DE3102628A1

DE3102628A1 - Geteilter v-verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3102628A1
Application number: DE19813102628
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Yokohama Kanagawa Etoh; Toshiaki Fujisawa Kanagawa Tanaka; Shoji Yokosuka Kanagawa Ushimura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-02-01
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1982-01-21
Also published as: JPS56115521U; US4436060A; JPS6121537Y2

Description

Beschreibung

Diese Erfindung betrifft einen geteilten V-Verbrennungsmotor, der mit weniger als allen seinen Zylindern betreibbar ist, wenn die Motorbelastung unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.

Es ist bekannt und auch erwünscht, den Wirkungsgrad eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors dadurch zu erhöhen, daß man die Anzahl von Zylindern, auf welchen der Motor läuft, unter bestimmten Motor-Betriebsbedingungen verändert, insbesondere unter Bedingungen mit niederer Motorbelastung. Zu diesem Zweck wurde eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche eine Anzahl von Zylindern in einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor dadurch außer Betrieb setzt, daß die Treibstoff zufuhr zu bestimmten Zylindern unterdrückt wird, ohne daß man den Betrieb der Ansaug- und Auslaßventile ausgewählter Zylinder unter Bedingungen mit niederer Last verhindert. Die Außerbetriebnahme einiger Zylinder des Motors erhöht die Last an den in Betrieb bleibenden und als Ergebnis ist der Energieumwandlungs-Wirkungsgrad erhöht.

Allerdings führt jeder Versuch,die Prinzipien eines derartigen geteilten Verbrennungsmotors unmittelbar auf einen V- Verbrennungsmotor zu übertragen, zu einem komplizierten Aufbau, bei welchen die Krümmerzweige einander überkreuzen. Zusätzlich ist die dynamische Motorauswuchtung während des Motor-Teilbetriebs verschlechtert. Die dynamische Auswuchtung während des Motor-Teilbetriebs wird unmittelbar durch die Zündfolge des Motors und die Art und Weise beeinträchtigt, in welcher wirksame und unwirksame Zylinder in den beiden Motor-Reihenanordnungen des V-Motors angeordnet sind.

Ferner neigen die unwirksamen Zylinder dazu, auf eine übermäßig niedrige Temperatur während des Motor-Teilbetriebs abgekühlt zu werden, was zu einer unstabilen Verbrennung hierin führt,

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wenn der Motorbetrieb auf die volle Motorbetriebsart umgeschaltet wird, und gelegentlich zu Zündfehlern hierin, insbesondere dann, wenn der Motor nach einem verhältnismäßig langen Zeitraum des Motor-Teilbetriebs beschleunigt wird.

Die vorliegende Erfindung sieht einen geteilten V-Verbrennungsmotor vor, welcher im Aufbau einfach ist und eine hohe dynamische Auswuchtung und Verbrennungsstabilität aufweist.

Die vorliegende Erfindung liefert einen Verbrennungsmotor, welcher eine erste und zweite Motor-Reihenanordnung aufweist, die in einem V-Winkel angeordnet sind, sowie eine erste und zweite Zylindereinheit, welche jeweils mindestens einen Zylinder umfaßt, wobei die erste und zweite Zylindereinheit in der zweiten bzw. ersten Motor-Reihenanordnung angeordnet sind. Die zweite Zylindereinheit ist unter Betriebsbedingungen mit niedriger Last außer Betrieb gesetzt. Der Motor umfaßt auch einen Einlaßkanal, der in seinem Inneren mit einem Drosselventil versehen ist und stromabwärts vom Drosselventil in einen ersten und zweiten Ansaugkanal aufgeteilt ist, welcher zur ersten bzw. zweiten Zylindereinheit führt. Der Einlaßkanal ist zwischen der ersten und zweiten Motor-Reihenanordnung angeordnet. Diese Anordnung gestattet es den Einlaßkrümmerzweigen, sich zu den zugeordneten Zylindern zu erstrecken, ohne einander zu überkreuzen. Bevorzugt umfaßt der Motor ein Kühlsystem, welches einen Kühler sowie einen ersten und zweiten Kühlmantel umfaßt, die in der ersten bzw. zweiten Motor-Reihenanordnung angeordnet sind. Der erste und zweite Kühlmantel sind hintereinander geschaltet. Eine Speisepumpe ist vorgesehen, um ein Motorkühlmittel aus dem Kühler abzusaugen und es durch den ersten Kühlmantel zum zweiten Kühlmantel und von dort durch einen Rückführungskanal zum Kühler umzupumpen. Dementsprechend wird der zweite Kühlmantel mit dem Motorkühlmittel gespeist, welches bereits aufgewärmt wird, wenn es durch den ersten Kühlmantel hindurchströmt, um die zweite Motor-Reihenanordnung erwärmt zu halten.

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Der Rückführungskanal kann mit der Speisepumpe durch einen Kanal verbunden werden, der den Kühler umgeht. Der Rückführungskanal weist eine temperaturempfindliche Ventileinrichtung auf, welche stromabwärts vom Umgehungskanal angeordnet ist, um die Strömung des Motorkühlmittels zum Kühler zu blokkieren und um es dem Motorkühlmittel zu gestatten, zur Speisepumpe zu strömen, wenn die Motorkühlmitteltemperatur unter einen bestimmten Wert absinkt. Bei niedrigen Motortemperatüren wird das Motorkühlmittel durch den ersten und zweiten Kühlmantel umgepumpt, ohne durch den Kühler zu strömen. Dementsprechend wird die Motorkühlmitteltemperatur aufgewärmt gehalten.

Die vorliegende Erfindung wird noch detaillierter durch Bezugnahme auf die beigefügte Beschreibung beschrieben, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wurde, in welchen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht ist, welche ein Ausführungsbeispiel eines geteilten V-Verbrennungsmotors zeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet worden ist, und

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild ist, das eine Motor-Kühlanlage ZUi.* Verwendung beim Motor der Fig. 1 zeigt.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen; dort ist ein Ausführungsbeispiel eines geteilten V-Verbrennungsmotors gezeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Der Motor ist gemäß der Darstellung ein geteilter V-6- Motor mit einer ersten und zweiten Motor-Reihenanordnung 12 und 14, welche unter einem V-Winkel angeordnet sind. Die erste Motor-Reihenanordnung 12 enthält 3 Zylinder, Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5, welche stets während des Motorbetriebs wirksam sind. Die zweite Motor-Reihenanordnung 14 enthält 3 Zylinder Nr. 2, Nr.4 und Nr. 6, welche unwirksam sind, wenn die Motorbelastung unterhalb eines bestimmten Wertes liegt.

Ein Lufteinleitungskanal 16 erstreckt sich zwischen der ersten

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und zweiten Motor-Reihenanordnung 12 und 14. Der Einlaßkanal 16 weist in seinem Inneren ein Drosselventil 18 auf, sowie einen ersten und zweiten Ansaugkanal 16a und 16b, welche hiervon stromabwärts vom Drosselventil 18 abzweigen. Der erste Ansaugkanal 16a erstreckt sich nahe der ersten Motor-Reihenanordnung 12 und führt zu den Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 durch jeweilige Abzweigungen A1, A3 und A5, welche sich erstrecken, ohne einander zu überkreuzen. Der zweite Ansaugkanal 16b erstreckt sich nahe der zweiten Motor-Reihenanordnung 14 und führt zu den Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 durch jeweilige Abzweigungen A2, A4 und A6, welche sich erstrecken, ohne sich einander zu überkreuzen. Diese Anordnung bewirkt die Vereinfachung des Aufbaus der Ansauganlage, welche den Einlaßkanal 16, den ersten und zweiten Ansaugkanal 16a und 16b sowie die Abzweigungen A1 bis A6 umfassen.

Der Treibstoff zu den Zylindern Nr. 1 bis Nr. 6 wird durch die jeweiligen Treibstoff-Einspritzventile (nicht gezeigt) zugeführt. Wenn die Motorlast unter einen bestimmten Wert absinkt, dann stellen die Treibstoffeinspritzventile, welche den Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 zugeordnet sind, den Betrieb ein, um die Treibstoffzufuhr zu den Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 zu sperren, um den Motorbetrieb in einen Motor-Teilbetrieb zu ändern, in welchem der Motor lediglich mit den verbleibenden Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. arbeitet.

Der zweite Ansaugkanal 16b weist an seinem Einlaß ein Sperrventil 20 auf, welches dazu eingerichtet ist, die Frischluft strömung zu den Zylindern Nr. 2, Nr.4 und Nr. 6 während des Motor-Teilbetriebs zu sperren.

Der Motor weist auch einen ersten und zweiten Auspuffkanal 22 und 24 auf, welche voneinander getrennt sind. Der erste Auspuffkanal 22 erstreckt sich außerhalb der ersten Motor-Reihenanordnung 12 und führt von den Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 durch jeweilige Abzweigungen B1, B3 und B5

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hindurch, welche sich erstrecken, ohne einander zu schneiden. Der zweite Auspuffkanal 24 erstreckt sich außerhalb der zweiten Motor-Reihenanordnung 14 und führt von den Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 weg durch die jeweiligen Abzweigungen B2, B4 und B6 hindurch, welche sich erstrecken, ohne einander zu schneiden. Diese Anordnung bewirkt die Vereinfachung des Aufbaus der Auspuffanlage, welche den ersten und zweiten Auspuffkanal 22 und 24 und die Abzweigungen B 1 bis B6 umfaßt.

Der zweite Auspuffkanal 24 ist mit dem zweiten Ansaugkanal 16b durch einen Abgas-Rückführungskanal (EGR-Kanal) 26 verbunden, in welchem ein Abgas-Rückführungsventil 28 angeordnet ist. Das Abgas-Rückführungsventil 28 ist dazu eingerichtet, zu öffnen, um es den Abgasen zu gestatten, durch den Abgas-Rückführungskanals 26 in den zweiten Ansaugkanal 16b derart zurückzuströmen, daß die Pumpverluste in den unwirksamen Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 während des Motor-Teilbetriebs auf ein Mindestmaß verringert werden. Das Abgas-Rückführungsventil 28 schließt, um eine Abgas-Rückführung während des vollen Motorbetriebs zu verhindern, in welchem der Motor alle Zylinder Nr. 1 bis Nr. 6 betreibt.

Die Zündfolge des geteilten V-Verbrennungsmotors ist wie folgt: Die Zylinder Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3, Nr. 4, Nr. 5 und Nr. 6. Das heißt, Verbrennungen finden mit konstanten Intervallen von 240° der Kurbelwellendrehung während des Motor-Teilbetriebs statt, in welchem der Motor lediglich auf den Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 läuft. Dementsprechend kann der Motor mit einem guten dynamischen Ausgleich arbeiten.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die erste Motor-Reihenanordnung 12 einen ersten Kühlmantel 32 auf, der hierin angeordnet ist, und die zweite Motor-Reihenanordnung 14 weist einen zweiten Kühlmantel 34 auf, der hierin angeordnet ist. Eine Speisepumpe 38 ist vorgesehen, welche mit ihrer einen Seite an eine Leitung 40 am Auslaß eines Kühlers 36 angeschlossen ist, um ein Motorkühlmittel hiervon abzusaugen.

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Die Abgabeseite der Pumpe 38 ist durch eine Leitung 42 mit dem ersten Kühlmantel 32 verbunden, welcher seinerseits durch eine Leitung 44 mit dem zweiten Kühlmantel 34 und von dort durch eine Leitung 4 6 mit dem Einlaß des Kühlers verbunden ist, welcher die Wärme vom Motorkühlmittel abgibt.

Die Leitung 46 weist in ihrem Inneren ein Thermostatventil auf, welches bei hohen Temperaturen öffnet. Das Thermostatventil 48 schließt, wenn die Motorkühlmitteltemperatur unter einen bestimmten Wert absinkt. Die Leitung 40 ist in ihrem Inneren mit einem 3-Wege-Magnetventil 50 versehen. Das 3-Wegeventil 50 weist eine erste öffnung auf, die an den Auslaß des Kühlers 36 angeschlossen ist, und eine zweite öffnung, die durch eine Leitung 52 an die Leitung 46 irgendwo stromaufwärts vom Thermostatventil 48 angeschlossen ist. Das 3-Wege-Ventil 50 spricht auf die Motorkühlmitteltemperatur an, um eine Verbindung zwischen der ersten und dritten öffnung herzustellen, um den Auslaß des Kühlers 36 mit der Speisepumpe bei hohen Temperaturen zu verbinden. Wenn die Motorkühlmitteltemperatur unter einen bestimmten Wert absinkt, dann stellt das 3-Wege-Ventil 50 eine Verbindung zwischen seiner zweiten und dritten öffnung her, um die Leitung 52 mit der Pumpe 38 zu verbinden.

Wenn die Motorkühlmitteltemperatur verhältnismäßig hoch ist, wie etwa während des vollen Motorbetriebs, dann öffnet das Thermostatventil 48, und das 3-Wege-Ventil 50 stellt eine Verbindung zwischen seiner ersten und dritten öffnung her. Somit saugt die Speisepumpe 38 Motorkühlmittel aus dem Kühler 3 6 ab und bringt es in einen Umlauf durch den ersten und zweiten Kühlmantel 32 und 34 zum Kühler 36, wobei es die erste und zweite Motor-Reihenanordnung 12 und 14 kühlt. Der Kühler 36 entzieht dem umgepumpten Motorkühlmittel die Wärme.

Während eines Motor-Teilbetriebs, in welchem die Zylinder Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 in der zweiten Motor-Reihenanordnung 14 außer Betrieb gesetzt sind, fällt die Temperatur der zweiten Motor-

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Reihenanordnung 14 ab. Andererseits wird der zweite Kühlmantel 34 mit dem Motorkühlmittel versorgt, welches aufgewärmt wurde, wenn es durch den ersten Kühlmantel 32 hindurchgeströmt.ist, der der ersten Motor-Reihenanordnung 12 zugeordnet ist, welche die Zylinder Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 enthält, die in Betrieb bleiben, um die zweite Motor-Reihenanordnung 14 warmzuhalten. Als Ergebnis können die Zylinder Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 mit der stabilen Verbrennung unmittelbar dann bereits beginnen, wenn der Motorbetrieb vom Motor-Teilbetrieb auf den vollen Motorbetrieb umgeschaltet wird. Dies verbessert die Leistungsfähigkeit der Motorbeschleunigung und der Abgasreinigung unmittelbar nachdem der Motorbetrieb von dem Motor-Teilbetrieb auf den vollen Motorbetrieb umgeändert wurde.

Wenn die Motorkühlmitteltemperatur unter einen bestimmten Wert abfällt, dann schließt das Thermostatventil 48 und das 3-Wege-Ventil 50 stellt eine Verbindung zwischen seiner zweiten und dritten öffnung her. Somit wird das Motorkühlmittel, das durch den ersten und zweiten Kühlmantel 32 und 34 strömt, nicht zum Kühler 36 zurückgeführt, sondern wird in die Speisepumpe 38 durch die Leitung 52 eingeleitet. Als Ergebnis nimmt die Temperatur des Motorkühlmittels zu, und die zweite Motor-Reihenanordnung 14 wird warmgehalten. Dies bewirkt die Verhinderung irgendeiner übermäßigen Temperaturverringerung der Zylinder, die gerade außer Betrieb gesetzt sind, während des Motor-Teilbetriebs.

Es ist aus dem Voranstehenden ersichtlich, daß mit der Anordnung der vorliegenden Erfindung eine hohe Leistung bei der Motorbeschleunigung und der Abgasreinigung unmittelbar nach einer verhältnismäßig langen Zeit des Motor-Teilbetriebs erreicht werden kann.

Weil die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit einem speziellen Ausführungsbeispiel hiervon beschrieben wurde,

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ist es ersichtlich, daß viele Alternativen, Abwandlungen und Abänderungen dem Fachmann ersichtlich sind. Dementsprechend soll die Erfindung alle Alternativen, Abwandlungen und Abänderungen umfassen, welche unter den Gedanken und den breiten Bereich der Offenbarung fallen.

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Claims

Patentansprüche

Verbrennungsmotor mit einer ersten und zweiten Motor-Reihenanordnung (12, 14), welche in einem V-Winkel angeordnet sind, einer ersten und zweiten Zylindereinheit, welche jeweils mindestens einen Zylinder umfaßt, einem Einlaßkanal (16), der in seinem Inneren mit einem Drosselventil (18) versehen ist und stromabwärts zum Drosselventil in einen ersten und zweiten Ansaugkanal (16a, 16b) aufgeteilt ist, welcher zur ersten bzw. zweiten Zylindereinheit führt, und einer Einrichtung, um die zweite Zylindereinheit bei Betriebsbedingungen mit niedriger Last außer Betrieb zu setzen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zylindereinheit in der ersten Motor-Reihenanordnung und die zweite Zylindereinheit in der zweiten Motor-Reihenanordnung angeordnet ist, und daß der Einlaßkanal zwischen der ersten und zweiten Motor-Reihenanordnung angeordnet ist.

TELEFON (OSO) 33 98 S3

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LEX 05-29 380 TELEGfJAI

TELEX 05-29 380

TELEGRAMME MONAPAT
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Motor-Reihenanordnung (12) einen ersten Kühlmantel (32) aufweist, der hierin angeordnet ist, und daß die zweite Motor-Reihenanordnung (14) einen zweiten Kühlmantel (34) aufweist, der hierin angeordnet ist, wobei erster und zweiter Kühlmantel hintereinander geschaltet sind und eine Speisepumpe (38) vorgesehen ist, um ein Motorkühlmittel aus einem Kühler (36) abzusaugen und das Motorkühlmittel durch den ersten Kühlmantel (32) zum zweiten Kühlmantel (34) und von dort durch einen Rückführungskanal (46) zum Kühler (36) umzupumpen.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungskanals (46) mit der Speisepumpe (38) durch einen Kanal (52) verbunden ist, der den Kühler (36) überbrückt und daß im Rückführungskanal (46) eine temperaturempfindliche Einrichtung (48) vorgesehen ist, um die Strömung des Motor-Kühlmittels zum Kühler zu sperren und das Motorkühlmittel zur Speisepumpe (50) strömen zu lassen, wenn die Motor-Kühlmitteltemperatur unter einen bestimmten Wert absinkt.
4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindliche Einrichtung (48, 59) ein Thermostatventil (48) umfaßt, welches im Rückführungskanal (46) stromabwärts vom Umgehungskanal (52) angeordnet ist, um den Rückführungskanal zu schließen, wenn die Motorkühlmitteltemperatur unter dem bestimmten Wert liegt, sowie ein Drei-Wege-Ventil (50), um den Kühler (36) an die Speisepumpe (38) anzuschließen, wobei das Drei-Wege-Ventil seine Lage verändert, um den Umgehungskanal (52) mit der Pumpe (38) zu verbinden, wenn die Motorkühlmitteltemperatur unter dem bestimmten Wert liegt.

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