DE3036508C2

DE3036508C2 - Mehrzylindrige Kolbenbrennkraftmaschine, insbesondere fremdgezündete Einspritzbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3036508C2
Application number: DE3036508A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 8071 Stammham Bauer
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1980-09-27
Filing date: 1980-09-27
Publication date: 1983-02-24
Also published as: DE3036508A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindnge Kolbenbrennkraftmaschine, insbesondere fremdgezündete Einspritzbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Eine Eigenart von Kolbenbrennkraftmaschinen liegt darin, daß ihr spezifischer Kraftstoffverbrauch mit fallendem Mitteldruck, d. h. mit schwächer werdender Last zunimmt. Besonders ausgeprägt ist es bei fremdgezündeten Kolbenbrennkraftmaschinen, welche im niederen Teillastbereich sehr unwirtschaftlich arbeiten.

Zur Absenkung des Kraftstoffverbrauchs im Teillastbereich wurde vorgeschlagen einzelne Zylinder außer Betrieb zu setzen, beispielsweise nicht mit Kraftstoff zu beschicken, wodurch die verbleibenden, arbeitenden Zylinder dann mit erhöhter Füllung und entsprechend erhöhtem Mitteldruck arbeiten, so daß sich der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine vermindert.

Aus der US-PS 41 43 635 ist eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein/eine Zylinder abschaltbar sind. Hei dieser bekannten Brennkraftmaschine ist eine Rückfiihrleitung vorgesehen, um Abgas der nicht vollständig abgeschalteten Zylindergruppe zur Kinlaßseite zurückzuführen. Die abgeschalteten Zylinder werden mit Spülluft betrieben, wobei diese Spülluft der nicht arbeitenden Zylinder Verunreinigungen, wie z. B. Ölkohle-Partikel und ähnliches enthält Damit ist zum einen eine Verunreinigung der Abgase gegeben, zum anderen ist beispielsweise bei der Verwendung eines Oxidationskatalysators die Gefahr gegeben, daß dieser zur Verschmutzung neigt. Die Verwendung eines Oxidaiions-Reduktionskatalysators, wie er bei Abgasentgiftungseinrichtungen mit Regeln der Rückführung (Lambdaregelung) verwendet wird, ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kolbenbrennkraftmaschine zu schaffe .1, die auch bei abgeschalteten Zylindern eine gute Abgasqualität sicherstellt und in einfacher Weise herstellbar ist.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Aus der DE-OS 2719 668 ist ein Motor mit abschaltbaren Zylindern bekannt bei dem die abgeschalteten Zylinder zur Aufladung der Arbeitszylinder verwendet werden. Hier kann die von den abgeschalteten Zylindern abgegebene Luft nicht als Spüüufi bezeichnet werden, sie wird vielmehr mit erhöhtem Druck den Arbeitszylindern zur besseren Füllung zugeliefert. Eine Rückführung der Spülluft in geschlossener Schleife an die Eingänge aller Zylinder ist nicht vorgesehen.

Bei der erfinJungsgemäßen Brennkraftmaschine bleibt die Luftzufuhr bzw. Spülung der nicht arbeitenden Zylindergruppen bei Absperren der Kraftstoffzufuhr völlig unverändert Die Spülluft der nicht arbeitenden Zylindergruppe wird dem Saugrohr zugeführt, so daß sie nach Durchmischung mit Frischluft zumindest teilweise in der arbeitenden Zylindergruppe verbrannt oder erneut durch die nicht arbeitende Zylindergruppe geleitet wird. Keinesfalls gelangt die Spülluft der nicht arbeitenden Zylindergruppe, die öl- und Verbrennungsrückstände enthalten kann, in die Umgebung, was für ein schaltstoffarmes Abgas der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sorgt. Die Umlenkvorrichtung, die durch eine einfache Klappe oder ein Dreiwegventil gebildet sein kann, leitet keine heißen Abgase, sondern unverbrannte Spülluft um, wodurch die Umlenkeinrichtung einfach herstellbar und problemlos betreibbar ist

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird erreicht, daß die Ankopplung des Luftmengenmessers an eine Kraftstoffzumeßeinrichtung, wie sie bei heute verwendeten Einspritzvorrichtungen üblich ist (z. B. Bosch K-Jetronic) völlig unbeeinflußt vom Abschalten des Kraftstoffes für einzelne Zylinder bleiben kann, da die Verteilung der vom Luftmengenmesser gemessenen Luft auf die einzelnen Zylinder unabhängig von der Kraftstoffbeschickung der Zylinder ist. Somit ist beim Umschalten kein Eingriff in die Kraftstoffzumeßeinrichtung erforderlich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematische Ansicht einer mehrzylindrigen Kolbenbrennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung und

Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform einer mehrzylindrigen Kolbenbrennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung.

Gemäß F i g. 1 weist eine in ihrem Aufbau an sich bekannte und daher nur sehr pauschal beschriebene fremdgezündete Kolbenbrennkraftmaschine vier Zylinder 4, 6, 8 und 10 auf. Die Zylinder 4 bis 10 sind über

Einlasse mit einem Saugrohr t2 verbunden, in jedem Einlaß sitzt eine Einspritzdüse 14,16,18 und 20, welche an ein nicht dargestelltes Einspritzsystem angeschlossen ist

Jeder Zylinder weist einen Auslaß 22, 24, 26 und 28 auf, wobei die Auslässe 24 und 26 zu einer ersten Abgasleitung und die Auslässe 22 und 28 zu einer zweiten Abgasleitung zusammengefaßt sind.

In der Abgasleitung 30 ist ein eine Umlenkeinrichtung bildendes Ventil 34 angeordnet, welches minsls eines Stellmotors 36 betätigbar ist

Das Ventil 34 leitet in seiner einen Stellung die Gase der Abgasleitung 30 über eine Verbindungsleitung 38 mit der Abgasleitung 32 zu einer Abgassammelleitung zusammen und in seiner anderen Stellung in eine Rückführleitung 40, weiche stromab eines Luftfilters 42 in ein Ansauggehäuse 44 der Brennkraftmaschine 2 mündet

In dem Ansauggehäuse 44 ist innerhalb einer sich als erweiternder Trichter ausgebildeten öffnung 46 eine Stauscheibe 48 um eine Achse 50 schwenkbar angeordnet, welche das Luftmengenmeßorgan einer an sich bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung bildet. Stromab der Stauscheibe 48 ist im Saugrohr 12 in an sich bekannter Weise eine Drosselklappe 52 angeordnet welche über ein Betätigungsgestänge 54 mit einem Fahrpedal 56 verbunden ist

Stromoberhalb der Einmündung der Verbindungsleitung 38 in die Sammelleitung 32 kann ein Abgasmeßfühler 58 (Lambdasonde) angeordnet sein, weiche in an sich bekannter Weise in die Einspritzeinrichtung eingreift und die von den Einspritzventilen 14—20 abgespritzte Kraftstoffmenge so steuert daß eine konstante Abgaszusammensetzung erhalten bleibt Stromab der Mündung der Verbindungsleitung 38 in die Sammelleitung 32 kann in an sich bekannter Weise ein Oxidations-Reduktionskatalysator b0 vorgesehen sein.

In den nicht dargestellten Kraftstoffzuleitungen zu den Einspritzdüsen 14 und 20, welche den mit der Abgasleitung 30 verbundenen Zylindern 4 bzw. 10 zugeordnet sind, sind ebenfalls nicht dargestellte Magnetventile angeordnet welche über eine Leitung 62 bzw. 64 mit einem Steuergerät 66 verbunder, lind. Das Steuergerät ist zusätzlich mit einem die Drehzahl der Brennkraftmaschine messenden Drehzahlmesser 68, einem den Druck im Saugrohr 12 stromab der Drosselklappe 42 messenden Druck 74 über eine Leitung 71 mit dem Stellmotor 36 und über eine Leitung 72 mit einem Endschalter 73 verbunden, welcher bei voll geöffneter Drosselklappe 52 schließt
Die Funktion des Steuergerätes 66 ist folgende: Das Betätigungsgestänge 54 besitzt ein Stellglied 74, das dem Steuergerät 66 eine Information über die Stellung des Gaspedals zukommen läßt

Im Leerlauf der Brennkraftmaschine, dessen Information über den Drehzahlsensor 68 abgegriffen wird, arbeitet die Brennkraftmaschine im Vierzylinderbetrieb. Wird etwas Gas gegeben, so wird die Drosselklappe geringfügig geöffnet und die Drehzahl der Brennkraftmaschine steigt an. Der Druck im Saugrohr bleibt jedoch unterhalb eines bestimmten Wertes, was durch den Drucksensor 70 erfaßt wird. Bei einem Ansteigen der Drehzahl der Brennkraftmaschine über einen vorbestimmten Wert schaltet das Steuergerät 66 die Leitungen 62, 64, 71 und 94 stromführend, wodurch die Einspritzventil 14 und 20 abgeschaltet werden, die Spülluft der Zylinder 4 und 10 dem Ar.^.iuggehäuse 44 zugeführt werden und über die LeitUwg 94 die Drosselklappe um eine Stufe geöffnet wird, wodurch der Lastsprung beim Umschalten von Vierzylinder auf

Zweizylinderbetrieb ausgeglichen wird.

Sinkt d^;v Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert, steuert das Steuergerät 66 die Brennkraftmaschine wieder auf Vierzylinderbetrieb. Ebenso wird auf Vierzylinderbetrieb umgeschaltet, wenn die Drosselklappe bis in ihre voil geöffnete Stellung bewegt wird, da dann der Endschalter 73 schließ! und über Leitung 72 die Information dem Steuergerät 66 zugeführt wird.

F i g. 2 zeigt eine gegenüber F i g. 1 bezüglich des

Übertragungsgestänges abgeänderter Ausführungsform der Brennkraftmaschine, und zwar unter Ansteuerung der Einspritzdüsen 14 und 20 sowie des Ventil 34.

In dieser Ausführungsform ist der Stellmotor 36 durch eine Membrandose 223 ersetzt, welche über die Leitung 221 bei Abschalten der Zylinder 4 und 10 das als Regeleinrichtung dienende Ventil 34 derart betätigt, daß die Abgasleitung 30 mit der Rückführleitung 40 verbunden ist. Eine Leitung 225 liefert dabei den Saugrohrunterdruck, um nach dessen Maßgabe die Membrandose 223 zu steuern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrzyiindrige Kolbenbrennkraftmaschine, insbesondere fremdgezündete Einspritzbrennkraftmaschine, mit einem mit den Zylindern verbundenen Saugrohr, einer ersten, mit den Ausgängen einer ersten Zylindergruppe verbundenen Abgasleitung, einer zweiten, mit den Ausgängen einer zweiten Zylindergruppe verbundenen Abgasleitung, einer Zusammenführung der beiden Abgasleitungen zu to einer Abgassammelleitung, einer ersten Kraftstoffzuführung zur Beschickung der ersten Zylindergruppe mit einer der Leistungsabgabe entsprechenden Kraftstoffmenge, einer zweiten Kraftstoffzuführung zur Beschickung der zweiten Zylindergruppe mit !1 einer der Leistungsabgabe entsprechenden Kraftstoffmenge, einer Absperreinrichtung zum teilweisen Absperren der zweiten Kraftstoffzuführung, und einer Rückführleitung von der Auslaßseite einer Zylindergruppe zum Saugrohr, wobei die Rückführleitung cnrt den Einlassen aller Zylinder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, da" die Absperreinrichtung für die zweite Kraftstoffzuführung (14, 20) nur vollständig absperrbar ist und daß somit über die Rückführleitung (40) ausschließlich Spülluft in das Saugrohr (12) zurückgeführt wird, und daß bei nicht abgeschalteter Kraftstoffzuführung zur zweiten Zylindergruppe (4,10) eine Umlenkeinrichtung (34) eine Absperrung der Rückführleitung (40) bewirkt, so daß das Abgas aller Zylinder (4,6,8,10) in der Abgassammelleitung (32) zusammengeführt wird.

2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, mit einem dem Saugrohr einer Einspritzbrennkraftmaschine zugeordneter; Luftmengenmesser, da- durch gekennzeichnet, daß die- Rückführleitung (40) stromaufwärts des Luftmengenmessers (48) in das Saugrohr(12) mündet.