particularly well, so that excessive leakage at the junction in the closed position of the valve device can be easily avoided, It is inventively provided that in the line at least one throttle point is arranged, via which the intermediate volume is fluidically connected to the channel.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Ventileinrichtung in ihrer Schließstellung üblicherweise wechselseitig mit starken Druckpulsationen belastet wird. Dadurch wirken hochfrequente, starke Kräfte auf die Ventileinrichtung und beispielsweise wenigstens einen Ventilkörper, mittels welchem die Fluten an der Verbindungsstelle fluidisch voneinander getrennt werden. In Folge dieser hochfrequenten, starken Kräfte kann die Ventileinrichtung üblicherweise undicht und durch Materialermüdung beschädigt werden. Dadurch kann es zu Undichtigkeiten an der Verbindungsstelle kommen, obwohl sich die Ventileinrichtung in ihrer Schließstellung befindet. In der Folge kann Abgas unerwünschterweise zwischen den Fluten überströmen. Es wurde gefunden, dass solche unerwünschten und übermäßigen Undichtigkeiten beispielsweise durch einen sehr groß dimensionierten Aktor vermieden werden können, mittels welchem die Ventileinrichtung mit sehr hohen Kräften sicher und somit dicht in der Schließstellung gehalten wird. Ein solch groß dimensionierter Aktor bedeutet jedoch einen hohen Aufwand, so dass es zu einem hohen Bauraumbedarf und zu hohen Kosten der Verbrennungskraftmaschine kommt.The invention is based on the finding that the valve device in its closed position is usually mutually loaded with strong pressure pulsations. As a result, high-frequency, strong forces act on the valve device and, for example, at least one valve body, by means of which the flows at the connection point are fluidly separated from one another. As a result of these high-frequency, strong forces, the valve device can usually leak and be damaged by material fatigue. This can lead to leaks at the connection point, although the valve device is in its closed position. As a result, exhaust gas may undesirably overflow between the floods. It has been found that such unwanted and excessive leaks can be avoided for example by a very large-sized actuator, by means of which the valve device is held with very high forces safely and thus close in the closed position. However, such a large-sized actuator means a lot of effort, so that it comes to a high space requirement and high cost of the internal combustion engine.

Um nun in der Schließstellung der Ventileinrichtung unerwünschte und übermäßige Undichtigkeiten an der Verbindungsstelle auf einfache Weise zu vermeiden, so dass insbesondere die Teilanzahl, die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden können, sind die Fluten über das Zwischenvolumen miteinander verbunden beziehungsweise miteinander verbindbar, wobei in diesem Zwischenvolumen der Druck bei voneinander getrennten Fluten abgesenkt beziehungsweise gering gehalten werden kann. Sind die Fluten an der Verbindungsstelle mittels der Ventileinrichtung voneinander getrennt, das heißt befindet sich die Ventileinrichtung in ihrer Schließstellung, so kann eine positive Druckdifferenz zwischen den jeweiligen Fluten und dem Zwischenvolumen eingestellt werden, so dass bei entsprechender Gestaltung die Ventileinrichtung selbstverstärkend von dieser positiven Druckdifferenz in der Schließstellung gehalten wird. Dadurch kann die Ventileinrichtung auf einfache Weise, das heißt ohne den Einsatz eines sehr groß dimensionierten Aktors sicher in der Schließstellung gehalten werden, so dass übermäßige Undichtigkeiten vermieden werden können. Die Gefahr eines selbsttätigen Öffnens der Ventileinrichtung besteht nicht. Ferner können übermäßige, auf die Ventileinrichtung beziehungsweise jeweilige Ventilkörper der Ventileinrichtung wirkende Wechselbelastungen vermieden werden, so dass übermäßiger Verschleiß der Ventileinrichtung und daraus resultierende Undichtigkeiten vermieden werden können.In order now in the closed position of the valve device unwanted and excessive To avoid leaks at the junction in a simple manner, so that in particular the number of parts, the cost, weight and space requirements of the internal combustion engine can be kept low, the floods on the intermediate volume are connected to each other or connected to each other, in this intermediate volume of the pressure at can be lowered or kept small from each other separate floods. Are the floods separated at the junction by means of the valve means, that is, the valve means is in its closed position, so a positive pressure difference between the respective floods and the intermediate volume can be adjusted, so that with appropriate design, the valve means self-reinforcing of this positive pressure difference in the closed position is held. As a result, the valve device can be held securely in the closed position in a simple manner, that is to say without the use of a very large-dimensioned actuator, so that excessive leaks can be avoided. The danger of an automatic opening of the valve device does not exist. Furthermore, excessive, acting on the valve means or respective valve body of the valve device alternating loads can be avoided, so that excessive wear of the valve device and resulting leaks can be avoided.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, mit zwei zumindest teilweise fluidisch voneinander getrennten Fluten, die in einer Offenstellung einer Ventileinrichtung über ein von Abgas durchströmbares Zwischenvolumen fluidisch miteinander verbunden sind, wobei wenigstens eine Leitung vorgesehen ist, welche einerseits mit dem Zwischenvolumen und andererseits stromab einer Turbine mit einem von Abgas durchströmbaren Kanal fluidisch verbunden ist; und 1 a schematic representation of an internal combustion engine for a motor vehicle, with two at least partially fluidly separated floods, which are fluidly connected to each other in an open position of a valve means via an exhaust gas permeable intermediate volume, wherein at least one line is provided which on the one hand with the intermediate volume and on the other downstream a turbine is fluidly connected to a channel through which exhaust gas can flow; and

2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Verbrennungskraftmaschine gemäß 1. 2 Sectionally a schematic sectional view of the internal combustion engine according to 1 ,

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 10 für einen Kraftwagen, wobei die Verbrennungskraftmaschine 10 als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Von der Verbrennungskraftmaschine 10 ist in 1 ein Zylinderkopf 12 erkennbar. Wie anhand des Zylinderkopfes 12 erkennbar ist, weist die Verbrennungskraftmaschine 10 zumindest vier unmittelbar aufeinander folgende und in Reihe angeordnete Zylinder auf, wobei der Zylinderkopf 12 je Zylinder ein Brennraumdach 14a–d aufweist. Ferner weist der Zylinderkopf 12 je Zylinder zwei Auslasskanäle 16a–h auf, welche von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbar sind. Das Brennraumdach 14a ist einem ersten der Zylinder, das Brennraumdach 14b einem zweiten der Zylinder, das Brennraumdach 14c einem dritten der Zylinder und das Brennraumdach 14d dem vierten Zylinder zugeordnet. 1 shows an internal combustion engine 10 for a motor vehicle, the internal combustion engine 10 is designed as a reciprocating internal combustion engine. From the internal combustion engine 10 is in 1 a cylinder head 12 recognizable. As based on the cylinder head 12 can be seen, the internal combustion engine 10 at least four immediately successive and arranged in series cylinder, wherein the cylinder head 12 each cylinder a combustion chamber roof 14a -D. Furthermore, the cylinder head 12 two outlet channels per cylinder 16a -H on which of the exhaust gas of the internal combustion engine can be flowed through. The combustion chamber roof 14a is a first of the cylinders, the combustion chamber roof 14b a second of the cylinders, the combustion chamber roof 14c a third of the cylinders and the combustion chamber roof 14d assigned to the fourth cylinder.

Die Auslasskanäle 16a und 16b sind dem ersten Zylinder zugeordnet und demzufolge von Abgas aus dem ersten Zylinder durchströmbar. Die Auslasskanäle 16c und 16d sind dem zweiten Zylinder zugeordnet und demzufolge von Abgas aus dem zweiten Zylinder durchströmbar. Die Auslasskanäle 16e und 16f sind dem dritten Zylinder zugeordnet und demzufolge von Abgas aus dem dritten Zylinder durchströmbar, wobei die Auslasskanäle 16g und 16h dem vierten Zylinder zugeordnet und demzufolge von Abgas aus dem vierten Zylinder durchströmbar sind. Aus 1 ist erkennbar, dass die Auslasskanäle 16b und 16c, die Auslasskanäle 16d und 16e und die Auslasskanäle 16f und 16g jeweils zusammengeführt sind.The outlet channels 16a and 16b are assigned to the first cylinder and therefore can be flowed through by exhaust gas from the first cylinder. The outlet channels 16c and 16d are assigned to the second cylinder and thus can be flowed through by exhaust gas from the second cylinder. The outlet channels 16e and 16f are associated with the third cylinder and therefore exhaust gas from the third cylinder can be flowed through, wherein the outlet channels 16g and 16h assigned to the fourth cylinder and therefore can be flowed through by exhaust gas from the fourth cylinder. Out 1 it can be seen that the outlet channels 16b and 16c , the outlet channels 16d and 16e and the outlet channels 16f and 16g each are merged.

Dabei sind die Auslasskanäle 16b und 16c zu einer ersten Flut 18a, die Auslasskanäle 16d und 16e zu einer zweiten Flut 18b und die Auslasskanäle 16f und 16g zu einer dritten Flut 18c zusammengeführt. Dabei sind die Fluten 18a und 18c wiederum zu einer vierten Flut 18d zusammengeführt. Der Auslasskanal 16a mündet in eine fünfte Flut 18e und der Auslasskanal 16h mündet in eine sechste Flut 18f, wobei die Fluten 18b, 18e und 18f zu einer siebten Flut 18g zusammengeführt sind.These are the outlet channels 16b and 16c to a first flood 18a , the outlet channels 16d and 16e to a second flood 18b and the outlet channels 16f and 16g to a third flood 18c merged. Here are the floods 18a and 18c turn to a fourth flood 18d merged. The outlet channel 16a flows into a fifth flood 18e and the outlet channel 16h leads to a sixth flood 18f , where the floods 18b . 18e and 18f to a seventh flood 18g are merged.

Die Fluten 18a–g verlaufen in einem im Ganzen mit 20 bezeichneten Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine 10, wobei im Abgastrakt 20 eine Turbine 22 eines im Ganzen mit 24 bezeichneten Abgasturboladers angeordnet ist. Die Turbine 22 weist ein Turbinenrad 26 auf, welche mit einer Welle 28 drehfest verbunden ist. In einem von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt ist ein Verdichter 30 des Abgasturboladers 24 angeordnet. Über den Ansaugtrakt saugt die Verbrennungskraftmaschine 10 Luft an, wobei die den Ansaugtrakt durchströmende Luft mittels des Verdichters 30 verdichtet wird. Hierzu umfasst der Verdichter 30 ein Verdichterrad 32, welches ebenfalls mit der Welle 28 drehfest gekoppelt ist. Dadurch ist das Verdichterrad 32 über die Welle 28 vom Turbinenrad 26 antreibbar. Das Turbinenrad 26 ist beispielsweise in einem Turbinengehäuse der Turbine 22 angeordnet. Dabei ist die Turbine als zweiflutige Turbine ausgebildet, wobei das Turbinengehäuse zwei Turbinenfluten aufweist. Eine der Turbinenfluten ist fluidisch mit der Flut 18d verbunden, so dass das die Flut 18d durchströmende Abgas aus der Flut 18d ausströmen und in die eine korrespondierende Turbinenflut einströmen kann. Die andere Turbinenflut ist mit der Flut 18g fluidisch verbunden, so dass das die Flut 18g durchströmende Abgas aus der Flut 18g ausströmen und in die korrespondierende andere Turbinenflut einströmen kann. Über die Turbinenfluten wird das Abgas zum Turbinenrad 26 geleitet, welches von dem Abgas angetrieben wird. Dadurch wird im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der der Verbrennungskraftmaschine 10 zuzuführenden Luft verwendet, so dass sich ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren lässt. Die Fluten 18a–g sind zumindest teilweise fluidisch voneinander getrennt.The floods 18a -G are in one go as a whole 20 designated exhaust tract of the internal combustion engine 10 , being in the exhaust tract 20 a turbine 22 one with the whole 24 designated exhaust gas turbocharger is arranged. The turbine 22 has a turbine wheel 26 on which with a wave 28 rotatably connected. In an air-flowable intake tract is a compressor 30 the exhaust gas turbocharger 24 arranged. About the intake tract sucks the internal combustion engine 10 Air, wherein the air flowing through the intake by means of the compressor 30 is compressed. This includes the compressor 30 a compressor wheel 32 , which also with the wave 28 rotatably coupled. This is the compressor wheel 32 over the wave 28 from the turbine wheel 26 drivable. The turbine wheel 26 is for example in a turbine housing of the turbine 22 arranged. In this case, the turbine is designed as a double-flow turbine, wherein the turbine housing has two turbine flows. One of the turbine floods is fluid with the flood 18d connected, so that's the tide 18d flowing exhaust gas from the tide 18d flow out and into which a corresponding turbine flood can flow. The other turbine torrent is with the tide 18g fluidly connected, so that's the tide 18g flowing exhaust gas from the tide 18g can flow out and flow into the corresponding other turbine flood. Turbine floods turn the exhaust gas into a turbine wheel 26 passed, which is driven by the exhaust gas. Thereby, energy contained in the exhaust gas for compressing the internal combustion engine 10 used to supply air, so that a particularly efficient operation of the internal combustion engine 10 can be realized. The floods 18a -G are at least partially fluidly separated.

Der Abgastrakt 20 weist ferner einen stromab der Turbine 22 verlaufenden und von dem Abgas durchströmbaren Kanal 34 auf, über welchen das Abgas von der Turbine 22 abgeführt wird. Darunter ist zu verstehen, dass der Kanal 34 stromab des Turbinenrads 26 verläuft, wobei der Kanal 34 zumindest teilweise durch das Turbinengehäuse gebildet sein kann.The exhaust tract 20 also has a downstream of the turbine 22 extending and permeable by the exhaust gas channel 34 over which the exhaust gas from the turbine 22 is dissipated. By this is meant that the channel 34 downstream of the turbine wheel 26 runs, with the channel 34 may be formed at least partially by the turbine housing.

Das Abgas wird durch die Turbine 22, insbesondere das Turbinenrad 26, entspannt, so dass das Abgas stromauf der Turbine 22 beziehungsweise des Turbinenrads 26 einen höheren Druck aufweist als stromab der Turbine 22 beziehungsweise stromab des Turbinenrads 26. Somit weist das Abgas im Kanal 34 einen geringeren Druck als in den Fluten 18d und 18g auf. Der stromauf der Turbine 22 beziehungsweise des Turbinenrads 26 in den Fluten 18d und 18g herrschende Druck des Abgases wird auch mit p3 bezeichnet, wobei der im Kanal 34 herrschende Druck des Abgases üblicherweise mit p4 bezeichnet wird.The exhaust gas is passing through the turbine 22 , in particular the turbine wheel 26 , relaxed, so that the exhaust gas upstream of the turbine 22 or the turbine wheel 26 has a higher pressure than downstream of the turbine 22 or downstream of the turbine wheel 26 , Thus, the exhaust gas in the channel 34 a lower pressure than in the floods 18d and 18g on. The upstream of the turbine 22 or the turbine wheel 26 in the floods 18d and 18g prevailing pressure of the exhaust gas is also referred to as p3, where in the channel 34 prevailing pressure of the exhaust gas is usually referred to as p4.

Aus 1 ist besonders gut in Zusammenschau mit 2 erkennbar, dass die Verbrennungskraftmaschine eine Ventileinrichtung 36 aufweist, welche zwischen wenigstens einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist. In der Offenstellung sind die Fluten 18c und 18f beziehungsweise 18d und 18g an Verbindungsstellen V1 und V2 fluidisch miteinander verbunden. In der Schließstellung jedoch sind die Fluten 18c und 18f beziehungsweise 18d und 18g mittels der Ventileinrichtung 36 an den Verbindungsstellen V1 und V2 fluidisch voneinander getrennt. Dies bedeutet, dass die Ventileinrichtung 36 die Verbindungsstellen V2 und V2 in der Offenstellung freigibt und in der Schließstellung fluidisch versperrt. Somit kann beispielsweise in der Offenstellung Abgas von einer der Fluten 18c und 18f in die andere Flut 18f beziehungsweise 18c überströmen.Out 1 is especially good in synopsis with 2 recognizable that the internal combustion engine is a valve device 36 which is adjustable between at least one open position and a closed position. In the open position are the floods 18c and 18f respectively 18d and 18g fluidly connected to each other at connection points V1 and V2. In the closed position, however, are the floods 18c and 18f respectively 18d and 18g by means of the valve device 36 fluidly separated from each other at the connection points V1 and V2. This means that the valve device 36 the connection points V2 and V2 releases in the open position and fluidly blocked in the closed position. Thus, for example, in the open position, exhaust gas from one of the floods 18c and 18f into the other tide 18f respectively 18c overflow.

Um nun in der Schließstellung der Ventileinrichtung 36 übermäßige Undichtigkeiten an den Verbindungsstellen V1 und V2 auf besonders einfache Weise zu vermeiden, sind die Fluten 18f und 18c in der Offenstellung über ein von Abgas durchströmbares Zwischenvolumen 38 miteinander verbunden. Ferner ist eine Leitung 40 vorgesehen, welche einerseits beziehungsweise einenends mit dem Zwischenvolumen 38 und andererseits beziehungsweise anderenends mit dem Kanal 34 an einer stromab der Turbine 22, das heißt des Turbinenrads 26, angeordneten Koppelstelle K fluidisch verbunden ist.In order now in the closed position of the valve device 36 To avoid excessive leaks at the connection points V1 and V2 in a particularly simple manner, the floods 18f and 18c in the open position via an intermediate volume through which exhaust gas can flow 38 connected with each other. Further, a line 40 provided, on the one hand or at one end with the intermediate volume 38 and on the other hand or at the other end with the channel 34 at a downstream of the turbine 22 that is the turbine wheel 26 , arranged coupling point K is fluidly connected.

Ferner umfasst die Ventileinrichtung 36 je Flut 18c und 18f ein besonders gut aus 2 erkennbares Ventilelement 42 und 44. Das Ventilelement 42 ist zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verstellbar. In der Schließstellung ist die Flut 18f mittels des Ventilelements 42 fluidisch von dem Zwischenvolumen 38 getrennt, da das Ventilelement 42 die der Flut 18f zugeordnete Verbindungsstelle V1 versperrt. In der Offenstellung jedoch gibt das Ventilelement 42 die Verbindungsstelle V1 frei, so dass die Flut 18f in der Offenstellung des Ventilelements 42 fluidisch mit dem Zwischenvolumen 38 verbunden ist.Furthermore, the valve device comprises 36 each flood 18c and 18f a particularly good one 2 recognizable valve element 42 and 44 , The valve element 42 is adjustable between a closed position and at least one open position. In the closed position is the tide 18f by means of the valve element 42 fluidic of the intermediate volume 38 disconnected as the valve element 42 the flood 18f assigned junction V1 blocked. In the open position, however, there is the valve element 42 the junction V1 free, so the tide 18f in the open position of the valve element 42 fluidic with the intermediate volume 38 connected is.

Analoges gilt für das Ventilelement 44. Das Ventilelement 44 ist zwischen wenigstens einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar. In der Schließstellung ist die Flut 18c mittels des Ventilelements 44 von dem Zwischenvolumen 38 fluidisch getrennt, da das Ventilelement 44 die der Flut 18c zugeordnete Verbindungsstelle V2 fluidisch versperrt. In der Offenstellung des Ventilelements 44 gibt das Ventilelement 44 die Verbindungsstelle V2 frei, so dass die Flut 18c in der Offenstellung des Ventilelements 44 an der Verbindungsstelle V2 mit dem Zwischenvolumen 38 fluidisch verbunden ist.The same applies to the valve element 44 , The valve element 44 is adjustable between at least one open position and a closed position. In the closed position is the tide 18c by means of the valve element 44 from the intermediate volume 38 fluidly separated, since the valve element 44 the flood 18c associated junction V2 fluidly blocked. In the open position of the valve element 44 gives the valve element 44 the junction V2 free, so the tide 18c in the open position of the valve element 44 at the junction V2 with the intermediate volume 38 is fluidically connected.

Zum Bewegen der Ventilelemente 42 und 44 zwischen der jeweiligen Offenstellung der jeweiligen Schließstellung ist beispielsweise eine Stelleinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Ventilelemente 42 und 44 entgegen eines jeweiligen Federelements 46 und 48 geöffnet werden können. Hierzu übt die Stelleinrichtung eine jeweilige Kraft auf die Ventilelemente 42 und 44 aus. Wird das durch die Stelleinrichtung bewirkte Ausüben der Kraft beendet, so dass die Stelleinrichtung die Ventilelemente 42 und 44 nicht mehr mit der Kraft beaufschlägt, so können sich die Federelemente 46 und 48 entspannen und dadurch die Ventilelemente 42 und 44 aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegen.To move the valve elements 42 and 44 between the respective open position of the respective closed position, for example, an adjusting device is provided, by means of which the valve elements 42 and 44 against a respective spring element 46 and 48 can be opened. For this purpose, the adjusting device exerts a respective force on the valve elements 42 and 44 out. Will that be done by the Control device effected exerting the force stops, so that the adjusting device, the valve elements 42 and 44 no longer charged with the force, so can the spring elements 46 and 48 relax and thereby the valve elements 42 and 44 move from the open position to the closed position.

Um die Teileanzahl, die Kosten und den Bauraumbedarf der Verbrennungskraftmaschine 10 besonders gering zu halten, ist vorzugsweise ein den Ventilelementen 42 und 44 gemeinsamer Aktor der Stelleinrichtung vorgesehen, so dass die Ventilelemente 42 und 44 mittels des gemeinsamen Aktors verstellbar, insbesondere öffenbar sind. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der gemeinsame Aktor beide Ventilelemente 42 und 44, welche Teilventile darstellen, gemeinsam öffnet.To the number of parts, the cost and space requirements of the internal combustion engine 10 To keep particularly low, is preferably a the valve elements 42 and 44 provided common actuator of the adjusting device, so that the valve elements 42 and 44 adjustable by means of the common actuator, in particular openable. It can preferably be provided that the common actuator both valve elements 42 and 44 , which represent part valves, opens together.

Darüber hinaus ist in der Leitung 40 eine besonders gut aus 2 erkennbare Drosselstelle 50 angeordnet, durch welche eine Drossel 52 in der Leitung 40 gebildet ist. Sind die Fluten 18c und 18f mittels der Ventileinrichtung 36 fluidisch voneinander getrennt, das heißt befindet sich die Ventileinrichtung 36 in ihrer Schließstellung, so stellt sich im Zwischenvolumen 38 der Druck p4 ein. Bei an den Verbindungsstellen V1 und V2 fluidisch miteinander getrennten Fluten 18c und 18f, das heißt in der Offenstellung der Ventileinrichtung 36, ist das Zwischenvolumen 38 aufgrund der durch die Drosselstelle 50 beziehungsweise die Drossel 52 gewirkten Drosselung hinreichend von dem im Kanal 34 herrschenden Druck p4 abgetrennt.In addition, is in the line 40 a particularly good one 2 recognizable throttle point 50 arranged, through which a throttle 52 in the pipe 40 is formed. Are the floods 18c and 18f by means of the valve device 36 fluidly separated from each other, that is, the valve device is located 36 in its closed position, it turns into the intermediate volume 38 the pressure p4. When at the junctions V1 and V2 fluidly separated floods 18c and 18f that is, in the open position of the valve device 36 , is the intermediate volume 38 due to the throttle point 50 or the throttle 52 Knitted throttling sufficiently from that in the channel 34 prevailing pressure p4 separated.

Insgesamt ist es so möglich, in der Schließstellung der Ventileinrichtung 36 eine positive Druckdifferenz zwischen den jeweiligen Fluten 18c und 18f und dem Zwischenvolumen 38 zu realisieren, so dass das jeweiligen Ventilelement 42 und 44 selbstverstärkend durch diese Druckdifferenz in der jeweiligen Schließstellung gehalten wird. Eine Gefahr, dass sich die Ventilelemente 42 und 44 selbständig öffnen, kann besonders gering gehalten werden. Dadurch können die Ventilelemente 42 und 44 besonders sicher und stabil in der Schließstellung gehalten werden, ohne dass hierzu der Aktor besonders groß dimensioniert werden müsste. Darüber hinaus können auf die Ventilelemente 42, 44 wirkende Wechselbelastungen vermieden werden, so dass der Verschleiß und daraus resultierende, übermäßige Undichtigkeiten an den Verbindungsstellen V1 und V2 in der Schließstellung der Ventileinrichtung 36 vermieden werden können. Da die Ventilelemente 42 und 44 aufgrund der genannten Druckdifferenz selbstdichtend sind und in der Schließstellung gehalten werden, muss vom Aktor keine Haltekraft zum Halten der Ventilelemente 42 und 44 in der Schließstellung auf die Ventilelemente 42 und 44 aufgebracht werden.Overall, it is possible in the closed position of the valve device 36 a positive pressure difference between the respective floods 18c and 18f and the intermediate volume 38 to realize so that the respective valve element 42 and 44 self-reinforcing is held by this pressure difference in the respective closed position. A danger that the valve elements 42 and 44 open independently, can be kept very low. This allows the valve elements 42 and 44 be kept particularly secure and stable in the closed position, without requiring the actuator to be particularly large dimensions. In addition, on the valve elements 42 . 44 acting alternating loads are avoided, so that the wear and resulting, excessive leaks at the connection points V1 and V2 in the closed position of the valve device 36 can be avoided. As the valve elements 42 and 44 due to said pressure difference are self-sealing and are held in the closed position, the actuator no holding force to hold the valve elements 42 and 44 in the closed position on the valve elements 42 and 44 be applied.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009050952 A1 [0002]
US 8196403 B2 [0003]

Claims

Internal combustion engine ( 10 ) for a motor vehicle, with a first of which exhaust gas from the internal combustion engine through-flow ( 18c ), with a flow through of exhaust gas and at least partially from the first flood ( 18c ) fluidly separated, second flood ( 18f ), with a valve device ( 36 ), which between at least one open position, in which the floods ( 18c . 18f ) at at least one connection point (V1, V2) via an intermediate volume through which exhaust gas can flow ( 38 ) are fluidically interconnected, and a closed position is adjustable, in which the floods ( 18c . 18f ) at the connection point (V1, V2) are fluidically separated from each other, with at least one with the floods ( 18c . 18f ) fluidly connected turbine ( 22 ) of an exhaust gas turbocharger ( 24 ), and with at least one line ( 40 ), which on the one hand with the intermediate volume ( 38 ) and on the other hand downstream of the turbine ( 22 ) with a through-flow of exhaust gas channel ( 34 ) is fluidically connected, characterized in that in the line ( 40 ) at least one throttle point ( 50 ) is arranged, via which the intermediate volume ( 38 ) with the channel ( 34 ) is fluidly connected.

Internal combustion engine ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the valve device ( 36 ) per flood ( 18c . 18f ) a valve element ( 42 . 44 ), which between a closed position, in which the respective flood ( 18c . 18f ) of the intermediate volume ( 38 ) is fluidically separated, and at least one open position is adjustable, in which the respective flood ( 18c . 18f ) with the intermediate volume ( 38 ) is fluidly connected.

Internal combustion engine ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the valve elements ( 42 . 44 ) is assigned a common actuator, by means of which the valve elements ( 42 . 44 ) are movable.