DE102016201264A1 - operating procedures - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren einer Brennkraftmaschine(1), insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine (1'), mit zumindest einem ersten Zylinder (2) und zumindest einem zweiten Zylinder (3), die jeweils zumindest ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweisen, bei dem – eine Lastanforderung (P) ermittelt wird, – bei Unterschreiten einer vordefinierten Lastanforderung (P) der zumindest eine erste Zylinder (2) in einen Atkinsonbetriebsmodus mit verlängerter Öffnungszeit oder in einen Millerbetriebsmodus mit verkürzten Öffnungszeiten des jeweils zumindest einen Einlassventils überführt und der zumindest eine zweite Zylinder (3) abgeschaltet wird.The invention relates to an operating method of an internal combustion engine (1), in particular a diesel internal combustion engine (1 '), with at least one first cylinder (2) and at least one second cylinder (3), each having at least one inlet valve and one outlet valve, in which - Load request (P) is determined, - when falling below a predefined load request (P) the at least one first cylinder (2) in a Atkinsonbetriebsmodus extended opening time or in a Millerbetriebsmodus with shortened opening times of the respective at least one inlet valve transferred and the at least one second cylinder ( 3) is switched off.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem ersten Zylinder und zumindest einem zweiten Zylinder. Die Erfindung betrifft außerdem eine nach diesem Betriebsverfahren betriebene Brennkraftmaschine, insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine. The present invention relates to an operating method of an internal combustion engine having at least a first cylinder and at least one second cylinder. The invention also relates to an internal combustion engine operated according to this operating method, in particular a diesel internal combustion engine.

Durch die Verwendung eines sogenannten Atkinsonzyklus bzw. Atkinsonbetriebsmodus kann bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen, ein Verbrauchsvorteil erzielt werden. Hierzu werden die jeweiligen Einlassventile eines Zylinders länger offengelassen, so dass ein Teil eines Kompressionshubs ohne Verdichtung abläuft. Ein derartiger Atkinsonzyklus kann beispielsweise durch eine verstellbare Nockenwelle realisiert werden, mit welcher zwei Nocken gegeneinander verdreht und dadurch ein Einlassventil länger offen gehalten werden kann. In ähnlicher Weise kann auch ein Millerbetriebsmodus mit verkürzten Ventilöffnungszeiten angewandt werden. By using a so-called Atkinsonzyklus or Atkinsonbetriebsmodus can be achieved in internal combustion engines, especially in diesel internal combustion engines, a consumption advantage. For this purpose, the respective inlet valves of a cylinder are left open for a longer time, so that part of a compression stroke takes place without compression. Such an Atkinson cycle can be realized for example by an adjustable camshaft, with which two cams rotated against each other and thereby an intake valve can be kept open longer. Similarly, a Miller mode of operation with shortened valve opening times may be used.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nunmehr mit dem Problem, ein Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine anzugeben, mit welchem sich weitere Verbrauchsvorteile erzielen lassen. The present invention is now concerned with the problem of specifying an operating method for an internal combustion engine with which further consumption advantages can be achieved.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Last einer Brennkraftmaschine in einem höheren Bereich zu halten, da Untersuchungen gezeigt haben, dass insbesondere bei einer höheren Lastanforderung und einem sich gleichzeitig in einem Atkinsonbetriebsmodus/Millerbetriebsmodus befindlichen Zylinder Verbrauchsvorteile erzielt werden können. Zusätzlich gesteigert werden können die Verbrauchsvorteile dadurch, dass die Last an einzelnen Zylindern durch Abschalten anderer Zylinder in dem oberen Bereich gehalten wird. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren bezieht sich dabei auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere auf eine aufgeladene Dieselbrennkraftmaschine, mit zumindest einem ersten Zylinder und zumindest einem zweiten Zylinder, die jeweils zumindest ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweisen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun eine Lastanforderung ermittelt, beispielsweise mittels einer Steuerungseinrichtung, insbesondere einem Motorsteuergerät, wobei bei einem Unterschreiten einer vordefinierten Lastanforderung, der zumindest eine erste Zylinder in einen Atkinsonbetriebsmodus mit verlängerter Öffnungszeit oder einen Millerbetriebsmodus mit verkürzter Öffnungszeit des jeweils zumindest einen Einlassventils überführt und der zumindest eine zweite Zylinder abgeschaltet wird. Unterschreitet somit die vorhandene Lastanforderung die vordefinierte Lastanforderung, so wird die Belastung in dem ersten Zylinder dadurch erhöht, dass der zumindest eine zweite Zylinder abgeschaltet wird, wodurch die bislang von dem zweiten Zylinder aufgebrachte Leistung nunmehr ebenfalls von dem ersten Zylinder aufgebracht werden muss und dadurch dessen Belastung erhöht. Die der Erfindung zugrunde liegende Idee beruht somit darauf, dass für den Fall, dass keine hohe Lastanforderung vorliegt, diese durch eine Abschaltung des/der zweiten Zylinder in den restlichen, verbleibenden ersten Zylindern erhöht wird, wodurch zusammen mit dem in den ersten Zylindern gefahrenen Atkinson-/Millerbetriebsmodus eine deutliche Verbrauchsreduzierung erreicht werden kann. The present invention is based on the general idea of keeping a load of an internal combustion engine in a higher range, since studies have shown that consumption advantages can be achieved, in particular with a higher load requirement and a cylinder which is simultaneously in an Atkinson operating mode / Miller operating mode. In addition, the fuel consumption advantages can be increased by keeping the load on individual cylinders in the upper range by switching off other cylinders. The operating method according to the invention relates in this case to an internal combustion engine, in particular to a supercharged diesel internal combustion engine, with at least one first cylinder and at least one second cylinder, each having at least one inlet valve and one outlet valve. In the method according to the invention, a load request is now determined, for example by means of a control device, in particular an engine control unit, wherein at falling below a predefined load request, the transferred at least a first cylinder in an Atkinsonbetriebsmodus extended opening time or a Millerbetriebsmodus with a shortened opening time of each at least one inlet valve and the at least one second cylinder is turned off. Thus, if the existing load request falls below the predefined load requirement, the load in the first cylinder is increased by shutting off the at least one second cylinder, whereby the power previously applied by the second cylinder must now also be applied by the first cylinder and thereby Increased load. The idea underlying the invention is therefore based on the fact that in the event that there is no high load requirement, this is increased by a shutdown of / the second cylinder in the remaining, remaining first cylinders, which together with the Atkinson driven in the first cylinders - / Millerbetriebsmodus a significant reduction in consumption can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung werden die jeweiligen Einlassventile im Atkinsonbetriebsmodus um einen Kurbelwellenwinkel α von ca. 20° < α < 40° länger geöffnet. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Teil des Kompressionshubes ohne Verdichtung abläuft, da während derjenigen Zeit, in der das Einlassventil noch geöffnet ist, keine Verdichtung erfolgt, sondern das Brennstoffluftgemisch über das Einlassventil ausgestoßen wird. Versuche haben dabei gezeigt, dass eine Verbrauchsreduzierung im Atkinsonbetriebsmodus insbesondere im genannten Kurbelwellenwinkelbereich zwischen 20° und 40° besonders hoch ist. In an advantageous development of the solution according to the invention, the respective intake valves in the Atkinsonbetriebsmodus by a crankshaft angle α of about 20 ° <α <40 ° longer open. In this way it can be achieved that a part of the compression stroke takes place without compression, since during the time in which the inlet valve is still open, no compression takes place, but the fuel-air mixture is discharged via the inlet valve. Experiments have shown that a reduction in fuel consumption in Atkinsonbetriebsmodus is particularly high especially in said crank angle range between 20 ° and 40 °.

In gleicher Weise können die jeweiligen Einlassventile im Millerbetriebsmodus mit verkürzten Ventilöffnungszeiten um einen Kurbelwellenwinkel α von ca. 20° < α < 40° früher geschlossen werden. In the same way, the respective inlet valves can be closed in Miller mode with shortened valve opening times by a crankshaft angle α of about 20 ° <α <40 ° earlier.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich eine Drehzahl ermittelt, wobei bei Unterschreiten der vordefinierten Lastanforderung und einer vordefinierten Drehzahl, beispielsweise ermittelt durch die Steuereinrichtung, insbesondere dem Motorsteuergerät, der zumindest eine erste Zylinder in den Atkinson-/Millerbetriebsmodus mit verlängerter/verkürzter Öffnungszeit des jeweils zumindest ein Einlassventil überführt und der zumindest eine zweite Zylinder komplett abgeschaltet wird. So kann insbesondere auch bei niedrigen Drehzahlen ohne große abgerufene Last, das heißt ohne hohe Lastanforderung, beispielsweise bei einer Autobahnfahrt mit konstanter Geschwindigkeit, die Anforderung in dem ersten Zylinder künstlich erhöht werden, um dort in den idealen Arbeitsbereich des Atkinson-/Millerbetriebsmodus zu kommen. Durch das Abschalten des/der zweiten Zylinder(s) wird somit die dort erbrachte Leistung auf die ersten Zylinder verlagert, wodurch auch bei geringen Drehzahlen die dort erforderliche Erhöhung der Lastanforderung erreicht werden kann. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, a speed is additionally determined, wherein falls below the predefined load request and a predefined speed, for example, determined by the control device, in particular the engine control unit, the at least one first cylinder in the Atkinson- / Millerbetriebsmodus with extended / shortened Opening time of each transferred at least one inlet valve and the at least one second cylinder is completely switched off. Thus, especially at low speeds without a large retrieved load, that is, without a high load requirement, for example in a highway ride at a constant speed, the requirement in the first cylinder can be artificially increased to get there in the ideal working range of the Atkinson / Millerbetriebsmodus. By switching off the / the second cylinder (s) thus the power delivered there is shifted to the first cylinder, which also At low speeds, the required there increase the load requirement can be achieved.

Zweckmäßig erfolgt das Überführen des zumindest eine ersten Zylinders in den Atkinson-/Millerbetriebsmodus und das Abschalten des zumindest einen zweiten Zylinders bei einer vordefinierten Drehzahl von 1600 bis 2000 U/min. Versuche haben gezeigt, dass das Festlegen der vordefinierten Drehzahl auf den zuvor erwähnten Drehzahlbereich eine besonders signifikante Verbrauchsreduzierung bewirkt. Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine, mit zumindest einem ersten Zylinder und zumindest einem zweiten Zylinder sowie mit einer Steuerungseinrichtung anzugeben, wobei diese Steuerungseinrichtung, beispielsweise ein Motorsteuergerät, zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. In der Steuerungseinrichtung, beispielsweise dem Motorsteuergerät, kann die jeweilige Lastanforderung beispielsweise aus einer Stellung einer Drosselklappe, einer Drehzahl sowie einer Stellung eines Gaspedals ermittelt und bei Bedarf auch eine Drehzahl des Motors erfasst werden. Mittels einer derartigen Brennkraftmaschine lassen sich somit erhebliche Verbrauchsvorteile erzielen, da die Steuerungseinrichtung bei Unterschreiten einer vordefinierten Lastanforderung den zumindest einen ersten Zylinder in den Atkinson-/Millerbetriebsmodus mit verlängerter/verkürzter Öffnungszeit des jeweils zumindest einen Einlassventils überführt und gleichzeitig den zumindest einen zweiten Zylinder abschaltet, um dadurch die bislang von dem zweiten Zylinder erbrachte Leistung auf den ersten Zylinder zu übertragen und dessen Lastanforderung zu erhöhen, wodurch diese besonders verbrauchsarm im Atkinson-/Millerbetriebsmodus betrieben werden können. Der zumindest eine zweite Zylinder verbraucht in diesem Betriebszustand keinen Kraftstoff mehr, was sich ebenfalls signifikant auf die Verbrauchsreduzierung auswirkt. It is expedient to transfer the at least one first cylinder into the Atkinson / Miller operating mode and to switch off the at least one second cylinder at a predefined rotational speed of 1600 to 2000 rpm. Experiments have shown that setting the predefined speed to the aforementioned speed range causes a particularly significant reduction in fuel consumption. The present invention is further based on the general idea of specifying an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, with at least one first cylinder and at least one second cylinder and with a control device, wherein this control device, for example an engine control unit, is designed to carry out the method described above. In the control device, for example, the engine control unit, the respective load request, for example, determined from a position of a throttle valve, a speed and a position of an accelerator pedal and, if necessary, a speed of the engine can be detected. By means of such an internal combustion engine, considerable fuel consumption advantages can thus be achieved, since the control device transfers the at least one first cylinder into the Atkinson / Miller operating mode with extended / shortened opening time of the respective at least one intake valve when falling below a predefined load requirement and at the same time shuts off the at least one second cylinder. to thereby transfer the power previously provided by the second cylinder to the first cylinder and to increase its load requirement, thereby allowing it to be operated in the Atkinson / Miller mode of operation with particularly low fuel consumption. The at least one second cylinder no longer consumes fuel in this operating state, which also has a significant effect on the consumption reduction.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Brennkraftmaschine, insbesondere die Dieselbrennkraftmaschine, zwei erste Zylinder und zwei dazwischen in Reihe angeordnete zweite Zylinder auf, wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Unterschreiten der vordefinierten Lastanforderung der beiden ersten Zylinder in den Atkinsonbetriebsmodus überführt und die mittleren beiden zweiten Zylinder abschaltet. Selbstverständlich könnte rein theoretisch auch eine alternierende Anordnung der ersten und zweiten Zylinder sowohl bei einer vierzylindrigen Dieselbrennkraftmaschine, als auch bei einer sechszylindrigen Dieselbrennkraftmaschine erfolgen. Auch bei einer Brennkraftmaschine, die als V8-Maschine ausgebildet ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar, und zwar besonders vorteilhaft, wenn auf einer ersten Zylinderbank die beiden ersten Zylinder außenliegend und auf einer zweiten Zylinderbank die beiden ersten Zylinder mittig angeordnet sind. Erreicht werden kann beispielsweise das Überführen der ersten Zylinder in den Atkinsonbetriebsmodus durch beispielsweise eine verstellbare Nockenwelle (Cam in Cam) mit einer Außenwelle und einer dazu verdrehbaren Innenwelle, wobei ein Verdrehen der Innenwelle und der damit drehfest verbundenen ersten Nocken relativ zur Außenwelle und der damit verbundenen zweiten Nocken ein Verlängern der Ventilöffnungszeiten bewirkt. In an advantageous development of the solution according to the invention, the internal combustion engine, in particular the diesel internal combustion engine, has two first cylinders and two second cylinders arranged in series therebetween, the control device being designed such that it transfers into the Atkinson operating mode when the predefined load requirement of the first two cylinders is undershot and the middle two second cylinders off. Of course, theoretically, an alternating arrangement of the first and second cylinders could be done both in a four-cylinder diesel engine, as well as in a six-cylinder diesel engine. Even with an internal combustion engine, which is designed as a V8 engine, the inventive method is applicable, and particularly advantageous if the first two cylinders are arranged on the outside and on a second cylinder bank, the two first cylinder centrally on a first cylinder bank. Can be achieved, for example, the transfer of the first cylinder in the Atkinsonbetriebsmodus by, for example, an adjustable camshaft (Cam in Cam) with an outer shaft and a rotatable inner shaft, wherein a rotation of the inner shaft and thus rotatably connected first cam relative to the outer shaft and the associated second cam causes an extension of the valve opening times.

Ebenfalls vorgesehen ist bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eine Abschaltvorrichtung zum Abschalten der zweiten Nocken, wobei eine derartige Abschaltvorrichtung beispielsweise einen schaltbaren oder verschiebbaren Ventilhebel oder aber einen Schiebenocken mit einem Nullhub besitzt. Denkbar ist somit beispielsweise ein axial auf der Außenwelle der Nockenwelle angeordneter Schiebenocken mit zwei verschiedenen Nockenprofilen, wobei eines der Nockenprofile beispielsweise einen Nullhub aufweist. Alternativ hierzu ist auch ein axial verschieblicher Nockenfolger, das heißt beispielsweise ein Ventilhebel, denkbar, der von einem Nocken mit einem Normalprofil auf einen anderen Nocken mit einem Nullprofil umgeschaltet werden kann. Also provided in the internal combustion engine according to the invention is a shutdown device for switching off the second cam, wherein such a shutdown device has, for example, a switchable or displaceable valve lever or a sliding cam with a zero stroke. It is therefore conceivable, for example, an axially arranged on the outer shaft of the camshaft sliding cam with two different cam profiles, wherein one of the cam profiles, for example, has a zero stroke. Alternatively, an axially displaceable cam follower, that is, for example, a valve lever, conceivable that can be switched from a cam with a normal profile to another cam with a zero profile.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,

1 ein Drehzahl-Leistungs-Diagramm mit darin angeordneten Verbrauchsdiagrammen in Abhängigkeit eines Kurbelwellenwinkels α, 1 a speed-power diagram with consumption diagrams arranged therein as a function of a crankshaft angle α,

2 eine erfindungsgemäße Dieselbrennkraftmaschine mit vier in Reihe geschalteten Zylindern, 2 a diesel internal combustion engine according to the invention with four cylinders in series,

3 eine Darstellung wie in 2, jedoch mit sechs in Reihe geschalteten Zylindern und alternierend angeordneten ersten und zweiten Zylindern, 3 a representation like in 2 but with six cylinders connected in series and alternately arranged first and second cylinders,

4 eine erfindungsgemäße Dieselbrennkraftmaschine als V8-Maschine, 4 a diesel engine according to the invention as a V8 engine,

5 eine mögliche Ausführungsform eines Ventiltriebs der erfindungsgemäßen Dieselbrennkraftmaschine. 5 a possible embodiment of a valve train of the diesel internal combustion engine according to the invention.

Entsprechend den 2 bis 4, weist eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1, insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine 1', zwei erste Zylinder 2 und zwei zweite Zylinder 3 auf, die jeweils zumindest ein nicht dargestelltes Einlassventil und ein ebenfalls nicht dargestelltes Auslassventil aufweist. Darüber hinaus vorgesehen ist eine Steuerungseinrichtung 4, beispielsweise ein Motorsteuergerät, welche einerseits in der Lage ist, eine Lastanforderung P zu ermitteln, beispielsweise durch das Erfassen einer Drehzahl n der Dieselbrennkraftmaschine 1, einer Stellung eines Gaspedals und einer Stellung einer Drosselklappe und die bei Unterschreiten einer vordefinierten, das heißt vorab festgelegten Lastanforderung P, die zumindest zwei ersten Zylinder 2 in einen Atkinsonbetriebsmodus mit verlängerter Öffnungszeit oder in einen Millerbetriebsmodus mit verkürzter Öffnungszeit des jeweils zugehörigen zumindest einen Einlassventils überführt und die zwei zweiten Zylinder 3 abschaltet. According to the 2 to 4 , Has an internal combustion engine according to the invention 1 , in particular a diesel internal combustion engine 1' , two first cylinders 2 and two second cylinders 3 each having at least one not shown inlet valve and also not shown outlet valve. In addition, a control device is provided 4 , For example, an engine control unit, which on the one hand is able to determine a load request P, for example, by detecting a speed n of the diesel engine 1 , a position of an accelerator pedal and a position of a throttle valve and the falls below a predefined, that is, predetermined load request P, the at least two first cylinder 2 in an Atkinsonbetriebsmodus extended opening time or in a Millerbetriebsmodus with shortened opening time of the respective associated at least one inlet valve and transferred the two second cylinder 3 off.

Bei Versuchen, die in den Diagrammen gemäß der 1 dargestellt sind, hat sich dabei gezeigt, dass der Atkinsonbetriebsmodus insbesondere dann zu einer hohen Verbrauchsreduzierung führt, sofern eine gleichzeitig hohe Lastanforderung P anliegt. Erreicht wird dies bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren dadurch, dass die Brenkraftmaschine 1, insbesondere die Dieselbrennkraftmaschine 1', generell in zwei Arten von Zylindern 2, 3 aufgeteilt wird, wobei die zweiten Zylinder 3 bei Unterschreiten der vordefinierten Lastanforderung P abgeschaltet werden, so dass deren bislang erbrachte Leistung nunmehr von den ersten Zylindern 2 erbracht werden muss, wodurch deren Leistungsanforderung deutlich steigt. Durch ein zugleich erfolgendes Überführen der ersten Zylinder 2 in den Atkinsonbetriebsmodus, bei welchem das Einlassventil länger offen gelassen wird, so dass ein Teil des Kompressionshubes ohne Verdichtung abläuft, kann auch deren Kraftstoffverbrauch reduziert werden. For experiments in the diagrams according to the 1 are shown, it has been shown that the Atkinsonbetriebsmodus leads in particular to a high reduction in consumption, if a simultaneously high load demand P is applied. This is achieved in the operating method according to the invention in that the Brenkraftmaschine 1 , especially the diesel engine 1' , generally in two types of cylinders 2 . 3 is split, the second cylinder 3 are switched off when falling below the predefined load request P, so that their previously provided power now from the first cylinders 2 must be provided, whereby their performance requirement increases significantly. By simultaneously taking place the first cylinder 2 in Atkinsonbetriebsmodus in which the inlet valve is left open for a longer time, so that a portion of the compression stroke runs without compression, also their fuel consumption can be reduced.

Dabei hat sich gezeigt, dass ein Kraftstoffverbrauch 5 (vgl. 1) besonders dann signifikant reduziert werden kann, wenn die jeweiligen Einlassventile im Zylinder 2 im Atkinsonbetriebsmodus um einen Kurbelwellenwinkel α von 20° < α < 40° länger geöffnet werden. Insbesondere bei einem Kurbelwellenwinkel α = 40° erfolgt dabei eine signifikante Verbrauchsreduzierung bei hoher Last (vgl. die oberen Diagramme in 1). Bei sinkender Lastanforderung P verschiebt sich bei niedriger Drehzahl n der Kraftstoffverbrauch 5 relativ zum Kurbelwellenwinkel α = 10° so dass bei geringer Drehzahl n und gleichzeitig bei geringer Lastanforderung P der niedrigste Kraftstoffverbrauch 5 erreicht werden kann (vgl. Diagramm links unten in 1). Bei hoher Drehzahl n und gleichzeitig hoher Lastanforderung P (vgl. Diagramm rechts oben in 1) erfolgt der niedrigste Kraftstoffverbrauch 5 bei einem Kurbelwellenwinkel α = 20°. Die Diagramme dazwischen stellen Zwischenwerte dar. It has been shown that fuel consumption 5 (see. 1 ) can be significantly reduced, especially when the respective intake valves in the cylinder 2 be opened longer in Atkinsonbetriebsmodus by a crankshaft angle α of 20 ° <α <40 °. In particular, at a crankshaft angle α = 40 ° there is a significant reduction in fuel consumption at high load (compare the upper diagrams in FIG 1 ). When the load demand P decreases, the fuel consumption shifts at low speed n 5 relative to the crankshaft angle α = 10 ° so that at low speed n and at the same time with low load requirement P the lowest fuel consumption 5 can be achieved (see diagram below left in 1 ). At high speed n and at the same time high load demand P (see diagram above right in 1 ), the lowest fuel consumption 5 at a crankshaft angle α = 20 °. The diagrams in between represent intermediate values.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird neben der Lastanforderung P somit auch die Drehzahl n ermittelt, wobei die Steuerungseinrichtung 4 derart ausgebildet ist, dass sie bei Unterschreiten der vordefinierten Lastanforderung P und einer vordefinierten Drehzahl n den einen ersten Zylinder 2 in den Atkinsonbetriebsmodus mit verlängerter Öffnungszeit des jeweils zugehörigen zumindest einem Einlassventils überführt und den zumindest einen zweiten Zylinder 3 abschaltet. In an advantageous development of the method according to the invention, in addition to the load requirement P, therefore, the rotational speed n is also determined, the control device 4 is formed such that it falls below the predefined load request P and a predefined speed n the a first cylinder 2 into the Atkinsonbetriebsmodus with extended opening time of the respective associated at least one inlet valve and the at least one second cylinder 3 off.

Betrachtet man die 2 bis 4, so kann man erkennen, dass bei der Brennkraftmaschine 1 gemäß der 2 insgesamt vier Zylinder 2, 3 in Reihe geschaltet sind, nämlich zwei erste Zylinder 2 (außenliegend) und zwei dazwischen in Reihe angeordnete zweite Zylinder 3 bei der gemäß der 3 dargestellten Brennkraftmaschine 1 oder Dieselbrennkraftmaschine 1 sind insgesamt sechs Zylinder 2, 3 vorgesehen, wobei drei erste Zylinder 2 und drei alternierend dazu in Reihe angeordnete zweite Zylinder 3 vorgesehen sind. Looking at the 2 to 4 , so you can tell that in the internal combustion engine 1 according to the 2 a total of four cylinders 2 . 3 are connected in series, namely two first cylinder 2 (outboard) and two in-line second cylinders 3 in accordance with the 3 illustrated internal combustion engine 1 or diesel engine 1 are a total of six cylinders 2 . 3 provided, with three first cylinders 2 and three second cylinders arranged alternately in series therewith 3 are provided.

Die Brennkraftmaschine 1 gemäß der 4 ist dabei als V8-Maschine ausgebildet, mit einer ersten Zylinderbank 6 und einer zweiten Zylinderbank 7, mit jeweils zwei ersten und zweiten Zylindern 2, 3, wobei auf der ersten Zylinderbank 6 die beiden ersten Zylinder 2 außenliegend und auf der zweiten Zylinderbank 7 die beiden ersten Zylinder 2 mittig angeordnet sind. The internal combustion engine 1 according to the 4 is designed as a V8 machine, with a first cylinder bank 6 and a second cylinder bank 7 , each with two first and second cylinders 2 . 3 , being on the first cylinder bank 6 the first two cylinders 2 outboard and on the second cylinder bank 7 the first two cylinders 2 are arranged centrally.

Gemäß der 5 ist eine Nockenwelle 8 der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 dargestellt, mit einem ersten Nocken 9 und einem zweiten Nocken 10, welche über einen entsprechenden Nockenfolger 11 mit dem Einlassventil des ersten Zylinders 2 verbunden ist. Der erste Nocken 9 stellt dabei den Normalbetriebsmodus dar, während der zweite Nocken 10 den Atkinsonbetriebsmodus bewirkt. Durch ein axiales Verschieben entweder des Nockenfolgers 11 oder aber der als Schiebenocken ausgebildeten ersten und zweiten Nocken 9, 10 kann somit vom Normalbetriebsmodus in den Atkinsonbetriebsmodus umgeschaltet werden. In der rechten Darstellung der 5 ist eine Abschaltvorrichtung 13 zum Abschalten zumindest eines zweiten Zylinders 3 gezeigt, mit einem Schiebenocken bzw. einem verschiebbaren Nockenfolger 11. Der Schiebenocken besitzt dabei ebenfalls einen ersten Nocken 9 für den Normalbetriebsmodus sowie einen dazu angeordneten dritten Nocken 12, der einen Nullhub aufweist. Durch ein Verschieben des ersten Nockens 9 und des dritten Nockens 12 kann somit der mit dem zweiten Zylinder 3 wirkungsverbundene Nockenfolger 11 entsprechend betätigt bzw. entsprechend nicht betätigt werden und dadurch eine Zylinderabschaltung des zweiten Zylinders 3 erfolgen. Selbstverständlich kann der dritte Nocken 12 auch fest auf der Nockenwelle 1 angeordnet sein, wobei in diesem Fall der Nockenfolger 11 in Axialrichtung verstellbar sein müsste, um ein Abschalten des mit ihm verbundenen zweiten Zylinders 3 bewirken zu können.According to the 5 is a camshaft 8th the internal combustion engine according to the invention 1 shown with a first cam 9 and a second cam 10 , which via a corresponding cam follower 11 with the inlet valve of the first cylinder 2 connected is. The first cam 9 represents the normal operating mode, while the second cam 10 causes the Atkinson mode of operation. By axial displacement of either the cam follower 11 or the first and second cams formed as sliding cams 9 . 10 can thus be switched from the normal operating mode in the Atkinsonbetriebsmodus. In the right-hand illustration of the 5 is a shutdown device 13 for switching off at least one second cylinder 3 shown with a sliding cam or a displaceable cam follower 11 , The sliding cam also has a first cam 9 for the normal operating mode and a third cam arranged therefor 12 which has a zero stroke. By moving the first cam 9 and the third cam 12 can thus with the second cylinder 3 effect connected cam follower 11 be actuated accordingly or not operated accordingly and thereby a cylinder shutdown of the second cylinder 3 respectively. Of course, the third cam 12 also firmly on the camshaft 1 be arranged, in which case the cam follower 11 should be adjustable in the axial direction, to shut off the second cylinder connected to it 3 to be able to effect.

Ein Verlängern der Ventilöffnungszeiten kann beispielsweise auch durch eine sogenannte verstellbare Nockenwelle mit einer Außenwelle und einer dazu verdrehbaren Innenwelle erfolgen, wobei mit der Innenwelle ersten Nocken drehfest verbunden sind mit der Außenwelle zweite Nocken. Eine derartige verstellbare Nockenwelle ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. An extension of the valve opening times can be done, for example, by a so-called adjustable camshaft with an outer shaft and a rotatable inner shaft, with the inner shaft first cam are rotatably connected to the outer shaft second cam. Such an adjustable camshaft is well known in the art.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 lassen sich somit eine deutliche Verbrauchsreduzierung und damit eine deutliche Reduzierung der Schadstoffemissionen erreichen. With the inventive method of the internal combustion engine according to the invention 1 Thus, a significant reduction in consumption and thus a significant reduction in pollutant emissions can be achieved.

Claims (11)

Betriebsverfahren einer Brennkraftmaschine(1), insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine (1'), mit zumindest einem ersten Zylinder (2) und zumindest einem zweiten Zylinder (3), die jeweils zumindest ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweisen, bei dem – eine Lastanforderung (P) ermittelt wird, – bei Unterschreiten einer vordefinierten Lastanforderung (P) der zumindest eine erste Zylinder (2) in einen Atkinsonbetriebsmodus mit verlängerter Öffnungszeit oder in einen Millerbetriebsmodus mit verkürzten Öffnungszeiten des jeweils zumindest einen Einlassventils überführt und der zumindest eine zweite Zylinder (3) abgeschaltet wird. Operating method of an internal combustion engine ( 1 ), in particular a diesel internal combustion engine ( 1' ), with at least one first cylinder ( 2 ) and at least one second cylinder ( 3 ), each having at least one inlet valve and one outlet valve, in which - a load request (P) is determined, - falls below a predefined load request (P) of the at least one first cylinder ( 2 ) in an Atkinsonbetriebsmodus extended opening time or in a miller operating mode with shortened opening times of the respective at least one inlet valve and the at least one second cylinder ( 3 ) is switched off. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Einlassventile im Atkinsonbetriebsmodus um einen Kurbelwellenwinkel α von ca. 20° < α < 40° länger geöffnet werden. A method according to claim 1, characterized in that the respective intake valves in Atkinsonbetriebsmodus by a crankshaft angle α of about 20 ° <α <40 ° longer open. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Einlassventile im Millerbetriebsmodus mit verkürzten Ventilöffnungszeiten um einen Kurbelwellenwinkel α von ca. 20° < α < 40° früher geschlossen werden.A method according to claim 1, characterized in that the respective intake valves are closed in Miller mode with shortened valve opening times by a crank angle α of about 20 ° <α <40 ° earlier. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Drehzahl (n) ermittelt wird, – dass bei Unterschreiten einer vordefinierten Lastanforderung (P) und einer vordefinierten Drehzahl (n) der zumindest eine erste Zylinder (2) in den Atkinsonbetriebsmodus mit verlängerter Öffnungszeit oder in den Millerbetriebsmodus mit verkürzten Öffnungszeiten des jeweils zumindest einen Einlassventils überführt und der zumindest eine zweite Zylinder (3) abgeschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - a speed (n) is determined, - that falls below a predefined load request (P) and a predefined speed (n) of the at least one first cylinder ( 2 ) is transferred into the extended opening time Atkinsonbetriebsmodus or in Millerbetriebsmodus with shortened opening times of each at least one inlet valve and the at least one second cylinder ( 3 ) is switched off. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Überführen des zumindest einen ersten Zylinders (2) in den Atkinsonbetriebsmodus und das Abschalten des zumindest einen zweiten Zylinders (3) bei einer vordefinierten Drehzahl (n) von ca. 1600 bis 2000 U/min erfolgt. Method according to claim 4, characterized in that the transfer of the at least one first cylinder ( 2 ) in Atkinsonbetriebsmodus and switching off the at least one second cylinder ( 3 ) at a predefined speed (s) of about 1600 to 2000 rpm. Brennkraftmaschine(1), insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine (1'), mit zumindest einem ersten Zylinder (2) und zumindest einem zweiten Zylinder (3) und mit einer Steuerungseinrichtung (4), die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. Internal combustion engine ( 1 ), in particular a diesel internal combustion engine ( 1' ), with at least one first cylinder ( 2 ) and at least one second cylinder ( 3 ) and with a control device ( 4 ), which is designed for carrying out the method according to one of the preceding claims. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) zwei erste Zylinder (2) und zwei dazwischen in Reihe angeordnete zweite Zylinder (3) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (4) derart ausgebildet ist, dass sie bei Unterschreiten der vordefinierten Lastanforderung (P) die äußeren ersten Zylinder (2) in den Atkinson- oder Millerbetriebsmodus überführt und die mittleren zweiten Zylinder (3) abschaltet. Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) two first cylinders ( 2 ) and two second cylinders arranged in series therebetween ( 3 ), wherein the control device ( 4 ) is designed such that it falls below the predefined load request (P), the outer first cylinder ( 2 ) into the Atkinson or Miller mode of operation and the middle second cylinders ( 3 ) turns off. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) drei erste Zylinder (2) und drei alternierend dazu in Reihe angeordnete zweite Zylinder (3) aufweist. Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) three first cylinders ( 2 ) and three alternately arranged in series second cylinder ( 3 ) having. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) als V8-Maschine ausgebildet ist mit einer ersten und einer zweiten Zylinderbank (6, 7), mit jeweils zwei ersten und zweiten Zylindern (2, 3), wobei auf der ersten Zylinderbank (6) die beiden ersten Zylinder (2) außenliegend und auf der zweiten Zylinderbank (7) die beiden ersten Zylinder (2) mittig angeordnet sind. Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is designed as a V8 machine with a first and a second cylinder bank ( 6 . 7 ), each with two first and second cylinders ( 2 . 3 ), where on the first cylinder bank ( 6 ) the two first cylinders ( 2 ) on the outside and on the second cylinder bank ( 7 ) the two first cylinders ( 2 ) are arranged centrally. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass eine verstellbare Nockenwelle mit einer Außenwelle und einer dazu verdrehbaren Innenwelle vorgesehen ist, und/oder – dass eine Abschaltvorrichtung (13) zum Abschalten der zweiten Nocken (3) vorgesehen ist. Internal combustion engine according to one of claims 6 to 9, characterized in that - an adjustable camshaft with an outer shaft and a rotatable inner shaft is provided, and / or - that a shutdown device ( 13 ) for switching off the second cam ( 3 ) is provided. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltvorrichtung (13) einen schaltbaren oder verschiebbaren Ventilhebel (11) oder einen als Schiebenocken ausgebildeten dritten Nocken (12) mit einem Nullhub aufweist. Internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the shutdown device ( 13 ) a switchable or movable Valve lever ( 11 ) or designed as a sliding cam third cam ( 12 ) with a zero stroke.
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