DE3040472A1

DE3040472A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3040472A1
Application number: DE19803040472
Authority: DE
Inventors: Kazuya Yokohama Kanagawa Kunii; Toshiaki Fujisawa Kanagawa Tanaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-10-30
Filing date: 1980-10-27
Publication date: 1981-05-07
Also published as: FR2468746B1; JPS5664129A; JPS6022178B2; DE3040472C2; GB2062098A; US4366788A; GB2062098B; FR2468746A1

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft Weiterentwicklungen einer Brennkraftmaschine mit Zylinderteilung, die mit weniger als allen Zylindern betreibbar ist_y 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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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

Patentansprüche

Brennkraftmaschine 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, gekennzeichnet

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TELEFON (Οββ) 23 9Ββ2

TELEX OS-aSSSO

TELEQRAMMe MONAPAT

TELEKOPIERER

durch 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.

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