DE3316446A1

DE3316446A1 - Vierzylinder-verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3316446A1
Application number: DE19833316446
Authority: DE
Inventors: Shunichi Yokohama Kanagawa Aoyama; Yasuo Yokosuka Kanagawa Nakajima
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1983-05-05
Publication date: 1983-11-10
Also published as: GB2119853B; GB2119853A; GB8312442D0

Description

Vierzy1inder-Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bei einem mehrzylindrigen Verbrennungsmotor, bei welchem ein Teil der Zylinder während eines Motorbetriebsbereiches mit geringer Last unwirksam gemacht wird.

Allgemein wird die Treibstoff-Verbrauchsrate eines Verbrennungsmotors dann verbessert, wenn der Motor sich in seinem Betriebszustand mit hoher Last befindet.

Angesichts dieser Tatsache wurde ein verbesserter, mehr-" zylindriger Verbrennungsmotor entwickelt, wie er in der japanischen Patentanmeldung Nr. 28770/1975 offenbart ist und bei welchem einige Zylinder in einem mehrzylindrigen Motor während Betriebsbedingungen mit geringer Last an ihrer Arbeit gehindert sind, während der Rest der Zylinder unter verhältnismäßig schwereren Belastungsbedingungen am Motor betrieben wird, wodurch man die gesamte Treibstoff-Verbrauchsrate bei Betriebsbedingungen mit geringer Last verbessert.

üblicherweise gibt es zwei Methoden, um den Betrieb einer vorgegebenen Anzahl von Zylindern in einem mehrzylindrigen Motor während des Motorbetriebs einzustellen. Eine Methode liegt darin, daß mar die Treibstoff zufuhr unterbricht, und die andere Methode besteht darin, daß man die Öffnungsbewegung der Ansaug- und/oder Auslaßventile in den Zylindern hemmt. Gemäß der letztgenannten Methode findet während der oszillierenden Bewegung des Motors und dementsprechend während der Verdichtung und Expansion des Gases, das in den Zylindern enthalten ist, ein übertritt des Gases in das Kurbelgehäuse statt und es wird demzufolge der Druck in den

abgeschalteten Zylindern allmählich verringert, wobei 35

man den glatten Lauf der Drehbewegung des Motors erheblich verschlechtert.

Fig. 1A zeigt die Änderung oder rhythmische Schwankung

im Druck der Zylinder (P1 - P4) in einem Vierzylinder-Reihenmotor, bei welchem die Ansaug- und Auslaßbewegungen der Zylinder Nr. 2 und 3 abgeschaltet sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt, betragen anfangs die Spitzenwerte (gestrichelte Linie) der Zylinderdrücke P2 und P3 etwa die Hälfte von P1 bzw. P4 der nicht abgeschalteten Zylinder. Ein Zustand mit fortgesetzter Abschaltung würde allerdings zu einer geglätteten oder abgeschwächten Druckänderung im Druck führen, wie dies durch ausgezogene Linien in Fig. 1 gezeiot ist. Bei den wirksamen Zylindern (Nr. 1 und Nr. 4) haben die Zylinder Nr. 1 und Nr. 4 ihren Spitzendruck alle 720° des Kurbelwinkels, wenn die anderen Zylinder (Nr. 2 und Nr. 3) sich in

*° ihrem abgeschalteten Zustand befinden, wobei die jeweiligen Spitzendrücke der Zylinder zueinander um 360° phasenverschoben sind.

Demzufolge hat der herkömmliche Vierzylindermotor einen ^O hohen Spitzenverbrennungsdruck alle 360° des Kurbelwinkels, wenn zwei Zylinder abgeschaltet sind, verglichen mit einer Druckspitze alle 180° des Kurbelwinkels, wenn alle (4) Zylinder sich wie gewöhnlich in ihrem Betriebszustand befinden. Wenn sich somit der Motor in der teilabgeschalteten Betriebsweise befindet (zwei Zylinder sind wirksam und zwei Zylinder sind abgeschaltet) , dann läuft der Motor nicht glatt.

Gemäß dem herkömmlichen Verbrennungsmotor, der in der

japanischen Veröffentlichung der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 38639/1982 beschrieben ist, hindert man den Zylinderdruck am Sinken dadurch, daß man das Ansaug- oder Auslaßventil nahe dem unteren Totpunkt

öffnet (der nachfolgend mit UT bezeichnet ist, während 35

der obere Totpunkt OT ist), und zwar bei den jeweiligen abgeschalteten Zylindern, wobei das Ziel dieser Maßnahme allerdings darin liegt, zu verhindern, daß öl in die abgeschalteten Zylinder eintritt. Zusätzlich wird

dieses Ziel bei einem Sechszylindermotor verfolgt.

Dementsprechend ist das Ziel dieser Erfindung, einen Mechanismus vorzusehen, um die Verschlechterung des ruhigen Motorlaufs bei einer Betriebsart mit Teilabschaltung zu verhindern. Es wird vermerkt, daß der erfindungsgemäße Mechanismus wirksam an einem Vierzylindermotor angewandt wird und bei einem Sechszylindermotor keine Auswirkung zeigt.
10

Der Grund, warum der Mechanismus nicht bei einem Sechszylindermotor angewandt werden kann, wird unten erläutert.

■"■ ° Wenn die halbe Zahl der sechs Zylinder (die Zylinder Nr. 1, 2 und 3 oder Nr. 4, 5 und 6) abgeschaltet wird, dann wird ergänzend während der Abschaltungsperiode Luft den Zylindern zugeführt, wobei die abgeschalteten Zylinder beispielsweise Nr. 4, 5 und 6 wirksam sind, um

*^u den Druck P4, P5 und P6 in den Zylindern Nr. 4, 5 und 6 anzuheben, wobei ihre Zyklen um 120° phasenverschoben sind und ihre Spitzendrücke einander nicht überdecken.

Zusätzlich wird jede der Verdichtungsspitzen, wie in Fig. 1B gezeigt, in den abgeschalteten Zylindern überdeckt durch eine Verbrennungsdruckspitze in den nicht abgeschalteten (wirksamen) Zylindern, was zu großen Änderungen im Ausgangsdrehmoment und zu rhythmischem

Schlagen führt.
30

Wie aus dem Voranstehenden ersichtlich ist, ist es das Ziel der Zylinder-Teilabschaltung, wie sie herkömmlicherweise bei einem mehrzylindrigen Motor durchgeführt ist,

öl bei jedem Zylinder am überströmen zu hindern,und nicht 35

die Verbesserung" des ruhigen Motorlaufs,'indem ma-> einen

unausgeglichenen' Zustand.des gesamten Zylinder verhindert. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ver-

besserung eines Vierzylinder-Verbrennungsmotors vorzusehen, wobei ein Druckabfall in einem Zylinder infolge der Motorbetriebsart mit Teilabschaltung verhindert ist, so daß man stets einen stabilen und glatten Lauf des Motors erreicht.

Die obigen und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden dadurch erreicht, daß man einen Vierzylinder-Verbrennungsmotor mit einem Ventilmechanismus versieht, ¹^ um die Ventile an den zwei Zylindern, die sich im abgeschalteten Betrieb befinden, in der Nähe des UT während der Motorbetriebsart mit Zylinder-Teilabschaltung zu schließen und zu öffnen.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher ersichtlich, welche im Zusammenhang mit den

beigefügten Zeichnungen vorgenommenvird. 20

In der Zeichnung ist:

Fig. 1(A) ein Diagramm, welches die Druckänderung

der abgeschalteten Zylinder und der wirk-

samen Zylinder in einem herkömmlichen

Vierzylinder-Reihenmotor zeigt,

Fig. 1(B) ein anderes Diagramm, welches die Druckänderung dieser abgeschalteten Zylinder

und der drei wirksamen Zylinder in einem 30

Sechszylinder-Reihenmotor zeigt,

Fig. 2 die Darstellung einer Draufsicht auf den Ventilmechanismus für ein Ansaug- oder Auslaßventil, um die Öffnungstätigkeit des

Ventiles umzuschalten, 35

Fig. 3 die Darstellung einer Schnittansicht des

Ventilmechanismus,

Fig. 4 die Ansicht des Aufbaus des Steuersystems, welches zusammen mit dem Ventilmechanismus

für den Vierzylinder-Reihenmotor vorge

sehen ist,

Fig. 5 die Darstellung einer Draufsicht auf den wesentlichen Teil des Steuersystems, das in Fig. 4 gezeigt ist,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines

Öffnungs-Zeitdiagramms für ein Auslaßventil,

Fig. 7 die illustrierende Ansicht der Auslaß- und IQ Ansaugventile eines vorgegebenen Zylinders,

als Funktion des Ansaug-, Verdichtungs-, Verbrennungs- und Auspuffbetriebs des Zylinders, und als Funktion der abgeschalteten und wirksamen Betriebszustände ■ des Zylinders,

Fig. 8 ein Diagramm, welches die Druckänderung

in den Zylindern bei abgeschaltetem Betrieb und bei wirksamem Betrieb zeigt,

Fig. 9 ein Ventil-Zeitdiagramm des Ansaug- oder Auslaßventils,

Fig. 10 die Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ventilmechanismus, und

Fig. 11 (a, b) die erläuternde Ansicht der Ventile eines vorgegebenen Zylinders in der abgeschalteten und wirksamen Betriebsart, als Funktion der unterschiedlichen Betriebsarten des Zylinders, für das in Fig. 10 gezeigte Ausführungsbeispiel.

In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben oder entsprechende Teile.

Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung der bevor-35

zugten Ausführungsbeispiele.

Ansaug- und Auslaßventile an zwei Zylindern.und zwar Nr. 1 und Nr. 4 bzw. Nr. 2 und Nr. 3, werden im Betrieb

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ihrer Kolben in derselben Phase in einem Vierzylindermotor gesperrt. Die wirksame Verdichtung wird in den Zylindern in der abgeschalteten oder unwirksamen Betriebsart gleichzeitig alle 360° des Kurbelwinkels und unter einer um 180° verschobenen Phase gegenüber jenem des Zylinders in der wirksamen Betriebsart erreicht, so daß die Gesamtheit dieses Spitzenwertes im wesentlichen dieselben wie die Verbrennungsspitzenwerte eines der Zylinder in der wirksamen Betriebsart beträgt, wie in Fig. 1(A) gezeigt ist.

Der glatte Betriebsablauf wie im Vierzylindermotor wird auch beim Zweizylindermotor beibehalten, wenn der Betriebsschritt der Verdichtung sichergestellt ist. 15

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die wirksame Verdichtung, wie oben erwähnt, dadurch erhalten werden, daß man die abgeschalteten Zylinder mit einem Ventilmechanismus versieht, um die Ventile des Zylinders ^O während der unwirksamen Betriebsperiode näherungsweise symmetrisch in Bezug auf den UT und rund um diesen zu öffnen (an der Stelle des ursprünglichen Ansaug-UT oder Auspuff-UT) , um einen Abgleich für den Druckabfall im Zylinder bei abgeschaltetem Betrieb herzustellen. Der Druckabfall infolge des fortgesetzten Betriebes des Motors in teilabgeschalteter Betriebsart wird durch ein kleines Volumen einer Gaszufuhr nahe dem UT verhindert .

Diese Erfindung wird unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert, welches in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist.

Es wird vermerkt, daß vielfältige Arten von Umschalt-

mechanismen für die Ansaug- und Auslaßventile vorgeschlagen wurden. Ein Beispiel eines herkömmlichen Umschaltmechanismus wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der Fig. 2 und 3 erläutert.

Bei dieser Erfindung werden infolge der Umschalteinrichtung für die Ventilzeitsteuerung für die Ansaug- und Auslaßventile an zwei Zylindern des Vierzylindermotors die Zylinder abgeschaltet oder in unwirksamen Betrieb versetzt, wobei man völlig das Auslaßventil in der Abschaltzeit schließt und das Einlaßventil in der Nähe des UT leicht abhebt, wie dies bereits vorher erörtert wurde, wobei sich die Kolben in der gleichen

Phase befinden.
10

Fig. 2 zeigt teilweise den erfindungsgemäßen Mechanismus, wobei ein Zylinderkopf 1, ein Ansaugventil 2, einen Kipphebel 3, Träger 5A und 5B zur festen Anbringung der Kipphebelwelle 4 am Zylinderkopf 1 und eine Nocken- ° welle 6 gezeigt sind.

Ein erster Nocken 6A ist an der Nockenwelle 6 ausgebildet und ist mit einem Wirkprofil versehen, um das Ansaugventil 2 zu öffnen und zu schließen (vertikal zu

bewegen), und zwar in Zusammenwirkung mit einer Ventilfeder 2A und über den Kipphebel 3 während des wirksamen Ansaughubes. Ein zweiter Nocken 6B ist nahe dem Nocken 6A an der Welle 6 ausgebildet, um das Ansaugventil 2

in der Nähe des unteren Totpunkts des Kolbens zu öffnen. 25

Der Kipphebel 3 ist schwenkbar bezüglich der Kipphebelwelle 4 und zusätzlich zwischen den Trägern 5A und 5B axial beweglich gelagert.

Ein Umschaltring 7 ist an der Kipphebelwelle 4 angebracht, um längs der Welle 4 zwischen dem Kipphebel 3 und einem der Träger 5A zu verrutschen. Die Längsposition des Kipphebels 3 an der Kipphebelwelle 4 ist

in Übereinstimmung mit dem Spannungsausgleich zwischen 35

einer ersten Feder 8A, die zwischen dem Umschaltring 7 und dem Kipphebel 3 angeordnet ist, und einer zweiten Feder 8B bestimmt, die zwischen dem Kipphebel 3 und dem anderen Träger 5B angeordnet ist.

Der oben erwähnte Umschaltrincr 7 wird in Längsrichtung der Kipphebelwelle 4 angetrieben bzw. verschoben, und zwar durch eine Betätigungseinrichtung 10, die aus einem Elektromagneten, einem hydraulischen Zylinder od.dgl.

besteht, sowie über eine Stange 9.

Wenn der Motor arbeitet, dann ist der Kipphebel 3 so angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt, um das Ansaugventil 2 gemäß dem Profil des ersten Nocken 6A zu bewegen.

Wenn die Betätigungseinrichtung 10 den Umschaltring zum Träger 5B hin längs der Kipphebelwelle 4 bewegt, dann werden die Federn 8A und 8B zusammengedrückt, und gleichzeitig wird der Kipphebel 3 verschoben und zum Träger 5B hin bewegt. Dementsprechend wird ein Tast-

¹^ fingerabschnitt 3A des Kipphebels 3 auf den zweiten Nocken 6B überführt, während der Tastfingerabschnitt 3A am Basiskreisabschnitt des ersten Nockens 6A angeordnet ist. Der zweite Nocken 6B weist ein Profil auf, das dem Ansaugventil 2 einen kleinen Hub mitteilt, wenn sich der jeweilige Kolben in seiner UT-Stellung befindet.

Das Auslaßventil (in Fig. 2 und 3 nicht gezeigt) hat einen Mechanismus ähnlich jen^m für das Ansaugventil 2, wobei ein zweiter Nocken, der den zweiten Nocken 6B entspricht, einen reinen Kreis auf demselben Durchmesser wie der Grundkreisabschnitt aufweist, der auf dem Nocken 6A gebildet ist. Dies ergibt, daß dann, wenn die Betätigungseinrichtung 10 in Übereinstimmung mit den Motor-Betriebsbedingungen derart wirksam ist, daß das Ansaugventil 2 derart angesteuert wird, daß es nur um einen kleinen Abstand abhebt, und auch das Auslaßventil so angesteuert wird, daß es voll geschlossen ist, die Ansaug- und Auspufftätigkeit des abgeschalteten Zylinders gesteuert werden kann.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Steueranlage für einen Vierzylinder-Reihenmotor mit Teilabschaltung, wobei der erste Zylinder Nr. 1 und der vierte Zylinder Nr.4 sich in

der abgeschalteten oder unwirksamen Betriebsart und der zweite Zylinder Nr. 2 und der dritte Zylinder Nr. 3 sich in der wirksamen Betriebsart befinden.

Beim Betrieb der Steueranlage für den Motor mit Teilabschaltung, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird der Belastungszustand des Motors über eine Steuerschaltung 17 in Obereinstimmung mit Signalen festgestellt, die von einem Lastfühler 16 abgegeben werden, der betrieblich mit einem Gaspedal 15 verbunden ist. Wenn sich der Motor im vorher eingestellten Bereich mit leichter Last befindet, dann wird der Betrieb der Ventile an den Zylindern Nr. 1, Nr. 4 mittels der Betätigungseinrichtung 10 unterbrochen, v/ie dies vorher beschrieben wurde.

Ferner sind elektrische Schalter 19A und 2OA mit den Zündleitungen 19 und 20 in Reihe geschaltet, von denen jeweils ein Ende an einem Verteiler 18 angeschlossen ist und das andere Ende an der entsprechenden Zündkerze

im Zylinder 1 bzw. 4. Die öffnungs- und Schließtätigkeiten der Schalter 19A, 2OA wird von der Steuerschaltung 17 gesteuert, wobei sie bestimmt, ob elektrischer Strom den jeweiligen Zündkerzen zugeführt wird. Dementsprechend kann die Zündung der elektrischen Zündkerzen (nicht gezeigt) gemäß den Lastzuständen des Motors gesteuert werden.

Demzufolge können die Betriebsbedingungen, nämlich die

wirksame und unwirksame Betriebsart, der Zylinder des 30

Motors gesteuert werden.

Eine Batterie 21, ein Zündschalter 22 und eine Zündspule 23 sind in Fig. 4 gezeigt.

Fig. 5 zeigt den Gesamtaufbau des Zeitsteuermechanismus für die Ventiltätigkeit, der teilweise in Fig. 2 gezeigt und einem Zylinderkopf 1 angebracht ist.

Bei dem gezeigten Zeitsteuermechanismus für die Ventiltätigkeit ist das Profil des Nockens 6B derart geformt, daß er das Ansaugventil 2 für eine Zeitdauer entspricht, welche mit dem Wert von etwa 30 - 60° des Kurbelwinkels jeweils vor und nach der Stellung des UT entspricht (d.h. etwa 60 - 120° ingesamt), und zwar während der Zylinderabschaltung, bzw. in anderen Worten, um die Öffnung des Ansaugventils 2 im Bereich von etwa 30 vor dem UT zu beginnen und das Ventil im Bereich von bis zu 30 - 60° nach dem UT zu schließen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.

In Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird das Ansaugventil 2 geöffnet, und die Zylinder Nr. ¹^ und Nr. 4 saugen jedesmal dann neue Luft an, wenn ein Ansaughub stattfindet, selbst wenn das Auslaßventil geschlossen ist.

Wenn verdichtetes Gas während der Hubbewegung eines ^u Kolbens 28 in das Kurbelgehäuse geblasen wird, dann wird ein Volumen an neuer Luft, welches dem Gasvolumen entspricht, das als überströmendes Gas verloren ist, dem Zylinder während des nächsten Zyklus zugeführt, und demzufolge wird eine geeignete, ausreichende Ver-

dichtung stets aufrechterhalten, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Wie bereits vermerkt und oben erwähnt, ist der maximale Druck in den Zylindern Nr. 1 und Nr. während der Betriebsabschaltung etwa die Hälfte des

Druckes in den betriebenen Zvlindern Nr. 2 und Nr. 3, 30

wobei die Luft in den abgeschalteten Zylindern auf natürliche Weise durch die Verdichtungs- und Auspufftakte wie üblich verdichtet wird.

Dann wirken der Luftdruck in den abgeschalteten 35

Zylindern und die verdichtete Luft derart zusammen, daß sie etwa dasselbe Drehmoment erreichen oder vollen Gebrauch hiervon machen wie jenes der wirksamen Zylinder Nr. 2 und Nr. 3.

In anderen Worten, der Motor erreicht den Spitzenwert des Verbrennungsdruckes oder den Druckwert, der dem Spitzenwert entspricht, alle 180° des Kurbelwinkels.

Ferner ist der Druck in den abgeschalteten Zylindern Nr. 1 und Nr. 4 derselbe wie jener des Ansaugkanals 25 (siehe Fig. 4), und die Ansaugrate der Ansaugluft ändert sich in gleicher Weise mit den abgeschalteten Zylindern Nr. 1 und Nr. 4 sowie den betriebenen Zylindern Nr. 2 und Nr. 3, und zwar in Übereinstimmung mit dem Lastwechsel beim Betrieb mit Zylinder-Teilabschaltung.

Als Ergebnis kann ein sehr sanfter Lauf ohne Änderung ¹^ in Drehmoment und Umlauf im Motor für alle Betriebsarten erreicht werden. Es wird bevorzugt, daß der Öffnungszeitraum des Ansaugventiles 2 der Zylinder während ihrer Abschaltung etwa symmetrisch 2x1 den Positionen des UT verläuft und im Bereich bis etwa auf 30 - 60° ^w hinauf verteilt ist, und zwar jeweils vor und nach der UT-Position; der Grund hierfür wird aus dem Nachfolgenden ersichtlich:

Zunächst ist es, um eine hinreichende Luftzufuhr entsprechend dem Luftverlust durch überströmende Luft während einer Abschaltung sicherzustellen, notwendig, um mindestens 60° des Ventilöffnungszeitraumes zu erhalten, und zwar angesichts des Hubabstandes des

Ventils. Wenn der Hubabstand zu klein ist, dann führt 30

eine Ungleichmäßigkeit im Ventilspalt zu einem Unterschied zwischen dem Ansaug-Füllungsgrad der Zylinder, was Schwingungen und Umlaufschwankungen des Motors mit sich bringt. Es ist dementsprechend notwendig, die

oben erwähnten Erscheinungen am Auftreten zu hindern, 35

sowie Vorkehrungen zu treffen, daß genügend Luft eintritt. Ferner wird ein gewisser Pumpverlust erzeugt, wenn der Ventil-öffnungszeitraum von der Mitte des Auspuff- oder Verdichtungstaktes abweicht oder ver-

lagert wird. Wenn beispielsweise das Ventil so eingestellt ist, daß es für einen Zeitraum von 90° nach dem UT öffnet, dann strömt etwa 50% der im Zylinder enthaltenen Luft rückwärts und geht verloren, und dementsprechend wird der gewünschte Verdichtungsdruck nicht erreicht. Es ist auch erforderlich, in nachteiliger Weise etwas Energie zu verbrauchen, um das Gas im Zylinder zu expandieren, bevor der Expansionstakt endet, was einen Drehmomentverlust erzeugt. Im Gegensatz hier-¹^ zu kann, wenn der Ventil-Öffnungszeitraum auf einen Winkel von 90° vor dem UT eingestellt wird, ein erhöhter Pumpverlust erzeugt werden, weil der Druck im Zylinder während des Expansionstaktes verloren geht und dementsprechend auch die Energie, die während des vorangehenden Expansionstaktes verwendet wird, teilweise vergeudet wird.

Diese Pumpverluste verschlechtern die Treibstoff-Verbrauchsrate des Motors, und der wesentliche Zweck der

Steuerung der Motorbetriebsart der Teilabschaltung geht verloren. Ein anderer Nachteil wird dann erzeugt, wenn der Ventilöffnungszeitraum zu lange eingestellt ist, wobei man den Ansaug-Füllungsgrad verschlechtert und zu einem unzureichenden Verdichtungsdruck gelangt. Es

ist dementsprechend bevorzugt, den Ventil-Öffnungszeitraum auf den Bereich von 60 - 120° einzustellen, der symmetrisch bezüglich der UT-Position zentriert ist.

Obwohl diese Erfindung in Bezugnahme auf einen Vierzylinder-Reihenmotor erläutert wurde, kann auch dieselbe Wirkung erreicht werden, wenn ein Vierzylinder-V-Motor verwendet wird, wobei der Verbrennungs- bzw. Zündungsabstand 180° des Kurbelwinkels beträgt, wenn

alle Zylinder arbeiten und 360°, wenn nur zwei Zylinder 35

arbeiten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, werden, wie oben beschrieben, bei einem Vierzylindermotor, in dem die An-'

Säugventile und/oder Auslaßventile an zwei Zylindern derselben Phase während Motorbetriebsbedingungen mit leichter Belastung abgeschaltet werden, was hier als Betriebsart der Motor-Teilabschaltung bezeichnet wird, die Einlaßventile der abgeschalteten Zylinder derart gesteuert, daß sie für einen Zeitraum von bis zu 30 60° an jeder Seite der jeweiligen UT-Stellung der jeweils abgeschalteten Zylinder während ihrer Teilabschaltungs-Betriebsart geöffnet werden, wobei sichergestellt ist, daß eine hinlängliche Zufuhr an Luft, welche dem in das Kurbelgehäuse überströmenden Gas entspricht, in die abgeschalteten Zylinder während der Betriebsart der Töilabschaltung eingeleitet wird, wobei ein hinlänglicher Verdichtungsdruck in den abgeschalteten Zylindern beibehalten wird.

Im Fall des Auslaßventils sollte der Zeitraum oder Bereich auf etwa 90° jeweils vor und nach der UT-Stellung vergrößert werden.

Somit kann ein glatter Lauf des Motors während der Betriebsart mit Teilabschaltung wirksam erreicht werden. Wie in Fig. 9 ersichtlich ist, zeigt das Diagramm (a) den Öffnungszustand der Auslaßventile und Einlaßventile während des wirksamen Betriebs, und das Diagramm (b) zeigt den Öffnungszustand der Ventile an den abgeschalteten Zylindern (Nr. 1, Nr. 4). Es ist ersichtlich, daß vielfältige, andere Ventilmechanismen als beim obenstehenden Ausführungsbeispiel in dieser Erfindung ver-30

wendet werden können. Die Diagramme (c) und (d) zeigen

die Betriebsbedingungen anderer Auslaß- und Ansaugventile, die dazu eingerichtet sind, in der Nähe der jeweiligen unteren Totpunktstellung zu öffnen und entsprechend an den Zylindern in der abgeschalteten Be-35

triebsart angeordnet sind.

Das im Diagramm (c) gezeigte Ansaug- und Auslaßventil öffnet jeweils an Stellen nahe der ÜT-Position des

'-* '···' '-"■·■ 3316U6

Kolbens derart, daß sie einander überdecken. Das Diagramm (d) zeigt das Ansaugventil und das Auslaßventil, wie sie wechselweise in der Nähe der UT-Position geöffnet werden, wobei die Ventilöffnung in umgekehrter Reihenfolge für die Zylinder Nr. 1 und Nr. 4 vorgenommen wird.

Die Fig. 10 und 11 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 10 gezeigt, weist der Ventilmechanismus eine dritte Ventilvorrichtung 26 auf, die hierin befestigt ist, zusammen mit dem herkömmlichen Ansaug- und Auslaßventil. Das dritte Ventil 26 wird betrieblich durch einen Ergänzungsnocken 6C gesteuert, der an einer Nockenwelle 6 ausge- ° bildet ist, und zwar über einen Kipphebel 27, der ausschließlich nur für den Nocken 6C verwendet wird, ohne irgendeine Beziehung zu dem wirksamen oder abgeschalteten Zustand des Zylinders.

Im Zustand des wirksamen Betriebes leitet das dritte Ventil 26 vermischtes Gas zusammen mit dem Ansaugventil 2 ein, wie in Fig. 11(a) zu sehen ist, und öffnet im abgeschalteten Zustand unabhängig, um einen geeigneten Verdichtungsdruck in den Zylindern beizubehalten, wie

dies in Fig.11(b) gezeigt ist. Es ist ersichtlich, daß das dritte Ventil 26 im Bereich von etwa 60 - 120° in der Nähe der UT-Position öffnet, wie unter Bezug auf das obige Ausführungsbeispiel erläutert ist.

Die Erfindung kann auch in anderen, speziellen Formen verkörpert werden, ohne daß man den Grundgedanken oder die wesentlichen Merkmale hiervon verläßt.

Claims

Patentansprüche

1./ Vierzylinger-Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- zwei Zylinder (1, 2), die während Betriebsbedingungen des Motors sowohl mit leichter als auch mit hoher Last betrieben werden,

- zwei Zylinder (3, 4), welche während einer Betriebsbedingung des Motors mit leichter Last abgeschaltet werden,

- ein Ventilmechanismus (2, 3, 6, 7, 10) für die abgeschalteten Zylinder, welcher während des Motor-Betriebszustandes mit leichter Last wirksam ist, und

- eine Steuereinrichtung (17) , um den Ventilmechanismus so anzusteuern, daß er den abgeschalteten Zylinder mit einer Luftmenge speist, und zwar während eines Ventil-Öffnungszeitraumes, der im Bereich der unteren Totpunktposition des abgeschalteten Zylinders liegt.

2. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil-Öffnungszeitraum etwa symmetrisch bez. der unteren Totpunktposition vorgesehen ist.

3. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanismus ein Auslaßventil und einen Nocken für das Auslaßventil umfaßt, welcher während der Abschaltung des Zylinders arbeitet.

4. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanismus ein Ansaugventil (2) und einen Nocken (6B) für das Ansaugventil umfaßt, welcher während der Abschaltung des Zylinders arbeitet.

5. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,

dadurch gekennze ichnet, daß der Ventilen
^w mechanismus ein Ansaugventil (2) und ein Auslaßventil sowie Nocken für das Ansaug- und Auslaßventil umfaßt, welche während der Abschaltung der Zylinder arbeiten (Fig. 10).

6. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach ' ispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanismus ein drittes Ventil (26) und einen Nocken für dieses Ventil aufweist, welches während der Abschaltung des abaeschalteten Zylinders arbeitet (Fig.

Hl.

7. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennze ichnet, daß der Ventilöffnungszeitraum im Bereich bis zu 90° jeweils vor und nach der unteren Totpunkt-Position des KolbenumJuufs vorgesehen ist.

8. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch A₁

dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilöffnungszeitraum im Bereich bis zu 30 - 60° jeweils vor und nach der unteren Totpunkt-Position des Kolbenumlaufes vorgesehen ist.

9. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet/ daß der Ventil-Öffnungszeitraum für das Ansaugventil im Bereich bis zu 30 - 60° jeweils vor und nach der unteren Totpunkt-Position des Umlaufs vorgesehen ist, und daß der Ventilöffnungsbereich für das Auslaßventil im Bereich bis zu 90° bezüglich der unteren Totpunkt-Position vorgesehen ist.

¹^

10. Vierzylinder-Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilöffnungszeitraum im Bereich bis zu 30 - 60° vor und nach der unteren Totpunkt-Position des Kolbenumlaufs vorgesehen ist.