DE2949378A1

DE2949378A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2949378A1
Application number: DE19792949378
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Etoh; Toshiaki Tanaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1980-06-19
Also published as: GB2041078B; JPS5585553U; FR2443581B1; DE2949378C2; US4292938A; GB2041078A; FR2443581A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung, die eine Vielzahl von Zylindern hat/ die in zwei Zylindergruppen unterteilt ist/ und die mit Zylinderaufteilung betreibbar ist, bei der nur eine Zylindergruppe mit Kraftstoff und Frischluft versorgt wird und arbeitet, und in der die andere Zylindergruppe weder mit Kraftstoff noch mit Frischluft versorgt wird und zeitweilig abgestellt ist, wenn die Brennkraftmaschine im unteren Belastungsbereich bzw. im niederen Drehzahlbereich arbeitet.

Im allgemeinen verbrennen Brennkraftmaschinen mehr Kraftstoff und haben somit einen höheren Kraftstoffverbrauch, wenn sie im höheren Belastungsbereich, d.h. im höheren Drehzahlbereich arbeiten. Aufgrund dieser Tatsache sind bereits Brennkraftmaschinen mit Zylinderaufteilung als Antriebsaggregate für Fahrzeuge, wie zum Beispiel Zugmaschinen oder dergleichen, vorgeschlagen worden, die starken Belastungsänderungen unterworfen sind. Derartige Brennkraftmaschinen mit Zylinderaufteilung sind derart ausgelegt, daß die Vielzahl von Zylindern in eine erste und zweite Zylindergruppe unterteilt ist, die mit der Einlaßleitung jeweils über gesonderte erste und zweite Saugleitungen verbunden sind. Im niederen Drehzahlbereich wird die erste Zylindergruppe mit Kraftstoff und Frischluft versorgt und arbeitet, während die zweite Zylindergruppe weder mit Kraftstoff noch mit Frischluft versorgt wird und zeitweilig abgestellt ist, um die relativen Belastungen der ersten Zylindergruppe in Richtung eines höheren Kraftstoffverbrauchs zu verschieben. Zusätzlich werden Abgase in die zweite Saugleitung rückgeführt, um einen Ladeverlust in der zweiten Zylindergruppe bei einem weiteren höheren Kraftstoffverbrauch zu vermeiden.

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Eine Schwierigkeit bei derartigen Brennkraftmaschinen mit Zylinderaufteilung ist darin zu sehen, daß ein Teil der zurückgeführten und in der zweiten Saugleitung befindlichen Abgase während der Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung in die erste Saugleitung strömt, wodurch die Kraftstoffverbrennung in der ersten Zylindergruppe verschlechtert wird, wenn die Brennkraftmaschine von der Betriebsart mit Zylinderaufteilung auf die Betriebsart umgeschaltet wird, bei der alle Zylinder arbeiten. Zusätzlich strömt ein Teil der in die zweite Ansaugleitung zurückgeführten Abgase in die erste Ansaugleitung, wodurch die Kraftstoff verbrennung in der ersten Zylindergruppe zeitweilig schlechter wird, wenn die Brennkraftmaschine von der Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, auf die Betriebsart mit Zylinderaufteilung umgeschaltet wird.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung derart weiterzubilden, daß die zuvor beschriebenen Nachteile bei üblichen Brennkraftmaschinen mit Zylinderaufteilung überwunden sind.

Vorzugsweise soll die Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung derart ausgelegt sein, daß sie frei von jeglicher Kraftstoffverbrennungsstörung arbeitet, die den Kraftstoffverbrauch nachteilig beeinflußt, wenn die Brennkraftmaschine von der Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, auf die Betriebsart mit Zylinderaufteilung umgeschaltet wird.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einer Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern, die in eine erste und zweite Zylindergruppe unterteilt ist, einer Einlaßleitung, in der eine Drosselklappe vorgesehen ist, und die stromab der Drosselklappe in eine erste und zweite Zweigleitung unterteilt wird, wobei die erste Zweigleitung mit der ersten Zylindergruppe und die zweite Zweigleitung

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mit der zweiten Zylindergruppe in Verbindung steht/ und in einer Abgasrückführungsleitung, die Abgase in die zweite Zweigleitung zurückleitet. Die zweite Zweigleitung weist ein eingebautes Absperrventil und die Abgasrückführungsleitung ein'Abgasrückführungsventil auf. Steuereinrichtungen sind vorgesehen, die bewirken, daß das Abgasrückführungsventil allmählich öffnet, nachdem das Absperrventil geschlossen worden ist, wenn die Brennkraftmaschine von der Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, auf die Betriebsart mit Zylinderaufteilung umgeschaltet wird, und die bewirken, daß das Absperrventil offengehalten wird, bis der Druck in der zweiten Zweigleitung auf einen Wert abfällt, der im wesentlichen gleich dem Druckwert in der ersten Zweigleitung ist, wenn die Brennkraftmaschine von der Betriebsart mit Zylinderaufteilung auf die Betriebsart umgeschaltet wird, bei der alle Zylinder arbeiten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer üblichen Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung,

Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung nach der Erfindung, und

Figuren 3 und 4 schematische Ansichten zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Dreiwegmagnetventile, die für die Brennkraftmaschine nach der Erfindung bestimmt sind.

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Vor der Beschreibung einer bevorzugten Ausfuhrungsform nach der Erfindung soll kurz auf die Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung in Figur 1 als Stand der Technik eingegangen werden, um die dabei auftretenden Schwierigkeiten aufzuzeigen.

Nach Figur 1 hat die Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung eine Vielzahl von Zylindern, die in eine erste und zweite Zylindergruppe unterteilt sind und die bei hoher Belastung, d.h. im hohen Drehzahlbereich, alle arbeiten, wobei alle Zylinder mit Kraftstoff und Frischluft versorgt werden. Bei geringer Belastung bzw. niederem Drehzahlbereich arbeitet die Brennkraftmaschine unter der Betriebsart mit Zylinderaufteilung, bei der die erste Zylindergruppe-^i bis^f 3 mit Kraftstoff und Frischluft versorgt wird und arbeitet, während die zweite Zylindergruppe weder mit Kraftstoff noch mit Frischluft versorgt wird und nicht arbeitet. Die Brennkraftmaschine weist eine Auslaßleitung 1 und eine Einlaßleitung 2 auf, die mit einer Drosselklappe 3 versehen ist und mittels einer stromab der Drosselklappe 3 angeordneten Trennwand 4 in eine erste und zweite Zweigleitung 2a und 2b unterteilt ist. Die erste Zweigleitung 2a steht mit der ersten Zylindergruppe φ 1 bis ψ 3 und die zweite Zweigleitung 2b über ein als Klappenventil ausgebildetes Sperrventil 5 mit der zweiten Zylindergruppe W4 bis #: 6 in Verbindung. Eine Abgasrückführungsleitung 6 (EGR als Abkürzung für Abgasrückführung) ist vorgesehen, deren eines Ende sich zu der Auslaßleitung 1 und deren anderes Ende sich zu der zweiten Zweigleitung 2b öffnet. Die Abgasrückführungsleitung 6 hat ein darin befindliches Abgasrückführungsventil 7, das die Abgasrückführungsleitung 6 öffnet und schließt. Das Absperrventil 5 wird mittels einer ersten Ventilbetätigungseinrichtung 8 und das Abgasrückführungsventil 7 mittels einer zweiten Ventilbetätigungseinrichtung 9 betrieben.

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Die beiden Ventilbetätigungseinrichtungen 8 und 9 werden in Abhängigkeit von dem Betriebszustand bzw. dem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine gleichzeitig betätigt. Bei der Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung ist das Abgasrückführungsventil 7 zur Rückleitung der Abgase in die zweite Zweigleitung 2b vollständig offen, um einen Ladeverlust in der zweiten Zylindergruppe

4 bis £ 6 zu vermeiden. Das Absperrventil 5 ist andererseits vollständig geschlossen, um zu vermeiden, daß Frischluft in die zweite Zweigleitung 2b und Abgas von der zweiten Zweigleitung 2b in die erste Zweigleitung 2a strömt. Bei der Betriebsart der Brennkraftmaschine, bei der alle Zylinder arbeiten, ist das Absperrventil 5 vollständig offen, so daß Frischluft in die zweite Zweigleitung 2a strömen kann und das Abgasrückführungsventil 7 ist vollständig geschlossen, um eine Abgasrückführung zu unterdrücken.

Wenn bei einer derartigen üblichen Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung eine Umschaltung von der Betriebsart mit Zy-linderaufteilung auf eine Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, vorgenommen wird, strömt ein Teil der sich in der zweiten Abzweigleitung 2b während der Betriebsart mit Zylinderaufteilung befindenden Abgase in die erste Zweigleitung 2a, in der ein höherer Unterdruck herrscht, und zwar strömt dieser Teil der Abgase über das Absperrventil 5, wodurch die Kraftstoffverbrennung in der ersten Zylindergruppe φ 1 bis^3 verschlechtert wird. Wenn zusätzlich die Brennkraftmaschine von der Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, auf die Betriebsart mit Zylinderaufteilung umgestellt wird, strömt ein Teil der zurückgeführten Abgase zeitweilig durch das Absperrventil 5 in die erste Zweigleitung 2a, so daß sich die Brennstoffverbrennung in der ersten Zylindergruppe ψ 1 bis ^"3 verschlechtert.

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In Figur 2 ist eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung nach der Erfindung gezeigt. Die Brennkraftmaschine weist einen Motorblock 10 auf, der eine Vielzahl von Zylindern enthält. Bei der dargestellten Ausführungsform sind sechs Zylinder"^" 1 bis ^6 vorgesehen. Diese Vielzahl von Zylindern ist in eine erste und zweite Gruppe aufgeteilt. Ferner weist die Brennkraftmaschine eine Einlaßleitung 12 mit einem darin vorgesehenen Einlaßluftstromsensor 14 und einer Drosselklappe 16 und eine Auslaßleitung 18 auf. Die Einlaßleitung 12 ist mittels einer sich von der Drosselklappe 16 stromabwärts erstreckenden Trennwand 20 in eine erste und zweite Zweigleitung 12a und 12b unterteilt. Die erste Zweigleitung 12a steht in Verbindung mit der ersten Zylindergruppe ~iJF 1 bis ψ 3 und die zweite Zweigleitung 12b mit der zweiten Zylindergruppe ψ4 bis^t6. Ein als Klappenventil ausgebildetes Absperrventil 22 ist am Einlaß der zweiten Zweigleitung 12b vorgesehen, das dieselbe öffnet und schließt. Eine Abgasrückführungsleitung 24 ist vorgesehen, deren eines Ende sich zu der Auslaßleitung 18 und deren anderes Ende sich zu der zweiten Zweigleitung 12b öffnet. Die Abgasrückführungsleitung 24 weist ein darin befindliches Abgasrückführungsventil 26 auf, das die Abgasrückführungsleitung 24 öffnet und schließt.

Das Absperrventil 22 wird von einer ersten Ventilbetätigungseinrichtung 28 und das Abgasrückführungsventil 26 von einer zweiten Ventilbetätigungseinrichtung 30 betrieben. Die erste Ventilbetätigungseinrichtung 28 weist eine Membrane auf, die in einem Gehäuse gespannt ist, das mittels der Membrane in eine Unterdruckarbeitskammer 28a unterteilt wird. Ferner weist die erste Ventilbetätigungseinrichtung 28 eine Einrichtung auf, die die Membrane mit dem Absperrventil 22 verbindet und eine Ausgleichsfeder in der Unterdruckarbeitskammer 28a, die die Membrane in der Richtung drückt, in der das Ab-

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Sperrventil 22 die zweite Zweigleitung 12b öffnet. Die erste Ventilbetätigungseinrichtung 2 8 bewirkt, daß das Absperrventil 22 die zweite Zweigleitung 12b öffnet, wenn Atmosphärendruck in die Arbeitskammer 28a eingeleitet wird, und daß dieselbe bei einem Unterdruck geschlossen wird, wenn sich dieser in der Arbeitskammer 28a aufbaut. Die zweite Ventilbetätigungseinrichtung 30 weist eine Membrane auf, die in einem Gehäuse gespannt ist, und das Gehäuse unter Bildung einer Unterdruckarbeitskammer 30 abteilt. Ferner weist die zweite Ventilbetätigungseinrichtung 30 eine Einrichtung auf, die die Membrane mit dem Abgasrückführungsventil 26 betriebsmäßig verbindet und eine Ausgleichsfeder in der Arbeitskammer 30a, die die Membrane in der Richtung drückt, daß das Abgasrückführungsventil 26 die Abgasrückführungsleitung 24 verschließt. Die zweite Ventilbetätigungseinrichtung 30 bewirkt, daß das Abgasrückführungsventil 26 die Abgasrückführungsleitung 24 schließt, wenn Atmosphärendruck in die Arbeitskammer 30a eingeleitet wird und daß dasselbe geöffnet wird, wenn sich in der Arbeitskammer 30a ein Unterdruck aufbaut.

Eine elektronische Kraftstoffeinspritzsteuerschaltung 32 ist vorgesehen, die einen Eingang von dem Ansaugluftstromsensor 14 hat, um synchron mit der Arbeitsbewegung der Brennkraftmaschine ein Steuerimpulssignal zu liefern, dessen Impulsbreite sich in Abhängigkeit mit der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge ändert. Das Steuerimpulssignal wird an eine Detektorschaltung 34 angelegt, die in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 16 arbeitet und ermittelt, ob die Brennkraftmaschine im unteren Lastbereich bzw. im niederen Drehzahlbereich oder im oberen Lastbereich bzw. im hohen Drehzahlbereich arbeitet. Im hohen Drehzahlbereich gestattet die Detektorschaltung 34, daß das Steuerimpulssignal von der Kraftstoffeinspritzsteuerschaltung 32 zu allen Kraftstoffeinspritzventilen g bis g_ß durchgeht, um

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die zugeordneten Zylinder ^1 bisjT6 mit Kraftstoff zu versorgen. Im niederen Drehzahlbereich gestattet die Detektorschaltung 34, daß das Steuerimpulssignal zu der ersten Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen g. bis g₃ durchgeht, aber das Steuerimpulssignal an seinem Durchgang zu der zweiten Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen g. bis g_g gehindert wird. Zusätzlich liefert die Detektorschaltung 34 einen starken Ausgang im hohen Drehzahlbereich und einen schwachen Ausgang im niederen Drehzahlbereich.

Ein Unterdruckbehälter 36 ist vorgesehen, dessen eine Öffnung über eine Unterdruckleitung 38 mit der ersten Zweigleitung 2a der Einlaßleitung 12 verbunden ist. Die Unterdruckleitung 38 ist mit einem darin angeordneten Regulierventil bzw. Absperrventil 40 versehen, das eine Weiterleitung des in der ersten Zweigleitung 12a aufgebauten Unterdrucks zu dem Unterdruckbehälter 36 gestattet, wenn der Unterdruck in der ersten Zweigleitung größer als der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter ist, und das schließt, um den Unterdruckbehälter 30 von der ersten Zweigleitung 2a zu trennen, wenn der Unterdruck in der zweiten Zweigleitung niedriger als der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter ist. Auf diese Art und Weise kann der Unterdruck in dem Unterdruckbehälter immer größer als jener in der ersten Zweigleitung gehalten werden. Die andere Öffnung des Unterdruckbehälters 36 ist über eine Dreiwegunterdruckleitung 42 mit den ersten Öffnungen 44a, 46a und 48a des ersten, zweiten und dritten Dreiwegmagnetventiles 44, 46 und 48 verbunden.

Das erste Magnetventil 44 hat eine zweite Öffnung 44b, die mit dem Atmosphärendruck in Verbindung steht und eine dritte Öffnung 44c, die mit der zweiten Öffnung 46b des zweiten Magnetventiles 46 verbunden ist, das eine dritte Öffnung 46c hat, die über eine Leitung 50 mit der Arbeitskammer 28a der ersten Ventilbetätigungseinrichtung 28 ver-

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bunden ist. Eine Einrichtung 52 ist in der Dreiwegabzweigleitung vorgesehen, die zu der ersten öffnung 48a des dritten Magnetventiles 48 führt, das eine zweite öffnung 48b hat, die mit dem Atmosphärendruck in Verbindung steht, sowie eine dritte öffnung 48c, die über eine Leitung 54 mit der Arbeitskammer 30a der zweiten Ventilbetätigungseinrichtung 30 verbunden ist. Jedes erste und zweite Magnetventil 44 und 48 arbeitet in Abhängigkeit von dem starken Eingang von der Detektorschaltung 34, um eine Verbindung zwischen der jeweiligen zweiten und dritten öffnung b und c herzustellen, wie dies mit Pfeilen in Figur eingetragen ist. Jedes erste und zweite Magnetventil 44 und 48 arbeitet in Abhängigkeit von einem schwachen Eingang von der Detektorschaltung 34, um eine Verbindung zwischen der ersten und dritten öffnung a und c herzustellen, wie das mit gebrochenen Pfeilen in Figur 4 eingetragen ist.

Ein unterdruckbetriebener Schalter 56 ist vorgesehen, der eine Membrane hat, die in einem Gehäuse gespannt ist, um dasselbe in eine erste und zweite ünterdruckarbeitskammer 56a und 56b zu unterteilen. Die erste Ünterdruckarbeitskammer 56a ist stromab des Absperrventiles 22 mit der zweiten Zweigleitung 12b verbunden. Die zweite Ünterdruckarbeitskammer 46b ist mit der ersten Zweigleitung 12a verbunden. Ferner umfaßt der unterdruckbetriebene Schalter 56 eine Ausgleichsfeder, die in der zweiten Arbeitskammer 56b vorgesehen ist und die Membrane in Richtung der ersten Arbeitskammer 56a drückt. Der unterdruckbetriebene Schalter 56 weist ebenfalls einen beweglichen Kontakt 56c auf, der an der Fläche der Membrane angebracht ist, die der ersten Arbeitskammer 56a zugewandt ist. Ferner hat er zwei im Abstand liegende feste Kontakte 56d und 56e. Der feste Kontakt 56d ist

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mit dem positiven Anschluß einer Gleichstromspannungsquelle 58 verbunden, dessen negativer Anschluß geerdet ist. Der feste Kontakt 56e ist mit einem der Steueranschlüsse des zweiten Magnetventiles 46 verbunden, und der andere Steueranschluß ist geerdet. Somit wird der unterdruckbetriebene Schalter 56 angeschaltet, um ein starkes Signal zu dem Steueranschluß des zweiten Magnetventiles 46 durchzuleiten, so daß dieses eine Verbindung zwischen der zweiten und der dritten öffnung 46d und 46c herstellt, wenn der in der zweiten Zweigleitung 12b aufgebaute Druck gleich jenem in der ersten Zweigleitung 12a ist. Andererseits schaltet der unterdruckbetriebene Schalter 56 aus, um den Steueranschluß des zweiten Magnetventiles 46 abzusenken, so daß erreicht wird, daß das Magnetventil 46 eine Verbindung zwischen der ersten und zweiten öffnung 46a und 46c herstellt, wenn der in der zweiten Zweigleitung 12b aufgebaute Druck höher als jener in der ersten Zweigleitung 12a ist.

Die Einrichtung nach der Erfindung arbeitet wie folgt. Während der Betriebsweise der Brennkraftmaschine mit allen Zylindern werden das erste und dritte Magnetventil 44 und 48 mit einem starken Signal von der Detektorschaltung 34 versorgt, um die zweiten öffnungen 44b und 48b mit den dritten öffnungen 44c und 48c jeweils zu verbinden. Da der in der zweiten Zweigleitung 12b aufgebaute Druck gleich jenem in der ersten Zweigleitung 12a ist, wird das zweite Magnetventil 46 mit einem starken Signal versorgt/ um die zweite öffnung 46b mit der dritten öffnung 46c zu verbinden. Folglich wird Atmosphärendruck über das Magnetventil 48 und die Leitung 5 4 zu der Arbeitskammer 30a der zweiten Ventilbetätigungseinrichtung 30 geleitet, um zu erreichen, daß das Abgasrückführungsventil 26 den Abgasrückführungskanal 24 schließt, so daß eine Rückführung der Abgase in die zweite Zweigleitung 12b unterbunden ist. Der Atmosphärendruck wird

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ebenfalls auch über das erste und zweite Magnetventil 44 und 46 sowie die Leitung 50 zu der ersten Arbeitskammer 28a der ersten Ventilbetätigungseinrichtung 28 geleitet, um zu erreichen, daß das Absperrventil 22 die zweite Zweigleitung 12b öffnet, so daß Frischluft in die zweite Zylindergruppe strömen kann.

Wenn die Brennkraftmaschine von der Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, auf die Betriebsart mit Zylinderaufteilung umgeschaltet wird, ändert sich das von der Detektorschaltung 34 an das erste und dritte Magnetventil 44 und 48 angelegte Steuersignal auf seinen niederen Pegelwert, so daß bewirkt wird, daß die ersten Öffnungen 44a und 48a mit den dritten Öffnungen 44c und 48c jeweils verbunden werden. Somit wird ein starker Unterdruck von dem Unterdruckbehälter 36 über das erste und zweite Magnetventil 44 und 46 sowie die Leitung 50 zu der Arbeitskammer 28a der ersten Ventilbetätigungseinrichtung 28 weitergeleitet, um zu erreichen, daß das Absperrventil 22 die zweite Zweigleitung 12b im wesentlichen gleichzeitig mit der Umschaltung der Brennkraftmaschine von der Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, auf die Betriebsart mit Zylinderaufteilung geschlossen wird.

Der starke Unterdruck in dem Unterdruckbehälter 36 wird allmählich zu der Arbeitskammer 30a der zweiten Ventilbetätigungseinrichtung 30 über das dritte Magnetventil 48 und die Leitung 54 infolge des Vorhandenseins der Einrichtung 52 in der Dreiwegzweigleitung weitergeleitet, die zu der ersten Öffnung 48a des dritten Magnetventiles 48 führt. Somit öffnet sich das Abgasrückführungsventil 26 allmählich, um eine Rückführung der Abgase in die zweite Zweigleitung 12b zu erreichen, nachdem das Absperrventil 22 vollständig geöffnet worden ist. Auf diese Art und Weise kann vermieden werden,

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daß die Möglichkeit besteht, daß rückgeführte Abgase in die erste Zweigleitung 12a strömen. Während der Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung ist das Abgasrückführungsventil 26 vollständig offen, um eine Abgasrückführung zu ermöglichen, so daß ein Ladeverlust in der zweiten Zylindergruppej$ 4 bis^ji 6 vermieden wird, und das Absperrventil 22 ist vollständig geschlossen, um die rückgeführten Abgase daran zu hindern, daß sie in die erste Zweigleitung 12a strömen.

Wenn die Brennkraftmaschine von der Betriebsart mit Zylinderaufteilung auf die Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, umgeschaltet wird, ändert sich das von der Detektorschaltung 34 an das erste und dritte Magnetventil 44 und 48 angelegte Signal auf seinen hohen Pegelwert, wodurch erreicht wird, daß deren zweite öffnungen 44b und 48b mit den dritten öffnungen 44c und 48c jeweils verbunden werden. Somit wird Atmosphärendruck über das dritte Magnetventil 48 und die Leitung 54 zu der Arbeitskammer 30a der zweiten Ventilbetätigungseinrichtung 30 weitergeleitet, um zu erreichen, daß das Abgasrückführungsventil 26 die Abgasrückführungsleitung 24 schließt, so daß eine Rückführung der Abgase im wesentlichen gleichzeitig mit der Umschaltung der Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung auf die Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, gesperrt wird. Da der in der zweiten Zweigleitung 12b aufgebaute Druck höher als jener in der ersten Zweigleitung 12a zu diesem Zeitpunkt ist, liegt an dem zweiten Magnetventil 46 von der Detektorschaltung 34 ein niedriges Signal an, so daß die dritte öffnung 46c mit der ersten Öffnung 46a verbunden ist. Somit wird der hohe Unterdruck zu dem Unterdruckbehälter 36 ständig zu der Arbeitskammer 2 8a der ersten Ventilbetätigungseinrichtung 28 weitergeleitet, um das Absperrventil 22 vollständig geschlossen zu halten.

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Die rückgeführten und in die zweite Zweigleitung 12b gefüllten Abgase werden dann allmählich zu der Auslaßleitung 18 durch die Pumpwirkung der zweiten Zylindergruppe £ 4 bis $ 6 abgegeben und der Druck in der zweiten Zweigleitung 12b fällt allmählich ab. Wenn der Druck in der zweiten Zweigleitung 12b auf einen Wert abfällt, der gleich dam Wert in der ersten Zweigleitung 12a ist, wird der unterdruckbetriebene Schalter 56 eingeschaltet, um dem zweiten Magnetventil 46 ein stärkeres Signal zu liefern, um eine Verbindung zwischen der zweiten und der dritten öffnung 46b und 46c herzustellen. Somit wird Atmosphärendruck über das erste und zweite Magnetventil 44 und 46 und die Leitung 50 zu der Arbeitskammer 2 8a der ersten Ventilbetätigungseinrichtung 28 durchgeleitet, wodurch erreicht wird, daß das Absperrventil 22 die zweite Zweigleitung 12b vollständig öffnet. Dies bedeutet, daß das Absperrventil 22 aufgemacht wird, wenn die zurückgeführten und in der zweiten Zweigleitung 12b befindlichen Abgase ausgeleitet werden und der Druck in der zweiten Zweigleitung 12b gleich jenem Drück in der ersten Zweigleitung 12a wird. Hierdurch kann verhindert werden, daß Abgase in die erste Zweigleitung 12a strömen und es kann der zweiten zeitweilig abgestellten Zylindergruppe Frischluft ohne Störung des Betriebsablaufes der Brennkraftmaschine zugeführt werden.

Die Erfindung schafft eine Weiterbildung einer Brennkraftmaschine mit Zylinderaufteilung, die frei von jeglicher KraftstoffVerbrennungsstörung ist, die zu einem ungünstigen Einfluß auf den Kraftstoffverbrauch führt, wenn die Brennkraftmaschine zwischen den Betriebsarten mit Zylinderaufteilung und der Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, umgeschaltet wird.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

DiiV-'NG

H. KINKELDEY

29^9378

DR - "Mi A*€ CALTEO*

K. SCHUMANN

OR =£Λ NAT OPU-PMYS

P. H. JAKOB

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G. BEZOLD

CR PEP. r*AT DPL-

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE «3

P 14 526

NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED
Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Brennkraftmaschine

Patentansprüche

Brennkraftmaschine, gekennzeichnet
durch:

a) eine Vielzahl von Zylindern ($-1 bis #6), die in

eine erste und zweite Zylindergruppe ($1 bis #"3 und 4F4 bis &6) unterteilt ist,

b) eine Einlaßleitung (12), die eine Drosselklappe (16) hat, und die stromab der Drosselklappe (16) in eine erste und zweite Zweigleitung (12a, 12b) unterteilt ist, wobei die erste Zweigleitung (12a) mit der
ersten Zylindergruppe ($1 bis ήϊ 3) und die zweite Zweigleitung (12b) mit der zweiten Zylindergruppe ($4 bis^6) verbunden ist,

c) eine Auslaßleitung (18),

d) ein erstes Ventil (22) in der zweiten Zweigleitung

(12b), das dieselbe öffnet und schließt,

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TELEFON (OSSI maei TELEX OS-99 3SO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIEREf»

e) eine Abgasrückführungsleitung (24) , deren eines Ende sich in die zweite Zweigleitung (12b) und deren anderes Ende sich in die Abgasrückführungsleitung (24) zum Rückführen eines Teiles der Abgase öffnet,

f) ein zweites Ventil (26) in der Abgasrückfuhrungsleitung (24) zum öffnen und Schließen derselben,

g) eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung (32), die synchron mit der Umlaufbewegung der Brennkraftmaschine ein Steuerimpulssignal liefert, dessen Impulsbreite sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Ansaugluft ändert,

h) erste und zweite Kraftstoffversorgungseinrichtungen (g₁ bis g₃ und g. bis g,), die in Abhängigkeit von dem Steuerimpulssignal arbeiten und die beiden Zylindergruppen (:$1 bis ^ 3 und-jf 4 bis 4£f>) jeweils versorgen,

i) einen Belastungsdetektor (34), der in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine arbeitet und gestattet, daß das Steuerimpulssignal der ersten und zweiten Kraftstoffversorgungseinrichtung (g bis g₃ und g. bis g_fi) angelegt wird und ein erstes Steuersignal bei hoher Belastung bzw. im oberen Drehzahlbereich liefert, und der gestattet, daß ein Steuerimpulssignal an die erste Kraftstoffversorgungseinrichtung gelegt wird, aber die Anlegung des Steuerimpulssignales an die zweite Kraftstoffversorgungseinrichtung stoppt, und ein zweites Steuersignal bei geringer Belastung bzw. im niedrigen Drehzahlbereich liefert,

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j) eine erste Ventilsteuereinrichtung (28), die in Abhängigkeit von dem ersten Steuersignal des Belastungsdetektors (34) arbeitet und das erste Ventil (22) öffnet, wobei diese Ventilsteuereinrichtung (28) in Abhängigkeit von dem zweiten Steuersignal das erste Ventil (22) schließt und das erste Ventil (22) jedoch offen hält, bis der in der zweiten Zweigleitung (12b) aufgebaute Druck auf einen Wert abfällt, der im wesentlichen gleich dem Druckwert in der ersten Zweigleitung (12a) ist, und

k) eine zweite Ventilsteuereinrichtung (30), die in Abhängigkeit von dem ersten Steuersignal des Belastungsdetektors (24) das zweite Ventil (26) schließt und in Abhängigkeit von dem zweiten Steuersignal das zweite Ventil (26) öffnet.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventilsteuereinrichtung folgende Merkmale aufweist:

a) eine Ventilbetätigungseinrichtung (28), die in Abhängigkeit von dem ersten Steuersignal des Belastungsdetektors (34) in ihre erste Arbeitsstellung kommt, um das erste Ventil (22) zu öffnen und in Abhängigkeit von dem zweiten Signal in die zweite Arbeitsstellung kommt, um das erste Ventil (22) zu schliessen,

b) einen Differenzdrucksensor (36, 56), der in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen den Drücken der ersten und zweiten Zweigleitung (12a, 12b) ein erstes Signal liefert, wenn im wesentlichen kein Druckunterschied vorhanden ist, und ein zweites Signal liefert, wenn irgendeine Druckdifferenz vorhanden ist, und

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c) eine Bezugseinrichtung (46), die in Abhängigkeit von dem zweiten Signal des Differenzdrucksensors einen Bezug für den zweiten Arbeitszustand der ersten Ventilbetätigungseinrichtung (28) schafft.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdrucksensor eine Energiequelle (DC) und einen druckabhängig arbeitenden Schalter (56) aufweist, der die Bezugseinrichtung mit der Energiequelle verbindet, wenn der in der zweiten Zweigleitung (12b) aufgebaute Druck im wesentlichen gleich jenem Druck in der ersten Zweigleitung (12a) ist, und der die Energiequelle von der Bezugseinrichtung trennt, wenn der Druck in der zweiten Zweigleitung (12b) im wesentlichen größer als der Druck in der ersten Zweigleitung (12a) ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der druckabhängig arbeitende Schalter (5 6) eine Membrane, die in einem Gehäuse gespannt ist, und eine erste und zweite Arbeitskammer (56a, 56b) bildet, wobei die erste Arbeitskammer (56a) mit der zweiten Zweigleitung (12b) und die zweite Arbeitskammer (56b) mit der ersten Zweigleitung (12a) verbunden ist, einen beweglichen Kontakt (56c), der auf der Fläche der Membrane angebracht ist, die der ersten Arbeitskammer (56a) zugewandt liegt, zwei feste Kontakte (56d, 56e), die im Abstand in der ersten Arbeitskammer (56a) angeordnet sind, und von denen einer mit der Energiequelle (DC) und der andere mit der Bezugseinrichtung (Erdung) verbunden ist, und eine Ausgleichsfeder aufweist, die in der zweiten Arbeitskammer (56b) angeordnet ist und die Membrane in Richtung der ersten

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Arbeitskammer (56a) derart drückt, daß der bewegliche Kontakt (56c) in Verbindung mit den festen Kontakten (56d, 56e) kommt, wenn der Druck in der zweiten Zweigleitung (12b) im wesentlichen gleich dem Druck in der ersten Zweigleitung (12a) ist.

Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbetätigungseinrichtung (28) folgende Merkmale aufweist:

a) eine Membraneinheit mit einer Membrane, die in einem Gehäuse unter Bildung einer Arbeitskammer (28a) gespannt ist, eine Einrichtung, die die Membrane mit dem ersten Ventil (22) betriebsmäßig verbindet und eine Ausgleichsfeder, die in der Arbeitskammer (28a) angeordnet ist und die Membrane in einer Richtung derart drückt, daß das erste Ventil (22) die erste Zweigleitung (12a) öffnet,

b) ein erstes Magnetventil (44) , das eine erste öffnung

(44a), die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, eine zweite Öffnung (44b), die mit Atmosphärendruck verbunden ist, und eine dritte öffnung (44c) hat, und

c) das erste Magnetventil (44) in Abhängigkeit von dem ersten Signal des Belastungsdetektors (34) die dritte öffnung (44c) mit der zweiten öffnung (44b) und in Abhängigkeit von dem zweiten Signal des Belastungsdetektors (34) die dritte öffnung (44c) mit der ersten öffnung (44a) verbindet, und

wobei die Bezugseinrichtung folgende Merkmale aufweist :

a) ein zweites Magnetventil (46), das eine erste öffnung (46a), die mit der Unterdruckquelle verbunden ist, eine zweite öffnung (46b), die mit der dritten öffnung (44c) des ersten Magnetventiles (44) verbunden ist, und eine dritte öffnung (46c)

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aufweist/ die mit der Arbe its kanuner (28a) der Membraneinheit verbunden ist, und

b) das zweite Magnetventil (46) in Abhängigkeit von dem ersten Signal des Differenzdrucksensors die dritte öffnung (46c) mit der zweiten öffnung (46b) und in Abhängigkeit von dem zweiten Signal des Differenzdrucksensors die dritte öffnung (46c) mit der ersten öffnung (46a) verbindet.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilsteuereinrichtung (30) folgende Merkmale aufweist:

a) eine Membraneinheit mit einer Membrane, die in einem Gehäuse unter Bildung einer Arbeitskammer (30a) gespannt ist, eine Einrichtung, die die Membrane mit dem zweiten Ventil (26) betriebsmäßig verbindet und eine Ausgleichsfeder, die in der Arbeitskammer (30) angeordnet ist und die Membrane in eine Richtung derart drückt, daß das zweite Ventil (26) die Abgasrückfuhrungsleitung (24) verschließt,

b) ein Magnetventil (48), das eine erste öffnung (48a), die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, eine zweite öffnung (48b), die mit Atmosphärendruck verbunden ist, und eine dritte öffnung (48c) hat, die mit der Arbeitskammer (30a) der Membraneinheit verbunden ist, und

c) das Magnetventil (48) in Abhängigkeit von dem ersten Signal des Belastungsdetektors (34) die dritte öffnung (48c) mit der zweiten öffnung (48b) und in Abhängigkeit von dem zweiten Signal des Belastungsdetektors (34) die dritte öffnung (48c) mit der ersten öffnung (48a) verbindet.

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7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung (52), die den Unterdruck allmählich von der Unterdruckquelle zu der ersten Öffnung (48a) des Magnetventiles (48) weiterleitet.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung eine Drosselstelle bzw. eine Einrichtung (52) ist, die in der Leitung (50) vorgesehen ist, die von der Unterdruckquelle zu der ersten Öffnung (48a) des Magnetventiles (48) führt.

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