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EP2660452A1 - Liquid cooled multi cylinder internal combustion engine and method to operate such an engine - Google Patents

Liquid cooled multi cylinder internal combustion engine and method to operate such an engine Download PDF

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Publication number
EP2660452A1
EP2660452A1 EP12166516.0A EP12166516A EP2660452A1 EP 2660452 A1 EP2660452 A1 EP 2660452A1 EP 12166516 A EP12166516 A EP 12166516A EP 2660452 A1 EP2660452 A1 EP 2660452A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
cylinder head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP12166516.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kai Kuhlbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to EP12166516.0A priority Critical patent/EP2660452A1/en
Priority to US13/867,805 priority patent/US9261010B2/en
Priority to RU2013120315A priority patent/RU2637160C2/en
Priority to CN201310159707.2A priority patent/CN103382875B/en
Publication of EP2660452A1 publication Critical patent/EP2660452A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/243Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/12Arrangements for cooling other engine or machine parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/26Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/40Cylinder heads having cooling means for liquid cooling cylinder heads with means for directing, guiding, or distributing liquid stream 

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of the aforementioned type.
  • the two exhaust gas outlet openings along the longitudinal axis of the cylinder head are offset and spaced from each other, wherein the openings have an equal distance from the mounting end face of the cylinder head.
  • This arrangement of the two outlet openings is particularly advantageous with regard to the realization of a low cylinder head height or as dense a packaging as possible, but assumes that two adjacent cylinders each form a group whose exhaust gas lines merge to partial exhaust gas lines.
  • the outlet openings would lie at least in the vertical direction, ie. H. in the direction of the cylinder longitudinal axis, one above the other, d. H. offset from each other with different distances from the mounting end face.
  • the integration of the partial exhaust gas lines into the cylinder head leads to a more compact design of the internal combustion engine and a denser packaging in the engine compartment.
  • the integration may advantageously affect the location and operation of an exhaust aftertreatment system provided downstream in the exhaust evacuation system.
  • the path of the hot exhaust gases to the various exhaust aftertreatment systems should be as short as possible so that the exhaust gases are given little time to cool down and the exhaust aftertreatment systems reach their operating temperature or light-off temperature as quickly as possible, in particular after a cold start of the internal combustion engine.
  • the exhaust manifold is largely integrated into the cylinder head in order to participate in a provided for in the cylinder head cooling and the manifold does not have to manufacture from thermally highly resilient materials that are expensive and more expensive.
  • Liquid cooling requires the equipment of the internal combustion engine or the cylinder head with at least one coolant jacket, d. H. the arrangement of the coolant through the cylinder head leading coolant channels, which causes a complex structure of the cylinder head construction.
  • An integration of the partial exhaust gas lines in the cylinder head complicates the arrangement or formation of a sufficiently large cooling jacket volume in the mechanically and thermally highly loaded cylinder head in addition.
  • this basically means that cooling also takes place in the area of the connection.
  • the conventional longitudinal flow of the coolant d. H. the coolant flow in the direction of the longitudinal axis of the cylinder head, supplemented by a coolant transverse flow, which runs transversely to the longitudinal flow and preferably approximately in the direction of the cylinder longitudinal axes.
  • the coolant flow passed through the at least one connection contributes significantly to the heat dissipation.
  • the exhaust gas from two cylinders passes through the partial exhaust gas line, whereas a single exhaust gas line, which adjoins the outlet opening of a cylinder, is only supplied with the exhaust gas or part of the exhaust gas of a cylinder. Ie. the absolute amount of exhaust gas that can give off heat to the cylinder head is greater.
  • Embodiments of the internal combustion engine with two cylinder heads are also internal combustion engines according to the invention.
  • An internal combustion engine according to the invention may have two cylinder heads, if, for example, the cylinders are distributed over two cylinder banks.
  • the merging of the exhaust pipes in the then two cylinder heads according to the invention is carried out in each case in the manner indicated above.
  • Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the at least one connection is completely integrated in the cylinder head are advantageous.
  • This embodiment is different from, for example, designs of the cylinder head in which an opening is provided in the outer wall or outer side of the cylinder head which serves to supply or discharge coolant into and out of the upper and / or lower coolant jacket. Such an opening is not a connection in the sense of the invention.
  • the at least one connection can in the meantime be open to the outside via an access opening in the course of the production of the head, for example for removing a sand core.
  • the finished cylinder head then has at least one connection completely integrated in the outer wall, for which purpose any access provided for the connection is to be closed.
  • the distance ⁇ between the at least one compound and the partial exhaust gas line is smaller than half the diameter D of a cylinder with ⁇ ⁇ 0.5 D, preferably smaller than one quarter of the diameter D of a cylinder with ⁇ ⁇ 0.25 D, wherein the distance results from the distance between the outer wall of the partial exhaust gas line and the outer wall of the compound.
  • Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which at least one connection is arranged on the side of the integrated partial exhaust gas manifold facing away from the four cylinders are advantageous. This has advantages in terms of heat balance and constructive advantages.
  • the at least one connection is effectively outside the integrated exhaust manifold and thus in an area in which the space is greater than, for example, within the manifold, d. H. on the side facing the cylinders.
  • Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which at least two connections are provided, which are arranged on opposite sides of the system of elbows, are advantageous.
  • a symmetrical arrangement of the at least two connections in the region of the partial exhaust manifolds or partial exhaust gas lines takes into account the fact that the system of exhaust pipes integrated in the cylinder head is generally symmetrical.
  • the mutually corresponding formation of Abgasabriossystem and cooling thus ensures a symmetrical temperature distribution in the cylinder head.
  • the exhaust gas lines of the four cylinders of the at least one cylinder head of the internal combustion engine according to the invention are gradually brought together, wherein each an outer cylinder and the adjacent inner cylinder form a pair of cylinders whose exhaust lines merge within the cylinder head to a partial exhaust gas line, said partial exhaust gas lines separated from each other from the cylinder head.
  • an exhaust gas turbocharger for example compared to a mechanical supercharger, uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases.
  • the output of the exhaust gas flow to the turbine energy is used to drive a compressor, which promotes the charge air supplied to it and compressed, creating a Charging the cylinder is achieved.
  • a charge air cooling is provided, with which the compressed combustion air is cooled before entering the cylinder.
  • the torque characteristic of a supercharged internal combustion engine may be further represented by a plurality of turbochargers arranged in parallel or in series, i. H. by a plurality of turbines arranged in parallel or in series.
  • liquid-cooled internal combustion engine in which at least two exhaust gas turbochargers are provided, wherein a turbine of an exhaust gas turbocharger is arranged in each of the two partial exhaust gas lines.
  • the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is a double-flow turbine having two inlet channels arranged in an inlet region, one inlet channel each being connected to a partial exhaust gas line for supplying the exhaust gases ,
  • the partial exhaust gas lines can be merged in the turbine or downstream of the turbine to form an overall exhaust gas line.
  • the turbine can be equipped with a variable turbine geometry, which permits a further adaptation to the respective operating point of the internal combustion engine by adjusting the turbine geometry or the effective turbine cross section.
  • adjustable guide vanes for influencing the flow direction are arranged in the inlet region of the turbine. Unlike the vanes of the rotating impeller, the vanes do not rotate with the shaft of the turbine.
  • the vanes are not only stationary, but also completely immovable in the entry area, i. H. rigidly fixed.
  • the guide vanes are indeed arranged stationary, but not completely immobile, but rotatable about its axis, so that the flow of the blades can be influenced.
  • Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the smallest diameter of the at least one connection is smaller than the diameter d of an outlet opening of a cylinder with ⁇ d are advantageous .
  • the diameter of the at least one compound has an influence on the flow velocity in the at least one connection, wherein the flow rate can be increased by reducing the diameter, which increases the heat transfer by convection. Advantages of the reduction of the diameter also with regard to the mechanical strength of the cylinder head.
  • embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine can be advantageous for the reasons mentioned, in which the smallest diameter of the at least one compound is smaller than half the diameter d of an outlet opening of a cylinder with ⁇ 0.5d.
  • Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the smallest diameter of the at least one connection is smaller than one third of the diameter d of an outlet opening of a cylinder with ⁇ 0.33 d are also advantageous.
  • the second sub-task on which the invention is based namely to show a method for operating an internal combustion engine according to a previously described type, is disclosed solved by a method which is characterized in that the combustion of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinders, starting with an outer cylinder sequentially counted and numbered along the longitudinal axis of the at least one cylinder head become.
  • the exhaust pipes of the four cylinders of the at least one cylinder head of the internal combustion engine are combined within the cylinder head to partial exhaust gas lines. Basically, there is a risk that the cylinders influence each other during the charge change, which is fed by the partial integration of the manifold in the cylinder head this effect.
  • a suitable measure namely by choosing a deviating from the usual firing sequence firing order, but can be countered.
  • the combustion of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, instead of operating the cylinders according to the conventional ignition pattern 1 - 3 - 4 - 2.
  • the ignition times in ° KW are measured as follows: 0 - 180 - 360 - 540.
  • the numbering of the cylinders of an internal combustion engine is regulated in DIN 73021.
  • the cylinders are counted in order, starting with an external cylinder.
  • the ignition sequence according to the invention proves to be the more advantageous firing order. The reasons will be described in more detail below using the example of the cylinder pair comprising the first and second cylinders.
  • the second cylinder is ignited in front of the first cylinder, so that the at least one outlet opening of the second cylinder is at the end of the closing operation, when the first cylinder to initiate the charge cycle its opens at least one outlet opening, ie releases.
  • exhaust gas already discharged from the second cylinder can be reintroduced into the second cylinder.
  • exhaust gas originating from the first cylinder also enters the previously fired second cylinder before its exhaust valves close.
  • the pressure wave which emanates from the first cylinder, only a relatively short fresh air column overcome or push back into the second cylinder before the same pressure wave already discharged from the second cylinder exhaust gas or from the first cylinder originating exhaust gas introduces into the second cylinder.
  • the pressure wave originating from the second cylinder must overcome a longer fresh air column or push back into the first cylinder before the same pressure wave has already removed exhaust gas from the first cylinder or exhaust gas originating from the second cylinder into the first cylinder.
  • the method according to the invention is a method for operating a compact internal combustion engine with short exhaust pipes, with which the problem of the mutual influence of the cylinders during the charge cycle can be eliminated.
  • the above method variant relates to the application of the method in a spark-ignited internal combustion engine, for example a direct-injection spark-ignition engine, the cylinders of which are each equipped with an ignition device for initiating spark ignition.
  • a spark-ignited internal combustion engine for example a direct-injection spark-ignition engine, the cylinders of which are each equipped with an ignition device for initiating spark ignition.
  • the above process variant relates to methods in which the combustion is initiated by means of auto-ignition, and thus also on working methods, such as are commonly used in diesel engines.
  • the cylinder head 1 has four cylinders 3, along the longitudinal axis 2 of the cylinder head 1, d. H. arranged in series.
  • the cylinder head 1 thus has two outer cylinders 3a and two inner cylinders 3b.
  • Each cylinder 3 has two outlet openings 4, to which the exhaust pipes 5 of the Abgasab technologicalsystems connect for discharging the exhaust gases.
  • the exhaust pipes 5 of the cylinders 3 lead gradually to an overall exhaust gas line 7, with the two exhaust pipes 5 of an outer cylinder 3a and the two exhaust pipes 5 of the adjacent inner cylinder 3b merging to form a partial exhaust manifold 10a, 10b forming a partial exhaust gas line 6, before the two partial exhaust gas lines 6 of the four cylinders 3, 3a, 3b merge to form an overall exhaust gas line 7.
  • connections 13 are provided, which serve for the passage of coolant and which are arranged adjacent to the partial exhaust gas lines 6.
  • the connections 13 extend to the mounting end face 14 and also serve to supply the head 1 with coolant via cylinder block.
  • Two connections 13 are arranged on the side of the integrated partial exhaust manifolds 10a, 10b facing away from the four cylinders 3, namely on opposite sides of the two partial exhaust manifolds 10a, 10b.
  • An additional connection 13 is provided in the inner wall section 9b, which separates the two partial exhaust manifolds 10a, 10b from each other and projects into the Abgasab technologicalsystem.
  • the two partial exhaust manifolds 10a, 10b emerge from the cylinder head 1 in the form of two exhaust gas outlet openings 15a, 15b on the outside 8.
  • the two exhaust gas outlet openings 15a, 15b are offset along the longitudinal axis 2 of the cylinder head 1 and spaced from each other, wherein the openings 15a, 15b have an equal distance from the mounting end face 14 of the cylinder head 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

The engine has an exhaust manifold (10a) including an outer separating wall fluidly dividing exhaust lines (6). A coolant jacket includes a lower coolant jacket (16a) arranged among exhaust lines and an exterior side-wall (8) of a cylinder head (1). An upper coolant jacket (16b) is arranged on a side of the exhaust lines opposite to the lower coolant jacket, where a connection portion (13) is provided between the lower and upper coolant jackets that serve for passing coolant, and the connection portion is arranged in close proximity to a merged exhaust pipe.

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der

  • an einer Montage-Stirnseite mit einem Zylinderblock verbindbar ist,
  • mindestens einen integrierten Kühlmittelmantel aufweist,
  • vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordnete Zylinder aufweist, wobei jeder Zylinder mindestens eine Auslaßöffnung zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder via Abgasabführsystem aufweist, wozu sich an jede Auslaßöffnung eine Abgasleitung anschließt, und bei dem
  • die Abgasleitungen der Zylinder stufenweise zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, wobei jeweils die mindestens eine Abgasleitung eines außenliegenden Zylinders und die mindestens eine Abgasleitung des benachbarten innenliegenden Zylinders innerhalb des Zylinderkopfes unter Ausbildung eines Teilabgaskrümmers zu einer Teilabgasleitung zusammenführen, bevor die beiden Teilabgasleitungen der vier Zylinder außerhalb des Zylinderkopfes zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, so dass das Abgasabführsystem in Gestalt von zwei Abgasaustrittsöffnungen an einer Außenseite des Zylinderkopfes austritt, wobei die zwei Abgasaustrittsöffnungen entlang der Längsachse des Zylinderkopfes versetzt und beabstandet zueinander und mit gleichgroßem Abstand zur Montage-Stirnseite angeordnet sind.
The invention relates to a liquid-cooled internal combustion engine with at least one cylinder head, the
  • can be connected to a cylinder block at a mounting end face,
  • has at least one integrated coolant jacket,
  • has four cylinders arranged in series along the longitudinal axis of the cylinder head, wherein each cylinder has at least one outlet opening for discharging the exhaust gases from the cylinder via Abgasabführsystem, to which each outlet opening is followed by an exhaust pipe, and in which
  • the exhaust gas lines of the cylinder gradually merge to form an overall exhaust line, wherein the at least one exhaust pipe of an outer cylinder and the at least one exhaust pipe of the adjacent inner cylinder merge within the cylinder head to form a partial exhaust gas line to form a partial exhaust gas line before the two partial exhaust gas lines of the four cylinders outside the cylinder head merge into an overall exhaust line, so that the Abgasabführsystem exits in the form of two exhaust gas outlet openings on an outer side of the cylinder head, wherein the two exhaust gas outlet openings along the longitudinal axis of the cylinder head offset and spaced from each other and are arranged at the same distance from the mounting end face.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der vorstehend genannten Art.Furthermore, the invention relates to a method for operating an internal combustion engine of the aforementioned type.

Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung der Zylinder an ihren Montage-Stirnseiten miteinander verbunden werden. Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre Zylinderbohrungen auf. Die Kolben werden axial beweglich in den Zylinderrohren geführt und bilden zusammen mit den Zylinderrohren und dem mindestens einen Zylinderkopf die Brennräume der Brennkraftmaschine aus.Internal combustion engines have a cylinder block and at least one cylinder head, which are connected together to form the cylinder at their mounting end faces. The cylinder block has cylinder bores for receiving the pistons or the cylinder tubes. The pistons are guided axially movable in the cylinder tubes and form together with the cylinder tubes and the at least one cylinder head, the combustion chambers of the internal combustion engine.

Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die Auslaßöffnungen der mindestens vier Zylinder und das Füllen der Brennräume mit Frischgemisch bzw. Ladeluft über die Einlaßöffnungen. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung dieser Steuerorgane. 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 Ein-und Auslaßöffnungen freigeben und verschließen. Der für die Bewegung der Ventile erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich der Ventile selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet. Der mindestens eine Zylinderkopf dient in der Regel zur Aufnahme dieses Ventiltriebs.As part of the charge change, the expulsion of the combustion gases via the outlet openings of the at least four cylinders and the filling of the combustion chambers with fresh mixture or charge air via the inlet openings takes place. In order to control the charge cycle, an internal combustion engine requires control means and actuators to operate these controls. For controlling the charge cycle, four-stroke engines use almost exclusively globe valves as control members, which perform an oscillating lifting movement during operation of the internal combustion engine and in this way release and close the inlet and outlet openings. The required for the movement of the valves valve actuating mechanism including the valves themselves is referred to as a valve train. The at least one cylinder head is generally used to accommodate this valve train.

Die Einlaßkanäle, die zu den Einlaßöffnungen führen, und die Auslaßkanäle, d. h. die Abgasleitungen, die sich an die Auslaßöffnungen anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert. Die Abgasleitungen der Zylinder werden in der Regel und auch vorliegend zu einer Gesamtabgasleitung zusammengeführt. Die Zusammenführung von Abgasleitungen wird im Allgemeinen und im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Abgaskrümmer bezeichnet.The intake ports leading to the intake ports and the exhaust ports, d. H. the exhaust pipes, which adjoin the outlet openings are at least partially integrated in the cylinder head according to the prior art. The exhaust pipes of the cylinders are usually combined and also present to form an overall exhaust gas line. The combination of exhaust pipes is generally and in the context of the present invention referred to as exhaust manifold.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden die Abgasleitungen der vier Zylinder stufenweise zusammengeführt und zwar in der Art, dass jeweils die mindestens eine Abgasleitung eines außenliegenden Zylinders und die mindestens eine Abgasleitung des benachbarten innenliegenden Zylinders zu einer Teilabgasleitung zusammenführen und die beiden auf diese Weise gebildeten Teilabgasleitungen der vier Zylinder zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen. Mit dieser Maßnahme läßt sich die Gesamtwegstrecke aller Abgasleitungen und damit das Volumen des Abgasabführsystems deutlich reduzieren.In the internal combustion engine according to the invention, the exhaust gas lines of the four cylinders are gradually brought together in such a way that each merge the at least one exhaust pipe of an outer cylinder and the at least one exhaust pipe of the adjacent inner cylinder to a partial exhaust gas line and the two partial exhaust gas lines formed in this way Combine cylinders to form an overall exhaust gas line. With this measure, the total travel distance of all exhaust pipes and thus the volume of Abgasabführsystems can be significantly reduced.

Das Zusammenführen der Abgasleitungen zu Teilabgasleitungen unter Ausbildung von zwei Teilabgaskrümmern erfolgt dabei innerhalb des Zylinderkopfes, wohingegen die beiden Teilabgasleitungen erst außerhalb des Zylinderkopfes zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, so dass das Abgasabführsystem in Gestalt von zwei Abgasaustrittsöffnungen an einer Außenseite des Zylinderkopfes austritt.The merging of the exhaust pipes to partial exhaust gas lines with the formation of two partial exhaust manifolds takes place within the cylinder head, whereas the two partial exhaust gas lines only outside the cylinder head to an overall exhaust gas line merge, so that the Abgasabführsystem exits in the form of two exhaust gas outlet openings on an outer side of the cylinder head.

Bei der Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sind die beiden Abgasaustrittsöffnungen entlang der Längsachse des Zylinderkopfes versetzt und beabstandet zueinander angeordnet, wobei die Öffnungen einen gleichgroßen Abstand zur Montage-Stirnseite des Zylinderkopfes aufweisen. Diese Anordnung der zwei Austrittsöffnungen ist hinsichtlich der Realisierung einer geringen Zylinderkopfhöhe bzw. eines möglichst dichten Packaging besonders vorteilhaft, setzt aber voraus, dass jeweils zwei benachbarte Zylinder eine Gruppe bilden, deren Abgasleitungen zu Teilabgasleitungen zusammenführen.In the internal combustion engine, the subject of the present invention, the two exhaust gas outlet openings along the longitudinal axis of the cylinder head are offset and spaced from each other, wherein the openings have an equal distance from the mounting end face of the cylinder head. This arrangement of the two outlet openings is particularly advantageous with regard to the realization of a low cylinder head height or as dense a packaging as possible, but assumes that two adjacent cylinders each form a group whose exhaust gas lines merge to partial exhaust gas lines.

Würden hingegen die Abgasleitungen der beiden außenliegenden Zylinder und die Abgasleitungen der beiden innenliegenden Zylinder jeweils unter Ausbildung eines Teilabgaskrümmers zu einer Teilabgasleitung zusammengeführt, lägen die Austrittsöffnungen zumindest in vertikaler Richtung, d. h. in Richtung Zylinderlängsachse, übereinander, d. h. versetzt zueinander mit unterschiedlich großem Abstand zur Montage-Stirnseite.If, on the other hand, the exhaust gas lines of the two outer cylinders and the exhaust gas lines of the two inner cylinders were each brought together to form a partial exhaust gas line to form a partial exhaust manifold, the outlet openings would lie at least in the vertical direction, ie. H. in the direction of the cylinder longitudinal axis, one above the other, d. H. offset from each other with different distances from the mounting end face.

Den Abgaskrümmer weitgehend in den mindestens einen Zylinderkopf zu integrieren, d. h. die Zusammenführung der Abgasleitungen zumindest teilweise bereits im Zylinderkopf vorzunehmen, ist gleich aus mehreren Gründen vorteilhaft.To integrate the exhaust manifold largely into the at least one cylinder head, d. H. the merger of the exhaust pipes at least partially make already in the cylinder head, is advantageous for several reasons.

Zum einen führt die Integration der Teilabgasleitungen in den Zylinderkopf zu einer kompakteren Bauweise der Brennkraftmaschine und einem dichteren Packaging im Motorraum. Zu anderen ergeben sich Kostenvorteile bei der Herstellung und der Montage und eine Gewichtsreduzierung der Brennkraftmaschine.On the one hand, the integration of the partial exhaust gas lines into the cylinder head leads to a more compact design of the internal combustion engine and a denser packaging in the engine compartment. For others, there are cost advantages in the manufacture and assembly and a weight reduction of the internal combustion engine.

Des Weiteren kann sich die Integration vorteilhaft auf die Anordnung und den Betrieb eines Abgasnachbehandlungssystems, welches stromabwärts im Abgasabführsystem vorgesehen ist, auswirken. Der Weg der heißen Abgase zu den verschiedenen Abgasnachbehandlungssystemen sollte 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.Furthermore, the integration may advantageously affect the location and operation of an exhaust aftertreatment system provided downstream in the exhaust evacuation system. The path of the hot exhaust gases to the various exhaust aftertreatment systems should be as short as possible so that the exhaust gases are given little time to cool down and the exhaust aftertreatment systems reach their operating temperature or light-off temperature as quickly as possible, in particular after a cold start of the internal combustion engine.

In diesem Zusammenhang ist man bemüht, die thermische Trägheit des Teilstücks der Abgasleitungen zwischen Auslaßöffnung am Zylinder und Abgasnachbehandlungssystem zu minimieren, was durch Reduzierung der Masse und der Länge dieses Teilstückes erreicht werden kann. Zielführend dabei ist die weitgehende Integration des Abgaskrümmers in den Zylinderkopf.In this connection, efforts are made to minimize the thermal inertia of the portion of the exhaust pipes between the exhaust port on the cylinder and the exhaust aftertreatment system, which can be achieved by reducing the mass and the length of this section. The goal here is the extensive integration of the exhaust manifold in the cylinder head.

Bei mittels Abgasturbolader aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird angestrebt, die Turbine möglichst nahe am Auslaß, d. h. den Auslaßöffnungen der Zylinder, 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. Auch dabei sollte die thermische Trägheit und das Volumen des Leitungssystems zwischen den Auslaßöffnungen der Zylinder und der Turbine minimiert werden, weshalb wiederum die weitgehende Integration des Abgaskrümmers in den Zylinderkopf zielführend ist.In supercharged by exhaust gas turbocharged internal combustion engines, it is desirable to keep the turbine as close as possible to the outlet, d. H. the exhaust ports of the cylinder, to order, in this way the exhaust enthalpy of the hot exhaust gases, which is largely determined by the exhaust gas pressure and the exhaust gas temperature to use optimally and to ensure a fast response of the turbocharger. Again, the thermal inertia and the volume of the conduit system between the outlet openings of the cylinder and the turbine should be minimized, which is why in turn the extensive integration of the exhaust manifold in the cylinder head is expedient.

Zunehmend häufig wird der Abgaskrümmer weitgehend in den Zylinderkopf integriert, um von einer im Zylinderkopf vorgesehenen Kühlung zu partizipieren und den Krümmer nicht aus thermisch hoch belastbaren Werkstoffen fertigen zu müssen, die kostenintensiv sind und immer kostenintensiver werden.Increasingly often, the exhaust manifold is largely integrated into the cylinder head in order to participate in a provided for in the cylinder head cooling and the manifold does not have to manufacture from thermally highly resilient materials that are expensive and more expensive.

Diese Vorgehensweise nutzt den Umstand aus, dass moderne Brennkraftmaschinen zunehmend häufig mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet bzw. auszustatten sind. Insbesondere aufgeladene Brennkraftmaschinen sind thermisch hoch belastet und stellen daher erhöhte Anforderungen an die Kühlung. Die bei der Verbrennung durch die exotherme, chemische Umwandlung des Kraftstoffes freigesetzte Wärme wird teilweise über die den Brennraum begrenzenden Wandungen an den Zylinderkopf und den Zylinderblock und teilweise über den Abgasstrom an andere Bauteile und die Umgebung abgeführt. Um die thermische Belastung des Zylinderkopfes in Grenzen zu halten, wird mittels Flüssigkeitskühlung und erzwungener Konvektion gezielt eine Kühlung im Inneren des Zylinderkopfes herbeigeführt. Die Wärme wird dabei im Inneren des Zylinderkopfes an das Kühlmittel abgegeben. Das Kühlmittel wird mittels einer im Kühlkreislauf angeordneten Pumpe gefördert, so dass es im Kühlmittelmantel zirkuliert. Die an das Kühlmittel abgegebene Wärme wird auf diese Weise aus dem Inneren des Zylinderkopfes abgeführt und in einem Wärmetauscher dem Kühlmittel wieder entzogen.This approach takes advantage of the fact that modern internal combustion engines are increasingly equipped or equipped with liquid cooling. In particular, supercharged internal combustion engines are subject to high thermal loads and therefore place increased demands on the cooling. The heat released during combustion by the exothermic, chemical conversion of the fuel is partially dissipated via the walls bounding the combustion chamber to the cylinder head and the cylinder block and partly via the exhaust gas flow to other components and the environment. In order to keep the thermal load of the cylinder head within limits, cooling by means of liquid cooling and forced convection targeted cooling inside the cylinder head is brought about. The heat is released inside the cylinder head to the coolant. The coolant is conveyed by means of a pump arranged in the cooling circuit, so that it circulates in the coolant jacket. The heat given off to the coolant is removed in this way from the interior of the cylinder head and removed from the coolant in a heat exchanger again.

Eine Flüssigkeitskühlung erfordert die Ausstattung der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfes mit mindestens einem Kühlmittelmantel, d. h. die Anordnung von das Kühlmittel durch den Zylinderkopf führenden Kühlmittelkanälen, was eine komplexe Struktur der Zylinderkopfkonstruktion bedingt. Eine Integration der Teilabgasleitungen in den Zylinderkopf erschwert die Anordnung bzw. Ausbildung eines ausreichend großen Kühlmantelvolumens im mechanisch und thermisch hochbelasteten Zylinderkopf zusätzlich.Liquid cooling requires the equipment of the internal combustion engine or the cylinder head with at least one coolant jacket, d. H. the arrangement of the coolant through the cylinder head leading coolant channels, which causes a complex structure of the cylinder head construction. An integration of the partial exhaust gas lines in the cylinder head complicates the arrangement or formation of a sufficiently large cooling jacket volume in the mechanically and thermally highly loaded cylinder head in addition.

Vor dem Hintergrund des oben Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Flüssigkeitskühlung optimiert ist.In light of the above, it is an object of the present invention to provide a liquid-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1, which is optimized in terms of its liquid cooling.

Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine der genannten Art aufzuzeigen.Another object of the present invention is to provide a method for operating an internal combustion engine of the type mentioned.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf, der

  • an einer Montage-Stirnseite mit einem Zylinderblock verbindbar ist,
  • mindestens einen integrierten Kühlmittelmantel aufweist,
  • vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordnete Zylinder aufweist, wobei jeder Zylinder mindestens eine Auslaßöffnung zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder via Abgasabführsystem aufweist, wozu sich an jede Auslaßöffnung eine Abgasleitung anschließt, und bei dem
  • die Abgasleitungen der Zylinder stufenweise zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, wobei jeweils die mindestens eine Abgasleitung eines außenliegenden Zylinders und die mindestens eine Abgasleitung des benachbarten innenliegenden Zylinders innerhalb des Zylinderkopfes unter Ausbildung eines Teilabgaskrümmers zu einer Teilabgasleitung zusammenführen, bevor die beiden Teilabgasleitungen der vier Zylinder außerhalb des Zylinderkopfes zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, so dass das Abgasabführsystem in Gestalt von zwei Abgasaustrittsöffnungen an einer Außenseite des Zylinderkopfes austritt, wobei die zwei Abgasaustrittsöffnungen entlang der Längsachse des Zylinderkopfes versetzt und beabstandet zueinander und mit gleichgroßem Abstand zur Montage-Stirnseite angeordnet sind,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • in unterer Kühlmittelmantel, der zwischen den Abgasleitungen und der Montage-Stirnseite des Zylinderkopfes angeordnet ist, und ein oberer Kühlmittelmantel, der auf der dem unteren Kühlmittelmantel gegenüberliegenden Seite der Abgasleitungen angeordnet ist, vorgesehen sind, wobei mindestens eine Verbindung zwischen dem unteren Kühlmittelmantel und dem oberen Kühlmittelmantel vorgesehen ist, die dem Durchtritt von Kühlmittel dient, wobei die mindestens eine Verbindung benachbart zu einer Teilabgasleitung angeordnet ist, vorzugsweise im Bereich der Abgasaustrittsöffnung dieser Teilabgasleitung.
The first sub-task is solved by a liquid-cooled internal combustion engine with at least one cylinder head, the
  • can be connected to a cylinder block at a mounting end face,
  • has at least one integrated coolant jacket,
  • has four cylinders arranged in series along the longitudinal axis of the cylinder head, wherein each cylinder has at least one outlet opening for discharging the exhaust gases from the cylinder via Abgasabführsystem, to which each outlet opening is followed by an exhaust pipe, and in which
  • the exhaust gas lines of the cylinder gradually merge to form an overall exhaust line, wherein the at least one exhaust pipe of an outer cylinder and the at least one exhaust pipe of the adjacent inner cylinder merge within the cylinder head to form a partial exhaust gas line to form a partial exhaust gas line before the two partial exhaust gas lines of the four cylinders outside the cylinder head merge into an overall exhaust line, so that the Abgasabführsystem exits in the form of two exhaust gas outlet openings on an outer side of the cylinder head, wherein the two exhaust gas outlet openings offset along the longitudinal axis of the cylinder head and spaced from each other and are equally spaced from the mounting end face,
which is characterized in that
  • in a lower coolant jacket, which is arranged between the exhaust pipes and the mounting end face of the cylinder head, and an upper coolant jacket, which is arranged on the opposite side of the lower coolant jacket side of the exhaust pipes, are provided, wherein at least one connection between the lower coolant jacket and the upper Coolant jacket is provided, which serves for the passage of coolant, wherein the at least one connection is arranged adjacent to a partial exhaust gas line, preferably in the region of the exhaust gas outlet opening of this partial exhaust gas line.

Der Zylinderkopf der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verfügt über einen unteren Kühlmittelmantel und einen - dem unteren Kühlmittelmantel gegenüberliegenden - oberen Kühlmittelmantel, wobei mindestens eine Verbindung im Zylinderkopf vorgesehen ist, durch die Kühlmittel aus dem unteren Kühlmittelmantel in den oberen Kühlmittelmantel strömen kann und/oder umgekehrt.The cylinder head of the internal combustion engine according to the invention has a lower coolant jacket and a - the lower coolant jacket opposite - upper coolant jacket, wherein at least one compound is provided in the cylinder head, can flow through the coolant from the lower coolant jacket in the upper coolant jacket and / or vice versa.

Bei der Verbindung handelt es sich vorliegend um einen Durchbruch bzw. Durchflußkanal, der den unteren Kühlmittelmantel mit dem oberen Kühlmittelmantel verbindet und durch den ein Austausch von Kühlmittel zwischen den beiden Kühlmittelmänteln ermöglicht und realisiert wird.In the present case, the connection is a breakthrough or flow channel which connects the lower coolant jacket to the upper coolant jacket and enables and realizes an exchange of coolant between the two coolant shells.

Zum einen findet hierdurch grundsätzlich eine Kühlung auch im Bereich der Verbindung statt. Zum anderen wird die herkömmliche Längsströmung des Kühlmittels, d. h. der Kühlmittelstrom in Richtung der Längsachse des Zylinderkopfes, ergänzt durch eine Kühlmittelquerströmung, die quer zur Längsströmung und vorzugsweise in etwa in Richtung der Zylinderlängsachsen verläuft. Dabei trägt die durch die mindestens eine Verbindung hindurchgeführte Kühlmittelströmung maßgeblich zur Wärmeabfuhr bei.On the one hand, this basically means that cooling also takes place in the area of the connection. On the other hand, the conventional longitudinal flow of the coolant, d. H. the coolant flow in the direction of the longitudinal axis of the cylinder head, supplemented by a coolant transverse flow, which runs transversely to the longitudinal flow and preferably approximately in the direction of the cylinder longitudinal axes. The coolant flow passed through the at least one connection contributes significantly to the heat dissipation.

Die Kühlung des Zylinderkopfes kann zusätzlich und vorteilhafterweise dadurch verbessert werden, dass zwischen dem oberen und unteren Kühlmittelmantel ein Druckgefälle generiert wird, wodurch wiederum die Geschwindigkeit in der mindestens einen Verbindung erhöht wird, was zu einem erhöhten Wärmeübergang infolge Konvektion führt.The cooling of the cylinder head can additionally and advantageously be improved by generating a pressure gradient between the upper and lower coolant jacket which in turn increases the velocity in the at least one joint, resulting in increased heat transfer due to convection.

Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Verbindung benachbart zu einer Teilabgasleitung angeordnet und zwar vorzugsweise im Bereich der Abgasaustrittsöffnung dieser Teilabgasleitung aus dem Zylinderkopf.According to the invention, the at least one connection is arranged adjacent to a partial exhaust gas line, preferably in the region of the exhaust gas outlet opening of this partial exhaust gas line from the cylinder head.

Damit befindet sich die mindestens eine Verbindung auch in dem Bereich, in dem die Abgasleitungen zusammenführen und das heiße Abgas der Zylinder der Brennkraftmaschine gesammelt wird, d. h. in einem Bereich, in dem der Zylinderkopf thermisch besonders hoch belastet ist. Dies hat gleiche mehrere Gründe.Thus, the at least one connection is also in the area in which the exhaust pipes merge and the hot exhaust gas of the cylinder of the internal combustion engine is collected, d. H. in an area in which the cylinder head is subjected to particularly high thermal loads. This has several reasons.

Zum einen passiert das Abgas von zwei Zylindern die Teilabgasleitung, wohingegen eine einzelne Abgasleitung, die sich an die Auslaßöffnung eines Zylinders anschließt, lediglich mit dem Abgas bzw. einem Teil des Abgases eines Zylinders beaufschlagt wird. D. h. die absolute Menge an Abgas, die Wärme an den Zylinderkopf abgibt bzw. abgeben kann, ist größer.Firstly, the exhaust gas from two cylinders passes through the partial exhaust gas line, whereas a single exhaust gas line, which adjoins the outlet opening of a cylinder, is only supplied with the exhaust gas or part of the exhaust gas of a cylinder. Ie. the absolute amount of exhaust gas that can give off heat to the cylinder head is greater.

Zum anderen ist eine Teilabgasleitung zeitlich länger mit heißem Abgas beaufschlagt, wohingegen die Abgasleitungen eines einzelnen Zylinders nur während des Ladungswechsels dieses einen Zylinders von heißem Abgas durchströmt wird.On the other hand, a partial exhaust gas line is exposed to hot exhaust gas for a longer period of time, whereas the exhaust gas lines of a single cylinder are only flowed through by hot exhaust gas during the charge cycle of this one cylinder.

Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass im Zustrombereich der Teilabgasleitung die Abgasströmungen der einzelnen Abgasleitungen mehr oder weniger stark umgelenkt werden müssen, um die Abgasleitungen zusammenführen zu können. Die einzelnen Abgasströmungen haben daher in diesem Bereich - zumindest teilweise - eine Geschwindigkeitskomponente, die senkrecht auf den Wandungen des Abgasabführsystems steht, wodurch der Wärmeübergang durch Konvektion und folglich die thermische Belastung des Zylinderkopfes zusätzlich erhöht wird.In addition, it should be noted that in the inflow region of the partial exhaust line, the exhaust gas flows of the individual exhaust pipes must be more or less deflected in order to merge the exhaust pipes can. The individual exhaust gas flows therefore have in this area - at least partially - a speed component which is perpendicular to the walls of the Abgasabführsystems, whereby the heat transfer by convection and consequently the thermal load of the cylinder head is additionally increased.

Aus den genannten Gründen ist es daher vorteilhaft, die mindestens eine Verbindung benachbart zu einer Teilabgasleitung anzuordnen.For the reasons mentioned, it is therefore advantageous to arrange the at least one connection adjacent to a partial exhaust gas line.

Der Zylinderkopf der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eignet sich insbesondere für aufgeladene Brennkraftmaschinen, die aufgrund höherer Abgastemperaturen eine effiziente und optimierte Kühlung erfordern.The cylinder head of the internal combustion engine according to the invention is particularly suitable for supercharged internal combustion engines, which require efficient and optimized cooling due to higher exhaust gas temperatures.

Ausführungsformen der Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderköpfen sind ebenfalls erfindungsgemäße Brennkraftmaschinen. Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann zwei Zylinderköpfe aufweisen, wenn beispielweise die Zylinder auf zwei Zylinderbänke verteilt sind. Die erfindungsgemäße Zusammenführung der Abgasleitungen in den dann zwei Zylinderköpfen erfolgt jeweils in der oben angegebenen Art und Weise.Embodiments of the internal combustion engine with two cylinder heads are also internal combustion engines according to the invention. An internal combustion engine according to the invention may have two cylinder heads, if, for example, the cylinders are distributed over two cylinder banks. The merging of the exhaust pipes in the then two cylinder heads according to the invention is carried out in each case in the manner indicated above.

Damit wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Flüssigkeitskühlung optimiert ist.Thus, the first object of the invention is achieved, namely to provide a liquid-cooled internal combustion engine according to the preamble of claim 1, which is optimized in terms of their liquid cooling.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine are discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen die mindestens eine Verbindung vollständig im Zylinderkopf integriert ist. Diese Ausführungsform grenzt sich beispielsweise gegenüber Bauformen des Zylinderkopfes ab, bei denen in der Außenwandung bzw. Außenseite des Zylinderkopfes eine Öffnung vorgesehen ist, die dem Zuführen bzw. Abführen von Kühlmittel in den bzw. aus dem oberen und/oder dem unteren Kühlmittelmantel dient. Eine derartige Öffnung stellt keine Verbindung im erfindungsgemäßen Sinne dar.Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the at least one connection is completely integrated in the cylinder head are advantageous. This embodiment is different from, for example, designs of the cylinder head in which an opening is provided in the outer wall or outer side of the cylinder head which serves to supply or discharge coolant into and out of the upper and / or lower coolant jacket. Such an opening is not a connection in the sense of the invention.

Dabei kann die mindestens eine Verbindung im Rahmen der Fertigung des Kopfes durchaus zwischenzeitlich via Zugangsöffnung nach außen hin offen sein, beispielsweise zur Entfernung eines Sandkerns. Der endgefertigte Zylinderkopf weist dann aber entsprechend der in Rede stehenden Ausführungsform mindestens eine vollständig in der Außenwandung integrierte Verbindung auf, wozu ein eventuell vorgesehener Zugang zur Verbindung zu verschließen ist.In the process, the at least one connection can in the meantime be open to the outside via an access opening in the course of the production of the head, for example for removing a sand core. However, according to the embodiment in question, the finished cylinder head then has at least one connection completely integrated in the outer wall, for which purpose any access provided for the connection is to be closed.

Grundsätzlich sind auch Ausführungsformen realisierbar, bei denen im Bereich der mindestens einen Verbindung eine Kühlmittelzufuhr bzw. Kühlmittelabfuhr erfolgt, wozu ein Kanal von der mindestens einen Verbindung abzweigt, der aus der Außenwandung austritt.In principle, embodiments are also possible in which a coolant supply or coolant discharge takes place in the region of the at least one connection, for which purpose a channel branches off from the at least one connection which emerges from the outer wall.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen der Abstand Δ zwischen der mindestens einen Verbindung und der Teilabgasleitung kleiner ist als der halbe Durchmesser D eines Zylinders mit Δ ≤ 0.5 D, vorzugsweise kleiner ist als ein Viertel des Durchmesser D eines Zylinders mit Δ ≤ 0.25 D, wobei sich der Abstand aus der Wegstrecke zwischen der Außenwandung der Teilabgasleitung und der Außenwandung der Verbindung ergibt. Je geringer der Abstand ausgebildet wird, desto größer ist der durch die mindestens eine Verbindung erzielte Kühleffekt, d. h. je größer ist die Wärmeabfuhr.Advantageous embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine, in which the distance Δ between the at least one compound and the partial exhaust gas line is smaller than half the diameter D of a cylinder with Δ ≤ 0.5 D, preferably smaller than one quarter of the diameter D of a cylinder with Δ ≤ 0.25 D, wherein the distance results from the distance between the outer wall of the partial exhaust gas line and the outer wall of the compound. The smaller the distance is formed, the greater the cooling effect achieved by the at least one connection, ie, the greater the heat dissipation.

Vorteilhaft sind Ausfiihrungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine Verbindung auf der den vier Zylindern abgewandten Seite der integrierten Teilabgaskrümmer angeordnet ist. Dies hat hinsichtlich des Wärmehaushalts und konstruktiv Vorteile. Die mindestens eine Verbindung liegt gewissermaßen außerhalb der integrierten Abgaskrümmer und damit in einem Bereich, in welchem das Platzangebot größer ist als beispielsweise innerhalb der Krümmer, d. h. auf der den Zylindern zugewandten Seite.Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which at least one connection is arranged on the side of the integrated partial exhaust gas manifold facing away from the four cylinders are advantageous. This has advantages in terms of heat balance and constructive advantages. The at least one connection is effectively outside the integrated exhaust manifold and thus in an area in which the space is greater than, for example, within the manifold, d. H. on the side facing the cylinders.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens zwei Verbindungen vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des Systems aus Krümmern angeordnet sind. Eine symmetrische Anordnung der mindestens zwei Verbindungen im Bereich der Teilabgaskrümmer bzw. Teilabgasleitungen trägt dem Umstand Rechnung, dass das im Zylinderkopf integrierte System von Abgasleitungen in der Regel symmetrisch ausgebildet ist. Die zueinander korrespondierende Ausbildung von Abgasabführsystem und Kühlung sorgt somit auch für eine symmetrische Temperaturverteilung im Zylinderkopf.Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which at least two connections are provided, which are arranged on opposite sides of the system of elbows, are advantageous. A symmetrical arrangement of the at least two connections in the region of the partial exhaust manifolds or partial exhaust gas lines takes into account the fact that the system of exhaust pipes integrated in the cylinder head is generally symmetrical. The mutually corresponding formation of Abgasabführsystem and cooling thus ensures a symmetrical temperature distribution in the cylinder head.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens eine zusätzliche Verbindung in dem innenliegenden Wandabschnitt, der die beiden Teilabgaskrümmer voneinander trennt und in das Abgasabführsystem hineinragt, vorgesehen ist.Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which at least one additional connection is provided in the inner wall section which separates the two partial exhaust manifolds and projects into the exhaust gas removal system are advantageous.

Die Abgasleitungen der vier Zylinder des mindestens einen Zylinderkopfes der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden stufenweise zusammengeführt, wobei jeweils ein außenliegender Zylinder und der benachbarte innenliegende Zylinder ein Zylinderpaar bilden, deren Abgasleitungen innerhalb des Zylinderkopfes zu einer Teilabgasleitung zusammenführen, wobei diese Teilabgasleitungen getrennt voneinander aus dem Zylinderkopf austreten. Realisiert wird dies erfindungsgemäß durch ein konstruktives, d. h. gegenständliches, Merkmal der Brennkraftmaschine, nämlich dadurch, dass die außenliegenden Wandabschnitte, die jeweils abschnittsweise die Abgasleitungen eines Zylinderpaares voneinander trennen, sich in Richtung der Außenseite des Zylinderkopfes senkrecht zur Längsachse des Zylinderkopfes weniger weit erstrecken als der innenliegende Wandabschnitt, der die beiden Teilabgasleitungen der beiden Zylinderpaare innerhalb des Zylinderkopfes voneinander trennt.The exhaust gas lines of the four cylinders of the at least one cylinder head of the internal combustion engine according to the invention are gradually brought together, wherein each an outer cylinder and the adjacent inner cylinder form a pair of cylinders whose exhaust lines merge within the cylinder head to a partial exhaust gas line, said partial exhaust gas lines separated from each other from the cylinder head. This is realized according to the invention by a constructive, d. H. representational, feature of the internal combustion engine, namely the fact that the outer wall sections, each separated in sections, the exhaust pipes of a pair of cylinders from each other in the direction of the outside of the cylinder head perpendicular to the longitudinal axis of the cylinder head less than the inner wall portion extending the two partial exhaust gas lines of the two Cylinder pairs within the cylinder head separates from each other.

Der innenliegende Wandabschnitt, insbesondere das freie Ende dieses Abschnitts, ist thermisch hochbelastet, da dieser Abschnitt in das Abgasabführsystem hineinragt, beide Teilabgaskrümmer begrenzt und somit von beiden Seiten mit in den Krümmern befindlichem heißen Abgas beaufschlagt wird. Insofern ist es vorteilhaft, zum Zwecke der Kühlung dieses Abschnitts mindestens eine Verbindung bzw. mindestens eine zusätzliche Verbindung in dem innenliegenden Wandabschnitt vorzusehen.The inner wall portion, in particular the free end of this section, is thermally highly loaded, since this section projects into the Abgasabführsystem, both partial exhaust manifolds limited and thus is acted upon by both sides with hot exhaust gas located in the manifolds. In this respect, it is advantageous to provide at least one connection or at least one additional connection in the inner wall section for the purpose of cooling this section.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, wobei die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers in der Gesamtabgasleitung angeordnet ist und einen Eintrittsbereich zum Zuführen der Abgase aufweist. Dabei wird das gesamte Abgas der vier Zylinder einer Turbine zugeführt, wobei die mindestens eine Turbine vorzugsweise motornah angeordnet wird, um die Abgasenthalpie der heißen Abgase optimal nutzen zu könnenEmbodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which at least one exhaust-gas turbocharger is provided are advantageous, wherein the turbine of the at least one exhaust-gas turbocharger is arranged in the overall exhaust gas line and has an inlet region for supplying the exhaust gases. In this case, the entire exhaust gas of the four cylinders is fed to a turbine, wherein the at least one turbine is preferably arranged close to the engine, in order to make optimum use of the exhaust gas enthalpy of the hot exhaust gases

Die Vorteile eines Abgasturboladers beispielsweise im Vergleich zu einem mechanischen Lader bestehen darin, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine besteht bzw. erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie vollständig von der Brennkraftmaschine bezieht, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase. Die vom Abgasstrom an die Turbine abgegebene Energie wird für den Antrieb eines Verdichters genutzt, der die ihm zugeführte Ladeluft fördert und komprimiert, wodurch eine Aufladung der Zylinder erreicht wird. Gegebenenfalls ist eine Ladeluftkühlung vorgesehen, mit der die komprimierte Verbrennungsluft vor Eintritt in die Zylinder gekühlt wird.The advantages of an exhaust gas turbocharger, for example compared to a mechanical supercharger, are that there is no mechanical connection to the power transmission between the supercharger and the internal combustion engine. While a mechanical supercharger obtains the energy required for its drive completely from the internal combustion engine, the exhaust gas turbocharger uses the exhaust gas energy of the hot exhaust gases. The output of the exhaust gas flow to the turbine energy is used to drive a compressor, which promotes the charge air supplied to it and compressed, creating a Charging the cylinder is achieved. Optionally, a charge air cooling is provided, with which the compressed combustion air is cooled before entering the cylinder.

Die Aufladung dient in erster Linie der Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine. Die Aufladung ist aber auch ein geeignetes Mittel, bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin zu verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist.The charge is used primarily to increase the performance of the internal combustion engine. Charging is also a suitable means to shift the load spectrum to higher loads at the same vehicle boundary conditions, where the specific fuel consumption is lower.

Häufig wird bei Unterschreiten einer bestimmten Motordrehzahl ein Drehmomentabfall beobachtet. Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine wird durch unterschiedliche Maßnahmen zu verbessern versucht. Beispielsweise durch eine kleine Auslegung des Turbinenquerschnittes und gleichzeitiger Abgasabblasung. Eine derartige Turbine wird auch als Waste-Gate-Turbine bezeichnet. Überschreitet der Abgasmassenstrom eine kritische Größe wird durch Öffnen eines Absperrelementes ein Teil des Abgasstromes im Rahmen der sogenannten Abgasabblasung mittels einer Bypaßleitung an der Turbine bzw. dem Turbinenlaufrad vorbei geführt.Often a torque drop is observed when falling below a certain engine speed. The torque characteristic of a supercharged internal combustion engine is attempted to be improved by various measures. For example, by a small design of the turbine cross-section and simultaneous Abgasabblasung. Such a turbine is also referred to as a waste gate turbine. If the exhaust gas mass flow exceeds a critical value, a part of the exhaust gas flow is guided past the turbine or the turbine runner by means of a bypass line by opening a shut-off element as part of the so-called exhaust gas blow-off.

Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann des Weiteren durch mehrere parallel oder in Reihe angeordnete Turbolader, d. h. durch mehrere parallel oder in Reihe angeordnete Turbinen, verbessert werden.The torque characteristic of a supercharged internal combustion engine may be further represented by a plurality of turbochargers arranged in parallel or in series, i. H. by a plurality of turbines arranged in parallel or in series.

Vorteilhaft sind daher auch Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens zwei Abgasturbolader vorgesehen sind, wobei in jeder der beiden Teilabgasleitungen eine Turbine eines Abgasturboladers angeordnet ist.Also advantageous are embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine, in which at least two exhaust gas turbochargers are provided, wherein a turbine of an exhaust gas turbocharger is arranged in each of the two partial exhaust gas lines.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, wobei die Turbine des mindestens einen Abgasturboladers eine zweiflutige Turbine ist, die zwei in einen Eintrittsbereich angeordnete Eintrittskanäle aufweist, wobei jeweils ein Eintrittskanal mit einer Teilabgasleitung zum Zuführen der Abgase verbunden ist. Die Teilabgasleitungen können dabei in der Turbine oder stromabwärts der Turbine zu einer Gesamtabgasleitung zusammengeführt werden.Also advantageous are embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which at least one exhaust gas turbocharger is provided, wherein the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger is a double-flow turbine having two inlet channels arranged in an inlet region, one inlet channel each being connected to a partial exhaust gas line for supplying the exhaust gases , The partial exhaust gas lines can be merged in the turbine or downstream of the turbine to form an overall exhaust gas line.

Grundsätzlich kann die Turbine mit einer variablen Turbinengeometrie ausgestattet werden, die eine weitergehende Anpassung an den jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine durch Verstellen der Turbinengeometrie bzw. des wirksamen Turbinenquerschnittes gestattet. Dabei sind im Eintrittsbereich der Turbine verstellbare Leitschaufeln zur Beeinflussung der Strömungsrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu den Laufschaufeln des umlaufenden Laufrades rotieren die Leitschaufeln nicht mit der Welle der Turbine.In principle, the turbine can be equipped with a variable turbine geometry, which permits a further adaptation to the respective operating point of the internal combustion engine by adjusting the turbine geometry or the effective turbine cross section. In this case, adjustable guide vanes for influencing the flow direction are arranged in the inlet region of the turbine. Unlike the vanes of the rotating impeller, the vanes do not rotate with the shaft of the turbine.

Verfügt die Turbine über eine feste unveränderliche Geometrie, sind die Leitschaufeln nicht nur stationär, sondern zudem völlig unbeweglich im Eintrittsbereich angeordnet, d. h. starr fixiert. Bei einer variablen Geometrie hingegen sind die Leitschaufeln zwar stationär angeordnet, aber nicht völlig unbeweglich, sondern um ihre Achse drehbar, so dass auf die Anströmung der Laufschaufeln Einfluß genommen werden kann.If the turbine has a fixed invariable geometry, the vanes are not only stationary, but also completely immovable in the entry area, i. H. rigidly fixed. With a variable geometry, however, the guide vanes are indeed arranged stationary, but not completely immobile, but rotatable about its axis, so that the flow of the blades can be influenced.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen der kleinste Durchmesser der mindestens einen Verbindung kleiner ist als der Durchmesser d einer Auslaßöffnung eines Zylinders mit ≤ d. Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the smallest diameter of the at least one connection is smaller than the diameter d of an outlet opening of a cylinder with ≦ d are advantageous .

Der Durchmesser der mindestens einen Verbindung hat Einfluß auf die Strömungsgeschwindigkeit in der mindestens einen Verbindung, wobei durch eine Verkleinerung des Durchmessers die Strömungsgeschwindigkeit gesteigert werden kann, was den Wärmeübergang durch Konvektion erhöht. Vorteile bietet die Verkleinerung des Durchmessers auch hinsichtlich der mechanischen Festigkeit des Zylinderkopfes.The diameter of the at least one compound has an influence on the flow velocity in the at least one connection, wherein the flow rate can be increased by reducing the diameter, which increases the heat transfer by convection. Advantages of the reduction of the diameter also with regard to the mechanical strength of the cylinder head.

Aus den genannten Gründen können daher auch Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine vorteilhaft sein, bei denen der kleinste Durchmesser der mindestens einen Verbindung kleiner ist als der halbe Durchmesser d einer Auslaßöffnung eines Zylinders mit ≤ 0.5d. Therefore, embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine can be advantageous for the reasons mentioned, in which the smallest diameter of the at least one compound is smaller than half the diameter d of an outlet opening of a cylinder with ≤ 0.5d.

Vorteilhaft sind ebenfalls Ausführungsformen der flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine, bei denen der kleinste Durchmesser der mindestens einen Verbindung kleiner ist als ein Drittel des Durchmessers d einer Auslaßöffnung eines Zylinders mit ≤ 0.33d. Embodiments of the liquid-cooled internal combustion engine in which the smallest diameter of the at least one connection is smaller than one third of the diameter d of an outlet opening of a cylinder with ≦ 0.33 d are also advantageous.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß einer zuvor beschriebenen Art aufzuzeigen, wird gelöst durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass bei den Zylindern die Verbrennung in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 initiiert wird, wobei die Zylinder beginnend mit einem außenliegenden Zylinder der Reihe nach entlang der Längsachse des mindestens einen Zylinderkopfes durchgezählt und numeriert werden.The second sub-task on which the invention is based, namely to show a method for operating an internal combustion engine according to a previously described type, is disclosed solved by a method which is characterized in that the combustion of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinders, starting with an outer cylinder sequentially counted and numbered along the longitudinal axis of the at least one cylinder head become.

Das für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Gesagte gilt ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren.The comments made for the internal combustion engine according to the invention also apply to the inventive method.

Die Abgasleitungen der vier Zylinder des mindestens einen Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine werden innerhalb des Zylinderkopfes zu Teilabgasleitungen zusammengeführt. Grundsätzlich besteht die Gefahr, dass sich die Zylinder beim Ladungswechsel gegenseitig beeinflussen, wobei durch die teilweise Integration des Krümmers in den Zylinderkopf diesem Effekt Vorschub geleistet wird. Durch eine geeignete Maßnahme, nämlich durch die Wahl einer von der üblichen Zündfolge abweichenden Zündfolge, kann dem aber entgegen getreten werden.The exhaust pipes of the four cylinders of the at least one cylinder head of the internal combustion engine are combined within the cylinder head to partial exhaust gas lines. Basically, there is a risk that the cylinders influence each other during the charge change, which is fed by the partial integration of the manifold in the cylinder head this effect. By a suitable measure, namely by choosing a deviating from the usual firing sequence firing order, but can be countered.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei den Zylindern die Verbrennung in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 initiiert, anstatt die Zylinder entsprechend dem herkömmlichen Zündmuster 1 - 3 - 4 - 2 zu betreiben. Ausgehend vom ersten Zylinder sind die Zündzeitpunkte in °KW gemessen die Folgenden: 0 - 180 - 360 - 540. Die Numerierung der Zylinder einer Brennkraftmaschine ist in der DIN 73021 geregelt. Bei Reihenmotoren werden die Zylinder der Reihe nach durchgezählt, wobei mit einem außenliegenden Zylinder begonnen wird.According to the method of the invention, the combustion of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, instead of operating the cylinders according to the conventional ignition pattern 1 - 3 - 4 - 2. Starting from the first cylinder, the ignition times in ° KW are measured as follows: 0 - 180 - 360 - 540. The numbering of the cylinders of an internal combustion engine is regulated in DIN 73021. For in-line engines, the cylinders are counted in order, starting with an external cylinder.

Obwohl - wie beim herkömmlichen Zündmuster auch - ein außenliegender Zylinder und der benachbarte innenliegende Zylinder unmittelbar hintereinander zünden, so dass diese Zylinder einen thermodynamischen Versatz von 180°KW aufweisen, erweist sich die erfindungsgemäße Zündfolge als die vorteilhaftere Zündfolge. Die Gründe werden im Folgenden am Beispiel des Zylinderpaares umfassend den ersten und zweiten Zylinder näher beschrieben.Although - as in the conventional ignition pattern also - ignite an outboard cylinder and the adjacent inner cylinder immediately behind the other, so that these cylinders have a thermodynamic offset of 180 ° KW, the ignition sequence according to the invention proves to be the more advantageous firing order. The reasons will be described in more detail below using the example of the cylinder pair comprising the first and second cylinders.

Nach dem herkömmlichen Zündmuster wird der zweite Zylinder vor dem ersten Zylinder gezündet, so dass sich die mindestens eine Auslaßöffnung des zweiten Zylinders am Ende des Schließvorgang befindet, wenn der erste Zylinder zur Einleitung des Ladungswechsels seine mindestens eine Auslaßöffnung öffnet, d. h. freigibt. Infolge der Druckwelle, die vom ersten Zylinder ausgeht, kann bereits aus dem zweiten Zylinder abgeführtes Abgas erneut in den zweiten Zylinder eingeleitet werden. Gegebenenfalls gelangt auch aus dem ersten Zylinder stammendes Abgas in den vorher gezündeten zweiten Zylinder, bevor dessen Auslaßventile schließen.After the conventional firing pattern, the second cylinder is ignited in front of the first cylinder, so that the at least one outlet opening of the second cylinder is at the end of the closing operation, when the first cylinder to initiate the charge cycle its opens at least one outlet opening, ie releases. As a result of the pressure wave, which emanates from the first cylinder, exhaust gas already discharged from the second cylinder can be reintroduced into the second cylinder. Optionally, exhaust gas originating from the first cylinder also enters the previously fired second cylinder before its exhaust valves close.

Wird nun gemäß dem erfindungsgemäßen Zündmuster die Verbrennung im ersten Zylinder vor dem zweiten Zylinder initiiert, kann die vorstehende Problematik eliminiert werden und zwar bei ansonsten unveränderten Randbedingungen, d. h. gleichen Ventilöffnungszeiten, insbesondere Öffnungsdauern, und bei Verwendung desselben Krümmers prinzipbedingt auch gleichen Abgasstrecken im Abgasabführsystem.If, in accordance with the ignition pattern according to the invention, the combustion in the first cylinder is initiated before the second cylinder, the above problem can be eliminated, namely with otherwise unchanged boundary conditions, ie. H. same valve opening times, in particular opening times, and when using the same manifold inherently same exhaust paths in Abgasabführsystem.

Dass alleine die Änderung der Reihenfolge der Zündung der beiden benachbarten Zylinder zu diesem Ergebnis führt, ist begründet durch die unterschiedliche Länge der Abgasleitungen von der Auslaßöffnung des jeweiligen Zylinder bis zu der Teilsammelstelle dieses Zylinderpaares, an der die Abgasleitungen des Zylinderpaares zu einer Teilabgasleitung zusammenlaufen. Die unterschiedlich langen Abgasleitungen haben zur Folge, dass in das Abgasabführsystem während eines Spülvorganges eingeleitete Frischluft in der Abgasleitung des ersten Zylinders eine längere Frischluftsäule ausbildet als in der Abgasleitung des zweiten Zylinders.The fact that only the change of the sequence of ignition of the two adjacent cylinders leads to this result, is due to the different length of the exhaust pipes from the outlet opening of the respective cylinder to the part collection point of this pair of cylinders at which converge the exhaust pipes of the cylinder pair to a partial exhaust gas line. The result of the different lengths of exhaust pipes is that fresh air introduced into the exhaust gas removal system during a flushing process forms a longer fresh air column in the exhaust pipe of the first cylinder than in the exhaust pipe of the second cylinder.

Zündet der zweite Zylinder nun vor dem ersten Zylinder, muß die Druckwelle, die vom ersten Zylinder ausgeht, nur eine vergleichsweise kurze Frischluftsäule überwinden bzw. in den zweiten Zylinder zurückschieben, bevor dieselbe Druckwelle bereits aus dem zweiten Zylinder abgeführtes Abgas bzw. aus dem ersten Zylinder stammendes Abgas in den zweiten Zylinder einleitet.Igniting the second cylinder before the first cylinder, the pressure wave, which emanates from the first cylinder, only a relatively short fresh air column overcome or push back into the second cylinder before the same pressure wave already discharged from the second cylinder exhaust gas or from the first cylinder originating exhaust gas introduces into the second cylinder.

Zündet hingegen der erste Zylinder vor dem zweiten Zylinder, muß die Druckwelle, die vom zweiten Zylinder ausgeht, eine längere Frischluftsäule überwinden bzw. in den ersten Zylinder zurückschieben, bevor dieselbe Druckwelle bereits aus dem ersten Zylinder abgeführtes Abgas bzw. aus dem zweiten Zylinder stammendes Abgas in den ersten Zylinder einleitet.If, on the other hand, the first cylinder in front of the second cylinder ignites, the pressure wave originating from the second cylinder must overcome a longer fresh air column or push back into the first cylinder before the same pressure wave has already removed exhaust gas from the first cylinder or exhaust gas originating from the second cylinder into the first cylinder.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Betreiben einer kompakten Brennkraftmaschine mit kurzen Abgasleitungen, mit dem sich die Problematik der gegenseitigen Einflußnahme der Zylinder beim Ladungswechsel beheben läßt.The method according to the invention is a method for operating a compact internal combustion engine with short exhaust pipes, with which the problem of the mutual influence of the cylinders during the charge cycle can be eliminated.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen

  • jeder Zylinder zur Einleitung einer Fremdzündung mit einer Zündvorrichtung ausgestattet wird, und
  • die Zylinder in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 gezündet werden, wobei die Zylinder beginnend mit einem außenliegenden Zylinder der Reihe nach entlang der Längsachse des mindestens einen Zylinderkopfes durchgezählt und numeriert werden.
Advantageous embodiments of the method, in which
  • each cylinder is equipped with an igniter to initiate spark ignition, and
  • the cylinders are ignited in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinders, starting with an external cylinder in sequence along the longitudinal axis of the at least one cylinder head are counted and numbered.

Die vorstehende Verfahrensvariante betrifft die Anwendung des Verfahrens bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, beispielsweise einem direkteinspritzenden Ottomotor, dessen Zylinder zur Einleitung einer Fremdzündung jeweils mit einer Zündvorrichtung ausgestattet sind.The above method variant relates to the application of the method in a spark-ignited internal combustion engine, for example a direct-injection spark-ignition engine, the cylinders of which are each equipped with an ignition device for initiating spark ignition.

Vorteilhaft sind aber auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen

  • die Zylinder mittels Selbstzündung betrieben werden, und
  • die Selbstzündung der Zylinder in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 eingeleitet wird, wobei die Zylinder beginnend mit einem außenliegenden Zylinder der Reihe nach entlang der Längsachse des mindestens einen Zylinderkopfes durchgezählt und numeriert werden.
But are also advantageous embodiments of the method in which
  • the cylinders are operated by auto-ignition, and
  • the self-ignition of the cylinders is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinders, starting with an external cylinder in sequence along the longitudinal axis of the at least one cylinder head are counted and numbered.

Die vorstehende Verfahrensvariante bezieht sich auf Verfahren, bei denen die Verbrennung mittels Selbstzündung eingeleitet wird, und damit auch auf Arbeitsverfahren, wie sie üblicherweise bei Dieselmotoren eingesetzt werden.The above process variant relates to methods in which the combustion is initiated by means of auto-ignition, and thus also on working methods, such as are commonly used in diesel engines.

Es besteht auch die Möglichkeit, ein Hybrid-Brennverfahren mit Selbstzündung zum Betreiben eines Ottomotors einzusetzen, beispielweise das sogenannte HCCI-Verfahren (Homogenous-Charge Compression-Ignition), welches auch als Raumzündverfahren oder als CAI-Verfahren (Controlled Auto-Ignition) bezeichnet wird. Dieses Verfahren basiert auf einer kontrollierten Selbstzündung des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffes. Dabei wird der Kraftstoff - wie bei einem Dieselmotor - unter Luftüberschuß, also überstöchiometrisch, verbrannt. Der mager betriebene Ottomotor weist aufgrund der niedrigen Verbrennungstemperaturen vergleichsweise geringe Stickoxidemissionen NOx auf und ebenfalls infolge des mageren Gemisches keine Rußemissionen. Darüber hinaus führt das HCCI-Verfahren zu einem hohen thermischen Wirkungsgrad. Der Kraftstoff kann dabei sowohl direkt in die Zylinder als auch in das Ansaugrohr eingebracht werden, wobei eine Direkteinspritzung zusätzlich die Entdrosselung der Brennkraftmaschine durch Eliminierung der Drosselklappe gestattet.It is also possible to use a hybrid combustion process with auto-ignition for operating a gasoline engine, for example the so-called HCCI process (Homogeneous-Charge Compression-Ignition), which is also referred to as a space ignition process or CAI process (Controlled Auto-Ignition) , This method is based on a controlled auto-ignition of the fuel supplied to the cylinder. The fuel - as in a diesel engine - under excess air, that is, superstoichiometric, burned. The lean-burn gasoline engine has comparatively low nitrogen oxide emissions NO x due to the low combustion temperatures and also no soot emissions due to the lean mixture. In addition, the HCCI process leads to a high thermal efficiency. The fuel can be introduced both directly into the cylinder and in the intake manifold, with a direct injection additionally allows the Entdrosselung the internal combustion engine by eliminating the throttle.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 1 bis 2 näher beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1
schematisch eine erste Ausführungsform des Zylinderkopfes im Querschnitt, und
Fig. 2
die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform des Zylinderkopfes in der Seitenansicht, teilweise geschnitten.
In the following the invention is based on an embodiment according to the FIGS. 1 to 2 described in more detail. Hereby shows:
Fig. 1
schematically a first embodiment of the cylinder head in cross section, and
Fig. 2
in the FIG. 1 illustrated embodiment of the cylinder head in side view, partially cut.

Figur 1 zeigt schematisch und im Schnitt den Zylinderkopf 1 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mitsamt einem Abschnitt des Eintrittsgehäuses 11 einer Turbine 12. FIG. 1 shows schematically and in section the cylinder head 1 of a first embodiment of the internal combustion engine together with a portion of the inlet housing 11 of a turbine 12th

Der Zylinderkopf 1 verfügt über vier Zylinder 3, die entlang der Längsachse 2 des Zylinderkopfes 1, d. h. in Reihe angeordnet sind. Der Zylinderkopf 1 verfügt somit über zwei außenliegende Zylinder 3a und zwei innenliegende Zylinder 3b.The cylinder head 1 has four cylinders 3, along the longitudinal axis 2 of the cylinder head 1, d. H. arranged in series. The cylinder head 1 thus has two outer cylinders 3a and two inner cylinders 3b.

Jeder Zylinder 3 weist zwei Auslaßöffnungen 4 auf, an die sich Abgasleitungen 5 des Abgasabführsystems zum Abführen der Abgase anschließen. Die Abgasleitungen 5 der Zylinder 3 führen stufenweise zu einer Gesamtabgasleitung 7 zusammen, wobei jeweils die zwei Abgasleitungen 5 eines außenliegenden Zylinders 3a und die zwei Abgasleitungen 5 des benachbarten innenliegenden Zylinders 3b unter Ausbildung eines Teilabgaskrümmers 10a,10b zu einer diesem Zylinderpaar zugehörigen Teilabgasleitung 6 zusammenführen, bevor die beiden Teilabgasleitungen 6 der vier Zylinder 3,3a,3b zu einer Gesamtabgasleitung 7 zusammenführen.Each cylinder 3 has two outlet openings 4, to which the exhaust pipes 5 of the Abgasabführsystems connect for discharging the exhaust gases. The exhaust pipes 5 of the cylinders 3 lead gradually to an overall exhaust gas line 7, with the two exhaust pipes 5 of an outer cylinder 3a and the two exhaust pipes 5 of the adjacent inner cylinder 3b merging to form a partial exhaust manifold 10a, 10b forming a partial exhaust gas line 6, before the two partial exhaust gas lines 6 of the four cylinders 3, 3a, 3b merge to form an overall exhaust gas line 7.

Dabei werden jeweils die zwei Abgasleitungen 5 eines außenliegenden Zylinders 3a und die zwei Abgasleitungen 5 des benachbarten innenliegenden Zylinders 3b abschnittsweise durch einen außenliegenden Wandabschnitt 9a, der in das Abgasabführsystem hineinragt, voneinander getrennt und die beiden Teilabgasleitungen 6 und die Abgasleitungen 5 der beiden innenliegenden Zylinder 3b abschnittsweise durch einen innenliegenden Wandabschnitt 9b, der ebenfalls in das Abgasabführsystem hineinragt. Die außenliegenden Wandabschnitte 9a erstrecken sich weniger weit in Richtung der Außenseite 8 des Zylinderkopfes 1 als der innenliegende Wandabschnitt 9b.In each case, the two exhaust pipes 5 of an outer cylinder 3a and the two exhaust pipes 5 of the adjacent inner cylinder 3b in sections by an outer wall portion 9a, which projects into the Abgasabführsystem separated from each other and the two partial exhaust gas lines 6 and the exhaust pipes 5 of the two inner cylinder 3b sections by an inner wall portion 9b, which also projects into the Abgasabführsystem. The outer wall sections 9a extend less far in the direction of the outer side 8 of the cylinder head 1 than the inner wall section 9b.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der innenliegende Wandabschnitt 9b mit dem freien Ende 9c bis zur Außenseite 8 des Zylinderkopfes 1, so dass die Abgasströme der Teilabgasleitungen 6 bis zum Verlassen des Zylinderkopfes 1 durch den innenliegenden Wandabschnitt 9b voneinander getrennt sind und das Abgasabführsystem in Gestalt von zwei Abgasaustrittsöffnungen an der Außenseite 8 aus dem Zylinderkopf 1 austritt (siehe Figur 2). Die Abgasleitungen 5 der Zylinder 3 bzw. die Teilabgasleitungen 6 der Zylinderpaare werden erst außerhalb des Zylinderkopfes 1 zu einer Gesamtabgasleitung 7 zusammengeführt. Insofern ist der Abgaskrümmer 10 nur teilweise im Zylinderkopf 1 integriert. Der innerhalb des Zylinderkopfes 1 liegende Krümmerabschnitt umfaßt zwei Teilabgaskrümmer 10a, 10b.At the in FIG. 1 1, the inner wall section 9b extends with the free end 9c to the outer side 8 of the cylinder head 1, so that the exhaust gas streams of the partial exhaust gas lines 6 are separated from one another by the inner wall section 9b until they leave the cylinder head 1 and the exhaust gas removal system takes the form of two exhaust gas outlet openings on the outer side 8 exits the cylinder head 1 (see FIG. 2 ). The exhaust pipes 5 of the cylinder 3 and the partial exhaust gas lines 6 of the cylinder pairs are brought together only outside of the cylinder head 1 to form an overall exhaust gas line 7. In this respect, the exhaust manifold 10 is only partially integrated in the cylinder head 1. The manifold section located inside the cylinder head 1 comprises two partial exhaust manifolds 10a, 10b.

In der Gesamtabgasleitung 7 ist die Turbine 12 eines Abgasturboladers angeordnet, die zum Zuführen der Abgase der Zylinder 3 mit einem Eintrittsbereich 11 ausgestattet ist. Dabei geht die Gesamtabgasleitung 7 bzw. der Abgaskrümmer 10 fließend in das Eintrittsgehäuse 11 der Turbine 12 über, was durch die motornahe Anordnung der Turbine 12 bedingt ist.In the entire exhaust line 7, the turbine 12 of an exhaust gas turbocharger is arranged, which is equipped for supplying the exhaust gases of the cylinder 3 with an inlet region 11. In this case, the entire exhaust line 7 and the exhaust manifold 10 is flowing into the inlet housing 11 of the turbine 12, which is due to the close-coupled arrangement of the turbine 12.

Die in Figur 1 dargestellte Brennkraftmaschine ist mit einer Flüssigkeitskühlung ausgestattet, welche Verbindungen 13 aufweist.In the FIG. 1 shown internal combustion engine is equipped with a liquid cooling, which has compounds 13.

Figur 2 zeigt die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform des Zylinderkopfes 1 in der Seitenansicht, teilweise geschnitten. Es soll nur ergänzend zu Figur 1 ausgeführt werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf Figur 1. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. FIG. 2 shows the in FIG. 1 illustrated embodiment of the cylinder head 1 in side view, partially cut. It should only be supplementary to FIG. 1 For that reason, reference is made to FIG FIG. 1 , The same reference numerals have been used for the same components.

Die Flüssigkeitskühlung umfaßt zwei integrierte Kühlmittelmäntel 16a, 16b, wobei ein unterer Kühlmittelmantel 16a, der zwischen den Abgasleitungen 5,6 und der Montage-Stirnseite 14 des Zylinderkopfes 1 angeordnet ist, und ein oberer Kühlmittelmantel 16b, der auf der dem unteren Kühlmittelmantel 16a gegenüberliegenden Seite der Abgasleitungen 5, 6 angeordnet ist, vorgesehen sind.The liquid cooling comprises two integrated coolant jackets 16a, 16b, wherein a lower coolant jacket 16a, which is arranged between the exhaust pipes 5,6 and the mounting end face 14 of the cylinder head 1, and an upper coolant jacket 16b, which on the lower coolant jacket 16a opposite side of the exhaust pipes 5, 6 is arranged, are provided.

Zwischen dem unteren Kühlmittelmantel 16a und dem oberen Kühlmittelmantel 16b sind drei Verbindungen 13 vorgesehen, die dem Durchtritt von Kühlmittel dienen und die benachbart zu den Teilabgasleitungen 6 angeordnet sind. Die Verbindungen 13 reichen bis zur Montage-Stirnseite 14 und dienen auch der Versorgung des Kopfes 1 mit Kühlmittel via Zylinderblock.Between the lower coolant jacket 16 a and the upper coolant jacket 16 b three connections 13 are provided, which serve for the passage of coolant and which are arranged adjacent to the partial exhaust gas lines 6. The connections 13 extend to the mounting end face 14 and also serve to supply the head 1 with coolant via cylinder block.

Zwei Verbindungen 13 sind auf der den vier Zylindern 3 abgewandten Seite der integrierten Teilabgaskrümmer 10a, 10b angeordnet und zwar auf gegenüberliegenden Seiten der beiden Teilabgaskrümmer 10a, 10b. Eine zusätzliche Verbindung 13 ist in dem innenliegenden Wandabschnitt 9b, der die beiden Teilabgaskrümmer 10a, 10b voneinander trennt und in das Abgasabführsystem hineinragt, vorgesehen.Two connections 13 are arranged on the side of the integrated partial exhaust manifolds 10a, 10b facing away from the four cylinders 3, namely on opposite sides of the two partial exhaust manifolds 10a, 10b. An additional connection 13 is provided in the inner wall section 9b, which separates the two partial exhaust manifolds 10a, 10b from each other and projects into the Abgasabführsystem.

Zu erkennen ist, dass die beiden Teilabgaskrümmer 10a, 10b in Gestalt von zwei Abgasaustrittsöffnungen 15a, 15b an der Außenseite 8 aus dem Zylinderkopf 1 austreten. Die beiden Abgasaustrittsöffnungen 15a, 15b sind entlang der Längsachse 2 des Zylinderkopfes 1 versetzt und beabstandet zueinander angeordnet, wobei die Öffnungen 15a, 15b einen gleichgroßen Abstand zur Montage-Stirnseite 14 des Zylinderkopfes 1 aufweisen.It can be seen that the two partial exhaust manifolds 10a, 10b emerge from the cylinder head 1 in the form of two exhaust gas outlet openings 15a, 15b on the outside 8. The two exhaust gas outlet openings 15a, 15b are offset along the longitudinal axis 2 of the cylinder head 1 and spaced from each other, wherein the openings 15a, 15b have an equal distance from the mounting end face 14 of the cylinder head 1.

Bezugszeichenreference numeral

11
Zylinderkopfcylinder head
22
Längsachse des ZylinderkopfesLongitudinal axis of the cylinder head
33
Zylindercylinder
3a3a
außenliegender Zylinderoutboard cylinder
3b3b
innenliegender Zylinderinternal cylinder
44
Auslaßöffnungoutlet
55
Abgasleitungexhaust pipe
66
TeilabgasleitungPart exhaust pipe
77
GesamtabgasleitungTotal exhaust pipe
88th
auslaßseitige Außenseite des Zylinderkopfesoutlet side outside of the cylinder head
9a9a
außenliegender Wandabschnittoutside wall section
9b9b
innenliegender Wandabschnittinside wall section
9c9c
freies Ende des innenliegenden Wandabschnittsfree end of the inner wall section
1010
Abgaskrümmerexhaust manifold
10a10a
erster Teilabgaskrümmerfirst partial exhaust manifold
10b10b
zweiter Teilabgaskrümmersecond partial exhaust manifold
1111
Eintrittsgehäuse bzw. Eintrittsbereich der TurbineInlet housing or inlet area of the turbine
1212
Turbineturbine
1313
Verbindungconnection
1414
Montage-StirnseiteMounting-end side
15a15a
AbgasaustrittsöffnungExhaust gas outlet opening
15b15b
AbgasaustrittsöffnungExhaust gas outlet opening
16a16a
unterer Kühlmittelmantellower coolant jacket
16b16b
oberer KühlmittelmantelUpper coolant jacket
°KW° CA
Grad KurbelwinkelDegree crank angle
ΔΔ
Abstand zwischen einer Verbindung und einer TeilabgasleitungDistance between a connection and a partial exhaust gas line
DD
Durchmesser eines Zylinders kleinster Durchmesser einer VerbindungDiameter of a cylinder smallest diameter of a compound
dd
Durchmesser einer Auslaßöffnung eines ZylindersDiameter of an outlet opening of a cylinder

Claims (17)

Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf (1), der - an einer Montage-Stirnseite (14) mit einem Zylinderblock verbindbar ist, - mindestens einen integrierten Kühlmittelmantel (16a, 16b) aufweist, - vier entlang der Längsachse (2) des Zylinderkopfes (1) in Reihe angeordnete Zylinder (3) aufweist, wobei jeder Zylinder (3) mindestens eine Auslaßöffnung (4) zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder (3) via Abgasabführsystem aufweist, wozu sich an jede Auslaßöffnung (4) eine Abgasleitung (5) anschließt, und bei dem - die Abgasleitungen (5) der Zylinder (3) stufenweise zu einer Gesamtabgasleitung (7) zusammenführen, wobei jeweils die mindestens eine Abgasleitung (5) eines außenliegenden Zylinders (3a) und die mindestens eine Abgasleitung (5) des benachbarten innenliegenden Zylinders (3b) innerhalb des Zylinderkopfes (1) unter Ausbildung eines Teilabgaskrümmers (10a, 10b) zu einer Teilabgasleitung (6) zusammenführen, bevor die beiden Teilabgasleitungen (6) der vier Zylinder (3, 3a, 3b) außerhalb des Zylinderkopfes (1) zu einer Gesamtabgasleitung (7) zusammenführen, so dass das Abgasabführsystem in Gestalt von zwei Abgasaustrittsöffnungen (15a, 15b) an einer Außenseite (8) des Zylinderkopfes (1) austritt, wobei die zwei Abgasaustrittsöffnungen (15a, 15b) entlang der Längsachse (2) des Zylinderkopfes (1) versetzt und beabstandet zueinander und mit gleichgroßem Abstand zur Montage-Stirnseite (14) sind, dadurch gekennzeichnet, dass - ein unterer Kühlmittelmantel (16a), der zwischen den Abgasleitungen (5, 6) und der Montage-Stirnseite (14) des Zylinderkopfes (1) angeordnet ist, und ein oberer Kühlmittelmantel (16b), der auf der dem unteren Kühlmittelmantel (16a) gegenüberliegenden Seite der Abgasleitungen (5, 6) angeordnet ist, vorgesehen sind, wobei mindestens eine Verbindung (13) zwischen dem unteren Kühlmittelmantel (16a) und dem oberen Kühlmittelmantel (16b) vorgesehen ist, die dem Durchtritt von Kühlmittel dient, wobei die mindestens eine Verbindung (13) benachbart zu einer Teilabgasleitung (6) angeordnet ist. Liquid-cooled internal combustion engine with at least one cylinder head (1), the - Is connectable to a cylinder block at a mounting end face (14), having at least one integrated coolant jacket (16a, 16b), - has four along the longitudinal axis (2) of the cylinder head (1) arranged in series cylinder (3), each cylinder (3) at least one outlet opening (4) for discharging the exhaust gases from the cylinder (3) via Abgasabführsystem, including connected to each outlet opening (4) an exhaust pipe (5), and in which - The exhaust pipes (5) of the cylinder (3) gradually merge into an overall exhaust line (7), wherein in each case the at least one exhaust pipe (5) of an outer cylinder (3a) and the at least one exhaust pipe (5) of the adjacent inner cylinder (3b) within the cylinder head (1) to form a partial exhaust gas line (6) while forming a partial exhaust manifold (10a, 10b), before the two partial exhaust gas lines (6) of the four cylinders (3, 3a, 3b) outside the cylinder head (1) become an overall exhaust gas line (FIG. 7), so that the Abgasabführsystem exits in the form of two exhaust gas outlet openings (15 a, 15 b) on an outer side (8) of the cylinder head (1), wherein the two exhaust gas outlet openings (15 a, 15 b) along the longitudinal axis (2) of the cylinder head (1 ) offset and spaced from each other and with the same distance to the mounting end face (14), characterized in that a lower coolant jacket (16a) which is arranged between the exhaust pipes (5, 6) and the mounting end face (14) of the cylinder head (1), and an upper coolant jacket (16b) which is located on the lower coolant jacket (16a) at least one connection (13) between the lower coolant jacket (16a) and the upper coolant jacket (16b) is provided, which serves for the passage of coolant, wherein the at least one Connection (13) adjacent to a partial exhaust gas line (6) is arranged. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindung (13) vollständig im Zylinderkopf (1) integriert ist.Liquid-cooled internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the at least one connection (13) is completely integrated in the cylinder head (1). Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand Δ zwischen der mindestens einen Verbindung (13) und der Teilabgasleitung (6) kleiner ist als der halbe Durchmesser D eines Zylinders (3) mit Δ ≤ 0.5 D. Liquid-cooled internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the distance Δ between the at least one connection (13) and the partial exhaust gas line (6) is smaller than half the diameter D of a cylinder (3) with Δ ≤ 0.5 D. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand Δ zwischen der mindestens einen Verbindung (13) und der Teilabgasleitung (6) kleiner ist als ein Viertel des Durchmesser D eines Zylinders (3) mit Δ ≤ 0.25 D. Liquid-cooled internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the distance Δ between the at least one connection (13) and the partial exhaust gas line (6) is smaller than a quarter of the diameter D of a cylinder (3) with Δ ≤ 0.25 D. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindung (13) auf der den vier Zylindern (3) abgewandten Seite der integrierten Teilabgaskrümmer (10a, 10b) angeordnet ist.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one compound (13) on the four cylinders (3) facing away from the integrated Teilabgaskrümmer (10a, 10b) is arranged. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verbindungen (13) vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten der beiden Teilabgaskrümmer (10a, 10b) angeordnet sind.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least two connections (13) are provided which are arranged on opposite sides of the two partial exhaust manifolds (10a, 10b). Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zusätzliche Verbindung (13) in dem innenliegenden Wandabschnitt (9b), der die beiden Teilabgaskrümmer (10a, 10b) voneinander trennt und in das Abgasabführsystem hineinragt, vorgesehen ist.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one additional connection (13) in the inner wall portion (9b), which separates the two partial exhaust manifold (10a, 10b) from each other and projects into the Abgasabführsystem is provided. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder (3) mindestens zwei Auslaßöffnungen (4) zum Abführen der Abgase aus dem Zylinder (3) aufweist.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that each cylinder (3) has at least two outlet openings (4) for discharging the exhaust gases from the cylinder (3). Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, wobei die Turbine (12) des mindestens einen Abgasturboladers in der Gesamtabgasleitung (7) angeordnet ist und einen Eintrittsbereich (11) zum Zuführen der Abgase aufweist.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one exhaust gas turbocharger is provided, wherein the turbine (12) of the at least one exhaust gas turbocharger in the total exhaust gas line (7) is arranged and has an inlet region (11) for supplying the exhaust gases. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Abgasturbolader vorgesehen sind, wobei in jeder der beiden Teilabgasleitungen (6) eine Turbine (12) eines Abgasturboladers angeordnet ist.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least two exhaust gas turbochargers are provided, wherein in each of the two partial exhaust gas lines (6) a turbine (12) of an exhaust gas turbocharger is arranged. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, wobei die Turbine (12) des mindestens einen Abgasturboladers eine zweiflutige Turbine ist, die zwei in einen Eintrittsbereich (11) angeordnete Eintrittskanäle aufweist, wobei jeweils ein Eintrittskanal mit einer Teilabgasleitung (6) zum Zuführen der Abgase verbunden ist.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one exhaust gas turbocharger is provided, wherein the turbine (12) of the at least one exhaust gas turbocharger is a double-flow turbine having two in an inlet region (11) arranged inlet channels, wherein each one Inlet duct is connected to a partial exhaust gas line (6) for supplying the exhaust gases. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Durchmesser der mindestens einen Verbindung (13) kleiner ist als der Durchmesser d einer Auslaßöffnung (4) eines Zylinders (3) mit ≤ d.Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the smallest diameter of the at least one connection (13) is smaller than the diameter d of an outlet opening (4) of a cylinder (3) with ≤ d . Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Durchmesser der mindestens einen Verbindung (13) kleiner ist als der halbe Durchmesser d einer Auslaßöffnung (4) eines Zylinders (3) mit ≤ 0.5d. Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the smallest diameter of the at least one Connection (13) is smaller than half the diameter d of an outlet opening (4) of a cylinder (3) with ≤ 0.5d. Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Durchmesser der mindestens einen Verbindung (13) kleiner ist als ein Drittel des Durchmessers d einer Auslaßöffnung (4) eines Zylinders (3) mit ≤ 0.33d. Liquid-cooled internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the smallest diameter of the at least one connection (13) is smaller than one third of the diameter d of an outlet opening (4) of a cylinder (3) with ≤ 0.33d. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Zylindern (3) die Verbrennung in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 initiiert wird, wobei die Zylinder (3) beginnend mit einem außenliegenden Zylinder (3a) der Reihe nach entlang der Längsachse (2) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) durchgezählt und numeriert werden.Method for operating an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in the cylinders (3) combustion is initiated in the order 1 - 2 - 4 - 3, the cylinders (3) starting with an external cylinder (3a) sequentially numbered and numbered along the longitudinal axis (2) of the at least one cylinder head (1). Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass - jeder Zylinder (3) zur Einleitung einer Fremdzündung mit einer Zündvorrichtung ausgestattet wird, und - die Zylinder (3) in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 gezündet werden, wobei die Zylinder (3) beginnend mit einem außenliegenden Zylinder (3a) der Reihe nach entlang der Längsachse (2) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) durchgezählt und numeriert werden. A method according to claim 15, characterized in that - Each cylinder (3) is equipped to initiate a spark ignition with an igniter, and - The cylinders (3) are ignited in the order 1 - 2 - 4 - 3, wherein the cylinder (3) starting with an outer cylinder (3a) sequentially along the longitudinal axis (2) of the at least one cylinder head (1) counted and numbered. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass - die Zylinder (3) mittels Selbstzündung betrieben werden, und - die Selbstzündung der Zylinder (3) in der Reihenfolge 1 - 2 - 4 - 3 eingeleitet wird, wobei die Zylinder (3) beginnend mit einem außenliegenden Zylinder (3a) der Reihe nach entlang der Längsachse (2) des mindestens einen Zylinderkopfes (1) durchgezählt und numeriert werden. A method according to claim 15, characterized in that - The cylinders (3) are operated by auto-ignition, and - the self-ignition of the cylinder (3) in the order 1 - 2 - 4 - 3 is initiated, the cylinder (3) starting with an outer cylinder (3a) in sequence along the longitudinal axis (2) of the at least one cylinder head (1 ) and numbered.
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