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EP 2 369 161 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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10.04.2019 Patentblatt 2019/15 |
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Anmeldetag: 03.02.2011 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Abgasabströmanordnung
Exhaust discharge assembly
Agencement d'écoulement de gaz d'échappement
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
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Priorität: |
26.03.2010 DE 102010012873
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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28.09.2011 Patentblatt 2011/39 |
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Patentinhaber: Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft |
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80809 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Kastenhuber, Thomas
4490, St. Florian (AT)
- Mayr, Karl
4441, Behamberg (AT)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 2 123 892 WO-A2-2004/090297 DE-A1-102007 057 755 DE-A1-102008 058 852 US-A- 2 664 864
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EP-A2- 1 006 272 WO-A2-2007/105108 DE-A1-102007 058 754 JP-A- 2007 187 110 US-A1- 2008 110 431
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Abgasabströmanordnung für eine mehrzylindrige Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit einem Zylinderkopf umfassend wenigstens einen Ventil-Auslasskanal je Zylinder,
wobei ein einziger Ventil-Auslasskanal eines Zylinders einen Zylinder-Auslasskanal
bildet oder mehrere Ventil-Auslasskanäle eines Zylinders innerhalb des Zylinderkopfs
zu einem Zylinder-Auslasskanal zusammengeführt sind, wobei wenigstens zwei Zylinder-Auslasskanäle
innerhalb des Zylinderkopfs zu einem Zylinderkopf-Auslasskanal zusammengeführt sind,
und einem Abgaskrümmer mit einem ersten Abgas-Aufnahmekanal zur unmittelbaren Aufnahme
von Abgasen mehrerer Zylinder und wenigstens einem weiteren Abgas-Aufnahmekanal zur
unmittelbaren Aufnahme von Abgasen mehrerer Zylinder, wobei ein Gasübertritt vom Zylinderkopf
zum Abgaskrümmer zylinderkopfauslasskanalabhängig individuell gerichtet erfolgt.
[0002] Üblicherweise werden bei mehrzylindrigen Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen mit mehreren
Ventil-Auslasskanälen je Zylinder zunächst innerhalb des Zylinderkopfs jeweils die
Ventil-Auslasskanäle zylinderweise zusammengeführt und dann in Zylinder-Auslasskanälen
aus dem Zylinderkopf geführt und einem Abgaskrümmer zugeleitet. Dabei liegen die Achsen
der Ventil-Auslasskanäle ventilseitig zumindest annähernd in Zylinderachsrichtung,
in Abströmrichtung erfolgt innerhalb des Zylinderkopfs eine zumindest annähernde 90°-Umlenkung,
sodass ein Übertritt aus dem Zylinderkopf zum Abgaskrümmer zumindest annähernd senkrecht
zur Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Anschlussebene erfolgt. Bei nebeneinander liegenden
Zylindern ist eine derartige Abgasstromführung identisch für jeden Zylinder vorgesehen.
Demzufolge weist der Abgaskrümmer für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine einen
Abgas-Aufnahmekanal auf. Im Krümmer erfolgt eine Zusammenführung der Abgaströme der
einzelnen Zylinder sowie eine Umlenkung und Führung in die erforderliche Richtung.
Eine Übergabe der Abgasströme von Zylinderkopf zum Abgaskrümmer ist an der Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Ebene
orientiert derart, dass ein Abgasübertritt in etwa senkrecht zu dieser Ebene erfolgt.
Ein derartiger Zylinderkopf geht beispielsweise aus der
DE 35 16 453 A1 hervor.
[0003] Nachteilig ist dabei die vergleichsweise lange und verlustbehaftete Strömungsführung.
Da bei Verschraubung des Abgaskrümmers am Zylinderkopf die Zugänglichkeit der Verschraubungen
gewährleistet sein muss, ergeben sich weitere Einschränkungen der Gestaltungsfreiheit
bei der Strömungsführung. Insbesondere, wenn der Abgasstrom einem Abgasturbolader
zugeleitet werden soll, ist der Verlust kinetischer Abgasenergie nachteilig. In thermischer
Hinsicht ergeben sich insbesondere in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine Nachteile,
da aufgrund der langen Strömungswege Wärme verloren geht, sodass sich die zur Erreichung
der Betriebstemperatur eines Katalysators erforderliche Zeit verlängert. Zudem führt
die im verlängerten Strömungsweg abstrahlende Wärme zu einer hohen thermischen Belastung
der umliegenden Bauteile. Die langen Strömungswege verursachen auch eine erhöhte akustische
Emission. Schließlich ergeben sich aufgrund der langen Strömungswege beim Aufheizen
und Abkühlen der Abgasanlage aufgrund thermischer Ausdehnung erhebliche Verschiebelängen
und damit Spannungen, welche umso schwieriger auszugleichen sind, je länger der Abgaskrümmer
baut. Nicht zuletzt sind mit einer langen Strömungsführung Bauraumnachteile verbunden.
[0004] Aus der
EP 1 006 272 A2 ist eine Zylinderkopfstruktur in einem Mehrzylindermotor bekannt, umfassend: einen
Sammelauslasskanal, der aus Auslasskanalabschnitten gebildet ist, die sich jeweils
von einer Mehrzahl entlang einer Zylinderreihe angeordneter Brennkammern weg erstrecken
und in einem in einem Zylinderkopf definierten Auslasssammelabschnitt integral zusammengeführt
sind, worin die Struktur einen Vorsprung enthält, der an einer Seitenfläche des Zylinderkopfs
vorgesehen ist, sodass er von einer Seitenoberfläche eines Zylinderblocks, mit dem
der Zylinderkopf verbunden ist, nach außen vorsteht, wobei der Vorsprung in dem Auslasssammelabschnitt
um einen größten Betrag nach außen vorsteht, und wobei der Zylinderkopf ein Zündkerzeneinführrohr
enthält und ein Wassermantel zwischen einer Zündspule, die in einer Öffnung am Oberende
des Zündkerzeneinführrohrs angebracht ist, und dem Sammelauslasskanal angeordnet ist,
um sicherzustellen, dass der Zylinderkopf, in dem der Sammelauslasskanal integral
vorgesehen ist, kompakter gemacht werden kann.
[0005] Aus der
DE 10 2008 058 852 A1 ist ein Motor bekannt mit einem integral mit einem Zylinderkopf ausgebildeten Abgaskrümmer,
wobei der Motor aufweist: einen Abgaskrümmer, in dem zumindest ein erster und ein
zweiter Durchlass ausgebildet sind, wobei der erste Durchlass mit wenigstens einer
in einem ersten Zylinder ausgebildeten Auslassöffnung verbunden ist; und der zweite
Durchlass mit wenigstens einer in einem zweiten Zylinder ausgebildeten Auslassöffnung
verbunden ist; wobei der erste Durchlass und der zweite Durchlass miteinander verbunden
sind, um mit einem ersten Einzelabgasauslass in Verbindung zu stehen.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine eingangs genannte Abgasabströmanordnung
bereit zu stellen, die die Gestaltungsfreiheit im Hinblick auf die Abgasströmungsführung
wesentlich erhöht, eine kürzere, verlustfreie Strömungsführung unter Vermeidung der
genannten Nachteile ermöglicht, eine reduzierten Bauraumbedarf aufweist und vor allem
den Enthalpieverlust während des Warmlaufs der Brennkraftmaschine begrenzt.
[0007] Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Abgasabströmanordnung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1, indem der Abgaskrümmer einen zu den Zylindern außermittig angeordneten
Abgas-Austrittskanal aufweist, sodass der erste Abgas-Aufnahmekanal des Abgaskrümmers
länger und der wenigstens eine weitere Abgas-Aufnahmekanal des Abgaskrümmers kürzer
ist.
[0008] Durch das Zusammenführen von wenigstens zwei Zylinder-Auslasskanälen innerhalb des
Zylinderkopfs zu einem Zylinderkopf-Auslasskanal wird ein Teil der richtungsmäßig
vorgegebenen Strömungsführung bereits in den Zylinderkopf verlagert. Bei einem kühlmittelgekühlten
Zylinderkopf und luftgekühltem Abgaskrümmer wird vorteilhaft das Verhältnis von luftgekühlter
zu kühlmittelgekühlter Oberfläche verschoben, sodass die Abgasspitzentemperaturen
im Volllastbereich gesenkt werden. Insgesamt sind die Strömungsoberfläche und damit
der Enthalpieverlust durch Wärmeübergang während des Warmlaufs der Brennkraftmaschine
reduziert. Darüber hinaus ist abgaskrümmerseitig nicht mehr für jeden Zylinder-Auslasskanal
ein gesonderter Abgas-Aufnahmekanal mit Flansch und Verschraubung erforderlich; sondern
es ist für mehrere in einem Zylinderkopf-Auslasskanal zusammengeführte Zylinder-Auslasskanäle
ein gemeinsamer Abgas-Aufnahmekanal mit reduzierter Verschraubung ausreichend. Damit
sind Masse und Strömungsoberfläche reduziert, was insbesondere für aufgeladene Brennkraftmaschinen
im Warmlauf vorteilhaft ist.
[0009] Wenigstens ein Abgas-Aufnahmekanal ist zur Verbindung mit dem wenigstens einen Zylinderkopf-Auslasskanal
zur unmittelbaren Aufnahme von Abgasen mehrerer Zylinder vorgesehen.
[0010] Besonders zu bevorzugende Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
[0011] Vorzugsweise erfolgt bei der erfindungsgemäßen Abgasabströmanordnung die Zusammenführung
der Ventil-Auslasskanäle und/oder der Zylinder-Auslasskanäle in Abströmrichtung individuell
gerichtet. Damit kann für jeden Auslasskanal ein strömungstechnisch, thermisch und
hinsichtlich des Bauraums optimaler Strömungsweg insbesondere auch in Bezug auf die
Anströmung eines Abgasturboladers gewählt werden.
[0012] Zweckmäßigerweise ist wenigstens ein Ventil-Auslasskanal, Zylinder-Auslasskanal und/oder
Zylinderkopf-Auslasskanal innerhalb des Zylinderkopfes in Abströmrichtung individuell
gekrümmt. Damit kann unabhängig von den weiteren Auslasskanälen für jeden Auslasskanal
eine eigene optimale Gasführung erreicht werden.
[0013] Besonders bevorzugt ist es, wenn mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine nebeneinander
angeordnet sind, die Zylinder-Auslasskanäle einer ersten Zylindergruppe in einem ersten
Zylinderkopf-Auslasskanal zusammengeführt sind und die Zylinder-Auslasskanäle wenigstens
einer weiteren Zylindergruppe in wenigstens einem weiteren Zylinderkopf-Auslasskanal
zusammengeführt sind. Auf diese Weise kann neben einer optimalen Gasführung eine besonders
gute Gasdynamik erreicht werden.
[0014] Sehr vorteilhaft ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Abgasabströmanordnung,
bei der der erste Zylinderkopf-Auslasskanal und der wenigstens eine weitere Zylinderkopf-Auslasskanal
einen sich im Wesentlichen in Zylinderkopflängsrichtung erstreckenden länglichen Querschnitt
aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung ist in insbesondere bauräumlicher und gasdynamischer
Hinsicht günstig.
[0015] Vorteile bietet ein Abgaskrümmer, bei dem der erste Abgas-Aufnahmekanal und der wenigstens
eine weitere Abgas-Aufnahmekanal abgasaufnahmeseitig einen länglichen Querschnitt
aufweisen.
[0016] Als sehr zweckmäßig wird es angesehen, wenn der erste Abgas-Aufnahmekanal und der
wenigstens eine weitere Abgas-Aufnahmekanal in einem Abgas-Austrittskanal zusammengeführt
sind. Damit steht die gesamte Abgasenergie gebündelt und optimal gerichtet zur weiteren
Nutzung zur Verfügung. Ziel dieser Bündelung ist die Reduktion von Strömungsverlusten
und Strömungsoberfläche.
[0017] Vorzugsweise ist der Abgas-Austrittskanal zur Verbindung mit einem Abgasturbolader
geeignet und bestimmt. Damit kann eine energetisch, thermisch und baulich optimale
Anbindung des Abgasturboladers erfolgen.
[0018] Nachfolgend ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft
- Figur 1
- eine unabhängig von einer Zylinderkopf-AbgaskrümmerTrennebene kanalindividuelle Abgasströmungsführung
undzusammenführung bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine,
- Figur 2
- einen Zylinderkopf einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit unabhängig von einer
Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Trennebene kanalindividuell gerichteten und zusammengeführten
Abgaskanälen,
- Figur 3a
- einen Abgaskrümmer einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit unabhängig von einer
Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Trennebene kanalindividuell gerichteten und zusammengeführten
Abgaskanälen von hinten,
- Figur 3b
- einen Abgaskrümmer einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit unabhängig von einer
Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Trennebene kanalindividuell gerichteten und zusammengeführten
Abgaskanälen von vorne,
- Figur 4
- eine zwischen Zylinderkopf und Abgaskrümmer anzuordnende Dichtung für eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit unabhängig von einer Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Trennebene kanalindividuell gerichteten
und zusammengeführten Abgaskanälen und
- Figur 5
- eine Abgasabströmanordnung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit unabhängig von
einer Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Trennebene kanalindividuell gerichteten und zusammengeführten
Abgaskanälen und Abgasturbolader.
[0019] Vorliegend wird die Erfindung anhand einer Sechszylinder-Reihen-Brennkraftmaschine
erläutert. Die Erfindung kann jedoch grundsätzlich auch bei Brennkraftmaschinen mit
anderer Zylinderzahl und -anordnung zur Anwendung kommen. Insbesondere kann die Erfindung
bei Brennkraftmaschinen mit drei oder vier Zylindern in Reihenanordnung oder mit acht,
zehn oder zwölf Zylindern in V-Anordnung genutzt werden. Die Brennkraftmaschine ist
insbesondere diesel- oder benzinbetrieben.
[0020] Figur 1 zeigt eine unabhängig von einer Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Trennebene 103
kanalindividuelle Abgasströmungsführung und - zusammenführung 100 bei einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine.
Die Abgasströmungsführung 100 ist mittels Abgaskanälen in einer Abgasabströmanordnung
500, die in Figur 5 zusammen mit einem Abgasturbolader 554 dargestellt ist, gebildet.
Die Abgasströmungsführung 100 umfasst einen Zylinderkopf 202, der in Figur 2 dargestellt
ist sowie einen mit den Figuren 2a, 2b gezeigten Abgaskrümmer. Weitere Einzelheiten
der Brennkraftmaschine sind nicht dargestellt.
[0021] Die Brennkraftmaschine umfasst ein Kurbelgehäuse und einen Zylinderkopf 102, 202,
502 und weist sechs in Reihe angeordnete Zylinder 260, 262, 264, 266, 268, 270 auf.
Für jeden Zylinder 260, 262, 264, 266, 268, 270 sind zwei ventilgesteuerte Ventil-Auslasskanäle
vorgesehen, die innerhalb des Zylinderkopfs 102, 202, 502 zunächst jeweils zu einem
Zylinder-Auslasskanal und in Abströmrichtung nachfolgend in Zylinderkopf-Auslasskanäle
zusammengeführt sind.
[0022] Aus der in Figur 1 dargestellten Abgasströmungsführung 100 sind die Ventil-Auslasskanal-Ströme
ersichtlich, die innerhalb des Zylinderkopfs 102 in Abströmrichtung zunächst in Zylinder-Auslasskanal-Ströme
zusammengeführt sind. Es sind die Ventil-Auslasskanal-Ströme 106, 108 des ersten Zylinders
260 im Zylinder-Auslasskanal-Strom 130, die Ventil-Auslasskanal-Ströme 110, 112 des
zweiten Zylinders 262 im Zylinder-Auslasskanal-Strom 132, die Ventil-Auslasskanal-Ströme
114, 116 des dritten Zylinders 264 im Zylinder-Auslasskanal-Strom 134, die Ventil-Auslasskanal-Ströme
118,120 des vierten Zylinders 266 im Zylinder-Auslasskanal-Strom 136, die Ventil-Auslasskanal-Ströme
122, 124 des fünften Zylinders 268 im Zylinder-Auslasskanal-Strom 138, die Ventil-Auslasskanal-Ströme
126, 128 des sechsten Zylinders 270 im Zylinder-Auslasskanal-Strom 140 zusammengeführt.
[0023] Weiter in Abströmrichtung sind innerhalb des Zylinderkopfs 102 die Zylinder-Auslasskanal-Ströme
in Zylinderkopf-Auslasskanal-Ströme zusammengefasst. Es sind die Zylinder-Auslasskanal-Ströme
130, 132, 134 der Zylinder 260, 262, 264, die eine erste Zylindergruppe bilden, in
einem Zylinderkopf-Auslasskanal-Strom und die Zylinder-Auslasskanal-Ströme 136, 138,
140 der Zylinder 266, 268, 270, die eine zweite Zylindergruppe bilden, in einem zweiten
Zylinderkopf-Auslasskanal-Strom zusammengefasst.
[0024] Die Zylinderkopf-Auslasskanal-Ströme werden über die Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Verbindungsebene
103 in einen Abgaskrümmer 104, 304, 504 übergeben. Im Abgaskrümmer 104, 304, 504 ist
der erste Zylinderkopf-Auslasskanal-Strom als Abgasstrom 142 und der zweite Zylinderkopf-Auslasskanal-Strom
als Abgasstrom 144 bezeichnet. Der Abgasstrom 142 mündet in einen Austritts-Strom
146, der Abgasstrom 144 mündet in einen Austritts-Strom 148.
[0025] Vorliegend sind die Ventilauslässe bezüglich des Koordinatensystems in Figur 1 in
-z-Richtung gerichtet, es erfolgt eine ca. 90°-Umlenkung der Abgasströme zunächst
in -x-Richtung und in Abström- bzw. Austrittsrichtung, dann erfolgt wiederum eine
ca. 90°-Umlenkung in z-Richtung. Die Austritts-Ströme 146, 148 liegen in y-Richtung
in etwa im Bereich des fünften Zylinders 268, sodass zusätzlich zur Umlenkung in der
x-z-Ebene die Abgasströme sich in der x-y-Ebene vom jeweiligen Ventilauslass zu den
Austritts-Strömen 146, 148 erstrecken.
[0026] Ausgehend von den Ventilauslässen bis zu den Austritts-Strömen 146, 148 erfolgt eine
individuell gerichtete Strömungsführung und -zusammenführung. Diese richtet sich insbesondere
nach strömungstechnischen, thermischen und Bauraum-Gesichtspunkten und ist grundsätzlich
unabhängig von der Lage der Zylinderkopf-Abgaskrümmer-Verbindungsebene 103.
[0027] Ersichtlich aus Figur 2 sind die Zylinder-Auslasskanäle 230, 232, 234 zur Führung
der Zylinder-Auslasskanal-Ströme 130, 132, 134, der Zylinderkopf-Auslasskanal 242
zur Führung des ersten Zylinderkopf-Auslasskanal-Stroms, die Zylinder-Auslasskanäle
236, 238, 240 zur Führung der Zylinder-Auslasskanal-Ströme 136, 138, 140 und der Zylinderkopf-Auslasskanal
244 zur Führung des zweiten Zylinderkopf-Auslasskanal-Stroms.
[0028] In Figur 3a sind der Abgas-Aufnahmekanal 342 zur Führung des Abgasstroms 142 und
der Abgas-Aufnahmekanal 344 des Abgaskrümmers 304 zur Führung des Abgasstroms 144
zu sehen sowie die Umlenkung und Führung des Abgasstroms zu den Abgas-Austrittskanälen
346, 348 des Abgaskrümmers 304.
[0029] Der Abgaskrümmer 104, 304, 504 ist in montiertem Zustand mit dem Zylinderkopf 102,
202, 502 verschraubt. Dafür ist der Abgaskrümmer 104, 304, 504 mit einem Befestigungsflansch
351 versehen, der Befestigungsstellen 352 aufweist. Der Befestigungsflansch 351 umrahmt
die Abgas-Aufnahmekanäle 342, 344 des Abgaskrümmers 104, 304, 504. Zylinderkopfseitig
sind mit den Befestigungsstellen 351 des Abgaskrümmers 104, 304, 504 korrespondierende
Befestigungsstellen 252 vorgesehen. In diese Befestigungsstellen 252 am Zylinderkopf
102, 202, 502 sind Bolzen zur Aufnahme des Abgaskrümmers 104, 304, 504 an seinen Befestigungsstellen
352 eingeschraubt.
[0030] Zwischen Zylinderkopf 102, 202, 502 und Abgaskrümmer 104, 304, 504 ist zur gasdichten
Abdichtung eine Flachdichtung 450, 550 vorgesehen, die eine dem Abgas-Aufnahmekanal
342 zugeordnete Öffnung 442 und eine dem Abgas-Aufnahmekanal 344 zugeordnete Öffnung
444 aufweist. Die Öffnungen 442, 444 sind jeweils von einem Dichtbereich 541, 543
umgeben. Zur Festlegung und Befestigung der Dichtung 450, 550 sind den Befestigungsstellen
352 des Abgaskrümmers 104, 304, 504 zugeordnete Befestigungsstellen 452 an der Dichtung
450, 550 vorgesehen.
[0031] Die Abgas-Austrittskanäle 346, 348 des Abgaskrümmers 304 sind zur Verbindung mit
einem Abgasturbolader 554 geeignet. Dafür weist der Abgaskrümmer 104, 304, 504 austrittskanalseitig
einen flanschartigen Bereich auf, der die Abgas-Austrittskanäle 346, 348 umgibt. An
diesen flanschartigen Bereich kann beispielsweise mittel einer Befestigungs-Schelle
ein Abgasturbolader 554 mit seinem Eingangskanal angeschlossen werden.
1. Abgasabströmanordnung (100, 500) für eine mehrzylindrige Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
mit einem Zylinderkopf (102, 202, 502) umfassend wenigstens einen Ventil-Auslasskanal
(106, 108; 110, 112; 114, 116; 118, 120; 122, 124; 126, 128) je Zylinder (260, 262,
264, 266, 268, 270), wobei ein einziger Ventil-Auslasskanal (106, 108; 110, 112; 114,
116; 118, 120; 122, 124; 126, 128) eines Zylinders (260, 262, 264, 266, 268, 270)
einen Zylinder-Auslasskanal (130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236, 238,
240) bildet oder mehrere Ventil-Auslasskanäle (106, 108; 110, 112; 114, 116; 118,
120; 122, 124; 126, 128) eines Zylinders (260, 262, 264, 266, 268, 270) innerhalb
des Zylinderkopfs (102, 202, 502) zu einem Zylinder-Auslasskanal (130, 132, 134, 136,
138, 140, 230, 232, 234, 236, 238, 240) zusammengeführt sind, wobei wenigstens zwei
Zylinder-Auslasskanäle (130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236, 238, 240)
innerhalb des Zylinderkopfs (102, 202, 502) zu einem Zylinderkopf-Auslasskanal (242,
244) zusammengeführt sind, und einem Abgaskrümmer (104, 304, 504) mit einem ersten
Abgas-Aufnahmekanal (142, 342) zur unmittelbaren Aufnahme von Abgasen mehrerer Zylinder
(260, 262, 264) und wenigstens einem weiteren Abgas-Aufnahmekanal (144, 344) zur unmittelbaren
Aufnahme von Abgasen mehrerer Zylinder (266, 268, 270), wobei ein Gasübertritt vom
Zylinderkopf (102, 202, 502) zum Abgaskrümmer (104, 304, 504) zylinderkopfauslasskanalabhängig
individuell gerichtet erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskrümmer (104, 304, 504) einen zu den Zylindern (260, 262, 264, 266, 268,
270) außermittig angeordneten Abgas-Austrittskanal (146, 148, 346, 348) aufweist,
sodass der erste Abgas-Aufnahmekanal (142, 342) des Abgaskrümmers (104, 304, 504)
länger und der wenigstens eine weitere Abgas-Aufnahmekanal (144, 344) des Abgaskrümmers
(104, 304, 504) kürzer ist.
2. Abgasabströmanordnung (100, 500) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenführung der Ventil-Auslasskanäle (106, 108; 110, 112; 114, 116; 118,
120; 122, 124; 126, 128) und/oder der Zylinder-Auslasskanäle (130, 132, 134, 136,
138, 140, 230, 232, 234, 236, 238, 240) in Abströmrichtung individuell gerichtet erfolgt.
3. Abgasabströmanordnung (100, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil-Auslasskanal (106, 108; 110, 112; 114, 116; 118, 120; 122,
124; 126, 128), Zylinder-Auslasskanal (130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234,
236, 238, 240) und/oder Zylinderkopf-Auslasskanal (242, 244) innerhalb des Zylinderkopfs
(102, 202, 502) in Abströmrichtung individuell gekrümmt ist.
4. Abgasabströmanordnung (100, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- mehrere Zylinder (260, 262, 264, 266, 268, 270) der Brennkraftmaschine nebeneinander
angeordnet sind,
- die Zylinder-Auslasskanäle (130, 132, 134, 230, 232, 234) einer ersten Zylindergruppe
(260, 262, 264) in einem ersten Zylinderkopf-Auslasskanal (242) zusammengeführt sind
und
- die Zylinder-Auslasskanäle (136, 138, 140, 236, 238, 240) wenigstens einer weiteren
Zylindergruppe (266, 268, 270) in wenigstens einem weiteren Zylinderkopf-Auslasskanal
(244) zusammengeführt sind.
5. Abgasabströmanordnung (100, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zylinderkopf-Auslasskanal (242) und der wenigstens eine weitere Zylinderkopf-Auslasskanal
(244) einen sich im Wesentlichen in Zylinderkopflängsrichtung erstreckenden länglichen
Querschnitt aufweisen.
6. Abgasabströmanordnung (100, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgas-Aufnahmekanal (142, 342) und der wenigstens eine weitere Abgas-Aufnahmekanal
(144, 344) des Abgaskrümmers (104, 304, 504) abgasaufnahmeseitig einen länglichen
Querschnitt aufweisen.
7. Abgasabströmanordnung (100, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgas-Aufnahmekanal (142, 342) und der wenigstens eine weitere Abgas-Aufnahmekanal
(144, 344) des Abgaskrümmers (104, 304, 504) in einem Abgas-Austrittskanal (146, 148,
346, 348) zusammengeführt sind.
8. Abgasabströmanordnung (100, 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgas-Austrittskanal (146, 148, 346, 348) des Abgaskrümmers (104, 304, 504) zur
Verbindung mit einem Abgasturbolader (554) geeignet und bestimmt ist.
1. An exhaust discharge assembly (100, 500) for a multi-cylinder motor vehicle internal
combustion engine with a cylinder head (102, 202, 502) comprising at least one valve
outlet duct (106, 108; 110, 112; 114, 116; 118, 120; 122, 124; 126, 128) per cylinder
(260, 262, 264, 266, 268, 270), wherein a single valve outlet duct (106, 108; 110,
112; 114, 116; 118, 120; 122, 124; 126, 128) of a cylinder (260, 262, 264, 266, 268,
270) forms a cylinder outlet duct (130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236,
238, 240) or a plurality of valve outlet ducts (106, 108; 110, 112; 114, 116; 118,
120; 122, 124; 126, 128) of a cylinder (260, 262, 264, 266, 268, 270) are merged within
the cylinder head (102, 202, 502) to form a cylinder outlet duct (130, 132, 134, 136,
138, 140, 230, 232, 234, 236, 238, 240), wherein at least two cylinder outlet ducts
(130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236, 238, 240) are merged within the
cylinder head (102, 202, 502) to form a cylinder-head outlet duct (242, 244), and
with an exhaust manifold (104, 304, 504) with a first exhaust-receiving duct (142,
342) for directly receiving exhaust from a plurality of cylinders (260, 262, 264),
and with at least one further exhaust-receiving duct (144, 344) for directly receiving
exhaust from a plurality of cylinders (266, 268, 270), wherein a gas blowby from the
cylinder head (102, 202, 502) to the exhaust manifold (104, 304, 504) takes place
in individually directed manner dependent on the cylinder-head outlet duct, characterised in that the exhaust manifold (104, 304, 504) has an exhaust discharge duct (146, 148, 346,
348) arranged eccentrically to the cylinders (260, 262, 264, 266, 268, 270), so that
the first exhaust-receiving duct (142, 342) of the exhaust manifold (104, 304, 504)
is longer and the at least one further exhaust-receiving duct (144, 344) of the exhaust
manifold (104, 304, 504) is shorter.
2. An exhaust discharge assembly (100, 500) according to Claim 1, characterised in that the merging of the valve outlet ducts (106, 108; 110, 112; 114, 116; 118, 120; 122,
124; 126, 128) and/or of the cylinder outlet ducts (130, 132, 134, 136, 138, 140,
230, 232, 234, 236, 238, 240) takes place in individually directed manner in the discharge
direction.
3. An exhaust discharge assembly (100, 500) according to one of the preceding claims,
characterised in that at least one valve outlet duct (106, 108; 110, 112; 114, 116; 118, 120; 122, 124;
126, 128), cylinder outlet duct (130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236,
238, 240) and/or cylinder-head outlet duct (242, 244) is individually curved in the
discharge direction within the cylinder head (102, 202, 502).
4. An exhaust discharge assembly (100, 500) according to one of the preceding claims,
characterised in that
- a plurality of cylinders (260, 262, 264, 266, 268, 270) of the internal combustion
engine are arranged next to one another,
- the cylinder outlet ducts (130, 132, 134, 230, 232, 234) of a first cylinder group
(260, 262, 264) are merged in a first cylinder-head outlet duct (242), and
- the cylinder outlet ducts (136, 138, 140, 236, 238, 240) of at least one further
cylinder group (266, 268, 270) are merged in at least one further cylinder-head outlet
duct (244).
5. An exhaust discharge assembly (100, 500) according to one of the preceding claims,
characterised in that the first cylinder-head outlet duct (242) and the at least one further cylinder-head
outlet duct (244) have an elongate cross-section extending substantially in the longitudinal
direction of the cylinder head.
6. An exhaust discharge assembly (100, 500) according to one of the preceding claims,
characterised in that the first exhaust-receiving duct (142, 342) and the at least one further exhaust-receiving
duct (144, 344) of the exhaust manifold (104, 304, 504) have an elongate cross-section
on the exhaust-receiving side.
7. An exhaust discharge assembly (100, 500) according to one of the preceding claims,
characterised in that the first exhaust-receiving duct (142, 342) and the at least one further exhaust-receiving
duct (144, 344) of the exhaust manifold (104, 304, 504) are merged in an exhaust discharge
duct (146, 148, 346, 348).
8. An exhaust discharge assembly (100, 500) according to one of the preceding claims,
characterised in that the exhaust discharge duct (146, 148, 346, 348) of the exhaust manifold (104, 304,
504) is suitable and intended for connection to an exhaust gas turbocharger (554).
1. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) destiné au moteur à combustion
interne d'un véhicule ayant plusieurs cylindres comprenant une culasse (102, 202,
502) comportant au moins un canal d'échappement de soupape (106, 108, 110, 112, 114,
116, 118, 120, 122, 124, 126, 128) par cylindre (260, 262, 264, 266, 268, 270), un
canal d'échappement de soupape individuel (106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120,
122, 124, 126, 128) d'un cylindre (260, 262, 264, 266, 268, 270) formant un canal
d'échappement de cylindre (130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236, 238,
240), ou plusieurs canaux d'échappement de soupape (106, 108, 110, 112, 114, 116,
118, 120, 122, 124, 126, 128) d'un cylindre (260, 262, 264, 266, 268, 270) étant rassemblés
à la partie interne de la culasse (102, 202, 502) en un canal d'échappement de cylindre
(130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236, 238, 240), au moins deux canaux
d'échappement de cylindre (130, 132, 134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236, 238,
240) étant rassemblés à la partie interne de la culasse (102, 202, 502) en un canal
d'échappement de culasse (242, 244) ainsi qu'un collecteur d'échappement (104, 304,
504) comprenant un premier canal d'admission des gaz d'échappement (142, 342) permettant
l'admission directe des gaz d'échappement de plusieurs cylindres (260, 262, 264),
et au moins un autre canal d'admission des gaz d'échappement (144, 344) permettant
l'admission directe des gaz d'échappement de plusieurs cylindres (266, 268, 270),
un passage de gaz de la culasse (102, 202, 502) vers le collecteur d'échappement (104,
304, 504) s'effectuant en étant dirigé individuellement en fonction du canal d'échappement
de culasse, caractérisé en ce que
le collecteur d'échappement (104, 304, 504) comporte un canal de sortie des gaz d'échappement
(146, 148, 346, 348) décentré par rapport aux cylindres (260, 262, 264, 266, 268,
270) de sorte que le premier canal d'admission des gaz d'échappement (142, 342) du
collecteur d'échappement (104, 304, 504) soit plus long et que l'autre canal d'admission
des gaz d'échappement (144, 344) du collecteur d'échappement (104, 304, 504) soit
plus court.
2. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) conforme la revendication
1,
caractérisé en ce que
le regroupement des canaux d'échappement de soupape (106, 108, 110, 112, 114, 116,
118, 120, 122, 124, 126, 128) et/ou des canaux d'échappement de cylindre (130, 132,
134, 136, 138, 140, 230, 232, 234, 236, 238, 240) s'effectue en étant dirigé individuellement
dans la direction d'évacuation.
3. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) conforme à l'une des revendications
précédentes,
caractérisé en ce qu'
au moins un canal d'échappement de soupape (106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120,
122, 124, 126, 128), un canal d'échappement de cylindre (130, 132, 134, 136, 138,
140, 230, 232, 234, 236, 238, 240) et/ou un canal d'échappement de culasse (242, 244)
est courbé individuellement dans la direction d'évacuation à la partie interne de
la culasse (102, 202, 502).
4. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) conforme à l'une des revendications
précédentes,
caractérisé en ce que
plusieurs cylindres (260, 262, 264, 266, 268, 270) du moteur à combustion interne
sont montés au voisinage les uns des autres :
les canaux d'échappement de cylindre (130, 132, 134, 230, 232, 234) d'un premier groupe
de cylindres (260, 262, 264) sont regroupés en un premier canal d'échappement de culasse
(242), et
les canaux d'échappement de cylindre (136, 138, 140, 236, 238, 240) d'au moins un
autre groupe de cylindres (266, 268, 270) sont regroupés en au moins un autre canal
d'échappement de culasse (244).
5. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) conforme à l'une des revendications
précédentes,
caractérisé en ce que
le premier canal d'échappement de culasse (242) et l'autre canal d'échappement de
culasse (244) ont une section oblongue s'étendant essentiellement dans la direction
longitudinale de la culasse.
6. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) conforme à l'une des revendications
précédentes,
caractérisé en ce que
le premier canal d'admission de gaz d'échappement (142, 342) et l'autre canal d'admission
de gaz d'échappement (144, 344) du collecteur d'échappement (104, 304, 504) ont une
section oblongue du côté de l'admission des gaz d'échappement.
7. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) conforme à l'une des revendications
précédentes,
caractérisé en ce que
le premier canal d'admission de gaz d'échappement (142, 342) et l'autre canal d'admission
de gaz d'échappement (144, 344) du collecteur d'échappement (104, 304, 504) sont regroupés
en un canal de sortie des gaz d'échappement (146, 148, 346, 348).
8. Dispositif d'évacuation de gaz d'échappement (100, 500) conforme à l'une des revendications
précédentes,
caractérisé en ce que
le canal de sortie des gaz d'échappement (146, 148, 346, 348) du collecteur d'échappement
(104, 304, 504) est adapté et conformé pour permettre d'être relié à un turbo compresseur
de gaz d'échappement (554).
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