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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie einen Verbrennungsmotor
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Solche Verfahren sind im Allgemeinen bekannt. Darüber hinaus sind Verbrennungsmotoren bekannt, bei denen die Gaswechselventile über schaltbare Schlepphebel betätigt werden. Solche Schlepphebel wirken in einem aktivierten Zustand mit einer Nockenwelle zusammen und können so die Gaswechselventile betätigen. In einem deaktivierten Zustand betätigen die Schlepphebel unabhängig von einer Stellung der Nockenwelle die Gaswechselventile nicht.
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Ein mit solchen Schlepphebeln ausgestatteter Verbrennungsmotor kann also zwei Betriebszustände einnehmen. In einem Normalbetrieb sind die Gaswechselventile aktiviert und in einem Deaktivierungsbetrieb deaktiviert. Der Deaktivierungsbetrieb kann z. B. für eine Schleppmomentenreduktion genutzt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist, bekannte Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors sowie zugehörige Verbrennungsmotoren weiter zu verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren geschaffen werden, mittels dem der Verbrennungsmotor in einer möglichst effizienten Weise die geforderte Leistung bereitstellt. Diese soll einer am Verbrennungsmotor anliegenden Motorlast möglichst genau entsprechen. Zudem soll ein günstiger Kraftstoffverbrauch und ein umweltschonendes Emissionsverhalten erreicht werden.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl und einer Motorlast betrieben wird und mindestens zwei Zylinder mit jeweils einem ersten und einem zweiten Auslassventil umfasst, mit den folgenden Schritten:
- a) Aktivieren aller Auslassventile aller Zylinder in einem Volllastmodus und
- b) Aktivieren des ersten Auslassventils und Deaktivieren des zweiten Auslassventils aller Zylinder in einem Teillastmodus
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Deaktivieren bedeutet dabei, dass das Auslassventil unabhängig von einer Nockenwellendrehstellung geschlossen ist. Aktivieren bedeutet, dass das Auslassventil in Abhängigkeit einer Drehstellung einer Nockenwelle geöffnet und geschlossen werden kann. Der Verbrennungsmotor kann einen Abgasturbolader umfassen. Dieser kann entweder einen einzigen turbinenseitigen Einlass, mit dem beide Auslassventile strömungsmäßig verbunden werden können, oder zwei turbinenseitige Einlässe aufweisen, wobei jedes Auslassventil mit einem der Einlässe verbunden werden kann. Bei der Motordrehzahl handelt es sich um eine Motor-Ist-Drehzahl, bei der Motorlast um eine Motor-Ist-Last. Der Verbrennungsmotor kann so hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen effizient betrieben werden, da er bei Bedarf im Teillastmodus betrieben werden kann. Der Verbrennungsmotor ist beispielsweise ein Vierzylinder-Verbrennungsmotor oder ein Sechszylinder-Verbrennungsmotor.
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In einer Ausführungsform werden in einem Zylinderabschaltmodus an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile deaktiviert und an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile aktiviert. Eine Gruppe an Zylindern ist somit deaktiviert, eine andere aktiviert. Die geforderte Leistung des Verbrennungsmotors wird ausschließlich durch die Zylinder mit aktivierten Auslassventilen generiert. Die deaktivierten Zylinder werden mitgeschleppt, wobei in die deaktivierten Zylinder kein Kraftstoff eingespritzt wird. Der Verbrennungsmotor kann so an die geforderte Motorlast angepasst werden. Dadurch, dass nur eine Gruppe an Zylindern betrieben wird, wird der Kraftstoffverbrauch gegenüber einem bekannten Verbrennungsmotor verringert. Gleiches gilt für die Emissionen des Verbrennungsmotors.
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Bevorzugt wird der Verbrennungsmotor im Zylinderabschaltmodus betrieben, wenn die Motordrehzahl in einem Zylinderabschaltdrehzahlbereich und die Motorlast in einem Zylinderabschaltlastbereich ist. Dabei liegt der Zylinderabschaltdrehzahlbereich vollständig im Bereich positiver Drehzahlen und der Zylinderabschaltlastbereich vollständig im Bereich positiver Lasten. In einem Motordrehzahl-Motorlast-Diagramm wird so ein im Wesentlichen rechteckiger Betriebsbereich aufgespannt. Die Motordrehzahl und die Motorlast sind einfach messbar, sodass der Verbrennungsmotor einfach in den Zylinderabschaltmodus überführt werden kann. Der Verbrennungsmotor wird dadurch insgesamt effizienter betrieben.
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In einer Gestaltungsalternative werden in einem Teillast-Zylinderabschaltmodus an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile deaktiviert und an mindestens einem Zylinder das zweite Auslassventil deaktiviert und das erste Auslassventil aktiviert. Wie oben erläutert, können dabei die ersten Auslassventile mit einem ersten turbinenseitigen Einlass eines Abgasturboladers verbunden werden. Der Teillast-Zylinderabschaltmodus kombiniert Elemente des Zylinderabschaltmodus und des Teillastmodus. Der Verbrennungsmotor kann so an verhältnismäßig geringe geforderten Lasten angepasst und effizient betrieben werden.
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Vorteilhafterweise wird der Verbrennungsmotor im Teillast-Zylinderabschaltmodus betrieben, wenn die Motordrehzahl in einem Teillast-Zylinderabschaltdrehzahlbereich und die Motorlast in einem Teillast-Zylinderabschaltlastbereich ist, wobei der Teillast-Zylinderabschaltdrehzahlbereich innerhalb des Zylinderabschaltdrehzahlbereichs und der Teillast-Zylinderabschaltlastbereich innerhalb des Zylinderabschaltlastbereichs liegt. Ein solcher Betriebszustand kann somit einfach und schnell detektiert sowie eingestellt werden, wodurch insgesamt eine effizienter Betrieb des Verbrennungsmotor gewährleistet wird.
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Weiter können in einem Schleppmomentreduktionsmodus alle Auslassventile aller Zylinder deaktiviert werden. Der Verbrennungsmotor wird in diesem Modus geschleppt. Das diesem Schleppen entgegengesetzte Moment wird so verringert. Dadurch kann der Verbrennungsmotor ohne großen Widerstand mitgeschleppt werden, was zur Folge hat, dass nur wenig Energie innerhalb des Verbrennungsmotors dissipiert. Im Schleppmomentreduktionsmodus wird kein Kraftstoff in den Motor eingespritzt.
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Insbesondere wird der Verbrennungsmotor im Schleppmomentreduktionsmodus betrieben, wenn die Motorlast negativ ist. Eine negative Motorlast wird auch als Schubbetrieb bezeichnet, der z. B. bei einer Bergabfahrt oder beim Bremsen auftreten kann. Der Motor wird also über die Räder eines Kraftfahrzeugs, in dem er montiert ist, mitbewegt. Das eingesparte Schleppmoment kann dann z. B. mittels eines Generators in elektrische Energie umgesetzt werden.
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Der Verbrennungsmotor kann im Volllastmodus betrieben werden, wenn die Motordrehzahl oberhalb einer Volllastgrenzdrehzahl und die Motorlast oberhalb einer Volllastgrenzlast ist. In diesem Fall ist eine hohe Motorleistung gefordert.
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Dabei kann die Volllastgrenzlast eine Funktion der Motordrehzahl und/oder die Volllastgrenzdrehzahl eine Funktion der Motorlast sein. Die Volllastgrenzlast und die Volllastgrenzdrehzahl können somit sehr fein eingestellt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Verbrennungsmotor stets im richtigen Modus betrieben wird und so über ein gutes Verbrauchs- und Emissionsverhalten verfügt.
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In einer Variante wird der Verbrennungsmotor im Teillastmodus betrieben, wenn die Motordrehzahl unterhalb einer Teillastgrenzdrehzahl oder die Motorlast unterhalb einer Teillastgrenzlast ist. In diesem Bereich ist der Teillastmodus hinsichtlich des Verbrauchs und der Emissionen den anderen Betriebsmodi vorzuziehen.
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Dabei kann die Teillastgrenzlast eine Funktion der Motordrehzahl und/oder die Teillastgrenzdrehzahl eine Funktion der Motorlast sein. Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der feinen Einstellung der Volllastgrenzdrehzahl und der Volllastgrenzlast.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Aktivieren und Deaktivieren eines der Auslassventile durch das Aktivieren und Deaktivieren eines jedem Auslassventil zugeordneten, schaltbaren Schlepphebels, wobei der Schlepphebel in einem aktivierten Zustand in Zusammenwirkung mit einer Nockenwelle das Auslassventil betätigen kann, und in einem deaktivierten Zustand unabhängig von einer Stellung der Nockenwelle das Auslassventil nicht betätigt. Es kann so jedes Auslassventil einzeln aktiviert und deaktiviert werden. Dadurch ist es ohne großen konstruktiven Aufwand möglich, das oben beschriebene Verfahren zum Betreiben des Verbrennungsmotors auszuführen und den Verbrennungsmotor so zu betreiben, dass dieser wenig Kraftstoff verbraucht.
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Vorzugsweise werden die Schlepphebel von einer gemeinsamen Verstellwelle geschaltet, wobei die Verstellwelle eine der Anzahl an zu schaltenden Schlepphebeln entsprechende Anzahl an Schaltkonturen umfasst, die vorzugsweise als Schaltnocken ausgebildet sind. Die Schlepphebel werden so zuverlässig, wiederholgenau und schnell geschaltet. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren konstruktiv einfach umgesetzt werden.
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Vorteilhafterweise entspricht jedem Betriebsmodus des Verbrennungsmotors eine Drehstellung der Verstellwelle. Bei der Gestaltung der Verstellwelle kann also die Reihenfolge festgelegt werden, in der die verschiedenen Betriebsmodi bei einer Drehung der Verstellwelle durchlaufen werden. Es ist dabei auch möglich, dass bei einer vollen Umdrehung der Verstellwelle einzelne oder mehrere Betriebsmodi mehrfach durchlaufen werden. Es ist so eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Darüber hinaus kann so schnell zwischen den einzelnen Betriebsmodi umgeschaltet werden.
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Zusätzlich wird die Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit mindestens zwei Zylindern mit jeweils einem ersten und einem zweiten Auslassventil gelöst, wobei den ersten und zweiten Auslassventilen jeweils ein Schlepphebel zugeordnet ist und die ersten und zweiten Auslassventile durch ein Aktivieren und Deaktivieren des jeweils zugehörigen Schlepphebels aktivierbar und deaktivierbar sind, wobei der Schlepphebel in einem aktivierten Zustand in Zusammenwirkung mit einer Nockenwelle das Auslassventil betätigen kann, und in einem deaktivierten Zustand unabhängig von einer Stellung der Nockenwelle das Auslassventil nicht betätigt, und mit einer Verstellwelle, die dazu eingerichtet ist, in einem Volllastmodus alle Auslassventile aller Zylinder zu aktivieren, in einem Teillastmodus das erstes Auslassventils aller Zylinder zu aktivieren und das zweites Auslassventil aller Zylinder zu deaktivieren, vorzugsweise in einem Zylinderabschaltmodus an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile zu deaktivieren und an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile zu aktivieren, vorzugsweise in einem Teillast-Zylinderabschaltmodus an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile zu deaktivieren und an mindestens einem Zylinder das zweite Auslassventil zu deaktivieren und das erste Auslassventil zu aktivieren, und vorzugsweise in einem Schleppmomentreduktionsmodus alle Auslassventile aller Zylinder zu deaktivieren. Von einem solchen Verbrennungsmotor wird die geforderte Leistung sehr effizient bereitgestellt, da stets der der geforderten Leistung am besten entsprechende Betriebsmodus eingestellt werden kann. Der Verbrennungsmotor verbraucht dadurch verhältnismäßig wenig Kraftstoff und verfügt über ein umweltschonendes Emissionsverhalten.
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In den vorstehenden Ausführungen wurden ein Volllastmodus, ein Teillastmodus, ein Zylinderabschaltmodus, ein Teillast-Zylinderabschaltmodus und ein Schleppmomentreduktionsmodus erläutert. Alle diese Betriebsmodi können in einem Motordrehzahl-Motorlast-Diagramm aufgetragen werden. Dabei sind die einzelnen Betriebsmodi so gestaltet, dass sie sich im Motordrehzahl-Motorlast-Diagramm nicht überschneiden. Dem Verbrennungsmotor ist also in Abhängigkeit der Motordrehzahl und der Motorlast stets ein eindeutiger Betriebsmodus zugeordnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen:
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1 schematisch einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor mit vier Zylindern und einem Abgasturbolader, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann,
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2 schematisch einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor mit sechs Zylindern und einem Abgasturbolader, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann,
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3 ein Detail aus einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann,
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4 ein Motordrehzahl-Motorlast-Diagramm, das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegt,
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5 eine Verschaltungstabelle des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors aus 1, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann,
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6 eine Verschaltungstabelle des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors aus 2, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann und
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7 eine Codierungstabelle, die angibt, wie die Betriebsmodi eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors gemäß der Alternativen a) bis f) Winkelstellungen einer Verstellwelle zugeordnet sein können.
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1 zeigt einen Verbrennungsmotor 10 in einer ersten Ausführungsform, der vier Zylinder 12a, 12b, 12c und 12d umfasst. Jeder der Zylinder 12a bis 12d umfasst ein erstes Auslassventil 14a bis 14d und ein zweites Auslassventil 16a bis 16d.
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Darüber hinaus umfasst der Verbrennungsmotor 10 einen Abgasturbolader 18 mit einem ersten abgasturbinenseitigen Einlass 18a und einen zweiten abgasturbinenseitigen Einlass 18b.
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Die Auslassventile 14a, 16b, 16c und 14d sind mit dem Einlass 18a strömungsverbindbar und die Auslassventile 16a, 14b, 14c und 16d mit dem Einlass 18b.
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Die Einlassseite des Verbrennungsmotors 10 sowie die übrigen Ein- und Auslässe des Abgasturboladers 18 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
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In 2 ist ein Verbrennungsmotor 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Der Verbrennungsmotor 20 umfasst sechs Zylinder 22a, 22b, 22c, 22d, 22e und 22f. Jeder der Zylinder 22a bis 22f umfasst ein erstes Auslassventil 24a bis 24f und ein zweites Auslassventil 26a bis 26f.
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Der Verbrennungsmotor 20 ist mit einem Abgasturbolader 28 ausgerüstet, der über einen ersten abgasturbinenseitigen Einlass 28a und einen zweiten abgasturbinenseitigen Einlass 28b verfügt.
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Mit dem Einlass 28a sind die Auslassventile 24a bis 24c und 26d bis 26f strömungsverbindbar. Die Auslassventile 26a bis 26c und 24d bis 24f sind mit dem Einlass 28b strömungsverbindbar.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird auf die Darstellung der Einlassseite des Verbrennungsmotors 20 und der weiteren Ein- und Auslässe des Abgasturboladers 28 verzichtet.
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In 3 ist ein Detail aus einem Ventiltrieb 30 dargestellt. Ein solcher Ventiltrieb 30 kann in einem Verbrennungsmotor 10 oder einem Verbrennungsmotor 20 verwendet werden.
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Im Ventiltrieb 30 arbeitet ein schaltbarer Schlepphebel 32 auf einen Ventilschaft 34. Der Ventilschaft 34 kann zu einem der Auslassventile 14a bis 14d, 16a bis 16d, 24a bis 24f und 26a bis 26f gehören.
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In einem aktivierten Zustand wird der Schlepphebel 32 von einer Nockenwelle 36 betätigt. Der Schlepphebel 32 bewegt dann den Ventilschaft 34 derart, dass das zugehörige Auslassventil 14a bis 14d, 16a bis 16d, 24a bis 24f oder 26a bis 26f geöffnet und geschlossen wird.
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In einem deaktivierten Zustand betätigt der Schlepphebel 32 den Ventilschaft 34 unabhängig von einer Drehstellung der Nockenwelle 36 nicht.
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Der Schlepphebel 32 wird durch eine Verstellwelle 38 zwischen seinem aktivierten Zustand und seinem deaktivierten Zustand geschaltet. Die Verstellwelle 38 umfasst dafür eine Schaltkontur 40, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Schaltnocken ausgebildet ist.
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Die Verstellwelle 38 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Zylinder 12a bis 12d bzw. 22a bis 22f des Verbrennungsmotors 10 bzw. 20.
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Auf der Verstellwelle 38 ist eine der Anzahl der Auslassventile 14a bis 14d und 16a bis 16d bzw. 24a bis 24f und 26a bis 26f entsprechende Anzahl an Schaltkonturen 40 ausgebildet. Im Falle des Verbrennungsmotors 10 sind auf der Verstellwelle 38 also acht Schaltkonturen 40 vorhanden. Beim Verbrennungsmotor 20 sind es zwölf Schaltkonturen 40.
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Die Verstellwelle 38 ist dabei so gestaltet, dass jedem der nachfolgend beschriebenen Betriebsmodi des Verbrennungsmotors 10, 20 eine Drehstellung W1, W2, W3, W4 der Verstellwelle 38 entspricht.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel der verschiedenen Betriebsmodi eines Verbrennungsmotors 10, 20 in einem Motordrehzahl-Motorlast-Diagramm dargestellt. Die Motordrehzahl n ist dabei auf der x-Achse aufgetragen und die Motorlast L auf der y-Achse.
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Liegt eine negative Motorlast L vor, so wird der Verbrennungsmotor 10, 20 im Schleppmomentreduktionsmodus SMR betrieben.
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Im Schleppmomentreduktionsmodus SMR sind alle Auslassventile aller Zylinder deaktiviert. Es bleiben also alle Auslassventile aller Zylinder unabhängig von der Drehstellung der Nockenwelle 36 geschlossen.
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Für den Verbrennungsmotor 10 bedeutet das, dass keines der Auslassventile 14a bis 14d und 16a bis 16d mit dem Abgasturbolader 18, genauer gesagt mit einem der Einlässe 18a, 18b verbunden ist. Dies ist insbesondere in 5 zu sehen.
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Gleiches gilt für den Verbrennungsmotor 20. Wie insbesondere in 6 zu sehen ist, ist im Schleppmomentreduktionsmodus SMR keines der Auslassventile 24a bis 24f und 26a bis 26f mit einem der Einlässe 28a, 28b des Abgasturboladers 28 verbunden.
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Wird der Verbrennungsmotor 10, 20 mit einer positiven Motorlast L und einer positiven Motordrehzahl n betrieben und bleibt die Motorlast L unterhalb einer Teillastgrenzlast 50 oder die Motordrehzahl n unterhalb einer Teillastgrenzdrehzahl 52, wird der Verbrennungsmotor 10, 20 im Teillastmodus PL betrieben.
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Die Teillastgrenzdrehzahl 52 kann dabei eine beliebige Funktion der Motorlast L sein. Genauso kann die Teillastgrenzlast 50 eine beliebige Funktion der Motordrehzahl n sein.
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Im Teillastmodus PL werden die ersten Auslassventile aktiviert und die zweiten Auslassventile deaktiviert.
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Für den Verbrennungsmotor 10 bedeutet das, dass die Auslassventile 14a bis 14d aktiviert sind (siehe 5). Dabei werden die Auslassventile 14a und 14d in ihrem geöffneten Zustand mit dem ersten Einlass 18a des Abgasturboladers 18 strömungsverbunden. Die Auslassventile 14b und 14c werden in ihrem geöffneten Zustand mit dem zweiten Einlass 18b des Abgasturboladers 18 strömungsverbunden. Die Auslassventile 16a bis 16d sind deaktiviert, d. h. stets geschlossen.
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Im Verbrennungsmotor 20 wird der Teillastmodus PL dadurch umgesetzt, dass die Auslassventile 24a bis 24f aktiviert und die Auslassventile 26a bis 26f deaktiviert werden (siehe 6). Dabei sind in der gezeigten Ausführungsform die Auslassventile 24a bis 24c mit dem ersten Einlass 28a und die Auslassventile 24b bis 24f mit dem zweiten Einlass 28b des Abgasturboladers 28 strömungsverbunden, wenn sie geöffnet sind.
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Der Verbrennungsmotor 10, 20 kann auch in einem Volllastmodus FL betrieben werden. Dafür muss die Motordrehzahl n oberhalb einer Volllastgrenzdrehzahl 54 und die Motorlast L oberhalb einer Volllastgrenzlast 56 liegen. Die Volllastgrenzlast 56 kann eine beliebige Funktion der Motordrehzahl n sein. Die Volllastgrenzdrehzahl 54 kann eine beliebige Funktion der Motorlast L sein.
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Wird der Verbrennungsmotor 10, 20 im Volllastmodus FL betrieben, so sind alle Auslassventile aktiviert.
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Für den Verbrennungsmotor 10 bedeutet dies, dass die Auslassventile 14a bis 14d und 16a bis 16d aktiviert sind (siehe 5).
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Im Verbrennungsmotor 20 sind die Auslassventile 24a bis 24f sowie die Auslassventile 26a bis 26f aktiviert (siehe 6).
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Der Verbrennungsmotor 10, 20 kann darüber hinaus in einem Zylinderabschaltmodus ZAS betrieben werden, in dem an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile deaktiviert und an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile aktiviert werden.
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Der Zylinderabschaltmodus ZAS wird verwendet, wenn die Motordrehzahl n in einem Zylinderabschaltdrehzahlbereich 57 und die Motorlast L in einem Zylinderabschaltlastbereich 58 ist.
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In der gezeigten Ausführungsform des Verbrennungsmotors 10 sind im Zylinderabschaltmodus ZAS der Zylinder 12b und der Zylinder 12c abgeschaltet. Die zugehörigen Auslassventile 14b, 14c, 16b und 16c sind deaktiviert, also geschlossen. Die Auslassventile 14a, 14d, 16a und 16d sind aktiviert und im geöffneten Zustand mit den zugehörigen Einlässen 18a, 18b des Abgasturboladers 18 strömungsverbunden (siehe 5).
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Der Verbrennungsmotor 10 wird also nur mit zwei Zylindern betrieben. Genauso ist es denkbar, ihn im Zylinderabschaltmodus ZAS mit einem oder drei Zylindern zu betreiben. Dann sind einer oder drei Zylinder abgeschaltet.
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Im Verbrennungsmotor 20 sind im Zylinderabschaltmodus ZAS die Zylinder 22d, 22e und 22f abgeschaltet. Die zugehörigen Auslassventile 24d bis 24f und 26d bis 26f sind deaktiviert. Die Auslassventile 24a bis 24c und 26a bis 26c der Zylinder 22a bis 22c sind aktiviert und im geöffneten Zustand mit den zugehörigen Einlässen 28a, 28b des Abgasturboladers 28 strömungsverbunden (siehe 6).
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In der dargestellten Ausführungsform wird der Verbrennungsmotor 20 also im Zylinderabschaltmodus ZAS nur mit drei Zylindern betrieben. Es ist jedoch auch denkbar, einen, zwei, vier oder fünf Zylinder des Verbrennungsmotors 20 abzuschalten.
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Innerhalb des Zylinderabschaltlastbereichs 58 und des Zylinderabschaltdrehzahlbereichs 57 kann der Verbrennungsmotor 10, 20 in einem Teillast-Zylinderabschaltmodus PL-ZAS betrieben werden. Dabei sind an mindestens einem Zylinder alle Auslassventile deaktiviert und an mindestens einem Zylinder das zweite Auslassventil deaktiviert und das erste Auslassventil aktiviert.
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Der Teillast-Zylinderabschaltmodus PL-ZAS wird verwendet, wenn sich die Motordrehzahl n in einem Teillast-Zylinderabschaltdrehzahlbereich 60 und die Motorlast L in einem Teillast-Zylinderabschaltlastbereich 62 befindet.
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Für den Verbrennungsmotor 10 bedeutet das, dass zum Beispiel die Zylinder 12b und 12c vollständig abgeschaltet sind. Im Zylinder 12a ist lediglich das Auslassventil 14a aktiviert, d. h. es kann mit dem Einlass 18a des Abgasturboladers 18 verbunden werden. Gleiches gilt für den Zylinder 12d, in dem nur das Auslassventil 14d aktiviert ist und mit dem Einlass 18a des Abgasturboladers 18 verbunden werden kann (siehe 5).
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Im Verbrennungsmotor 20 sind wieder die Zylinder 22d, 22e und 22f deaktiviert. In den Zylindern 22a bis 22c sind die Auslassventile 24a, 24b und 24c aktiviert. Die Auslassventile 26a bis 26c sind deaktiviert. Die Auslassventile 24a bis 24c können mit dem Einlass 28a des Abgasturboladers 28 strömungsverbunden werden (siehe 6).
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Die Zuordnung der Betriebsmodi FL, PL, ZAS, SMR zu den Drehstellungen W1, W2, W3, W4 der Verstellwelle 38 ist in 7 dargestellt. Es werden dabei sechs Alternativen a) bis f) beschrieben.
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Allen Alternativen ist gemeinsam, dass kein Teillast-Zylinderabschaltmodus PL-ZAS eingestellt werden kann.
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Die Drehstellungen W1, W2, W3, W4 können beispielsweise um 90 Grad voneinander beabstandet sein. Genauso ist es jedoch denkbar, zwischen allen Drehstellungen W1, W2, W3, W4 unterschiedliche Winkelabstände zu wählen.
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Um zu verdeutlichen, dass die Verstellwelle 38 auch um mehr als 360 Grad verdreht werden kann, ist in der letzten Spalte der 7 wieder die Drehstellung W1 aufgeführt. In anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen ist es auch möglich, dass einzelne oder mehrere Betriebsmodi durch mehrere Drehstellungen eingestellt werden kann.
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In der Alternative a) laufen bei einer Drehung der Verstellwelle 38 die Betriebsmodi FL, PL, ZAS, SMR in der folgenden Reihenfolge ab, wenn die Betrachtung in der Drehstellung W1 gestartet wird: Zylinderabschaltmodus ZAS in der Drehstellung W1, Schleppmomentreduktionsmodus SMR in der Drehstellung W2, Teillastmodus PL in der Drehstellung W3 und Volllastmodus FL in der Drehstellung W4.
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In der Alternative b) laufen bei einer Drehung der Verstellwelle 38 die Betriebsmodi FL, PL, ZAS, SMR in der folgenden Reihenfolge ab, wenn die Betrachtung in der Drehstellung W1 gestartet wird: Schleppmomentreduktionsmodus SMR in der Drehstellung W1, Zylinderabschaltmodus ZAS in der Drehstellung W2, Teillastmodus PL in der Drehstellung W3 und Volllastmodus FL in der Drehstellung W4.
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In der Alternative c) laufen bei einer Drehung der Verstellwelle 38 die Betriebsmodi FL, PL, ZAS, SMR in der folgenden Reihenfolge ab, wenn die Betrachtung in der Drehstellung W1 gestartet wird: Zylinderabschaltmodus ZAS in der Drehstellung W1, Teillastmodus PL in der Drehstellung W2, Schleppmomentreduktionsmodus SMR in der Drehstellung W3 und Volllastmodus FL in der Drehstellung W4.
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In der Alternative d) laufen bei einer Drehung der Verstellwelle 38 die Betriebsmodi FL, PL, ZAS, SMR in der folgenden Reihenfolge ab, wenn die Betrachtung in der Drehstellung W1 gestartet wird: Zylinderabschaltmodus ZAS in der Drehstellung W1, Schleppmomentreduktionsmodus SMR in der Drehstellung W2, Volllastmodus FL in der Drehstellung W3 und Teillastmodus PL in der Drehstellung W4.
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In der Alternative e) laufen bei einer Drehung der Verstellwelle 38 die Betriebsmodi FL, PL, ZAS, SMR in der folgenden Reihenfolge ab, wenn die Betrachtung in der Drehstellung W1 gestartet wird: Schleppmomentreduktionsmodus SMR in der Drehstellung W1, Teillastmodus PL in der Drehstellung W2, Zylinderabschaltmodus ZAS in der Drehstellung W3 und Volllastmodus FL in der Drehstellung W4.
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In der Alternative f) laufen bei einer Drehung der Verstellwelle 38 die Betriebsmodi FL, PL, ZAS, SMR in der folgenden Reihenfolge ab, wenn die Betrachtung in der Drehstellung W1 gestartet wird: Schleppmomentreduktionsmodus SMR in der Drehstellung W1, Zylinderabschaltmodus ZAS in der Drehstellung W2, Volllastmodus FL in der Drehstellung W3 und Teillastmodus PL in der Drehstellung W4.
