DE102020128406A1

DE102020128406A1 - internal combustion engine

Info

Publication number: DE102020128406A1
Application number: DE102020128406.3A
Authority: DE
Inventors: Goran Kovacic; Stefan Rubner; Sebastian Brückel
Original assignee: MAN Energy Solutions SE
Current assignee: Everllence SE
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2022-05-05
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: DE102020128406B4

Abstract

Brennkraftmaschine (10), mit einem Zylinderkurbelgehäuse (11), mit mindestens einer mehrere Zylinder (12) aufweisenden Zylinderbank (13), wobei jeder Zylinder (12) einen Zylinderkopf (14) mit einem Einlassventil für Ladeluft und einem Auslassventil für Abgas aufweist, mit einem Ladeluftsystem (15), welches mindestens eine Ladeluftleitung (16) aufweist, wobei den Zylindern (12) einer jeweiligen Zylinderbank (13) Ladeluft über eine gemeinsame Ladeluftleitung (16) zuführbar ist, mit einem Abgassystem (17), welches mindestens eine Abgasleitung (18) aufweist, wobei von den Zylindern (12) einer jeweiligen Zylinderbank (13) Abgas über eine gemeinsame Abgasleitung (18) abführbar ist,wobei in dem Zylinderkurbelgehäuse (11) mindestens eine Resonatorkammer (21) angeordnet ist, und wobei die jeweilige Ladeluftleitung (16) im Bereich eines in Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen letzten Zylinders (12) der oder der jeweiligen Zylinderbank (13) mit der mindestens einen Resonatorkammer (21) über einen Resonatorhals (22), der zumindest abschnittsweise außerhalb des Zylinderkurbelgehäuses (11) verläuft, gekoppelt ist.Internal combustion engine (10), with a cylinder crankcase (11), with at least one cylinder bank (13) having a plurality of cylinders (12), each cylinder (12) having a cylinder head (14) with an inlet valve for charge air and an outlet valve for exhaust gas a charge air system (15) which has at least one charge air line (16), charge air being able to be fed to the cylinders (12) of a respective cylinder bank (13) via a common charge air line (16), with an exhaust system (17) which has at least one exhaust line ( 18), wherein exhaust gas can be discharged from the cylinders (12) of a respective cylinder bank (13) via a common exhaust gas line (18), wherein at least one resonator chamber (21) is arranged in the cylinder crankcase (11), and wherein the respective charge air line ( 16) in the region of the last cylinder (12) of the cylinder bank or banks (13) which is the last one seen in the direction of flow of the charge air, with the at least one resonator chamber (21). en resonator neck (22), which runs at least in sections outside of the cylinder crankcase (11), is coupled.

Description

Die Erfindung betrifft ein eine Brennkraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft den Bereich sogenannter Großbrennkraftmaschinen, deren Zylinder Kolbendurchmesser von mindestens 140 mm, insbesondere von mindestens 175 mm, aufweisen. Bei solchen Großbrennkraftmaschinen handelt es sich zum Beispiel um Schiffsmotoren. Solche Großbrennkraftmaschinen können als Dieselmotoren, Gasmotoren oder Dual-Fuel-Motoren ausgeführt sein. In Dual-Fuel-Motoren kann in einem ersten Betriebszustand ein flüssiger Kraftstoff, insbesondere ein Dieselkraftstoff, und in einem zweiten Betriebszustand ein gasförmiger Kraftstoff, insbesondere Erdgas, verbrannt werden.The present invention relates to the field of so-called large internal combustion engines whose cylinders have a piston diameter of at least 140 mm, in particular at least 175 mm. Such large internal combustion engines are, for example, ship engines. Such large internal combustion engines can be designed as diesel engines, gas engines or dual-fuel engines. In dual-fuel engines, a liquid fuel, in particular a diesel fuel, can be burned in a first operating state and a gaseous fuel, in particular natural gas, can be burned in a second operating state.

Aus der Praxis ist es bekannt, dass eine Brennkraftmaschine ein Zylinderkurbelgehäuse aufweist, in dem eine Kurbelwelle gelagert ist. Ferner verfügt eine Brennkraftmaschine über mehrere Zylinder, die mindestens eine Zylinderbank bilden, wobei jede Zylinderbank mehrere hintereinander oder nebeneinander angeordnete Zylinder aufweist. Jeder Zylinder verfügt über einen Kolben, der über ein Pleuel mit der Kurbelwelle gekoppelt ist. Auch verfügt jeder Zylinder über einen Zylinderkopf mit einem Einlassventil für Ladeluft und einem Auslassventil für Abgas.It is known from practice that an internal combustion engine has a cylinder crankcase in which a crankshaft is mounted. Furthermore, an internal combustion engine has a plurality of cylinders which form at least one cylinder bank, each cylinder bank having a plurality of cylinders arranged one behind the other or next to one another. Each cylinder has a piston coupled to the crankshaft via a connecting rod. Each cylinder also has a cylinder head with an inlet valve for charge air and an outlet valve for exhaust gas.

Eine Brennkraftmaschine verfügt weiterhin über ein Ladeluftsystem sowie über ein Abgassystem. Das Ladeluftsystem verfügt über mindestens eine Ladeluftleitung, wobei den Zylindern der jeweiligen Zylinderbank Ladeluft über eine gemeinsame Ladeluftleitung zuführbar ist, nämlich jeder Zylinderbank über eine für alle Zylinder der jeweiligen Zylinderbank gemeinsame Ladeluftleitung. Die den Zylindern zugeführte Ladeluft wird vorzugsweise in einem Verdichter eines Abgasturboladers verdichtet.An internal combustion engine also has a charge air system and an exhaust system. The charge air system has at least one charge air line, charge air being able to be fed to the cylinders of the respective cylinder bank via a common charge air line, namely each cylinder bank via a charge air line common to all cylinders of the respective cylinder bank. The charge air supplied to the cylinders is preferably compressed in a compressor of an exhaust gas turbocharger.

Das Abgassystem verfügt über mindestens eine Abgasleitung, wobei von den Zylindern einer jeweiligen Zylinderbank Ladeluft über eine gemeinsame Abgasleitung abführbar ist. Mit jeder Zylinderbank wirkt dabei jeweils eine Abgasleitung zusammen, über welche das Abgas der Zylinder der jeweiligen Zylinderbank abführbar ist, vorzugsweise in Richtung auf eine Turbine eines Abgasturboladers.The exhaust system has at least one exhaust line, charge air being able to be discharged from the cylinders of a respective cylinder bank via a common exhaust line. In this case, an exhaust gas line acts together with each cylinder bank, via which the exhaust gas of the cylinder of the respective cylinder bank can be discharged, preferably in the direction of a turbine of an exhaust gas turbocharger.

Im Betrieb einer solchen Brennkraftmaschine kann sich eine Ladungsungleichverteilung zwischen den Zylindern der jeweiligen Zylinderbank ausbilden, was bedeutet, dass den Zylindern der Zylinderbank eine unterschiedliche Menge an Ladeluft zugeführt wird. Eine solche Ladungsungleichverteilung beschränkt jedoch den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Es besteht Bedarf daran, eine solche Ladungsungleichverteilung so gering wie möglich zu halten. Hiervon ausgehend besteht Bedarf an einer Brennkraftmaschine, bei welcher eine Ladungsungleichverteilung über die Zylinder der jeweiligen Zylinderbank der Brennkraftmaschine minimal ist, und die darüber hinaus wenig Bauraum benötigt.During the operation of such an internal combustion engine, an unequal charge distribution can form between the cylinders of the respective cylinder bank, which means that a different amount of charge air is supplied to the cylinders of the cylinder bank. However, such a charge unequal distribution limits the efficiency of the internal combustion engine. There is a need to keep such a charge imbalance as small as possible. Based on this, there is a need for an internal combustion engine in which an unequal distribution of charge over the cylinders of the respective cylinder bank of the internal combustion engine is minimal and which also requires little installation space.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Brennkraftmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 gelöst.Proceeding from this, the object of the invention is to create a new type of internal combustion engine. This object is achieved by an internal combustion engine according to claim 1.

In dem Zylinderkurbelgehäuse der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist mindestens eine Resonatorkammer angeordnet.At least one resonator chamber is arranged in the cylinder crankcase of the internal combustion engine according to the invention.

Die jeweilige Ladeluftleitung des Ladeluftsystems der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist im Bereich eines in Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen letzten Zylinders der oder der jeweiligen Zylinderbank mit der mindestens einen Resonatorkammer über einen Resonatorhals, der zumindest abschnittsweise außerhalb des Zylinderkurbelgehäuses verläuft, gekoppelt.The respective charge air line of the charge air system of the internal combustion engine according to the invention is coupled to the at least one resonator chamber via a resonator neck, which runs at least in sections outside the cylinder crankcase, in the region of the last cylinder of the cylinder bank or cylinder banks, viewed in the direction of flow of the charge air.

Mit einer solchen Brennkraftmaschine kann eine minimale Ladungsungleichverteilung über die Zylinder der oder der jeweiligen Zylinderbank gewährleistet werden. Hierbei wirken Resonatorkammer und Resonatorhals zusammen. Durch die Anordnung der Resonatorkammer in dem Zylinderkurbelgehäuse wird wenig Bauraum benötigt. Die Resonatorkammer ist bauraumneutral in dem Zylinderkurbelgehäuse untergebracht.With such an internal combustion engine, a minimal uneven charge distribution over the cylinders of the respective cylinder bank can be guaranteed. Here, the resonator chamber and the resonator neck work together. Due to the arrangement of the resonator chamber in the cylinder crankcase, little installation space is required. The resonator chamber is accommodated in the cylinder crankcase in a space-neutral manner.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die oder die jeweilige Resonatorkammer und/oder der oder der jeweilige Resonatorhals ausgelegt, um die Ladungsungleichverteilung zwischen den Zylindern der oder der jeweiligen Zylinderbank zu minimieren. Insbesondere wird hierzu eine Kammerlänge der oder der jeweiligen Resonatorkammer entsprechend angepasst. Hiermit kann der Ladungsungleichverteilung zwischen den Zylindern der jeweiligen Zylinderbank besonders vorteilhaft entgegengewirkt werden.According to an advantageous development of the invention, the or the respective resonator chamber and/or the or the respective resonator neck is designed in order to minimize the unequal distribution of charge between the cylinders of the or the respective cylinder bank. In particular, a chamber length of the respective resonator chamber or chambers is adjusted accordingly for this purpose. In this way, the charge unequal distribution between the cylinders of the respective cylinder bank can be counteracted in a particularly advantageous manner.

Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um eine Brennkraftmaschine in Reihenbauweise oder in V-Bauweise handeln. Bei einer Brennkraftmaschine in Reihenbauweise ist eine einzige Resonatorkammer in dem Zylinderkurbelgehäuse angeordnet. Bei einer Brennkraftmaschine in V-Bauweise kann für beide Zylinderbänke entweder eine gemeinsame Resonatorkammer oder für beide Zylinderbänke eine individuelle Resonatorkammer in dem Zylinderkurbelgehäuse angeordnet sein.The internal combustion engine can be an in-line internal combustion engine or a V-type internal combustion engine. In an in-line internal combustion engine, a single resonator chamber is arranged in the cylinder crankcase. In a V-type internal combustion engine, either a common resonator chamber for both banks of cylinders or an individual resonator chamber for both banks of cylinders can be arranged in the cylinder crankcase.

Vorzugsweise ist der oder der jeweilige Resonatorhals mit der oder der jeweiligen Abgasleitung über eine Umblaseleitung gekoppelt. So kann der Bauraumbedarf der Brennkraftmaschine weiter reduziert werden.The or the respective resonator neck is preferably coupled to the or the respective exhaust gas line via a bypass line. In this way, the space requirement of the internal combustion engine can be further reduced.

Vorzugsweise ist die oder die jeweilige Resonatorkammer von einem Behälter gebildet, der in eine Ausnehmung im Zylinderkurbelgehäuse eingesetzt ist. So kann die Resonatorkammer besonders vorteilhaft im Zylinderkurbelgehäuse angeordnet und integriert werden. Dies kann bauraumneutral bei geringen Kosten erfolgen. The or the respective resonator chamber is preferably formed by a container which is inserted into a recess in the cylinder crankcase. The resonator chamber can thus be arranged and integrated particularly advantageously in the cylinder crankcase. This can be done in a space-neutral manner at low cost.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 einen Ausschnitt aus einer Brennkraftmaschine in Reihenbauweise;
2 ein Detail der 1; und
3 ein alternatives Detail der 1.

Preferred developments of the invention result from the dependent claims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being limited thereto. It shows:

1 a section of an internal combustion engine in series;
2 a detail of 1 ; and
3 an alternative detail of 1 .

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Großbrennkraftmaschine bzw. einen Großmotor.The invention relates to an internal combustion engine, in particular a large internal combustion engine or a large engine.

Eine Großbrennkraftmaschine verfügt über Zylinder mit einem Kolbendurchmesser von mindestens 140 mm, insbesondere mit einem Kolbendurchmesser von mindestens 175 mm.A large internal combustion engine has cylinders with a piston diameter of at least 140 mm, in particular with a piston diameter of at least 175 mm.

Insbesondere handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine um einen Schiffsmotor, der als Dieselmotor, Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor ausgeführt sein kann.In particular, the internal combustion engine according to the invention is a ship's engine, which can be designed as a diesel engine, gas engine or dual-fuel engine.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Brennkraftmaschine 10 in Reihenbauweise. Von der Brennkraftmaschine 10 ist ein Zylinderkurbelgehäuse 11 gezeigt, in welchem eine nicht gezeigte Kurbelwelle gelagert ist. 1 shows a section of an internal combustion engine 10 in series construction. From the internal combustion engine 10, a cylinder crankcase 11 is shown, in which a crankshaft, not shown, is mounted.

Die Brennkraftmaschine 10 verfügt über mehrere Zylinder 12. Bei einer Brennkraftmaschine in Reihenbauweise sind diese Zylinder 12 unter Ausbildung einer einzigen Zylinderbank 13 in einer Reihe nebeneinander oder hintereinander angeordnet.The internal combustion engine 10 has a plurality of cylinders 12. In the case of an internal combustion engine of in-line design, these cylinders 12 are arranged in a row next to one another or one behind the other, forming a single bank of cylinders 13.

Jeder Zylinder 12 verfügt über einen nicht gezeigten Kolben, der über ein nicht gezeigtes Pleuel mit der nicht gezeigten Kurbelwelle gekoppelt ist. Ferner verfügt jeder Zylinder 12 über einen Zylinderkopf 14 mit mindestens einem Einlassventil für Ladeluft und mindestens einem Auslassventil für Abgas. Einlassventile für Ladeluft und Auslassventile für Abgas werden auch als Gaswechselventile bezeichnet.Each cylinder 12 has a piston, not shown, which is coupled to the crankshaft, not shown, via a connecting rod, not shown. Furthermore, each cylinder 12 has a cylinder head 14 with at least one inlet valve for charge air and at least one outlet valve for exhaust gas. Inlet valves for charge air and outlet valves for exhaust gas are also referred to as gas exchange valves.

Die Brennkraftmaschine 10 verfügt über ein Ladeluftsystem 15. Bei einer Brennkraftmaschine in Reihenbauweise umfasst das Ladeluftsystem 15 eine für alle Zylinder 12 der einzigen Zylinderbank 13 gemeinsame Ladeluftleitung 16, über welche alle Zylinder 12 der Zylinderbank 13 mit Ladeluft versorgt werden können. Die über die Ladeluftleitung 16 geführte Ladeluft wird dabei vorzugsweise in einem Verdichter eines nicht gezeigten Abgasturboladers verdichtet und ausgehend vom Abgasturbolader über die Ladeluftleitung 16 den Zylindern 12, nämlich den Einlassventilen derselben, zugeführt.The internal combustion engine 10 has a charge air system 15. In an in-line internal combustion engine, the charge air system 15 includes a charge air line 16 common to all cylinders 12 of the single cylinder bank 13, via which all cylinders 12 of the cylinder bank 13 can be supplied with charge air. The charge air routed via the charge air line 16 is preferably compressed in a compressor of an exhaust gas turbocharger, not shown, and fed from the exhaust gas turbocharger via the charge air line 16 to the cylinders 12, namely the inlet valves of the same.

Eine Brennkraftmaschine 10 verfügt weiterhin über ein Abgassystem 17. Bei einer Brennkraftmaschine 10 in Reihenbauweise umfasst das Abgassystem 17 für alle Zylinder 12 der einzigen Zylinderbank 13 eine gemeinsame Abgasleitung 18, über welche Abgas von den Zylindern 12 abgeführt werden kann, vorzugsweise in Richtung auf eine Turbine eines Abgasturboladers.An internal combustion engine 10 also has an exhaust system 17. In an in-line internal combustion engine 10, the exhaust system 17 includes a common exhaust pipe 18 for all cylinders 12 of the single cylinder bank 13, via which exhaust gas can be discharged from the cylinders 12, preferably in the direction of a turbine an exhaust gas turbocharger.

Die Ladeluftleitung 16 und die Abgasleitung 18 sind vorzugsweise segmentiert, nämlich in Segmente 16a bzw. 18a, wobei in 1 ein Segment 16a der Ladeluftleitung 16 und drei Segmente 18a der Abgasleitung 18 gezeigt sind. Mit jedem Zylinder 12 wirkt ein derartiges Segment 16a der Ladeluftleitung 16 und ein derartiges Segment 18a der Abgasleitung 18 zusammen, wobei die Segmente 16a, 18a benachbarter Zylinder 12 über Zwischenstücke bzw. Verbindungstücke miteinander gekoppelt sind.The charge air line 16 and the exhaust gas line 18 are preferably segmented, namely into segments 16a and 18a, respectively, with 1 a segment 16a of the charge air line 16 and three segments 18a of the exhaust line 18 are shown. Such a segment 16a of the charge air line 16 and such a segment 18a of the exhaust gas line 18 interact with each cylinder 12, the segments 16a, 18a of adjacent cylinders 12 being coupled to one another via intermediate pieces or connecting pieces.

2 zeigt ein Detail der 1 im Bereich jeweils eines Segments 16a der Ladeluftleitung 16 und eines Segments 18a der Abgasleitung 18, wobei das Segment 16a der Ladeluftleitung 16 über einen Flansch 19 und das Segment 18a der Abgasleitung 18 über eine Flansch 20 an den Zylinderkopf 14 des jeweiligen Zylinders 12 angeflanscht werden kann, um ausgehend vom Segment 16a der Ladeluftleitung 16 dem mindestens einem Einlassventil des jeweiligen Zylinders 12 Ladeluft zuzuführen, und Abgas über das mindestens eine Auslassventil in das jeweilige Segment 18a der Abgasleitung 18 abzuführen. 2 shows a detail of 1 in the area of a segment 16a of the charge air line 16 and a segment 18a of the exhaust line 18, wherein the segment 16a of the charge air line 16 can be flanged to the cylinder head 14 of the respective cylinder 12 via a flange 19 and the segment 18a of the exhaust line 18 via a flange 20 , in order to supply charge air to the at least one inlet valve of the respective cylinder 12, starting from the segment 16a of the charge air line 16, and to discharge exhaust gas via the at least one outlet valve into the respective segment 18a of the exhaust line 18.

Bei der in 1 gezeigten Brennkraftmaschine in Reihenbauweise in dem Zylinderkurbelgehäuse 11 eine einzige Resonatorkammer 21 angeordnet.At the in 1 shown internal combustion engine in series in the cylinder crankcase 11, a single resonator chamber 21 is arranged.

Diese Resonatorkammer 21 ist von einem Behälter gebildet, der in eine Ausnehmung des Zylinderkurbelgehäuses 11 eingesetzt und so in das Zylinderkurbelgehäuse 11 bauraumneutral integriert ist.This resonator chamber 21 is formed by a container which is inserted into a recess in the cylinder crankcase 11 and is thus integrated into the cylinder crankcase 11 in a space-neutral manner.

Der in Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen letzte Zylinder 12, nämlich das diesem Zylinder 12 zugeordnete Segment 16a der Ladeluftleitung 16, ist mit der Resonatorkammer 21 über einen Resonatorhals 22 gekoppelt, der zumindest abschnittsweise außerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 11 verläuft. Die Ladeluftleitung 16 ist also im Bereich des in Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen letzten Zylinders 12 der Zylinderbank 13 mit der Resonatorkammer 21 über den Resonatorhals 22, der zumindest abschnittsweise außerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 11 verläuft, gekoppelt.The last cylinder 12 viewed in the direction of flow of the charge air, namely the segment 16a of the charge air line 16 assigned to this cylinder 12, is coupled to the resonator chamber 21 via a resonator neck 22, which runs at least in sections outside of the cylinder crankcase 11. In the region of the last cylinder 12 of the cylinder bank 13 viewed in the flow direction of the charge air, the charge air line 16 is coupled to the resonator chamber 21 via the resonator neck 22 , which runs at least in sections outside of the cylinder crankcase 11 .

Der Resonatorhals 22 ist dabei von einer Rohrleitung gebildet, die sich zwischen der Resonatorkammer 21 und der Ladeluftleitung 16 erstreckt, nämlich dem Segment 16a der Ladeluftleitung 16, welches dem in Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen letzten Zylinder 12 zugeordnet ist.The resonator neck 22 is formed by a pipe that extends between the resonator chamber 21 and the charge air line 16, namely the segment 16a of the charge air line 16, which is associated with the last cylinder 12 viewed in the flow direction of the charge air.

Die Resonatorkammer 21 und/oder der Resonatorhals 22 ist und/oder sind so ausgelegt, dass eine Ladungsungleichverteilung zwischen den Zylindern 12 der Zylinderbank 13 minimal ist. Die Resonatorkammer 21 und der Resonatorhals 22 dämpfen eine Amplitude von Druckschwingungen in der Ladeluftleitung 16 und wirken so über die Zylinder 12 der Zylinderbank 13 gesehen einer Ladungsungleichverteilung entgegen. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die Brennkraftmaschine 10 in einer Zylinderbank 13 acht, neun oder zehn Zylinder 12 aufweist.The resonator chamber 21 and/or the resonator neck 22 is and/or are designed in such a way that an unequal distribution of charge between the cylinders 12 of the cylinder bank 13 is minimal. The resonator chamber 21 and the resonator neck 22 dampen an amplitude of pressure fluctuations in the charge-air line 16 and thus counteract an uneven distribution of charge, viewed over the cylinders 12 of the cylinder bank 13 . This is particularly advantageous if the internal combustion engine 10 has eight, nine or ten cylinders 12 in a cylinder bank 13 .

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf diese Anzahl an Zylindern je Zylinderbank 13 beschränkt ist. Je mehr Zylinder 12 jedoch in einer Zylinderbank 13 zusammengefasst sind, desto stärker kann sich eine Ladungsungleichverteilung ausbilden.It should be pointed out at this point that the invention is not limited to this number of cylinders per cylinder bank 13 . However, the more cylinders 12 are grouped together in a cylinder bank 13, the greater an unequal charge distribution can develop.

Die Resonatorkammer 21 ist durch eine Kammerlänge L und einen Kammerdurchmesser D charakterisiert. Der Resonatorhals 22 ist durch eine Halslänge I und durch einen Halsdurchmesser d charakterisiert.The resonator chamber 21 is characterized by a chamber length L and a chamber diameter D. The resonator neck 22 is characterized by a neck length l and a neck diameter d.

Besonders bevorzugt wird zur Minimierung der Ladungsungleichverteilung zwischen den Zylinder 12 der Zylinderbank 13 die Kammerlänge L der Resonatorkammer 21 angepasst. Hier besteht mehr Anpassungspotential als bezüglich des Kammerdurchmessers D oder des Halsdurchmessers d oder der Halslänge I.The chamber length L of the resonator chamber 21 is particularly preferably adapted to minimize the unequal distribution of charge between the cylinders 12 of the cylinder bank 13 . There is more potential for adaptation here than with the chamber diameter D or the neck diameter d or the neck length I.

Zur Minimierung der Ladungsungleichverteilung zwischen den Zylindern 12 der Zylinderbank 13 wird vorzugsweise folgende Funktion F insbesondere durch Anpassung der Kammerlänge L der Resonatorkammer 21 minimiert: $F = \frac{m a x | m_{L} - m_{L, a v g} |}{m_{L, a v g}}$

wobei m_L die zylinderindividuelle Luftmasse pro Arbeitsspiel der Zylinder 12 und m_L,avg die über alle Zylinder 12 der jeweiligen Zylinderbank 13 gemittelte Luftmasse pro Arbeitsspiel der Zylinder 12 ist. Die Funktion F kann abhängig von der Kammerlänge L und/oder dem Kammerdurchmesser D und/oder abhängig von der Halslänge I und/oder dem Halsdurchmesser d minimiert werden.In order to minimize the uneven charge distribution between the cylinders 12 of the cylinder bank 13, the following function F is preferably minimized, in particular by adjusting the chamber length L of the resonator chamber 21:

f = \frac{m a x | m_{L} - m_{L, a v G} |}{m_{L, a v G}}

where m _L is the cylinder-specific air mass per working cycle of cylinder 12 and m _L,avg is the air mass per working cycle of cylinder 12 averaged over all cylinders 12 of the respective cylinder bank 13 . The function F can be minimized depending on the chamber length L and/or the chamber diameter D and/or depending on the neck length I and/or the neck diameter d.

In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Resonatorhals 22 mit der Abgasleitung 18, nämlich dem Segment 18a der Abgasleitung 18, welches dem im Strömungsrichtung der Ladeluft gesehen letzten Zylinder 12 zugeordnet ist, über eine Umblaseleitung 23 gekoppelt, wobei in die Umblaseleitung 23 vorzugsweise ein Absperrorgan 24 integriert ist. Über das Absperrorgan 24 kann diejenige Menge an Ladeluft, die ausgehend von dem Resonatorhals 22 über die Umblaseleitung 23 in die Abgasleitung 18 überströmt, eingestellt werden kann.in the in 2 shown embodiment, the resonator neck 22 is coupled to the exhaust pipe 18, namely the segment 18a of the exhaust pipe 18, which is associated with the last cylinder 12 viewed in the direction of flow of the charge air, via a bypass line 23, with the bypass line 23 preferably having a shut-off element 24 integrated. The shut-off element 24 can be used to adjust the amount of charge air that flows from the resonator neck 22 via the bypass line 23 into the exhaust gas line 18 .

Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wurde die Erfindung für einen Reihenmotor beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Brennkraftmaschinen in Reihenbauweise beschränkt, vielmehr kann die Erfindung auch an einer Brennkraftmaschine in V-Bauweise mit zwei Zylinderbänken aus jeweils mehreren hintereinander oder nebeneinander angeordneten Zylindern 12 zum Einsatz kommen.With reference to 1 and 2 the invention was described for an in-line engine. However, the invention is not limited to in-line internal combustion engines; the invention can also be used in a V-type internal combustion engine with two cylinder banks each consisting of a plurality of cylinders 12 arranged one behind the other or next to one another.

Bei einem V-Motor ist in dem Zylinderkurbelgehäuse 11 entweder für jede Zylinderbank 13 eine individuelle Resonatorkammer 21 oder für beide Zylinderbänke 13 eine gemeinsame Resonatorkammer 21 angeordnet. Der jeweils in Strömungsrichtung gesehen letzte Zylinder der jeweiligen Zylinderbank, nämlich das mit diesem Zylinder zusammenwirkende Segment 16a der jeweiligen Ladeluftleitung 16, ist mit der oder der jeweiligen Resonatorkammer 21 über einen jeweiligen Resonatorhals 22 gekoppelt, der sich ausgehend von diesem Segment 16a der jeweiligen Ladeluftleitung 16 in Richtung auf die oder die jeweilige Resonatorkammer 21 erstreckt, um so wiederum die Amplitude von Druckschwingungen in der jeweiligen Ladeluftleitung 16 zu minimieren und einer Ladungsungleichverteilung in den Zylindern 12 der jeweiligen Zylinderbank 13 effektiv entgegenzuwirken. In a V engine, an individual resonator chamber 21 is arranged in the cylinder crankcase 11 either for each cylinder bank 13 or a common resonator chamber 21 for both cylinder banks 13 . The last cylinder of the respective cylinder bank, viewed in the direction of flow, namely the segment 16a of the respective charge air line 16 that interacts with this cylinder, is coupled to the respective resonator chamber or chambers 21 via a respective resonator neck 22, which, starting from this segment 16a of the respective charge air line 16 in the direction of the or the respective resonator chamber 21 in order to in turn minimize the amplitude of pressure fluctuations in the respective charge air line 16 and to effectively counteract an uneven charge distribution in the cylinders 12 of the respective cylinder bank 13 .

3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Brennkraftmaschine im Bereich einer Resonatorkammer 21 und eines Resonatorhalses 22, wobei in 3 keine Überströmleitung vorhanden ist, um den Resonatorhals 22 an die Abgasleitung 18 zu koppeln. Die Kopplung des Resonatorhalses 22 mit der Abgasleitung 18 über eine Umblaseleitung 23 ist demnach optional. 3 shows a section of an internal combustion engine in the area of a resonator chamber 21 and a resonator neck 22, wherein in 3 no overflow line is present to kop the resonator neck 22 to the exhaust line 18 pelt The coupling of the resonator neck 22 to the exhaust gas line 18 via a bypass line 23 is therefore optional.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Brennkraftmaschineinternal combustion engine
1111: Zylinderkurbelgehäusecylinder crankcase
1212: Zylindercylinder
1313: Zylinderbankcylinder bank
1414: Zylinderkopfcylinder head
1515: Ladeluftsystemcharge air system
1616: Ladeluftleitungcharge air line
16a16a: Segmentsegment
1717: Abgassystemexhaust system
1818: Abgasleitungexhaust pipe
18a18a: Segmentsegment
1919: Flanschflange
2020: Flanschflange
2121: Resonatorkammerresonator chamber
2222: Resonatorhalsresonator neck
2323: Umblaseleitungbypass line
2424: Absperrorganshut-off device

Claims

Internal combustion engine (10), with a cylinder crankcase (11), with at least one cylinder bank (13) having a plurality of cylinders (12), each cylinder (12) having a cylinder head (14) with an inlet valve for charge air and an outlet valve for exhaust gas a charge air system (15) which has at least one charge air line (16), charge air being able to be fed to the cylinders (12) of a respective cylinder bank (13) via a common charge air line (16), with an exhaust system (17) which has at least one exhaust line ( 18), wherein exhaust gas can be discharged from the cylinders (12) of a respective cylinder bank (13) via a common exhaust gas line (18), characterized in that at least one resonator chamber (21) is arranged in the cylinder crankcase (11), the respective charge air line (16) in the region of a last cylinder (12), seen in the flow direction of the charge air, of the or the respective cylinder bank (13) with the at least one resonator chamber r (21) via a resonator neck (22) which runs at least in sections outside the cylinder crankcase (11).

internal combustion engine claim 1 , characterized in that the or the respective resonator chamber (21) is designed so that an uneven charge distribution between the cylinders (12) of the or the respective cylinder bank (13) is minimal.

internal combustion engine claim 1 or 2 , characterized in that the or the respective resonator neck (22) is designed such that a charge uneven distribution between the cylinders (12) of the or the respective cylinder bank (13) is minimal.

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the or the respective resonator chamber (21) has a chamber diameter and a chamber length, the or the respective resonator neck (22) has a neck diameter and a neck length, at least the chamber length of the or the respective resonator chamber (21) is designed such that an unequal distribution of charge between the cylinders (12) of the respective cylinder bank (13) is minimal.

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that it is an in-line internal combustion engine with a single bank of cylinders (13) consisting of a plurality of cylinders (12), a single resonator chamber (21) is arranged in the cylinder crankcase (11), the charge air line (16) in the region of the flow direction viewed from the charge air, the last cylinder (12) of the cylinder bank (13) is coupled to the resonator chamber (21) via a resonator neck (22) which runs at least in sections outside the cylinder crankcase (11).

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the same is a V-type internal combustion engine with two cylinder banks made up of a plurality of cylinders (12), in the cylinder crankcase (11) there is a common resonator chamber (21) for both cylinder banks (13), the respective charge air line (16) in the area of the last cylinder (12) of each cylinder bank (13), viewed in the direction of flow of the charge air, is coupled to the resonator chamber (21) via a respective resonator neck (22) which runs at least in sections outside the cylinder crankcase (11).

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that it is a V-type internal combustion engine with two cylinder banks consisting of a plurality of cylinders, in the cylinder crankcase (11) there is an individual resonator chamber (21) for each cylinder bank (13), the respective charge air line (16) in the area of the viewed in the direction of flow of the charge air, the last cylinder (12) of each cylinder bank (13) is coupled to the respective resonator chamber (21) via a respective resonator neck (22) which runs at least in sections outside the cylinder crankcase (11).

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the or the respective resonator neck (22) is coupled to the or the respective exhaust gas line (18) via a bypass line (23), in which a shut-off device (24) is preferably integrated.

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the or the respective resonator chamber (22) is formed by a container which is inserted into a recess in the cylinder crankcase (11) and thus integrated into the cylinder crankcase (11).

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the or the respective resonator neck (21) is formed by a line which extends between the or the respective resonator chamber (21) and the or the respective charge air line (16).

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 10 , characterized in that the cylinders (12) have a piston diameter of at least 140 mm, in particular at least 175 mm.