DE4421258A1 - Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und zumindest einem Abgaskatalysator - Google Patents
Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und zumindest einem AbgaskatalysatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumin
dest zwei Zylindergruppen oder Zylindern, denen zumindest
stromauf einer katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung
voneinander getrennte Abgasleitungen zugeordnet sind, so
wie mit einer Einrichtung zum Abschalten einer Zylinder
gruppe durch Unterbinden der Kraftstoffzufuhr bei Auf
rechterhaltung eines Gaswechsels durch diese Zylinder
gruppe, wobei die aus der abgeschalteten Zylindergruppe
ausgestoßenen Gase in die Zylinder-Brennräume einer Zy
lindergruppe zurückgeführt werden. Ausdrücklich soll da
bei unter den Begriff der Zylindergruppe auch ein einzi
ger Brennkraftmaschinen-Zylinder fallen, wenn diesem nur
eine eigene Abgasleitung zugeordnet ist und dieser Zylin
der in der geschilderten Weise abschaltbar ist.
Bekannt ist eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 beispielsweise aus der DE-OS 29 21 508.
Die Abschaltung einzelner Zylinder oder Zylindergruppen
wird dabei durchgeführt, wenn die Brennkraftmaschine in
relativ niedrigen Lastpunkten betrieben wird, da hier
durch der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine ge
steigert werden kann. Am einfachsten kann diese Abschal
tung dadurch erfolgen, daß der entsprechenden Zylinder
gruppe kein Kraftstoff zugeführt wird, während der Gas
wechsel durch diese Zylindergruppe aufrechterhalten wird.
Dabei ist es jedoch nachteilig, wenn die aus der abge
schalteten Zylindergruppe ausgestoßenen Gase direkt durch
die katalytische Abgasreinigungsvorrichtung der Brenn
kraftmaschine hindurchgeleitet werden, da diese hierdurch
unter ihre Betriebstemperatur abgekühlt werden kann. Ein
sog. Abgaskatalysator benötigt nämlich für eine erfolg
reiche Konvertierung eine gewisse Minimaltemperatur, die
sog. Betriebstemperatur Würden nun die aus der abge
schalteten Zylindergruppe ausgestoßenen, relativ kalten
Gase in einen dieser Zylindergruppe zugeordneten Abgas
katalysator eingeleitet, so würde dieser extrem schnell
abkühlen und könnte daher bei einer Wiederinbetriebnahme
dieser Zylindergruppe die Abgasschadstoffe nicht konver
tieren, sondern müßte zunächst auf seine Betriebstempera
tur gebracht werden. Der gleiche Effekt kann auch dann -
jedoch zeitverzögert - eintreten, wenn die aus der abge
schalteten Zylindergruppe ausgestoßenen Gase den Abgasen
der anderen, weiterhin befeuerten Zylindergruppe stromauf
eines gemeinsamen Abgaskatalysators beigemengt werden.
Auch hierdurch könnte nämlich dieser Abgaskatalysator auf
Temperaturwerte unterhalb seiner Betriebstemperatur abge
kühlt werden.
Nun ist es aus der oben genannten Schrift bekannt, die
aus der abgeschalteten Zylindergruppe ausgestoßenen Gase
wieder in die Zylinder-Brennräume dieser abgeschalteten
Zylindergruppe zurückzuführen, d. h. für diese abgeschal
tete Zylindergruppe werden die Gase stets im Kreis ge
führt. Dabei kann jedoch dieser im Kreis geführte Gas
strom mit jeder weiteren Rückführung einen jeweils ge
steigerten Ölanteil aufweisen, da diesem Gasstrom in den
Zylinder-Brennräumen jeweils ein geringfügiger Ölnebel
beigemengt wird. Dies kann letztlich dazu führen, daß die
Zündkerze im abgeschalteten Zylinder-Brennraum voll
ständig verölt, was bei Wiederzuschaltung dieses Zylin
ders bzw. dieser Zylindergruppe zu Fehlzündungen und so
mit zu unerwünscht hohen Schadstoffemissionen führen
kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen zur Lösung dieser
Problematik aufzuzeigen. Nach einem ersten Lösungsvor
schlag ist vorgesehen, daß die aus der abgeschalteten Zy
lindergruppe ausgestoßenen Gase in die Zylinder-Brenn
räume der weiterhin befeuerten Zylindergruppe eingeleitet
werden. Nach einem zweiten Lösungsvorschlag ist vorgese
hen, daß die aus der abgeschalteten Zylindergruppe ausge
stoßenen Gase zunächst über einen Ölabscheider geführt
werden, ehe sie in die Zylinder-Brennräume der abgeschal
teten Zylindergruppe zurückgeführt werden.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand von Prin
zipskizzen zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele, die
in den Fig. 1a bis 1c sowie 2a bis 2c jeweils in drei
Varianten dargestellt sind. Gleiche Elemente sind dabei
mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine besitzt
zwei Zylindergruppen 1a, 1b, denen jeweils eine Abgaslei
tung 2a, 2b zugeordnet ist. In diesen Abgasleitungen 2a,
2b können den Zylindergruppen 1a, 1b zugeordnete Abgas
katalysatoren 3a, 3b vorgesehen sein, wie die Fig. 1b,
1c, 2b, 2c zeigen. Dabei sind in den Fig. 1b, 2b diese
sog. Abgaskatalysatoren 3a, 3b als individuelle, sog.
Haupt-Katalysatoren vorgesehen. Bei den Fig. 1c, 2c hin
gegen stellen die den Zylindergruppen 1a, 1b zugeordneten
individuellen Abgaskatalysatoren 3a, 3b sog. Vorkatalysa
toren dar, denen ein einziger Haupt-Abgaskatalysator 3
nachgeordnet ist. Bezüglich des für die beiden Zylinder
gruppen 1a, 1b gemeinsamen Haupt-Abgaskatalysators 3 ist
die Ausführungsform nach den Fig. 1a, 2a ähnlich derjeni
gen nach den Fig. 1c, 2c, wobei bei ersterer keine Vor
katalysatoren vorgesehen sind, sondern lediglich ein ein
ziger Haupt-Abgaskatalysator 3 die Abgasströme der beiden
Zylindergruppen 1a, 1b aus deren beiden Abgasleitungen
2a, 2b aufnimmt.
Bei der nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine kann
es sich beispielsweise um eine solche der V 12-Bauart
handeln. Jede Zylindergruppe 1a, 1b weist dann sechs in
Reihe angeordnete Zylinder auf, deren Zylinder-Brennräume
4 symbolisch dargestellt sind. Für jede Zylindergruppe
1a, 1b ist dabei wie üblich ein Ansaugtrakt 5a, 5b vorge
sehen, über den Frischgas für die Zylinder-Brennräume 4
herangeführt wird, wobei in jedem Ansaugtrakt 5a, 5b eine
eigene Luftmassen-Meßeinrichtung 6 vorgesehen sein kann.
Dabei soll die Zylindergruppe 1a in gewissen Betriebs
punkten der Brennkraftmaschine dadurch abschaltbar sein,
daß eine Kraftstoffzufuhr zu dieser Zylindergruppe 1a un
terbunden wird. Weiterhin findet dann in dieser Zylinder
gruppe 1a jedoch ein Gaswechsel statt, d. h. aus dieser
Zylindergruppe 1a werden Gase in die Abgasleitung 2a aus
gestoßen. Wie oben geschildert ist es dabei nicht mög
lich, diese aus der abgeschalteten Zylindergruppe 1a aus
gestoßenen Gase direkt in die Abgaskatalysatoren 3 bzw.
3a einzuleiten, da letztere hierdurch auf Temperaturwerte
unterhalb deren Betriebstemperatur abgekühlt werden könn
ten.
Als Abhilfemaßnahme ist bei den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 1a bis 1c vorgesehen, daß die aus der abge
schalteten Zylindergruppe 1a ausgestoßenen Gase in die
Zylinder-Brennräume 4 der weiterhin befeuerten Zylinder
gruppe 1b eingeleitet werden. Insbesondere erfolgt die
Einleitung in den Ansaugtrakt 5b stromauf der Luftmassen-
Meßeinrichtung 6 über eine Zweigleitung 7, wie dies durch
den Pfeil jeweils figürlich dargestellt ist. Dabei kann
an der Abzweigstelle der Zweigleitung 7 von der Abgaslei
tung 2a ein nicht näher dargestelltes Umleitventil vorge
sehen sein, es ist jedoch ebenso möglich, die aus der ab
geschalteten Zylindergruppe 1a ausgestoßenen Gase von der
weiterhin befeuerten Zylindergruppe 1b frei ansaugen zu
lassen. Alternativ kann bei den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 1b, 1c in der Abgasleitung 2a ein Absperr
ventil beispielsweise stromab des zugeordneten Abgaskata
lysators 3a vorgesehen sein, welches bewirkt, daß das Ab
gas in dieser Abgasleitung 2a aufgestaut wird und dadurch
in die Zweigleitung 7 umgeleitet wird.
Indem bei abgeschalteter Zylindergruppe 1a der weiterhin
befeuerten Zylindergruppe 1b die von der abgeschalteten
Zylindergruppe 1a ausgestoßenen Gase als Frischgas zuge
führt werden, wird sicher ausgeschlossen, daß die aus der
abgeschalteten Zylindergruppe 1a ausgestoßenen Gase den
Abgaskatalysator 3 bzw. 3a abkühlen können. Vorteilhaf
terweise werden dabei gleichzeitig Ölnebelbestandteile,
die die aus der abgeschalteten Zylindergruppe 1a ausge
stoßenen Gase in den Zylinder-Brennräumen 4 dieser Zylin
dergruppe 1a aufgenommen hatten, in den Zylinder-Brenn
räumen 4 der anderen, weiterhin befeuerten Zylindergruppe
1b verbrannt.
Eine Beaufschlagung des Abgaskatalysators 3 bzw. 3a über
einen längeren Zeitraum mit den aus der abgeschalteten
Zylindergruppe 1a ausgestoßenen Gasen kann auch verhin
dert werden, wenn diese Gase in die Zylinder-Brennräume 4
dieser abgeschalteten Zylindergruppe 1a zurückgeführt
werden, wie dies in den Fig. 2a bis 2c dargestellt ist.
Bei dieser direkten Zurückführung der Gase sozusagen im
kurzen Kreislauf, bei der die aus der abgeschalteten Zy
lindergruppe 1a ausgestoßenen Gase in deren Ansaugtrakt
5a eingeleitet werden, kann sich jedoch mit jeder weite
ren Rückführung der Ölanteil in diesem Gaskreislauf erhö
hen, was letztlich zu einer Verschmutzung der Zündkerzen
in den Zylinder-Brennräumen 4 führen kann. Um diesem
Problem abzuhelfen, werden bei den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 2a, 2b, 2c die aus der abgeschalteten Zy
lindergruppe 1a ausgestoßenen Gase vor Neueinleitung in
den Ansaugtrakt 5a zunächst über einen Ölabscheider 8 ge
führt. In diesem Ölabscheider 8, der an sich ein bekann
tes Bauteil ist, werden Ölanteile vom Gasstrom separiert,
so daß jeweils im wesentlichen frisches Gas in den An
saugtrakt 5 gelangt und eine übermäßige Verölung ausge
schlossen ist.
All diesen Variaten ist gemein, daß mit den beschriebenen
Maßnahmen auf sichere Weise und ohne weitere Nachteile in
Kauf nehmen zu müssen, eine Abkühlung der katalytischen
Abgasreinigungsvorrichtung 3 bzw. der Abgaskatalysatoren
3a verhindert wird, wenn eine Zylindergruppe 1a durch Un
terbinden der Kraftstoffzufuhr bei Aufrechterhaltung
eines Gaswechsels durch diese Zylindergruppe 1a abge
schaltet wird. Dabei sind selbstverständlich eine Viel
zahl von Abwandlungen von den gezeigten Ausführungsbei
spielen möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu
verlassen.
Claims (3)
1. Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindergrup
pen (1a, 1b) oder Zylindern, denen zumindest strom
auf einer katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung
(3, 3a, 3b) voneinander getrennte Abgasleitungen
(2a, 2b) zugeordnet sind, sowie mit einer Einrich
tung zum Abschalten einer Zylindergruppe (1a) durch
Unterbinden der Kraftstoffzufuhr bei Aufrechterhal
tung eines Gaswechsels durch diese Zylindergruppe
(1a), wobei die aus der abgeschalteten Zylinder
gruppe (1a) ausgestoßenen Gase in die Zylinder-
Brennräume (4) einer Zylindergruppe (1a, 1b) zurück
geführt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus der abgeschalte
ten Zylindergruppe (1a) ausgestoßenen Gase in die
Zylinder-Brennräume (4) der weiterhin befeuerten Zy
lindergruppe (1b) eingeleitet werden.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus der abgeschalte
ten Zylindergruppe (1a) ausgestoßenen Gase stromauf
einer der weiterhin befeuerten Zylindergruppe (1b)
zugeordneten Luftmassen-Meßeinrichtung (6) in den
Ansaugtrakt (5b) dieser Zylindergruppe (1b) einge
leitet werden.
3. Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindergrup
pen (1a, 1b) oder Zylindern, denen zumindest strom
auf einer katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung
(3, 3a, 3b) voneinander getrennte Abgasleitungen
(2a, 2b) zugeordnet sind, sowie mit einer Einrich
tung zum Abschalten einer Zylindergruppe (1a) durch
Unterbinden der Kraftstoffzufuhr bei Aufrechterhal
tung eines Gaswechsels durch diese Zylindergruppe
(1a), wobei die aus der abgeschalteten Zylinder
gruppe (1a) ausgestoßenen Gase in die Zylinder-
Brennräume (4) dieser abgeschalteten Zylindergruppe
(1a) zurückgeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus der abgeschalte
ten Zylindergruppe (1a) ausgestoßenen Gase zunächst
über einen Ölabscheider (8) geführt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4421258A DE4421258A1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und zumindest einem Abgaskatalysator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4421258A DE4421258A1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und zumindest einem Abgaskatalysator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4421258A1 true DE4421258A1 (de) | 1995-12-21 |
Family
ID=6520851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4421258A Withdrawn DE4421258A1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung und zumindest einem Abgaskatalysator |
Country Status (1)
Country | Link |
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