DE3040472A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Weiterentwicklungen einer Brennkraftmaschine
mit Zylinderteilung, die mit weniger als allen Zylindern betreibbar isty wobei die verbleibenden
Zylinder mit Abgasen versorgt werden, die zu diesen unter normalen oder geringen Belastungen zurückgeleitet
werden.
Es ist allgemein bekannt, daß das Arbeiten einer Brennkraftmaschine
wirtschaftlicher ist, wenn«jeder Zylinder der Brennkraftmaschine unter relativ hohen Belastungen
läuft. Meistens wird jedoch die Brennkraftmaschine beim Fahren nur unter relativ geringen Belastungen betrieben,
wodurch sich ein unwirtschaftlicher Kraftstoffverbrauch ergibt. Von daher ist es erwünscht, die Betriebsart der
Brennkraftmaschine auf eine Betriebsart mit Zylinderteilung oder auf eine Betriebsart umzuschalten, bei der nur
ein Teil der Zylinder läuft, wobei die Brennkraftmaschine mit weniger als allen Zylindern beispielsweise dadurch
betrieben wird, daß die Luft- und KraftstoffVersorgung
zu den verbleibenden Zylindern unter normalen Betriebsbedingungen oder Arbeitsbedingungen mit geringer Belastung
abgesperrt werden und wobei die verbleibenden Zylinder nur arbeiten, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine
einen vorbestimmten Wert überschritten hat. Hierdurch wird es möglich, die Belastung jedes aktiven Zylinders
zu vergrößern, woraus eine größere Gesamtbetriebswirtschaftlichkeit der Brennkraftmaschine resultiert.
Um die Ladeverluste in den inaktiven Zylindern zu vermindern, um hierdurch das Arbeiten der Brennkraftmaschine
wirtschaftlicher zu machen, ist es allgemein üblich, in die inaktiven Zylinder Abgase zurückzuleiten,
so daß diese im wesentlichen auf Atmosphärendruck ge-
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-A-
halten werden.
Wenn Durchblasgase in die Einlaßleitung einer solchen
Brennkraftmaschine mit Zylinderteilung/ wie bei derartigen
Brennkraftmaschinen an sich üblich, eingeleitet wird/ tritt ein spezielles schwerwiegendes Problem auf/ da
die mit den inaktiven Zylindern verbundene Einlaßeinrichtung durch reinen Kohlenstoff in Feststofform stark
verschmutzt wird. Durchblasgase, ein unverbranntes Luft-Kraftstoff gemisch, das von der Brennkammer zu dem Kurbelgehäuse
an den Kolbenringen vorbei austritt, die zwischen den Kolben und der Zylinderwand angeordnet sind, enthalten
große Ölmengen. Das Öl bleibt an der Wand der Einlaßeinrichtung haften, die mit den inaktiven Zylindern
verbunden ist und verbindet sich mit dem in den zurückgeleiteten Abgasen enthaltenen Ruß unter Bildung einer
feststofförmigen Kohlenstoffablagerung.
Die Erfindung zielt demnach darauf ab, eine Brennkraftmaschine mit Zylinderteilung, die mit weniger als allen
Zylindern betreibbar ist, wobei die verbleibenden Zylinder unter geringer Belastung mit zurückgeleiteten Abgasen
versorgt werden, derart weiterzubilden, daß die mit den inaktiven Zylindern verbundene Einlaßeinrichtung
weitgehend frei von der Bildung von feststofförmigem
Kohlenstoff ist.
Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einer Brennkraftmaschine mit Zylinderteilung, die erste und
zweite Zylindergruppen und einen Einlaßkanal hat, dessen stromabwärtiger Abschnitt in erste und zweite Leitungszweige unterteilt ist, die jeweils zu der ersten und
zweiten Zylindergruppe führen. Bei geringer Belastung
wird der zweite Einlaßleitungszweig von dem Einlaßkanal
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abgekoppelt und mit Abgasen versorgt. Ein Durchgang ist vorgesehen, dessen eines Ende in das Kurbelgehäuse
und dessen anderes Ende in den ersten Einlaßleitungszweig mündet, um Durchblasgase in den ersten Einlaßleitungszweig
einzuleiten.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher
erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in»einer schematischen
Schnittansicht eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine
mit Zylinderteilung nach der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die einzige Figur ist mit 10 ein
Motorblock bezeichnet, der eine erste Zylindergruppe #1 bis #3, die immer aktiv ist, und eine zweite Zylindergruppe
#4 bis #6, enthält, die normalerweise inaktiv ist und nur wirksam wird, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine
einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine
erläutert, obgleich die Erfindung selbstverständlich auch bei Brennkraftmaschinen verwirklichbar
ist, die irgendeine beliebige Anzahl von Zylindern haben.
Luft oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch wird der Brennkraftmaschine über einen Einlaßkanal 12 zugeführt,
in dem eine Drosselklappe 14 angeordnet ist, die mit
dem Fahr- bzw. Gaspedal (nicht gezeigt) betriebsverbunden ist, um die Luft- oder Luft-Kraftstoff-Gemisch-Strömung
zu der Brennkraftmaschine zu regeln. Die Einlaßleitung 12 ist stromab der Drosselklappe 14 in einen
ersten und zweiten Leitungszweig 12a und,12b unterteilt.
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Der erste Leitungszweig 12a führt zu der ersten Zylindergruppe #1 bis #3 und die zweite Zweigleitung 12b zu
der zweiten Zylindergruppe #4 bis #6. Mit dem Buchstaben A ist in der einzigen Figur der Punkt bezeichnet, von
dem aus sich die ersten und zweiten Zweigleitungen 12a und 12b gesondert zu ihren zugeordneten Zylindern erstrecken.
Am Eingang des zweiten Leitungszweiges 12b ist ein Absperrventil 16 vorgesehen, das normalerweise
geschlossen ist und nur öffnet, um einen Luftstrom oder ein Luft-Kraftstoffgemisch zu der zweiten Zylindergruppe
#4 bis #6 nur dann durchzulassen, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Ein Abgasrückführungs-(EGR)-Durchgang 20 ist vorgesehen,
dessen eines Ende in den Abgaskanal 18 der Brennkraftmaschine
und dessen anderes Ende in den zweiten Einlaßleitungszweig 12b mündet. Der Abgasrückführungs-(EGR) Durchgang
20 hat ein darin angeordnetes Abgasrückführungsventil
(EGR-Ventil) 22, das nur während der Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Zylinderteilung offen ist,
um eine Abgasrückführung über den Abgasrückführungskanal (EGR-Kanal) 20 in den zweiten Einlaßlextungszwexg 12b
zu ermöglichen, so daß dieser im wesentlichen auf Atmosphärendruck bleibt. Dies ist zweckmäßig, um Ladeverluste in
den inaktiven Zylindern #4 bis #6 weitgehend auszuschliessen,
wodurch das Betreiben der Brennkraftmaschine wirtschaftlicher wird.
Ein Durchblasgas-Durchgang 24 ist vorgesehen, dessen eines Ende in das Kurbelgehäuse (nicht gezeigt) und dessen anderes
Ende in einen ersten Einlaßleitungszweig 12a mündet,
um ein unverbranntes Luft-Kraftstoffgemisch über diesen zurückzuleiten, das aus den Brennkammern an den Kolbenringen
vorbei zu dem Kurbelgehäuse austritt. Hierdurch wird
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eine Wiederverbrennung ermöglicht. Der Durchblasgas-Durchgang 24 hat ein darin angeordnetes Rückschlagventil
26, das einen Strömungsdurchgang nur in Richtung des ersten Einlaßleitungszweiges 12a zuläßt.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine nach der Erfindung näher erläutert.
Wenn die Brennkraftmaschine unter geringen Belastungsbedingungen
betrieben wird, ist das Absperrventil 16 in seiner Schließstellung, um den Luftstrom oder das
Luft-Kraftstoffgemisch zu dem zweiten Einlaßleitungszweig
12b zu stoppen, um die zweite Zylindergruppe #4 bis #6 außer Betrieb zu setzen. Hierbei ist das Abgasrückführungsventil
(EGR-Ventil) 22 offen, um eine Abgasrückführung in den zweiten Einlaßleitungszweig 12b zu
ermöglichen. Durchblasgase strömen über den Durchblasgas-Durchgang 24 in den ersten Einlaßleitungszweig 12a
unter einem darin herrschenden Saugdruck und strömen somit in die erste Zylindergruppe #1 bis #3 zusammen
mit dem Luftstrom oder dem Luft-Kraftstoff-Gemischstrom
von der Einlaßleitung 12.
Wenn die Belastung der Brennkraftmaschine einen vorbestimmten Wert überschreitet, öffnet c'as Absperrventil
16, um den Luftstrom oder den Luft-Kraftstoff-Gemisch-Strom
über den zweiten Einlaßleitungszweig 12b zu der zweiten Zylindergruppe #4 bis §6 durchzulassen, wobei
das Abgasrückführungsventil (EGR-Ventil} 22 schließt,
um die Abgasrückführung in die zweite Zylindergruppe #4
bis §6 zu stoppen. Auf diese Weise wird die Betriebsart der Brennkraftmaschine von einer Betriebsart mit
Zylinderteilung zu einer Betriebsart, bei der alle Zylinder arbeiten, umgeschaltet, so daß alle Zylinder
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der Brennkraftmaschine bei dieser zweiten Betriebsart
betrieben werden können. Die Durchblasgase, die über den Durchblasgas-Durchgang 24 in den ersten Einlaßleitungszweig
12a eingeleitet werden, werden hierbei in die erste Zylindergruppe #1 bis #3 durch den Luftstrom
oder den Luft-Kraftstoff-Gemisch-Strom von der Einlaßleitung
12 getrieben. Hierdurch wird bewirkt, daß die
Menge an in den zweiten Einlaßleitungszweig 12b strömenden
Durchblasgasen und somit die Ölmenge beträchtlich reduziert werden, die an der Wand des zweiten Einlaß—
leitungszweigs 12a haften bleiben könnte!
Wenn der Durchblasgas-Durchgang 24 an seinem einen Ende in die Einlaßleitung 12 stromab des Punktes A mündet,
wie dies bei üblichen Auslegungen der Fall ist, strömt eine große Menge an Durchblasgasen über das offene Absperrventil
16 in den zweiten Einlaßleitungszweig 12b und eine große in den Durchblasgasen enthaltene ölmenge
bleibt an der Wand des zweiten Einlaßleitungszweiges 12b
haften. Das haftengebliebene Öl verbindet sich mit in den während der Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Zylinderteilung
zurückgeführten Abgasen enthaltenem Ruß, so daß sich eine reine feststofförmige Kohlenstoffablagerung
bildet.
Nach der Erfindung mündet der Durchblasgas-Durchgang 24 in den ersten Einlaßleitungszweig 12a stromab des Punktes
A, von dem aus sich die ersten und zweiten Einlaßleitungszweige 12a und 12b gesondert zu ihren zugeordneten
Zylindern erstrecken. Eine solche Auslegung ist zweckmäßig, um die Menge an Durchblasgasen zu reduzieren,
die über den zweiten Einlaßleitungszweig 12b in die zweite
Zylindergruppe #4 bis #6 beim Betreiben der Brennkraftmaschine
mit allen Zylindern strömt. Somit kann die- an der
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Wand der mit der zweiten Zylindergruppe #4 bis #6 verbundene
Einlaßeinrichtung haften bleibende Ölmenge beträchtlich reduziert werden. Ferner kann hierdurch die
Bildung von feststofförmigem, reinem Kohlenstoff auf der Wand der der zweiten Zylindergruppe #4 bis #6 zugeordneten
Einlaßeinrichtung weitgehend herabgesetzt werden, die ihre Ursache in der Verbindung von an der
Wand der Einlaßeinrichtung haften gebliebenem Öl und in den Abgasen enthaltenem Ruß hat, das in den zweiten Einlaßleitungszweig
12b während der Betriebsart der Brennkraftmaschine mit Zylinderteilung zurückgeführt wird.
Selbstverständlich ist die spezielle dargestellte Auslegung der Brennkraftmaschine nur zur Erläuterung der
Erfindung gewählt und die Maßnahmen nach der Erfindung lassen sich ohne Schwierigkeiten auf irgendeine andere
Auslegung einer Brennkraftmaschxne mit Zylinderteilung einschließlich einer Brennkraftmaschine mit Vergaser
übertragen.
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Le
e i t e
Claims (2)
- PatentansprücheBrennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einer Vielzahl von Zylindern, die in eine erste und eine zweite Zylindergruppe unterteilt sind, eine Einlaßleitung, deren stromabwärtiger Abschnitt in erste und zweite Zweigleitungen unterteilt ist# die jeweils zu der ersten und zweiten Zylindergruppe führen, und einer Einrichtung, die die Verbindung zwischen der Einlaßleitung und dem zweiten Einlaßleitungszweig unterbricht und Abgase in den zweiten Einlaßleitungszweig zurückführt, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten Viertes liegt, gekennzeichnet130019/0870TELEFON (Οββ) 23 9Ββ2TELEX OS-aSSSOTELEQRAMMe MONAPATTELEKOPIERERdurch einen Durchgang (24) , dessen eines Ende in das Kurbelgehäuse und dessen anderes Ende in den ersten Einlaßleitungszweig (12a) mündet, um Durchblasgase in den ersten Einlaßleitungszweig (12a) zu leiten.
- 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchblasgas-Durchgang (24) mit einem darin befindlichen Rückschlagventil (26) versehen ist, um einen Fluiddurchgang durch den Durchgang von dem ersten Einlaßleitungszweig (12a) zu blockieren.130019/0870
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