DE102010009911B3 - Internal combustion engine operating method, involves adjusting lever element between turning positions for adjusting compression ratios of internal combustion engine, and supporting adjusting device at crank case of engine - Google Patents
Internal combustion engine operating method, involves adjusting lever element between turning positions for adjusting compression ratios of internal combustion engine, and supporting adjusting device at crank case of engine Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 15 angegebenen Art.The The invention relates to a method for operating a reciprocating engine the type specified in the preamble of claim 1 and a method for operating a reciprocating engine in the preamble of the claim 15 specified type.
Die
Aus
der
Die
Auch dieser Verbrennungsmotor weist weiteres Potenzial auf, dessen Betrieb effizienter zu gestalten.Also This combustion engine has further potential, its operation more efficient.
Weiterhin
ist aus der
Die
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine bereitzustellen, welches einen effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine ermöglicht.It It is therefore an object of the present invention to provide a method for Operate a reciprocating engine to provide a efficient operation of the reciprocating engine allows.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is achieved by a method for operating a reciprocating piston engine with the features of claim 1 and by a method for operating a reciprocating engine with the features of the claim 15 solved. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are in the dependent claims specified.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel verbundenes Hebelelement mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen eingestellt wird, wobei das Hebelelement einerseits mit dem Pleuel und andererseits mit der Stelleinrichtung gelenkig verbunden ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Hebelelement durch eine zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung der Stelleinrichtung zwischen den zumindest zwei Drehstellungen eingestellt wird und dass sich die Stelleinrichtung zumindest mittelbar an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Schwenkachse schwenkbar abstützt. Die Einstellung. zumindest zweier voneinander unterschiedlicher Verdichtungsverhältnisse durch das Einstellen des Hebelelements zwischen zumindest zwei Drehstellungen infolge einer Drehung des Hebelelements relativ zu dem Hubzapfen um diesen herum mittels der Stelleinrichtung ermöglicht die Darstellung eines sehr effizienten Betriebs der Hubkolbenmaschine, da ihr Verdichtungsverhältnis an unterschiedliche Betriebspunkte angepasst werden kann. Dies bedeutet eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO2-Emissionen.A method according to the invention for operating a reciprocating piston engine in which at least one lever element mounted on a crank pin of a crankshaft and connected to a corresponding connecting rod is adjusted by means of a corresponding adjusting device for adjusting the compression ratio of the reciprocating engine between at least two rotational positions relative to the crank pin, wherein the lever element on the one hand is hingedly connected to the connecting rod and on the other hand with the adjusting device, characterized in that the lever element is adjusted by an at least substantially translational movement of the adjusting device between the at least two rotational positions and that the adjusting device at least indirectly to a crankcase of the reciprocating engine to a Swivel axis pivotally supported. The attitude. At least two mutually different compression ratios by adjusting the lever member between at least two rotational positions due to rotation of the lever member relative to the crank pin around it by means of the actuator allows the representation of a very efficient operation of the reciprocating engine, since their compression ratio to different Be operating points can be adjusted. This means a reduction in fuel consumption and thus CO 2 emissions.
Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, ein Verdichtungsverhältnis eines zu dem Hubzapfen und dem Hebelelement korrespondierenden Zylinders der Hubkolbenmaschine einzustellen, und zwar unabhängig von der Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses zumindest eines weiteren, zu zumindest einem weiteren Hubzapfen und einem entsprechenden Hebelelement korrespondierenden Zylinders der Hubkolbenmaschine. Dadurch ist es möglich, dass zwei voneinander unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse dieser Zylinder eingestellt werden können, was einen besonders kraftstoffverbrauchsarmen und damit effizienten Betrieb der Maschine ermöglicht. Dadurch ist eine so genannte zylinderselektive Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine möglich.In addition, this allows inventive method, a compression ratio a corresponding to the crank pin and the lever member cylinder adjust the reciprocating engine, regardless of the setting of a compression ratio of at least one other, to at least one further crank pin and a corresponding lever element corresponding cylinder of the reciprocating engine. This is it is possible that two different compression ratios This cylinder can be adjusted, which is a particularly fuel-efficient and thus enables efficient operation of the machine. This is one way mentioned cylinder-selective adjustment of the compression ratio the reciprocating engine possible.
Darüber hinaus birgt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass eine Toleranzreduzierung sowohl von Bauteilen der Hubkolbenmaschine als auch von Zylinderfüllungen der Zylinder der Hubkolbenmaschine und damit eine Streuung der jeweiligen, korrespondierenden Verdichtungsverhältnisse zumindest reduziert ist, was dem effizienten Betrieb und dem geringen Kraftstoffverbrauch ebenso zugute kommt.Furthermore holds the inventive method the advantage that a tolerance reduction of both components the reciprocating engine as well as cylinder fillings of the cylinder of the reciprocating engine and thus a scattering of the respective, corresponding compression ratios at least is reduced, resulting in efficient operation and low fuel consumption benefits as well.
Die Einstellung durch die translatorische Bewegung birgt den Vorteil, dass die Hubkolbenmaschine dadurch eine geringe Teileanzahl und damit geringe Kosten sowie ein geringes Gewicht und einen geringen Bauraumbedarf aufweist, was den effizienten Betrieb ebenfalls begünstigt.The Adjustment by the translatory movement has the advantage that the reciprocating engine by a small number of parts and thus low costs as well as a low weight and a low Has space requirements, which also favors the efficient operation.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Hebelelement in Abhängigkeit von einem eine Verbrennung in einem dem Hebelelement zugeordneten Arbeitsraum, insbesondere einem Zylinder, der Hubkolbenmaschine charakterisierenden und erfassten Signal eingestellt. Diese Einstellung des Hebelelements und damit des entsprechenden Verdichtungsverhältnisses gewährleistet eine selektive, kontrollierte und bedarfsgerechte Anpassung des Verdichtungsverhältnisses über die Einstellung des Hebelelements an die Verbrennung in dem Arbeitsraum, was dem effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine weiterhin zugute kommt.at an advantageous embodiment According to the invention, the lever element becomes combustion-dependent in a working space associated with the lever element, in particular a cylinder, the piston engine characterizing and detected Signal set. This adjustment of the lever element and thus the corresponding compression ratio ensures a Selective, controlled and needs-based adjustment of the compression ratio over the Adjustment of the lever element to the combustion in the working space, which continues to benefit the efficient operation of the reciprocating engine comes.
Dieses die Verbrennung in dem Arbeitsraum charakterisierende Signal wird beispielsweise mittels zumindest einer Erfassungseinrichtung der Hubkolbenmaschine erfasst, wobei es sich beispielsweise um einen Klopfsensor handelt, welcher dem entsprechenden und zu dem Hebelelement korrespondierenden Arbeitsraum zugeordnet ist.This the combustion in the working space characterizing signal is For example, by means of at least one detection device of Reciprocating recorded, which is for example a Knock sensor acts, which the corresponding and to the lever element corresponding workspace is assigned.
Alternativ oder zusätzlich wird das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest eines dem Hebelelement beziehungsweise dem entsprechenden Arbeitsraum zugeordneten Drucksensors der Hubkolbenmaschine erfasst, wodurch eine bedarfsgerechte Anpassung des entsprechenden Verdichtungsverhältnisses an die Verbrennung im Arbeitsraum durchgeführt werden kann.alternative or additionally is the combustion characterizing signal by means of at least one of the lever element or the corresponding working space associated pressure sensor of the reciprocating engine detected, creating a needs-based adaptation of the corresponding compression ratio can be carried out to the combustion in the work space.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit zusätzliche Freiheitsgrade zur Anpassung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine, insbesondere zur arbeitsraumselektiven Anpassung, zur Verfügung, um damit einen besonders effizienten und kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb der Hubkolbenmaschine einzustellen.The inventive method thus provides additional Degrees of freedom to adjust the compression ratio the reciprocating engine, in particular for working space-selective adaptation, for available in order to ensure a particularly efficient and fuel consumption and to set low-emission operation of the reciprocating engine.
Eine weitere Möglichkeit ist, das Hebelelement in Abhängigkeit von einer Temperatur und/oder einem Druck des dem Hebelelement zugeordneten Arbeitsraums der Hubkolbenmaschine einzustellen. In dem Arbeitsraum muss dabei nicht notwendigerweise eine Verbrennung geschehen, also der entsprechende Arbeitsraum muss nicht notwendigerweise befeuert betrieben werden. Ebenso möglich ist, dass beispielsweise infolge einer Schubabschaltung keine Verbrennung stattfindet, wobei es nichtsdestotrotz äußerst vorteilbehaftet ist, auch in solchen Betriebszuständen, beispielsweise in einem Schubbetrieb, das entsprechende Verdichtungsverhältnis an die Temperatur und/oder den Druck des beziehungsweise im Arbeitsraum anzupassen, um den Kraftstoffverbrauch der Hubkolbenmaschine sowie deren Emissionen abzusenken.A another possibility is, the lever element in dependence from a temperature and / or pressure of the lever element associated working space adjust the reciprocating engine. In the work space must be there not necessarily a burn done, so the corresponding Working space does not necessarily have to be fired. Likewise possible is that, for example due to a fuel cut no combustion nonetheless, it is nonetheless extremely advantageous even in such operating conditions, For example, in a push operation, the corresponding compression ratio to the Temperature and / or the pressure of or in the work area adapt to the fuel consumption of the reciprocating engine as well to reduce their emissions.
Im Schubbetrieb bedeutet dies, dass durch entsprechende Einstellung des Verdichtungsverhältnisses einerseits eine Kompressionsarbeit des nicht befeuerten Arbeitsraums eingestellt werden kann, um damit beispielsweise eine Motorbremswirkung oder entsprechende Arbeitsverluste der Hubkolbenmaschine einzustellen. Des Weiteren ist es möglich, einen der Arbeitsräume unbefeuert zu betreiben, während ein weiterer Arbeitsraum befeuert betrieben wird, um beispielsweise eine Betriebstemperatur einer der Hubkolbenmaschine zugeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere eines Katalysators, beizubehalten, was zu einer Beibehaltung einer Reinigung von Abgas der Hubkolbenmaschine und damit zu niedrigen Abgaswerten führt, insbesondere in einem sich an den Schubbetrieb anschließenden, befeuerten Betrieb aller Arbeitsräume.in the Overrun means this means that by appropriate adjustment the compression ratio on the one hand a compression work of the non-fired work space can be adjusted to allow, for example, an engine braking effect or adjust appropriate work losses of the reciprocating engine. Furthermore, it is possible to have one the workrooms to operate unchallenged while another work space is operated fueled, for example an operating temperature of the reciprocating engine assigned Exhaust aftertreatment device, in particular a catalyst, to maintain, resulting in a maintenance of purification of exhaust gas the reciprocating engine and thus leads to low emissions values, in particular in an adjoining to the push operation, fired operation all workspaces.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch eine arbeitsraumselektive Schubabschaltung, bei welcher eine Kraftstoffzufuhr in zumindest einen Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine beendet wird. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Gleichzeitig ist es möglich, in zumindest einen weiteren Arbeitsraum Kraftstoff einzubringen, beispielsweise einzuspritzen, um eine gewisse Betriebstemperatur von Komponenten, insbesondere von Abgasnachbehandlungseinrichtungen, beizubehalten, beziehungsweise zu erhöhen oder einzustellen.The method according to the invention also makes possible a working space-selective fuel cut-off in which a fuel supply into at least one working space of the reciprocating engine is terminated. This leads to a further reduction in fuel consumption. At the same time it is possible to fuel in at least one other working space zubring, for example, to maintain a certain operating temperature of components, in particular exhaust aftertreatment devices, or to increase or adjust.
Die Einstellung des Hebelelements und damit des Verdichtungsverhältnisses in Abhängigkeit von einem Zustand beziehungsweise von dem die Verbrennung in dem Arbeitsraum charakterisierenden Signal individuell für den jeweiligen Arbeitsraum ermöglicht es, eine optimale Verbrennung beziehungsweise einen optimalen Zustand des entsprechenden Arbeitsraums individuell für diesen Arbeitsraum darzustellen, in dem für jeden Arbeitsraum durch das individuelle Einstellen des Hebelelements ein entsprechender Bestpunkt erreicht wird.The Adjustment of the lever element and thus of the compression ratio in dependence of a state or of the combustion in the working space characterizing signal individually for each working space allows optimal combustion or optimum condition of the corresponding workspace individually for this workspace, in the for each working space by the individual adjustment of the lever element corresponding best point is reached.
Dabei ist es äußerst vorteilbehaftet, wenn beispielsweise bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts durch die Temperatur in beziehungsweise des Arbeitsraums das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements reduziert wird. Wird beispielsweise ein Arbeitsraum durch eine entsprechende Kühleinrichtung schlechter gekühlt, weist er also eine höhere Temperatur auf, so kann das Verdichtungsverhältnis für diesen Arbeitsraum reduziert werden, um diesen Arbeitsraum an einen Bestpunkt heranzuführen zur Darstellung eines sehr effizienten Betriebs des Arbeitsraums und damit der gesamten Hubkolbenmaschine.there it is extremely advantageous if, for example, when crossing a predetermined threshold by the temperature in or of the working space the compression ratio by adjusting the Lever element is reduced. For example, becomes a workroom by a corresponding cooling device worse cooled, points he therefore a higher one Temperature on, so the compression ratio for this work space can be reduced to bring this workspace to a high point Representation of a very efficient operation of the work space and thus the entire reciprocating engine.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich die Temperatur des Arbeitsraums auch auf eine Temperatur eines den Arbeitsraum bildenden Bauteils beziehen kann. Die Temperatur in beziehungsweise des Arbeitsraums kann sich auch auf die in dem Arbeitsraum herrschende und mittels einer Erfassungseinrichtung erfasste Temperatur beziehen.At This point should be noted that the temperature of the working space also to a temperature of a working space forming component can relate. The temperature in or of the work space can also apply to the prevailing in the work space and means Refer to detected temperature of a detection device.
Wird das Hebelelement in Abhängigkeit von einem Arbeitstakt eines dem Hebelelement zugeordneten Kolbens der Hubkolbenmaschine eingestellt, so bedeutet dies die Schaffung weiterer Freiheitsgrade zur Verbesserung des effizienten Betriebs der Hubkolbenmaschine, indem diese bestmöglich an den aktuell vorliegenden Betriebspunkt arbeitsraumindividuell angepasst werden kann.Becomes the lever element in dependence from a power stroke of the lever element associated piston set the reciprocating engine, this means the creation additional degrees of freedom to improve efficient operation the reciprocating engine by this best possible to the currently available Operating point can be adapted to individual work space.
Die für jeden Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine individuelle Einstellung des Verdichtungsverhältnis ermöglicht es, das jeweilige Hebelelement in einem günstigen Betriebspunkt, Betriebsbereich, Betriebstakt oder dergleichen unabhängig voneinander und gegebenenfalls zeitversetzt zu verstellen.The for each Working space of the reciprocating engine individual adjustment of the compression ratio makes it possible the respective lever element in a favorable operating point, operating range, Operating clock or the like independently and optionally time-shifted to adjust.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Hebelelement zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses eingestellt, wenn eine von der Stelleinrichtung auf das Hebelelement zur Einstellung des Hebelelements aufzubringende Stellkraft die gleiche Bewegung des Hebelelements bewirkt, wie eine von dem mit dem Hebelelement verbundenen Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft. Diese von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft wird beispielsweise infolge von Verbrennungsvorgängen in dem Arbeitsraum, insbesondere dem Zylinder, Verdichtungsvorgängen, Expansionsvorgängen oder Ansaugvorgängen auf das Hebelelement und weiter auf die Stelleinrichtung aufgebracht, wobei diese Kraft beispielsweise mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst wird.at a further advantageous embodiment of the invention the lever element for setting the compression ratio set when one of the actuator on the lever element to set the lever element applied force the causes same movement of the lever member, as one of the with applied to the lever element connecting rod on the lever element Force. This applied by the connecting rod on the lever element force For example, due to combustion processes in the work space, in particular the cylinder, compaction processes, expansion operations or suction processes applied to the lever element and further to the adjusting device, wherein this force detected, for example by means of a detection device becomes.
Dabei wird also die von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft von der Stellkraft der Stelleinrichtung, die auf das Hebelelement aufgebraucht wird, unterstützt beziehungsweise gegebenenfalls verstärkt. Das hat zur Folge, dass die Stelleinrichtung nur geringe Stellkräfte aufbringen muss, um das Hebelelement zu verstellen, da die von der Stelleinrichtung einzustellende Drehstellung des Hebelelements und eine Drehbewegung des Hebelelements zum Erreichen dieser gewünschten Drehstellung von der von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft unterstützt wird.there Thus, the force applied by the connecting rod to the lever element force from the actuating force of the adjusting device acting on the lever element used up, supported or possibly reinforced. This has the consequence that the actuator must apply only small actuating forces to the Lever to adjust, as to be set by the actuator Rotary position of the lever element and a rotational movement of the lever element to achieve this desired Rotary position of the applied by the connecting rod on the lever element Strength supported becomes.
Wird beispielsweise von dem Pleuel auf das Hebelelement eine derartige Kraft aufgebracht, die eine Verdrehung des Hebelelements in eine Drehrichtung bewirkt und soll eine Drehstellung des Hebelelements relativ zu dem korrespondierenden Hubzapfen eingestellt werden, die eine Drehbewegung in eben diese Drehrichtung erfordert, so ist es von Vorteil, dass genau dann die gewünschte Einstellung durch die Stelleinrichtung durchgeführt wird, da eben dann die zur Einstellung des Hebelelements nötige und von der Stelleinrichtung auf das Hebelelement aufzubringende Stellkraft niedriger ausfallen kann, als wenn eine Kraft von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebracht werden würde, die eine Drehbewegung des Hebelelements in eine dieser Drehrichtung entgegen gesetzten Drehrichtung bewirkt beziehungsweise bewirken würde. Dies gilt analog für die gewünschte Einstellung des Hebelelements in die entsprechend entgegengesetzte Drehrichtung.Becomes for example, from the connecting rod on the lever element such Force applied, the rotation of the lever element in one Direction of rotation causes and should be a rotational position of the lever element be adjusted relative to the corresponding crankpin, which requires a rotational movement in just this direction of rotation is so It is advantageous that the desired setting is achieved by the Adjustment performed is, because then just needed to adjust the lever element and from the adjusting device on the lever element to be applied force lower than when a force from the connecting rod on the lever element would be applied, which makes a rotational movement of the lever element in a direction opposite to this direction of rotation Direction causes or would cause. This applies analogously to the desired setting of the lever element in the corresponding opposite direction of rotation.
So wird beispielsweise das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements mittels der Stelleinrichtung erhöht, wenn von dem Pleuel auf das Hebelelement eine Zugkraft aufgebracht wird. Weiterhin wird vorteilhafterweise das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements reduziert, wenn von dem Pleuel auf das Hebelelement eine Druckkraft aufgebracht wird.So For example, the compression ratio is set by adjusting the Lever element increases by means of the adjusting device when from the connecting rod on the Lever element is applied a tensile force. Furthermore, advantageously the compression ratio reduced by adjusting the lever element when from the connecting rod a compressive force is applied to the lever element.
Liegt beispielsweise die Drehachse des Hebelelements, um welche sich das Hebelelement bei dessen Einstellung einer Drehstellung dreht, in Längserstreckung des Hebelelements zwischen der von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachten Kraft und der von der Stelleinrichtung auf das Hebelelement aufzubringenden Stellkraft, so ist es von Vorteil, wenn von der Stelleinrichtung eine Druckkraft auf das Hebelelement ausgeübt wird, wenn von dem Pleuel eine Zugkraft auf das Hebelelement aufgebracht wird und umgekehrt. Dies ist dann äußerst vorteilbehaftet, wenn diese Kräfteverhältnisse vorliegen und die gewünschte Einstellung des Hebelelements zur Einstellung des gewünschten Verdichtungsverhältnisses bewirken. Nichtsdestotrotz ist es möglich, mittels der Stelleinrichtung eine Kraft auf das Hebelelement aufzubringen, welche entgegen der von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachten Kraft wirkt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Wunsch vorliegt, eine bestimmte Drehstellung des Hebelelements zur Einstellung eines bestimmten, gewünschten Verdichtungsverhältnisses vorzunehmen, wobei allerdings von dem Pleuel auf das Hebelelement eine derartige Kraft aufgebracht wird, die eine Drehbewegung des Hebelelements in eine Drehrichtung bewirken würde, welche der gewünschten Drehrichtung zur Erreichung der gewünschten Drehstellung entgegengesetzt ist.For example, if the axis of rotation of the lever element around which the lever element rotates when it is set to a rotational position lies in the longitudinal extent of the lever element between the lever element From the connecting rod on the lever member applied force and applied by the actuator to the lever member actuating force, it is advantageous if the adjusting device exerts a compressive force on the lever member when a tensile force is applied to the lever member of the connecting rod and vice versa , This is extremely advantageous if these balance of forces exist and cause the desired adjustment of the lever element to set the desired compression ratio. Nevertheless, it is possible by means of the adjusting device to apply a force to the lever element, which counteracts the force applied by the connecting rod to the lever element. This is the case, for example, if there is a desire to make a certain rotational position of the lever member to set a specific desired compression ratio, but of the connecting rod on the lever member such a force is applied, which would cause a rotational movement of the lever member in a rotational direction , which is opposite to the desired direction of rotation to achieve the desired rotational position.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Hebelelement in Abhängigkeit von einer Last der Hubkolbenmaschine eingestellt, was einen weiteren Freiheitsgrad zur Darstellung eines sehr effizienten Betriebs und damit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO2-Emissionen der Hubkolbenmaschine schafft.In a further advantageous embodiment of the invention, the lever element is adjusted in response to a load of the reciprocating engine, which creates a further degree of freedom to represent a very efficient operation and thus to reduce fuel consumption and thus the CO 2 emissions of the reciprocating engine.
Eine besonders präzise, effiziente und kostengünstige Verstellung des Hebelelements ist dadurch realisiert, dass das Hebelelement beispielsweise über eine Gewindespindel der Stelleinrichtung und/oder durch eine hydraulische Betätigung der Stelleinrichtung eingestellt wird.A very precise, efficient and cost effective Adjustment of the lever element is realized in that the lever element for example about a threaded spindle of the adjusting device and / or by a hydraulic activity the adjusting device is set.
Die Stelleinrichtung weist beispielsweise einen Zylinder mit zumindest einem Arbeitsraum auf, in welchem ein Kolben axial relativ zu dem Zylinder verschiebbar aufgenommen und mit einer Stange verbunden ist, wobei der Arbeitsraum beispielsweise durch den Kolben in zwei mit einem Arbeitsmedium beaufschlagbare und ein jeweiliges Volumen aufweisende Steuerräume unterteilt ist.The Actuator has, for example, a cylinder with at least a working space in which a piston axially relative to the Cylinder slidably received and connected to a rod is, wherein the working space, for example, by the piston in two acted upon by a working medium and a respective volume having control rooms is divided.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel verbundenes Hebelelement mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen eingestellt wird, wobei das Hebelelement einerseits mit dem Pleuel und andererseits mit der Stelleinrichtung gelenkig verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von an einem jeweiligen Hubzapfen gelagerten und mit jeweils einem korrespondierenden Pleuel verbundenen Hebelelementen mittels jeweils einer zugeordneten Stelleinrichtung unabhängig voneinander zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen eingestellt wird und dass sich die Stelleinrichtung zumindest mittelbar an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Schwenkachse schwenkbar abstützt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung und umgekehrt anzusehen. Somit ermöglicht auch das Verfahren des zweiten Aspekts der Erfindung die Darstellung eines sehr effizienten und damit kraftstoffverbrauchsarmen und CO2-emissionsarmen Betriebs der Hubkolbenmaschine, da eine Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine individuell für jeweilige, jeweils einem Hubzapfen zugeordnete Arbeitsräume, insbesondere Zylinder, der Hubkolbenmaschine möglich ist. Damit gehen die bereits beschriebenen Vorteile einher. Dies sowie die ausgeführte Unterstützung der von der Stelleinrichtung auf das jeweilige Hebelelement aufzubringenden Stellkraft durch die von dem Pleuel auf dieses Hebelelement aufgebrachten Kraft beziehungsweise umgekehrt führt zu niedrigeren Stellkräften als bei einer gemeinsamen, gleichzeitigen Einstellung der Hebelelemente, woraus die Stelleinrichtungen geringer sowohl bezüglich ihrer Dimensionen als auch ihrer Leistungen und damit ihrer Energiebedarfe auslegbar sind. Dies reduziert den Energiebedarf der Hubkolbenmaschine insgesamt, was den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen weiter absenkt.The invention also includes a method for operating a reciprocating piston engine in which at least one lever element mounted on a crank pin of a crankshaft and connected to a corresponding connecting rod is adjusted relative to the crank pin by means of a corresponding adjusting device for setting the compression ratio of the reciprocating engine between at least two rotational positions the lever element is articulated on the one hand to the connecting rod and on the other hand to the actuating device. According to the invention, it is provided that a plurality of lever elements mounted on a respective crank pin and each connected to a corresponding connecting rod by means of an associated adjusting device independently for adjusting the compression ratio of the reciprocating engine between at least two rotational positions is set relative to the respective crank pin and that the adjusting device at least indirectly on a crankcase of the reciprocating engine pivotally supported about a pivot axis. Advantageous embodiments of the second aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the first aspect of the invention and vice versa. Thus, the method of the second aspect of the invention allows the representation of a very efficient and thus low fuel consumption and low-CO 2 emissions operation of the reciprocating engine, as an adjustment of the compression ratio of the reciprocating engine individually for each, each associated with a crankpins work spaces, in particular cylinder, the reciprocating engine possible is. This goes hand in hand with the advantages already described. This as well as the executed support of the adjusting device to be applied to the respective lever element by the force applied by the connecting rod on this lever element force or vice versa leads to lower actuating forces than a common, simultaneous adjustment of the lever elements, resulting in the adjusting devices lower both in terms of their dimensions also their services and thus their energy needs are interpretable. This reduces the overall energy consumption of the reciprocating engine, which further reduces fuel consumption and thus CO 2 emissions.
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die Verfahren beider Aspekte der Erfindung eine Bauteiltoleranzreduzierung sowie die Darstellung eines optimalen Schubbetriebs der Hubkolbenmaschine ermöglichen. Des Weiteren ist zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs eine Verbrennungsregelung individuell für jeden Arbeitsraum sowie eine so genannte individuelle Abschaltung der Arbeitsräume möglich. Diese Abschaltung bedeutet dabei das Beenden der Kraftstoffzufuhr in zumindest einen Arbeitsraum, wobei es möglich ist, die Kraftstoffzufuhr in zumindest einen Arbeitsraum zu beenden, während weiterhin in zumindest einen weiteren Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine Kraftstoff eingebracht, insbesondere eingespritzt wird.Summarized let yourself say that the methods of both aspects of the invention provide a component tolerance reduction as well as the representation of an optimal overrun operation of the reciprocating engine enable. Furthermore, to reduce fuel consumption is a combustion control individually for each working space as well as a so-called individual shutdown the workrooms possible. This shutdown means stopping the fuel supply in at least one working space, whereby it is possible the fuel supply in at least one workroom to finish, while continuing in at least introduced another working space of the reciprocating engine fuel, in particular is injected.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description and the following in The features mentioned in the description of the figures and / or features shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnungen zeigen in:The Drawings show in:
Die
Wie
der
Zur
Darstellung eines einstellbaren Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine
ist jedem Hebelelement
Der Übersicht
wegen ist die Funktion der Stelleinrichtungen
In
dieser in der
Um
entsprechende und gewünschte
Mengen von Schmieröl
der jeweiligen Steuerkammer
Zur
Erhöhung
des Verdichtungsverhältnisses
geben nun die entsprechenden Steuerkanten
Die
Stelleinrichtung
Dies bedeutet einen äußerst niedrigen Energiebedarf zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, was den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen der Hubkolbenmaschine in einem geringen Rahmen hält.This means a very low energy requirement for setting the compression ratio, which keeps the fuel consumption and thus the CO 2 emissions of the reciprocating engine in a small frame.
Dadurch,
dass die Stelleinrichtung
Wie
in Zusammenschau mit
Damit
die Stelleinrichtung
Die
Aus
diesem Fluss des Schmieröls
resultiert eine Volumenvergrößerung bzw.
eine Volumenverkleinerung der Steuerkammern
Eine
umgekehrte Betätigung
des Steuerkolbens
Hieraus
wird deutlich, dass zur Einstellung des Hebelelements
Wie
der
Zur
Darstellung der ausgeführten
Relativbewegung des Zylinders
Zur
Darstellung einer einfachen und kostengünstigen Montage umfasst der
Zylinder
Die
Gemäß Darstellung
B befindet sich im Vergleich zu Darstellung A in der Steuerkammer
- 1010
- Kurbeltriebcrankshaft
- 1212
- Kurbelwellecrankshaft
- 1414
- Hubzapfencrank pins
- 1616
- Hebelelementlever member
- 1818
- Pleuelpleuel
- 2020
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- Steuerraumcontrol room
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- Kanalchannel
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- Kanalchannel
- 4646
- Kanalchannel
- 4848
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- Steuerkantecontrol edge
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- Steuerkantecontrol edge
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- Rückschlagventilcheck valve
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- Teilpart
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- Teilpart
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- Befestigungselementfastener
- AA
- Darstellungpresentation
- BB
- Darstellungpresentation
- CC
- Darstellungpresentation
- DD
- Darstellungpresentation
- Ee
- Darstellungpresentation
ZusammenfassungSummary
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine,
bei welchem mindesten ein an einem Hubzapfen (
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011017203A1 (en) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Daimler Ag | Method for operating internal combustion engine, particularly reciprocating piston internal combustion engine of motor vehicle, involves variably adjusting compression ratio of internal combustion engine by adjusting device |
WO2012175101A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Daimler Ag | Method for operating an actuating device for variably setting a compression ratio of an internal combustion engine |
DE102020104152A1 (en) | 2020-02-18 | 2021-08-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for operating an internal combustion engine arrangement of a vehicle |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE575230C (en) * | 1930-07-05 | 1933-04-26 | Otto Severin Ruud | Internal combustion engine with changeable compression chamber which automatically adapts to the load by shifting the piston stroke |
WO2002012694A1 (en) * | 2000-08-08 | 2002-02-14 | Daimlerchrysler Ag | Internal combustion piston engine comprising various compression influences |
DE69804297T2 (en) * | 1997-05-09 | 2002-10-02 | Vianney Rabhi | DEVICE FOR ADJUSTING THE LIFTING VOLUME AND / OR THE EFFECTIVE COMPRESSION RATIO OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE DURING OPERATION |
US20070150164A1 (en) * | 2004-05-21 | 2007-06-28 | Walt Froloff | Variable compression ratio internal combustion engine |
EP1811151A2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-25 | IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr | Internal combustion reciprocating piston engine |
WO2007092168A2 (en) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Edward Charles Mendler | Combustion pressure sensor |
DE60129392T2 (en) * | 2000-10-12 | 2007-10-31 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Mechanism for the variable compression ratio of an internal combustion engine |
-
2010
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE575230C (en) * | 1930-07-05 | 1933-04-26 | Otto Severin Ruud | Internal combustion engine with changeable compression chamber which automatically adapts to the load by shifting the piston stroke |
DE69804297T2 (en) * | 1997-05-09 | 2002-10-02 | Vianney Rabhi | DEVICE FOR ADJUSTING THE LIFTING VOLUME AND / OR THE EFFECTIVE COMPRESSION RATIO OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE DURING OPERATION |
WO2002012694A1 (en) * | 2000-08-08 | 2002-02-14 | Daimlerchrysler Ag | Internal combustion piston engine comprising various compression influences |
DE60129392T2 (en) * | 2000-10-12 | 2007-10-31 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Mechanism for the variable compression ratio of an internal combustion engine |
US20070150164A1 (en) * | 2004-05-21 | 2007-06-28 | Walt Froloff | Variable compression ratio internal combustion engine |
EP1811151A2 (en) * | 2006-01-24 | 2007-07-25 | IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr | Internal combustion reciprocating piston engine |
WO2007092168A2 (en) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Edward Charles Mendler | Combustion pressure sensor |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
V. Rabhi, J. Beroff F. Dionett: MCE-5 Motor mit variablem Verdichtungsverhältnis, Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik, 2004, Aachen * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011017203A1 (en) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | Daimler Ag | Method for operating internal combustion engine, particularly reciprocating piston internal combustion engine of motor vehicle, involves variably adjusting compression ratio of internal combustion engine by adjusting device |
WO2012175101A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Daimler Ag | Method for operating an actuating device for variably setting a compression ratio of an internal combustion engine |
DE102020104152A1 (en) | 2020-02-18 | 2021-08-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for operating an internal combustion engine arrangement of a vehicle |
Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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