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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit Benzindirekteinspritzung,
wobei bei Anforderung eines Startvorgangs die Stellung mindestens
eines Kolbens in mindestens einem zugeordneten Zylinder ermittelt
wird, wobei Kraftstoff in einen Brennraum des oder der Zylinder
des Kolbens eingespritzt wird, der oder die sich im Arbeitstakt
befinden und wobei ein Kraftstoff/Gas-Gemisch in dem mindestens
einen im Arbeitstakt befindlichen Zylinder gezündet wird und der oder die
Kolben die Kolben der weiteren Zylinder über eine die Kolben koppelnde
Kurbelwelle in eine Vorwärtsbewegung
versetzt.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs umfassend
eine Detektorvorrichtung zur Ermittlung der Stellung des Kolbens
in einem Zylinder der Brennkraftmaschine und ein Kraftstoffzumesssystem
zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum desjenigen oder
derjenigen Zylinder, dessen Kolben sich in einem Arbeitstakt befindet. Schließlich betrifft
die Erfindung auch ein Steuer- und/oder Regelgerät einer Brennkraftmaschine,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs sowie ein Computerprogramm.
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Ein
Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine der
eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
DE 31 17 144 A1 bekannt.
Das dort beschriebene Verfahren arbeitet ohne einen elektromotorischen
Anlasser. Bei stillstehender Brennkraftmaschine wird dabei in den
Brennraum eines oder mehrerer Zylinder, deren Kolben sich in der
Arbeitsphase befinden, eine für
eine Verbrennung notwendige Menge an Kraftstoff eingespritzt und
gezündet.
Danach wird jeweils in den Brennraum des oder der Zylinder, deren
Kolben den nächsten
Arbeitstakt ausführen,
Kraftstoff eingespritzt und gezündet,
sobald die betreffenden Kolben die Arbeitsstellung erreicht haben.
Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine ohne einen elektrischen
Anlasser und die damit notwendigerweise verbundenen Bauteile ausgebildet
werden. Zudem kann ein Akkumulator der Brennkraftmaschine kleiner
dimensioniert werden, da keine elektrische Energie mehr für den Anlasser
und die übrigen
elektrischen Bauteile geliefert werden muss.
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Bei
dem bekannten Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine muss
der Takt (Verdichtungstakt, Arbeitstakt, Ausstoßtakt und Ansaugtakt), in dem
sich die einzelnen Kolben der Brennkraftmaschine und die Einlass- und Auslassventile
der Brennräume
befinden, genau beachtet werden. Das hat zur Folge, dass bei einer
Vier- oder Sechszylinderbrennkraftmaschine zu jedem Takt der Brennkraftmaschine
jeweils nur der Brennraum eines einzigen Zylinders, nämlich des
Zylinders, dessen Kolben in Arbeitsstellung steht, mit Kraftstoff
gefüllt
und der Kraftstoff gezündet
werden kann. Das bekannte Verfahren beschränkt sich auf Brennkraftmaschinen,
bei denen zum einen der Verdichtungstakt, Arbeitstakt, Ausstoßtakt und
Ansaugtakt in einer festen Reihenfolge je Zylinder durchlaufen werden
und bei denen zum anderen die Verteilung der Takte auf die einzelnen
Zylinder fest vorgegeben ist.
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Als
weiterer Stand der Technik sei noch auf die
DE 197 43 492 A1 verwiesen,
aus der ebenfalls ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine ohne
einen elektrischen Anlasser bekannt ist.
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Schließlich offenbart
DE 100 20 104 A1 ein gattungsgemäßes Verfahren,
bei dem vorgesehen ist, dass die Einlass- und/oder Auslassventile mindestens
eines Zylinders, dessen Kolben sich nach einem oberen Totpunkt befindet,
vor dem Startvorgang in eine einer Arbeitsphase entsprechende Stellung gebracht
werden. Dazu verfügt
das Verfahren beispielsweise über
eine nockenwellenfreie Steuerung der Einlass- und/oder Auslassventile,
wodurch jedes Einlass- und
Auslassventil getrennt von den anderen Ventilen und unabhängig von
der Stellung der Nockenwelle angesteuert werden kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrzylindrige
Brennkraftmaschine ohne elektrischen Anlasser auf möglichst
einfache Weise, schnell und doch zuverlässig zu starten.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei
dem in mindestens einem in einem Verdichtungstakt befindlichen Zylinder
ein Dekompressionsventil geöffnet wird,
zur Verringerung des Widerstandes der Bewegung der Kolben.
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Bei
einem anlasserfreien Start einer Brennkraftmaschine bei stillstehendem
Motor ist es stets erforderlich, mindestens in einem Brennraum eine Verbrennung
einzuleiten. Der resultierende Brennraumdruck bewegt dann den mindestens
einen zugehörigen
Kolben nach unten und die Brennkraftmaschine setzt sich in Bewegung.
Diese Bewegung wird durch die Kompressionsarbeit während der
Kompressionsaufbauphase gebremst. Die Kompressionsarbeit kann mitunter
so ausgeprägt
sein, dass sie die Bewegung stoppt. Um derartige Dämpfungseffekte
aufgrund der Kompression in einem oder mehreren weiteren Zylindern,
deren Kolben sich nicht in der Arbeitsphase befindet und in dem
keine Zündung stattgefunden
hat, und auch Reibeffekte zu verhindern, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
ein oder mehrere Dekompressionsventile anzuordnen, die sich in mindestens
einem weiteren, sich im Verdichtungstakt befindlichen Zylinder,
befinden und geöffnet
werden, um einen Teil des im Zylinder befindlichen Gases aus diesem
austreten zu lassen und somit die Dämpfungs- und Reibungswirkungen
zu verringern. Auf diese Weise kann die Startzuverlässigkeit
bei einer Benzindirekteinspritzung bei einem Direktstart verbessert
werden.
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Der
Einsatz von Dekompressionsventilen zur Vermeidung von Resonanzdrehzahlen
ist dabei z. B. aus
DE
197 24 921 C2 bekannt, wobei hier ein herkömmlicher
Anlasser verwendet wird, und die Dekompressionsventile nur unterhalb
einer Zünddrehzahl
geöffnet
sind.
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Nach
einer ersten Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass vor
der Einspritzung in den oder bei Motoren mit 6 oder mehr Zylindern
in die sich im Arbeitstakt befindlichen Zylinder diese zunächst rückwärtsdrehend
in eine Startposition kurz nach dem oberen Totpunkt in Richtung
einer Vorwärtsdrehung
der Kurbelwelle gebracht werden, indem in einen oder mehrere sich
vor dem oberen Totpunkt im Verdichtungstakt befindliche Zylinder
eingespritzt und das entstehende Gemisch gezündet wird, wodurch eine Rückwärtsbewegung
des mindestens einen Kolbens erzeugt wird, mittels derer ein Kolben mindestens
eines anderen Zylinders in die Startposition im Arbeitstakt überführt wird,
bei gleichzeitiger Kompression des in dem Zylinder befindlichen
Gases. Sobald dieser mindestens eine andere Zylinder sich dann in
der Startposition im Arbeitstakt befindet, schließt sich
das vorstehend beschriebene Verfahren an, wobei Kraftstoff in den
oder die Zylinder im Arbeitstakt eingespritzt wird und das Kraftstoff/Gas-Gemisch, das zuvor
komprimiert wurde, gezündet
wird, wodurch eine Vorwärtsbewegung
ausgelöst
wird. Durch die Vorwärtsbewegung
wird der oder die zuvor im Kompressionstakt befindlichen Zylinder,
der oder die die Rückwärtsbewegung
initiiert hat, in einen Verdichtungstakt überführt, wobei vorgesehen ist,
dass ein Dekompressionsventil geöffnet
wird. Jedem Zylinder sind dabei darüber hinaus Einlass- und Auslassventil
zugeordnet, zum Einströmen
des für
die Verbrennung benötigten
Gases sowie zum Ausströmen
der verbrannten Gase nach der Zündung.
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Sofern
das Dekompressionsventil in einem im Kompressionstakt befindlichen
Zylinder geöffnet wird,
ist es erforderlich, das Dekompressionsventil so zu steuern bezüglich seines Öffen- und
Schließvorgangs,
dass zwar zum einen die Bremswirkung des Kompressionsdruckaufbaus
ausreichend verkleinert wird, zum anderen jedoch eine genügende Gasfüllung für eine nachfolgende
Verbrennung in dem Zylinder verbleibt, sobald der im Kompressionstakt
befindliche Zylinder in den Arbeitstakt überführt wird.
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Wird
nach einem Rückwärtsdrehen
im Startzylinder der Rückwärtsbewegung
ein Dekompressionsventil geöffnet,
so muss es frühestens
nach Erreichen des oberen Totpunktes und spätestens mit Schließen des
Auslassventils geschlossen werden.
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Es
kann dabei vorgesehen sein, dass sowohl während der Rückwärtsbewegung als auch während der
Vorwärtsbewegung
in mindestens einem Zylinder zur Verringerung des Widerstands ein
Dekompressionsventil geöffnet
wird. Grundsätzlich
ist es auch denkbar, mehrere, bis zu vier oder sechs oder mehr, Dekompressionsventile
je nach Anzahl der Zylinder in den im Verdichtungstakt befindlichen
Zylindern vorzusehen, wobei die Ventile nacheinander oder gleichzeitig
in den jeweiligen im Verdichtungstakt befindlichen Zylindern geöffnet werden.
Hier ist ebenfalls darauf zu achten, dass das Dekompressionsventil
so rechtzeitig wieder geschlossen wird, dass zwar die Bremswirkung
der Kompression verringert wird, jedoch einer nachfolgenden Verbrennung
eine ausreichende Luftfüllung
zur Verfügung
steht.
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Neben
Einfacheinspritzungen in die Zylinder ist es auch denkbar, Mehrfacheinspritzungen
vorzunehmen, um die Verbrennung zu steuern. Nach einer Einspritzung
ist jeweils eine geeignete Gemischaufbereitungszeit vor der Zündung bereitzustellen.
Zur Zündung
können
beispielsweise Zündkerzen,
aber auch andere Zündmöglichkeiten
vorgesehen sein.
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Es
kann dabei vorgesehen sein, in einer bevorzugten Ausführungsform,
dass während
des Startvorgangs, der in dem Brennraum verdichtete Kraftstoff eines
oder mehrerer Zylinders kurz nach dem oberen Totpunkt des Kolbens
des jeweiligen Zylinders in der Arbeitsphase gezündet wird. Alternativ kann
der verdichtete Kraftstoff auch kurz vor oder bei dem oberen Totpunkt
des Kolbens des jeweiligen Zylinders gezündet werden, wobei die Zündung so
erfolgen muss, dass die gewünschte
Drehrichtung der Brennkraftmaschine erzielt wird.
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Vorteilhafterweise
wird der Kraftstoff während
des Startvorgangs in herkömmlicher
Weise, beispielsweise über
eine Kraftstoffpumpe, gefördert.
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Zum
Abschluss des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei Erreichen
einer bestimmten Drehzahl keine weitere Öffnung der Dekompressionsventile
erfolgt. Der Startvorgang ist dann abgeschlossen und das Kraftfahrzeug
kann auf Fahranforderung hin betrieben werden bzw. in einen normalen Leerlaufbetrieb übergehen.
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Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert werden.
Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie
unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw.
in der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel;
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2 ein
Schaubild zu einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zum Starten
einer Brennkraftmaschine aus 1;
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3 und 4 alternative
Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten
der Brennkraftmaschine aus 1;
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5 und 6 weitere
alternative Ausgestaltungen der Erfindung und
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7 eine
weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
eine Brennkraftmaschine in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die
Brennkraftmaschine 1 weist einen Kolben 2 auf, der
in einem Zylinder 3 hin- und
herbewegbar ist. Der Zylinder 3 ist mit einem Brennraum 4 versehen,
an den über
Ventile 5 ein Ansaugrohr 6 und ein Abgasrohr 7 angeschlossen
sind. Des Weiteren sind dem Brennraum 4 ein mit einem Signal
Ti ansteuerbares Einspritzventil 8 und eine mit einem Signal
ZW ansteuerbare Zündkerze 9 zugeordnet.
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In
einer ersten Betriebsart, dem Schichtbetrieb der Brennkraftmaschine 1,
wird der Kraftstoff von dem Einspritzventil 8 während einer
durch den Kolben 2 hervorgerufenen Verdichtungsphase in
den Brennraum 4 eingespritzt, und zwar örtlich in die unmittelbare
Umgebung der Zündkerze 9 sowie
zeitlich unmittelbar vor dem oberen Totpunkt OT des Kolbens 2 bzw.
vor dem Zündzeitpunkt.
Dann wird mit Hilfe der Zündkerze 9 der
Kraftstoff entzündet,
so dass der Kolben 2 in der nunmehr folgenden Arbeitsphase durch
die Ausdehnung des entzündeten
Kraftstoffs angetrieben wird.
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In
einer zweiten Betriebsart, dem Homogenbetrieb der Brennkraftmaschine 1,
wird der Kraftstoff von dem Einspritzventil 8 während einer
durch den Kolben 2 hervorgerufenen Ansaugphase in den Brennraum 4 eingespritzt.
Durch die gleichzeitig angesaugte Luft wird der eingespritzte Kraftstoff
verwirbelt und damit in dem Brennraum 4 im wesentlichen gleichmäßig (homogen)
verteilt. Danach wird das Kraftstoff/Gas-Gemisch während der Verdichtungsphase
verdichtet, um dann von der Zündkerze 9 entzündet zu
werden. Durch die Ausdehnung des entzündeten Kraftstoffs wird der
Kolben 2 angetrieben.
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Im
Schichtbetrieb wie auch im Homogenbetrieb wird durch den angetriebenen
Kolben 2 eine Kurbelwelle 10 in eine Drehbewegung
versetzt, über die
letztendlich die Räder
des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Der Kurbelwelle 10 ist
ein Drehzahlsensor 11 zugeordnet, der in Abhängigkeit
von der Drehbewegung der Kurbelwelle 10 ein Signal N erzeugt.
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Der
Kraftstoff wird im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb unter einem
erhöhten
Druck in das Einspritzventil 8 in den Brennraum 4 eingespritzt.
Zu diesem Zweck ist eine elektrische Kraftstoffpumpe vorgesehen,
die unabhängig
von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird und einen
sogenannten Raildruck erzeugt.
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Die
im Schichtbetrieb und im Homogenbetrieb von dem Einspritzventil 8 in
den Brennraum 4 eingespritzte Kraftstoffmasse wird von
einem Steuergerät 12,
insbesondere im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch
und/oder eine geringe Schadstoffemission gesteuert und/oder geregelt.
Zu diesem Zweck ist das Steuergerät 12 mit einem Mikroprozessor
versehen, der in einem Steuerelement, insbesondere einem Read-Only-Memory,
ein Programm abgespeichert hat, das dazu geeignet ist, die Steuerung
und/oder Regelung durchzuführen.
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Das
Steuergerät 12 ist
von Eingangssignalen beaufschlagt, die mittels Sensoren gemessene Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine 1 darstellen. Beispielsweise ist das
Steuergerät 12 mit
einem in dem Ansaugrohr 6 angeordneten Luftmassensensor, einem
in dem Abgasrohr 7 angeordneten Lambdasensor und/oder mit
dem Drehzahlsensor 11 verbunden. Des Weiteren ist das Steuergerät mit einem Fahrpedalsensor 13 verbunden,
der ein Signal SP erzeugt, das die Stellung eines von einem Fahrer
betätigten
Fahrpedals angibt.
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Das
Steuergerät
erzeugt Ausgangssignale, mit denen über Aktoren das Verhalten der
Brennkraftmaschine 1 entsprechend der gewünschten
Steuerung und/oder Regelung beeinflusst werden kann. Beispielsweise
ist das Steuergerät 12 mit
dem Einspritzventil 8 und der Zündkerze 9 verbunden
und erzeugt die zu deren Ansteuerung erforderlichen Signale Ti,
ZV.
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In
den folgenden Figuren wird nun das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Dabei
kann der Drehzahlsensor 11 als Absolutwinkelgeber ausgebildet
sein, so dass der Drehzahlsensor 11 jederzeit, insbesondere
auch nach einem Stillstand der Brennkraftmaschine 1, den
Drehwinkel° KW
der Kurbelwelle erzeugen und an das Steuergerät 12 weitergeben kann.
Auf diese Weise kann vor dem Beginn des Startvorgangs die Stellung
der Kolben 2 in den Zylindern 3 auch bei Drehzahl
null ermittelt werden.
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Bei
dem Verfahren nach 2 befindet sich bei stillstehender
Brennkraftmaschine 1 der Zylinder A im Verdichtungstakt
vor dem oberen Totpunkt (ZOT) vor Zündung. Der Brennraum 4 ist
dabei geschlossen. In diesem Brennraum 4 wird einfach oder mehrfach über das
Einspritzventil 8 eingespritzt. Nach einer definierten
Gemischaufbereitungszeit wird das Gemisch durch die Zündkerze 9 gezündet, was
durch den stilisierten Zündfunken
symbolisiert werden soll (1. Phase, linke Spalte).
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Der
entstehende Brennraumdruck treibt den Kolben 2 des Zylinders
A nach unten und die Brennkraftmaschine 1 bewegt sich somit
zunächst
in Rückwärtsrichtung
des Pfeiles 14.
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Dabei
sind Startposition und eingespritzte Kraftstoffmenge so bemessen,
dass die durch diese Verbrennung erzeugte Energie nicht ausreicht,
den gegenüberliegenden
Kolben 2 des Zylinders B, der sich im Arbeitstakt befindet,
rückwärtsdrehend über dessen
ZOT zu bewegen.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass die Kurbelwelle 10 durch einen
elektromotorischen Anlasser in eine Umdrehung versetzt werden kann,
wodurch die erforderliche Startposition angefahren wird. Ein derartiger
Anlasser kann jedoch, da er lediglich eine Korrektur der Startposition
vornehmen muss, und nicht die Brennkraftmaschine 1 bis
zur erforderlichen Startdrehzahl hochdrehen muss, erheblich leistungsärmer bzw.
-optimierter dimensioniert werden.
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Die
Rückwärtsdrehung
des Startzylinders A muss dabei so bemessen sein, dass sichergestellt ist,
dass die Rückwärtsbewegung
durch die Kompression des sich in der Arbeitsphase befindlichen Zylinders
B gestoppt wird. Vor und/oder während
der Rückwärtsbewegung
wird in diesen eigentlichen Arbeitszylinder B einfach oder mehrfach
eingespritzt. Kurz vor Erreichen des oberen Totpunkts ZOT für Zylinder
B wird das vorverdichtete Gemisch in diesem Zylinder mittels der
Zündkerze 9 gezündet. Mit
der Zündung
und der entstehenden Verbrennung sowie dem daraus resultierenden
Brennraumdruck startet die Brennkraftmaschine 1 in Vorwärtsrichtung
(mittlere Bildspalte). Diese Vorwärtsbewegung wird gebremst durch
den Kompressionsdruckaufbau im anfänglichen Startzylinder A, wobei
in dem Zylinder A ein Dekompressionsventil 15 angeordnet
ist, das während
der Vorwärtsbewegung
in der zweiten Phase (Mitte) geöffnet
ist, um den Druckaufbau zu vermindern und damit die Bewegung aufgrund
der verringerten Dämpfung
zu erleichtern.
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Das
Dekompressionsventil 15 ist in der Kompressionsphase geöffnet und
wird frühestens
nach Erreichen der oberen Totpunktlage, spätestens jedoch mit Schließen des
zugehörigen
Auslassventils, geschlossen.
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Dabei
ist die dritte Phase hier ein Vorwärtsdrehen ohne Zündung. Alternativ
kann jedoch auch eine Einspritzung in den Zylinder A erfolgen, der
in den Arbeitstakt in der dritten Phase gelangt. Es ist dabei dann
darauf zu achten, dass das Dekompressionsventil so rechtzeitig wieder
geschlossen wird, dass zwar die Bremswirkung im Zylinder verringert ist,
jedoch für
die nachfolgende Verbrennung eine ausreichende Luftfüllung zur
Verfügung
steht.
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3 zeigt
nun eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens, wobei hier das Dekompressionsventil 15 jedoch
im anfänglichen
Arbeitszylinder B angeordnet ist. Darüber hinaus ist in 3 ein
Zylinder C gezeigt, der sich anfänglich
in der ersten Phase (Bild ganz links) im Ausstoßtakt befindet, wobei das Ventil 5 mit
dem Abgasrohr 7 geöffnet
ist.
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Durch
die Rückwärtsbewegung,
ausgelöst durch
die Verbrennung im Zylinder A wie bei 2, wird
der Zylinder C wieder in seinen Arbeitstakt überführt. Durch die rückwärtige Bewegung
wird in diesem Zylinder C eine Kompression erzeugt, welche die Rückwärtsbewegung
vor Erreichen des oberen Totpunkts von Zylinder C stoppt. Um die
Rückwärtsdrehung
zu erleichtern, wird währenddessen
das Dekompressionsventil 15 im Zylinder B geöffnet. In
dem Zylinder C erfolgt über
das Einspritzventil 8 eine Einfach- oder Mehrfacheinspritzung, die frühestens
mit dem Schließen
des Auslassventils 5 beim Übergang vom Ausstoß- in den
Arbeitstakt erfolgt. Kurz vor Erreichen des ZOT wird das vorverdichtete
Gemisch mittels einer Zündkerze 9 gezündet und
durch den steigenden Brennraumdruck startet die Brennkraftmaschine 1 in
Vorwärtsrichtung
(Phase 2, Bildspalte Mitte). Während
des Vorwärtsdrehens
der Brennkraftmaschine ist das Dekompressionsventil 15 noch geöffnet und
wird dann definiert geschlossen, um zum einen die Bremswirkung im
Zylinder B zu verringern aufgrund des Kompressionsdruckaufbaus in diesem
Zylinder, auf der anderen Seite jedoch eine ausreichende Luftfüllung zu
gewährleisten
für eine nachfolgende
Verbrennung im Zylinder B, wenn dieser in Phase 3 (Bild rechts)
wieder in den Arbeitstakt überführt wird.
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4 zeigt
nun eine weitere alternative Ausgestaltung, bei der neben den Zylindern
A und B ein Zylinder D gezeigt ist, der sich zu Beginn in Phase
1 (linke Bildspalte) im Ansaugtakt befindet.
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Dabei
erfolgt zunächst
der Start mit Rückwärtsdrehung,
wie zu 2 beschrieben. Allerdings ist hier entweder kein
Dekompressionsventil am Zylinder A vorgesehen oder es wird in Phase
2, dem Vorwärtsdrehen,
nicht betätigt.
Die Vorwärtsbewegung
der Brennkraftmaschine 1 erfolgt hier wie in 2 durch
Starten einer Verbrennung im Zylinder B, der sich in der ersten
Phase (Bild ganz links) im Arbeitstakt befindet und in dem dieser
in eine Startposition kurz vor dem ZOT gebracht wird. Weiterhin
wird ein Dekompressionsventil 15 am Ansaugzylinder, nämlich dem
Zylinder D, betätigt,
sobald dieser in den Kompressionstakt übergeht, der in Phase 3 (3. Bildspalte)
gezeigt ist. Hier ist es ebenfalls, wie bereits zu 3 beschrieben,
notwendig, dass das Dekompressionsventil 15 während des
Kompressionstaktes so gezielt wieder geschlossen wird, dass zwar die
Bremswirkung im Zylinder D verringert wird, jedoch auf der anderen
Seite eine ausreichende Luftfüllung
für die
nachfolgende Verbrennung in Phase 4 (Bildspalte ganz rechts) in
diesem Zylinder D verbleibt.
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In 5 ist
nun der Einsatz eines Dekompressionsventils zum einen im Kompressionszylinder A
und zum anderen im Ansaugzylinder D gezeigt. Dabei wird das Dekompressionsventil 15 am
Kompressionszylinder A während der
Kompressionsphase des Zylinders A bei Start der Vorwärtsrichtung
geöffnet,
um hier die Dämpfung
zu verringern (s. 2). In der darauffolgenden Phase
3 wird dann im Zylinder D das Dekompressionsventil 15 geöffnet, um
auch hier die entstehende Bremswirkung aufgrund des entstehenden
Kompressionsdruckaufbaus zu verringern (s. 2). Hierbei
ist es bei beiden Zylindern A und D erforderlich, die Dekompressionsventile 15 gezielt
so zu betätigen,
dass zum einen der Kompressionsdruckaufbau verringert wird, zum
anderen jedoch eine ausreichende Luftfüllung für eine nachfolgende Verbrennung
in den Zylindern zur Verfügung
steht.
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Darüber hinaus
kann zusätzlich
noch vorgesehen sein, ein Dekompressionsventil am Ausstoßzylinder
C (nicht dargestellt) vorzusehen, das geöffnet wird, sobald dieser Zylinder
nach der Vorwärtsbewegung
der Brennkraftmaschine 1 über einen Ansaugtakt in seinen
Kompressions- oder Verdichtungstakt überführt wird. Hierdurch kann die
Bremswirkung weiter verringert und schnellstmöglich eine ausreichende Drehzahl
in der Brennkraftmaschine 1 erreicht werden, die einen
sicheren Hochlauf gewährleistet.
Die Steuerung des Dekompressionsventils im Ausstoßzylinder
erfolgt dabei wie bereits beschrieben.
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Schließlich können auch
vier Dekompressionsventile bei dem erfindungsgemäßen Startverfahren vorgesehen
sein, wobei zusätzlich
ein Dekompressionsventil am Arbeitszylinder betätigt wird, wie es in 3 gezeigt
ist, sobald dieser Zylinder beim Vorwärtsdrehen der Brennkraftmaschine 1 erstmals
in seinen Kompressionstakt überführt wird.
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6 zeigt
nun ein Verfahren mit zwei Dekompressionsventilen 15 im
Kompressionszylinder A und im Arbeitszylinder B. Das Verfahren erfolgt
im übrigen
wie zu 3 beschrieben, wobei die erste Zündung für die Vorwärtsbewegung
der Brennkraftmaschine 1 im Zylinder C, der sich in der
Startphase (Bild ganz links) im Ausstoßtakt befand, erfolgt. Während der
Vorwärtsdrehung
wird dann zunächst
das Dekompressionsventil 15 am Zylinder B betätigt, nämlich in
der zweiten Phase, in der der ursprünglich im Arbeitstakt befindliche
Zylinder B in die Kompressionsphase übergeht. Dabei wird das Dekompressionsventil 15 nur
so gesteuert geöffnet,
dass zwar die Bremswirkung des Kompressionsdrucks verringert wird,
jedoch eine ausreichende Luftfüllung
für die
in der dritten Phase erfolgende Zündung im Zylinder B vorliegt. – Während der
Kompression wird darüber
hinaus, wie bereits vorstehend beschrieben, in den Zylinder B eingespritzt,
in dem dann in der dritten Phase (Bild rechts) zur weiteren Vorwärtsdrehung
gezündet wird.
Während
dieser Phase öffnet dann
das Dekompressionsventil im Zylinder A, wohingegen sich der Zylinder
C in der Ausstoßphase
befindet. Darüber
hinaus wird das Dekompressionsventil im Zylinder B auch während der
Startpositionierung durch Rückwärtsdrehen
geöffnet.
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7 zeigt
nun eine Gestaltung mit drei Dekompressionsventilen, nämlich im
Kompressionszylinder A, am Arbeitszylinder B sowie am Ansaugzylinder
D. Das Startverfahren erfolgt dabei wie zu 5 beschrieben,
wobei neben dem Dekompressionsventil 15 im Zylinder A,
das in der zweiten Phase öffnet,
und dem Dekompressionsventil 15 im Zylinder D, das in der
dritten Phase öffnet,
im Zylinder B ein Dekompressionsventil vorgesehen sein kann, das
während
einer weiteren vierten Phase in der Vorwärtsdrehung geöffnet wird.
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Schließlich kann
alternativ auch beim in 7 vorgesehenen Verfahren ein
viertes Dekompressionsventil vorgesehen sein, das im Ausstoßzylinder
tätig wird,
sobald dieser Zylinder C beim Vorwärtsdrehen der Brennkraftmaschine 1 erstmals
in seinen Kompressionstakt überführt wird.
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Bei
sämtlichen
Verfahren ist vorgesehen, dass nach Erreichen einer gewissen unteren
Grenzwertdrehzahl die Dekompressionsventile 15 geschlossen
bleiben, um eine volle Kraftentfaltung der Brennkraftmaschine 1 für den Fahrbetrieb
eines Fahrzeugs, in dem diese eingebaut ist, zu erzielen.
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Schließlich kann
vorgesehen sein, dass das Anfangsrückdrehen, das stets in der
ersten Phase dargestellt ist, entfällt. In diesem Fall erfolgt
die Zündung
zu Startbeginn im Arbeitszylinder statt im Kompressionszylinder
A, so startet in diesem Fall bei Zündung im Arbeitszylinder B
der Motor ohne Rückdrehen.
Auch hier können
ebenfalls eines oder mehrere Dekompressionsventile verwendet werden,
wobei auch hier die zuvor gemachten Aussagen für die Steuerung der Dekompressionsventile
gelten.