DE102015211329B3

DE102015211329B3 - Verfahren zum Betreiben einer abgasturboaufgeladenen Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und selbstzündende Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Info

Publication number: DE102015211329B3
Application number: DE102015211329.9A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kindl; Andreas Kuske; Jörg Kemmerling; Vanco Smiljanovski; Franz Arnd Sommerhoff; Werner Willems
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-06-20
Also published as: CN106257020A; US10267240B2; CN106257020B; US20160369710A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit min. einem Zylinderkopf umfassend min. zwei Zylinder (1, 2, 3, 4), bei der – jeder Zylinder (1, 2, 3, 4) min eine Auslassöffnung (3b, 4b) und min. eine Einlassöffnung (3a1, 3a2, 4a1, 4a2) aufweist und über einen Kolben verfügt, – min. ein Abgasturbolader vorgesehen ist, – min. zwei Zylinder (1, 2, 3, 4) in der Art konfiguriert sind, dass diese Zylinder (1, 2, 3, 4) min. zwei Gruppen mit jeweils min. einem Zylinder (1, 2, 3, 4) bilden, wobei der min. eine Zylinder (1, 4) einer ersten Gruppe ein auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlicher Zylinder (1, 4) ist und der min. eine Zylinder (2, 3) einer zweiten Gruppe als lastabhängig schaltbarer Zylinder (2, 3) ausgebildet ist, und – jede Einlassöffnung (3a1, 3a2, 4a1, 4a2) und jede Auslassöffnung (3b, 4b) eines Zylinders (1, 2, 3, 4) mit einem Ventiltrieb ausgestattet ist mit einem Ventil, welches die zugehörige Öffnung (3a1, 3a2, 4a1, 4a2, 3b, 4b) versperrt und freigibt, wobei – die min. eine Auslassöffnung (3b) jedes abgeschalteten Zylinders (2, 3) der zweiten Gruppe versperrt wird, indem ein zugehöriger zumindest teilweise variabler Ventiltrieb deaktiviert wird, – min. eine Einlassöffnung (3a1, 3a2) eines abgeschalteten Zylinders (2, 3) min. eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet wird, um den abgeschalteten Zylinder (2, 3) via Ansaugsystem (7) mit Ladeluft zu versorgen, und min. eine Einlassöffnung (3a1, 3a2) dieses abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet wird, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via der min. einen Einlassöffnung (3a1, 3a2) aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft via Überströmkanal (8) dem in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) des Zylinderpaares zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens zwei Zylinder, bei der

– jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem und mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT bewegbar ist,
– mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst,
– mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass diese Zylinder 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, und
– jede Einlassöffnung und jede Auslassöffnung eines Zylinders mit einem Ventiltrieb ausgestattet ist mit einem Ventil, welches die zugehörige Öffnung versperrt und freigibt.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine aufgeladene selbstzündende Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Eine selbstzündende Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff selbstzündende Brennkraftmaschine Dieselmotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, d. h. selbstzündende Brennkraftmaschinen, die mit einem Hybrid-Brennverfahren betrieben werden, sowie Hybrid-Antriebe, die neben der selbstzündenden Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.
Brennkraftmaschinen verfügen über einen Zylinderblock und mindestens einen Zylinderkopf, die zur Ausbildung der einzelnen Zylinder miteinander verbunden werden.
Moderne Brennkraftmaschinen werden nahezu ausschließlich gemäß einem vier Takte umfassenden Arbeitsverfahren betrieben. Im Rahmen des Ladungswechsels erfolgt das Ausschieben der Verbrennungsgase über die Auslassöffnungen der mindestens zwei Zylinder und das Füllen mit Ladeluft über die Einlassöffnungen. Um den Ladungswechsel zu steuern, benötigt eine Brennkraftmaschine Steuerorgane und Betätigungseinrichtungen zur Betätigung dieser Steuerorgane. Zur Steuerung des Ladungswechsels werden bei Viertaktmotoren nahezu ausschließlich Hubventile als Steuerorgane verwendet, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine oszillierende Hubbewegung ausführen und auf diese Weise die Einlassöffnungen und Auslassöffnungen freigeben und verschließen. Der für die Bewegung eines Ventils erforderliche Ventilbetätigungsmechanismus einschließlich des Ventils selbst wird als Ventiltrieb bezeichnet. Der mindestens eine Zylinderkopf dient in der Regel zur Aufnahme dieses Ventiltriebs.
Es ist die Aufgabe des Ventiltriebs die zugehörige Einlassöffnung bzw. Auslassöffnung des Zylinders rechtzeitig freizugeben bzw. zu verschließen, wobei eine schnelle Freigabe eines möglichst großen Strömungsquerschnittes angestrebt wird, um die Drosselverluste in den ein- bzw. ausströmenden Gasströmungen gering zu halten und eine möglichst gute Füllung des Zylinders bzw. ein effektives, d. h. vollständiges Abführen der Abgase zu gewährleisten. Daher werden die Zylinder auch häufig mit mehreren Einlassöffnungen bzw. Auslassöffnungen ausgestattet.
Die Ansaugleitungen, die zu den Einlassöffnungen führen, und die Abgasleitungen, die sich an die Auslassöffnungen anschließen, sind nach dem Stand der Technik zumindest teilweise im Zylinderkopf integriert. Die Ansaugleitungen der Zylinder werden regelmäßig zu einer gemeinsamen Gesamtansaugleitung zusammengeführt oder gruppenweise zu mehreren Gesamtansaugleitungen. Die Zusammenführung von Ansaugleitungen zu einer Gesamtansaugleitung wird im Allgemeinen und im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Einlasskrümmer bezeichnet.
Der Zylinderblock weist zur Aufnahme der Kolben bzw. der Zylinderrohre eine entsprechende Anzahl an Zylinderbohrungen auf. Der Kolben jedes Zylinders einer Brennkraftmaschine wird axial beweglich in einem Zylinderrohr geführt und begrenzt zusammen mit dem Zylinderrohr und dem Zylinderkopf den Brennraum eines Zylinders. Der Kolben dient der Übertragung der durch die Verbrennung generierten Gaskräfte auf die Kurbelwelle. Hierzu ist der Kolben mittels eines Kolbenbolzens mit einer Pleuelstange gelenkig verbunden, die wiederum im Bereich einer Kurbelwellenkröpfung auf der Kurbelwelle beweglich gelagert ist. Die im Kurbelgehäuse gelagerte Kurbelwelle nimmt die Pleuelstangenkräfte auf, wobei die oszillierende Hubbewegung der Kolben in eine rotierende Drehbewegung der Kurbelwelle transformiert wird. Die Kurbelwelle überträgt dabei das Drehmoment an den Antriebsstrang.
Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist es ein grundsätzliches Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Auch in diesem Zusammenhang gewinnt die Aufladung von Brennkraftmaschinen zunehmend an Bedeutung. Die Aufladung ist ein geeignetes Mittel, bei unverändertem Hubraum die Leistung einer Brennkraftmaschine zu steigern, oder bei gleicher Leistung den Hubraum zu reduzieren. In jedem Fall führt die Aufladung zu einer Erhöhung der Bauraumleistung und einer günstigeren Leistungsmasse. Wird der Hubraum reduziert, lässt sich bei gleichen Fahrzeugrandbedingungen das Lastkollektiv zu höheren Lasten hin verschieben, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Die Aufladung einer Brennkraftmaschine unterstützt folglich die Bemühungen, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, d. h. den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern.
Aufgeladene Brennkraftmaschinen werden vorzugsweise mit einer Ladeluftkühlung ausgestattet, mit der die komprimierte Verbrennungsluft vor Eintritt in die Zylinder gekühlt wird. Dadurch erhöht sich die Dichte der zugeführten Ladeluft weiter. Die Kühlung trägt auf diese Weise ebenfalls zu einer Verdichtung und besseren Füllung der Brennräume, d. h. zu einem verbesserten Füllungsgrad, bei. Es kann vorteilhaft sein, den Ladeluftkühler mit einer Bypassleitung auszustatten, um den Ladeluftkühler im Bedarfsfall, beispielsweise nach einem Kaltstart, umgehen zu können.
Die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist eine mittels Abgasturboaufladung aufgeladene Brennkraftmaschine. Der Vorteil eines Abgasturboladers beispielsweise im Vergleich zu einem mechanischen Lader besteht darin, dass keine mechanische Verbindung zur Leistungsübertragung zwischen Lader und Brennkraftmaschine erforderlich ist. Während ein mechanischer Lader die für seinen Antrieb benötigte Energie von der Brennkraftmaschine bezieht und somit die bereitgestellte Leistung mindert und auf diese Weise den Wirkungsgrad nachteilig beeinflusst, nutzt der Abgasturbolader die Abgasenergie der heißen Abgase.
Die Auslegung der Abgasturboaufladung bereitet häufig Schwierigkeiten, wobei grundsätzlich eine spürbare Leistungssteigerung in allen Drehzahlbereichen angestrebt wird. Regelmäßig wird aber ein Drehmomentabfall bei Unterschreiten einer bestimmten Drehzahl beobachtet. Verständlich wird dieser Drehmomentabfall, wenn berücksichtigt wird, dass das Ladedruckverhältnis vom Turbinendruckverhältnis abhängt. Wird beispielsweise die Motordrehzahl verringert, führt dies zu einem kleineren Abgasmassenstrom und damit zu einem kleineren Turbinendruckverhältnis. Dies hat zur Folge, dass zu niedrigeren Drehzahlen hin das Ladedruckverhältnis und der Ladedruck ebenfalls abnehmen, was gleichbedeutend ist mit einem Drehmomentabfall.
Grundsätzlich kann dem Abfall des Ladedrucks dadurch entgegengewirkt werden, dass ein kleiner Abgasturbolader, d. h. ein Abgasturbolader mit einem kleinen Turbinenquerschnitt eingesetzt wird, um auch bei kleinen Abgasströmen einen ausreichenden Ladedruck generieren zu können. Letztendlich wird der Drehmomentabfall damit nur zu niedrigeren Drehzahlen hin verschoben. Zudem sind dieser Vorgehensweise, d. h. der Verkleinerung des Turbinenquerschnitts, Grenzen gesetzt, da die gewünschte Aufladung und Leistungssteigerung auch bei hohen Drehzahlen uneingeschränkt und in dem gewünschten Maße möglich sein soll. Eine kleine Auslegung des Turbinenquerschnitts in Kombination mit einer Abgasabblasung ist nicht über den gesamten Drehzahlbereich zielführend und zufriedenstellend.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine wird nach dem Stand der Technik durch unterschiedliche Maßnahmen zu verbessern versucht, beispielsweise durch die Verwendung mehrerer in Reihe und/oder parallel angeordneter Abgasturbolader; gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren mechanischen Ladern und/oder elektrischen Hilfsantrieben.
Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist es ein grundsätzliches Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, wobei ein verbesserter Gesamtwirkungsgrad im Vordergrund der Bemühungen steht.
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 drei 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.
Um die beschriebenen Verluste zu senken, wurden verschiedene Strategien zur Entdrosselung einer fremdgezündeten Brennkraftmachine entwickelt.
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.
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 wird dann nicht mittels Drosselklappe, sondern über den Einlassventilhub und die Öffnungsdauer des Einlassventils gesteuert.
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 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 zudem im Bereich höherer Lasten, bei denen der spezifische Kraftstoffverbrauch niedriger ist. Das Lastkollektiv wird zu höheren Lasten hin verschoben.
Die während der Teilabschaltung weiter betriebenen Zylinder weisen zudem aufgrund der größeren zugeführten Luftmasse bzw. Gemischmasse eine verbesserte Gemischbildung auf.
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.
Obwohl Dieselmotoren, d. h. selbstzündende Brennkraftmaschinen, aufgrund der angewandten Qualitätsregelung originär 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 Kraftstoffverbrauchs bzw. Wirkungsgrades.
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.
Hinsichtlich der Wandwärmeverluste ergeben sich dieselben Vorteile wie beim Ottomotor, weshalb auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen wird.
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.
Die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist eine selbstzündende Brennkraftmaschine.
Die im Stand der Technik beschriebenen Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit Teilabschaltung und die dazugehörigen Verfahren zum Betreiben dieser Brennkraftmaschinen weisen dennoch deutliches Verbesserungspotential auf.
Wird 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 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.
Um den vorstehend beschriebenen nachteiligen Effekten abzuhelfen, kann es zielführend sein, einlassseitig und auslassseitig schaltbare bzw. verstellbare Ventiltriebe vorzusehen, mit denen die abgeschalteten Zylinder während der Teilabschaltung geschlossen gehalten werden und somit nicht weiter am Ladungswechsel teilnehmen. Dadurch wird auch verhindert, dass die durch die abgeschalteten Zylinder geführte kühlere Ladeluft die Enthalpie des der Turbine zur Verfügung gestellten Abgasstromes mindert und die abgeschalteten Zylinder schnell auskühlen.
Schaltbare Ventiltriebe können aber bei mittels Abgasturbolaufladung aufgeladenen Brennkraftmaschinen wie der Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, zu weiteren Problemen führen, da die Turbine eines Abgasturboladers auf eine bestimmte Abgasmenge und damit regelmäßig auch auf eine bestimmte Anzahl an Zylindern ausgelegt ist. Wird der Ventiltrieb eines abgeschalteten Zylinders deaktiviert, verringert sich zunächst der Gesamtmassenstrom durch die Zylinder der Brennkraftmaschine. Der durch die Turbine geführte Abgasmassenstrom nimmt ab und mit diesem in der Regel auch das Turbinendruckverhältnis. Ein abnehmendes Turbinendruckverhältnis hat zur Folge, dass das Ladedruckverhältnis ebenfalls abnimmt, d. h. der Ladedruck sinkt.
Tatsächlich müsste der Ladedruck aber gesteigert, d. h. erhöht werden, um den weiter in Betrieb befindlichen Zylindern mehr Ladeluft zu zuführen, denn bei Abschaltung mindestens eines Zylinders einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine erhöht sich die Belastung der übrigen noch in Betrieb befindlichen Zylinder, weshalb diesen Zylindern mehr Ladeluft und mehr Kraftstoff zu zuführen ist. Die am Verdichter zur Verfügung stehende Antriebsleistung zur Generierung eines ausreichend hohen Ladedrucks hängt ab von der Abgasenthalpie der heißen Abgase, die maßgeblich vom Abgasdruck und der Abgastemperatur bestimmt wird, und der Abgasmasse bzw. dem Abgasstrom.
Bei Ottomotoren lässt sich der Ladedruck in dem für die Teilabschaltung relevanten Lastbereich in einfacher Weise durch Öffnen der Drosselklappe erhöhen. Diese Möglichkeit entfällt beim selbstzündenden Dieselmotor. Der geringe Ladeluftstrom kann dazu führen, dass der Verdichter jenseits der Pumpgrenze arbeitet.
Die vorstehend beschriebenen Effekte führen zu einer Einschränkung der Anwendbarkeit der Teilabschaltung, nämlich zu einer Einschränkung des Drehzahlbereichs und des Lastbereiches, in welchen die Teilabschaltung eingesetzt werden kann. Bei kleinen Ladeluftmengen kann der Ladedruck aufgrund einer nicht ausreichenden Verdichterleistung bzw. Turbinenleistung nicht bedarfsgerecht gesteigert werden.
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.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 27 53 584 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die bei Teilabschaltung abgeschalteten Zylinder als Pumpe bzw. Kompressor betrieben werden, um Druckluft zu erzeugen, die in einen Zwischenspeicher gefördert wird und als zusätzliche Ladeluft den noch in Betrieb befindlichen Zylindern zur Verfügung steht. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 101 54 947 B4 beschreibt ein ähnliches Verfahren, bei dem ein zusätzlicher sogenannter Ladekrümmer als Zwischenspeicher eingesetzt wird.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 27 19 668 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die bei Teilabschaltung abgeschalteten Zylinder als Kompressoren zur Drucklufterzeugung verwendet werden können, wobei das auslassseitige Abgasabführsystem dieser abgeschalteten Zylinder mit dem einlassseitigen Ansaugsystem der noch in Betrieb befindlichen Zylinder via Verbindungsleitung bei Bedarf verbindbar ist, um den während der Teilabschaltung in Betrieb befindlichen Zylindern vorverdichtete Ladeluft zuführen zu können. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 054 520 A1 beschreibt ein ähnliches Verfahren, bei dem die Sauganlage eines in Betrieb befindlichen Zylinders und die Abgasanlage eines abgeschalteten Zylinders der Brennkraftmaschine via Überbrückungsleitung miteinander verbindbar sind, wobei mehrere schaltbare Absperrelemente vorzusehen sind. Die DE 29 08 718 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem jeweils ein abgeschalteter Zylinder und ein in Betrieb befindlicher Zylinder ein Zylinderpaar bilden, das den abgeschalteten Zylinder als ladeluftliefernden Zylinder und den in Betrieb befindlichen Zylinder als ladeluftempfangenden Zylinder umfasst.
Die DE 20 2014 104 433 U1 beschreibt ein Verfahren, bei dem das Abgasabführsystem genutzt wird, um zusätzliche Ladeluft eines abgeschalteten Zylinders einem in Betrieb befindlichen Zylinder zu zuführen.
Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, mit dem die Teilabschaltung weiter optimiert wird.
Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine aufgeladene selbstzündende Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bereitzustellen.
Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens zwei Zylinder, bei der

– jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem und mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT bewegbar ist,
– mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst,
– mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass diese Zylinder 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, und
– jede Einlassöffnung und jede Auslassöffnung eines Zylinders mit einem Ventiltrieb ausgestattet ist mit einem Ventil, welches die zugehörige Öffnung versperrt und freigibt,

– die mindestens eine Auslassöffnung jedes abgeschalteten Zylinders der zweiten Gruppe versperrt wird, indem ein zugehöriger zumindest teilweise variabler Ventiltrieb deaktiviert wird,
– mindestens eine Einlassöffnung eines abgeschalteten Zylinders mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet wird, um den abgeschalteten Zylinder via Ansaugsystem mit Ladeluft zu versorgen, und mindestens eine Einlassöffnung dieses abgeschalteten Zylinders im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet wird, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via der mindestens einen Einlassöffnung aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft via Überströmkanal dem in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares zugeführt wird.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird während der Teilabschaltung ein abgeschalteter Zylinder zweckentfremdet und als Pumpe eingesetzt, um mindestens einem weiter in Betrieb befindlichen Zylinder zusätzliche Ladeluft bereitzustellen und zu zuführen.
Durch diese Maßnahme lässt sich die Anwendbarkeit der Teilabschaltung hin zu niedrigen Drehzahlen und niedrigen Lasten erweitern bzw. ausdehnen. Die den bei Teilabschaltung weiter in Betrieb befindlichen Zylindern zugeführte Ladeluftmenge hängt erfindungsgemäß nicht mehr ausschließlich von der bereitstehenden Verdichterleistung bzw. dem vom Verdichter generierbaren Ladedruck ab. Vielmehr wird die einem in Betrieb befindlichen Zylinder zugeführte Ladeluftmenge mittels eines abgeschalteten Zylinders bedarfsgerecht erhöht bzw. eingestellt.
Hierzu werden Zylinderpaare gebildet, wobei erfindungsgemäß jeweils ein Zylinder der ersten Gruppe, d. h. ein bei Teilabschaltung weiter in Betrieb befindlicher Zylinder, und ein Zylinder der zweiten Gruppe, d. h. ein bei Teilabschaltung abgeschalteter Zylinder, ein Zylinderpaar bilden. Der abgeschaltete Zylinder der zweiten Gruppe dient während der Teilabschaltung als ladeluftliefernder Zylinder, der dem in Betrieb befindlichen Zylinder der ersten Gruppe zusätzliche Ladeluft bereitstellt, weshalb der letztgenannte Zylinder auch als ladeluftempfangender Zylinder bezeichnet und betrachtet wird.
Ein Überströmkanal ist vorgesehen, der mindestens eine Einlassöffnung des ladeluftempfangenden Zylinders mit mindestens einer Einlassöffnung des ladeluftliefernden Zylinders verbindet, um Ladeluft via dem Überströmkanal aus dem abgeschalteten ladeluftliefernden Zylinder in den ladeluftempfangenden in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares einzubringen.
Bei der erfindungsgemäßen selbstzündenden Brennkraftmaschine ist jede Auslassöffnung eines abschaltbaren Zylinders der zweiten Gruppe mit einem zumindest teilweise variablen Ventiltrieb ausgestattet, dessen Auslassventil zumindest schaltbar bzw. abschaltbar ist, um die zugehörige Auslassöffnung des abgeschalteten Zylinders bei Teilabschaltung zu deaktivieren, d. h. geschlossen zu halten, damit die in den abgeschalteten Zylinder eingebrachte Ladeluft nicht auslassseitig entweicht bzw. abgeführt wird.
Das einlassseitige Überführen von Ladeluft aus einem ladeluftliefernden Zylinder in einen ladeluftempfangenden Zylinder erfordert neben einem Überströmkanal ein abgestimmtes Öffnen und Schließen der beteiligten Einlassöffnungen sowohl des abgeschalteten ladeluftliefernden Zylinders als auch des ladeluftempfangenden in Betrieb befindlichen Zylinders, wobei der ladeluftempfangende Zylinder vorzugsweise mit den im Normalbetrieb verwendeten, d. h. unveränderten Steuerzeiten betrieben wird.
Zunächst wird mindestens eine Einlassöffnung eines abgeschalteten Zylinders bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet, um in den abgeschalteten Zylinder via Ansaugsystem Ladeluft einzubringen bzw. anzusaugen. Im Rahmen des sich anschließenden Kompressionstaktes wird dann mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders geöffnet, wobei der sich auf den oberen Totpunkt zu bewegende Kolben die zuvor angesaugte Ladeluft komprimiert und beim Öffnen mindestens einer Einlassöffnung aus dem abgeschalteten Zylinder ausschiebt und via Überströmkanal dem in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares zuführt.
Ein Pumpen des Verdichters lässt sich verhindern. Der Lastbereich, in welchem die Teilabschaltung effektiv eingesetzt werden kann, wird erweitert. Die Drehmomentcharakteristik der aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine während der Teilabschaltung ist deutlich verbessert.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt, mit dem die Teilabschaltung weiter optimiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren löst somit die erste der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe.
Die erfindungsgemäße selbstzündende Brennkraftmaschine hat mindestens zwei Zylinder bzw. mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder. Insofern sind Brennkraftmaschinen mit drei Zylindern, die in zwei Gruppen oder 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.
Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden Zylinderpaare gebildet. Zu berücksichtigen ist dabei, dass ein abgeschalteter Zylinder nicht nur einem Zylinderpaar, sondern mehr als einem Zylinderpaar, beispielsweise zwei Zylinderpaaren, angehören kann und als ladeluftliefernder Zylinder mehr als einem ladeluftempfangenden Zylinder zusätzliche Ladeluft zur Verfügung stellt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.
Der Zeitpunkt, zu dem die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes geöffnet wird, hängt von mehreren Einflussfaktoren ab.
Zum einen davon, ob der ladeluftliefernde Zylinder mehr als eine Einlassöffnung aufweist und wie viele Einlassöffnungen mit dem ladeluftempfangenden Zylinder via Überströmkanal verbunden werden. Hat der ladeluftliefernde Zylinder beispielsweise zwei Einlassöffnungen, von denen nur eine Einlassöffnung via Überströmkanal mit dem ladeluftempfangenden Zylinder verbunden wird, sollte vor dem Öffnen dieser Einlassöffnung im Rahmen des Kompressionstaktes die andere Einlassöffnung geschlossen werden bzw. sein, damit die Ladeluft nur via Überströmkanal entweichen bzw. abgeführt werden kann.
Zum anderen hängt der Zeitpunkt, zu dem die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes geöffnet wird, auch davon ab, wie groß der mechanische bzw. thermodynamische Versatz der beiden Zylinder des Zylinderpaares ist, d. h. ob dieser Versatz beispielsweise 90, 120, 180, 240 oder 360°KW beträgt. Insofern ist sowohl die Kurbelwellenkröpfung als auch die Zündfolge von Bedeutung im Hinblick auf die Gruppierung der Zylinder.
Vorteilhaft sind beispielsweise Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes später als 35°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Vorteilhaft können auch Ausführungsformen des Verfahrens sein, bei denen die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes später als 50°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes später als 70°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Vorteilhaft können ebenfalls Ausführungsformen des Verfahrens sein, bei denen die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes später als 90°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Vorteilhaft sind des Weiteren Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes später als 110°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes geschlossen wird bevor der Kolben den oberen Totpunkt OT erreicht. Dies verhindert, dass der den oberen Totpunkt durchlaufende Kolben mit einem geöffneten Einlassventil kollidiert.
Zum Betreiben von Brennkraftmaschinen, bei denen jedes Ventil die zugehörige Öffnung versperrt oder freigibt, wobei ein infolge Betätigung oszillierendes Ventil zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung einen Ventilhub ∆h ausbildet und die Öffnung während einer Öffnungsdauer ∆t freigibt, sind – auch aus dem vorstehend genannten Grunde – Verfahrensvarianten vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der im Rahmen des Ansaugtaktes ausgebildete Ventilhub ∆h_in mindestens dreimal größer ist als der im Rahmen des Kompressionstaktes ausgebildete Ventilhub ∆h_comp, vorzugsweise mit ∆h_in/∆h_comp ≥ 4 bzw. mit ∆h_in/∆h_comp ≥ 5 oder mit ∆h_in/∆h_comp ≥ 7. Analoges gilt für die Öffnungsdauer ∆t.
Die vorstehend ins Verhältnis gesetzten Ventilhübe ∆h_in, ∆h_comp müssen nicht von demselben Einlassventil vollführt werden.
Ein ladeluftliefernder Zylinder, d. h. ein Zylinder der zweiten Gruppe, kann eine Einlassöffnung aufweisen, die dann sowohl dem Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes als auch dem Abführen dieser Ladeluft via Überströmkanal im Rahmen des Kompressionstaktes dient.
Ein ladeluftliefernder Zylinder kann aber auch mehr als eine Einlassöffnung aufweisen. Dann können sämtliche Einlassöffnungen dem Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes und/oder dem Abführen dieser Ladeluft via Überströmkanal im Rahmen des Kompressionstaktes dienen, aber auch nur eine Einlassöffnung oder eine begrenzte Anzahl bzw. Auswahl an Einlassöffnungen.
Insofern ergeben sich auch unterschiedliche Verfahrensvarianten betreffend diese mindestens eine Einlassöffnung des ladeluftliefernden Zylinders, welche im Folgenden kurz dargelegt werden.
Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder der zweiten Gruppe zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist, können Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass während der Teilabschaltung eine erste Einlassöffnung eines abgeschalteten Zylinders mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet wird, um den abgeschalteten Zylinder via Ansaugsystem mit Ladeluft zu versorgen, und eine zweite Einlassöffnung dieses abgeschalteten Zylinders im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet wird, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via der zweiten Einlassöffnung aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft via Überströmkanal dem in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares zugeführt wird.
Vorliegend weist der ladeluftliefernde Zylinder, d. h. der Zylinder der zweiten Gruppe, zwei Einlassöffnungen auf, von denen eine Einlassöffnung dem Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes dient und eine andere Einlassöffnung dem Abführen dieser Ladeluft via Überströmkanal im Rahmen des Kompressionstaktes.
Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder der zweiten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist, können Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass während der Teilabschaltung sämtliche Einlassöffnungen eines abgeschalteten Zylinders mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet werden, um den abgeschalteten Zylinder via Ansaugsystem mit Ladeluft zu versorgen, und eine Einlassöffnung dieses abgeschalteten Zylinders im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet wird, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via der Einlassöffnung aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft via Überströmkanal dem in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares zugeführt wird.
Vorliegend weist der ladeluftliefernde Zylinder, d. h. der Zylinder der zweiten Gruppe, mehr als eine Einlassöffnung auf, nämlich mindestens zwei Einlassöffnungen, wobei sämtliche Einlassöffnungen dem Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes dienen und nur eine Einlassöffnung für das Abführen dieser Ladeluft im Rahmen des Kompressionstaktes herangezogen wird.
Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder der zweiten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist, können Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass während der Teilabschaltung sämtliche Einlassöffnungen eines abgeschalteten Zylinders mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet werden, um den abgeschalteten Zylinder via Ansaugsystem mit Ladeluft zu versorgen, und sämtliche Einlassöffnungen dieses abgeschalteten Zylinders im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet werden, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via den Einlassöffnungen aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft via Überströmkanal dem in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares zugeführt wird.
Vorliegend dienen sämtliche Einlassöffnungen eines ladeluftliefernden Zylinders, d. h. eines Zylinders der zweiten Gruppe, sowohl dem Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes als auch dem Abführen dieser Ladeluft im Rahmen des Kompressionstaktes.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der Überströmkanal zumindest vom Ansaugsystem mit ausgebildet wird, wobei der Überströmkanal die mindestens eine im Rahmen des Kompressionstaktes geöffnete Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders mit dem in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares verbindet und ein zumindest während des Kompressionstaktes vom übrigen Ansaugsystem abtrennbarer Kanal ist.
Werden – wie vorstehend beschrieben – bereits vorhandene Bauteile, nämlich das Ansaugsystem bzw. ein Einlasskrümmer sowie die Einlassventile, dazu verwendet, den Überströmkanal auszubilden und notwendige Absperrelemente bereitzustellen, können Komponenten, Gewicht sowie Bauraum und damit Kosten eingespart werden. Insbesondere können die Einlassventile eingesetzt werden, um den Überströmkanal beidseitig freizugeben und zu versperren. Der Überströmkanal muss mindestens eine Einlassöffnung des abgeschalteten Zylinders mit mindestens einer Einlassöffnung des in Betrieb befindlichen Zylinders des Zylinderpaares verbinden und dies nicht notwendigerweise ununterbrochen, sondern zumindest zeitweise, nämlich zumindest während des Kompressionstaktes bei geöffnetem bzw. freigegebenen Überströmkanal. Folglich muss der Überströmkanal ein zumindest während des Kompressionstaktes vom übrigen Ansaugsystem abtrennbarer Kanal sein.
Lässt sich der Überströmkanal mit dem übrigen Ansaugsystem verbinden, kann die mindestens eine Einlassöffnung des ladeluftliefernden abgeschalteten Zylinders, die im Rahmen des Kompressionstaktes zwecks Überführen von Ladeluft geöffnet wird, auch zum Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes verwendet werden.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen mindestens eine Einlassöffnung des in Betrieb befindlichen Zylinders des mindestens einen Zylinderpaares geöffnet wird, um die aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder einzubringen. Gegebenenfalls ist diese mindestens eine Einlassöffnung des in Betrieb befindlichen Zylinders bereits offen bzw. geöffnet, wenn die mindestens eine Einlassöffnung des ladeluftliefernden abgeschalteten Zylinders im Rahmen des Kompressionstaktes zwecks Überführung von Ladeluft geöffnet wird.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen mindestens eine Einlassöffnung des in Betrieb befindlichen Zylinders des mindestens einen Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet wird, um die aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder einzubringen. Dann wird die mindestens eine Einlassöffnung des in Betrieb befindlichen Zylinders beim Ansaugen geöffnet, wodurch das Überführen von Ladeluft unterstützt wird.
Ein ladeluftempfangender Zylinder, d. h. ein Zylinder der ersten Gruppe, kann eine Einlassöffnung aufweisen, die mit dem ladeluftliefernden Zylinder verbunden wird, um Ladeluft im Rahmen des Kompressionstaktes zu überführen.
Ein ladeluftempfangender Zylinder kann aber auch mehr als eine Einlassöffnung aufweisen. Dann können sämtliche Einlassöffnungen mit dem ladeluftliefernden Zylinder verbunden werden, aber auch nur eine Einlassöffnung oder eine begrenzte Anzahl bzw. Auswahl an Einlassöffnungen.
Insofern ergeben sich auch unterschiedliche Verfahrensvarianten betreffend diese mindestens eine Einlassöffnung des ladeluftempfangenden Zylinders, welche im Folgenden kurz dargelegt werden.
Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder der ersten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist, können Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass während der Teilabschaltung eine Einlassöffnung des in Betrieb befindlichen Zylinders des mindestens einen Zylinderpaares via Überströmkanal mit dem abgeschalteten Zylinder verbunden wird, um die aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder einzubringen.
Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die mindestens eine andere Einlassöffnung des in Betrieb befindlichen Zylinders des mindestens einen Zylinderpaares, die nicht via Überströmkanal mit dem abgeschalteten Zylinder verbunden wird, geschlossen wird bevor die aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder eingebracht wird.
Zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder der ersten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist, können Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass während der Teilabschaltung sämtliche Einlassöffnungen eines in Betrieb befindlichen Zylinders des Zylinderpaares via Überströmkanal mit dem abgeschalteten Zylinder verbunden werden, um die aus dem abgeschalteten Zylinder abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder einzubringen.
Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich eine selbstzündende Brennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens einer vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen, wird gelöst mit einer aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens zwei Zylinder, bei der

– jeder Zylinder mindestens eine Auslassöffnung zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem und mindestens eine Einlassöffnung zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT bewegbar ist,
– mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfasst,
– mindestens zwei Zylinder in der Art konfiguriert sind, dass diese Zylinder 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, und
– jede Einlassöffnung und jede Auslassöffnung eines Zylinders mit einem Ventiltrieb ausgestattet ist mit einem Ventil, welches die zugehörige Öffnung versperrt und freigibt, wobei die mindestens eine Auslassöffnung jedes abschaltbaren Zylinders der zweiten Gruppe mit einem abschaltbaren Ventiltrieb ausgestattet ist,

– die Zylinder in der Art gruppiert sind, dass jeweils zwei Zylinder ein Zylinderpaar bilden, welches einen Zylinder der ersten Gruppe und einen Zylinder der zweiten Gruppe umfasst, wobei der Zylinder der zweiten Gruppe als ladeluftliefernder Zylinder dem Zylinder der ersten Gruppe als ladeluftempfangenden Zylinder während der Teilabschaltung zusätzliche Ladeluft bereitstellt, wozu ein zumindest zeitweise ausbildbarer Überströmkanal vorgesehen ist, der mindestens eine Einlassöffnung des ladeluftempfangenden Zylinders mit mindestens einer Einlassöffnung des ladeluftliefernden Zylinders verbindet, um Ladeluft via dem Überströmkanal aus dem abgeschalteten ladeluftliefernden Zylinder in den ladeluftempfangenden in Betrieb befindlichen Zylinder des Zylinderpaares einzubringen.

Das bereits für das erfindungsgemäße Verfahren Gesagte gilt auch für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die vorstehend hinsichtlich des Verfahrens gemachten Ausführungen. Die verschiedenen selbstzündenden Brennkraftmaschinen erfordern teils unterschiedliche Verfahrensvarianten.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen das Ansaugsystem den Überströmkanal zumindest mit ausbildet, wobei der Überströmkanal als vom Ansaugsystem abtrennbarer Kanal ausgebildet ist, der auch durch Betätigen eines Absperrelementes via mindestens einer Öffnung mit dem Ansaugsystem verbindbar ist.
Der Überströmkanal kann von Wandungen des Ansaugsystems bzw. des Einlasskrümmers mit ausgebildet werden. Gegebenenfalls erfordert das erfindungsgemäße Verfahren zusätzliche Wandungen, die in das Ansaugsystem bzw. den Einlasskrümmer einzubringen, d. h. einzuarbeiten sind.
Der Überströmkanal muss – wie bereits erwähnt – ein zumindest während des Kompressionstaktes vom übrigen Ansaugsystem abtrennbarer Kanal sein. Vorteilhaft ist es, wenn sich der Überströmkanal mit dem übrigen Ansaugsystem verbinden lässt und die mindestens eine Einlassöffnung des ladeluftliefernden abgeschalteten Zylinders, die im Rahmen des Kompressionstaktes zwecks Überführen von Ladeluft geöffnet wird, auch zum Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes verwendet werden kann. Dies gilt im Besonderen für den Normalbetrieb der Brennkraftmaschine nach Beendigung der Teilabschaltung. Dann steht dem abschaltbaren Zylinder mindestens eine weitere Einlassöffnung für den Ladungswechsel zur Verfügung. Das mindestens eine Absperrelement gibt die mindestens eine Öffnung frei oder versperrt diese Öffnung und kann beispielsweise als Klappe ausgebildet sein.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen die zwei Zylinder eines Zylinderpaares jeweils benachbart in dem mindestens einen Zylinderkopf angeordnete Zylinder sind. Die lokale Nähe der zwei Zylinder eines Zylinderpaares, d. h. ihre geometrische Nähe, hat für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Vorteile, da sich die Wegstrecke zwischen einer Einlassöffnung des ladeluftempfangenden Zylinders und einer Einlassöffnung des ladeluftliefernden Zylinders verkürzt. Der Überströmkanal gestaltet sich konstruktiv einfacher, ist weniger lang und weniger voluminös. Insbesondere Letzteres unterstützt das Überführen von Ladeluft aus dem ladeluftliefernden Zylinder in den ladeluftempfangenden Zylinder.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf und vier entlang der Längsachse des mindestens einen Zylinderkopfes in Reihe angeordneten Zylindern, von denen die beiden außenliegenden Zylinder auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindliche Zylinder der ersten Gruppe sind und die beiden innenliegenden Zylinder lastabhängig schaltbare Zylinder der zweiten Gruppe sind, die dadurch gekennzeichnet sind, dass jeweils ein außenliegender Zylinder und der benachbarte innenliegende Zylinder ein Zylinderpaar bilden.
Wird die selbstzündende Brennkraftmaschine mit der Zündfolge 1-3-4-2 betrieben, sind die Zündzeitpunkte in °KW gemessen die Folgenden: 0-180-360-540. Während der Teilabschaltung weisen die in Betrieb befindlichen außenliegenden Zylinder, d. h. der erste und der vierte Zylinder, einen thermodynamischen Versatz von 360°KW auf.
Der abgeschaltete dritte Zylinder dient als ladeluftliefernder Zylinder für den vierten Zylinder, der als ein in Betrieb befindlicher Zylinder ein ladeluftempfangender Zylinder ist. Und der zweite Zylinder dient als ladeluftliefernder Zylinder für den ersten Zylinder, der ebenfalls ein ladeluftempfangender Zylinder ist. Die Zylinder der beiden Zylinderpaare weisen dann – bei entsprechender Kurbelwellenkröpfung – jeweils einen mechanischen Versatz von 180°KW auf. Befindet sich ein ladeluftliefernder Zylinder in der Kompression saugt der zugehörige ladeluftempfangende Zylinder gleichzeitig an.
Bei aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschinen, bei denen jeder Zylinder zwei Einlassöffnungen zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem aufweist, sind Ausführungsformen vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass jeweils die Einlassöffnung eines abschaltbaren Zylinders eines Zylinderpaares, die dem auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlichen Zylinder dieses Zylinderpaares zugewandt ist, via Überströmkanal mit der Einlassöffnung des auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlichen Zylinders des Zylinderpaares, die dem abschaltbaren Zylinder des Zylinderpaares zugewandt ist, verbindbar ist.
Vorstehend werden die sich gegenüberliegenden Einlassöffnungen der Zylinder eines Zylinderpaares miteinander verbunden bzw. sind diese Einlassöffnungen miteinander via Überströmkanal verbindbar. Dadurch wird die Wegstrecke zwischen den Zylindern eines Zylinderpaares weitestgehend verkürzt und die Länge des Überströmkanals wird minimiert.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen jeder Zylinder zum Einbringen von Kraftstoff mit einer Direkteinspritzung ausgestattet ist.
Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen, bei denen jeder Zylinder zum Zwecke der Direkteinspritzung mit einer Einspritzdüse ausgestattet ist.
Die Kraftstoffzufuhr lässt sich zum Zwecke der Teilabschaltung bei direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschinen schneller und zuverlässiger deaktivieren als bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung, bei denen Kraftstoffreste im Saugrohr zu ungewollten Verbrennungen im abgeschalteten Zylinder führen können.
Nichtsdestotrotz können Ausführungsformen der Brennkraftmaschine vorteilhaft sein, bei denen zum Zwecke einer Kraftstoffversorgung eine Saugrohreinspritzung vorgesehen ist.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen der aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen mindestens zwei Abgasturbolader vorgesehen sind, die jeweils eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem angeordneten Verdichter umfassen.
Die Drehmomentcharakteristik einer aufgeladenen Brennkraftmaschine kann durch mehrere parallel angeordnete Turbolader, d. h. durch mehrere parallel angeordnete Turbinen von kleinerem Turbinenquerschnitt, verbessert werden, wobei mit steigender Abgasmenge Turbinen sukzessive zugeschaltet werden; ähnlich einer Registeraufladung.
Die Drehmomentcharakteristik kann auch mittels mehrerer in Reihe geschalteter Abgasturbolader vorteilhaft beeinflusst werden. Durch das in Reihe Schalten von zwei Abgasturboladern, von denen ein Abgasturbolader als Hochdruckstufe und ein Abgasturbolader als Niederdruckstufe dient, kann das Kennfeld in vorteilhafter Weise aufgeweitet werden und zwar sowohl hin zu kleineren Verdichterströmen als auch hin zu größeren Verdichterströmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsformen der aufgeladenen Brennkraftmaschine und gemäß den 1, 2a, 2b und 3 näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 schematisch und fragmentarisch eine erste Ausführungsform der Brennkraftmaschine im Normalbetrieb, teilweise geschnitten,
2a schematisch und fragmentarisch die in 1 dargestellte Brennkraftmaschine während der Teilabschaltung, teilweise geschnitten,
2b in einem Diagramm die Ventilerhebungskurven der Einlassventile des dritten Zylinders der in 1 dargestellten Brennkraftmaschine während der Teilabschaltung sowie die Ventilerhebungskurve der Einlassventile des vierten Zylinders, und
3 schematisch und fragmentarisch eine zweite Ausführungsform der Brennkraftmaschine, teilweise geschnitten.
1 zeigt schematisch und fragmentarisch eine erste Ausführungsform der Brennkraftmaschine im Normalbetrieb, teilweise geschnitten.
Es handelt sich um einen Vier-Zylinder-Reihenmotor mit Direkteinspritzung, bei dem die vier Zylinder 1, 2, 3, 4 entlang der Längsachse des Zylinderkopfes, d. h. in Reihe, angeordnet und jeweils mit einem Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff ausgestattet sind (nicht dargestellt).
Jeder Zylinder 1, 2, 3, 4 weist zwei Einlassöffnungen 3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂ zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem 7 auf, wobei sich an jede Einlassöffnung 3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂ eine Ansaugleitung 5a ₁, 5a ₂, 6a ₁, 6a ₂ anschließt. Die Ansaugleitungen 5a ₁, 5a ₂, 6a ₁, 6a ₂ führen unter Ausbildung eines Einlasskrümmers 7 zu einer Gesamtansaugleitung zusammen. Zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem ist jeder Zylinder 1, 2, 3, 4 mit zwei Auslassöffnungen 3b, 4b ausgestattet. Zudem verfügt jeder Zylinder 1, 2, 3, 4 über einen Kolben, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT bewegbar ist (nicht dargestellt).
Die Brennkraftmaschine ist zum Zwecke der Aufladung mit mindestens einem Abgasturbolader ausgestattet, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem 7 angeordneten Verdichter umfasst.
Die vier Zylinder 1, 2, 3, 4 sind konfiguriert und bilden zwei Gruppen mit jeweils zwei Zylindern 1, 2, 3, 4, wobei die beiden außenliegenden Zylinder 1, 4 eine erste Gruppe bilden, deren Zylinder 1, 4 auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb sind, und die beiden innenliegenden Zylinder 2, 3 eine zweite Gruppe bilden, deren Zylinder 2, 3 als lastabhängig schaltbare Zylinder 2, 3 ausgebildet sind, die im Rahmen einer Teilabschaltung abgeschaltet werden.
Jede Einlassöffnung 3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂ und jede Auslassöffnung 3b, 4b ist mit einem Ventiltrieb ausgestattet umfassend ein Ventil, welches die zugehörige Öffnung 3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂, 3b, 4b versperrt und freigibt, wobei die zwei Auslassöffnungen 3b jedes abschaltbaren Zylinders 2, 3 der zweiten Gruppe mit einem abschaltbaren Ventiltrieb ausgestattet sind.
Die vier Zylinder 1, 2, 3, 4 sind des Weiteren gruppiert und zwar in der Art, dass jeweils zwei Zylinder 1, 2, 3, 4 ein Zylinderpaar bilden, welches einen Zylinder 1, 4 der ersten Gruppe und einen Zylinder 2, 3 der zweiten Gruppe umfasst, wobei der Zylinder 2, 3 der zweiten Gruppe als ladeluftliefernder Zylinder 2, 3 dem Zylinder 1, 4 der ersten Gruppe als ladeluftempfangenden Zylinder 1, 4 während der Teilabschaltung zusätzliche Ladeluft bereitstellt. Jeweils ein außenliegender Zylinder 1, 4 und der benachbarte innenliegende Zylinder 2, 3 bilden ein Zylinderpaar.
Zum Überführen von Ladeluft ist ein vom übrigen Ansaugsystem 7 abtrennbarer Überströmkanal 8 vorgesehen, der vorliegend die erste Einlassöffnung 4a ₁ des ladeluftempfangenden vierten Zylinders 4 mit der zweiten Einlassöffnung 3a ₂ des ladeluftliefernden dritten Zylinders 3 verbindet bzw. während der Teilabschaltung verbinden kann, um Ladeluft via dem Überströmkanal 8 aus dem abgeschalteten ladeluftliefernden dritten Zylinder 3 in den in Betrieb befindlichen ladeluftempfangenden vierten Zylinder 4 des Zylinderpaares einzubringen.
2a zeigt schematisch und fragmentarisch die in 1 dargestellte Brennkraftmaschine während der Teilabschaltung, teilweise geschnitten. Es soll nur ergänzend zu 1 ausgeführt werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf 1. Für dieselben Teile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Während der Teilabschaltung werden die Auslassöffnungen 3b des abgeschalteten dritten Zylinders 3 der zweiten Gruppe versperrt, indem die zugehörigen zumindest teilweise variablen Ventiltriebe deaktiviert werden.
Die erste Einlassöffnung 3a ₁ des abgeschalteten dritten Zylinders 3 wird bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet, um den abgeschalteten dritten Zylinder 3 via Ansaugsystem 7 und erster Ansaugleitung 5a ₁ mit Ladeluft zu versorgen (siehe auch 2b – EV_3,1). Anschließend wird die zweite Einlassöffnung 3a ₂ dieses abgeschalteten dritten Zylinders 3 im Rahmen des folgenden Kompressionstaktes – bei geschlossener erster Einlassöffnung 3a ₁ – geöffnet, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht (siehe auch 2b – EV_3,2). Dabei wird die beim Öffnen der zweiten Einlassöffnung 3a ₂ aus dem abgeschalteten dritten Zylinder 3 abgeführte Ladeluft via Überströmkanal 8 dem in Betrieb befindlichen vierten Zylinder 4 des Zylinderpaares zugeführt (siehe auch 2b – EV₄).
Das Ansaugsystem 7 bildet den Überströmkanal 8 vorliegend mit aus, wobei zusätzliche Wandungen in das Ansaugsystem 7 bzw. den Einlasskrümmer 7 eingearbeitet sind. Der Überströmkanal 8 muss ein zumindest während des Kompressionstaktes vom übrigen Ansaugsystem 7 abtrennbarer Kanal sein. Der Überströmkanal 8 kann aber auch ein während der gesamten Teilabschaltung vom übrigen Ansaugsystem 7 abtrennbarer bzw. ein abgetrennter Kanal sein (siehe 2a).
Lässt sich der Überströmkanal 8 – wie vorliegend – mit dem übrigen Ansaugsystem 7 durch Betätigen eines Absperrelementes 8b via einer Öffnung 8a verbinden (siehe auch 1), kann die zweite Einlassöffnung 3a ₂ des abgeschalteten ladeluftliefernden dritten Zylinders 3, die im Rahmen des Kompressionstaktes zwecks Überführen von Ladeluft geöffnet wird, auch zum Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes verwendet werden. Dann steht dem abschaltbaren Zylinder 3 eine weitere Einlassöffnung 3a ₂ für das Ansaugen bzw. den Ladungswechsel zur Verfügung. Dies ist insbesondere ein Vorteil im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine und zwar auch für den vierten Zylinder 4, dem dann ebenfalls eine weitere Einlassöffnung 4a ₁ für den Ladungswechsel zur Verfügung steht (siehe auch 1).
2b zeigt in einem Diagramm die Ventilerhebungskurven EV_3,1, EV_3,2 der Einlassventile des dritten Zylinders 3 der in 1 dargestellten Brennkraftmaschine während der Teilabschaltung sowie die Ventilerhebungskurve EV₄ der Einlassventile des vierten Zylinders 4.
Der Ventilhub ∆h_in, der im Rahmen des Ansaugtaktes vom Einlassventil der ersten Einlassöffnung 3a ₁ des dritten Zylinders 3 ausgebildet wird, ist mehr als siebenmal größer als der Ventilhub ∆h_comp, der im Rahmen des Kompressionstaktes vom Einlassventil der zweiten Einlassöffnung 3a ₂ des dritten Zylinders 3 ausgebildet wird.
Kenntlich gemacht sind auch der obere Totpunkt OT₃ des dritten Zylinders sowie der obere Totpunkt OT₄ des vierten Zylinders.
3 zeigt schematisch und fragmentarisch eine zweite Ausführungsform der Brennkraftmaschine, teilweise geschnitten. Es soll nur ergänzend zu den vorstehenden Figuren ausgeführt werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf die vorstehenden Ausführungen.
Es handelt sich um einen Drei-Zylinder-Reihenmotor, bei dem die drei Zylinder 11, 12, 13 entlang der Längsachse des Zylinderkopfes, d. h. in Reihe angeordnet sind. Jeder Zylinder 11, 12, 13 weist zwei Einlassöffnungen 11a ₁, 11a ₂, 12a ₁, 12a ₂ 13a ₁, 13a ₂ zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem 7 auf, wobei sich an jede Einlassöffnung 11a ₁, 11a ₂, 12a ₁, 12a ₂ 13a ₁, 13a ₂ eine Ansaugleitung anschließt. Die Ansaugleitungen führen in ein Plenum 14 und unter Ausbildung eines Einlasskrümmers 7 zu einer Gesamtansaugleitung 7a zusammen.
Die drei Zylinder 11, 12, 13 sind konfiguriert und bilden zwei Gruppen, wobei die beiden außenliegenden Zylinder 11, 13 eine erste Gruppe bilden, deren Zylinder 11, 13 auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb sind, und der innenliegende Zylinder 12 eine zweite Gruppe bildet, d. h. als lastabhängig schaltbarer Zylinder 12 ausgebildet ist, der im Rahmen einer Teilabschaltung abgeschaltet wird.
Die drei Zylinder 11, 12, 13 sind des Weiteren gruppiert und zwar in der Art, dass jeweils zwei Zylinder 11, 12, 13 ein Zylinderpaar bilden, wobei ein Zylinderpaar einen Zylinder 11, 13 der ersten Gruppe und einen Zylinder 12 der zweiten Gruppe umfasst. Der abgeschaltete Zylinder 12 der zweiten Gruppe stellt als ladeluftliefernder Zylinder 12 beiden Zylindern 11, 13 der ersten Gruppe als ladeluftempfangenden Zylindern 11, 13 während der Teilabschaltung zusätzliche Ladeluft bereit. Der innenliegende abgeschaltete Zylinder 12 gehört vorliegend mehr als einem Zylinderpaar, nämlich zwei Zylinderpaaren, an und stellt als ladeluftliefernder Zylinder 12 den beiden außenliegenden Zylindern 11, 13 als ladeluftempfangenden Zylindern 11, 13 abwechselnd zusätzliche Ladeluft zur Verfügung.
Zum Überführen von Ladeluft ist ein vom übrigen Ansaugsystem 7 abtrennbarer Überströmkanal 8 vorgesehen, der vorliegend vom Plenum 14 des Ansaugsystems 7 mit ausgebildet wird und zumindest die erste Einlassöffnung 11a ₁, 13a ₁ eines ladeluftempfangenden Zylinders 11, 13 mit der zweiten Einlassöffnung 12a ₂ des ladeluftliefernden zweiten Zylinders 1 verbindet bzw. während der Teilabschaltung verbinden kann, um Ladeluft via dem Überströmkanal 8 aus dem abgeschalteten ladeluftliefernden zweiten Zylinder 12 in einen in Betrieb befindlichen ladeluftempfangenden Zylinder 11, 13 des Zylinderpaares einzubringen.
Der Überströmkanal 8 ist auch bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ein während des Kompressionstaktes vom übrigen Ansaugsystem 7 abtrennbarer Kanal. Hierzu ist ein als Absperrelement 8b dienendes Rückschlagventil 8c in der Gesamtansaugleitung 7a angeordnet, das den Überströmkanal vom übrigen Ansaugsystem 7 abtrennen kann, d. h. zum Ansaugen von Ladeluft im Rahmen des Ansaugtaktes öffnet und im Rahmen des Kompressionstaktes zwecks Überführen von Ladeluft schließt.
Der Drei-Zylinder-Reihenmotor kann mit einer Kurbelwelle ausgestattet werden, deren drei Kurbelwellenkröpfungen in Umfangsrichtung um jeweils 120° versetzt auf der Kurbelwelle angeordnet sind, wobei die Zündung in den Zylindern 11, 12, 13 im Abstand von 240°KW initiiert wird.
Die Kurbelwellenkröpfungen der drei Zylinder 11, 12, 13 können aber auch um 180° versetzt zueinander auf der Kurbelwelle angeordnet sein, wobei die Kurbelwellenkröpfung des innenliegenden Zylinders 12 gegenüber den Kurbelwellenkröpfungen der außenliegenden Zylinder 11, 13 in Umfangsrichtung um 180° versetzt auf der Kurbelwelle angeordnet ist. Die Zylinder können in der Reihenfolge 3-2-1 gezündet werden, so dass ausgehend vom dritten Zylinder die Zündzeitpunkte der drei Zylinder in °KW gemessen die Folgenden sind: 0-180-360. Die erneute Zündung des dritten Zylinders wird bei 720°KW initiiert. Bei Teilabschaltung ergibt sich ein Zündabstand von 360°KW.
Bezugszeichenliste

1: erster Zylinder, außenliegender Zylinder, ladeluftempfangender Zylinder
2: zweiter Zylinder, innenliegender Zylinder, abschaltbarer Zylinder
3: dritter Zylinder, innenliegender Zylinder, abschaltbarer Zylinder
3a₁: erste Einlassöffnung des dritten Zylinders
3a₂: zweite Einlassöffnung des dritten Zylinders
3b: Auslassöffnung des dritten Zylinders
4: vierter Zylinder, außenliegender Zylinder, ladeluftempfangender Zylinder
4a₁: erste Einlassöffnung des vierten Zylinders
4a₂: zweite Einlassöffnung des vierten Zylinders
4b: Auslassöffnung des vierten Zylinders
5a₁: erste Ansaugleitung des dritten Zylinders
5a₂: zweite Ansaugleitung des dritten Zylinders
6a₁: erste Ansaugleitung des vierten Zylinders
6a₂: zweite Ansaugleitung des vierten Zylinders
7: Ansaugsystem, Einlasskrümmer
7a: Gesamtansaugleitung
8: Überströmkanal
8a: Öffnung
8b: Absperrelement
8c: Rückschlagventil
11: erster Zylinder, außenliegender Zylinder, ladeluftempfangender Zylinder
11a₁: erste Einlassöffnung des ersten Zylinders
11a₂: zweite Einlassöffnung des ersten Zylinders
12: zweiter Zylinder, innenliegender Zylinder, abschaltbarer Zylinder
12a₁: erste Einlassöffnung des zweiten Zylinders
12a₂: zweite Einlassöffnung des zweiten Zylinders
13: dritter Zylinder, außenliegender Zylinder, ladeluftempfangender Zylinder
13a₁: erste Einlassöffnung des dritten Zylinders
13a₂: zweite Einlassöffnung des dritten Zylinders
14: Plenum
EV_3,1: Ventilerhebungskurve des ersten Einlassventils des dritten Zylinders während der Teilabschaltung
EV_3,2: Ventilerhebungskurve des zweiten Einlassventils des dritten Zylinders während der Teilabschaltung
EV₄: Ventilerhebungskurve der Einlassventile des vierten Zylinders während der Teilabschaltung
∆h: Ventilhub zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung
∆h_in: im Rahmen des Ansaugtaktes ausgebildeter Ventilhub eines Einlassventils eines bei Teilabschaltung abgeschalteten ladeluftliefernden Zylinders
∆h_comp: im Rahmen des Kompressionstaktes ausgebildeter Ventilhub eines Einlassventils eines bei Teilabschaltung abgeschalteten ladeluftliefernden Zylinders
OT₃: oberer Totpunkt des dritten Zylinders
OT₄: oberer Totpunkt des vierten Zylinders
∆t: Öffnungsdauer eines Ventils

Claims

Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen selbstzündenden Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens zwei Zylinder (1, 2, 3, 4), bei der – jeder Zylinder (1, 2, 3, 4) mindestens eine Auslassöffnung (3b, 4b) zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem und mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT bewegbar ist, – mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem (7) angeordneten Verdichter umfasst, – mindestens zwei Zylinder (1, 2, 3, 4) in der Art konfiguriert sind, dass diese Zylinder (1, 2, 3, 4) mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder (1, 2, 3, 4) bilden, wobei der mindestens eine Zylinder (1, 4) einer ersten Gruppe ein auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlicher Zylinder (1, 4) ist und der mindestens eine Zylinder (2, 3) einer zweiten Gruppe als lastabhängig schaltbarer Zylinder (2, 3) ausgebildet ist, und – jede Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂) und jede Auslassöffnung (3b, 4b) eines Zylinders (1, 2, 3, 4) mit einem Ventiltrieb ausgestattet ist mit einem Ventil, welches die zugehörige Öffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂, 3b, 4b) versperrt und freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (1, 2, 3, 4) in der Art gruppiert sind, dass jeweils zwei Zylinder (1, 2, 3, 4) ein Zylinderpaar bilden, welches einen Zylinder (1, 4) der ersten Gruppe und einen Zylinder (2, 3) der zweiten Gruppe umfasst, und während der Teilabschaltung – die mindestens eine Auslassöffnung (3b) jedes abgeschalteten Zylinders (2, 3) der zweiten Gruppe versperrt wird, indem ein zugehöriger zumindest teilweise variabler Ventiltrieb deaktiviert wird, – mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) eines abgeschalteten Zylinders (2, 3) mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet wird, um den abgeschalteten Zylinder (2, 3) via Ansaugsystem (7) mit Ladeluft zu versorgen, und mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) dieses abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet wird, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via der mindestens einen Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft via Überströmkanal (8) dem in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) des Zylinderpaares zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) des abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen des Kompressionstaktes später als 50°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) des abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen des Kompressionstaktes später als 70°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) des abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen des Kompressionstaktes später als 90°KW nach dem unteren Totpunkt UT geöffnet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) des abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen des Kompressionstaktes geschlossen wird bevor der Kolben den oberen Totpunkt OT erreicht.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jedes Ventil die zugehörige Öffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂, 3b, 4b) versperrt oder freigibt, wobei ein infolge Betätigung oszillierendes Ventil zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung einen Ventilhub ∆h ausbildet und die Öffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂, 3b, 4b) während einer Öffnungsdauer ∆t freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass der im Rahmen des Ansaugtaktes ausgebildete Ventilhub ∆h_in mindestens dreimal größer ist als der im Rahmen des Kompressionstaktes ausgebildete Ventilhub ∆h_comp, vorzugsweise mit ∆h_in/∆h_comp ≥ 5.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder (2, 3) der zweiten Gruppe zwei Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während der Teilabschaltung eine erste Einlassöffnung (3a ₁) eines abgeschalteten Zylinders (2, 3) mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet wird, um den abgeschalteten Zylinder (2, 3) via Ansaugsystem (7) mit Ladeluft zu versorgen, und eine zweite Einlassöffnung (3a ₂) dieses abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet wird, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via der zweiten Einlassöffnung (3a ₂) aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft via Überströmkanal (8) dem in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) des Zylinderpaares zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder (2, 3) der zweiten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während der Teilabschaltung sämtliche Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂) eines abgeschalteten Zylinders (2, 3) mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet werden, um den abgeschalteten Zylinder (2, 3) via Ansaugsystem (7) mit Ladeluft zu versorgen, und eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) dieses abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet wird, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via der Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft via Überströmkanal (8) dem in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) des Zylinderpaares zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder (2, 3) der zweiten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während der Teilabschaltung sämtliche Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂) eines abgeschalteten Zylinders (2, 3) mindestens eines Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet werden, um den abgeschalteten Zylinder (2, 3) via Ansaugsystem (7) mit Ladeluft zu versorgen, und sämtliche Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂) dieses abgeschalteten Zylinders (2, 3) im Rahmen eines Kompressionstaktes geöffnet werden, nachdem der Kolben den unteren Totpunkt durchlaufen hat und bevor dieser Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei die beim Öffnen via den Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂) aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft via Überströmkanal (8) dem in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) des Zylinderpaares zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmkanal (8) zumindest vom Ansaugsystem (7) mit ausgebildet wird, wobei der Überströmkanal (8) die mindestens eine im Rahmen des Kompressionstaktes geöffnete Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) des abgeschalteten Zylinders (2, 3) mit dem in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) des Zylinderpaares verbindet und ein zumindest während des Kompressionstaktes vom übrigen Ansaugsystem (7) abtrennbarer Kanal ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Einlassöffnung (4a ₁, 4a ₂) des in Betrieb befindlichen Zylinders (1, 4) des mindestens einen Zylinderpaares geöffnet wird, um die aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) einzubringen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Einlassöffnung (4a ₁, 4a ₂) des in Betrieb befindlichen Zylinders (1, 4) des mindestens einen Zylinderpaares bei sich auf den unteren Totpunkt zu bewegendem Kolben im Rahmen eines Ansaugtaktes geöffnet wird, um die aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) einzubringen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder (1, 4) der ersten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen (4a ₁, 4a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während der Teilabschaltung eine Einlassöffnung (4a ₁, 4a ₂) des in Betrieb befindlichen Zylinders (1, 4) des mindestens einen Zylinderpaares via Überströmkanal (8) mit dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) verbunden wird, um die aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) einzubringen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine andere Einlassöffnung (4a ₁, 4a ₂) des in Betrieb befindlichen Zylinders (1, 4) des mindestens einen Zylinderpaares, die nicht via Überströmkanal (8) mit dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) verbunden wird, geschlossen wird bevor die aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder (1, 4) der ersten Gruppe mindestens zwei Einlassöffnungen (4a ₁, 4a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während der Teilabschaltung sämtliche Einlassöffnungen (4a ₁, 4a ₂) eines in Betrieb befindlichen Zylinders (1, 4) des Zylinderpaares via Überströmkanal (8) mit dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) verbunden werden, um die aus dem abgeschalteten Zylinder (2, 3) abgeführte Ladeluft in den in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) einzubringen.
Aufgeladene selbstzündende Brennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, mit mindestens einem Zylinderkopf umfassend mindestens zwei Zylinder (1, 2, 3, 4), bei der – jeder Zylinder (1, 2, 3, 4) mindestens eine Auslassöffnung (3b, 4b) zum Abführen der Abgase via Abgasabführsystem und mindestens eine Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist und über einen Kolben verfügt, der entlang einer Kolbenlängsachse zwischen einem unteren Totpunkt UT und einem oberen Totpunkt OT bewegbar ist, – mindestens ein Abgasturbolader vorgesehen ist, der eine im Abgasabführsystem angeordnete Turbine und einen im Ansaugsystem (7) angeordneten Verdichter umfasst, – mindestens zwei Zylinder (1, 2, 3, 4) in der Art konfiguriert sind, dass diese Zylinder (1, 2, 3, 4) mindestens zwei Gruppen mit jeweils mindestens einem Zylinder (1, 2, 3, 4) bilden, wobei der mindestens eine Zylinder (1, 4) einer ersten Gruppe ein auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlicher Zylinder (1, 4) ist und der mindestens eine Zylinder (2, 3) einer zweiten Gruppe als lastabhängig schaltbarer Zylinder (2, 3) ausgebildet ist, und – jede Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂) und jede Auslassöffnung (3b, 4b) eines Zylinders (1, 2, 3, 4) mit einem Ventiltrieb ausgestattet ist mit einem Ventil, welches die zugehörige Öffnung (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂, 3b, 4b) versperrt und freigibt, wobei die mindestens eine Auslassöffnung (3b) jedes abschaltbaren Zylinders (2, 3) der zweiten Gruppe mit einem abschaltbaren Ventiltrieb ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zylinder (1, 2, 3, 4) in der Art gruppiert sind, dass jeweils zwei Zylinder (1, 2, 3, 4) ein Zylinderpaar bilden, welches einen Zylinder (1, 4) der ersten Gruppe und einen Zylinder (2, 3) der zweiten Gruppe umfasst, wobei der Zylinder (2, 3) der zweiten Gruppe als ladeluftliefernder Zylinder (2, 3) dem Zylinder (1, 4) der ersten Gruppe als ladeluftempfangenden Zylinder (1, 4) während der Teilabschaltung zusätzliche Ladeluft bereitstellt, wozu ein zumindest zeitweise ausbildbarer Überströmkanal (8) vorgesehen ist, der mindestens eine Einlassöffnung (4a ₁, 4a ₂) des ladeluftempfangenden Zylinders (1, 4) mit mindestens einer Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) des ladeluftliefernden Zylinders (2, 3) verbindet, um Ladeluft via dem Überströmkanal (8) aus dem abgeschalteten ladeluftliefernden Zylinder (2, 3) in den ladeluftempfangenden in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) des Zylinderpaares einzubringen.
Aufgeladene selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugsystem (7) den Überströmkanal (8) zumindest mit ausbildet, wobei der Überströmkanal (8) als vom Ansaugsystem (7) abtrennbarer Kanal ausgebildet ist, der auch durch Betätigen eines Absperrelementes (8b) via mindestens einer Öffnung (8a) mit dem Ansaugsystem (7) verbindbar ist.
Aufgeladene selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Zylinder (1, 2, 3, 4) eines Zylinderpaares jeweils benachbart in dem mindestens einen Zylinderkopf angeordnete Zylinder (1, 2, 3, 4) sind.
Aufgeladene selbstzündende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18 mit mindestens einem Zylinderkopf und vier entlang der Längsachse des Zylinderkopfes in Reihe angeordneten Zylindern (1, 2, 3, 4), wobei die beiden außenliegenden Zylinder (1, 4) auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindliche Zylinder (1, 4) der ersten Gruppe sind und die beiden innenliegenden Zylinder (2, 3) lastabhängig schaltbare Zylinder (2, 3) der zweiten Gruppe sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein außenliegender Zylinder (1, 4) und der benachbarte innenliegende Zylinder (2, 3) ein Zylinderpaar bilden.
Aufgeladene selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, bei der jeder Zylinder (1, 2, 3, 4) zwei Einlassöffnungen (3a ₁, 3a ₂, 4a ₁, 4a ₂) zum Zuführen von Ladeluft via Ansaugsystem (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Einlassöffnung (3a ₁, 3a ₂) eines abschaltbaren Zylinders (2, 3) eines Zylinderpaares, die dem auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlichen Zylinder (1, 4) dieses Zylinderpaares zugewandt ist, via Überströmkanal (8) mit der Einlassöffnung (4a ₁, 4a ₂) des auch bei Teilabschaltung der Brennkraftmaschine in Betrieb befindlichen Zylinders (1, 4) des Zylinderpaares, die dem abschaltbaren Zylinder (2, 3) des Zylinderpaares zugewandt ist, verbindbar ist.