DE102013208512A1 - Supercharged internal combustion engine with deactivatable cylinder and method of operating such an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine BKM (13) mit min. zwei Zylindern (1, 2, 3, 4), bei der – jeder Zyl. (1, 2, 3, 4) min. eine Auslassöffnung aufweist, an die sich eine Abgasleitung (7a, 7b) anschließt, – jeder Zyl. (1, 2, 3, 4) min. eine Einlassöffnung aufweist, an die sich eine Ansaugleitung (5a, 5b) anschließt, – min. zwei Zyl. (1, 2, 3, 4) in der Art konfiguriert sind, dass diese min. zwei Gruppen mit jeweils min. einem Zyl. (1, 2, 3, 4) bilden, wobei der min. eine Zyl. (1,4) einer ersten Gruppe ein auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine (13) in Betrieb befindlicher Zyl. (1, 4) ist und der min. eine Zyl. (2, 3) einer zweiten Gruppe als lastabhängig schaltbarer Zyl. (2, 3) ausgebildet ist, – min. eine AGR (10, 15) vorgesehen ist, und – min. ein Abgasturbolader (12) vorgesehen ist, der eine Turbine (12a) und einen Verdichter (12b) umfasst, wobei – die Abgasleitungen (7a, 7b) der Zyl. (1, 2, 3, 4) jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung (7A, 7B) zusammenführen, und – die beiden Gesamtabgasleitungen (7A, 7B) mit einer zweiflutigen Turbine (12a), die min. ein in einem Turbinengehäuse (18) auf einer drehbaren Welle (19a) gelagertes Laufrad (19) umfasst, in der Art verbunden sind, dass jeweils eine Gesamtabgasleitung (7A, 7B) mit einer der beiden Eintrittsöffnungen der Turbine (12a) verbunden ist, wobei sich an jede Eintrittsöffnung eine Flut (17A, 17B) der Turbine (12a) anschließt und ein erstes Absperrelement (20) vorgesehen ist, welches in einer ersten Arbeitsposition die der zweiten Zylindergruppe zugeordnete zweite Flut (17B) versperrt und von dem min. einen Laufrad (19) trennt und in einer zweiten Arbeitsposition diese zweite Flut (17B) freigibt und mit dem min. einen Laufrad (19) verbindet.The invention relates to a BKM (13) with min. two cylinders (1, 2, 3, 4), in which - each cylinder. (1, 2, 3, 4) min. has an outlet opening to which an exhaust pipe (7a, 7b) connects, - each cyl. (1, 2, 3, 4) min. has an inlet opening to which an intake line (5a, 5b) connects, - min. two cyl. (1, 2, 3, 4) are configured in such a way that these min. two groups with min. a cyl. (1, 2, 3, 4) form, the min. a cyl. (1,4) a first group a cyl in operation even with partial shutdown of the internal combustion engine (13). (1, 4) and the min. a cyl. (2, 3) a second group as a load-dependent switchable cylinder. (2, 3) is formed, - min. an EGR (10, 15) is provided, and - min. An exhaust gas turbocharger (12) is provided, which comprises a turbine (12a) and a compressor (12b), the exhaust pipes (7a, 7b) of the cylinder. (1, 2, 3, 4) of each cylinder group to form an exhaust manifold to form a total exhaust pipe (7A, 7B), and - the two total exhaust pipes (7A, 7B) with a double-flow turbine (12a), the min. comprises an impeller (19) mounted in a turbine housing (18) on a rotatable shaft (19a), connected in such a way that a total exhaust pipe (7A, 7B) is connected to one of the two inlet openings of the turbine (12a), whereby a flood (17A, 17B) of the turbine (12a) adjoins each inlet opening and a first shut-off element (20) is provided which, in a first working position, blocks the second flood (17B) assigned to the second cylinder group and is separated from the min. separates an impeller (19) and in a second working position releases this second flood (17B) and with the min. connects an impeller (19).
Description
Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, bei der
- – jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung aufweist, an die sich eine Abgasleitung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem anschließt,
- – jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung aufweist, an die sich eine Ansaugleitung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem anschließt,
- – mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass diese mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden, wobei der mindestens eine Zylinder einer ersten Gruppe ein auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlicher Zylinder ist und der mindestens eine Zylinder einer zweiten Gruppe als lastabhängig schaltbarer Zylinder ausgebildet ist,
- – mindestens eine Abgasrückführung vorgesehen ist, und
- – mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst.
- Each cylinder has at least one outlet opening adjoined by an exhaust pipe for discharging the exhaust gases via the exhaust gas removal system,
- Each cylinder has at least one inlet opening adjoined by an intake line for supplying charge air via the intake system,
- - At least two cylinders are configured in such a way that they form at least two groups each having at least one cylinder, wherein the at least one cylinder of a first group is also in partial deactivation of the internal combustion engine in operation cylinder and the at least one cylinder of a second group as Load-dependent switchable cylinder is formed,
- - At least one exhaust gas recirculation is provided, and
- - At least one exhaust gas turbocharger is provided which comprises a turbine arranged in the Abgasabführsystem and a compressor arranged in the intake system.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine. Furthermore, the invention relates to a method for operating such an internal combustion engine.
Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Dieselmotoren und Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, und Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt. An internal combustion engine of the type mentioned is used as a motor vehicle drive. In the context of the present invention, the term internal combustion engine includes diesel engines and gasoline engines, but also hybrid internal combustion engines, which use a hybrid combustion process, and hybrid drives, which in addition to the internal combustion engine comprise an electric motor which can be electrically connected to the internal combustion engine, which receives power from the internal combustion engine or as switchable auxiliary drive additionally delivers power.
Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist es ein grundsätzliches Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, wobei ein verbesserter Gesamtwirkungsgrad im Vordergrund der Bemühungen steht. In the development of internal combustion engines, it is a fundamental goal to minimize fuel consumption, with an improved overall efficiency in the foreground of the efforts.
Problematisch sind der Kraftstoffverbrauch und damit der Wirkungsgrad insbesondere bei Ottomotoren, d. h. bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Der Grund hierfür liegt im prinzipiellen Arbeitsverfahren des Ottomotors. Die Laststeuerung erfolgt in der Regel mittels einer im Ansaugsystem vorgesehenen Drosselklappe. Durch Verstellen der Drosselklappe kann der Druck der angesaugten Luft hinter der Drosselklappe mehr oder weniger stark reduziert werden. Je weiter die Drosselklappe geschlossen ist, d. h. je mehr diese das Ansaugsystem versperrt, desto höher ist der Druckverlust der angesaugten Luft über die Drosselklappe hinweg und desto geringer ist der Druck der angesaugten Luft stromabwärts der Drosselklappe und vor dem Einlass in die mindestens zwei Zylinder, d. h. Brennräume. Bei konstantem Brennraumvolumen kann auf diese Weise über den Druck der angesaugten Luft die Luftmasse, d. h. die Quantität eingestellt werden. Dies erklärt auch, weshalb sich die Quantitätsregelung gerade im Teillastbetrieb als nachteilig erweist, denn geringe Lasten erfordern eine hohe Drosselung und Druckabsenkung im Ansaugsystem, wodurch die Ladungswechselverluste mit abnehmender Last und zunehmender Drosselung steigen. The fuel consumption and thus the efficiency, especially in gasoline engines, d. H. in spark-ignition internal combustion engines. The reason for this lies in the basic working method of the gasoline engine. The load control is usually carried out by means of a throttle valve provided in the intake system. By adjusting the throttle, the pressure of the intake air behind the throttle valve can be reduced more or less. The farther the throttle is closed, d. H. the more this obstructs the intake system, the higher the pressure loss of the intake air across the throttle and the lower the pressure of the intake air downstream of the throttle and before the intake into the at least two cylinders, d. H. Combustion chambers. With a constant combustion chamber volume, the air mass, d. H. the quantity will be set. This also explains why the quantity control proves to be disadvantageous especially in part-load operation, because low loads require high throttling and pressure reduction in the intake system, whereby the charge exchange losses increase with decreasing load and increasing throttling.
Um die beschriebenen Verluste zu senken, wurden verschiedene Strategien zur Entdrosselung eines Ottomotors entwickelt. To reduce the losses described, various strategies for de-throttling a gasoline engine have been developed.
Ein Lösungsansatz zur Entdrosselung des Ottomotors ist beispielsweise ein ottomotorisches Arbeitsverfahren mit Direkteinspritzung. Die direkte Einspritzung des Kraftstoffes ist ein geeignetes Mittel zur Realisierung einer geschichteten Brennraumladung. Die Direkteinspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum ermöglicht damit in gewissen Grenzen eine Qualitätsregelung beim Ottomotor. Die Gemischbildung erfolgt durch die direkte Einspritzung des Kraftstoffes in die Zylinder bzw. in die in den Zylindern befindliche Luft und nicht durch äußere Gemischbildung, bei der der Kraftstoff im Ansaugsystem in die angesaugte Luft eingebracht wird. One approach to dethrottling the gasoline engine is, for example, an Otto engine working method with direct injection. The direct injection of the fuel is a suitable means for realizing a stratified combustion chamber charge. The direct injection of the fuel into the combustion chamber thus allows within certain limits a quality control of the gasoline engine. The mixture formation takes place by the direct injection of the fuel in the cylinders or in the air in the cylinders and not by external mixture formation, in which the fuel is introduced into the intake system in the intake air.
Eine andere Möglichkeit, den Verbrennungsprozess eines Ottomotors zu optimieren, besteht in der Verwendung eines zumindest teilweise variablen Ventiltriebs. Im Gegensatz zu konventionellen Ventiltrieben, bei denen sowohl der Hub der Ventile als auch die Steuerzeiten nicht veränderlich sind, können diese den Verbrennungsprozess und damit den Kraftstoffverbrauch beeinflussenden Parameter mittels variabler Ventiltriebe mehr oder weniger stark variiert werden. Eine drosselfreie und damit verlustfreie Laststeuerung ist bereits möglich, wenn die Schließzeit des Einlassventils und der Einlassventilhub variiert werden können. Die während des Ansaugvorganges in den Brennraum einströmende Gemischmasse bzw. Ladeluftmasse wird dann nicht mittels Drosselklappe, sondern über den Einlassventilhub und die Öffnungsdauer des Einlassventils gesteuert. Variable Ventiltriebe sind aber sehr kostenintensiv und daher für den Serieneisatz häufig ungeeignet. Another way to optimize the combustion process of a gasoline engine, is the use of an at least partially variable valve train. In contrast to conventional valve trains, in which both the stroke of the valves and the control times are not variable, these parameters influencing the combustion process and thus the fuel consumption can be varied more or less by means of variable valve trains. Throttle-free and thus lossless load control is already possible if the closing time of the intake valve and the intake valve lift can be varied. The mixture mass or charge air mass flowing into the combustion chamber during the intake process is then not controlled by means of a throttle valve, but via the intake valve stroke and the opening duration of the intake valve. However, variable valve trains are very cost-intensive and therefore often unsuitable for serial installation.
Ein weiterer Lösungsansatz zur Entdrosselung eines Ottomotors bietet die Zylinderabschaltung, d. h. die Abschaltung einzelner Zylinder in bestimmten Lastbereichen. Der Wirkungsgrad des Ottomotors im Teillastbetrieb kann durch eine solche Teilabschaltung verbessert, d. h. erhöht werden, denn die Abschaltung eines Zylinders einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine erhöht bei konstanter Motorleistung die Belastung der übrigen noch in Betrieb befindlichen Zylinder, so dass die Drosselklappe zum Einbringen einer größeren Luftmasse in diese Zylinder weiter geöffnet werden kann bzw. muss, wodurch insgesamt eine Entdrosselung der Brennkraftmaschine erreicht wird. Die ständig in Betrieb befindlichen Zylinder arbeiten während der Teilabschaltung im Bereich höherer Lasten, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Das Lastkollektiv wird zu höheren Lasten hin verschoben. Another solution for dethrottling a gasoline engine offers the cylinder deactivation, ie the shutdown of individual cylinders in certain load ranges. The efficiency of the gasoline engine in partial load operation can be improved by such a partial shutdown, ie increased, because the shutdown of a cylinder of a multi-cylinder Internal combustion engine increases at constant engine power, the load of the remaining cylinders still in operation, so that the throttle valve for introducing a larger air mass in these cylinders can be opened or must, whereby a total Entdrosselung the internal combustion engine is achieved. The continuously operating cylinders operate during partial shutdown in the area of higher loads, where the specific fuel consumption is lower. The load collective is shifted to higher loads.
Die während der Teilabschaltung weiter betriebenen Zylinder weisen zudem aufgrund der größeren zugeführten Luftmasse bzw. Gemischmasse eine verbesserte Gemischbildung auf und tolerieren höhere Abgasrückführraten. The further operated during the partial shutdown cylinder also have due to the larger air mass supplied or mixture mass improved mixture formation and tolerate higher exhaust gas recirculation rates.
Weitere Wirkungsgradvorteile ergeben sich dadurch, dass ein abgeschalteter Zylinder infolge der fehlenden Verbrennung keine Wandwärmeverluste infolge eines Wärmeüberganges von den Verbrennungsgasen an die Brennraumwände generiert. Further efficiency advantages result from the fact that a deactivated cylinder as a result of the lack of combustion no wall heat losses generated as a result of heat transfer from the combustion gases to the combustion chamber walls.
Obwohl Dieselmotoren, d. h. selbstzündende Brennkraftmaschinen, aufgrund der angewandten Qualitätsregelung einen höheren Wirkungsgrad, d. h. einen niedrigeren Kraftstoffverbrauch, aufweisen als Ottomotoren, bei denen die Last – wie vorstehend beschrieben – mittels Drosselung bzw. Quantitätsregelung über die Füllung der Zylinder eingestellt wird, besteht auch bei Dieselmotoren Verbesserungspotential und Verbesserungsbedarf hinsichtlich des Kraftstoffverbauchs bzw. Wirkungsgrades. Although diesel engines, d. H. self-igniting internal combustion engines, due to the applied quality control higher efficiency, d. H. have a lower fuel consumption than gasoline engines, in which the load - as described above - is set by throttling or quantity control on the filling of the cylinder, there is also improvement potential in diesel engines and improvement in fuel consumption and efficiency.
Ein Konzept zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs ist auch bei Dieselmotoren die Zylinderabschaltung, d. h. die Abschaltung einzelner Zylinder in bestimmten Lastbereichen. Der Wirkungsgrad des Dieselmotors im Teillastbetreib kann durch eine Teilabschaltung verbessert, d. h. erhöht werden, denn die Abschaltung mindestens eines Zylinders einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine erhöht bei konstanter Motorleistung auch beim Dieselmotor die Belastung der übrigen noch in Betrieb befindlichen Zylinder, so dass diese Zylinder in Bereichen höherer Lasten arbeiten, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Das Lastkollektiv im Teillastbetrieb des Dieselmotors wird zu höheren Lasten hin verschoben. A concept for reducing fuel consumption is also the cylinder deactivation in diesel engines, d. H. the shutdown of individual cylinders in certain load ranges. The efficiency of the diesel engine in part load operation can be improved by a partial shutdown, d. H. be increased, because the shutdown of at least one cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine increases at constant engine power even in the diesel engine, the load of the remaining operating cylinders, so that these cylinders operate in areas of higher loads, in which the specific fuel consumption is lower. The load collective in part-load operation of the diesel engine is shifted to higher loads.
Die während der Teilabschaltung weiter betriebenen Zylinder tolerieren zudem aufgrund der größeren zugeführten Kraftstoffmasse, d. h. aufgrund des fetteren Gemisches, höhere Abgasrückführraten. Hinsichtlich der Wandwärmeverluste ergeben sich dieselben Vorteile wie beim Ottomotor, weshalb auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen wird. The further operated during the partial shutdown cylinders also tolerate due to the larger fuel mass supplied, d. H. due to the richer mixture, higher exhaust gas recirculation rates. With regard to the wall heat losses, the same advantages result as in the gasoline engine, for which reason reference is made to the corresponding explanations.
Die Teilabschaltung bei Dieselmotoren soll auch verhindern, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Rahmen der Qualitätsregelung bei abnehmender Last durch Verringerung der eingesetzten Kraftstoffmenge zu stark abmagert. The partial shutdown in diesel engines should also prevent the fuel-air mixture under the quality scheme with decreasing load by reducing the amount of fuel used too much.
Auch die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist eine für die Teilabschaltung geeignete Brennkraftmaschine, d. h. eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem abschaltbaren Zylinder. The internal combustion engine according to the invention is a suitable for partial shutdown internal combustion engine, d. H. an internal combustion engine with at least one deactivatable cylinder.
Die im Stand der Technik beschriebenen Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit Teilabschaltung und die dazugehörigen Verfahren zum Betreiben dieser Brennkraftmaschinen weisen deutliches Verbesserungspotential auf, wie im Folgenden kurz und beispielhaft am Dieselmotor erläutert wird. The multi-cylinder internal combustion engines with partial deactivation described in the prior art and the associated methods for operating these internal combustion engines have a clear potential for improvement, as will be explained in the following briefly and by way of example on the diesel engine.
Wird bei einem direkteinspritzenden Dieselmotor zum Zwecke der Teilabschaltung die Kraftstoffzufuhr zu den abschaltbaren Zylindern unterbunden, d. h. eingestellt, nehmen die abgeschalteten Zylinder weiter am Ladungswechsel teil, falls der dazugehörige Ventiltrieb dieser Zylinder nicht deaktiviert wird bzw. nicht deaktiviert werden kann. Die dabei durch die abgeschalteten Zylinder generierten Ladungswechselverluste mindern die durch die Teilabschaltung erzielten Verbesserungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs und Wirkungsgrades und stehen diesen entgegen, so dass der Nutzen der Teilabschaltung zumindest teilweise verloren geht, d. h. die Teilabschaltung in der Summe tatsächlich eine weniger deutliche Verbesserung mit sich bringt. Is in a direct-injection diesel engine for the purpose of partial shutdown, the fuel supply to the disabled cylinders prevented, d. H. If the associated valve drive of this cylinder is not deactivated or can not be deactivated, the deactivated cylinders continue to participate in the charge exchange. The charge cycle losses generated thereby by the deactivated cylinders reduce the improvements in fuel consumption and efficiency achieved by the partial shutdown and counteract these, so that the benefit of the partial shutdown is at least partially lost, ie. H. the partial shutdown in the sum actually brings a less significant improvement.
In der Praxis ist es nicht zielführend, den vorstehend beschriebenen nachteiligen Effekten dadurch abzuhelfen, dass schaltbare Ventiltriebe vorgesehen werden, da schaltbare Ventiltriebe wie variable Ventiltriebe sehr kostenintensiv sind und sich für den Serieneinsatz nicht eignen. In practice, it is not expedient to remedy the disadvantageous effects described above, characterized in that switchable valve trains are provided because switchable valve trains such as variable valve trains are very costly and are not suitable for mass production.
Darüber hinaus würden schaltbare Ventiltriebe bei mittels Abgasturbolaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschinen zu weiteren Problemen führen, da die Turbine eines Abgasturboladers auf eine bestimmte Abgasmenge und damit auch auf eine bestimmte Anzahl an Zylindern auszulegen ist. Wird der Ventiltrieb eines abgeschalteten Zylinders deaktiviert, verringert sich der Gesamtmassenstrom durch die Zylinder der Brennkraftmaschine infolge des fehlenden Massenstroms durch die abgeschalteten Zylinder. Der durch die Turbine geführte Abgasmassenstrom nimmt ab und mit diesem das Turbinendruckverhältnis. Dies hat zur Folge, dass das Ladedruckverhältnis ebenfalls abnimmt, d. h. der Ladedruck sinkt, und den weiter in Betrieb befindlichen Zylindern nur wenig Frischluft bzw. Ladeluft zugeführt wird bzw. zugeführt werden kann. Der geringe Ladeluftstrom kann auch dazu führen, dass der Verdichter jenseits der Pumpgrenze arbeitet. In addition, switchable valve trains would result in turbocharged supercharged by exhaust gas turbochargers to further problems, since the turbine of an exhaust gas turbocharger is to be interpreted to a certain amount of exhaust gas and thus to a certain number of cylinders. When the valve train of a deactivated cylinder is deactivated, the total mass flow through the cylinders of the internal combustion engine decreases due to the lack of mass flow through the deactivated cylinders. The exhaust gas mass flow guided through the turbine decreases and with it the turbine pressure ratio. This has the consequence that the boost pressure ratio also decreases, d. H. the charge pressure drops, and only a little fresh air or charge air is supplied or can be supplied to the cylinders which are still in operation. The low charge air flow can also cause the compressor to operate beyond the surge line.
Die vorstehend beschriebenen Effekte führen zu einer Einschränkung der Anwendbarkeit der Teilabschaltung, nämlich zu einer Einschränkung des Lastbereiches, in welchem die Teilabschaltung eingesetzt werden kann. Die verminderte Ladeluftmenge, die den während der Teilabschaltung in Betrieb befindlichen Zylindern zugeführt wird, mindert zudem die Effektivität bzw. Güte der Verbrennung und wirkt sich nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen aus. The effects described above lead to a limitation of the applicability of the partial shutdown, namely to a limitation of the load range in which the partial shutdown can be used. The reduced charge air quantity, which is supplied to the operating during the partial shutdown cylinders, also reduces the effectiveness or quality of the combustion and has an adverse effect on fuel consumption and pollutant emissions.
Der Ladedruck bei Teilabschaltung und damit die den noch in Betrieb befindlichen Zylindern zugeführte Ladeluftmenge könnte beispielsweise durch eine kleine Auslegung des Turbinenquerschnittes und gleichzeitiger Abgasabblasung erhöht werden, wodurch auch der für eine Teilabschaltung relevante Lastbereich wieder erweitert werden würde. Diese Vorgehensweise hat aber den Nachteil, dass das Aufladeverhalten unzureichend ist, wenn sämtliche Zylinder betrieben werden. The charge pressure at partial shutdown and thus the still in operation cylinders supplied charge air quantity could be increased, for example, by a small design of the turbine cross-section and simultaneous Abgasabblasung, whereby the relevant for a partial shutdown load range would be extended again. However, this approach has the disadvantage that the charging behavior is insufficient when all cylinders are operated.
Der Ladedruck bei Teilabschaltung und damit die den noch in Betrieb befindlichen Zylindern zugeführte Ladeluftmenge könnte auch dadurch erhöht werden, dass die Turbine mit einer variablen Turbinengeometrie ausgestattet wird, die eine Anpassung des wirksamen Turbinenquerschnittes an den momentanen Abgasmassenstrom gestattet. Dann würde sich aber gleichzeitig der Abgasgegendruck im Abgasabführsystem stromaufwärts der Turbine erhöhen, was wiederum zu höheren Ladungswechselverlusten bei den noch in Betrieb befindlichen Zylindern führt. The charge pressure at Teilabschaltung and thus the still in operation cylinders supplied charge air quantity could also be increased by the fact that the turbine is equipped with a variable turbine geometry, which allows an adjustment of the effective turbine cross section to the current exhaust gas mass flow. At the same time, however, the exhaust gas back pressure in the exhaust gas removal system upstream of the turbine would increase, which in turn leads to higher charge exchange losses in the cylinders still in operation.
Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die hinsichtlich der Teilabschaltung und der Abgasturboaufladung verbessert ist. In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a supercharged internal combustion engine according to the preamble of
Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen aufgeladenen Brennkraftmaschine aufzuzeigen. It is another object of the present invention to provide a method of operating such a supercharged internal combustion engine.
Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylindern, bei der
- – jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung aufweist, an die sich eine Abgasleitung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem anschließt,
- – jeder Zylinder mindestens eine Einlassöffnung aufweist, an die sich eine Ansaugleitung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem anschließt,
- – mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass diese mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder bilden, wobei der mindestens eine Zylinder einer ersten Gruppe ein auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlicher Zylinder ist und der mindestens eine Zylinder einer zweiten Gruppe als lastabhängig schaltbarer Zylinder ausgebildet ist,
- – mindestens eine Abgasrückführung vorgesehen ist, und
- – mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
- – die Abgasleitungen der Zylinder jeder Zylindergruppe unter Ausbildung eines Abgaskrümmers jeweils zu einer Gesamtabgasleitung zusammenführen, und
- – die beiden Gesamtabgasleitungen mit einer zweiflutigen Turbine, die mindestens ein in einem Turbinengehäuse auf einer drehbaren Welle gelagertes Laufrad umfasst, in der Art verbunden sind, dass jeweils eine Gesamtabgasleitung mit einer der beiden Eintrittsöffnungen der Turbine verbunden ist, wobei sich an jede Eintrittsöffnung eine Flut der Turbine anschließt und ein erstes Absperrelement vorgesehen ist, welches in einer ersten Arbeitsposition die der zweiten Zylindergruppe zugeordnete zweite Flut versperrt und von dem mindestens einen Laufrad trennt und in einer zweiten Arbeitsposition diese zweite Flut freigibt und mit dem mindestens einen Laufrad verbindet.
- Each cylinder has at least one outlet opening adjoined by an exhaust pipe for discharging the exhaust gases via the exhaust gas removal system,
- Each cylinder has at least one inlet opening adjoined by an intake line for supplying charge air via the intake system,
- - At least two cylinders are configured in such a way that they form at least two groups each having at least one cylinder, wherein the at least one cylinder of a first group is also in partial deactivation of the internal combustion engine in operation cylinder and the at least one cylinder of a second group as Load-dependent switchable cylinder is formed,
- - At least one exhaust gas recirculation is provided, and
- At least one exhaust-gas turbocharger is provided which comprises a turbine arranged in the exhaust-gas removal system and a compressor arranged in the intake system, which is characterized in that
- - Combine the exhaust gas lines of the cylinder of each cylinder group to form an exhaust manifold to form an overall exhaust line, and
- - The two total exhaust gas lines with a double-flow turbine, which comprises at least one mounted in a turbine housing on a rotatable shaft impeller are connected in such a way that in each case an overall exhaust gas line is connected to one of the two inlet openings of the turbine, wherein at each inlet opening a flood the turbine connects and a first shut-off is provided which blocks the second cylinder group associated second flood in a first working position and separated from the at least one impeller and in a second working position releases this second flood and connects to the at least one impeller.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist mit einer zweiflutigen Turbine ausgestattet, wodurch das Aufladeverhalten, d. h. die Drehmomentcharakteristik, deutlich verbessert wird, insbesondere während der Teilabschaltung. The internal combustion engine according to the invention is equipped with a twin-flow turbine, whereby the charging behavior, d. H. the torque characteristic is significantly improved, especially during partial shutdown.
Die den schaltbaren Zylindern zugeordnete zweite Flut wird bei Teilabschaltung mittels Absperrelement versperrt. Dadurch wird verhindert, dass aus den weiter in Betrieb befindlichen Zylindern stammendes Abgas in die zweite Flut überströmt. Auf diese Weise können die im Abgasabführsystem ablaufenden dynamischen Wellenvorgänge zur Verbesserung des Aufladeverhaltens genutzt werden. The second flood associated with the switchable cylinders is blocked by means of a shut-off element during partial shut-off. This prevents exhaust gas from the cylinders, which are still in operation, from overflowing into the second tide. In this way, the dynamic wave processes occurring in the exhaust gas removal system can be used to improve the charging behavior.
In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass die Evakuierung der Verbrennungsgase aus einem Zylinder im Rahmen des Ladungswechsels im Wesentlichen auf zwei unterschiedlichen Mechanismen beruht. Wenn sich zu Beginn des Ladungswechsels das Auslassventil öffnet, strömen die Verbrennungsgase aufgrund des gegen Ende der Verbrennung im Zylinder vorherrschenden hohen Druckniveaus und der damit verbundenen hohen Druckdifferenz zwischen Brennraum und Abgasleitung mit hoher Geschwindigkeit durch die Auslassöffnung in das Abgasabführsystem. Dieser druckgetriebene Strömungsvorgang wird durch eine hohe Druckspitze begleitet, die auch als Vorauslassstoß bezeichnet wird und sich entlang der Abgasleitung mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzt, wobei sich der Druck mit zunehmender Wegstrecke infolge Reibung mehr oder weniger stark abbaut, d. h. verringert. Im weiteren Verlauf des Ladungswechsels gleichen sich die Drücke im Zylinder und in der Abgasleitung an, so dass die Verbrennungsgase primär nicht mehr druckgetrieben evakuiert, sondern infolge der Hubbewegung des Kolbens ausgeschoben werden. In this context, it has to be taken into consideration that the evacuation of the combustion gases from a cylinder during the change of charge is essentially based on two different mechanisms. When the exhaust valve opens at the beginning of the charge cycle, the combustion gases flow at high speed through the exhaust port into the exhaust gas discharge system due to the high pressure level prevailing in the cylinder at the end of the combustion and the associated high pressure difference between the combustion chamber and the exhaust pipe. This pressure-driven flow process is accompanied by a high pressure peak, which also serves as a preflash is referred to and propagates along the exhaust pipe at the speed of sound, wherein the pressure with increasing distance due to friction degrades more or less, ie reduced. In the course of the charge cycle, the pressures in the cylinder and in the exhaust line are the same, so that the combustion gases are primarily not evacuated pressure driven, but are ejected as a result of the stroke of the piston.
Die hohen Druckimpulse der Vorauslassstöße können zur Stoßaufladung genutzt werden, weshalb es vorteilhaft ist, die Druckimpulse im Abgasabführsystem zu erhalten und Maßnahmen zu ergreifen, damit sich die Druckimpulse der einzelnen Zylinder nicht gegenseitig abschwächen bzw. aufheben. The high pressure pulses of the Vorlassstöße can be used for shock charging, which is why it is advantageous to obtain the pressure pulses in Abgasabführsystem and take action so that the pressure pulses of the individual cylinders do not weaken each other or cancel.
Dabei kann die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zielführend sein, bei der die zweite Flut der Turbine bei abgeschalteten Zylindern mittels Absperrelement versperrt wird, so dass sich die Druckimpulse der weiter in Betrieb befindlichen Zylinder nicht in diese zweite Flut ausbreiten und abbauen bzw. abschwächen können, wobei das in der zweiten Flut zwischen dem mindestens einen abgeschalteten Zylinder und dem Laufrad befindliche Abgasvolumen eine dämpfende Wirkung entfallen würde. In this case, the internal combustion engine according to the invention can be purposeful, in which the second flood of the turbine is shut off with shut-off by means of shut-off, so that the pressure pulses of the further in-service cylinder can not spread in this second flood and reduce or weaken, the in the second tide between the at least one deactivated cylinder and the impeller exhaust volume located would eliminate a damping effect.
Insbesondere im Rahmen einer Teilabschaltung, bei niedrigen Lasten und niedrigen Drehzahlen, bei denen die Frequenz der Druckschwankungen im Abgasabführsystem abnimmt, erweist sich die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine als besonders vorteilhaft, um beispielweise das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen zu verbessern, d. h. anzuheben. In particular, in the context of a partial shutdown, at low loads and low speeds at which the frequency of pressure fluctuations decreases in Abgasabführsystem, the internal combustion engine according to the invention proves to be particularly advantageous, for example, to improve the torque at low speeds, d. H. to raise.
Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird zudem die Abfuhr des Abgases aus dem mindestens einen abgeschalteten Zylinder via Abgasabführsystem bei Teilabschaltung unterbunden, ohne dass die schaltbaren Zylinder mit schaltbaren Ventiltrieben, die hohe Kosten verursachen, ausgestattet werden müssen. Das erste Absperrelement versperrt in der ersten Arbeitsposition die zweite Flut und damit auch die Abgasleitungen der lastabhängig schaltbaren Zylinder. Der mindestens eine abgeschaltete Zylinder nimmt zwar weiter am Ladungswechsel teil, falls der dazugehörige Ventiltrieb dieses Zylinders weiter betrieben wird und nicht deaktiviert ist. Der mindestens eine abgeschaltete Zylinder fördert aber in das zwischen ihren Auslassöffnungen und dem ersten Absperrelement befindliche Abgasvolumen hinein und nicht durch die Turbine hindurch. In the internal combustion engine according to the invention, moreover, the removal of the exhaust gas from the at least one deactivated cylinder via Abgasabführsystem is prevented during partial shutdown, without the switchable cylinder with switchable valve drives, which cause high costs must be equipped. The first shut-off locked in the first working position, the second flood and thus the exhaust pipes of the load-dependent switchable cylinder. Although the at least one deactivated cylinder continues to participate in the charge exchange, if the associated valve train of this cylinder is operated further and is not deactivated. However, the at least one deactivated cylinder promotes into the exhaust gas volume located between its outlet openings and the first shut-off element and not through the turbine.
Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird eine aufgeladene Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitgestellt, die hinsichtlich der Teilabschaltung und der Abgasturboaufladung verbessert ist. Damit wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst. With the internal combustion engine according to the invention, a supercharged internal combustion engine according to the preamble of
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat mindestens zwei Zylinder bzw. mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder. Insofern sind Brennkraftmaschinen mit drei Zylindern, die in drei Gruppen mit jeweils einem Zylinder konfiguriert sind, oder Brennkraftmaschinen mit sechs Zylindern, die in drei Gruppen mit jeweils zwei Zylindern konfiguriert sind, ebenfalls erfindungsgemäße Brennkraftmaschinen. Die drei Zylindergruppen können im Rahmen einer Teilabschaltung sukzessive zugeschaltet bzw. abgeschaltet werden, wodurch auch ein zweimaliges Schalten realisiert werden kann. Die Teilabschaltung wird dadurch weiter optimiert. Die Zylindergruppen können auch eine unterschiedliche Anzahl an Zylindern umfassen, beispielsweise bei einem Dreizylindermotor eine Gruppe mit einem Zylinder und eine Gruppe mit zwei Zylindern bilden. The internal combustion engine according to the invention has at least two cylinders or at least two groups each having at least one cylinder. As such, three-cylinder engines configured in three groups of one cylinder each, or six-cylinder engines configured in three groups of two cylinders, are also internal combustion engines of the present invention. The three cylinder groups can be successively switched on or off as part of a partial shutdown, whereby a two-time switching can be realized. The partial shutdown is thereby further optimized. The cylinder groups may also comprise a different number of cylinders, for example, in a three-cylinder engine, forming a one-cylinder group and a two-cylinder group.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung verbessert den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine im Teillastbetrieb, d. h. bei niedrigen Lasten, wobei eine niedrige Last vorzugsweise eine Last ist, die weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 30% der maximalen Last bei der momentan vorliegenden Drehzahl beträgt. The embodiment of the invention improves the efficiency of the internal combustion engine in partial load operation, d. H. at low loads, where a low load is preferably a load that is less than 50%, preferably less than 30%, of the maximum load at the instantaneous speed.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine werden in Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert. Further advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine are discussed in connection with the subclaims.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das erste Absperrelement am laufradseitigen Ende der zweiten Flut vorgesehen ist. Dadurch wird das zwischen dem ersten Absperrelement und dem Laufrad befindliche Abgasvolumen minimiert und ein Überströmen des aus den in Betrieb befindlichen Zylindern stammenden Abgases von der ersten Flut in die zweite Flut bestmöglich verhindert, d. h. unterbunden. Eine Optimierung der Stoßaufladung ist die Folge. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the first shut-off element is provided at the impeller-side end of the second flood are advantageous. As a result, the exhaust gas volume located between the first shut-off element and the impeller is minimized and an overflow of the exhaust gas originating from the cylinders in operation is optimally prevented from the first flood into the second flood, ie. H. prevented. An optimization of the shock charging is the result.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die beiden Fluten bzw. die beiden Gesamtabgasleitungen bzw. die Abgaskrümmer der Zylindergruppen miteinander verbindbar sind, d. h. über mindestens eine Verbindung verfügen. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the two flows or the two total exhaust gas lines or the exhaust manifolds of the cylinder groups can be connected to one another, are advantageous. H. have at least one connection.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die beiden Fluten im Turbinengehäuse mittels Gehäusewandung voneinander getrennt sind, wobei die Gehäusewandung laufradseitig beabstandet zu dem mindestens einen Laufrad endet und auf diese Weise an ihrem laufradseitigen Ende eine Verbindung zwischen den beiden Fluten mit ausbildet. In this context, embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the two floods in the turbine housing are separated from each other by means of a housing wall are advantageous. The housing wall ends on the impeller side and ends at least one impeller, thus forming a connection between the two floods at its end on the impeller side ,
Die vorstehend ausführlich beschriebene Stoßaufladung hat auch Nachteile. So verschlechtert sich in der Regel der Ladungswechsel infolge der Druckimpulse im Abgasabführsystem. Die Zylinder können sich beim Ladungswechsel gegenseitig behindern, d. h. beeinträchtigen. Die Druckwellen, die von einem Zylinder ausgehen, laufen nicht nur durch die Abgasleitung dieses Zylinders, sondern vielmehr auch entlang der Abgasleitungen der anderen Zylinder und zwar gegebenenfalls bis zu deren Auslassöffnung, weshalb bereits abgeführtes Abgas erneut in diese Zylinder gelangen kann. The bump charging described in detail above also has disadvantages. As a rule, the charge cycle deteriorates as a result of the pressure pulses in the exhaust gas removal system. The cylinders can interfere with each other during the charge cycle, ie impair. The pressure waves emanating from a cylinder, not only run through the exhaust pipe of this cylinder, but also along the exhaust pipes of the other cylinder and possibly up to the outlet opening, which is why already discharged exhaust gas can get into these cylinders again.
Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass sich eine Turbine am effektivsten betreiben lässt, wenn die Turbine mit einem konstanten Abgasdruck beaufschlagt wird. Hinsichtlich eines möglichst hohen Turbinenwirkungsgrades wird daher ein sich wenig verändernder Druck stromaufwärts der Turbine, d. h. des Laufrades, bevorzugt, um eine sogenannte Stauaufladung zu realisieren. Furthermore, it must be considered that a turbine can be operated most effectively when the turbine is subjected to a constant exhaust gas pressure. With regard to the highest possible turbine efficiency, therefore, a little changing pressure upstream of the turbine, d. H. of the impeller, preferably in order to realize a so-called congestion charge.
Durch ein entsprechend bzw. möglichst großes Abgasvolumen stromaufwärts der Turbine können die Druckpulsationen in den Abgasleitungen geglättet werden. Insofern wäre eine Trennung der Fluten bis hin zum Laufrad, bei der das Volumen des Abgasabführsystems stromaufwärts des Laufrades in mehrere Teilvolumina aufgeteilt wird, überaus nachteilig. Hinsichtlich einer Stauaufladung ist es daher vorteilhaft, die beiden Fluten der Turbine und damit die beiden Abgaskrümmer der Zylindergruppen miteinander zu verbinden. By a corresponding or largest possible volume of exhaust gas upstream of the turbine, the pressure pulsations in the exhaust pipes can be smoothed. In this respect, a separation of the floods up to the impeller, in which the volume of Abgasabführsystems upstream of the impeller is divided into several sub-volumes, would be extremely disadvantageous. With regard to a static charge, it is therefore advantageous to connect the two floods of the turbine and thus the two exhaust manifolds of the cylinder groups with each other.
Die in Rede stehende Ausführungsform sieht daher eine Verbindung zwischen den beiden Fluten vor. Die im Turbinengehäuse vorgesehene Gehäusewandung trennt die Fluten solange wie möglich voneinander und bis kurz vor das Laufrad. The embodiment in question therefore provides a connection between the two floods. The provided in the turbine housing housing wall separates the floods as long as possible from each other and until just before the impeller.
Um von der Stoßaufladung bei Teilabschaltung zu einer Stauaufladung bei Betrieb sämtlicher Zylinder zu wechseln, ist es erforderlich, die Verbindung zwischen den Fluten öffnen bzw. schließen zu können. In order to change from the surge charging at partial shutdown to a congestion charging operation of all cylinders, it is necessary to be able to open or close the connection between the floods.
Da die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine bereits ein erstes Absperrelement aufweist, welches zum Zwecke der Teilabschaltung von einer zweiten Arbeitsposition in eine erste Arbeitsposition überführt wird, um die dem mindestens einen abgeschalteten Zylinder zugeordnete zweite Flut zu versperren, wäre es überaus vorteilhaft, dieses erste Absperrelement auch für das Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen den Fluten nutzen zu können bzw. zu nutzen. Since the internal combustion engine according to the invention already has a first shut-off element, which is transferred for the purpose of partial shutdown of a second working position to a first working position to obstruct the second flood associated with the at least one deactivated cylinder, it would be extremely advantageous for this first shut-off also for the To be able to use or to use opening and closing the connection between the floods.
Vorteilhaft sind daher insbesondere Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das erste Absperrelement am laufradseitigen Ende der zweiten Flut vorgesehen ist und die Verbindung in der ersten Arbeitsposition versperrt und in der zweiten Arbeitsposition freigibt. Therefore, embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the first shut-off element is provided at the impeller-side end of the second flood and blocks the connection in the first working position and releases it in the second working position are particularly advantageous.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das erste Absperrelement in der ersten Arbeitsposition die zweite Flut mit einer Rückführleitung verbindet und in der zweiten Arbeitsposition die zweite Flut von dieser Rückführleitung trennt, wobei die Rückführleitung in die Ansaugleitung des mindestens einen lastabhängig schaltbaren Zylinders einmündet. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the first shut-off element connects the second flow to a return line and separates the second flow from this return line in the second operating position are advantageous, with the return line leading into the intake line of the at least one load-dependent switchable cylinder.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der Gasstrom bzw. der Abgasstrom aus den abgeschalteten Zylindern nicht nur geblockt, sondern vielmehr umgeleitet, nämlich rückgeführt. Den abgeschalteten Zylindern wird während der Teilabschaltung der Brennkraftmaschine keine Ladeluft zugeführt, sondern vielmehr Abgas aus der eigenen Gesamtabgasleitung, welches via Rückführleitung in die Ansaugleitung des abgeschalteten Zylinders eingeleitet wird, um die Ladungswechselverluste des abgeschalteten Zylinders zu reduzieren. Die Rückführleitung dient als Kurzschlussleitung und bewirkt einen Druckausgleich zwischen der Einlassseite und der Auslassseite eines abgeschalteten Zylinders. Dies trägt maßgeblich zur Reduzierung der Ladungswechselverluste bei. Die abgeschalteten Zylinder pumpen das rückgeführte Abgas in der Art eines Kompressors von der Einlassseite auf die Auslassseite. According to this embodiment, the gas flow or the exhaust gas flow from the deactivated cylinders is not only blocked, but rather diverted, namely recycled. The deactivated cylinders, no charge air is supplied during the partial shutdown of the internal combustion engine, but rather exhaust gas from its own exhaust line, which is introduced via return line in the intake of the deactivated cylinder to reduce the charge cycle losses of the deactivated cylinder. The return line serves as a short-circuit line and causes a pressure equalization between the inlet side and the outlet side of a deactivated cylinder. This contributes significantly to the reduction of charge exchange losses. The shut-off cylinders pump the recirculated exhaust gas in the manner of a compressor from the inlet side to the outlet side.
Dadurch, dass heißes Abgas während der Teilabschaltung durch die abgeschalteten Zylinder geleitet wird, können diese Zylinder nicht auskühlen. Vorteile hat dies insbesondere hinsichtlich der Schadstoffemissionen, insbesondere hinsichtlich der Emissionen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen, da die abgeschalteten Zylinder unmittelbar nach Beendigung der Teilabschaltung wieder ihre Betriebstemperatur erreichen bzw. aufweisen. Streng genommen wird während der Teilabschaltung nicht permanent heißes Abgas via Rückführleitung zurückgeführt, aber zumindest während des ersten Arbeitsspiels der Teilabschaltung das Abgas des vorhergehenden und damit das heiße Abgas des letzten befeuerten Arbeitsspiels. Während der folgenden Arbeitsspiele der Teilabschaltung wird dann sich langsam abkühlendes Abgas mit einem mehr oder weniger großen Anteil an kühlerer Ladeluft in den mindestens einen abgeschalteten Zylinder eingeleitet. Nichtsdestotrotz ist vorliegend vom Rückführen heißen Abgases die Rede, so dass es sich vorliegend auch um eine Abgasrückführung im Sinne des Oberbegriffs des Anspruchs 1 handelt. By passing hot exhaust gas through the deactivated cylinders during partial shutdown, these cylinders can not cool. This has advantages in particular with regard to the pollutant emissions, in particular with regard to the emissions of unburned hydrocarbons, since the deactivated cylinders again reach or have their operating temperature immediately after termination of the partial shutdown. Strictly speaking, not permanently hot exhaust gas is returned via the return line during partial shutdown, but at least during the first cycle of partial shutdown the exhaust gas of the previous and thus the hot exhaust gas of the last fired work cycle. During the following cycles of partial shutdown then slowly cooling exhaust gas is introduced with a more or less large amount of cooler charge air in the at least one deactivated cylinder. Nevertheless, in the present case the recirculation of hot exhaust gas is mentioned, so that in the present case it is also an exhaust gas recirculation within the meaning of the preamble of
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen in der Rückführleitung ein zweites Absperrelement vorgesehen ist. Das zweite Absperrelement dient der Einstellung der rückgeführten Abgasmenge bzw. des Druckgefälles zwischen der Einlassseite und der Auslassseite eines abgeschalteten Zylinders. Insofern kann das zweite Absperrelement auch dazu verwendet werden, die Abgasmenge während der Teilabschaltung konstant, d. h. gleichgroß, zu halten. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which a second shut-off element is provided in the return line are advantageous. The second shut-off serves the Adjustment of the recirculated exhaust gas quantity or the pressure gradient between the inlet side and the outlet side of a deactivated cylinder. In this respect, the second shut-off can also be used to keep the amount of exhaust gas during the partial shutdown constant, ie the same size.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen in der Ansaugleitung des mindestens einen lastabhängig schaltbaren Zylinders ein drittes Absperrelement vorgesehen ist, welches die Ansaugleitung zum Zuführen von Ladeluft bei zugeschaltetem Zylinder freigibt und bei abgeschaltetem Zylinder versperrt, und die Rückführleitung stromabwärts dieses dritten Absperrelementes in die Ansaugleitung des mindestens einen lastabhängig schaltbaren Zylinders einmündet. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which a third shut-off element is provided in the intake line of the at least one load-dependent cylinder which releases the intake line for supplying charge air with the cylinder switched on and blocks when the cylinder is switched off are advantageous, and the return line downstream of this third shut-off element into the Inlet line of the at least one load-dependent switchable cylinder opens.
Gemäß dieser Ausführungsform wird den abgeschalteten Zylindern während der Teilabschaltung keine Ladeluft, sondern ausschließlich Abgas aus der eigenen Gesamtabgasleitung zugeführt. Hierzu werden die Ansaugleitungen der abgeschalteten Zylinder mittels Absperrelementen verschlossen, wobei die Rückführleitung stromabwärts der Absperrelemente in die von der Ansaugseite abgetrennten Ansaugleitungen einmündet. Es handelt sich damit um eine hundertprozentige Abgasrückführung. According to this embodiment, the deactivated cylinders are supplied during the partial shutdown no charge air, but only exhaust gas from the own exhaust gas line. For this purpose, the suction lines of the deactivated cylinders are closed by means of shut-off elements, wherein the return line opens downstream of the shut-off elements in the suction lines separated from the suction side. It is therefore a one hundred percent exhaust gas recirculation.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das zweite Absperrelement stufenlos verstellbar ist. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the second shut-off element is infinitely variable are advantageous.
Insbesondere die Ausgestaltung des zweiten Absperrelementes als stufenlos verstellbares Ventil gestattet die genaue Dosierung der in die abgeschalteten Zylinder rückgeführten Abgasmenge; ähnlich der Einstellung der Rückführrate einer Abgasrückführung mittels AGR-Ventil. Die Bemessung der rückgeführten Abgasmenge kann betriebspunktspezifisch erfolgen, insbesondere im Hinblick auf möglichst geringe Ladungswechselverluste. In particular, the configuration of the second shut-off element as a continuously variable valve allows the exact dosage of the recirculated into the deactivated cylinder exhaust gas amount; Similar to the setting of the recirculation rate of an exhaust gas recirculation by means of EGR valve. The dimensioning of the recirculated exhaust gas quantity can be specific to the operating point, in particular with regard to the lowest possible charge exchange losses.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das erste Absperrelement und/oder das dritte Absperrelement zweistufig schaltbar sind. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the first shut-off element and / or the third shut-off element can be switched in two stages are advantageous.
Das erste Absperrelement soll lediglich die zweite Flut während der Teilabschaltung versperren und nach Beendigung der Teilabschaltung wieder freigeben, weshalb ein zweistufig schaltbares Absperrelement grundsätzlich ausreicht. Ähnliches gilt für das in der Ansaugleitung eines schaltbaren Zylinders angeordnete dritte Absperrelement, welches die Ansaugleitung eines abgeschalteten Zylinders versperren und nach Beendigung der Teilabschaltung wieder freigeben soll. The first shut-off is to block only the second flood during the partial shutdown and release after completion of the partial shutdown again, which is why a two-stage switchable shut-off principle is sufficient. The same applies to the arranged in the intake of a switchable cylinder third shut-off, which obstruct the intake of a deactivated cylinder and should release after completion of the partial shutdown again.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das erste Absperrelement und/oder das zweite Absperrelement und/oder das dritte Absperrelement ein Ventil oder eine verschwenkbare Klappe bzw. eine Drosselklappe ist. Embodiments of the internal combustion engine in which the first shut-off element and / or the second shut-off element and / or the third shut-off element is a valve or a pivotable flap or a throttle flap are advantageous.
Die Absperrelemente können elektrisch, hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder magnetisch steuerbar sein, vorzugsweise mittels Motorsteuerung. The shut-off elements can be controlled electrically, hydraulically, pneumatically, mechanically or magnetically, preferably by means of motor control.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen das erste Absperrelement ein translatorisch verschiebbares Element ist, d. h. ein Schieber ist. Advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine, in which the first shut-off element is a translationally displaceable element, d. H. a slider is.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen mindestens ein Abgasnachbehandlungssystem im Abgasabführsystem vorgesehen ist; beispielsweise ein Oxidationskatalysator, ein Dreiwegekatalysator, ein Speicherkatalysator, ein selektiver Katalysator und/oder ein Partikelfilter. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which at least one exhaust aftertreatment system is provided in the exhaust gas removal system are advantageous; For example, an oxidation catalyst, a three-way catalyst, a storage catalyst, a selective catalyst and / or a particulate filter.
Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen mit vier in Reihe angeordneten Zylindern sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen die zwei außenliegenden Zylinder und die zwei innenliegenden Zylinder jeweils eine Gruppe bilden. In supercharged internal combustion engines with four cylinders arranged in series, embodiments are advantageous in which the two outer cylinders and the two inner cylinders each form a group.
Um die Druckimpulse der Vorauslassstöße zwecks Stoßaufladung bei Teilabschaltung weitestgehend zu erhalten, ist es zielführend, die Zylinder in geeigneter Weise zu gruppieren bzw. die Abgasleitungen in geeigneter Weise zusammen zu führen, so dass eine gegenseitige Einflussnahme der Zylinder einer Gruppe vermieden wird. Bei einem Zylinderkopf mit vier in Reihe angeordneten Zylindern ist es diesbezüglich vorteilhaft, zwei Zylinder, die einen Zündabstand von 360°KW aufweisen, jeweils zu einer Zylindergruppe zusammen zu fassen. Wird beispielweise die Zündung in den Zylindern gemäß der Zündfolge 1-2-4-3 bzw. gemäß der Zündfolge 1-3-4-2 initiiert, ist es vorteilhaft, die außenliegenden Zylinder zu einer ersten Gruppe und die innenliegenden Zylinder zu einer zweiten Gruppe zusammen zu fassen. In order to obtain the pressure pulses of the Vorlassstöße for the purpose of shock charging at partial shutdown as far as possible, it is expedient to group the cylinder in a suitable manner or to guide the exhaust pipes together in a suitable manner, so that a mutual influence of the cylinder of a group is avoided. In a cylinder head with four cylinders arranged in series, it is advantageous in this regard, two cylinders, which have a firing interval of 360 ° KW, each to form a cylinder group together. If, for example, the ignition in the cylinders is initiated according to the ignition sequence 1-2-4-3 or according to the ignition sequence 1-3-4-2, it is advantageous for the outer cylinders to be a first group and the inner cylinders to be a second group to get together.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen eine Abgasrückführung vorgesehen ist, die eine Leitung umfasst, welche vom Abgasabführsystem abzweigt und in das Ansaugsystem einmündet. Advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine, in which an exhaust gas recirculation is provided, which includes a line which branches off from the Abgasabführsystem and opens into the intake system.
Die Abgasrückführung, d. h. die Rückführung von Verbrennungsgasen, ist ein geeignetes Mittel die Stickoxidemissionen zu reduzieren, wobei mit zunehmender Abgasrückführrate die Stickoxidemissionen deutlich gesenkt werden können. Die Abgasrückführrate xAGR bestimmt sich dabei zu xAGR = mAGR/(mAGR + mFrischluft), wobei mAGR die Masse an zurückgeführtem Abgas und mFrischluft die zugeführte und durch den Verdichter geführte und komprimierte Frischluft bezeichnet. Um eine deutliche Senkung der Stickoxidemissionen zu erreichen, sind hohe Abgasrückführraten erforderlich, die in der Größenordnung von xAGR ≈ 60% bis 70% liegen können. The exhaust gas recirculation, ie the recirculation of combustion gases, is a suitable means to reduce the nitrogen oxide emissions, and with increasing exhaust gas recirculation rate, the nitrogen oxide emissions can be significantly reduced. In this case, the exhaust gas recirculation rate x AGR is determined to be x AGR = m AGR / (m AGR + m fresh air ), where m AGR is the mass recirculated exhaust gas and m fresh air refers to the supplied and guided by the compressor and compressed fresh air. In order to achieve a significant reduction in nitrogen oxide emissions, high exhaust gas recirculation rates are required, which can be on the order of x EGR ≈ 60% to 70%.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen in der Leitung der Abgasrückführung ein Ventil zur Einstellung der rückgeführten Abgasmenge angeordnet ist. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which a valve for adjusting the recirculated exhaust gas quantity is arranged in the line of the exhaust gas recirculation are advantageous.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen die Leitung der Abgasrückführung stromaufwärts der Turbine des mindestens einen Abgasturboladers vom Abgasabführsystem abzweigt und stromabwärts des Verdichters des mindestens einen Abgasturboladers in das Ansaugsystem einmündet. Embodiments of the supercharged internal combustion engine in which the line of exhaust gas recirculation branches off the exhaust gas removal system upstream of the turbine of the at least one exhaust gas turbocharger and opens into the intake system downstream of the compressor of the at least one exhaust gas turbocharger are advantageous.
Bei dieser sogenannten Hochdruck-AGR wird das Abgas stromaufwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem entnommen und stromabwärts des Verdichters in das Ansaugsystem eingespeist, weshalb das Abgas vor Rückführung keiner Abgasnachbehandlung unterzogen, insbesondere keinem Partikelfilter zugeführt werden muss, da eine Verschmutzung des Verdichters nicht zu befürchten ist. In this so-called high-pressure EGR, the exhaust gas is taken from the Abgasabführsystem upstream of the turbine and fed downstream of the compressor in the intake system, which is why the exhaust before recirculation subjected no exhaust aftertreatment, in particular no particle filter must be supplied, since contamination of the compressor is not to be feared ,
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und gleichzeitiger Verwendung einer Hochdruck-AGR kann sich aber ein Konflikt ergeben, denn das rückgeführte Abgas steht nicht mehr zum Antrieb der Turbine zur Verfügung. Bei einer Steigerung der Abgasrückführrate nimmt der in die Turbine eingeleitete Abgasstrom ab. Der verminderte Abgasmassenstrom durch die Turbine bedingt ein kleineres Turbinendruckverhältnis, wodurch das Ladedruckverhältnis ebenfalls abnimmt, was gleichbedeutend ist mit einem kleineren Ladeluftstrom. Eine Lösung hierfür bietet die sogenannte Niederdruck-AGR. Im Gegensatz zur Hochdruck-AGR wird bei der Niederdruck-AGR Abgas in das Ansaugsystem eingeleitet, welches die Turbine bereits durchströmt hat. Hierzu verfügt die Niederdruck-AGR über eine Rückführleitung, die stromabwärts der Turbine aus dem Abgasabführsystem abzweigt und stromaufwärts des Verdichters in das Ansaugsystem mündet. When operating an internal combustion engine with exhaust gas turbocharging and simultaneous use of a high-pressure EGR, however, a conflict may arise because the recirculated exhaust gas is no longer available for driving the turbine. With an increase in the exhaust gas recirculation rate, the exhaust gas flow introduced into the turbine decreases. The reduced exhaust gas mass flow through the turbine causes a smaller turbine pressure ratio, whereby the charge pressure ratio also decreases, which is equivalent to a smaller charge air flow. One solution to this problem is the so-called low-pressure EGR. In contrast to the high-pressure EGR, exhaust gas is introduced into the intake system in the low-pressure EGR, which has already passed through the turbine. For this purpose, the low-pressure EGR has a return line, which branches off downstream of the turbine from the Abgasabführsystem and opens upstream of the compressor in the intake system.
Das mittels Niederdruck-AGR auf die Einlassseite zurückgeführte Abgas wird stromaufwärts des Verdichters mit Frischluft gemischt. Die auf diese Weise erzeugte Mischung aus Frischluft und rückgeführtem Abgas bildet die Ladeluft, die dem Verdichter zugeführt und verdichtet wird. The exhaust gas recirculated to the inlet side by means of low-pressure EGR is mixed with fresh air upstream of the compressor. The mixture of fresh air and recirculated exhaust gas produced in this way forms the charge air, which is supplied to the compressor and compressed.
Da im Rahmen der Niederdruck-AGR Abgas durch den Verdichter hindurchgeführt wird, muss dieses zuvor einer Abgasnachbehandlung, insbesondere im Partikelfilter, unterzogen werden. Ablagerungen im Verdichter, welche die Geometrie des Verdichters, insbesondere die Strömungsquerschnitte, verändern und auf diese Weise den Wirkungsgrad des Verdichters verschlechtern, sind zu vermeiden. Since exhaust gas is passed through the compressor as part of the low-pressure EGR, it must first be subjected to exhaust gas aftertreatment, in particular in the particulate filter. Deposits in the compressor, which change the geometry of the compressor, in particular the flow cross-sections, and in this way deteriorate the efficiency of the compressor are to be avoided.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder zum Einbringen von Kraftstoff mit einer Direkteinspritzung ausgestattet ist. Advantageous embodiments of the supercharged internal combustion engine, in which each cylinder is equipped for introducing fuel with a direct injection.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen, bei denen jeder Zylinder zum Zwecke der Direkteinspritzung mit einer Einspritzdüse ausgestattet ist. Embodiments in which each cylinder is equipped with an injection nozzle for the purpose of direct injection are advantageous.
Die Kraftstoffzufuhr lässt sich zum Zwecke der Teilabschaltung bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen schneller und zuverlässiger deaktivieren als bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung, bei denen Kraftstoffreste im Saugrohr zu ungewollten Verbrennungen im abgeschalteten Zylinder führen können. The fuel supply can be deactivated faster and more reliable for the purpose of partial shutdown in direct-injection internal combustion engines as in internal combustion engines with intake manifold injection, in which fuel residues in the intake manifold can lead to unwanted burns in the deactivated cylinder.
Nichtsdestotrotz können Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft sein, bei denen zum Zwecke einer Kraftstoffversorgung eine Saugrohreinspritzung vorgesehen ist. Nevertheless, embodiments of the internal combustion engine may be advantageous in which for the purpose of a fuel supply, a port injection is provided.
Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine einer zuvor beschriebenen Art aufzuzeigen, wird gelöst mit einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste Absperrelement im Rahmen einer Teilabschaltung in die erste Arbeitsposition überführt wird. The second sub-task on which the invention is based, namely to disclose a method for operating a supercharged internal combustion engine of the type described above, is achieved by a method which is characterized in that the first shut-off element is transferred to the first working position as part of a partial shutdown.
Das bereits für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Gesagte gilt auch für das erfindungsgemäße Verfahren, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die vorstehend hinsichtlich der aufgeladenen Brennkraftmaschine gemachten Ausführungen. Die verschiedenen Brennkraftmaschinen erfordern teils unterschiedliche Verfahrensvarianten. What has already been said for the internal combustion engine according to the invention also applies to the method according to the invention, which is why at this point in general reference is made to the statements made above with regard to the supercharged internal combustion engine. The various internal combustion engines sometimes require different process variants.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen der mindestens eine schaltbare Zylinder der zweiten Gruppe in Abhängigkeit von der Last T der Brennkraftmaschine geschaltet wird, in der Art, dass dieser mindestens eine schaltbare Zylinder bei Unterschreiten einer vorgebbaren Last Tdown abgeschaltet wird und bei Überschreiten einer vorgebbaren Last Tup zugeschaltet wird. In an advantageous process variants in which is at least connected in a switchable cylinders of the second group in dependence on the load T of the engine, in such a way that this at least one switchable cylinder falls below a predetermined load T down is switched off and on exceeding a predetermined load T up is switched on.
Die für das Unterschreiten bzw. Überschreiten vorgegebenen Grenzlasten Tdown und Tup können gleich groß, aber auch verschieden groß sein. Bei in Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine sind die Zylinder der ersten Zylindergruppe ständig in Betrieb befindliche Zylinder. Es erfolgt ein Schalten der zweiten Zylindergruppe, d. h. ein Zuschalten bzw. Abschalten dieser zweiten Gruppe. The prescribed for falling below or exceeding limit loads T down and T up can be the same size, but also different sizes. When the internal combustion engine is in operation, the cylinders of the first cylinder group are constantly in operation. There is a switching of second cylinder group, ie a connection or disconnection of this second group.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen die Kraftstoffversorgung des mindestens einen schaltbaren Zylinders bei Abschaltung deaktiviert wird. Es ergeben sich Vorteile in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen, was die Zielsetzung, die mit der Teilabschaltung verfolgt wird, nämlich den Kraftstoffverbrauch zu mindern und den Wirkungsgrad zu verbessern, unterstützt. Bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen kann es sogar erforderlich werden, die Kraftstoffversorgung zu deaktivieren, um sicher eine Zündung des im Zylinder befindlichen Gemisches zu verhindern. Advantageous are process variants in which the fuel supply of the at least one switchable cylinder is deactivated when switched off. There are advantages in terms of fuel consumption and pollutant emissions, which supports the goal of partial shutdown, namely to reduce fuel consumption and improve efficiency. In self-igniting internal combustion engines, it may even be necessary to deactivate the fuel supply in order to reliably prevent ignition of the mixture in the cylinder.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen der mindestens eine in Betrieb befindliche Zylinder mittels Selbstzündung gezündet wird. Advantageous are process variants in which the at least one cylinder in operation is ignited by means of autoignition.
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, welches auch als Raumzündverfahren oder als CAI-Verfahren 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 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. It is also possible to use a hybrid combustion method with auto-ignition for operating a gasoline engine, for example the so-called HCCI method, which is also referred to as a space ignition method or as a CAI method. This method is based on a controlled auto-ignition of the fuel supplied to the cylinder. Here, the fuel - as in a diesel engine - under excess air, so superstoichiometric, burned. The lean-burn gasoline engine has comparatively low nitrogen oxide emissions 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 into the intake manifold.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die vorgebbare Last Tdown und/oder Tup von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine abhängig ist. Dann gibt es nicht nur eine konkrete Last, bei deren Unterschreiten oder Überschreiten unabhängig von der Drehzahl n geschaltet wird. Vielmehr wird drehzahlabhängig vorgegangen und ein Bereich im Kennfeld definiert, in dem teilabgeschaltet wird. Embodiments of the method in which the predefinable load T down and / or T up is dependent on the rotational speed n of the internal combustion engine are advantageous. Then there is not just a concrete load whose falling below or exceeding is switched independent of the speed n. Rather, speed-dependent procedure and an area defined in the map, is switched off in the part.
Grundsätzlich können weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine als Kriterium für eine Teilabschaltung herangezogen werden, beispielsweise die Motortemperatur oder die Kühlmitteltemperatur nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine. In principle, further operating parameters of the internal combustion engine can be used as a criterion for a partial shutdown, for example the engine temperature or the coolant temperature after a cold start of the internal combustion engine.
Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen jeder Zylinder zur Einleitung einer Fremdzündung mit einer Zündvorrichtung ausgestattet wird, wobei die Zündvorrichtung des mindestens einen schaltbaren Zylinders bei Abschaltung deaktiviert wird. Advantageous are process variants in which each cylinder is equipped to initiate a spark ignition with an ignition device, wherein the ignition device of the at least one switchable cylinder is deactivated at shutdown.
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.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform der aufgeladenen Brennkraftmaschine gemäß den
Jeder Zylinder
Die Brennkraftmaschine
Die Brennkraftmaschine
Die vier Zylinder
In den Ansaugleitungen
Die Abgasleitungen
In einer ersten Arbeitsposition der Turbine
Die Rückführleitung
Die
Bei der in den
Die Gehäusewandung
Das erste Absperrelement
Gleichzeitig verbindet das erste Absperrelement
Das erste Absperrelement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- erster Zylinder, außenliegender Zylinder first cylinder, outboard cylinder
- 2 2
- zweiter Zylinder, innenliegender Zylinder, schaltbarer Zylinder second cylinder, internal cylinder, switchable cylinder
- 3 3
- dritter Zylinder, innenliegender Zylinder, schaltbarer Zylinder third cylinder, internal cylinder, switchable cylinder
- 4 4
- vierter Zylinder, außenliegender Zylinder fourth cylinder, outboard cylinder
- 5a 5a
- Ansaugleitung eines Zylinders der ersten Gruppe Intake line of a cylinder of the first group
- 5b 5b
- Ansaugleitung eines Zylinders der zweiten Gruppe Intake line of a cylinder of the second group
- 6 6
- Ansaugsystem, Einlassseite Intake system, inlet side
- 6a 6a
- Gesamtansaugleitung Gesamtansaugleitung
- 7a 7a
- Abgasleitung eines Zylinders der ersten Gruppe Exhaust pipe of a cylinder of the first group
- 7A 7A
- Gesamtabgasleitung der ersten Zylindergruppe Total exhaust line of the first cylinder group
- 7b 7b
- Abgasleitung eines Zylinders der zweiten Gruppe, d. h. eines schaltbaren Zylinders Exhaust pipe of a cylinder of the second group, d. H. a switchable cylinder
- 7B 7B
- Gesamtabgasleitung der zweiten Zylindergruppe Total exhaust gas line of the second cylinder group
- 8 8th
- Abgasabführsystem, Auslassseite Exhaust system, exhaust side
- 9 9
- drittes Absperrelement, Klappe third shut-off element, flap
- 10 10
- Abgasrückführsystem Exhaust gas recirculation system
- 10a 10a
- Rückführleitung Return line
- 11 11
- zweites Absperrelement, Ventil second shut-off element, valve
- 12 12
- Abgasturbolader turbocharger
- 12a 12a
- Turbine turbine
- 12A 12A
- Zwillingsstromturbine Twin-flow turbine
- 12b 12b
- Verdichter compressor
- 13 13
- Brennkraftmaschine, Vier-Zylinder-Reihenmotor Internal combustion engine, four-cylinder in-line engine
- 14 14
- AGR-Ventil AGR valve
- 15 15
- Abgasrückführung Exhaust gas recirculation
- 15a 15a
- Leitung management
- 16 16
- Abgasnachbehandlungssystem aftertreatment system
- 17A 17A
- erste Flut first tide
- 17B 17B
- zweite Flut second tide
- 18 18
- Turbinengehäuse turbine housing
- 18a 18a
- Gehäusewandung housing
- 18b 18b
- Verbindung connection
- 19 19
- Laufrad Wheel
- 19a 19a
- Welle, Drehachse des Laufrades Shaft, axis of rotation of the impeller
- 20 20
- erstes Absperrelement first shut-off element
- 20a 20a
- Schieber pusher
- 21a 21a
- Rückführleitung Return line
- n n
- Drehzahl der Brennkraftmaschine Speed of the internal combustion engine
- T T
- Last load
- Tdown T down
- vorgebbare Last für das Unterschreiten einer Last predefinable load for falling below a load
- Tmax,n T max, n
- maximale Last bei einer vorliegenden Drehzahl n maximum load at a given speed n
- Tup T up
- vorgebbare Last für das Überschreiten einer Last predefinable load for exceeding a load
Claims (17)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE |
|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |