DE102014204447A1 - Engine operation method and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Motorbetriebsverfahren (20) zum Betreiben eines mehrere Zylinder aufweisenden Hubkolbenmotors (11) bereitgestellt. Der Hubkolbenmotor (11) ist dabei ausgebildet, zumindest einen der Zylinder als Bereitschaftszylinder (12) entweder in einem Lastmodus oder in einem Abschaltmodus zu betreiben, während gleichzeitig zumindest ein anderer der mehreren Zylinder im Lastmodus betrieben wird, wobei ein im Lastmodus betriebener Zylinder mit Kraftstoff versorgt wird und ein im Abschaltmodus betriebener Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt wird. Bei dem Motorbetriebsverfahren (20) wird zumindest der Bereitschaftszylinder (12) im Abschaltmodus betrieben, während zumindest ein anderer der mehreren Zylinder im Lastmodus betrieben wird. Erfindungsgemäß wird im Abschaltmodus ein Ventil (13, 14) des Bereitschaftszylinders (12) mit einem kleineren Maximalhub (28) geöffnet als ein Maximalhub (26), mit dem das Ventil (13, 14) des Bereitschaftszylinders (12) im Lastmodus geöffnet wird. Zudem wird ein Kraftfahrzeug (10) mit einem Hubkolbenmotor (11) beansprucht.An engine operating method (20) is provided for operating a multi-cylinder reciprocating engine (11). The reciprocating engine (11) is configured to operate at least one of the cylinders as a standby cylinder (12) in either a load mode or a shutdown mode while simultaneously operating at least one other of the plurality of cylinders in the load mode, with a cylinder operated in load mode with fuel is supplied and a operated in the shutdown mode cylinder is not supplied with fuel. In the engine operation method (20), at least the standby cylinder (12) is operated in the shutdown mode while at least one other of the plurality of cylinders is operated in the load mode. According to the invention, in the shutdown mode, a valve (13, 14) of the standby cylinder (12) is opened with a smaller maximum stroke (28) than a maximum stroke (26) with which the valve (13, 14) of the standby cylinder (12) is opened in load mode. In addition, a motor vehicle (10) with a reciprocating engine (11) is claimed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorbetriebsverfahren zum Betreiben eines mehrere Zylinder aufweisenden Hubkolbenmotors, der über eine Zylinderabschaltung verfügt. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches zur Ausübung des Motorbetriebsverfahrens ausgebildet ist.The present invention relates to an engine operating method for operating a multi-cylinder reciprocating engine having a cylinder deactivation. In addition, the present invention relates to a motor vehicle which is designed to exercise the engine operating method.
Bei Hubkolbenmotoren mit mehreren Zylindern ist es bekannt, eine sogenannte Zylinderabschaltung zu betreiben, um Kraftstoffverbrauch sowie Emissionen zu senken. Dabei werden einzelne Zylinder des Hubkolbenmotors dadurch abgeschaltet, dass sie nicht mit Kraftstoff versorgt werden.In reciprocating engines with multiple cylinders, it is known to operate a so-called cylinder shutdown to reduce fuel consumption and emissions. In this case, individual cylinders of the reciprocating engine are switched off in that they are not supplied with fuel.
Die
Auch die
Während einer Zylinderabschaltung verfahren die Kolben weiterhin im Zylinder. Durch die Bewegungen des Kolbens kann insbesondere im unteren Totpunkt des Kolbens ein Druck im abgeschalteten Zylinder entstehen, der niedriger als ein Druck im Kurbelgehäuse ist, wenn zu diesem Zeitpunkt die Ventile geschlossen sind. Diese Druckdifferenz kann zu Leckagen führen und Öl aus dem Kurbelgehäuse in den abgeschalteten Zylinder ziehen. Daraus können unerwünschte Betriebszustände und erhöhte Emissionswerte im weiteren Betrieb des Hubkolbenmotors resultieren.During a cylinder deactivation, the pistons continue to move in the cylinder. As a result of the movements of the piston, a pressure in the deactivated cylinder can arise, in particular at the bottom dead center of the piston, which pressure is lower than a pressure in the crankcase, if the valves are closed at this time. This pressure difference can lead to leaks and pull oil from the crankcase into the deactivated cylinder. This can result in undesirable operating conditions and increased emission levels in the further operation of the reciprocating engine.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorbetriebsverfahren bereitzustellen, mit dem die vorgenannten Nachteile behoben sind sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches ausgebildet ist, das Motorbetriebsverfahren auszuführen.The present invention has for its object to provide an engine operating method, with which the aforementioned disadvantages are eliminated and to provide a motor vehicle, which is designed to carry out the engine operating method.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Motorbetriebsverfahren nach Anspruch 1 sowie einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.This object is achieved with an engine operating method according to claim 1 and a motor vehicle according to claim 8. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and described in the description.
Bei dem erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahren zum Betreiben eines mehrere Zylinder aufweisenden Hubkolbenmotors wird zumindest ein Bereitschaftszylinder in einem Abschaltmodus betrieben, während zumindest ein anderer der mehreren Zylinder in einem Lastmodus betrieben wird. Der Hubkolbenmotor ist dazu ausgebildet, zumindest einen der Zylinder als Bereitschaftszylinder entweder im Lastmodus oder im Abschaltmodus zu betreiben, während gleichzeitig zumindest ein anderer der mehreren Zylinder im Lastmodus betrieben wird. Ein im Lastmodus betriebener Zylinder wird mit Kraftstoff versorgt und ein im Abschaltmodus betriebener Zylinder wird nicht mit Kraftstoff versorgt. Beim erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahren wird das Ventil des Bereitschaftszylinders im Abschaltmodus mit einem kleineren Maximalhub geöffnet als ein Maximalhub, mit dem das Ventil des Bereitschaftszylinders im Lastmodus geöffnet wird.In the engine operating method of the invention for operating a multi-cylinder reciprocating engine, at least one standby cylinder is operated in a shutdown mode while at least one other of the plurality of cylinders is operated in a load mode. The reciprocating engine is configured to operate at least one of the cylinders as a standby cylinder in either the load mode or the shutdown mode while simultaneously operating at least one other of the plurality of cylinders in the load mode. A cylinder operated in load mode is fueled and a cylinder operating in shutdown mode is not fueled. In the engine operating method according to the invention, the valve of the standby cylinder is opened in the shutdown mode with a smaller maximum stroke than a maximum stroke, with which the valve of the standby cylinder is opened in the load mode.
Damit ist vorteilhaft ein Druckausgleich im abgeschalteten Bereitschaftszylinder möglich und verhindert, dass sich im Bereitschaftszylinder im Abschaltmodus ein Unterdruck gegenüber dem Kurbelgehäuse des Hubkolbenmotors aufbaut und Leckagen entstehen.This advantageously makes it possible to equalize the pressure in the deactivated standby cylinder and to prevent a negative pressure from building up in the standby cylinder in the shutdown mode relative to the crankcase of the reciprocating engine and resulting in leaks.
Der kleinere Maximalhub genügt für einen Druckausgleich im abgeschalteten Bereitschaftszylinder und für ein Spülen mit heißen Abgasen. Gleichzeitig wird mit dem kleineren Maximalhub weniger Arbeit verrichtet und die Effizienz des Hubkolbenmotors verbessert.The smaller maximum stroke is sufficient for pressure equalization in the deactivated standby cylinder and for flushing with hot exhaust gases. At the same time, less work is done with the smaller maximum stroke and the efficiency of the reciprocating engine is improved.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahrens beträgt der Maximalhub des Ventils des Bereitschaftszylinders im Abschaltmodus 5 Prozent bis 15 Prozent, des Maximalhubs des Ventils des Bereitschaftszylinders im Lastmodus.In an advantageous embodiment of the engine operating method according to the invention, the maximum stroke of the valve of the standby cylinder is in shutdown mode, 5 percent to 15 percent of the maximum lift of the standby cylinder valve in load mode.
Der Bereich zwischen 5 Prozent bis 15 Prozent des Maximalhubs des Ventils im Lastmodus ist besonders günstig.The range between 5 percent to 15 percent of the maximum lift of the valve in load mode is particularly favorable.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahrens ist das Ventil des Bereitschaftszylinders, welches geöffnet wird, ein Auslassventil.In a further advantageous embodiment of the engine operating method according to the invention, the valve of the standby cylinder which is opened is an outlet valve.
Dadurch können heiße Abgase der im Lastmodus betriebenen Zylinder in den abgeschalteten Bereitschaftszylinder gelangen und diesen aufheizen beziehungsweise eine Abkühlung des Bereitschaftszylinders verhindern.As a result, hot exhaust gases of the cylinder operated in the load mode can reach the deactivated standby cylinder and heat it up or prevent it from cooling down on the standby cylinder.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahrens wird das Ventil des Bereitschaftszylinders im Abschaltmodus für eine kürzere Öffnungsdauer geöffnet als eine Öffnungsdauer, für die das Ventil des Bereitschaftszylinders im Lastmodus geöffnet wird. Insbesondere beträgt die Öffnungsdauer des Ventils des Bereitschaftszylinders im Abschaltmodus 15 Prozent bis 25 Prozent der Öffnungsdauer des Ventils des Bereitschaftszylinders im Lastmodus.In a further advantageous embodiment of the engine operating method according to the invention, the valve of the standby cylinder is opened in the shutdown mode for a shorter opening duration than an opening duration for which the valve of the standby cylinder is opened in the load mode. In particular, the opening duration of the valve of the standby cylinder in the shutdown mode is 15 percent to 25 percent of the opening duration of the valve of the standby cylinder in the load mode.
Die kürzere Öffnungsdauer genügt für einen Druckausgleich im abgeschalteten Bereitschaftszylinder und für ein Spülen mit heißen Abgasen. Gleichzeitig wird mit der kürzeren Öffnungsdauer weniger Arbeit verrichtet und die Effizienz des Hubkolbenmotors verbessert Der Bereich zwischen 15 Prozent bis 25 Prozent der Öffnungsdauer des Ventils im Lastmodus ist besonders günstig.The shorter opening time is sufficient for pressure equalization in the deactivated standby cylinder and for flushing with hot exhaust gases. At the same time, less work is done with the shorter opening time and the efficiency of the reciprocating engine is improved. The range between 15 percent to 25 percent of the opening duration of the valve in load mode is particularly favorable.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahren wird das Ventil des Bereitschaftszylinders im Abschaltmodus in der Weise geöffnet, dass das Ventil des Bereitschaftszylinders seinen Maximalhub bei einem anderen Kurbelwinkel erreicht als dem Kurbelwinkel, bei dem das Ventil des Bereitschaftszylinders seinen Maximalhub im Lastmodus erreicht. Insbesondere ist der Kurbelwinkel des Ventils des Bereitschaftszylinders beim Erreichen des Maximalhubs im Abschaltmodus 30 Grad bis 90 Grad kleiner als der Kurbelwinkel des Ventils des Bereitschaftszylinders beim Erreichen des Maximalhubs im Lastmodus.In a further advantageous embodiment of the engine operating method according to the invention, the valve of the standby cylinder is opened in the shutdown mode in such a way that the valve of the standby cylinder reaches its maximum stroke at a different crank angle than the crank angle at which the valve of the standby cylinder reaches its maximum stroke in the load mode. In particular, the crank angle of the valve of the standby cylinder is 30 degrees to 90 degrees smaller than the crank angle of the valve of the standby cylinder when reaching the maximum stroke in the shutdown mode when reaching the maximum stroke in the load mode.
Durch den verschobenen Zeitpunkt der Öffnung kann der Druckausgleich insbesondere nahe des unteren Totpunkts des Kolbens im Bereitschaftszylinder stattfinden. In dieser Kolbenposition wäre der zu erwartende Unterdruck am größten. Eine Öffnung eines der Ventile ist an dieser Stelle des Kolbens somit am wirkungsvollsten und die Öffnungsdauer sowie der Maximalhub des Ventils können dadurch geringer ausfallen.Due to the shifted time of the opening of the pressure compensation can take place in particular near the bottom dead center of the piston in the standby cylinder. In this piston position, the expected negative pressure would be greatest. An opening of one of the valves is thus most effective at this point of the piston and the opening duration and the maximum stroke of the valve can be reduced thereby.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist einen mehrere Zylinder umfassenden Hubkolbenmotor auf. Dabei ist der Hubkolbenmotor ausgebildet, zumindest einen der Zylinder als Bereitschaftszylinder entweder in einem Lastmodus oder in einem Abschaltmodus zu betreiben, während gleichzeitig zumindest ein anderer der mehreren Zylinder im Lastmodus betrieben wird, wobei ein im Lastmodus betriebener Zylinder mit Kraftstoff versorgt wird und ein im Abschaltmodus betriebener Zylinder nicht mit Kraftstoff versorgt wird. Der der Hubkolbenmotor weist zudem je Zylinder zumindest ein Einlassventil und ein Auslassventil auf und der Hubkolbenmotor ist ausgebildet, das erfindungsgemäße Motorbetriebsverfahren auszuführen.The motor vehicle according to the invention has a reciprocating piston engine comprising several cylinders. In this case, the reciprocating engine is configured to operate at least one of the cylinders as a standby cylinder in either a load mode or a shutdown mode while simultaneously operating at least one other of the plurality of cylinders in load mode, fueling a cylinder operated in load mode and powering off mode operated cylinder is not supplied with fuel. The reciprocating engine also has at least one inlet valve and one outlet valve per cylinder and the reciprocating engine is designed to carry out the engine operating method according to the invention.
Damit ist ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches durch die Vorteile des erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahrens begünstigt ist.Thus, a motor vehicle is provided, which is favored by the advantages of the engine operating method according to the invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:
In der
Der Hubkolbenmotor
Der Hubkolbenmotor
Die Nichtversorgung von Zylindern mit Kraftstoff ist als sogenannte Zylinderabschaltung bekannt. Der Hubkolbenmotor
Bei herkömmlichen Zylinderabschaltsystemen bleiben die Ventile
Das erfindungsgemäße Motorbetriebsverfahren
Das erfindungsgemäße Motorbetriebsverfahren
Beim erfindungsgemäßen Motorbetriebsverfahren
Das Auslassventil
Das Einlassventil
Erfindungsgemäß kann im Abschaltmodus das Einlassventil
Würde das Einlassventil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 1111
- Hubkolbenmotor reciprocating engine
- 1212
- Bereitschaftszylinder willingness cylinder
- 1313
- Einlassventil intake valve
- 1414
- Auslassventil outlet valve
- 15 15
- Motorsteuergerät Engine control unit
- 1616
- Kolben piston
- 1717
- Kurbelwelle crankshaft
- 1818
- Kurbelgehäuse crankcase
- 1919
- Pleuel pleuel
- 2020
- Motorbetriebsverfahren Engine operating procedures
- 2121
- Ventilhub valve
- 2222
- Kurbelwinkel crank angle
- 2323
- Auslassventillasthubverlauf Auslassventillasthubverlauf
- 2424
- Einlassventillasthubverlauf Einlassventillasthubverlauf
- 2525
- Auslassventilabschalthubverlauf Auslassventilabschalthubverlauf
- 2626
- Auslassventillastmaximalhub Auslassventillastmaximalhub
- 2727
- Einlassventillastmaximalhub Einlassventillastmaximalhub
- 2828
- Auslassventilabschaltmaximalhub Auslassventilabschaltmaximalhub
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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