DE19849914C1

DE19849914C1 - Brennkraftmaschine mit einem separat betätigbaren Zusatzventil im Zylinderkopf

Info

Publication number: DE19849914C1
Application number: DE19849914A
Authority: DE
Inventors: Uwe Gaertner; Michael Hoffmann
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: US6328003B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, die je Zylinder mindestens einen Einlaßkanal und ein Einlaßventil, einen Auslaßkanal und ein Auslaßventil und mindestens ein separat betätigbares Zusatzventil besitzt, das im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet und mit dem eine Gasströmung in einer Leitung steuerbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Leitung von dem Zusatzventil eines ersten Zylinders mit mindestens einem zweiten Zylinder unmittelbar oder mittelbar verbunden ist und mit dem Zusatzventil eine Gasströmung vom ersten Zylinder in den zweiten Zylinder in eine Druckluftanlage und/oder in eine Turbine steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem separat betätigbaren Zusatzventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Um die Verbrennung bei Brennkraftmaschinen und die Abgasquali tät zu verbessern, ist es bekannt, einen Teil des Abgases zurückzuführen.

Aus der US-PS 5 203 310 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die neben Einlaßventilen und Auslaßventilen für einen Ladungs wechsel ein separat betätigbares Abgasrückführventil aufweist, das im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Mit dem Abgasrückführventil ist eine Abgasrückführleitung steuer bar, die zwischen einem Ein- und Auslaßkanal eines Zylinders oder alternativ zwischen dem Inneren des Zylinders und dem Einlaßkanal verläuft. Das Abgasrückführventil kann zu Beginn des Einlaßtakts des entsprechenden Zylinders geöffnet werden, wobei je nach gewünschter Menge des zurückzuführenden Abgases und je Betriebszustand der Brennkraftmaschine Beginn und Dauer der Abgasrückführung einstellbar sind.

Ein Nachteil der Brennkraftmaschine bzw. des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß es bei aufgeladenen Brennkraftma schinen nicht oder nur sehr eingeschränkt angewendet werden kann. Um bei dem beschriebenen Verfahren eine Abgasrückführung zu erreichen, muß der Druck im Einlaßkanal unter dem Abgasdruck im Auslaßkanal liegen, d. h. es muß ein negatives Druckgefälle über der Brennkraftmaschine vorliegen. Bei aufgeladenen Brenn kraftmaschinen, insbesondere bei aufgeladenen Dieselbrennkraft maschinen ist jedoch, außer bei niedriger Teillast, der Lade druck im Einlaßkanal höher als der Abgasdruck im Auslaßkanal. Eine Abgasrückführung ist nicht möglich.

Ferner ist aus der DE 196 21 530 C1 eine Brennkraftmaschine mit einem zusätzlichen Abgasrückführventil im Zylinderkopf bekannt, über das das Innere des Zylinders mit dem Auslaßkanal des Zylinders verbindbar ist. Bei dem beschriebenen Verfahren wird durch ein geeignetes Takten des Abgasrückführventils ein Auslaßstoß benachbarter, ausschiebender Zylinder genutzt. Trotz eines im zeitlichen Mittel positiven Druckgefälles zwischen Einlaßkanal und Auslaßkanal liegt während des Auslaßstoßes des benachbarten, ausschiebenden Zylinders der Druck in der Abgas leitung für eine kurze Zeit über dem Ladedruck, so daß über das geöffnete Abgasrückführventil Abgas in den Brennraum einströmt. Nachteil des Verfahrens ist, daß die rückgeführte Abgasmenge von der Last- und Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängt. Die Rückführmenge ist dadurch nicht in jedem Betriebspunkt beliebig einstellbar.

Weitere Konzepte zur Abgasrückführung bei aufgeladenen Brenn kraftmaschinen sehen in Betriebsbereichen, in denen der Lade druck den Abgasdruck übersteigt, eine entsprechende Drosselung der Ladeluft oder den Einsatz von Ejektoren vor, um das ge wünschte Druckgefälle für die Abgasrückführung zu erhalten. Diese Maßnahmen sind jedoch meist kostspielig und aufwendig und verursachen zudem erheblichen Bauaufwand und Platzbedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschi ne mit einem Zusatzventil kostengünstig derart auszubilden, daß bessere Abgaswerte erreicht werden können, insbesondere bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einer besonders flexibel einstellbaren Brennkraftmaschine, diese vorteilhaft nahe über einen breiten Betriebsbereich am Optimum gehalten werden kann, wodurch der Wirkungsgrad gesteigert und die Abgaswerte verbessert werden können.

Erfindungsgemäß ist zumindest ein erster Zylinder mit einem Zusatzventil über eine Leitung unmittelbar oder mittelbar mit mindestens einem zweiten Zylinder verbunden. Dadurch kann von dem ersten Zylinder Gas in den zweiten Zylinder geleitet werden, das von der Zusammensetzung, vom Druck und der Tempera tur variiert werden kann. Ferner kann über eine große Zeitspan ne Gas mit einem hohen Druck entnommen und einem oder mehreren Zylindern gezielt in einem bestimmten Takt zugeführt werden, beispielsweise im Einlaßtakt oder im Arbeitstakt. Es kann über den gesamten Betriebsbereich, insbesondere auch bei aufgelade nen Brennkraftmaschinen ein ausreichend hohes Druckpotential bzw. ein entsprechendes Druckgefälle erreicht werden.

Vorteilhaft kann Abgas mit hohem Druck zur Abgasrückführung über eine lange Zeitspanne entnommen werden, indem das Zusatz ventil jeweils nach dem Brennende während des Arbeitstakts bzw. des Auslaßtakts öffnet und schließt bevor der Zylinderdruck unter den Druck auf der Einlaßseite sinkt. Das Zusatzventil kann dabei fast über zwei Arbeitstakte geöffnet werden. Es kann im gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine ein ausrei chend hoher Abgasdruck, insbesondere auch für aufgeladene Brennkraftmaschinen erreicht werden. Die Abgasrückführrate ist im gesamten Kennfeld der Brennkraftmaschine einstellbar.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann ferner das zurückgeführte Abgas gekühlt werden. Es wird eine hohe Ladungs dichte mit einem ausreichend hohen Frischluftanteil erreicht, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert und der Abgaswert verbessert wird, insbesondere die Partikelemission.

Um insgesamt eine kostengünstige Brennkraftmaschine zu errei chen, kann das Zusatzventil neben der Abgasrückführung beson ders günstig für andere Funktionen genutzt werden, wie insbe sondere für einen Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine und zur Erzeugung von Druckluft. Vorhandene Bauteile werden für mehrere Funktionen genutzt, wodurch Bauteile, Bauaufwand und Kosten eingespart werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit einem Zusatz ventil,

Fig. 2 eine Variante nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Druckverlauf im Zylinder und auf der Einlaßseite,

Fig. 4 eine Brennkraftmaschine nach Fig. 1 mit einer Leitung, die die Zusatzventile untereinander Verbindet,

Fig. 5 eine Variante nach Fig. 4,

Fig. 6 eine weitere Variante nach Fig. 4,

Fig. 7 eine Übersicht über Arbeitszyklen der Zylinder der Brennkraftmaschine nach Fig. 6 und Strömungsrichtungen zwischen den Zylindern,

Fig. 8 eine Variante nach Fig. 7 und

Fig. 9 eine weitere Variante nach Fig. 7.

Fig. 1 zeigt eine aufgeladene, erfindungsgemäße Brennkraftma schine mit zwei Zylindern 13, 14. Die Zylinder 13, 14 besitzen jeweils neben einem Einlaßventil 42, 43 und einem Auslaßventil 44, 45 ein Zusatzventil 12, 46 im Zylinderkopf, das unabhängig von den Einlaßventilen 42, 43 und den Auslaßventilen 44, 45 geöffnet und geschlossen werden kann. Über das Zusatzventil 12 des Zylinders 13 ist ein Kanal 47 im Zylinderkopf verschließ bar, der mit einer Leitung 1 verbunden ist. Die Leitung 1 führt über ein Rückschlagventil 38, einen Speicherbehälter 27 und gleichzeitigen Kühler 29, ein Umschaltventil 33, eine Drossel 31 und über eine Leitung 48 zu einem Ladeluftrohr 49 und damit zu der Einlaßseite 26 des Zylinders 14 und 13.

Wird die Brennkraftmaschine im Abgasrückführbetrieb gefahren, öffnet das Zusatzventil 12 während des Arbeitstakts 22 oder während des Auslaßtakts 23. In Fig. 3 ist der Druck 24 im Zylinder 13 über einen Kurbelwinkel bzw. über einen Einlaßtakt 40, einen Verdichtungstakt 41, einen Arbeitstakt 22 und über einen Auslaßtakt 23 des Zylinders 13 aufgetragen. Die Öffnungs dauer des Zusatzventils 12 ist mit 73 gekennzeichnet. Vorteil haft wird das Zusatzventil 12 nach dem Brennende 21 geöffnet und spätestens geschlossen, wenn im Auslaßtakt 23 der Zylinder druck 24 unter einen auf der Einlaßseite 26 herrschenden Ladedruck 25 fällt. Solange der Zylinderdruck 24 größer als der Druck im Speicherbehälter 27 ist, strömt Abgas aus dem Zylinder 13 in den Speicherbehälter 27 und kühlt dort ab, strömt weiter zum Ladeluftrohr 49 und vermischt sich dort mit der vom Ab gasturbolader 50 kommenden und von einem Ladeluftkühler 30 gekühlten Frischluft. Beim Ansaugen des entsprechend der Zündfolge nachfolgenden Zylinders 14, erhält dieser ein Gemisch aus Abgas und Frischluft. Die Abgasrückführung führt zu einer geringeren Stickoxidemission. Durch die nach dem Speicherbehäl ter 27 angeordnete Drossel 31 wird für den Fall, daß nur ein Zylinder 13 zur Abgasrückführung herangezogen wird sicher gestellt, daß auch der gemäß der Zündfolge letzte Zylinder noch ausreichend mit Abgas versorgt wird. Ferner wird eine Gleich verteilung des Abgases auf die Zylinder 13, 14 erreicht. Über das Umschaltventil 33 kann der Speicherbehälter 27 in Richtung Ladeluftrohr 49 verschlossen und ein ungewünschtes Entleeren des Speicherbehälters 27 im Schubbetrieb vermieden werden.

Im Motorbremsbetrieb ist das Zusatzventil 46 über einen Kanal 51 mit der Auslaßseite 37 des Zylinders 14 verbunden. Dadurch kann ein Kolben 52 im Zylinder 14 durch öffnen des Zusatzven tils 46 im Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine gegen den Abgasgegendruck gebremst werden. Der Zylinder 13 ist dagegen über das Umschaltventil 33, eine Druckluftleitung 55 und einen zusätzlichen Kühler 53 mit einem Druckbehälter 36 bzw. mit einer Druckluftanlage der Brennkraftmaschine verbunden. Wird die Brennkraftmaschine im Bremsbetrieb gefahren, kann durch Öffnen des Zusatzventils 12 ein Kolben 54 im Zylinder 13 vorteilhaft gegen den Druck im Druckbehälter 36 abgebremst werden. Das Rückschlagventil 38 verhindert, daß Druckluft in den Zylinder 13 über das Zusatzventil 12 zurückströmt.

Grundsätzlich kann weiterhin in allen Betriebsarten bei Bedarf Druckluft über das Zusatzventil 12 gefördert werden. Erfin dungsgemäß wird im Fahrbetrieb im luftfördernden Zylinder 13 kein Kraftstoff eingespritzt. In dem Zylinder 14 bzw. in den restlichen nicht näher dargestellten Zylindern wird die Lei stung entsprechend angehoben, um insgesamt eine Leistungsminde rung zu vermeiden. Wird Vollast der restlichen Zylinder er reicht, wird nach einer Priorität zwischen Druckluftbedarf und Bedarf höherer Fahrleistung entschieden. Nach dem Kühler 53 können je nach Bedarf der Brennkraftmaschine noch weitere Komponenten eines Druckluftsystems eingebaut werden, beispiels weise Ölabscheider, Lufttrockner usw.

Der Kühler 29 reduziert die Wärmemenge des Abgases im Abgas rückführbetrieb nur bis zu einem Temperaturniveau, bei dem das Ausscheiden von Wasserkondensat noch nicht stattfindet. Der Kühler 53 reduziert die Druckluft weiter auf eine für den Druckbehälter 36 und insbesondere für nachgeschaltete Verbrau cher vorteilhafte Temperatur. Der Kühler 53 kann beispielsweise von der Druckluftleitung 55 zum Druckbehälter 36 selbst gebil det werden. Möglich ist auch, auf den Kühler 53 zu verzichten, wenn der Kühler 29 ausreichend groß dimensioniert ist. Anfal lendes Kondensat müßte jedoch abgeführt werden. Für die Druck lufterzeugung können vorhandene Bauteile genutzt werden, wie der Zylinder 13, der Kühler 29 und das Umschaltventil 33, wodurch zusätzliche Bauteile eingespart und damit Kosten und Bauaufwand reduziert werden können.

Das Zusatzventil 12 wird vorteilhaft über einen nicht näher dargestellten Betätigungskolben hydraulisch betätigt bzw. ist von diesem frei taktbar, z. B. über ein Elektromagnetventil. Im Zylinder 13 treten im Motorbremsbetrieb abhängig von der Lage des Kolbens 54 Druckschwankungen von 0-50 bar auf, wodurch das Zusatzventil 12 in geöffneter Stellung zum Flattern neigt. Um dies zu vermeiden wird vorgeschlagen, vor dem Betätigungskolben des Zusatzventils 12 eine hydraulische Druckerhöhung anzuord nen, beispielsweise einen Stufenkolben. Dadurch kann mit einer klein dimensionierten, kostengünstigen Ölpumpe ein ausreichen der Druck erzielt werden, der ca. bei 20 bis 22 bar liegt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mündet eine Leitung 2 vom Zusatzventil 12 in einem Ladeluftkühler 56. Gleichbleibende Bauteile sind in den Ausführungsbeispielen grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Der Ladeluftkühler 56 ist so ausgelegt, daß er unempfindlich gegen die durch das rückgeführte Abgas hervorgerufene Verschmutzungs- und Verschleißvorgänge ist. Auf einen zusätzlichen Kühler in einem dem Zusatzventil 12 nachgeschalteten Speicherbehälter 28 kann verzichtet werden. Um ein Entleeren des Speicherbehälters 28 im Schubbetrieb vermeiden zu können, ist die Leitung 2 mit einem Absperrventil 72 in Richtung Ladeluftrohr 49 verschließ bar.

Ferner ist die Leitung 2 im Unterschied zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 mit der Auslaßseite 37 über eine Leitung 71 und ein Umschaltventil 32 verbunden. Möglich ist auch, daß das Um schaltventil 32 einstückig mit dem Umschaltventil 72 ausgeführt ist. Wird die Brennkraftmaschine im Bremsbetrieb gefahren, verbindet das Umschaltventil 32 die Leitung 2 über die Leitung 71 mit der Auslaßseite 37 und der Kolben 54 wird gegen den Abgasdruck gebremst. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 kann zudem mit einer Drucklufterzeugung kombiniert werden, entspre chend dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1.

Ist der Abgasdruck höher als der Druck auf der Einlaßseite, beispielsweise bei nicht aufgeladenen Brennkraftmaschinen, bei Brennkraftmaschinen mit bestimmten Aufladegeräten oder nur vorübergehend bei bestimmten Betriebszuständen, besteht bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 neben der beschriebenen Abgas rückführung eine zweite Möglichkeit Abgas zurückzuführen. Das Abgas wird dabei vor dem Abgasturbolader 50 auf der Auslaßseite 37 entnommen und während des Einlaßtakts 40 des Zylinders 14 über das Zusatzventil 12 direkt in den Brennraum zugeführt. Eine Verschmutzung der Teile auf der Einlaßseite 26 wird vermieden, beispielsweise des Ladeluftrohrs 49. Ferner kann das Abgas gezielt zu einem bestimmten Zeitpunkt dem Zylinder 14 zugeführt werden, unabhängig von der Öffnungscharakteristik des Einlaßventils 44. Besitzt die Brennkraftmaschine mehrere dem Zylinder 14 entsprechende Zylinder, kann im Hinblick auf ein möglichst gleiches Verbrennungsluftverhältnis der Zylinder das Abgas je Zylinder separat dosiert werden. Ferner kann eine vorteilhafte Ladungsschichtung von Abgas und Frischluft erzeugt werden. Um das Abgas zu kühlen, kann in der Leitung 71 oder der Leitung 2 ein Kühler vorgesehen werden, beispielsweise einstüc kig mit dem Speicherbehälter 28.

In Fig. 4 ist eine Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern 15, 16, 17, 18, 19, 20 dargestellt, von denen jeder ein erfindungs gemäßes Zusatzventil 12 aufweist. Von den Zusatzventilen 12 kommende Leitungen 3, 4, 5, 6, 7, 8 sind über eine gemeinsame Leitung 9 verbunden, die als Gasspeicher dient und im Zylinder kopf selbst oder auch außerhalb angeordnet sein kann. Im Abgasrückführbetrieb der Brennkraftmaschine öffnen die Zusatz ventile 12 vorzugsweise jeweils am Ende des Arbeitstakts der Zylinder 15, 16, 17, 18, 19, 20. Das Abgas strömt über die gemeinsame Leitung 9, über einen Kühler 57, ein Umschaltventil 34, eine Drossel 58 und über eine Leitung 59 zu einem Ladeluf trohr 60 und damit zu der Einlaßseite 26 der Zylinder 15, 16, 17, 18, 19, 20. Die Leitungen 61 auf der Einlaßseite 26 zu den Zylindern 16, 17, 18, 19, 20 und die Leitungen 62 auf der Auslaßseite 37 von den Zylindern 16, 17, 18, 19, 20 sind nur ansatzweise dargestellt. Ist nur eine geringe Abgasrückführrate erforderlich, können vorteilhaft nur einzelne Zylinder 15, 16, 17, 18, 19, 20 zur Abgasrückführung genutzt werden.

Im Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine wird die gemeinsame Leitung 9 über das Umschaltventil 34 mit der Auslaßseite 37 verbunden. Kolben 63, 64, 65, 66, 67, 68 der Zylinder 15, 16, 17, 18, 19, 20 können durch Öffnen der Zusatzventile 12 gegen den Abgasdruck gebremst werden. Eine Kühlung ist nicht erfor derlich. Der Kühler 57 kann im Bremsbetrieb ausgeschaltet werden.

Zur Drucklufterzeugung wird die gemeinsame Leitung 9 über das Umschaltventil 34 mit dem Druckbehälter 36 verbunden. Zwischen Umschaltventil 34 und Druckbehälter 36 sind ein Kühler 53 und ein Ölabscheider 69 angeordnet.

In Fig. 5 ist eine die Zusatzventile 12 verbindende gemeinsame Leitung 10 über ein erstes Umschaltventil 39 mit der Auslaßsei te 37 und über ein zweites Umschaltventil 35 mit dem Druckbe hälter 36 und der Einlaßseite 26 verbunden. Im Bremsbetrieb werden Druckverluste durch den Kühler 57 vermieden und das Abgas wird ungekühlt mit hoher Energie dem Abgasturbolader 50 zugeführt, wodurch ein höherer Ladedruck erreicht werden kann als beim Ausführungsbeispiel in Fig. 4. Der Luftpresserbetrieb und der Abgasrückführbetrieb erfolgt wie bei Fig. 4, wobei das Umschaltventil 39 geschlossen ist.

In Fig. 6 sind die von den Zusatzventilen 12 kommenden Leitun gen 3, 4, 5, 6 über eine gemeinsame Leitung 11 verbunden. Der Bremsbetrieb und der Luftpresserbetrieb erfolgt wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 5 über ein Umschaltventil 35.

Der Abgasrückführbetrieb der Zylinder 15, 16, 17, 18 ist in Fig. 7 bzw. in Fig. 8 dargestellt, deren Takte 40, 22, 41, 23 über einem Kurbelwinkel aufgetragen sind. Die Zündfolge ist 15, 17, 18, 16. Befindet sich der Zylinder 15 im Arbeitstakt 22, so findet im Zylinder 18 zur gleichen Zeit der Einlaßtakt 40 statt. Öffnen nun die beiden Zusatzventile 12 der Zylinder 15 und 18, strömt aufgrund des Druckunterschieds Abgas von dem Zylinder 15, der sich im Arbeitstakt 22 befindet, über die Zusatzventile 12 und über die Leitung 11 in den Zylinder 18, der sich im Einlaßtakt 40 befindet, gemäß der mit 70 gekenn zeichneten Strömungsrichtung. Die Öffnungsdauer richtet sich nach dem Bedarf an zurückzuführendem Abgas und damit nach dem aktuellen Last- und Drehzahlzustand der Brennkraftmaschine. Im weiteren Verlauf werden die Zylinder 15, 16, 17, 18 entspre chend miteinander verbunden. Um eine höhere Ladungsdichte zu erreichen, ist die gemeinsame Leitung 11 gekühlt.

In Fig. 8 wird anstatt dem Zusatzventil 12 des Zylinders 15 im Arbeitstakt 22 das Zusatzventil 12 des Zylinders 16 im Auslaß takt 23 geöffnet. Dabei strömt Abgas vom Zylinder 16 im Auslaß takt 23 über die Zusatzventile 12 und über die gemeinsame Leitung 11 in den Zylinder 18, der sich zur gleichen Zeit im Einlaßtakt 40 befindet. Die Zusatzventile 12 schließen späte stens dann, wenn der Druck im ausschiebenden Zylinder 16 unter den Druck auf der Einlaßseite 26 abfällt. Im weiteren Verlauf werden die Zylinder 15, 16, 17, 18 entsprechend miteinander verbunden.

In Fig. 9 wird eine weitere Anwendung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 6 dargestellt. Dabei wird das Zusatzventil 12 des Zylinders 17 geöffnet, der Frischluft im Verdichtungstakt 41 verdichtet und das Zusatzventil 12 des Zylinders 15, der sich im Arbeitstakt 22 befindet. Die verdichtete Frischluft strömt vom Zylinder 17 über die Zusatzventile 12 und die gemeinsame Verbindungsleitung 11 in den Zylinder 15. Die Zusatzventile 12 öffnen erst, wenn der Druck im Zylinder 17 den Druck im Zylin der 15 übersteigt. Im weiteren Verlauf werden die Zylinder 15, 16, 17, 18 entsprechend miteinander verbunden. Durch das Einblasen von Frischluft in den Zylinder 15, 16, 17, 18, der sich im Arbeitstakt 22 befindet, werden die Abgaswerte verbes sert, insbesondere die Partikelemission reduziert.

Um bestimmte Druckverhältnisse zwischen den Zylindern 15, 16, 17, 18 auszunutzen, kann es sinnvoll sein, die Zusatzventile 12 zeitlich versetzt zu öffnen und zu schließen. Die in den Fig. 7 bis 8 dargestellten Verfahren können auch miteinander kombi niert werden.

Bezugszeichenliste

1

Leitung

2

Leitung

3

Leitung

4

Leitung

5

Leitung

6

Leitung

7

Leitung

8

Leitung

9

Leitung

10

Leitung

11

Leitung

12

Zusatzventil

13

Zylinder

14

Zylinder

15

Zylinder

16

Zylinder

17

Zylinder

18

Zylinder

19

Zylinder

20

Zylinder

21

Brennende

22

Arbeitstakt

23

Auslaßtakt

24

Zylinderdruck

25

Druck auf der Einlaßseite

26

Einlaßseite

27

Speicherbehälter

28

Speicherbehälter

29

Kühler

30

Kühler

31

Drossel

32

Umschaltventil

33

Umschaltventil

34

Umschaltventil

35

Umschaltventil

36

Druckbehälter

37

Auslaßseite

38

Rückschlagventil

39

Umschaltventil

40

Einlaßtakt

41

Verdichtungstakt

42

Einlaßventil

43

Einlaßventil

44

Auslaßventil

45

Auslaßventil

46

Zusatzventil

47

Kanal

48

Leitung

49

Ladeluftrohr

50

Abgasturbolader

51

Kanal

52

Kolben

53

Kühler

54

Kolben

55

Druckluftleitung

56

Kühler

57

Kühler

58

Drossel

59

Leitung

60

Ladeluftrohr

61

Leitungen

62

Leitungen

63

Kolben

64

Kolben

65

Kolben

66

Kolben

67

Kolben

68

Kolben

69

Ölabscheider

70

Strömungsrichtung

71

Leitung

72

Umschaltventil

73

Öffnungsdauer

Claims

1. Mehrzylindrige Brennkraftmaschine, die je Zylinder minde stens einen Einlaßkanal und ein Einlaßventil, einen Auslaßkanal und ein Auslaßventil und mindestens ein separat betätigbares Zusatzventil besitzt, das im Zylinderkopf der Brennkraftmaschi ne angeordnet und mit dem eine Gasströmung in einer Leitung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) von dem Zusatzventil (12) eines ersten Zylinders (13, 15, 16, 17, 18, 19, 20) mit mindestens einem zweiten Zylinder (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) unmittelbar oder mittelbar verbunden ist und mit dem Zusatzventil (12) eine Gasströmung vom ersten Zylinder (13, 15, 16, 17, 18, 19, 20) in den zweiten Zylinder (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) in eine Druckluftanlage und/oder in eine Turbine (50) steuerbar ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) mit der Einlaßseite (26) zumindest eines zweiten Zylinders (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) verbunden ist und daß das Zusatzventil (12) im Abgasrück führbetrieb jeweils nach dem Brennende (21) während des Ar beitstakts (22) oder des Auslaßtakts (23) öffnet und schließt bevor der Zylinderdruck (24) beim Auslaßtakt (23) unter den Druck (25) auf der Einlaßseite (26) sinkt.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (1, 2) ein Speicherbehälter (27, 28) ange ordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Leitung (1, 2) ein Kühler (29, 56) ange ordnet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (27) einstückig mit dem Kühler (29) ausgeführt ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (56) ein Ladeluftkühler ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Leitung (1, 2) nach dem Speicherbehälter (27, 28) eine Drossel (31) angeordnet ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Speicherbehälter (27, 28) ein Absperrventil (33, 72) angeordnet ist.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Leitung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) von einem Zusatzventil (12) über ein Umschaltventil (33, 34, 35) mit einem Druckbehälter (36) und/oder mit der Auslaßseite (37) eines Zylinders (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) verbindbar ist.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zusatzventil (12) und dem Umschaltventil (33) ein Rückschlagventil (38) angeordnet ist.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzventile (12) über eine gemeinsame Leitung (9, 10, 11) verbunden sind.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß die gemeinsame Leitung (9, 10, 11) über ein Umschalt ventil (34, 35) mit einem Druckbehälter (36) und/oder mit der Auslaßseite (37) der Zylinder (15, 16, 17, 18, 19, 20) verbind bar ist.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß die gemeinsame Leitung (10) über ein erstes Umschalt ventil (39) mit der Auslaßseite (37) und über ein zweites Umschaltventil (35) mit dem Druckbehälter (36) und der Einlaß seite (26) verbindbar ist.

14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Leitungen (9, 10, 11) gekühlt ist.

15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzventil (12) über einen Betätigungskolben hydraulisch frei taktbar ist und vor dem Betätigungskolben eine hydraulische Druckerhöhung angeordnet ist.

16. Verfahren mit einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzven til (12) des Zylinders (15, 16, 17, 18, 19, 20) öffnet, der sich im Arbeitstakt (22) befindet und das Zusatzventil (12) des Zylinders (15, 16, 17, 18, 19, 20) öffnet, der sich im Einlaß takt (40) befindet und Abgas vom Zylinder (15, 16, 17, 18, 19, 20) im Arbeitstakt (22) über die Zusatzventile (12) und über die gemeinsame Leitung (11) in den Zylinder (15, 16, 17, 18, 19, 20) im Einlaßtakt (40) strömt.

17. Verfahren mit einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzven til (12) des Zylinders (15, 16, 17, 18, 19, 20) öffnet, der sich im Auslaßtakt (23) befindet und das Zusatzventil (12) des Zylinders (15, 16, 17, 18, 19, 20) öffnet, der sich im Einlaß takt (40) befindet und Abgas vom Zylinder (15, 16, 17, 18, 19, 20) im Auslaßtakt (23) über die Zusatzventile (12) und über die gemeinsame Leitung (11) in den Zylinder (15, 16, 17, 18, 19, 20) im Einlaßtakt (40) strömt.

18. Verfahren mit einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzven til (12) des Zylinders (15, 16, 17, 18, 19, 20) öffnet, der sich im Verdichtungstakt (41) befindet und das Zusatzventil (12) des Zylinders (15, 16, 17, 18, 19, 20) öffnet, der sich im Arbeitstakt (22) befindet, wenn der Verdichtungsdruck den Arbeitsdruck übersteigt und Frischluft vom Zylinder (15, 16, 17, 18, 19, 20) im Verdichtungstakt (41) über die Zusatzventile (12) und über die gemeinsame Leitung (11) in den Zylinder (15, 16, 17, 18, 19, 20) im Arbeitstakt (22) strömt.

19. Verfahren mit einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei höherem Druck auf der Auslaßseite (37) Abgas von der Auslaßseite (37) über die Leitung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) und über ein Zusatz ventil (12) in zumindest einen Zylinder (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) zurückgeführt wird.

20. Verfahren mit einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung von Druckluft im luftfördernden Zylinder (13, 15, 16, 17, 18, 19, 20) kein Kraftstoff eingespritzt und die Leistung der restlichen, nicht luftfördernden Zylinder (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) angehoben wird.