DE3046975C2

DE3046975C2 - Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderabschaltung

Info

Publication number: DE3046975C2
Application number: DE3046975A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Kamakura Kanagawa Nakagawa; Saburo Yokohama Kanagawa Tsutsumi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1982-12-09
Also published as: JPS5683544A; JPS5853178B2; GB2066355B; US4364345A; FR2472086A1; GB2066355A; DE3046975A1; FR2472086B1

Description

dem zweiten Abgaskanal 20ό in den zweiten Einlaßkanal 166 öffnet, damit Pumpverluste in der zweiten Zylindereinheit mit den Zylindern D, E und F dann verhindert werden, wenn diese Zylinder abgeschaltet sind und die Maschine nur mit der ersten Zylindereinheit mit den Zylindern A. Sund Cbetrieben wird. Das Ventil 32 schließt, wenn alle Zylinder A bis F der Maschine betrieben werden, damit dann keine Abgase rezirkulieren können.

Das Ventil 32 wird von einem pneumatischen Ventilbetätigungsteil 34 betätigt, in dem eine Membrane in einem Gehäuse untergebracht ist, so daß an beiden Seiten der Membrane zwei Kammern gebildet werden. Eine Betätigungsstange ist mit einem Ende in der Mitte der Membrane befestigt und führt mit ihrem anderen Ende zu dem Ventil 32. In dem Ventilbetätigungsteil 34 ist eine Arbeitskammer 34a mit dem Auslaß eines Dreiwege-Magnetventils 36 verbunden, das einen Einlaß von unter Atmosphärendruck stehender Luft sowie einen Unterdruckeinlaß aufweist der an dem zweiten Einlaßkanal 16b angeschlossen ist Das Magnetventil 36 ist normalerweise in einer Stellung, in der atmosphärischer Druck in der Kammer 34a herrscht, damit das Ventil 32 geschlossen ist. Bei Abschaltung der Zylinder erhält das Magnetventil 36 ein Steuersignal aus dem Steuerkreis 26 und schaltet in eine Stellung um, in der der Arbeitskammer 34a Unterdruck aus dem zweiten Einlaßkanal \6b zugeführt wird. Dadurch wird das Ventil 32 geöffnet.

Wie in F i g. 2 schematisch angedeutet ist, besitzt die Maschine verschiedene Ventilbetätigungsmittel 40 und 42 zum Betätigen der Einlaß- und Auslaßventile, die mit der ersten und der zweiten Zylindereinheit zusammenarbeiten, und zwar mit jeweils unterschiedlicher Ventilüberlappung. Die ersten Ventilbetätigungsmittel 40 sind so ausgelegt, daß sie die Einlaß- und Auslaßventile der Zylinder A. B und C in der ersten sehr geringen Anteil an unverbrennten Gasen erreicht, da die Ventilüberlappung relativ klein ist Hingegen wird insgesamt eine hohe Abtriebsleistung im Vollastbetrieb erreicht, da die Zylinder D, E und Fdann mit einer

. 5 relativ großen Ventilüberlappung arbeiten, was zu einem ausgesprochen guten Spüleffekt führt.
Zylindereinheit mit einer verhältnismäßig kleinen Ventilüberlappung oder gar keiner Ventilüberlappung antreiben (F i g. 3). Damit wird sichergestellt, daß in den

ic Zylindern A, Bund Cbei geringer Maschinenbelastung eine stabile Verbrennung abläuft. In F i g. 3 repräsentiert die Kurve Xi die Ventilbewegung der Auslaßventile relativ zum Kurbelwellen-Drehwinkel. Die Kurve Yi repräsentiert die Ventilbewegungeii der Einlaßventile

im Verhältnis zum Kurbelwellen-Drehwinkel. Das erste Maß an Ventilüberlappung liegt etwa im Bereich von — 10° bis 20°, vorzugsweise zwischen etwa 0° und 10° Kurbelwellen-Drehwinkei. Die zweiten Ventilbetätigungsmittel 42 sind so ausgelegt, daß sie die Einlaß- und Auslaßventile d, e und / der Zylinder D, E und F der zweiten Zylindereinbeit mit einer relativ größeren Ventilüberlappung betreiben (Fig.4). Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei großer Belastung eine hohe Abtriebsleistung erzielt wird. In F i g. 4 repräsentiert die

Kurve X 2 die Ventilbewegung der Auslaßventile relativ zum Kurbelweilen-Drehwinkel. Die Kurve V2 repräsentiert die Ventilbewegung der Einlaßventile relativ zum Kurbelwellen-Drehwinkel. Das jeweilige Maß der Ventilüberlappung kann durch die Auswahl der

JO Nockenform der den Zylindern A bis F zugeordneten Steuernocken vorherbestimmt werden. Das zweite Maß an Ventilüberlappung für die Einlaß- und Auslaßventile d, e, f kann in einem Bereich von etwa 20° bis 80°, vorzugsweise zwischen etwa 30° und 40° Kurbelwellen-Drehwinkel liegen.

Bei der Zylinderabschaltung wird in den Zylindern A, Sund Ceine besonders stabile Verbrennung mit einem

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

rttentansprüche:

1. Verbrennungskraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten Zylindereinheit mit jeweils wenigstens einem Zylinder, von denen die zweite Zylindereinheit bei Unterschreiten einer vorbestimmten Belastungsgrenze abschaltbar ist, mit Einlaß- und Auslaßventilen für die Zylinder beider Zylindereinheiten, mit ersten Ventilbetätigungsmicteln zum Betätigen der Einlaß- und Auslaßventile der ersten Zylindereinheit mit einem ersten Maß an Ventilüberlappung, und mit zweiten Ventilbetätigungsmitteln zum Betätigen der Einlaß- und Auslaßventile der zweiten Zylindereinheit mit einem vom ersten Maß abweichenden zweiten Maß der Ventilüberlappung, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Maß der Ventilüberlappung größer ist als das erste Maß.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Maß an Ventilüberlappung in einem Bereich zwischen etwa - JO" bis 20° liegt, vorzugsweise etwa 0° bis 10°.

3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Maß an Ventilüberlappung in einem Bereich von etwa 20° bis 80° liegt, vorzugsweise etwa 30° bis 40°.

30

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderabschaltung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einer Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderabschaltung, bei der unter bestimmten, niedrigen j5 Belastungszuständen weniger als alle vorhandenen Zylinder arbeiten, ist im Vergleich mit Verbrennungskraftmaschinen, bei denen alle Zylinder über alle Betriebszustände arbeiten, bei Abschaltung eine stabile Verbrennung besonders wichtig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderabschaltung derart auszubilden, daß bei Abschaltung in den dann noch betriebenen Zylindern stabile Verbrennungszustände herrschen, und daß die abschaltbaren Zylinder bei hoher Drehzahl und hoher Belastung dann eine hohe Abtriebsleistung abgeben.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die relativ geringe Ventilüberlappung in der ersten Zylindereinheit ergeben sich bei niedriger Belastung und damit Abschaltung der zweiten Zylindereinheit stabile Verbrennungszustände in den weiterbetriebenen Zylindern. Dagegen wird bei hoher Belastung und Betrieb aller Zylinder eine hohe Abtriebsleistung erreicht, da insbesondere die mit relativ größerer Ventilüberlappung arbeitenden Zylinder der zweiten Zylindereinheit einen erheblichen Beitrag zu dieser hohen Abtriebsleistung erbringen.

Aus den Unteransprüchen geht das jeweils zweckmäßige Maß der Ventilüberlappung sowie die Relation zwischen den Ventilüberlappungen hervor.

Nachstehend wird anhand der Zeichnung eine Ausführungsform erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderabschaltung,

F i g. 2 eine schematische Perspektivansicht eines Teiles der Verbrennungskraftmaschine von F i g. 1,

F i g. 3 ein Diagramm über die Überlappung der Einlaß- und Auslaßventile der ersten Zylindereinheit, und

Fig.4 ein Diagramm über die Überlappung der Einlaß- und Auslaßventile der zweiten Zylindereinheit.

In F i g. 1 ist eine erste Ausführungsform einer ausfühungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine mit Zylinderabschaltung gezeigt. Die Maschine weist einen Motorblock 10 mit einer ersten Zylindereinheit aus drei Zylindern A, Sund Cauf, die ständig betrieben werden. Ferner ist eine zweite Zylindereinheit mit drei Zylindern D, E und F vorgesehen, die bei Abfallen der Maschinenbelastung unter einen vorbestimmten Wert abschaltbar sind. Luft wird der Maschine durch einen Ansaugkanal 12 mit einem Drosselventil 14 zugeführt, welches mit einem nicht dargestellten Fahrfußhebel in Verbindung steht, damit die Luftströmung in die Maschine steuerbar ist Der Ansaugkanal ist stromab des Drosselventiles 14 an einen Einlaßverteiler 16 angeschlossen, der erste und zweite getrennte Einlaßkanäle 16a und 16b aufweist. Der erste Einlaßkanal 16a führt zu der ersten Zylindereinheit, der zweite Einlaßkanal 166 führt zu der zweiten Zylindereinheit Der zweite Einlaßkanal 16ft ist am Anfang mit einem Sperrventil 18 ausgestattet, das so ausgelegt ist, daß es die Zufuhr frischer Luft zur zweiten Zylindereinheit bei niedriger Maschinenbelastung unterbricht.

Ein Abgasverteiler 20 besitzt erste und zweite voneinander getrennte Abgaskanäle 20a und 206. Der erste Abgaskanal 20e ist an die erste Zylindereinheit angeschlossen, während der zweite Abgaskanal 20£> an die zweite Zylindereinheit angeschlossen ist. Der Abgasverteiler ist stromab an eine Abgasleitung 22 angeschlossen, in der ein Abgas-Sensor 24 angeordnet ist

Der Abgas-Sensor 24 kann ein Sauerstoffsensor sein, der den Sauerstoffgehalt der Abgase abtastet und ein Rückführsignal erzeugt, das das Luft/Brennstoffverhältnis anzeigt, mit dem die Maschine betrieben wird. Das Rückführsignal gelangt vom Abgas-Sensor 24 zu einem Steuerkreis 26, der auf diese Weise das Arbeiten von Brennstoff-Einspritzventilen a bis /für die Zylinder A bis F steuert, um sicherzustellen, daß mit dem der Maschine zugeführten Brennstoff ein gewünschtes optimales Luft/Brennstoffverhältnis aufrechterhalten bleibt Der Steuerkreis 26 besitzt eine zusätzliche Funktion, indem er so ausgelegt ist, daß er die Brennstoff-Einspritzventile d, e und /absperren kann, damit die Brennstoffzufuhr der zugehörigen Zylinder D, fund Fbei niedriger Maschinenbelastung unterbrochen wird.

Stromab zum Abgas· Sensor 24 ist an die Abgasleitung 22 ein Abgasreiniger 28 angeschlossen. Der Reiniger 28 kann von einem Dreiwege-Katalysator-Umsetzer gebildet werden, der die Oxidation von HC und CO und gleichzeitig eine Reduktion von NOx bewirkt, damit die Emission von Schadstoffen aus der Abgasleitung 22 verringert wird. Der katalytische Umsetzer bringt seine maximale Leistungsfähigkeit oberhalb einer bestimmten Temperatur. Deshalb ist es zweckmäßig, die Temperatur in dem katalytischen Umsetzer verhältnismäßig hoch zu halten.

Weiterhin ist ein Rezirkulationskanal 30 für Abgase vorgesehen, der an einem Ende in den zweiten Auslaßkanal 206 mündet. Sein anderes Ende führt zum zweiten Einlaßkanal 16£>. Der Kanal 30 enthält ein Ventil 32, welches zum Rezirkulieren von Abgasen aus