DE102011111866A1

DE102011111866A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102011111866A1
Application number: DE102011111866A
Authority: DE
Inventors: Alan W. Hayman; Robert S. McAlpine
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: WO2012030816A3; US20120048244A1; US20130146004A1; CN102434326B; DE102011111866B4; WO2012030816A2; US8671920B2; DE112011102483T5; CN102434326A; CN103547789A

Abstract

Ein Verbrennungsmotor umfasst einen Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, einen fest zugeordneten AGR-Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und eine AGR-Zufuhrleitung, die sich zwischen einer Auslassöffnung des fest zugeordneten AGR-Zylinders und dem Zylinder erstreckt, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, um Abgas, das den fest zugeordneten AGR-Zylinder verlässt, dem Zylinder für eine Verbrennung in diesem zuzuführen, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/378,557, die am 31. August 2010 eingereicht wurde und die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung betreffen Verbrennungsmotoren mit Abgasrückführungssystemen und insbesondere einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinder, welcher der Erzeugung und Zufuhr von zurückgeführtem Abgas zu anderen Zylindern des Motors fest zugeordnet ist.
HINTERGRUND
Mit der zunehmenden Fokussierung auf die Fahrzeugwirtschaftlichkeit, insbesondere die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs, wenden sich Kraftfahrzeughersteller kleineren, leichteren Fahrzeugen und besonderen Fahrzeug-Antriebssträngen zu, um die Effizienz zu verstärken. Eine Abgasrückführung (”AGR”) wird in den meisten herkömmlichen Verbrennungsmotoren verwendet, um diese bei der Verringerung von Drosselverlusten bei niedrigen Lasten zu unterstützen, die Klopftoleranz zu verbessern und das Niveau von Stickstoffoxiden (”NO_x”) in dem Abgas bei hohen Motorlasten zu verringern. Die AGR ist speziell als ein Mittel zur Verringerung von Emissionen in Verbrennungsmotoren wichtig, die überstöchiometrisch laufen und dadurch dazu neigen, höhere Niveaus von NO_x-Emissionen zu emittieren.
Ein Vorschlag, der bei der Konstruktion von Verbrennungsmotorsystem in Betracht gezogen wurde, ist die Verwendung eines von mehreren Zylindern als eine fest zugeordnete AGR-Quelle. Speziell laufen beispielsweise in einem Vierzylindermotor drei der vier Zylinder mit normaler Luft, normalem Kraftstoff und normalen AGR-Gemischen. Das Abgas, das durch diese Zylinder erzeugt wird, verlässt den Verbrennungsmotor als Abgas und wird vor seiner Freigabe an die Atmosphäre in einem Abgasbehandlungssystem behandelt. Im Gegensatz dazu läuft einer der vier Zylinder bei üblichen Niveaus von Luft und Kraftstoff, wie sie durch einen Motorcontroller ermittelt werden, der mit den verschiedenen Sensoren des Motors, des Fahrzeugs und des Abgassystems signaltechnisch in Verbindung steht. Das Abgas, das in dem einzelnen Zylinder erzeugt wird, wird an die Einlassöffnungen der drei anderen Zylinder übertragen, um die AGR zu liefern. Eine solche Ausbildung ermöglicht eine reichhaltigere AGR, die höhere Niveaus von Wasserstoff enthält, wodurch die Klopffestigkeit, der Kraftstoffverbrauch und die Verbrennungsstabilität verbessert werden, während weiterhin ermöglicht wird, ein stöchiometrisches Gas in dem Abgasbehandlungssystem für eine Verträglichkeit mit den katalytischen Behandlungseinrichtungen aufrecht zu erhalten.
Ein Nachteil dieses Typs von Verbrennungsmotorsystem ist es, dass ein 4-Zylinder-Verbrennungsmotor, der nur einen Zylinder als den fest zugeordneten AGR-Zylinder verwendet, AGR-Volumina nicht gleichmäßig an die Arbeitszylinder liefert. Beispielsweise neigt das Zylinderereignis, das dem Ereignis des fest zugeordneten AGR-Zylinders nachfolgt, dazu, mehr AGR-Verdünnung als die nachfolgenden zwei Zylinder aufzunehmen. Diese Schwankung in der Zylindereinstellung (d. h. in der Verbrennungsluft, dem Kraftstoff und der AGR-Verdünnung) führt zu einer ungleichmäßig Verbrennungsleistung, die über einen weiten Bereih von Betriebsbedingungen schwierig zu steuern ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verbrennungsmotor einen Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, einen fest zugeordneten AGR-Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und eine AGR-Zufuhrleitung, die sich zwischen einer Auslassöffnung des fest zugeordneten AGR-Zylinders, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und einer Einlassöffnung des Zylinders erstreckt, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, um ein Abgas, das den fest zugeordneten AGR-Zylinder verlässt, der ausgebildet, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, dem Zylinder für eine Verbrennung in diesem zuzuführen, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten.
Ein Verbrennungsmotor mit sechs Zylindern in V-Anordnung umfasst zwei Zylinderreihen, die jeweils drei Zylinder aufweisen. Zwei benachbarte, fest zugeordnete AGR-Zylinder in einer der Zylinderreihen sind in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus betreibbar, und vier Zylinder, die in beiden der Zylinderreihen angeordnet sind, sind in einen Viertakt-Verbrennungszyklus betreibbar. Eine AGR-Zufuhrleitung erstreckt sich zwischen einer Auslassöffnung der fest zugeordneten AGR-Zylinder, die ausgebildet sind, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und Einlassöffnungen der Zylinder, die ausgebildet sind, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, um ein Abgas, das den fest zugeordneten AGR-Zylinder verlässt, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, den Zylindern für eine Verbrennung in diesen zuzuführen, die ausgebildet sind, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung leicht offensichtlich, wenn sie mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Ziele, Merkmale, Vorteile und Details erscheinen lediglich beispielhaft in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, von denen:
1 eine schematische Draufsicht von Abschnitten eines Verbrennungsmotorsystems ist, das Merkmale der Erfindung verkörpert;
2 eine schematische Draufsicht von Abschnitten eines Verbrennungsmotorsystems ist, das Merkmale einer anderen Ausführungsform der Erfindung verkörpert;
3 eine schematische Draufsicht von Abschnitten eines Verbrennungsmotorsystems ist, das Merkmale einer anderen Ausführungsform der Erfindung verkörpert; und
4 eine schematische Draufsicht von Abschnitten eines Verbrennungsmotorsystems ist, das Merkmale einer anderen Ausführungsform der Erfindung verkörpert.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachfolgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass überall in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Nun auf 1 Bezug nehmend, ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung auf ein Verbrennungsmotorsystem 10 gerichtet, das mehrere Motorzylinder 12 aufweist. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst das Verbrennungsmotorsystem 10 drei Motorzylinder 12, die Ausbildung kann jedoch ebenso eine beliebige Anzahl von Zylindern (z. B. 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, usw.) und auch Ausbildungen umfassen, wie beispielsweise in Reihe (gezeigt), in V-Anordnung, horizontal gegenüberliegend und dergleichen, ohne die Anwendung der Erfindung auf diese zu beeinträchtigen.
Nun auf die Motorzylinder 12 in der gezeigten Ausführungsform Bezug nehmend, sind der erste und der dritte Zylinder 14 ausgebildet, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten. Im Gegensatz dazu ist der zweite Zylinder 16 ein fest zugeordneter AGR-Zylinder und ausgebildet, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, wie nachstehend in weiterem Detail beschrieben ist. Verbrennungsluft 18 wird durch einen Kompressor 20 komprimiert, der einen durch den Motor angetriebenen Auflader, einen durch das Abgas angetriebenen Turbolader oder eine Kombination von beiden (d. h. einen Turbo-Auflader) umfassen kann, und sie wird durch einen Abschnitt eines Einlasssystems 24, das Einlasskanäle 26, 28 und 30 umfasst, jedem der Motorzylinder 12 zugeführt. Die Einlasskanäle 26, 28 und 30 führen die komprimierte Verbrennungsluft durch Einlassöffnungen 32 den 4-Takt-Zylindern 14 und durch eine Einlassöffnung oder Einlassöffnungen 34 dem 2-Takt-Zylinder zu. Die Verbrennungsluft 18 wird in den Zylindern 14 und 16 mit Kraftstoff vermischt und in diesen verbrannt. Eine oder mehrere Zündungseinrichtungen, wie beispielsweise Zündkerzen 36, sind in Verbindung mit den Zylindern 14 und 16 angeordnet und dienen dazu, das Kraftstoff/Luft-Gemisch in diesen zu zünden.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird das Abgas 38 der Verbrennung von Kraftstoff und Einlassluft 18 in dem fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinder 16 durch eine oder mehrere Auslassöffnungen 40 aus dem Zylinder 16 entfernt, die mit einer AGR-Zufuhrleitung 42 in Fluidverbindung stehen, die sich zwischen Einlassöffnungen 44 erstreckt und mit diesen in Fluidverbindung steht, die ausgebildet sind, um das Abgas 38 als zurückgeführtes Abgas (eine ”AGR”) 46 den 4-Takt-Zylindern 14 zuzuführen. Das zurückgeführte Abgas 46 wird mit der Verbrennungsluft 18 und dem Kraftstoff vor dessen Verbrennung in jedem 4-Takt-Zylinder 14 gemischt. Die AGR 46, die von dem fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinder 16 an die 4-Takt-Zylinder 14 geliefert wird, dient dazu, die Verringerung von Drosselverlusten bei niedrigen Lasten zu unterstützen, die Klopftoleranz zu verbessern und das Niveau von Stickstoffoxiden (”NO_x”) in dem Abgas zu verringern.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform können ein oder mehrere Wärmetauscher 48 zwischen dem fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinder 16 und den Einlassöffnungen 44 der 4-Takt-Zylinder 14 angeordnet sein, um die AGR-Ladung 46 zu kühlen und eine kühlere und dadurch dichtere Strömung der AGR in die 4-Takt-Zylinder 14 zu ermöglichen. Die Wärmetauscher 48 können von einer luftgekühlten oder flüssigkeitsgekühlten Ausbildung sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird das Abgas 50 der Verbrennung von Kraftstoff, Verbrennungsluft 18 und AGR 46 in den 4-Takt-Zylindern 14 durch eine oder mehrere Auslassöffnungen 52 aus den Zylindern entfernt, die mit einem Abgasbehandlungssystem 54 in Fluidverbindung stehen, das verschiedene Abgasbehandlungseinrichtungen 56 umfassen kann, die beispielsweise einen katalytischen Wandler, eine Einrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion, einen Partikelfilter oder eine Kombination von diesen.
Nun auf 2 Bezug nehmend, ist eine andere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung auf ein Verbrennungsmotorsystem 10 gerichtet, das mehrere Motorzylinder 12 aufweist. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst das Verbrennungsmotorsystem 10 drei Motorzylinder 12, die Ausbildung kann jedoch ebenso eine beliebige Anzahl von Zylindern (z. B. 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, usw.) und auch Ausbildungen umfassen, wie beispielsweise in Reihe (gezeigt), in V-Anordnung, horizontal gegenüberliegend und dergleichen, ohne die Anwendung der Erfindung auf diese zu beeinträchtigen.
Nun auf die Motorzylinder 12 in der gezeigten Ausführungsform Bezug nehmend, sind der erste und der dritte Zylinder 14 ausgebildet, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten. Im Gegensatz dazu ist der zweite Zylinder 16 ein fest zugeordneter AGR-Zylinder und ausgebildet, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, wie nachstehend in weiterem Detail beschrieben ist. Verbrennungsluft 18 wird durch einen Kompressor 20 komprimiert, der einen durch den Motor angetriebenen Auflader, einen durch das Abgas angetriebenen Turbolader oder eine Kombination von beiden (d. h. einen Turbo-Auflader) umfassen kann, und sie wird durch einen Abschnitt eines Einlasssystems 24, das Einlasskanäle 26, 28 und 30 umfasst, jedem der Motorzylinder 12 zugeführt. Die Einlasskanäle 26, 28 und 30 führen die komprimierte Verbrennungsluft durch Einlassöffnungen 32 den 4-Takt-Zylindern 14 und durch eine Einlassöffnung oder Einlassöffnungen 34 dem 2-Takt-Zylinder zu. Die Verbrennungsluft 18 wird in den Zylindern 14 und 16 mit Kraftstoff vermischt und in diesen verbrannt. Eine oder mehrere Zündungseinrichtungen, wie beispielsweise Zündkerzen 36, sind in Verbindung mit den Zylindern 14 und 16 angeordnet und dienen dazu, das Kraftstoff/Luft-Gemisch in diesen zu zünden.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird das Abgas 38 der Verbrennung von Kraftstoff und Verbrennungsluft 18 in dem fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinder 16 durch eine oder mehrere Auslassöffnungen 40 aus dem Zylinder entfernt, die mit einer AGR-Zufuhrleitung 42 in Fluidverbindung stehen, die sich zwischen den Einlassöffnungen 80 des Kompressors 20 erstreckt und ausgebildet ist, um das Abgas 38 für eine Mischung mit der Verbrennungsluft 18 und eine Kompression zu einer Verbrennungsladung 82 dem Kompressor 20 zuzuführen. Infolgedessen umfasst die Verbrennungsladung 82 ein Gemisch der Verbrennungsluft 18 und des zurückgeführten Abgases 38, und sie wird durch die Einlasskanäle 26, 28 den 4-Takt-Zylindern 14 sowie durch den Einlasskanal 30 dem 2-Takt-Zylinder 16 zugeführt. Das Abgas 38, das von dem fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinder 16 an die Kompressoreinlassöffnung des Einlasssystems 24 geliefert wird, dient dazu, die Verringerung von Drosselverlusten bei niedrigen Lasten zu unterstützen, die Klopftoleranz zu verbessern und das Niveau von Stickstoffoxiden (”NO_x”) in dem Abgas zu verringern.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Wärmetauscher 48 zwischen der Auslassöffnung 40 des fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinders 16 und der Kompressoreinlassöffnung 80 angeordnet sein, um das Abgas 38 zu kühlen und eine kühlere und dadurch dichtere Strömung des Abgases in den Kompressor 20 zu ermöglichen. Der Wärmetauscher 48 kann von einer luftgekühlten oder einer flüssigkeitsgekühlten Ausbildung sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird das Abgas 50 der Verbrennung von Kraftstoff und der Verbrennungsladung 82 in den 4-Takt-Zylindern 14 durch eine oder mehrere Auslassöffnungen 52 aus den Zylindern entfernt, die mit einem Abgasbehandlungssystem 54 in Fluidverbindung stehen, das verschiedene Abgasbehandlungseinrichtungen 56 umfassen kann, wie beispielsweise einen katalytischen Wandler, eine Einrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion, einen Partikelfilter oder eine Kombination von diesen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform weisen die 4- und die 2-Takt-Zylinder 14, 16 jeweils Kolben auf (nicht gezeigt), die durch Pleuelstangen (nicht gezeigt) mit Kurbelwellenstiften (nicht gezeigt) verbunden sind, die an einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) angeordnet sind. Die Kurbelwellenstifte sind angeordnet, um eine Verbrennungssequenz mit ”nahezu gleichmäßiger Zündung” zu ermöglichen, um in dem Fall des 3-Zylinder-Verbrennungsmotors 10 vier nahezu gleichmäßig beabstandete Zündungsereignisse innerhalb von ungefähr 720 Grad der Drehung der Kurbelwelle zu erzeugen. Der Kurbelwellenstift kann beispielsweise für den fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinder 16 symmetrisch zu den Kurbelwellenstiften der 4-Takt-Zylinder 14 ausgerichtet sein (d. h. bei etwas mehr oder etwas weniger als 180 Grad der Drehung der Kurbelwelle), um den Zeitpunkt der Zufuhr der AGR 46, 1, oder der Verbrennungsladung 82, 2, zu den 4-Takt-Zylindern 14 zu optimieren. Bei der dargestellten Ausführungsform können in dem 3-Zylinder-Reihenverbrennungsmotor 10 zwei Zylinder in einem 4-Takt-Zyklus arbeiten, während der verbleibende Zylinder in einem 2-Takt-Zyklus arbeitet, um das zurückgeführte Abgas 46 oder die Verbrennungsladung 82 an die 4-Takt-Zylinder zu liefern. Eine solche Ausbildung wird innerhalb von ungefähr 720 Grad der Kurbelwellendrehung vier im Wesentlichen gleichmäßig beabstandete Zündungs- oder Verbrennungsereignisse ergeben, und sie wird nahezu eine Motorleistung und eine Verbrennungsglattheit von vier Zylindern in einer 3-Zylinder-Motorpackung 10 liefern.
Bei den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen wird der Verbrennungsmotor 10 in dem Bauraum eines 3-Zylinder-Reihenmotors gebündelt, aber nahezu die Leistung von vier Zylindern liefern. Vier Zündungsimpulse oder -ereignisse werden dem Motor ermöglichen, eine verringerte Leerlaufdrehzahl von ungefähr 1000 Umdrehungen pro Minute (”rpm”) bis ungefähr 750 rpm aufgrund einer glatteren Rückkopplung an das Fahrzeug oder aufgrund einer anderen Installation zu verwenden, was zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch führt. Zusätzlich werden die Ausgabebestandteile 38 (d. h. das Abgas) des fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinders 16 durch die 4-Takt-Zylinder 14 ”nachbearbeitet”, was ermöglicht, dass der fest zugeordnete 2-Takt-AGR-Zylinder 16 ohne eine nachteilige Auswirkung auf die Auspuffemissionen 50 fetter als bei Stöchiometrie betrieben wird. Dies ermöglicht, dass der fest zugeordnete 2-Takt-AGR-Zylinder 16 als eine Zufuhreinrichtung der AGR-Verdünnung für die 4-Takt-Zylinder 14 optimiert wird.
Der Betrieb des Verbrennungsmotors 10 ist relativ geradlinig, und die Ausbildung des fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinders 16 kann eine Anzahl von 2-Takt-Konstruktionen umfassen. Beispielsweise kann bei einer beispielhaften Ausführungsform eine ”gleichströmende” Konstruktion implementiert werden, die Auslassventile in Fluidverbindung mit den Auslassöffnungen 40 verwendet. Auf die Einlassöffnungen 34 kann in Austausch mit Einlassöffnungen (nicht gezeigt) an der Unterseite des Zylinders 16 verzichtet werden. Der Zylinder 16 kann durch das Kurbelgehäuse gespult werden, er kann aber auch mit unter Druck stehender Luft von dem Kompressor 20 gespült werden. Bei den beispielhaften Ausführungsformen, die in 1 und 2 dargestellt sind, ist die Ausgestaltung des fest zugeordneten 2-Takt-AGR-Zylinders 16 derjenigen eines 4-Takt-Motors bezüglich seiner Konfiguration ähnlich. Der Hauptunterschied zwischen dem 2-Takt- und dem 4-Takt-Betrieb des Zylinders 16 liegt in der zeitlichen Einstellung von Ventilen, Einspritzeinrichtung und Zündfunken relativ zu der Position der Motorkurbelwelle (nicht gezeigt). Diese Ausbildung profitiert von der komprimierten Verbrennungsluft 18, 1, oder der komprimierten Verbrennungsladung 82, 2, die durch den Kompressor 20 geliefert wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann auf den Kompressor 20 verzichtet werden, wenn das Abgasbehandlungssystem 54 und die Zeiteinstellung der Auslassventile des 2-Takt-Zylinders 16 gesteuert werden können, um eine ”Selbstspülung” des Abgases aus dem Zylinder 16 zu erzeugen.
Wie vorstehend angegeben ist, ist die Erfindung auf verschiedene Motorausbildungen anwendbar. Bei einem Motor mit V-Anordnung, wie beispielsweise einem V6-Motor, können vier Zylinder in einen 4-Takt-Zyklus arbeiten, während die zwei übrigen Zylinder in einem 2-Takt-Zyklus arbeiten, um zurückgeführtes Abgas an die 4-Takt-Zylinder zu liefern. Eine solche Ausbildung wird acht Zündungs- oder Verbrennungsereignisse innerhalb von ungefähr 720 Grad der Kurbelwellendrehung ergeben, und sie wird nahezu eine V8-Motorleistung in einer V6-Packung liefern. Bei der beispielhaften Ausführungsform von 3 ist der Verbrennungsmotor 10B mit V6-Anordnung derart ausgebildet, dass zwei Zylinder (4 und 6 bei dem dargestellten Motor) in einer ersten Zylinderreihe 90 in einem 2-Takt-Zyklus betrieben werden. Die übrigen Zylinder 1, 2, 3 und 5, die an verschiedenen arten in sowohl der ersten Zylinderreihe 90 als auch der zweiten Zylinderreihe 92 angeordnet sind, arbeiten in einem 4-Takt-Zyklus. Diese Ausbildung ist verwendbar, um die Zündreihenfolge der Zylinder 14, 16 und auch die Zufuhr von zurückgeführtem Abgas 46 von den 2-Takt-Zylindern 16 zu den 4-Takt-Zylindern 14 zu optimieren.
Bei der beispielhaften Ausführungsform von 4 ist der Verbrennungsmotor 10C mit V6-Anordnung derart ausgebildet, dass zwei Zylinder (2 und 4 bei dem dargestellten Motor) in der Zylinderreihe 90 in einem 2-Takt-Zyklus betrieben werden. Die übrigen Zylinder 1, 3, 5 und 6, die an verschiedenen Orten sowohl in der ersten Zylinderreihe 90 als auch in der zweiten Zylinderreihe 92 angeordnet sind, arbeiten in einem 4-Takt-Zyklus. Diese Ausbildung ist ebenso verwendbar, um die Zündreihenfolge der Zylinder 14, 16 und auch die Zufuhr von zurückgeführtem Abgas von den 2-Takt-Zylindern 16 zu den 4-Takt-Zylindern 14 zu optimieren.
Die Erfindung wurde vorstehend hauptsächlich unter Bezugnahme auf ihre Anwendung in einem 3-Zylinder- oder in einem 6-Zylinder-Motor beschrieben. Es sollte einem Fachmann auf dem Gebiet der Verbrennungsmotoren klar sein, dass Motoren mit anderen Zylinderanzahlen und veränderten Ausbildungen leicht in Betracht gezogen werden können und dass die Erfindung nicht auf diese hierin vorgesehenen Beispiele beschränkt werden sollte und beschränkt sein kann.
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden und dass Äquivalente für deren Elemente eingesetzt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen zur Anpassung einer bestimmten Situation oder des Materials an die Lehren der Erfindung ausgeführt werden, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen.
Dementsprechend ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein soll, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der vorliegenden Anmeldung fallen.

Claims

Verbrennungsmotor, der umfasst: einen Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten; einen fest zugeordneten AGR-Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und eine AGR-Zufuhrleitung, die sich zwischen einer Auslassöffnung des fest zugeordneten AGR-Zylinders, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und einer Einlassöffnung des Zylinders erstreckt, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, um Abgas, das den fest zugeordneten AGR-Zylinder verlässt, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, dem Zylinder für eine Verbrennung in diesem zuzuführen, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, der ferner einen Kompressor umfasst, der mit einer Einlassöffnung des Zylinders, der ausgebildet, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und mit einer Einlassöffnung des fest zugeordneten AGR-Zylinders in Fluidverbindung steht, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, um komprimierte Verbrennungsluft für die Verbrennung in diesen zu liefern.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, der ferner einen Wärmetauscher umfasst, der zur Kühlung des Abgases zwischen dem fest zugeordneten AGR-Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und der Einlassöffnung des Zylinders angeordnet ist, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, der ferner umfasst: eine Auslassöffnung in dem Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten; ein Abgasbehandlungssystem, das mit der Auslassöffnung in Fluidverbindung steht und ausgebildet ist, um Abgas von dieser aufzunehmen; und eine Abgasbehandlungseinrichtung, die in dem Abgasbehandlungssystem angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, der ferner einen zweiten Zylinder umfasst, der ausgebildet ist, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten und um ein Abgas, das den fest zugeordneten AGR-Zylinder verlässt, zur Verbrennung in diesem aufzunehmen, und wobei der fest zugeordnete AGR-Zylinder ein Verbrennungsereignis zwischen jedem Verbrennungsereignis des ersten und des zweiten Zylinders aufweist, um eine gleichmäßige Strömung an AGR an den ersten und zweiten Zylinder zu liefern.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, der ferner eine zweite Reihe von drei ähnlich ausgebildeten Zylindern umfasst, die unter einem Winkel verschoben sind, um einen Verbrennungsmotor mit sechs Zylindern in V-Anordnung zu definieren.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei die Zylinder ausgebildet sind, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten und um ein Abgas von den fest zugeordneten AGR-Zylindern aufzunehmen, die ausgebildet sind, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten.
Verbrennungsmotor mit sechs Zylindern in V-Anordnung, der umfasst: zwei Zylinderreihen, die jeweils drei Zylinder aufweisen; zwei benachbarte, fest zugeordnete AGR-Zylinder in einer der Zylinderreihen, die in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus betreibbar sind; vier Zylinder, die in beiden Zylinderreihen angeordnet und in einem Viertakt-Verbrennungszyklus betreibbar sind; und eine AGR-Zufuhrleitung, die sich zwischen einer Auslassöffnung der fest zugeordneten AGR-Zylinder, die ausgebildet sind, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und Einlassöffnungen der Zylinder erstreckt, die ausgebildet sind, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, um Abgas, das die fest zugeordneten AGR-Zylinder verlässt, die ausgebildet sind, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, den Zylindern für eine Verbrennung in diesen zuzuführen, die ausgebildet sind, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten.
3-Zylinder-Verbrennungsmotor, der umfasst: einen ersten und einen zweiten Zylinder, die ausgebildet sind, um in einem Viertakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten; einen fest zugeordneten AGR-Zylinder, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten; und eine AGR-Zufuhrleitung, die sich zwischen einer Auslassöffnung des fest zugeordneten AGR-Zylinders, der ausgebildet ist, um in einem Zweitakt-Verbrennungszyklus zu arbeiten, und Einlassöffnungen des ersten und des zweiten Zylinders erstreckt, um Abgas, das den fest zugeordneten AGR-Zylinder verlässt, dem ersten und dem zweiten Zylinder für eine Verbrennung in diesen zuzuführen.
3-Zylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, der ferner einen Kompressor umfasst, der mit den Einlassöffnungen des ersten und des zweiten Zylinders und einer Einlassöffnung des fest zugeordneten AGR-Zylinders in Fluidverbindung steht, um komprimierte Verbrennungsluft für eine Verbrennung in diesen zu liefern.
3-Zylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, der ferner einen Wärmetauscher umfasst, der zwischen dem fest zugeordneten AGR-Zylinder und den Einlassöffnungen des ersten und des zweiten Zylinders angeordnet ist, um das Abgas zu kühlen.
3-Zylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, wobei der fest zugeordnete AGR-Zylinder ein Verbrennungsereignis zwischen jedem Verbrennungsereignis des ersten und des zweiten Zylinders aufweist, um eine gleichmäßige Strömung an AGR an den ersten und den zweiten Zylinder zu liefern.