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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens einen Zylinder, bei der
- - jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung aufweist, wobei sich an jede Einlassöffnung eine Ansaugleitung zum Zuführen von Luft via Ansaugsystem anschließt,
- - jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung aufweist, wobei sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung zum Abführen von Abgas via Abgasabführsystem anschließt,
- - mindestens eine Abgasleitung einen Querschnitt aufweist, der sich in Strömungsrichtung ändert, und
- - der Querschnitt zumindest stellenweise eine w-förmige Grundform aufweist, wobei der Querschnitt zwei seitliche Schenkel aufweist, die durch einen dazwischen angeordneten mittleren Schenkel miteinander verbunden sind, von dem ein weiterer Schenkel abzweigt, der zwischen den zwei seitlichen Schenkeln angeordnet ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes einer derartigen Brennkraftmaschine.
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Eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art wird in der
JP 2013-133787 A beschrieben und beispielsweise als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Die
FR 2 929 653 A1 hat ebenfalls eine Brennkraftmaschine zum Gegenstand, bei der die Leitungsquerschnitte von der runden bzw. kreisrunden Form abweichen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, und Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antrieb sverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.
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Brennkraftmaschinen verfügen über mindestens einen Zylinderkopf, der zur Ausbildung des mindestens einen Zylinders, d. h. des mindestens einen Brennraums, mit einem Zylinderblock verbunden wird, wobei zum Verbinden im Zylinderkopf und im Zylinderblock Bohrungen zur Aufnahme von Verbindungselementen vorgesehen sind.
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Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre eine entsprechende Anzahl an Zylinderbohrungen auf, in denen die Kolben axial beweglich geführt werden. Der Zylinderkopf dient üblicherweise zur Aufnahme der Ventiltriebe. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung der Steuerorgane. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die mindestens eine Auslassöffnung und das Füllen des Brennraums über die mindestens eine Einlassöffnung des Zylinders. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung freigeben und verschließen. Der für die Bewegung eines Ventils erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich des Ventils selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet. Eine Ventilbetätigungseinrichtung umfasst dabei regelmäßig eine Nockenwelle, wobei obenliegende Nockenwellen, d. h. Nockenwellen, die oberhalb der Trennebene zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock liegen, am Zylinderkopf gelagert sind.
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Es ist die Aufgabe eines Ventiltriebs die mindestens eine Einlassöffnung bzw. die mindestens eine Auslassöffnung eines Zylinder rechtzeitig freizugeben bzw. zu versperren, wobei eine schnelle Freigabe möglichst großer Strömungsquerschnitte angestrebt wird, um die Drosselverluste in den ein- bzw. ausströmenden Gasströmungen gering zu halten und eine möglichst gute Füllung des Zylinders bzw. ein effektives, d. h. vollständiges Ausschieben der Verbrennungsgase zu gewährleisten.
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Beim Abführen der Abgase in das Abgasabführsystem soll ein Rückströmen von Abgas in den Zylinder vermieden bzw. verhindert werden. Die Evakuierung der Verbrennungsgase aus einem Zylinder der Brennkraftmaschine im Rahmen des Ladungswechsels beruht im Wesentlichen auf zwei unterschiedlichen Mechanismen. Wenn sich zu Beginn des Ladungswechsels das Auslassventil nahe des unteren Totpunktes öffnet, strömen die Verbrennungsgase aufgrund des gegen Ende der Verbrennung im Zylinder vorherrschenden hohen Druckniveaus und der damit verbundenen hohen Druckdifferenz zwischen Brennraum und Abgasleitung mit hoher Geschwindigkeit durch die Auslassöffnung in das Abgasabführsystem. Dieser druckgetriebene Strömungsvorgang wird durch eine hohe Druckspitze begleitet, die auch als Vorauslassstoß bezeichnet wird und sich entlang der Abgasleitung mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzt, wobei sich der Druck mit zunehmender Wegstrecke infolge Reibung mehr oder weniger stark abbaut, d. h. verringert.
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Im weiteren Verlauf des Ladungswechsels gleichen sich die Drücke im Zylinder und in der Abgasleitung an, so dass die Verbrennungsgase primär nicht mehr druckgetrieben evakuiert, sondern infolge der Hubbewegung des Kolbens ausgeschoben werden.
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Die Druckverluste entlang der Abgasleitung, d. h. in Strömungsrichtung, nehmen - wie bereits erwähnt - mit zunehmender Wegstrecke infolge Reibung zu, wobei grundsätzlich angestrebt wird, diese Druckverluste zu minimieren. Zum einen, um ein effektives Abführen des Abgases ohne Rückströmen zu gewährleisten, und zum anderen, um einer gegebenenfalls stromabwärts im Abgasabführsystem vorgesehenen Turbine eines Abgasturboladers ein möglichst energiereiches Abgas zur Verfügung stellen zu können.
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Bei mittels Abgasturboaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird daher auch angestrebt, die Turbine möglichst nahe am Auslass der Brennkraftmaschine anzuordnen, um auf diese Weise die Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, optimal nutzen zu können und ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers zu gewährleisten.
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Zum anderen soll auch der Weg der heißen Abgase zu den verschiedenen Abgasnachbehandlungssystemen möglichst kurz sein, damit den Abgasen wenig Zeit zur Abkühlung eingeräumt wird und die Abgasnachbehandlungssysteme möglichst schnell ihre Betriebstemperatur bzw. Anspringtemperatur erreichen, insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine.
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Um die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, werden die Abgasleitungen einer Brennkraftmaschine vorzugsweise unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes zusammengeführt, d. h. der Abgaskrümmer vollständig in den Zylinderkopf integriert. Ein derartiger Zylinderkopf zeichnet sich auch durch eine sehr kompakte Bauweise aus, die ein dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit gestattet. Zudem kann an einer gegebenenfalls im Zylinderkopf vorgesehenen Flüssigkeitskühlung partizipiert werden, in der Art, dass der Krümmer nicht aus thermisch hochbelastbarem und damit kostenintensiven Werkstoffen gefertigt werden muss.
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Die Verwendung eines Zylinderkopfes mit integriertem Krümmer führt auch zu einer geringeren Anzahl an Bauteilen und folglich zu einer Verringerung der Kosten, insbesondere der Montage- und Bereitstellungskosten.
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Der Zylinderkopf einer modernen Brennkraftmaschine ist in der Regel thermisch höher belastet und stellt daher auch erhöhte Anforderungen an die Kühlung, insbesondere wenn der Zylinderkopf mit einem integrierten Abgaskrümmer ausgestattet ist und/oder die Brennkraftmaschine eine aufgeladene Brennkraftmaschine ist.
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Verfügt die Brennkraftmaschine über eine Flüssigkeitskühlung, werden im Zylinderkopf in der Regel mehrere Kühlmittelkanäle bzw. mindestens ein Kühlmittelmantel ausgebildet, die bzw. der das Kühlmittel durch den Zylinderkopf hindurchführen bzw. hindurchführt, was eine komplexere Zylinderkopfstruktur bedingt.
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Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, dass der Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ein thermisch und mechanisch hoch belastetes Bauteil ist. Bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen kann zudem die erforderliche Zündvorrichtung, bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen darüber hinaus die Einspritzeinrichtung im Zylinderkopf angeordnet werden.
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Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei der das Abgasabführsystem hinsichtlich des Abführens des Abgases optimiert ist.
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Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes einer derartigen Brennkraftmaschine aufzuzeigen.
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Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens einen Zylinder, bei der
- - jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung aufweist, wobei sich an jede Einlassöffnung eine Ansaugleitung zum Zuführen von Luft via Ansaugsystem anschließt,
- - jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung aufweist, wobei sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung zum Abführen von Abgas via Abgasabführsystem anschließt,
- - mindestens eine Abgasleitung einen Querschnitt aufweist, der sich in Strömungsrichtung ändert, und
- - der Querschnitt zumindest stellenweise eine w-förmige Grundform aufweist, wobei der Querschnitt zwei seitliche Schenkel aufweist, die durch einen dazwischen angeordneten mittleren Schenkel miteinander verbunden sind, von dem ein weiterer Schenkel abzweigt, der zwischen den zwei seitlichen Schenkeln angeordnet ist,
und die dadurch gekennzeichnet ist, dass
- - der weitere Schenkel kürzer ist als jeder der zwei seitlichen Schenkel.
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Erfindungsgemäß weist der Querschnitt zumindest stellenweise eine im Wesentlichen w-förmige Grundform auf. Mindestens eine Abgasleitung des Abgasabführsystems ändert in Strömungsrichtung, d. h. entlang der Abgasleitung und entlang des mittleren Stromfadens, ihren Querschnitt in der Art, dass der Querschnitt zumindest an einer Stelle in der Grundform im Wesentlichen w-förmig ist.
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Der erfindungsgemäße w-förmige Querschnitt hat sich als geeignet erwiesen, um ein vorteilhaftes Abgasabführsystem zum effektiven Abführen des Abgases auszubilden.
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Es hat sich gezeigt, dass ein w-förmiger Querschnitt die Druckverluste infolge Reibung minimiert bzw. mindert. Zum einen kann ein effektives Abführen des Abgases ohne Rückströmen realisiert werden. Zum anderen kann einer gegebenenfalls stromabwärts im Abgasabführsystem vorgesehenen Turbine eines Abgasturboladers ein möglichst energiereiches Abgas zur Verfügung gestellt werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitgestellt, bei der das Abgasabführsystem hinsichtlich des Abführens des Abgases optimiert ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Querschnitt mindestens eine gerundete Ecke aufweist. Es hat sich als strömungstechnisch vorteilhaft erweisen, wenn der den Querschnitt begrenzende Rand keine scharfkantigen Ecken aufweist, sondern vielmehr kurvig verläuft.
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Aus diesem Grund sind auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft, bei denen ein den Querschnitt begrenzender Rand kurvig verläuft. Dann weist der Querschnitt keinerlei Ecken auf.
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Vorteilhaft können Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen ein den Querschnitt begrenzender Rand zumindest abschnittsweise wellenförmig verläuft, wobei sowohl ein regelmäßiger als auch ein unregelmäßiger wellenförmiger Verlauf zielführend sein kann.
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Vorteilhaft können Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen ein den w-förmigen Querschnitt begrenzender Rand auf gegenüberliegenden Seiten des Querschnitts wellenförmig verläuft.
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Weist der Querschnitt einen mittleren Schenkel auf, können Ausführungsformen vorteilhaft sein, bei denen ein den mittleren Schenkel außen begrenzender Rand eine Delle aufweist. Zweigt ein weiterer Schenkel von dem mittleren Schenkel ab, sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen die Delle nach innen gerichtet ist und auf der Seite des mittleren Schenkels vorgesehen ist, die dem weiteren Schenkel gegenüberliegt.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Querschnitt innerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes angeordnet ist.
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Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen der Querschnitt außerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes angeordnet ist.
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Die Abgasleitungen einer Brennkraftmaschine können unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes oder aber unter Ausbildung eines externen Abgaskrümmers außerhalb des Zylinderkopfes zusammenführen.
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Führen die Abgasleitungen unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers innerhalb des Zylinderkopfes zusammen, ist der erfindungsgemäße Querschnitt zwangsläufig innerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes angeordnet.
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Bei Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei Abgasleitungen sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen die mindestens zwei Abgasleitungen innerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes unter Ausbildung eines integrierten Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen.
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Bei Brennkraftmaschinen mit mindestens zwei Abgasleitungen können aber auch Ausführungsformen vorteilhaft sein, bei denen die mindestens zwei Abgasleitungen außerhalb des mindestens einen Zylinderkopfes unter Ausbildung eines externen Abgaskrümmers zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder mit einer Einspritzeinrichtung zur direkten Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder ausgestattet ist.
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Die Direkteinspritzung ist ein Konzept zur Entdrosselung eines Ottomotors, d. h. einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei der die Laststeuerung mittels Quantitätsregelung erfolgt. Die Einspritzung von Kraftstoff direkt in den Brennraum des Zylinders ist als eine geeignete Maßnahme anzusehen, den Kraftstoffverbrauch auch bei Ottomotoren spürbar zu reduzieren. Die Entdrosselung der Brennkraftmaschine wird dadurch realisiert, dass in gewissen Grenzen eine Qualitätsregelung zum Einsatz kommt. Mit der direkten Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum lässt sich insbesondere eine geschichtete Brennraumladung realisieren, die wesentlich zur Entdrosselung des ottomotorischen Arbeitsverfahrens beitragen kann, da die Brennkraftmaschine mit Hilfe des Schichtladebetriebs sehr weit abgemagert werden kann, was insbesondere im Teillastbetrieb, d. h. im unteren und mittleren Lastbereich, wenn nur geringe Kraftstoffmengen einzuspritzen sind, thermodynamische Vorteile bietet.
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Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Einspritzeinrichtung jeweils im Zylinderkopf angeordnet ist.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen eine Aufladung vorgesehen ist.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst.
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Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Wird der Hubraum reduziert, lässt sich bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Die Aufladung einer Brennkraftmaschine unterstützt folglich die Bemühungen, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, d. h. den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern.
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Durch eine geeignete Getriebeauslegung kann zusätzlich ein sogenanntes Downspeeding realisiert werden, wodurch ebenfalls ein geringerer spezifischer Kraftstoffverbrauch erzielt wird. Beim Downspeeding wird der Umstand ausgenutzt, dass der spezifische Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Drehzahlen regelmäßig niedriger ist, insbesondere bei höheren Lasten.
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Bei gezielter Auslegung der Aufladung können auch Vorteile bei den Abgasemissionen erzielt werden. So können mittels geeigneter Aufladung beispielsweise beim Dieselmotor die Stickoxidemissionen ohne Einbußen beim Wirkungsgrad verringert werden. Gleichzeitig können die Kohlenwasserstoffemissionen günstig beeinflusst werden. Die Emissionen an Kohlendioxid, die direkt mit dem Kraftstoffverbrauch korrelieren, nehmen mit sinkendem Kraftstoffverbrauch ebenfalls ab.
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Häufig wird für die Aufladung ein Abgasturbolader eingesetzt, bei dem ein Verdichter und eine Turbine auf derselben Welle angeordnet sind. Der heiße Abgasstrom wird der Turbine zugeführt und entspannt sich unter Energieabgabe in der Turbine, wodurch die Welle in Drehung versetzt wird. Die vom Abgasstrom an die Turbine und schließlich an die Welle abgegebene Energie wird für den Antrieb des ebenfalls auf der Welle angeordneten Verdichters genutzt. Der Verdichter fördert und komprimiert die ihm zugeführte Ladeluft, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird. Vorteilhafterweise wird ein Ladeluftkühler stromabwärts des Verdichters im Ansaugsystem vorgesehen, mit dem die komprimierte Ladeluft vor Eintritt in die Zylinder gekühlt wird. Der Kühler senkt die Temperatur und steigert damit die Dichte der Ladeluft, so dass auch der Kühler zu einer besseren Füllung der Zylinder, d. h. zu einer größeren Luftmasse, beiträgt. Es erfolgt eine Verdichtung durch Kühlung.
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Der Vorteil eines Abgasturboladers im Vergleich zu einem Lader, der mittels Hilfsantrieb angetrieben wird, besteht darin, dass ein Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase nutzt, während ein Lader die für seinen Antrieb erforderliche Energie direkt oder indirekt von der Brennkraftmaschine bezieht und damit, zumindest solange die Antriebsenergie nicht aus einer Energierückgewinnung stammt, den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, d. h. mindert.
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Falls es sich nicht um einen mittels Elektromaschine, d. h. elektrisch antreibbaren Lader handelt, ist regelmäßig eine mechanische bzw. kinematische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen dem Lader und der Brennkraftmaschine erforderlich, die auch das Packaging im Motorraum nachteilig beeinflusst bzw. bestimmt.
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Der Vorteil eines Laders gegenüber einem Abgasturbolader besteht wiederum darin, dass der Lader stets den angeforderten Ladedruck generieren und zur Verfügung stellen kann und zwar unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Das gilt insbesondere für einen Lader, der mittels Elektromaschine elektrisch antreibbar und daher unabhängig von der Drehzahl der Kurbelwelle ist.
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Vorteilhaft können daher auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine sein, bei denen mindestens ein mittels Hilfsantrieb antreibbarer Lader vorgesehen ist.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen
- - jeder Zylinder mindestens zwei Einlassöffnungen aufweist, wobei sich an jede Einlassöffnung eine Ansaugleitung zum Zuführen von Luft via Ansaugsystem anschließt, und/oder
- - jeder Zylinder mindestens zwei Auslassöffnungen aufweist, wobei sich an jede Auslassöffnung eine Abgasleitung zum Abführen von Abgas via Abgasabführsystem anschließt.
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Diese Ausführungsform unterstützt die Ventiltriebe darin, beim Ladungswechsel schnell möglichst große Strömungsquerschnitte für die Gase freizugeben.
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Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der Querschnitt gegenüber einer Längsachse des mindestens einen Zylinders um einen Winkel α gedreht ist. Dabei gilt für α vorzugsweise: α ≥ 10°.
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Die zweite Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine einer vorstehend beschriebenen Art aufzuzeigen, wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem der Zylinderkopf gegossen wird.
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Das bereits für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Gesagte gilt auch für das erfindungsgemäße Verfahren, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die hinsichtlich der Brennkraftmaschine gemachten Ausführungen.
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Vorteilhaft sind auch Verfahren, bei denen der Zylinderkopf mit einem additiven Fertigungsverfahren hergestellt wird, bei dem der Zylinderkopf schichtweise aufgebaut wird.
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Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Zylinderkopf zumindest auch mittels 3D-Drucken hergestellt wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von vier Ausführungsbeispielen und gemäß den 1a, 1b, 2a, 2b und 2c näher beschrieben. Hierbei zeigt:
- 1a schematisch und in einer dreidimensionalen Darstellung eine Abgasleitung einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine in der Einbauposition,
- 1b schematisch und in einer dreidimensionalen Darstellung ein Teilstück der in 1a dargestellten Abgasleitung,
- 2a einen Querschnitt einer Abgasleitung einer zweiten Ausführungsform der Brennkraftmaschine,
- 2b einen Querschnitt einer Abgasleitung einer dritten Ausführungsform der Brennkraftmaschine, und
- 2c einen Querschnitt einer Abgasleitung einer vierten Ausführungsform der Brennkraftmaschine.
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1a zeigt schematisch und in einer dreidimensionalen Darstellung eine Abgasleitung 1 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine in der Einbauposition.
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Die Abgasleitung 1 schließt sich an die Auslassöffnung 3 eines Zylinders der Brennkraftmaschine an und dient dem Abführen von Abgas aus dem Zylinder via Abgasabführsystem. Die Strömungsrichtung des Abgases ist mit einem Pfeil am Eintritt in die Abgasleitung 1, der Auslassöffnung 3 des Zylinders, sowie mit einem Pfeil am Austritt aus der Leitung 1 kenntlich gemacht.
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Ausgehend von der kreisrunden Auslassöffnung 3 des Zylinders ändert die Abgasleitung 1 in Strömungsrichtung ihren Querschnitt 1a, wobei der Querschnitt 1a zumindest an einer Stelle der Abgasleitung 1 eine w-förmige Grundform aufweist.
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1b zeigt schematisch und in einer dreidimensionalen Darstellung ein Teilstück der in 1a dargestellten Abgasleitung 1, wobei ausgewählte Querschnitte 1a durch schwarze Linien kenntlich gemacht sind.
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2a zeigt einen Querschnitt 1a einer Abgasleitung einer zweiten Ausführungsform der Brennkraftmaschine. Der Querschnitt 1a weist eine w-förmige Grundform auf bzw. ist vorliegend w-förmig.
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Der im Wesentlichen w-förmige Querschnitt 1a wird von einem Rand 1b begrenzt, der kurvig verläuft und gerundete Ecken aufweist.
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Der Querschnitt 1a weist zwei seitliche Schenkel 2a auf, die durch einen dazwischen angeordneten mittleren Schenkel 2b miteinander verbunden sind. Von dem mittleren Schenkel 2b zweigt ein weiterer Schenkel 2c ab, der zwischen den zwei seitlichen Schenkeln 2a angeordnet ist und kürzer ist als jeder der zwei seitlichen Schenkel 2a.
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Ein den mittleren Schenkel 2b außen begrenzender Rand 1b weist eine nach innen gerichtete Delle 2d auf, die auf der dem weiteren Schenkel 2c gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist.
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2b zeigt einen Querschnitt 1a einer Abgasleitung einer dritten Ausführungsform der Brennkraftmaschine. Es wird nur ergänzend zu der in 2a dargestellten Ausführungsform ausgeführt, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf 2a. Es werden die Unterschiede erörtert. Für dieselben Elemente wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Im Unterschied zu dem in 2a dargestellten Querschnitt 1a weist der den mittleren Schenkel 2b außen begrenzende Rand 1b keine nach innen gerichtete Delle auf. Der vom mittleren Schenkel 2b abzweigende weitere Schenkel 2c ist - wie auch in 2a - kürzer als jeder der zwei seitlichen Schenkel 2a.
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2c zeigt einen Querschnitt 1a einer Abgasleitung einer vierten Ausführungsform der Brennkraftmaschine. Es wird nur ergänzend zu der in 2b dargestellten Ausführungsform ausgeführt, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf 2b. Es werden die Unterschiede erörtert. Für dieselben Elemente wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Im Unterschied zu dem in 2b dargestellten Querschnitt 1a verläuft der den mittleren Schenkel 2c außen begrenzende Rand 1b wellenförmig.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abgasleitung
- 1a
- Querschnitt
- 1b
- Rand
- 2a
- seitlicher Schenkel
- 2b
- mittlerer Schenkel
- 2c
- weiterer Schenkel
- 2d
- Delle
- 3
- Auslassöffnung