DE102016101300A1

DE102016101300A1 - Verfahren und System für ein variables Ladungsbewegungssystem einer Kraftmaschine

Info

Publication number: DE102016101300A1
Application number: DE102016101300.5A
Authority: DE
Inventors: Chris Donald Wicks
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-07-28
Also published as: US20170335778A1; CN105927369B; US20160215704A1; US9784189B2; RU2016101741A; US9869252B2; CN105927369A; RU2715947C2; RU2016101741A3

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Einführen einer Ladungsbewegung in einen Zylinder über eine Blase in einem Ansaugkanal des Einlasskrümmers bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein System das Positionieren einer Blase in einer Einlassöffnung unmittelbar bei einem Zylinder enthalten.

Description

Gebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme zum Steuern einer Kraftmaschine eines Fahrzeugs, um eine variable Blase in einem Einlassluftweg einzustellen.
Hintergrund/Zusammenfassung
Eine vergrößerte Bewegung der Luft- und/oder Kraftstoffladung, die in eine Verbrennungskammer einer Kraftmaschine eingespritzt wird, kann unter einigen Bedingungen den Verbrennungswirkungsgrad erhöhen. Eine Ladungsbewegung kann z. B. die Effektivität der Verbrennung durch das Einleiten der Luftgeschwindigkeit und der Luftturbulenz in Richtungen senkrecht zur Strömungsrichtung erhöhen. Durch das Einleiten zusätzlicher kinetischer Energie in die Verbrennungskammern kann eine Zündfront das Volumen der Verbrennungskammer schneller und gleichmäßiger durchqueren, um mit einer erhöhten Kraftstoffmenge in Wechselwirkung zu treten, bevor die Wärmeenergie zur Kolbenbewegung übertragen wird. Ferner kann die resultierende Turbulenz sowohl die Homogenisierung des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb der Verbrennungskammer vergrößern als auch die Verbrennungsgeschwindigkeit vergrößern, die der Zeitraum ist, der erforderlich ist, bis das Luft/Kraftstoff-Gemisch während des Verbrennungsprozesses vollständig verbrennt.
Um die Taumel- und Wirbelparameter der Ladung zu verbessern, können verschiedene Bewegungssteuervorrichtungen stromaufwärts des Einlasses der Kraftmaschinenzylinder angekoppelt sein. Durch das Variieren der Ladungsbewegung eines Zylinders kann die Verbrennungsgeschwindigkeit des Zylinders variiert werden. Eine beispielhafte Bewegungssteuervorrichtung ist durch Overbeck im US-Patent Nr. 4.928.638 gezeigt. Darin ist eine einzelne variable Blase innerhalb eines Einlass-Ansaugkanals der Kraftmaschine angeordnet. Die Blase kann konfiguriert sein, einen variablen Querschnitt aufzuweisen, wobei der Querschnitt basierend auf den Betriebsparametern der Kraftmaschine variiert wird. Spezifisch wird ein Grad des Aufblasens der Blase eingestellt, um den Grad der Verschließung des Strömungsweges, der für ein in den Einlasskrümmer eintretendes Luft-Kraftstoff-Gemisch verfügbar ist, zu variieren.
Die Erfinder haben hier potentielle Probleme bei derartigen Vorrichtungen erkannt. Als ein Beispiel kann der Ort der variablen Blase innerhalb des Einlasskrümmers (aber stromaufwärts der einzelnen Einlass-Ansaugkanäle) zu einer weniger als optimalen Ladungsmischung führen. Während die Ladungsmischung durch das Erzeugen von Taumeln und Verwirbelung stromabwärts der Kanal-Ansaugkanäle verbessert werden kann, befindet sich eine derartige Position zu nah bei dem Zylinderkopf. Zusätzlich dazu, dass die Blase räumlich eingeschränkt ist, kann sie an dieser Position für eine thermische Verschlechterung anfällig sein. Ferner kann die Nähe zu dem heißen Zylinderkopf die Fähigkeit beeinflussen, den Betrag des erreichten Aufblasens/Ablassens zu steuern. Die Erwärmung der Blase kann z. B. zu mehr Aufblasen führen, als erwünscht ist. Dies kann als solches eine Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der Verbrennung ungünstig beeinflussen. Als ein weiteres Beispiel beeinflusst die Blase nach Overbeck die Ladungsbewegung zu allen Zylindern global, wobei sie aber nicht imstande sein kann, die Ladungsbewegung jedes Zylinders einzeln einzustellen. Es kann Bedingungen als solche geben, unter denen bestimmte Zylinder mehr oder weniger Ladungsbewegung als andere Zylinder erfordern.
In einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme wenigstens teilweise durch ein System behandelt werden, das einen Zylinder mit einem Einlass-Ansaugkanal und eine Blase, die in einer Öffnung in einer Unterseite des Einlass-Ansaugkanals am nächsten beim Zylinder positioniert ist, umfasst. In dieser Weise kann die einzelne Zylinderverbrennung durch das Bereitstellen von Ladungsbewegung für jeden Zylinder an einem Ort innerhalb der Kanal-Ansaugkanäle und näher beim Zylinderkopf verbessert werden.
Als ein Beispiel kann eine Blase mit variablem Querschnitt an eine Patrone gekoppelt sein, die in eine Kraftmaschinen-Trennwand an einem Ort unmittelbar am Zylinderkopf, wo die einzelnen Einlassöffnungen die Luft in die entsprechenden Zylinder zuführen, einsetzbar ist. Die Trennwand kann mit einem Kühlmittelkanal (Kühlmittelkanälen), der (die) konfiguriert ist (sind), ein Kühlmittel zirkulieren zu lassen, in Fluidverbindung stehen. Die Patrone kann einen inneren Luftkanal enthalten, der von dem Kühlmittel durch ein Ausdehnungselement abgedichtet ist, wobei der innere Luftkanal der Blase Luft zum Variieren des Betrags des Aufblasens der Blase zuführt. Basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine, wie z. B. der Position der Lufteinlassdrosselklappe, kann eine Menge der den einzelnen Patronenblasen zugeführten Luft variiert werden. In dieser Weise kann die Blase in dem kleinen Raum positioniert sein, der in der Umgebung des Zylinderkopfs verfügbar ist. Durch das Koppeln der variablen Blase in eine Zylinder-Einlassöffnung jedes Zylinders der Kraftmaschine wird die durch die Blase beim Aufblasen erzeugte Taumelwirkung erhöht. Gleichzeitig wird durch das Positionieren der Patrone einem Kühlmittelkanal der Zylinderwand benachbart die thermische Verschlechterung der Blase verhindert.
Außerdem kann das Aufblasen/Ablassen der Blase ungeachtet der Nähe zu den heißen Kraftmaschinenkomponenten genauer gesteuert werden.
Die Erfinder haben erkannt, dass die obige Herangehensweise verschiedene Vorteile bereitstellen kann. Als ein Beispiel kann unter Verwendung einer oder mehrerer der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen die Änderung der Einlassluftmengen der einzelnen Zylinder basierend auf dem (den) vorhandenen Betriebsparameter(n) der Kraftmaschine erlaubt sein. Es ist ein weiterer Vorteil, dass die Blase durch die Verwendung der Patrone leicht installiert und entfernt werden kann. Die Patrone kann z. B. eine oder mehrere variable Blasen umfassen. Die Patrone kann in eine Öffnung einer Trennwand zwischen einem Kraftmaschinenzylinder und einem Einlass-Ansaugkanal eingesetzt sein, wobei sich die Patrone durch einen Abschnitt eines Raums innerhalb der Trennwand erstreckt. Ein Kraftmaschinenkühlmittel kann den Raum innerhalb der Trennwand fluten und dadurch die Patrone mit Kühlmittel umgeben. Ein Blasenkrümmer kann am Äußeren der Patrone zwischen dem Kraftmaschinenzylinder und einem Lufteinlasskrümmer befestigt sein. In dieser Weise können der Blasenkrümmer und die Patrone kompakt sein und können Kraftmaschinenraum einsparen. Es ist ein Vorteil, dass die Blase die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch das Verbessern einer Luft/Kraftstoff-Mischung und schließlich das Verbessern eines Verbrennungswirkungsgrads erhöht.
Die obige Erörterung erhält Erkenntnisse, die durch die Erfinder erreicht worden sind und die nicht als allgemein bekannt anerkannt werden. Es sollte folglich selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl der Konzepte einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Schutzumfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht eine Kraftmaschine, die eine variable Blase enthält.
2 stellt eine Kraftmaschine dar, die einen Zylinderkopf, einen Einlasskrümmer und einen Blasenkrümmer umfasst.
3 zeigt die Patronen, die in die Trennwände des Zylinderkopfs eingesetzt sind.
4 veranschaulicht eine ausführliche Darstellung einer aus der Trennwand zurückgezogenen Patrone.
5A bzw. 5B stellen Blasen in einer Einlassöffnung entweder in einem abgelassenen Zustand oder einem aufgeblasenen Zustand dar.
6 stellt eine Draufsicht der in die Trennwand eingesetzten Patrone dar, wobei der Zylinderkopf entfernt worden ist.
7 stellt eine Schnittansicht der Einlassöffnung mit einer sich darin befindenden Blase dar.
8A, 8B und 8C stellen verschiedene Ausführungsformen dar, die drei getrennte Orte für ein Steuerventil, das eine Luftzufuhr zu den Ladungsbewegungsvorrichtungen steuert, aufweisen.
9 demonstriert ein beispielhaftes Verfahren zum Einstellen einer variablen Blase in der Einlassöffnung.
10 demonstriert ein beispielhaftes Verfahren zum Einstellen von zwei getrennt positionierten Blasen in einem Einlasssystem der Kraftmaschine.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren für eine variable Blase, die an ein Kraftmaschinen-Einlasssystem gekoppelt ist, wie z. B. in 1 dargestellt ist. Die Blase kann in einer Patrone, die in eine Kraftmaschinen-Trennwand eingesetzt ist, positioniert sein, wie in den 2–7 gezeigt ist. Die 8A–C stellen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. Die Blase kann über einen Controller in Abstimmung mit einem Aktuator und Informationen von verschiedenen anwendbaren Sensoren eingestellt werden. Der Controller kann mit Anweisungen programmiert sein, um eine Steuerroutine, wie z. B. die Routine nach 9, auszuführen, um die Blase in Reaktion auf eine abnehmende Kraftmaschinenlast (z. B. eine Einlassdrosselklappe, die weiter geschlossen wird) durch das Steuern der Ventile, die komprimierte Luft in die Blase einspeisen und/oder Luft von der Blase zur Atmosphäre entlüften, aufzublasen. Der koordinierte Betrieb einer ersten und einer zweiten Blase, die sich an verschiedenen Positionen in der Einlassöffnung befinden, wird bezüglich 10 erörtert.
1 ist eine schematische graphische Darstellung, die eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinders einer Mehrzylinder-Kraftmaschine 10 zeigt, die in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Die Kraftmaschine 10 ist wenigstens teilweise durch ein Steuersystem, das einen Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einer Bedienungsperson 132 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Die Verbrennungskammer (d. h., der Zylinder) 30 der Kraftmaschine 10 enthält die Wände 32 der Zylinderbohrung, wobei ein Kolben 36 darin positioniert ist. Wie dargestellt ist, ist der Kolben 36 an eine Kurbelwelle 40 gekoppelt, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Startermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
Wie in dem Beispiel nach 1 gezeigt ist, empfängt die Verbrennungskammer 30 Einlassluft von einem Einlasskrümmer 44 über einen Einlasskanal 42, wobei sie die Verbrennungsgase über einen Auslasskanal 48 entleert. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskanal 48 können über jeweils ein Einlassventil 52 und ein Auslassventil 54 selektiv mit der Verbrennungskammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
Stromaufwärts des Einlassventils 52 kann eine Ladungsbewegungsvorrichtung (z. B. eine variable Blase) 148 in einer Öffnung der untersten Wand einer Einlassöffnung 140 positioniert sein. Die gestrichelte Linie 142 repräsentiert eine Grenze zwischen der Einlassöffnung 140 und dem Einlasskrümmer 44. In einigen Beispielen kann die Blase 148 kugelförmig sein. In anderen Beispielen kann die Blase 148 länglich sein und kann sich von der Einlassöffnung 140 zu dem (und in den) Einlasskrümmer 44 erstrecken. Die Blase 148 kann 10–40 mm entfernt von einem Abschnitt des Einlassventils 52 in Kontakt mit der untersten Wand der Einlassöffnung 140 angeordnet sein. In dieser Position kann die Blase 148, wenn sie aufgeblasen ist, die zum Einlassventil 52 strömende Luft behindern und dadurch eine Luftströmung beeinflussen, um eine Taumelwirkung für die in den entsprechenden Zylinder eintretende Ladung zu erzeugen. Das Taumeln kann als eine Wirbelbewegung definiert sein, die verwendet wird, um die Homogenität der Luft/Kraftstoff-Mischung zu vergrößern. Ein Vergleich einer aufgeblasenen Blase und einer abgelassenen Blase ist bezüglich der 5A und 5B gezeigt.
Die variable Blase(n) 148, die sich innerhalb der Einlassöffnung 140 befindet (befinden), kann (können) in Reaktion auf eine abgetastete Kraftmaschinenbedingung aufgeblasen oder abgelassen werden. Als ein Beispiel kann die Blase 148 in Reaktion auf eine Drosselklappenposition, die weiter geschlossen wird, (z. B. eine abnehmende Kraftmaschinenlast) wenigstens teilweise aufgeblasen werden. Dies kann auf eine verringerte Wirksamkeit der Luft/Kraftstoff-Mischung zurückzuführen sein, die durch eine Abnahme der Luftdurchflussmenge verursacht wird. Um dieses Dilemma zu umgehen, kann die Blase 148 aufgeblasen werden, um ein Taumeln zu erzeugen. Aufgrund der Nähe der Blase 148 bezüglich eines Zylinder-Einlassventils 52 (die Blase kann sich z. B. zwischen 10–40 mm von einem unteren Abschnitt des Einlassventils in Kontakt mit dem Einlass-Ansaugkanal befinden) kann das Taumeln erzeugt werden, um eine Wirksamkeit der Luft/Kraftstoff-Mischung zu vergrößern.
Die Blase 148 kann nach dem Ablassen mit der untersten Wand der Einlassöffnung 140 bündig sein. In einem Beispiel behindert die Blase 148 in einem vollständig abgelassenen Zustand keinen Teil einer Bohrung der Einlassöffnung 140. Die Blase 148 kann an eine Kühlmitteldichtung gekoppelt sein, die sich an einer Zinke an einem Ende eines Ausdehnungselements 146 befindet. Das Ausdehnungselement kann hier außerdem als ein Kanal bezeichnet werden. Der Kanal 146 kann hohl und Y-förmig und mit einer Innenwand einer Patrone 152 verbunden sein. Wie oben beschrieben worden ist, kann die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Einlassventile enthalten. Falls die Verbrennungskammer 30 zwei oder mehr Einlassventile enthält, kann sich der Kanal 146 gabeln, um eine Blase für jedes Einlassventil bereitzustellen. In dieser Weise können mehrere variable Blasen 148 und mehrere Einlassventile 52 vorhanden sein. Der Kanal 146 kann einen Blaseneinlassweg wenigstens teilweise aufnehmen, wobei der Weg der variablen Blase eine zu dem Kanal 146 ähnliche Form annehmen kann. Der Weg der variablen Blase kann sich von der Blase 148 zu einem Blasenkrümmer 150 erstrecken. Der Weg der variablen Blase wird bezüglich 3 ausführlicher erörtert.
In einigen Ausführungsformen kann sich zusätzlich oder alternativ eine zweite variable Blase 149 innerhalb des Auslasses des Lufteinlasskrümmers befinden. Die zweite variable Blase 149 kann länglich und größer als die variable Blase 148 sein. Die zweite variable Blase 149 kann sich an einer obersten Wand des Auslasses des Lufteinlasskrümmers am entferntesten von der Verbrennungskammer 30 befinden. Das heißt, die Kraftmaschine 10 kann zwei verschiedene Blasen enthalten, eine erste variable Blase 148, die sich an einer untersten Wand einer Einlassöffnung 140 am nächsten bei der Verbrennungskammer 30 befindet, und eine zweite variable Blase 149, die sich an der obersten Wand des Auslasses des Lufteinlasskrümmers am entferntesten von der Verbrennungskammer 30 befindet. Die erste Blase 148 kann sich im Vergleich zur zweiten Blase 149 näher bei der Verbrennungskammer befinden (die zweite variable Blase kann sich z. B. 100–200 mm entfernt vom Einlassventil 52 befinden). Der Auslass des Lufteinlasskrümmers kann im Folgenden ausführlicher erörtert werden. Die zweite variable Blase 149 kann sich stromaufwärts eines Kompressors 162 und stromabwärts der gestrichelte Linie 142 befinden. Eine Anzahl der zweiten variablen Blasen 149, die in der Kraftmaschine 10 vorhanden sind, kann gleich einer Anzahl der Verbrennungskammern 30 sein.
Für eine Kraftmaschine, die vier Verbrennungskammern umfasst, wobei jede Verbrennungskammer zwei Einlassventile umfasst, kann eine Kraftmaschine in einer Ausführungsform zwei variable Blasen 148 in den Einlass-Ansaugkanälen der Verbrennungskammer und eine zweite variable Blase 149 im Auslass des Lufteinlasskrümmers der Verbrennungskammer umfassen. Das heißt, die beschriebene Kraftmaschine kann eine Gesamtzahl von acht variablen Blasen 148 und vier zweiten variablen Blasen 149 umfassen.
Die zweite variable Blase 149 kann beim Aufblasen eine Luftströmung zu den Einlassventilen 52 aller Zylinder global und nicht einzeln beeinflussen, wohingegen die variable Blase 148 beim Aufblasen nur ein einzelnes Zylinder-Einlassventil 52 beeinflussen kann. Deshalb kann die zweite variable Blase 149 beim Aufblasen eine Luftströmung zur Verbrennungskammer 30 wenigstens teilweise behindern. Die zweite variable Blase 149 kann beim abgeschlossenen Ablassen mit der oberen Wand des Auslasses des Lufteinlasskrümmers bündig sein, so dass sie eine Bohrung des Auslasses des Lufteinlasskrümmers nicht behindert.
Eine aufgeblasene zweite variable Blase kann eine Luftströmung durch den Auslass des Lufteinlasskrümmers beeinflussen, so dass eine Rate der Luftströmung (z. B. eine Geschwindigkeit) vergrößert ist. In dieser Weise kann Luft der Verbrennungskammer 30 mit einer erhöhten Rate zugeführt werden. Eine abgelassene Blase kann es ermöglichen, dass eine vergrößerte Luftmenge durch den Auslass des Lufteinlasskrümmers strömt. Eine Rate der Luftströmung, die durch eine weniger aufgeblasene zweite Blase (z. B. eine weiter abgelassene Blase) strömt, kann kleiner als die Rate der Luftströmung sein, die durch eine weiter aufgeblasene zweite Blase strömt.
Die zweite variable Blase 149 kann einen zweiten Blasenkrümmer mit einem zweiten Blasenkrümmerweg, der von einer Quelle komprimierter Luft zum zweiten Blasenkrümmer führt, umfassen. Ein zweites Blasensteuerventil kann sich zwischen dem zweiten Blasenkrümmer und dem zweiten Blasenkrümmerweg befinden. Der zweite Blasenkrümmer kann über einen zweiten Blasenweg fluidtechnisch an die zweite Blase gekoppelt sein. In dieser Weise kann die Luft von der Quelle komprimierter Luft durch den zweiten Blasenkrümmereinlass, durch ein offenes zweites Blasensteuerventil, in den zweiten Blasenkrümmer, durch den zweiten Blasenkrümmerweg und in die zweite Blase strömen, ohne in/durch die Komponenten der ersten Blase zu strömen, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Blasenkrümmer ein zweites Ausflusssteuerventil stromaufwärts eines zweiten Blasenkrümmerauslasses umfassen. Der zweite Blasenkrümmerauslass kann an denselben Unterdruck gekoppelt sein, der an den ersten Blasenkrümmerauslass gekoppelt ist. Indem die zweite Blase das zweite Steuerventil und das zweite Ausflusssteuerventil umfasst, kann sie unabhängig von der ersten Blase aufgeblasen und/oder abgelassen werden. Die erste Blase 148 kann sich im Vergleich zu der zweiten Blase 149 näher bei der Verbrennungskammer befinden.
Die Patrone 152 kann eine Innenwand und eine Außenwand umfassen. Wie oben beschrieben worden ist, kann die Innenwand der Patrone 152 an den Kanal 146 gekoppelt sein. Der Blasenkrümmer 150 kann über einen Vorsprung an der Außenwand der Patrone 152 befestigt sein. Die Patrone 152 kann in eine Öffnung einer Trennwand, die sich zwischen dem Lufteinlasskrümmer 44 und dem Zylinder 30 befindet, eingesetzt sein. Der Blasenkrümmer 150 kann sich in einem Raum zwischen einem Zylinderkopf und dem Lufteinlasskrümmer 44 befinden und über Kühlmittelkanäle von der Einlassöffnung getrennt sein. Die Einlassöffnung 140, die variable Blase 148, die zweite variable Blase 149, der Kanal 146, die Patrone 152 und der Blasenkrümmer 150 werden bezüglich der 2–5B weiter erörtert.
Das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 sind über jeweilige Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 durch Nockenbetätigung gesteuert. Jedes Nockenbetätigungssystem 51 und 53 kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS-System) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT-System) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT-System) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL-System) verwenden, die durch den Controller 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Die Positionen des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 können durch die Positionssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlassventil 52 und/oder das Auslassventil 54 durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert sein. Der Zylinder 30 kann z. B. alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, die CPS- und/oder VCT-Systeme enthält, gesteuertes Auslassventil enthalten.
In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um ihm Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 30 eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 enthält, der Kraftstoff von einem Kraftstoffsystem zugeführt wird. Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 66 direkt an den Zylinder 30 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW, das über einen elektronischen Treiber 68 von dem Controller 12 empfangen wird, direkt in ihn einzuspritzen. In dieser Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 66 das bereit, was als die Direkteinspritzung des Kraftstoffs in den Verbrennungszylinder 30 bekannt ist.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält der Einlasskanal 42 eine Drosselklappe 62, die eine Drosselklappen-Platte 64 aufweist. In diesem speziellen Beispiel kann die Position der Drosselklappen-Platte 64 über ein Signal, das einem Elektromotor oder einem Aktuator, der in der Drosselklappe 62 enthalten ist, bereitgestellt wird, durch den Controller 12 variiert werden, eine Konfiguration, die im Allgemeinen als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drosselklappe 62 betrieben werden, um die der Verbrennungskammer 30 unter den anderen Kraftmaschinenzylindern bereitgestellte Einlassluft zu variieren. Die Position der Drosselklappen-Platte 64 wird dem Controller 12 z. B. durch ein Drosselklappen-Positionssignal TP bereitgestellt. Der Einlasskanal 42 enthält ferner einen Luftmassendurchflusssensor 120 und einen Krümmerluftdrucksensor 122, um die Signale MAF bzw. MAP dem Controller 12 bereitzustellen.
Das Zündsystem 88 kann der Verbrennungskammer 30 in Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA von dem Controller 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereitstellen. Obwohl Funkenzündungskomponenten gezeigt sind, können in einigen Ausführungsformen die Verbrennungskammer 30 oder eine oder mehrere andere Verbrennungskammern der Kraftmaschine 10 in einem Kompressionszündmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden.
Die Kraftmaschine 10 kann ferner eine Kompressionsvorrichtung, wie z. B. einen Turbolader oder einen Lader, enthalten, die wenigstens einen Kompressor 162 enthält, der entlang dem Einlasskrümmer 44 angeordnet ist. Für einen Turbolader kann der Kompressor 162 wenigstens teilweise (z. B. über eine Welle) durch eine Turbine 164, die entlang dem Auslasskanal 48 angeordnet ist, angetrieben sein. Für einen Lader kann der Kompressor 162 wenigstens teilweise durch die Kraftmaschine und/oder eine elektrische Arbeitsmaschine angetrieben sein, wobei er keine Turbine enthalten kann. Folglich kann der Betrag der Kompression (z. B. der Aufladung), der einem oder mehreren Zylindern der Kraftmaschine über einen Turbolader oder einen Lader bereitgestellt wird, durch den Controller 12 variiert werden.
Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 126 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 70 an den Auslasskanal 48 gekoppelt ist. Der Sensor 126 kann irgendein geeigneter Sensor sein, um eine Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff-), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-, ein HEGO-(ein erwärmter EGO-), ein NO_x-, HC- oder CO-Sensor. Es ist gezeigt, dass die Abgasreinigungsvorrichtung 70 entlang dem Auslasskanal 48 stromabwärts eines Abgassensors 126 angeordnet ist. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NO_x-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein. In einigen Ausführungsformen kann während des Betriebs der Kraftmaschine 10 die Abgasreinigungsvorrichtung 70 durch das Betreiben wenigstens eines Zylinders der Kraftmaschine innerhalb eines speziellen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses periodisch zurückgesetzt werden.
Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, die Eingabe-/Ausgabeports 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein Festwertspeicher-Chip 106 gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von den an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von dem Luftmassendurchflusssensor 120; der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 118 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappen-Positionssensor; und eines Absolut-Krümmerdrucksignals von dem Sensor 122. Ein Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen. Es sein angegeben, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie z. B. ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Während des stöchiometrischen Betriebs kann der MAP-Sensor z. B. eine Angabe des Kraftmaschinendrehmoments angeben. Ferner kann dieser Sensor zusammen mit der detektierten Kraftmaschinendrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich der Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der außerdem als ein Kraftmaschinendrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Impulse erzeugen.
Wie oben erörtert worden ist, veranschaulicht 2 eine prägnantere Darstellung der Kraftmaschine 10 und des Lufteinlasskrümmers 44. Spezifisch stellt 2 eine räumliche Beziehung zwischen der Kraftmaschine 10, dem Lufteinlasskrümmer 44 und dem Blasenkrümmer 150 dar, die maßstabsgerecht ist, obwohl andere relative Abmessungen verwendet werden können, falls gewünscht. 2 ist maßstabsgerecht.
Die Kraftmaschine 10 kann einen Zylinderkopf 210 enthalten, der über die Ansaugkanäle 240 des Lufteinlasskrümmers fluidtechnisch an den Lufteinlasskrümmer 44 gekoppelt sein kann. Die Ansaugkanäle 240 des Lufteinlasskrümmers erstrecken und biegen sich weg vom Zylinderkopf 210 zu einer Ebene parallel zu einer Verbrennungskammer. In dieser Weise kann sich ein Raum zwischen dem Zylinderkopf 210 und dem Lufteinlasskrümmer 240 befinden. Ein Blasenkrümmer 150 kann sich innerhalb des Raums zwischen dem Lufteinlasskrümmer 44 und dem Zylinderkopf 210 direkt unter den Ansaugkanälen 240 des Lufteinlasskrümmers befinden. Wie oben erwähnt worden ist, ist der Blasenkrümmer 150 über Rohrverschraubungen 220 an eine Patrone (z. B. die Patrone 152) gekoppelt. Eine Anzahl der Rohrverschraubungen 220 kann zu einer Anzahl der Patronen, die in dem Zylinderkopf 210 vorhanden sind, gleich sein. In dieser Weise kann jeder Patrone direkt an den Blasenkrümmer 150 gekoppelt sein. Zusätzliche Einzelheiten der Struktur der Patrone werden im Folgenden ausführlicher erörtert.
Der Blasenkrümmer 150 kann einen Blasenkrümmerauslass 250 stromabwärts eines zweiten Steuerventils 260, das zu einem Lufteinlasssystem ableiten kann, umfassen. Der Auslass 250 kann fluidtechnisch an eine (nicht gezeigte) Unterdruckquelle gekoppelt sein. Der Blasenkrümmerauslass 250 kann sich direkt stromaufwärts des zweiten Steuerventils 260 krümmen. Der Blasenkrümmerauslass 250 kann sich weg vom Lufteinlasskrümmer 44 zum Zylinderkopf 210 krümmen. Es wird durch einen Fachmann auf dem Gebiet erkannt, dass sich der Blasenkrümmerauslass 250 basierend auf der Konstruktion des Zylinderkopfs und der räumlichen Einschränkungen in der Umgebung des Zylinderkopfs (z. B. nach unten in der Richtung eines Zylinders) in anderen möglichen Richtungen krümmen kann. Das zweite Steuerventil 260 kann so eingestellt sein, dass ein Betrag des von dem Unterdruck bereitgestellten Unterdrucks eingestellt werden kann. In dieser Weise kann eine Ablassrate einer variablen Blase (z. B. der variablen Blase 148) gesteuert werden. Falls sich z. B. das zweite Steuerventil 260 in einer weiter offenen Position befindet, kann die Ablassrate im Vergleich zu einem zweiten Steuerventil 260 in einer weniger offenen Position vergrößert sein.
Der Blasenkrümmer 150 kann ferner eine Blasenkrümmer-Luftleitung 280 enthalten, die an eine Quelle 290 komprimierter Luft gekoppelt ist. Die Quelle 290 komprimierter Luft kann über eine Leitung 270 des Lufteinlasskrümmers bzw. eine Blasenkrümmer-Luftleitung 280 eine Luftströmung zum Lufteinlasskrümmer 44 und/oder zum Blasenkrümmer 150 bereitstellen. Die dem Lufteinlasskrümmer 44 von der Quelle 290 komprimierter Luft zugeführte Luftströmung kann über ein variables Ventil 274, das sich zwischen dem Lufteinlasskrümmer 44 und der Quelle 290 komprimierter Luft befindet, eingestellt werden. Gleichermaßen kann die dem Blasenkrümmer 150 zugeführte Luftströmung über ein Steuerventil, das sich zwischen der Quelle 290 komprimierter Luft und dem Blasenkrümmer 150 befindet, eingestellt werden. Die Leitung 270 des Lufteinlasskrümmers befindet sich stromabwärts eines Einlasskanals 42. Die komprimierte Luft kann durch einen Kompressor des Turboladers der Kraftmaschine erzeugt und in einer Lagervorrichtung für komprimierte Luft (z. B. der Quelle 290 komprimierter Luft) gelagert werden.
Wie veranschaulicht ist, umfasst die Kraftmaschine 10 vier Zylinder, wobei im Ergebnis der Lufteinlasskrümmer 44 vier Ansaugkanäle 240 des Lufteinlasskrümmers umfasst. Jeder Ansaugkanal 240 des Lufteinlasskrümmers kann zu einer Einlassöffnung 140 führen. In dieser Weise kann die Luft durch einen Einlasskanal (z. B. den Einlasskanal 42) in den Lufteinlasskrümmer 44, durch die Auslässe 240 des Lufteinlasskrümmers und dann durch die einzelnen Öffnungen/Ansaugkanäle der Zylinder in eine entsprechende Verbrennungskammer (z. B. einen entsprechenden Zylinder 30) strömen. Wie oben erwähnt worden ist, kann ein Einlassventil (z. B. das Einlassventil 52) betätigt werden, um eine in der Verbrennungskammer empfangene Luftmenge einzustellen. Vor dem Erreichen der Verbrennungskammer kann die Luftströmung über eine variable Blase (z. B. die variable Blase 148) basierend auf einem Grad des Aufblasens der Blase geändert werden. Durch das Vergrößern des Grades des Aufblasens der Blase kann z. B. die Luftströmung eingeschränkt werden und kann die Ladungsbewegung vergrößert werden.
In einigen Ausführungsformen kann sich eine zweite variable Blase zusätzlich oder alternativ innerhalb des Auslasses 240 des Lufteinlasskrümmers befinden. Die zweite variable Blase kann länglich sein. Die zweite variable Blase kann sich an einer obersten Wand des Auslasses 240 des Lufteinlasskrümmers am entferntesten von einer Verbrennungskammer befinden. Das heißt, die Kraftmaschine 10 kann zwei Blasen enthalten, eine erste Blase, die sich an einer untersten Wand einer Zylinderöffnung am nächsten bei der Verbrennungskammer befindet, und eine zweite Blase, die sich an der obersten Wand des Auslasses des Lufteinlasskrümmers am entferntesten von der Verbrennungskammer befindet.
Die erste Blase und die zweite Blase können beide an den Blasenkrümmer 150 gekoppelt und gemeinsam gesteuert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die erste Blase die einzige Blase sein, die an den Blasenkrümmer 150 gekoppelt ist, während die zweite Blase an einen separaten Blasenkrümmer gekoppelt sein kann. In dieser Weise können die erste und die zweite Blase getrennt betrieben werden. Eine Blase kann z. B. aufgeblasen werden, während die andere Blase nicht aufgeblasen wird. Ferner können die erste Blase und die zweite Blase mit verschiedenen Raten aufgeblasen und/oder abgelassen werden. Dies ermöglicht, dass die in einen Zylinder eintretende Ladungsbewegung an verschiedenen Orten variiert wird, was eine verbesserte Taumel- und Wirbelsteuerung der Zylinderladung ermöglicht.
In 3 ist eine perspektivische Ansicht 300 des Zylinderkopfs 210 gezeigt, wobei der Lufteinlassluftkrümmer 44 weggelassen ist, um einen durch einen Blasenkrümmer 150 eingenommenen Raum genauer darzustellen. 3 repräsentiert einen Zylinderkopf mit den Patronen 152, die in mehrere Trennwände eingesetzt sind. Die Patronen 152 sind an einen Blasenkrümmer 150 gekoppelt, wobei der Blasenkrümmer 150 verwendet werden kann, um die variablen Blasen, die an einen Kanal, der jeder Patrone zugeordnet ist, gekoppelt sind, aufzublasen oder abzulassen. Wie in 2 veranschaulicht ist, ist zwischen dem Zylinderkopf 210 und dem Lufteinlasskrümmer 44 ein Raum vorhanden. Wie in 3 gezeigt ist, kann die räumliche Trennung vorteilhaft durch einen Blasenkrümmer 150 eingenommen sein, wobei dadurch ermöglicht wird, dass die Blasen ungeachtet der begrenzten Raumverfügbarkeit in der Umgebung des Zylinderkopfs aufgenommen sind. Ferner ermöglicht der spezifische Ort, dass ein Kühlmittel in der Umgebung der Blase zirkuliert und sie vor thermischer Verschlechterung schützt. 3 ist maßstabsgerecht.
Der Zylinderkopf 210 kann mehrere Zylinder-Einlassöffnungen 140 umfassen. Wie oben bezüglich 2 erwähnt worden ist, können die Einlassöffnungen 140 an einen Ansaugkanal des Lufteinlasskrümmers (z. B. den Ansaugkanal 240 des Lufteinlasskrümmers) oder an einen Lufteinlasskrümmer (z. B. den Lufteinlasskrümmer 44) gekoppelt sein. Wie veranschaulicht ist, befinden sich mehrere Patronen 152 unter den Einlassöffnungen 140. Spezifisch ist eine einzige Patrone 152 in eine Trennwand eingesetzt, die sich unter einer einzelnen Einlassöffnung 140 befindet. Die Trennwand kann sich zwischen einer Verbrennungskammer (z. B. dem Zylinder 30) und der einzelnen Einlassöffnung 140 und spezifischer zwischen einem Zylinderkopf und dem entsprechenden einzelnen Einlass-Ansaugkanal befinden.
Die Trennwand kann mehrere röhrenförmige Öffnungen aufweisen, wobei jede unter einer entsprechenden Einlassöffnung 140 positioniert ist und dem Lufteinlasskrümmer 44 zugewandt ist. Jede Öffnung verläuft an wenigstens einem Abschnitt der Länge des Zylinderkopfs 210. Die Öffnung der Trennwand kann bearbeitet sein, so dass eine Innenwand der Patrone 152 auf einen äußeren Rand der Trennwandöffnung ausgerichtet ist. In dieser Weise kann ein Kühlmittel, das sich in einem Raum innerhalb der Trennwand befindet, beim Einsetzen der Patrone 152 in die Trennwand nicht aus dem Raum der Trennwand auslaufen. Der Raum der Trennwand kann sich von einer Öffnung der Trennwand bis zu einer Verbrennungskammerwand (z. B. der Verbrennungskammerwand 32) am Nächsten beim Lufteinlasskrümmer 44 erstrecken. Der Raum der Trennwand kann groß genug sein, um die Gesamtheit der Patrone 152 aufzunehmen. Die Trennwand wird bezüglich 4 ausführlicher erörtert.
Jede Patrone 152 kann eine äußere Stirnfläche 320 enthalten. Jede äußere Stirnfläche 320 kann einen Vorsprung 220 umfassen, der einen einzelnen Blasenkrümmer (z. B. den Blasenkrümmer 150) an der äußeren Stirnfläche 320 der Patrone 152 befestigt. Der Abschnitt des Blasenkrümmers 150, der mit der äußeren Stirnfläche 320 in Verbindung steht, kann in einem Beispiel als ein Passstift konfiguriert sein. Entsprechend können in einer Ausführungsform mehrere Rohrverschraubungen 220 mehrere äußere Stirnflächen 320 verbinden, um sowohl einen Blasenbetätigungsluftweg zur Atmosphäre als auch einen Kühlmantel des Zylinderkopfs der Kraftmaschine abzudichten. Die Achse des Blasenkrümmers 150 ist zu einer Seitenachse 332 (oder einer äußeren Stirnfläche) der Patrone 152 parallel. In dieser Weise kann eine Anzahl der Verbindungspunkte zwischen dem Blasenkrümmer 150 und den Patronen 152 gleich der Anzahl der Patronen 152 sein. Wie in dem aktuellen Beispiel gezeigt ist, befinden sich vier Patronen innerhalb des Zylinderkopfs 210. Entsprechend sind zwischen den Patronen 152 und dem Blasenkrümmer 150 vier Verbindungspunkte vorhanden. In alternativen Ausführungsformen kann jedoch die Anzahl der Patronen und der Verbindungspunkte größer oder kleiner sein.
Jede Patrone 152 kann über mehrere Schrauben 334 an einem äußeren Flansch der Trennwand befestigt sein. Wie gezeigt ist, können die Schrauben 334 entlang einer Seitenachse 332 der Patrone 152 (d. h., entlang der Breite der Patrone entlang einer Achse, die zu der Achse des Blasenkrümmers 150 parallel verläuft) einander gegenüberliegend eingesetzt sein. Die Schrauben 334 können in entsprechende Löcher eingesetzt sein, die sich in der äußeren Stirnfläche 320 der Patrone 152 befinden, wobei die Löcher symmetrisch entlang der Seitenachse 332 (entlang der längeren Ebene) der Patrone positioniert sind. In dieser Weise kann jede Patrone einen Raum unter einer Zylinder-Einlassöffnung 140 zwischen einem Zylinderkopf 210 und dem Zylinder einnehmen. Der Kanal und die Trennwand werden bezüglich 4 ausführlicher erörtert.
Die Einlässe 324 der variablen Blase können den Blasenkrümmer 150 an einen inneren Abschnitt der Patrone, spezifisch an einen inneren Kanal der Patrone (die in 4 beschrieben ist) fluidtechnisch koppeln. Der innere Kanal kann von einem Ende der Einlässe 324 der variablen Blase zu einer variablen Blase (z. B. der variablen Blase 148), die sich in der Einlassöffnung 140 befindet, durchgehen. Ein Abschnitt des Einlasses 324 der variablen Blase kann wenigstens teilweise durch den Kanal aufgenommen sein. Der Abschnitt des Einlasses 324 der variablen Blase, der durch den Kanal aufgenommen ist, kann sich unter den Einlassöffnungen 140 innerhalb einer Trennwand befinden.
Weitergehend von der äußeren Stirnfläche 320 kann der Einlass 324 der variablen Blase mit dem Blasenkrümmer 150 verbunden sein. Der Durchmesser des Einlasses 324 der variablen Blase kann kleiner als der Durchmesser des Blasenkrümmers 150 sein. Der Blasenkrümmer 150 kann entlang der Achse 332 in einer linearen Weise folgen und sich direkt stromaufwärts des zweiten Steuerventils 260 biegen. Der Blasenkrümmer 150 kann den mehreren Einlässen 324 der variablen Blase Luft bereitstellen. Der Blasenkrümmer 150 kann Luft über eine Blasenkrümmer-Luftleitung 280, die den Blasenkrümmer fluidtechnisch an eine Quelle komprimierter Luft (z. B. die Quelle 290 komprimierter Luft) koppelt, empfangen. Ein erstes Steuerventil 340 kann sich entlang der Blasenkrümmer-Luftleitung 280 an einem Ort in der Nähe eines Blasenkrümmereinlasses 342 des Blasenkrümmers 150 zum Steuern einer Luftmenge, die den Blasen über den Blasenkrümmer 150 zugeführt wird, befinden. Wie dargestellt ist, kann der Blasenkrümmereinlass 342 an den Blasenkrümmer 150 zwischen den Patronen ganz in der Mitte gekoppelt sein. Außerdem oder alternativ kann sich der Blasenkrümmereinlass 342 unmittelbar an einer der äußersten Patronen befinden. Deshalb kann Luft von der Quelle komprimierter Luft in den Blasenkrümmer 150 strömen, solange wie das erste Steuerventil 340 wenigstens teilweise offen ist. Das erste Steuerventil 340 kann verwendet werden, um eine Luftströmung in den Blasenkrümmer 150 einzustellen. Wenn das erste Steuerventil 340 geschlossen ist, dann kann der Blasenkrümmer 150 keine Luft empfangen, was dazu führt, dass die Blasen in den Einlassöffnungen 140 außerdem keine Luft empfangen.
Die Luft in dem Blasenkrümmer 150 kann über einen Blasenkrümmerauslass 250 aus dem Blasenkrümmer 150 strömen. Der Blasenkrümmerauslass 250 kann von einer Hauptachse des Blasenkrümmers 150 versetzt sein. Spezifisch kann sich der Blasenkrümmer 150 longitudinal entlang einer Länge des Zylinderkopfs 210 parallel zur Seitenachse 332 der Patronen und dann an der letzten Patrone vorbei erstrecken, wobei sich die Achse des Blasenkrümmers zu einer Seite des Zylinderkopfs 210 krümmen oder etwas biegen und abbiegen kann. Ein zweites Steuerventil 260 ist an einer Position unmittelbar nach der Biegung in dem Blasenkrümmer entlang dem Blasenkrümmer 150 positioniert. Durch den Blasenkrümmerauslass 250 kann Luft strömen, falls das zweite Steuerventil 260 wenigstens teilweise offen ist. Das zweite Steuerventil 260 kann verwendet werden, um eine Austritts-Luftdurchflussmenge von dem Blasenkrümmer 150 durch den Blasenkrümmerauslass 250 einzustellen. Der Blasenkrümmerauslass 250 kann an einen Unterdruck gekoppelt sein, der die Ausströmung der Luft durch den Blasenkrümmerauslass 250 durch das Ausüben eines Unterdrucks auf den Blasenkrümmer 150 unterstützen kann. In dieser Weise kann über den Unterdruck Luft aus dem Blasenkrümmer 150 gezogen werden. Falls sich jedoch das zweite Steuerventil 260 in einer geschlossenen Position befindet, kann der Blasenkrümmer 150 den durch den Unterdruck erzeugten Unterdruck nicht erfahren, wobei die Luft nicht durch den Blasenkrümmerauslass 250 strömen kann. Falls sich das zweite Steuerventil 260 in einer geschlossenen Position befindet, können die Blasen, die sich in den Einlassöffnungen 140 befinden, nicht abgelassen werden.
4 zeigt eine Explosionsansicht 400 des Zylinderkopfs, die eine Einlassöffnung, eine Trennwand und eine Patrone des Zylinderkopfs darstellt. Wie oben beschrieben worden ist, kann der Zylinderkopf eine Anzahl von Einlass-Ansaugkanälen, Trennwänden und Patronen umfassen, wobei die Anzahl gleich einer Anzahl der Verbrennungskammern ist. 4 ist maßstabsgerecht.
Der Zylinderkopf 210 umfasst eine Einlassöffnung 140 über einer Trennwand 410. Die Trennwand 410 kann sich zwischen der Einlassöffnung 140 und einer Verbrennungskammer (z. B. einem Zylinder 30) befinden. Die Trennwand 410 kann sich auf einer Seite der Verbrennungskammer am nächsten bei einem Blasenkrümmer 150 befinden. Es kann ein (nicht gezeigter) Kühlmantel, der Kühlmittelkanäle enthält, vorhanden sein, die sich in die Räume in der Trennwand 410 öffnen, so dass das Kühlmittel durch die Räume innerhalb der Trennwand 410 strömen kann. Entsprechend kann eine Trennwanddichtung 414 an einem äußeren Flansch einer Trennwandöffnung positioniert sein, die zu einem Raum zwischen dem Zylinderkopf 210 und dem Blasenkrümmer 150 gerichtet ist. Die Trennwandöffnung kann z. B. zu einem Raum, der durch den Blasenkrümmer 150 eingenommen ist, zwischen dem Zylinderkopf 210 und einem Einlassluftkrümmer (z. B. dem Einlassluftkrümmer 44) bezüglich 2 offen sein. In dieser Weise verhindert die Trennwanddichtung, dass das Kühlmittel zur Atmosphäre entströmt.
Die Patrone 152 ist in die Trennwand 410 eingesetzt. Wie gezeigt ist, ist die Patrone 152 so konstruiert, dass die Abmessungen der Patrone 152 den Abmessungen einer Öffnung der Trennwand 410 entsprechen und die Patrone 152 in die Trennwand 410 eingepasst werden kann. Beim Einsetzen der Patrone 152 in die Trennwand 410 wird eine innere Stirnfläche der Patrone 152 gegen die Trennwanddichtung 414 gepresst, so dass das Kühlmittel nicht aus der Trennwand 410 strömen kann. Die Patrone 152 kann über die Schrauben 334 an der Trennwand 410 befestigt werden. Die Schrauben 334 können zuerst durch die entsprechenden Löcher 418 in der Patrone 152 und dann durch die entsprechenden Löcher 422 in der Außenseite der Trennwand 410 getrieben werden. Die entsprechenden Löcher 418 der Patrone und die entsprechenden Löcher 422 der Trennwand sind beim Einsetzen der Patrone 152 in die Trennwand 410 ausgerichtet. Wie oben erwähnt worden ist, können die Schrauben 334 entlang einer Seitenachse der Patrone 152 einander entgegengesetzt positioniert sein. Die entsprechenden Löcher 418 der Patrone und die entsprechenden Löcher 422 der Trennwand können mit Gewinde sein, so dass die Patrone 152 beim Einsetzen und Anziehen der Schrauben 334 durch die entsprechenden Löcher 418 der Patrone und die entsprechenden Löcher 422 der Trennwand genau an die Trennwand 410 angepasst werden kann.
Ein Kanal 146 erstreckt sich von der inneren Stirnfläche der Patrone 152 und nimmt einen Abschnitt des Raums, der sich innerhalb der Trennwand 410 befindet, ein. In dieser Weise ist der Kanal 146 beim Einsetzen der Patrone 152 in die Trennwand 410 von Kühlmittel umgeben. Der Kanal 146 kann hohl und Y-förmig sein. Eine variable Blase 148 kann an eine Dichtung 434 des Kühlmittel-/Luftweges, der an jedes gezinkte Ende des Kanals 146 gekoppelt ist, gekoppelt sein. Ein Ende des Kanals 146 kann hier als eine Zinke bezeichnet werden. Der Kanal kann eine Y-Form aufweisen, um die Blase 148 jedem Einlassventil (z. B. dem Einlassventil 52) einer gegebenen Verbrennungskammer bereitzustellen. Der Kanal 430 kann z. B. Y-förmig sein, wie gezeigt ist, um die beiden Blasen 148 den beiden separaten Einlassventilen einer Verbrennungskammer bereitzustellen. In alternativen Beispielen kann der Kanal 146 linear und sich nicht gabelnd sein, wobei die Verbrennungskammer nur ein Einlassventil umfasst. Es wird von einem Fachmann auf dem Gebiet erkannt, dass der Kanal 146 so geformt sein kann, dass er eine Anzahl von Blasen 148, die gleich einer Anzahl der Einlassventile des Zylinders ist, bereitstellen kann.
Wenn die Patrone 152 in die Trennwand 410 eingesetzt ist, kann die Dichtung 434 des Kühlmittel-/Luftweges physikalisch an eine Außenfläche einer Öffnung, die sich in einer untersten Wand der Einlassöffnung 140 am nächsten bei einer Verbrennungskammer befindet, gekoppelt sein. In dieser Weise kann das Kühlmittel, das die Räume innerhalb der Trennwand 410 flutet, ungeachtet eines Grades des Aufblasens der variablen Blase 148 nicht in die Einlassöffnung 140 eintreten. Umgekehrt kann die Luft, die sich durch die Öffnungen des Zylinderkopfs bewegt, nicht in den Wassermantel eintreten. Die Öffnung kann die Blase 148 aufnehmen, so dass der Durchmesser der Öffnung im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Blase 148 ist. Wenn die Blase 148 abgelassen ist, kann die Blase 148 mit der untersten Wand der Einlassöffnung 140 bündig sein. In dieser Weise kann eine völlig abgelassene Blase 148 keine Kanäle innerhalb der Einlassöffnung 140 behindern. Bezüglich 1 kann ein Abstand zwischen der Blase 148 und einem Einlassventil 52 zwischen 10–40 mm betragen. Wie oben erwähnt worden ist, ermöglicht der Abstand, dass eine wenigstens teilweise aufgeblasene Blase die Luftströmung durch die Einlassöffnung 140 beeinflusst und durch das wenigstens teilweise Behindern der Einlassöffnung 140 ein Taumeln erzeugt. Das Taumeln kann als eine kreisförmige Wirbelbewegung definiert sein, die eine Wirksamkeit der Mischung einer Luft/Kraftstoff-Mischung vergrößern kann.
Die Blase 148 kann über einen Einlass 324 der variablen Blase und einen Weg 440 der variablen Blase an einen Blasenkrümmer 150 fluidtechnisch gekoppelt sein. Der Weg 440 der variablen Blase kann durch den Kanal 146 wenigstens teilweise aufgenommen sein. Das Kühlmittel, das die Trennwand 410 flutet, umgibt ein Äußeres des Kanals 146 und ist von dem Weg 440 der variablen Blase isoliert. Wie in 4 dargestellt ist, weist der Kanal 146 eine Y-Form auf, wobei sich deshalb der Weg 440 der variablen Blase gabeln kann, wenn sich der Kanal 146 gabelt. Mit anderen Worten, der Weg 440 der variablen Blase kann eine Form annehmen, die zu einer Form des Kanals 146 ähnlich ist.
Der Weg 440 der variablen Blase kann sich von einem Boden der Blase 148 zu einer Außenwand 320 der Patrone 152 erstrecken. Der Weg 440 der variablen Blase kann über eine Rohrverschraubung 220 an den Einlass 324 der variablen Blase anstoßen und mit dem Einlass 324 der variablen Blase fluidtechnisch gekoppelt sein. Die Rohrverschraubung 220 ist in die Patrone 152 geschraubt, wobei das gegenüberliegende Ende eine Dichtungsanordnung des Kompressionstyps aufweist, die eine luftdichte Verbindung zu dem Blasenkrümmer 150 erzeugt, wobei sie eine abgedichtete Leitung zwischen dem Blasenkrümmer 150 und der Patrone 152 erzeugt. Der Weg 440 der variablen Blase ist in dieser Weise mit dem Einlass 324 der variablen Blase fluidtechnisch gekoppelt und stößt an den Einlass 324 der variablen Blase an.
Wie oben beschrieben worden ist, kann ein Grad des Aufblasens der variablen Blase 148 basierend auf den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine eingestellt werden. In einem Beispiel kann die Blase 148 aufgeblasen werden, so dass sie einen Luftweg innerhalb der Einlassöffnung 140 teilweise behindern kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Blase 148 abgelassen werden, so dass sie mit einer untersten Wand der Einlassöffnung 140 bündig sein kann und den Luftweg in der Einlassöffnung 140 nicht behindern kann. Die 5A und 5B zeigen eine Blase in dem abgelassenen bzw. dem aufgeblasenen Zustand.
Die 5A und 5B stellen einen Zylinderkopf 210 mit einer Einlassöffnung 140 und einer Patrone 152 dar. Die Patrone 152 kann über die Schrauben 334, die in entsprechende Gewindelöcher eingesetzt, an einer Trennwand (z. B. der Trennwand 410) befestigt sein. Eine Außenwand 320 kann über eine Rohrverschraubung 220 an einem Einlass 324 der variablen Blase befestigt sein. Ein Einlass 324 der variablen Blase kann fluidtechnisch an den Blasenkrümmer 150 gekoppelt sein. Es wird erkannt, dass, während die 5A–B die Blase in einem völlig abgelassenen oder aufgeblasenen Zustand darstellen, dies nicht als einschränkend gemeint ist und dass in alternativen Beispielen die Blasen irgendeinen Grad des Aufblasens zwischen dem völlig aufgeblasenen Zustand und dem völlig abgelassenen Zustand aufweisen können. Die 5A und 5B sind beide maßstabsgerecht.
In 5A sind die Blasen 148 in einem völlig abgelassenen Zustand in der Einlassöffnung 140 gezeigt. Wie oben beschrieben worden ist, kann eine völlig abgelassene Blase in der Einlassöffnung 140 mit der untersten Wand der Einlassöffnung 140 unmittelbar an der Verbrennungskammer bündig sein. In dieser Weise kann die von einem Einlasskrümmer (z. B. dem Einlasskrümmer 44) zur Einlassöffnung 140 strömende Luft durch die Blasen 148 nicht behindert und/oder beeinflusst werden. Durch das Ablassen der Blase kann eine Rate der Luftströmung zu dem entsprechenden Zylinder vergrößert werden.
Die Blasen 148 können über das Sperren einer Quelle komprimierter Luft (z. B. der Quelle 290 komprimierter Luft), durch das wenigstens teilweise Schließen eines Steuerventils (z. B. des ersten Steuerventils 340), das wenigstens teilweise Öffnen eines zweiten Steuerventils (z. B. des zweiten Steuerventils 260) und das Ausüben eines Unterdrucks abgelassen werden. Eine Ablassrate kann durch das Einstellen des zweiten Steuerventils und/oder des ausgeübten Drucks des Unterdrucks eingestellt werden. Das Einstellen des zweiten Steuerventils zu einer weiter offenen Position kann z. B. die Ablassrate vergrößern, während ein konstanter Unterdruck ausgeübt wird. Gleichermaßen kann das Vergrößern eines durch den Unterdruck eingeleiteten Unterdrucks außerdem die Ablassrate für ein zweites Steuerventil in einer festen, wenigstens teilweise offenen Position vergrößern.
Die völlig abgelassenen Blasen 148, die in 5A gezeigt sind, sind als bündig mit den untersten Wänden der Einlassöffnung 140 veranschaulicht. Wie erwähnt worden ist, können die völlig abgelassenen Blasen 148 eine Luftströmung durch die Einlassöffnung 140 nicht beeinflussen. In dieser Weise kann kein Taumeln erzeugt werden und kann eine Luftdurchflussmenge vergrößert werden.
In 5B sind die Blasen 148 in einem völlig aufgeblasenen Zustand in der Einlassöffnung 140 gezeigt. Wie oben beschrieben worden ist, kann eine völlig aufgeblasene Blase in der Einlassöffnung die Luftströmung, die durch die Einlassöffnung 140 in eine Verbrennungskammer hindurchgeht, wenigstens teilweise behindern und beeinflussen. Die Blasen 148 können völlig aufgeblasen sein, um die Luftströmung zu beeinflussen und ein Taumeln zu erzeugen, was die Mischung einer Luft/Kraftstoff-Mischung vergrößern kann. Dabei kann der Kraftstoffwirkungsgrad vergrößert werden.
Zusätzlich oder alternativ können die Blasen teilweise aufgeblasen sein, um die Luftströmung zu beeinflussen und ein Taumeln zu erzeugen. Dieses durch die teilweise aufgeblasenen Blasen erzeugte Taumeln kann jedoch kleiner als das durch eine völlig aufgeblasene Blase erzeugte Taumeln sein. Ferner kann die teilweise aufgeblasene Blase im Vergleich zu der durch die völlig aufgeblasenen Blasen bereitgestellten Luftströmung eine vergrößerte Luftströmung zur Verbrennungskammer bereitstellen.
Die Blasen 148 können über das Sperren des Unterdrucks, das Schließen des zweiten Steuerventils 260, das wenigstens teilweise Öffnen des ersten Steuerventils 340 und das Starten der Quelle komprimierter Luft wenigstens teilweise aufgeblasen werden. Eine Aufblasrate kann über das Einstellen eines oder mehrerer der Steuerventile und der Quelle komprimierter Luft eingestellt werden. Das Einstellen des ersten Steuerventils 340 zu einer weiter offenen Position kann z. B. die Aufblasrate vergrößern. Gleichermaßen kann das Vergrößern des durch die Quelle komprimierter Luft bereitgestellten Drucks der Aufblasluft die Aufblasrate vergrößern.
6 stellt eine Ausführungsform 600 dar, die eine Draufsicht des Kanals 146, der Blase(n) 148 und der Auslassöffnungen 610 veranschaulicht, wobei der Zylinderkopf entfernt ist. 7 stellt eine Querschnittsansicht, die senkrecht zur Achse 332 aufgeteilt ist, der Einlassöffnung(en) 140, des Kanals 146 und der Blase 148 dar. Wie dargestellt ist, erstreckt sich die Einlassöffnung 140 in einer Abwärtsneigung zu einem Zylinder, wobei im Ergebnis eine Zinke des Kanals außerdem eine Abwärtsneigung umfasst, die der Neigung der Einlassöffnung 140 entspricht. In dieser Weise kann die Einlassöffnung 140 die Blase 148 sicherer aufnehmen. Außerdem ist der Kanal 146 stromaufwärts einer Gabelung, an der der Kanal 146 beginnt, sich entsprechend der Neigung der Einlassöffnung 140 stromabwärts der Gabelung nach unten zu neigen, im Wesentlichen linear.
8A, 8B und 8C veranschaulichen verschiedene mögliche Orte für ein Steuerventil. 8A veranschaulicht eine Ausführungsform 802, die ein Steuerventil 340 darstellt, das sich stromaufwärts des Blasenkrümmers 150 befindet. In dieser Weise können die Blasen 148 alle eine im Wesentlichen gleiche Luftmenge empfangen. In dieser Weise können die Blasen 148 nicht unabhängig voneinander aufgeblasen werden.
8B veranschaulicht eine Ausführungsform 804, die ein Steuerventil 810 stromabwärts einer Innenwand der Patrone 152 und stromaufwärts der Blasen 148 darstellt. Wie dargestellt ist, können die Blasen 148A–D unabhängig voneinander gesteuert werden. In dieser Weise können die Blasen 148A eine erste Aufblasmenge empfangen, während die Blasen 148 eine zweite höhere oder niedrigere Aufblasmenge empfangen. Im Ergebnis kann eine erste Patrone eine Luftzufuhr zu den Blasen der ersten Patrone bereitstellen, die nicht gleich einer zu den Blasen einer zweiten Patrone zugeführten Luftzufuhr ist.
8C veranschaulicht eine Ausführungsform 806, die die Steuerventile 840E und 840F stromabwärts einer Innenwand der Patrone 152 und stromaufwärts der Blasen 148E und 148F darstellt. Die Blase 148E kann eine erste Luftmenge empfangen, die höher oder niedriger als eine zweite Luftmenge ist, die der Blase 148F derselben Patrone zugeführt wird. Das heißt, eine erste Blase einer ersten Patrone kann eine Luftzufuhr empfangen, die von einer Luftzufuhr unabhängig ist, die einer zweiten Blase der ersten Patrone oder einer dritten Blase einer zweiten Patrone zugeführt wird.
Die Verfahren und Bedingungen zum Aufblasen/Ablassen der Blasen 148 werden im Folgenden bezüglich der 9 ausführlicher beschrieben. Ferner werden die Verfahren und die Bedingung für eine Ausführungsform, die eine erste Blase, die an eine Zylinderöffnung gekoppelt ist, und eine zweite Blase, die an einen Einlasskrümmer gekoppelt ist, enthält, bezüglich 10 beschrieben.
9 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 900 zum Einstellen des Aufblasens einer Blase in einem Einlass-Ansaugkanal eines Zylinderkopfs einer Kraftmaschine. Das Verfahren kann die Bedingungen für das wenigstens teilweise Aufblasen der Blase aufgrund einer abnehmenden Kraftmaschinenlast enthalten, um eine Taumelwirkung auf das Luft/Kraftstoff-Gemisch einzuführen/zu vergrößern. Außerdem kann das Verfahren die Bedingungen für das wenigstens teilweise Ablassen der Blase aufgrund einer zunehmenden Kraftmaschinenlast enthalten, um ein Taumeln bereitzustellen, während eine vergrößerte Rate der Luftströmung ermöglicht wird.
Das Verfahren 900 kann bei 902 beginnen, wo der Controller die aktuellen Betriebsparameter der Kraftmaschine schätzt, misst und/oder bestimmt. Die aktuellen Betriebsparameter der Kraftmaschine, die geschätzt werden, können die Luftdurchflussmenge des Krümmers, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Drosselklappenposition, den Krümmerunterdruck, die Kraftmaschinendrehzahl, den Aufladungspegel, die Kompressordrehzahl und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennung enthalten, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Eine Kraftmaschinenlast kann über die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Drosselklappenposition und/oder den Krümmerunterdruck bestimmt werden.
Bei 904 enthält das Verfahren 900 das Bestimmen, ob eine aktuelle Kraftmaschinenlast kleiner als ein erster Schwellenwert ist. Der erste Schwellenwert kann eine niedrige Kraftmaschinenlast widerspiegeln. In einem Beispiel kann die aktuelle Kraftmaschinenlast kleiner als der erste Schwellenwert sein, wenn sich die Kraftmaschine im Leerlauf befindet und/oder die Drosselklappenposition wenigstens teilweise geschlossen ist. Wenn sich die Drosselklappe an der größtenteils geschlossenen Position befindet, wird der Kraftmaschine weniger Luftströmung als solche bereitgestellt, was widerspiegelt, dass die aktuelle Kraftmaschinenlast kleiner als der erste Schwellenwert ist.
Wenn die Kraftmaschinenlast nicht kleiner als der erste Schwellenwert ist, dann geht das Verfahren zu 906 weiter, um zu bestimmen, ob die aktuelle Kraftmaschinenlast abnimmt. Eine abnehmende Kraftmaschinenlast kann basierend auf einer Drosselklappenposition, die mit mehr als einer Schwellengeschwindigkeit abnimmt (die z. B. zu einer völlig geschlossenen Position befohlen ist), einer abnehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit und einem zunehmenden Krümmerunterdruck bestätigt werden.
Wenn die Kraftmaschinenlast (bei 904) kleiner als der erste Schwellenwert ist oder die Kraftmaschinenlast (bei 906) abnimmt, dann kann das Verfahren 900 zu 908 weitergehen, um die Blase aufzublasen. Bei 908 enthält das Aufblasen der Blase sowohl das wenigstens teilweise Öffnen des Steuerventils 910, das Schließen des zweiten Steuerventils 912 als auch das Einleiten der Zufuhr von Luft von einer Quelle 914 komprimierter Luft. Wie oben erwähnt worden ist, kann ein Grad des Aufblasens der Blase über das Einstellen eines oder mehrerer der Steuerventile und des Drucks der von der Quelle komprimierter Luft ausgegebenen Luft eingestellt werden. Deshalb kann zuerst ein Sollgrad des Aufblasens der Blase basierend auf der Kraftmaschinenlast bestimmt werden, wobei der Grad des Aufblasens vergrößert wird, wenn die Kraftmaschinenlast (z. B. unter den ersten Schwellenwert) abnimmt. Dann kann die Öffnung des Steuerventils und/oder die Ausgabe der Quelle komprimierter Luft basierend auf dem Sollgrad des Aufblasens der Blase eingestellt werden. In einem Beispiel kann, wenn die Kraftmaschinenlast kleiner als der erste Schwellenwert ist und die Kraftmaschinenlast beginnt, weiter abzunehmen, die Blase völlig aufgeblasen aufrechterhalten werden. Von der Quelle komprimierter Luft kann Luft durch den Blasenkrümmereinlass, durch das wenigstens teilweise offene Steuerventil in den Blasenkrümmer und dann durch den Blasenkrümmerweg in einen Blaseneinlass und weiter bis zu der Blase strömen.
Als ein Beispiel kann ein Fahrzeug von einer hohen Last zu einem mittleren Lastbereich übergehen. In Reaktion auf das Verringern der Kraftmaschinenlast kann der Controller bestimmen, dass die Blase aufzublasen ist. Basierend auf der Kraftmaschinenlast, die sich innerhalb einer Schwellenentfernung von dem ersten Schwellenwert befindet, kann die Blase jedoch nicht völlig aufgeblasen werden. Falls sich die Kraftmaschinenlast als solche jenseits der Schwellenentfernung von dem ersten Schwellenwert befinden würde, kann die Blase völlig aufgeblasen werden. Durch das Aufrechterhalten der weniger als völlig aufgeblasenen Blase in dem mittleren Lastbereich kann eine Soll-Luftdurchflussmenge bei der Bedingung einer mittleren Last bereitgestellt werden.
Es wird erkannt, dass, wenn die Kraftmaschinenlast höher als der erste Schwellenwert, aber niedriger als ein zweiter Schwellenwert ist (wie im Folgenden ausgearbeitet wird), der Grad des Aufblasens basierend auf der Kraftmaschinenlast ähnlich eingestellt werden kann. Wenn sich die Kraftmaschinenlast spezifisch zwischen dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert befindet, kann die Blase teilweise aufgeblasen werden, aber nicht völlig aufgeblasen oder völlig abgelassenen werden.
Wenn zurück bei 906 bestimmt wird, dass die aktuelle Kraftmaschinenlast nicht abnimmt und dass die Kraftmaschinenlast kleiner als der erste Schwellenwert ist, dann geht das Verfahren 900 zu 916 weiter, um zu bestimmen, ob die aktuelle Kraftmaschinenlast größer als der zweite Schwellenwert ist. Wie oben erwähnt worden ist, kann der zweite Schwellenwert eine höhere Kraftmaschinenlast sein. Es kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschinenlast höher als der zweite Schwellenwert ist, falls eine Drosselklappenposition weiter offen ist (z. B. bei einer weit offenen Drosselklappe), die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch (z. B. größer als 40 mph) ist und/oder ein Krümmerunterdruck niedrig ist.
Wenn die aktuelle Kraftmaschinenlast nicht größer als der zweite Schwellenwert ist, dann geht das Verfahren 900 zu 918 weiter, um zu bestimmen, ob die aktuelle Kraftmaschinenlast zunimmt. Es kann bestimmt werden, dass die Kraftmaschinenlast zunimmt, falls eine Drosselklappenöffnung mit einer Schwellengeschwindigkeit (z. B. zu einer weit offenen Drosselklappe) zunimmt, die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt und/oder der Krümmerunterdruck abnimmt.
Wenn das Verfahren 900 bestimmt, dass die Kraftmaschinenlast größer als der zweite Schwellenwert ist oder dass die Kraftmaschinenlast zunimmt, dann kann das Verfahren 900 zu 920 weitergehen und die Blase ablassen. Es kann bevorzugt sein, die Blase bei zunehmenden Kraftmaschinenlasten abzulassen, um die Luft/Kraftstoff-Mischung bei höheren Lasten über eine vergrößerte Rate der Luftströmung zu vergrößern. Deshalb kann durch das Ablassen der Blase, um die vergrößerte Rate der Luftströmung bereitzustellen, während das Taumeln der Ladung verringert wird, der Kraftstoffwirkungsgrad erhöht werden. Ein Grad des Ablassens kann basierend auf der Kraftmaschinenlast bestimmt werden. Spezifisch kann der Grad des Ablassens vergrößert werden, wenn die Kraftmaschinenlast (z. B. über den zweiten Schwellenwert) zunimmt.
Bei 920 enthält das Verfahren 900 das Ablassen der Blase durch das Schließen eines Steuerventils 922 und/oder das Öffnen eines zweiten Steuerventils 924 und/oder das Einleiten des Ausübens eines Unterdrucks auf den Blasenkrümmer 926. Wie oben erörtert worden ist, kann eine Ablassrate durch das Einstellen einer Öffnung des zweiten Steuerventils und/oder durch das Einstellen des Betrags des durch die Unterdruckquelle bereitgestellten Unterdrucks eingestellt werden. Als ein Beispiel kann die Ablassrate durch das Vergrößern einer Öffnung des zweiten Steuerventils vergrößert werden. Gleichermaßen kann die Ablassrate durch das Vergrößern des von der Unterdruckquelle ausgeübten Unterdrucks vergrößert werden. In dieser Weise kann Luft mit einer erhöhten Rate aus den Blasen strömen, um die Blasen abzulassen.
Während der Bedingungen zum Ablassen der Blasen kann die Luft von der Blase zum Blaseneinlass, durch den Blasenkrümmerweg und in den Blasenkrümmer und dann durch ein wenigstens teilweise offenes zweites Steuerventil und in die Unterdruckquelle strömen. Das Verfahren kann dann enden.
Wenn in einem Beispiel die Kraftmaschinenlast größer als der zweite Schwellenwert ist, sich aber innerhalb einer Schwellenentfernung von dem zweiten Schwellenwert befindet, kann die Blase nur teilweise abgelassen werden. Falls jedoch die Kraftmaschinenlast größer als der zweite Schwellenwert ist und sich jenseits der Schwellenentfernung von dem zweiten Schwellenwert befindet, kann die Blase völlig abgelassen werden. Dies kann aufgrund eines Bedarfs an einer vergrößerten Luftströmung und eines verringerten Taumelns bei der höheren Last geschehen. Die völlig abgelassene Blase kann einen Einlass-Ansaugkanal (z. B. eine Zylinderöffnung) nicht behindern und kann ein Taumeln der Luftströmung nicht beeinflussen. Das Ablassen der Blase bei höheren Kraftmaschinenlasten kann es ermöglichen, dass dem Soll-Luftbedarf entsprochen wird.
Wenn zurück bei 918 bestimmt wird, dass die Kraftmaschinenlast nicht zunimmt, dann kann das Verfahren zu 928 weitergehen und die aktuellen Betriebsparameter der Kraftmaschine aufrechterhalten, was es enthält, die Blase nicht einzustellen. Es kann z. B. ein vorhandener Aufblas-/Ablasszustand der Blase aufrechterhalten werden. Dann kann das Verfahren enden.
Das Verfahren 900 repräsentiert folglich ein beispielhaftes Verfahren zum Einstellen des Betriebs einer einzigen, variablen Blase, die sich in einem Einlass-Ansaugkanal eines Zylinderkopfs befindet. Die Blase kann beim Bestimmen, dass eine Kraftmaschinenlast abnimmt, aufgeblasen werden und beim Bestimmen, dass eine Kraftmaschinenlast zunimmt, abgelassen werden. In dieser Weise kann die Verbrennung durch das Aufblasen der Blase, um ein Taumeln bereitzustellen, um eine Luft/Kraftstoff-Mischung zu vergrößern, bei niedrigen Kraftmaschinenlasten und durch das Ablassen der Blase, um eine vergrößerte Luftströmung bereitzustellen, bei höheren Kraftmaschinenlasten optimiert werden.
10 demonstriert ein Verfahren 1000, das zum Einstellen sowohl einer ersten Blase in einer Einlassöffnung (z. B. einer Zylinderöffnung) als auch einer zweiten Blase in einem Einlasskrümmer stromaufwärts der Einlassöffnung verwendet werden kann. Das Verfahren 1000 kann unabhängig vom Verfahren 900 implementiert sein. In der dargestellten Ausführungsform sind sowohl die erste als auch die zweite Blase an einen gemeinsamen Zylinder gekoppelt. Ähnlich können die erste und die zweite Blase für jeden Kraftmaschinenzylinder in der Einlassöffnung und im Ansaugkanal des Einlasskrümmers vorhanden sein, um es zu ermöglichen, dass die Strömung zu jedem Zylinder unabhängig und einzeln eingestellt wird. In alternativen Ausführungsformen kann jedoch jeder Zylinder eine erste variable Blase in dem entsprechenden Ansaugkanal aufweisen, während die zweite Blase als eine gemeinsame Blase für alle Kraftmaschinenzylinder vorhanden sein kann, wobei die zweite gemeinsame Blase im Einlasskrümmer an einem Ort stromaufwärts der Ansaugkanaleinlässe positioniert ist. Hier kann die erste Blase einzelne Luftströmungseinstellungen für den Zylinder ermöglichen, während die zweite Blase die globalen (gemeinsamen) Luftströmungseinstellungen für alle Kraftmaschinenzylinder ermöglicht.
Die Blasen können in Reaktion auf einen abgetasteten Betriebsparameter des Fahrzeugs eingestellt werden. Wie im Folgenden ausgearbeitet wird, kann der Controller in wenigstens drei Modi mit den Blasen in verschiedenen Zuständen des Aufblasens/Ablassens arbeiten. Während eines ersten Modus kann der Controller den Aufblaszustand der ersten variablen Blase ändern, ohne die zweite variable Blase zu ändern. Während des zweiten Modus kann der Controller den Zustand des Aufblasens der zweiten variablen Blase ändern, ohne die erste variable Blase zu ändern. Während des dritten Modus kann der Controller sowohl die erste variable Blase als auch die zweite variable Blase ändern. Der erste, der zweite und der dritte Modus können einander wechselseitig ausschließend sein.
Das Verfahren 1000 kann bei 1002 beginnen, was das Schätzen, das Messen und/oder das Bestimmen der Betriebsparameter der Kraftmaschine enthält. Die bewerteten Betriebsparameter der Kraftmaschine können das Messen einer Luftdurchflussmenge, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Drosselklappenposition, eines Krümmerunterdrucks, einer Kraftmaschinendrehzahl, eines Aufladungspegels und eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses enthalten, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Eine Kraftmaschinenlast kann über die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Drosselklappenposition und/oder den Krümmerunterdruck bestimmt werden.
Bei 1004 enthält das Verfahren das Bestimmen, ob die Bedingungen für den ersten Modus erfüllt sind. Die Bedingungen zum Eintreten in den ersten Modus können auf der Drosselklappenposition und/oder der Kraftmaschinenlast und/oder der Luftdurchflussmenge und/oder der Luft/Kraftstoff-Mischung basieren. In einem Beispiel kann in Reaktion auf einen Bedarf an einem vergrößerten Taumeln der Luft in den ersten Modus eingetreten werden, während einer Luftdurchflussmenge der Kraftmaschine entsprochen wird. In einem weiteren Beispiel kann in Reaktion darauf, dass die zweite Blase völlig aufgeblasen ist, während die Kraftmaschinenlast abnimmt (und ein weiterer Abfall der Luftströmung gefordert ist), in den ersten Modus eingetreten werden. In einem noch weiteren Beispiel kann in Reaktion darauf, dass die zweite Blase völlig abgelassen ist, während die Kraftmaschinenlast zunimmt (und ein weiterer Anstieg der Luftströmung gefordert ist), in den ersten Modus eingetreten werden.
Wenn die Bedingungen zum Eintreten in den ersten Modus erfüllt sind, dann kann das Verfahren 1000 zu 1006 weitergehen, um in den ersten Modus einzutreten. Bei 1008 enthält das Arbeiten im ersten Modus das Ändern eines Aufblas-/Ablasszustands der ersten Blase, ohne die zweite Blase zu ändern (d. h., während der Zustand der zweiten Blase aufrechterhalten wird). Das Ändern nur der ersten Blase kann es enthalten, basierend auf dem abgetasteten Fahrzeugbetrieb die Blase entweder aufzublasen oder abzulassen. Wenn als ein Beispiel eine Kraftmaschinenlast abnimmt (z. B. die Drosselklappenposition weiter geschlossen wird), dann kann das Ändern das Vergrößern eines Grades des Aufblasens der ersten Blase enthalten. Wenn alternativ die Kraftmaschinenlast zunimmt (z. B. die Drosselklappenposition weiter offen wird), dann kann das Ändern das Vergrößern eines Grades des Ablassens der ersten Blase enthalten. Wie oben beschrieben worden ist, kann die erste Blase in dem ersten Modus selektiv geändert werden, während die zweite Blase unverändert bleibt. Die zweite Blase als solche kann völlig abgelassen, teilweise aufgeblasen oder völlig aufgeblasen sein, wenn in den ersten Modus eingetreten wird. Folglich kann die erste Blase im ersten Modus geändert werden, um weiter aufgeblasen oder weiter abgelassen als die zweite Blase zu sein. Dann kann das Verfahren 1000 enden.
Wenn die Eintrittsbedingungen für den ersten Modus nicht erfüllt sind, dann kann das Verfahren 1000 zu 1010 weitergehen, um zu bestimmen, ob die Eintrittsbedingungen für den zweiten Modus erfüllt sind. Die Eintrittsbedingungen für den zweiten Modus können auf einer Einlass-Luftdurchflussmenge (z. B. der Luftdurchflussmenge, die von einer Soll-Luftdurchflussmenge verschieden ist), einer sich ändernden Kraftmaschinenlast und einem Krümmerunterdruck, der von einem Sollunterdruck abweicht, basieren. In einem Beispiel kann in Reaktion auf einen Bedarf an einer vergrößerten Luftströmung, während einer Taumelrate entsprochen wird, in den zweiten Modus eingetreten werden. In einem weiteren Beispiel kann in Reaktion darauf, dass die erste Blase völlig aufgeblasen ist, während die Kraftmaschinenlast abnimmt (und ein weiterer Abfall der Luftströmung gefordert ist), in den zweiten Modus eingetreten werden. In einem noch weiteren Beispiel kann in Reaktion darauf, dass die erste Blase völlig abgelassen ist, während die Kraftmaschinenlast zunimmt (und ein weiterer Anstieg der Luftströmung gefordert ist), in den zweiten Modus eingetreten werden.
Wenn die Bedingungen für den zweiten Modus erfüllt sind, dann geht das Verfahren 1000 zu 1012 weiter, um in den zweiten Modus einzutreten. Bei 1014 enthält das Verfahren 1000 während des zweiten Modus das Ändern des Aufblas-/Ablasszustands der zweiten Blase, ohne den Aufblas-/Ablasszustand der ersten Blase zu ändern (d. h., während der Zustand der ersten Blase aufrechterhalten wird). Das Ändern nur der zweiten Blase kann entweder das Aufblasen oder das Ablassen der Blase bei dem abgetasteten Fahrzeugbetrieb enthalten.
Als ein Beispiel kann das Ändern das Vergrößern eines Grades des Aufblasens der zweiten Blase enthalten, wenn bei dem gegebenen Betrag des Taumelns eine Zunahme der Luftdurchflussmenge gewünscht ist. Wenn alternativ eine Abnahme einer Luftdurchflussmenge bei dem gegebenen Betrag des Taumelns erwünscht ist, dann kann das Ändern das Vergrößern eines Grades des Ablassens der zweiten Blase enthalten. Wie oben beschrieben worden ist, kann die zweite Blase in dem zweiten Modus selektiv geändert werden, während die erste Blase unverändert bleibt. Die erste Blase als solche kann völlig abgelassen, teilweise aufgeblasen oder völlig aufgeblasen sein, wenn in den zweiten Modus eingetreten wird. Folglich kann die zweite Blase im zweiten Modus geändert werden, um mehr aufgeblasen oder mehr abgelassen als die erste Blase zu sein. Dann kann das Verfahren 1000 enden.
Wenn die Eintrittsbedingungen für den zweiten Modus nicht erfüllt sind, dann kann das Verfahren 1000 zu 1016 weitergehen, um zu bestimmen, ob die Bedingungen für den dritten Modus erfüllt sind. Die Bedingungen für den dritten Modus können sowohl auf der Kraftmaschinenlast, der Drosselklappenposition als auch der Einlass-Luftdurchflussmenge basieren. In einem Beispiel kann in Reaktion darauf, dass einem Solltaumeln und einer Einlass-Soll-Luftdurchflussmenge nicht entsprochen wird, in den dritten Modus eingetreten werden. In einem weiteren Beispiel kann in Reaktion auf eine Pedalfreigabe bei einer niedrigen Kraftmaschinenlast oder einen Pedaldruck bei einer hohen Kraftmaschinenlast, wie z. B. eine Pedalfreigabe zu einer geschlossenen Drosselklappe bei niedriger Kraftmaschinenlast oder einen Pedaldruck zur WOT bei hoher Kraftmaschinenlast, in den dritten Modus eingetreten werden.
Wenn die Eintrittsbedingungen für den dritten Modus erfüllt sind, dann kann das Verfahren 1000 zu 1018 weitergehen, um in den dritten Modus einzutreten. Im dritten Modus enthält das Verfahren 1000 bei 1020 das Ändern sowohl der ersten Blase als auch der zweiten Blase. Das Ändern beider Blasen kann das Aufblasen beider Blasen, das Ablassen beider Blasen oder das Aufblasen einer Blase, während die andere Blase abgelassen wird, enthalten. Das Ändern sowohl der ersten Blase als auch der zweiten Blase können mit der gleichen Rate oder mit verschiedenen Raten ausgeführt werden.
Die erste Blase kann z. B. mit einer höheren oder einer niedrigeren Rate und/oder zu einem höheren oder niedrigeren Grad des Aufblasens als das Aufblasen der zweiten Blase aufgeblasen werden. Gleichermaßen kann die erste Blase mit einer höheren oder einer niedrigeren Rate und/oder zu einem höheren oder niedrigeren Grad des Aufblasens als das Ablassen der zweiten Blase aufgeblasen werden. In noch weiteren Beispielen kann das Aufblasen/Ablassen der ersten Blase auf dem Aufblasen/Ablassen der zweiten Blase basieren. Wenn z. B. das Aufblasen der ersten Blase vergrößert wird, kann das Aufblasen der zweiten Blase außerdem vergrößert werden. Wenn in einem weiteren Beispiel das Aufblasen der ersten Blase vergrößert wird, kann das Aufblasen der zweiten Blase verringert werden. In alternativen Beispielen kann das Ändern der ersten und der zweiten Blase mit Raten geschehen, die voneinander unabhängig sind.
Wenn zurück bei 1016 die Bedingungen für den dritten Modus nicht erfüllt sind, dann kann das Verfahren 1000 zu 1022 weitergehen, um die aktuellen Betriebsparameter der Kraftmaschine aufrechtzuerhalten, was es enthält, weder die erste Blase noch die zweite Blase zu ändern. Mit anderen Worten, die erste Blase und die zweite Blase können in ihren aktuellen Zuständen des Aufblasens/Ablassens aufrechterhalten werden. Dann kann das Verfahren 1000 ändern.
In dieser Weise kann eine erste Blase aufgeblasen werden, um ein Taumeln zu erzeugen, oder abgelassen werden, um eine Luftdurchflussmenge zu vergrößern. Zusätzlich kann sich eine zweite Blase in dem System befinden und in Abstimmung mit der ersten Blase betrieben werden, um synergistische Vorteile für die Luft-Kraftstoff-Mischung bereitzustellen. Ferner können die erste Blase und die zweite Blase in verschiedenen Graden des Aufblasens vorhanden sein (die erste Blase ist z. B. 50 % aufgeblasen, während die zweite Blase 25 % aufgeblasen ist). Es ist die technische Wirkung des Änderns der ersten Blase und der zweiten Blase, eine Luft/Kraftstoff-Mischung zu vergrößern und dadurch eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erhöhen. Ferner können die erste und die zweite Blase verwendet werden, um eine Luftdurchflussmenge aufrechtzuerhalten oder zu einer Soll-Luftdurchflussmenge zu ändern.
Durch das Einsetzen der ersten Blase durch eine Öffnung einer Trennwand über eine Patrone in einer Öffnung in einer Unterseite des Einlass-Ansaugkanals am nächsten beim Zylinder kann die Blase in einer kompakten Bauform eingeführt werden und vor thermischer Verschlechterung geschützt werden. Außerdem kann die Blase basierend auf den abgetasteten Kraftmaschinenoperationen eingestellt werden, um einen Kraftstoffwirkungsgrad jedes einzelnen Kraftmaschinenzylinders zu optimieren.
In einer Ausführungsform umfasst ein System einen Zylinder mit einer Einlassöffnung und einer Blase, die in einer Öffnung in einer Unterseite der Einlassöffnung am nächsten beim Zylinder positioniert ist. Das System enthält zusätzlich oder alternativ ferner einen Controller, der mit computerlesbaren Anweisungen zum Aufblasen der Blase in Reaktion auf eine Betriebsbedingung programmiert ist. Die Betriebsbedingung enthält das Aufblasen der Blase in Reaktion darauf, dass eine Einlassdrosselklappe weiter geschlossen ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Blase über einen Blaseneinlass an einen Blasenkrümmer gekoppelt, und wobei der Blasenkrümmer an eine Außenwand einer Patrone gekoppelt ist. Die Patrone ist zusätzlich oder alternativ in eine Trennwand zwischen der Einlassöffnung und dem Zylinder eingesetzt, wobei die Patrone ferner eine Stirnseite mit einer Außenwand und einer Innenwand umfasst, wobei die Außenwand an den Blasenkrümmer gekoppelt ist, die Innenwand mit einer Trennwanddichtung verbunden ist, die physikalisch an die Trennwand anstößt, einen hohlen, Y-förmigen Kanal, der sich von der Innenwand zu der Blase erstreckt, und wobei der Kanal ein einziger Weg ist, der den Blaseneinlass aufnimmt, wobei sich der Kanal zu einer ersten und einer zweiten völlig gleichen Blase gabelt, umfasst. Zusätzlich oder alternativ verhindert die Trennwanddichtung, dass ein Kraftmaschinenkühlmittel aus der Trennwand ausläuft, wobei das Kraftmaschinenkühlmittel einen äußeren Abschnitt des hohlen, Y-förmigen Kanals, eine Kühlmitteldichtung, die an die Blase gekoppelt ist, und die Unterseite der Einlassöffnung umgibt. Das System enthält zusätzlich oder alternativ ferner, dass es ferner eine Patrone umfasst, wobei die Patrone einen hohlen, Y-förmigen Kanal enthält, der einen Blaseneinlass umfasst, wobei sich der Blaseneinlass gabelt, wenn sich der hohle, Y-förmige Kanal innerhalb eines inneren Weges einer Trennwand gabelt. Die Patrone ist über mehrere Schrauben an einer Trennwand befestigt, wobei eine Innenwand der Patrone physikalisch an eine Trennwanddichtung gekoppelt ist, die an einem äußeren Flansch einer Öffnung der Trennwanddichtung befestigt ist. Die Blase wird über eine Quelle komprimierter Luft aufgeblasen.
Eine Ausführungsform eines Zylinderkopfsystems, das einen Zylinderkopf umfasst, der eine Einlassöffnung über einer Trennwand enthält, wobei die Trennwand mit einem Kühlmittelkanal fluidtechnisch in Verbindung steht, und eine Patrone umfasst, die in die Trennwand eingesetzt ist und einen inneren Luftkanal, der durch ein Ausdehnungselement von dem Kühlmittel abgedichtet ist, aufweist, und eine Blase umfasst, die an ein Ende der Patrone gekoppelt ist und an den inneren Luftkanal fluidtechnisch gekoppelt ist, umfasst. Der Zylinderkopf enthält zusätzlich oder alternativ ferner die Trennwand, die über Kühlmittelkanäle und eine Kühlmitteldichtung von der Einlassöffnung getrennt ist, und wobei sich die Trennwand unter der Einlassöffnung zwischen dem Zylinder und einem Oberteil des Zylinderkopfs befindet. Die Blase ist zusätzlich oder alternativ ferner an die Kühlmitteldichtung gekoppelt, die an die Patrone gekoppelt ist. Der Zylinderkopf umfasst zusätzlich oder alternativ ferner zwei Blasen pro Zylinder, eine Blase in jeder Einlassöffnung des Zylinders, wobei der Zylinder zwei Einlassöffnungen umfasst. Die Blase ist mit der untersten Wand der Einlassöffnung bündig, wenn die Blase abgelassen ist.
Der Zylinderkopf, der ferner zusätzlich oder alternativ ein Kühlmittel umfasst, das die Trennwand flutet, wobei das Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal zugeführt oder entfernt wird, wobei das Kühlmittel in der Trennwand ein Äußeres des Ausdehnungselements umgibt und über eine Kühlmitteldichtung von der Einlassöffnung isoliert ist. Die Einlassöffnung ist zusätzlich oder alternativ fluidtechnisch an einen Einlasskrümmer gekoppelt, wobei der Einlasskrümmer von dem Zylinderkopf beabstandet ist und wobei sich der Blasenkrümmer in dem Raum zwischen dem Einlasskrümmer und dem Zylinderkopf befindet.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens, das das Einstellen sowohl einer ersten variablen Blase in einer Zylinder-Einlassöffnung als auch einer zweiten variablen Blase in einem Einlasskrümmer in Reaktion auf einen abgetasteten Betriebsparameter des Fahrzeugs umfasst. Das Verfahren enthält ferner zusätzlich oder alternativ, dass das Einstellen wenigstens drei Modi enthält, einschließlich eines ersten Modus, der das Aufblasen der ersten variablen Blase ohne das Aufblasen der zweiten variablen Blase enthält, eines zweiten Modus, der das Aufblasen der zweiten variablen Blase ohne das Aufblasen der ersten variablen Blase enthält, und eines dritten Modus, der das Aufblasen sowohl der ersten als auch der zweiten variablen Blase enthält. Das Einstellen des Fahrzeugbetriebs basiert zusätzlich oder alternativ auf einer Drosselklappenposition und/oder einer Kraftmaschinenlast, wobei der erste, der zweite und der dritte Modus einander wechselseitig ausschließend sind.
Es sei angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Konfigurationen des Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystems verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem einschließlich des Controllers in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und der anderen Kraftmaschinen-Hardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Als solche können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinen-Steuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch das Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Komponenten der Kraftmaschinen-Hardware in Kombination mit dem elektronischen Controller enthält.
Es ist klar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Schutzumfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4928638 [0003]

Claims

System, das Folgendes umfasst: einen Zylinder mit einer Einlassöffnung; eine Blase, die in einer Öffnung in einer Unterseite der Einlassöffnung am Nächsten beim Zylinder positioniert ist.
System nach Anspruch 1, das ferner einen Controller umfasst, der mit computerlesbaren Anweisungen zum Aufblasen der Blase in Reaktion auf eine Betriebsbedingung programmiert ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Betriebsbedingung das Aufblasen der Blase in Reaktion darauf, dass eine Einlassdrosselklappe weiter geschlossen ist, enthält.
System nach Anspruch 1, wobei die Blase über einen Blaseneinlass an einen Blasenkrümmer gekoppelt ist, und wobei der Blasenkrümmer an eine Außenwand einer Patrone gekoppelt ist.
System nach Anspruch 4, wobei die Patrone in eine Trennwand zwischen der Einlassöffnung und dem Zylinder eingesetzt ist, wobei die Patrone ferner Folgendes umfasst: eine Stirnseite mit einer Außenwand und einer Innenwand; wobei die Außenwand an den Blasenkrümmer gekoppelt ist; die Innenwand mit einer Trennwanddichtung verbunden ist, die physikalisch an die Trennwand anstößt; und einen hohlen, Y-förmigen Kanal, der sich von der Innenwand zu der Blase erstreckt, und wobei der Kanal ein einziger Weg ist, der den Blaseneinlass aufnimmt, und wobei sich der Kanal zu einer ersten und einer zweiten völlig gleichen Blase gabelt.
System nach Anspruch 5, wobei die Trennwanddichtung verhindert, dass ein Kraftmaschinenkühlmittel aus der Trennwand ausläuft, wobei das Kraftmaschinenkühlmittel einen äußeren Abschnitt des hohlen, Y-förmigen Kanals, eine Kühlmitteldichtung, die an die Blase gekoppelt ist, und die Unterseite der Einlassöffnung umgibt.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Patrone umfasst, wobei die Patrone einen hohlen, Y-förmigen Kanal enthält, der einen Blaseneinlass umfasst, wobei sich der Blaseneinlass gabelt, wenn sich der hohle, Y-förmige Kanal innerhalb eines inneren Weges einer Trennwand gabelt.
System nach Anspruch 7, wobei die Patrone über mehrere Schrauben an einer Trennwand befestigt ist, wobei eine Innenwand der Patrone physikalisch an eine Trennwanddichtung gekoppelt ist, die an einem äußeren Flansch einer Öffnung der Trennwanddichtung befestigt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Blase über eine Quelle komprimierter Luft aufgeblasen wird.
Zylinderkopfsystem, das Folgendes umfasst: einen Zylinderkopf, der eine Einlassöffnung über einer Trennwand enthält, wobei die Trennwand mit einem Kühlmittelkanal fluidtechnisch in Verbindung steht; und eine Patrone, die in die Trennwand eingesetzt ist und einen inneren Luftkanal, der durch ein Ausdehnungselement von dem Kühlmittel abgedichtet ist, aufweist, wobei eine Blase an ein Ende der Patrone gekoppelt ist und an den inneren Luftkanal fluidtechnisch gekoppelt ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Trennwand über Kühlmittelkanäle und eine Kühlmitteldichtung von der Einlassöffnung getrennt ist, und wobei sich die Trennwand zwischen dem Zylinder und einem Oberteil des Zylinderkopfs unter der Einlassöffnung befindet.
System nach Anspruch 11, wobei die Blase ferner an die Kühlmitteldichtung gekoppelt ist, die an die Patrone gekoppelt ist.
System nach Anspruch 10, wobei sich die Patrone in der Nähe eines Anschlussendes der Patrone gabelt, wobei die Blase an eine Oberseite einer Zinke der Patrone gekoppelt ist.
System nach Anspruch 10, das ferner zwei Blasen pro Zylinder umfasst, eine Blase in jeder Einlassöffnung des Zylinders, wobei der Zylinder zwei Einlassöffnungen umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei die Blase mit der untersten Wand der Einlassöffnung bündig ist, wenn die Blase abgelassen ist.
System nach Anspruch 10, das ferner ein Kühlmittel umfasst, das die Trennwand flutet, wobei das Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal zugeführt oder entfernt wird, wobei das Kühlmittel in der Trennwand ein Äußeres des Ausdehnungselements umgibt und über eine Kühlmitteldichtung von der Einlassöffnung isoliert ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Einlassöffnung fluidtechnisch an einen Einlasskrümmer gekoppelt ist, wobei der Einlasskrümmer von dem Zylinderkopf beabstandet ist und wobei sich der Blasenkrümmer in dem Raum zwischen dem Einlasskrümmer und dem Zylinderkopf befindet.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Einstellen sowohl einer ersten variablen Blase in einer Zylinder-Einlassöffnung als auch einer zweiten variablen Blase in einem Einlasskrümmer in Reaktion auf einen abgetasteten Betriebsparameter des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Einstellen wenigstens drei Modi enthält, die Folgendes enthalten: einen ersten Modus, der das Aufblasen der ersten variablen Blase ohne das Aufblasen der zweiten variablen Blase enthält; einen zweiten Modus, der das Aufblasen der zweiten variablen Blase ohne das Aufblasen der ersten variablen Blase enthält; und einen dritten Modus, der das Aufblasen sowohl der ersten als auch der zweiten variablen Blase enthält.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Einstellen des Fahrzeugbetriebs auf einer Drosselklappenposition und/oder einer Kraftmaschinenlast basiert, wobei der erste, der zweite und der dritte Modus einander wechselseitig ausschließend sind.