EP2993342A1 - Method for starting a combustion engine - Google Patents

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EP2993342A1
EP2993342A1 EP20150002291 EP15002291A EP2993342A1 EP 2993342 A1 EP2993342 A1 EP 2993342A1 EP 20150002291 EP20150002291 EP 20150002291 EP 15002291 A EP15002291 A EP 15002291A EP 2993342 A1 EP2993342 A1 EP 2993342A1
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EP
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Patent type
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starting
combustion engine
internal combustion
piston
cylinder units
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Pending
Application number
EP20150002291
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Inventor
Herbert Schaumberger
Nikolaus Spyra
Francisco Lopez
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GE Jenbacher GmbH and Co OG
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GE Jenbacher GmbH and Co OG
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Abstract

Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine (1), die eine Vielzahl von Kolben-Zylinder-Einheiten (2) aufweist, wobei stromaufwärts der Kolben-Zylinder-Einheiten (2) Totvolumina (3) vorliegen, wobei bei einem Startversuch der Brennkraftmaschine (1) die Kolben in den Zylindern durch einen Hilfsmotor (5) angetrieben werden, wobei die maximal zulässige Dauer eines Startversuches durch eine vorgegebene Startzeit (t s ) der Brennkraftmaschine (1) beschränkt ist, wobei die Startzeit (t s ) vor oder zu Beginn eines Startversuches der Brennkraftmaschine (1) in Abhängigkeit eines Zustandes der Brennkraftmaschine (1) und/oder des Hilfsmotors (5) berechnet und vorgegeben wird. A method for starting an internal combustion engine (1) having a plurality of piston-cylinder units (2), said upstream available to the piston-cylinder units (2) dead volume (3), wherein in a starting attempt of the engine (1) the pistons are driven in the cylinders by an auxiliary motor (5), wherein the maximum duration of a starting attempt by a predetermined start time (t s) of the internal combustion engine (1) is limited, wherein the start time (t s) before or at the beginning of a start test of internal combustion engine (1) depending on a state of the internal combustion engine (1) and / or the auxiliary motor (5) is calculated and specified.

Description

  • Die Erfindung betriff ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. The invention relates to a method for starting an internal combustion engine having the features of the preamble of claim. 1
  • Das Starten von Brennkraftmaschinen, insbesondere von stationären Brennkraftmaschinen, stellt eine große Belastung für die beteiligten Bauteile dar. Beim Starten einer Brennkraftmaschine spurt meist ein von einem Hilfsmotor angetriebenes Zahnrad, das Starterritzel, in einen mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Zahnkranz ein und beschleunigt die Brennkraftmaschine bis zu einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine, bei der diese selbsttätig laufen kann. The starting internal combustion engines, particularly of stationary internal combustion engines, presents a major burden for the components involved. When starting an internal combustion engine, a driven by an auxiliary motor gear, the starter pinion, in a processor coupled to the crankshaft of the internal combustion engine ring gear usually spurt and accelerates the internal combustion engine up to a rotational speed of the internal combustion engine in which it can run automatically. Die Beanspruchung betrifft die mechanischen Komponenten und insbesondere den Hilfsmotor. The stress relates to the mechanical components, and particularly the auxiliary motor. Im Falle von elektrischen Hilfsmotoren sind das die elektrischen Windungen und die Starterbatterien. In the case of electric auxiliary motors are the electrical coils and starter batteries.
  • Ein sicherheitsrelevanter Aspekt ist, dass während des Startvorganges brennfähiges Gemisch in den Auslasstrakt gepumpt wird und so mit der Dauer des Startvorgangs die Gefahr von Verpuffungen steigt. is a safety-relevant aspect that is pumped into the outlet zone during start-combustible mixture, and so the duration of the starting operation, the risk of deflagration increases.
  • Es ist daher aus oben genannten Gründen üblich, die maximal zulässige Dauer eines Startvorganges durch eine vorgegebene Zeit zu beschränken. It is therefore common reasons mentioned above, to limit the maximum duration of a starting process by a predetermined time.
  • Nachteilig an Startverfahren nach dem Stand der Technik ist, dass erfolglose Startversuche häufig sind, dh Startversuche, die nicht zu einem selbsttätigen Laufen der Brennkraftmaschine führen. A disadvantage of starting method according to the prior art that unsuccessful starting attempts are common, ie start-up attempts that do not lead to an automatic running of the engine.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Startverfahren anzugeben, durch welches die Erfolgswahrscheinlichkeit eines Startversuches gegenüber dem Stand der Technik erhöht wird. Object of the present invention is to provide a starting method by which the probability of success of a starting attempt over the prior art is increased.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert. This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments are defined in the dependent claims. Dadurch, dass die Startzeit vor oder zu Beginn eines Startversuches der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit eines Zustandes der Brennkraftmaschine und/oder des Hilfsmotors berechnet und vorgegeben wird, wird also erreicht, dass die Erfolgswahrscheinlichkeit eines Startversuches deutlich erhöht wird. Characterized in that the start time before or at the beginning of a starting attempt of the engine is calculated in dependence on a state of the internal combustion engine and / or the auxiliary motor and set, is thus achieved that the probability of success of a starting attempt is significantly increased. Mit Erfolg eines Startversuches ist gemeint, dass die Brennkraftmaschine durch den Startversuch selbsttätig zu laufen beginnt. With success of a start attempt means that the engine starts to run automatically by the start attempt.
  • Damit werden die am Startvorgang beteiligten mechanischen und elektrischen Komponenten weniger beansprucht und erreichen eine höhere Lebensdauer als bei Startverfahren nach dem Stand der Technik, da im Stand der Technik erfolglose Startversuche häufiger sind als mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Thus participating in the startup process mechanical and electrical components are subjected to less stress and achieve a longer life than the start method of the prior art because the art unsuccessful starting attempts are more common than with the inventive method.
  • Durch Berücksichtigung eines Zustandes der Brennkraftmaschine und/oder des Hilfsmotors zur Festlegung der Startzeit wird also eine dem Zustand der Brennkraftmaschine und/oder des Hilfsmotors angepasste Startzeit festgelegt. By taking into account a state of the internal combustion engine and / or the auxiliary motor for determining the start time so a is set matched to the state of the internal combustion engine and / or the auxiliary motor start time.
  • Die Startzeit entspricht jener Zeit, die benötigt wird, bis in allen Zylindern ein zündfähiges Gemisch vorliegt. The start time corresponds to that time which is required until all the cylinders in an ignitable mixture present. Eine zu lange Startzeit bedeutet erhöhtes Risiko für Verpuffungen, da unverbranntes Gemisch in den Auslasstrakt entweicht. Too long start time means increased risk of explosions because unburned mixture escapes into the exhaust tract. Eine zu kurze Startzeit hätte zur Konsequenz, dass nicht alle Zylinder von zündfähigem Gemisch erreicht werden. Too short a start time would have the consequence that not all cylinders are achieved by ignitable mixture. Die Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens bestehen in der Reduktion des Verpuffungsrisikos, der erhöhten Erfolgswahrscheinlichkeit für den Startvorgang und in der reduzierten Belastung des Hilfsmotors und gegebenenfalls der Batterien, was deren Lebensdauer erhöht. The advantages of the proposed method consist in the reduction of the Verpuffungsrisikos, the increased probability of success for the starting operation and the reduced load of the auxiliary motor and optionally of the batteries, which increases their service life.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass wenn nach Ablauf der Startzeit die Drehzahl der Brennkraftmaschine die Startdrehzahl nicht erreicht oder überschritten hat, der Startversuch abgebrochen wird. Preferably, it can be provided that, when the speed of the internal combustion engine has not reached the starting speed or exceeded after the start time, the start attempt is discontinued.
  • Die Startdrehzahl der Brennkraftmaschine ist jene Drehzahl, bei welcher die Brennkraftmaschine frühestens selbsttätig zu laufen beginnt. The starting speed of the internal combustion engine is that rotational speed at which the engine begins at the earliest automatically to run.
  • Es wird also überprüft, ob nach Erreichen der vorgegebenen Startzeit die Drehzahl der Brennkraftmaschine auch tatsächlich die Startdrehzahl erreicht hat. Thus, it is checked whether the speed of the internal combustion engine has actually reached the starting speed after reaching the specified start time. Wird in dem betrachteten Startversuch die Startdrehzahl nicht erreicht, so wird dieser Startversuch abgebrochen. If the starting speed is not reached in the considered attempt to start, this start attempt is aborted. Abbrechen des Startversuches bedeutet zumindest das Ausschalten des Hilfsmotors. Aborting the start test means at least the switching off of the auxiliary motor. Eine weitere sinnvolle Maßnahme beim Abbrechen des Startversuches ist das Schließen von Kraftstoffzuführeinrichtungen wie etwa Gasventile, sodass nicht weiter Kraftstoff angesaugt und unverbrannt entlassen wird. Another useful measure canceling the launch attempt is closing Kraftstoffzuführeinrichtungen such as gas valves, so that no further sucked fuel and is discharged unburned.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Startzeit in Abhängigkeit der Größe der Totvolumina vorgegeben wird. Preferred that the start time is set in dependence of the size of the dead volume is provided. Unter Totvolumina versteht man jene Volumina, die zwischen den Brennräumen und einer stromaufwärts der Brennräume angeordneten Kraftstoffdosiereinrichtung oder Mischeinrichtung vorliegen. Under dead volume is meant those volumes which are present between the combustion chambers and upstream of the combustion chambers arranged fuel metering or mixing device. Während eines Startvorganges müssen die Totvolumina durch die Pumpwirkung der Kolben-Zylinder-Einheiten der Brennkraftmaschine entleert werden, bis die Zylinder mit brennfähigem Gemisch gefüllt sind. During a starting process, the dead volumes must be emptied by the pumping action of the piston-cylinder units of the internal combustion engine until the cylinders are filled with brennfähigem mixture. Bevor nicht die Mehrzahl der Kolben-Zylinder-Einheiten mit brennfähigem Gemisch gefüllt ist, kann ein Startvorgang nicht erfolgreich sein. Before not the majority of the piston-cylinder units is filled with brennfähigem mixture, a starting process can not be successful. Somit ist die Berücksichtigung der Größe der Totvolumina in der Bemessung der Startzeit ein Beitrag zur Erhöhung der Erfolgswahrscheinlichkeit eines Startversuches. Thus, taking into account the size of the dead volume in the calculation of the start time, a contribution to increase the probability of success of a start attempt.
  • Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Startzeit Particular preference may be provided that the starting time
    • in Abhängigkeit einer Drehzahl des Hilfsmotors und / oder in response to a rotational speed of the auxiliary motor, and / or
    • in Abhängigkeit der Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine und / oder depending on the number of cylinders of the internal combustion engine and / or
    • in Abhängigkeit des Hubraums der Kolben-Zylinder-Einheiten und / oder in dependence of the displacement of the piston-cylinder units and / or
    • in Abhängigkeit des Liefergrads der der Brennkraftmaschine in dependence of the volumetric efficiency of the internal combustion engine
    vorgegeben wird. is specified.
  • Die Erfindung wird im Folgenden durch die Figuren näher erläutert. The invention is explained in more detail below by FIGS. Dabei zeigt: In which:
  • Fig. 1 Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Hilfsmotor, a schematic representation of an internal combustion engine with an auxiliary motor,
    Fig. 2 Fig. 2
    ein schematisches Diagramm von Drehzahl über Zeit während eines Startvorganges, a schematic diagram of speed over time during a starting process,
    Fig. 3 Fig. 3
    die graphische Darstellung der Berechnung der Startzeit. the graphical representation of the calculation of the start time.
  • Figur 1 Figure 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Brennkraftmaschine 1, die eine Vielzahl von Kolben-Zylinder-Einheiten 2 aufweist. shows a schematic representation of an internal combustion engine 1 having a plurality of piston-cylinder units. 2 Die Kolben-Zylinder-Einheiten 2 der Brennkraftmaschine 1 werden über die Ansaugleitung 6 mit Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt. The piston-cylinder units 2 of the internal combustion engine 1 are supplied via the intake pipe 6 with an air-fuel mixture. Die Einströmung von Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Ansaugleitung 6 ist durch Pfeile symbolisiert. The inflow of the fuel-air mixture in the intake pipe 6 is symbolized by arrows. Die Kraftstoffzuführeinrichtung 7 misst Kraftstoff zu. The fuel supply device 7 measures to fuel.
  • Es kann sich bei der Kraftstoffzuführeinrichtung 7 etwa um einen Gasmischer, ein Dosierventil oder eine andere gebräuchliche Zuführeinrichtung für Kraftstoff handeln. It may be in the fuel supply device 7 about a gas mixer, a metering valve or any other conventional feed device for fuel.
  • Ebenfalls gezeigt ist ein Hilfsmotor 5 (Startermotor), der über den Starterkranz 4 mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 verbunden ist. Also shown is an auxiliary motor 5 (starter motor), which is connected via the starter ring 4 to the crankshaft of the internal combustion engine. 1 Der Hilfsmotor 5 kann elektrisch oder pneumatisch angetrieben sein. The assist motor 5 can be electrically or pneumatically driven. Im Falle von elektrischem Antrieb sind als Energiespeicher meist Starterbatterien vorgesehen, bei einem pneumatischen Startermotor dient ein Druckluftspeicher als Energievorrat. In the case of the electric drive are usually starter batteries provided as the energy storage device, a compressed-air accumulator is used in a pneumatic starter motor as a power supply.
  • Beim Startvorgang spurt ein Ritzel des Hilfsmotors 5 in den Starterkranz 4 ein und beschleunigt die Brennkraftmaschine 1 solange, bis diese selbsttätig zu laufen beginnt. At startup a pinion of the auxiliary motor 5 spurt into the starter ring 4 and accelerates the internal combustion engine 1 until it starts automatically to run. Während des Startvorganges fördern die Kolben-Zylinder-Einheiten 2 Gas bzw. Gemisch aus der Ansaugleitung 6. During the boot process, the piston-cylinder units promote 2 gas or mixture of the intake pipe. 6
  • Jene Abschnitte der Ansaugleitung 6, welche zwischen den Kolben-Zylinder-Einheiten 2 und der Kraftstoffzuführeinrichtung 7 liegen, werden in der vorliegenden Anmeldung als Totvolumina 3 bezeichnet. Those portions of the intake passage 6, which are located between the piston and cylinder units 2 and the fuel supply means 7 are referred to in the present application as dead volumes. 3 Bei einem Startvorgang müssen, nach Zumessung von Kraftstoff durch die Kraftstoffzuführeinrichtung 7, die Totvolumina 3 erst von Kraftstoff-Luft-Gemisch geflutet werden muss, bevor das Kraftstoff-Luft-Gemisch die Kolben-Zylinder-Einheiten 2 erreicht. During a starting process must, by metering of fuel by the fuel supply means 7, the dead space 3 must be purged of air-fuel mixture until before the air-fuel mixture reaches the piston-cylinder units. 2
  • Die Totvolumina 3 zusammen mit dem Durchsatz pro Umdrehung der Brennkraftmaschine 1 bewirken eine Transportverzögerung des Kraftstoff-LuftGemisches in die Kolben-Zylinder-Einheiten 2. Dies hat zur Konsequenz, dass während eines Startvorganges erst nach gewisser Zeit in den Kolben-Zylinder-Einheiten 2 brennfähiges Gemisch vorliegt. The dead volumes 3 together with the flow rate per revolution of the internal combustion engine 1 cause a transport delay of the air-fuel mixture in the piston-cylinder units 2. This has the consequence that combustible in the piston-cylinder units 2 during a starting process only after a certain time mixture is present. Diese Zeit ergibt sich aus dem Durchsatz der Kolben-Zylinder-Einheiten 2, der durch die Drehzahl des Hilfsmotors 5 gegebenen Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 sowie aus der Größe der Totvolumina 3. Ein geeignetes Maß zur Beschreibung der Pumpwirkung (des Durchsatzes) der Kolben-Zylinder-Einheiten ist der Liefergrad (engl. volumetric efficiency ), der angibt, wieviel Frischladung zur theoretisch maximal möglichen Füllung nach Abschluß eines Ladungswechsels im Zylinder zur Verfügung steht. This time is determined by the throughput of the piston-cylinder units 2, the given by the rotational speed of the assist motor 5 rotation speed of the internal combustion engine 1 as well as the size of the dead space 3. A suitable measure for the description of the pumping action (the flow rate) of the piston-cylinder units is the volumetric efficiency (engl. volumetric efficiency) indicating how much fresh charge available to the theoretically maximum possible filling after completion of a charge cycle in the cylinder.
  • Je größer die Startdrehzahl, desto rascher werden die Totvolumina 3 ausgepumpt. The larger the starting speed, the faster the dead volumes 3 are exhausted. Je größer die Zylinderanzahl, desto rascher werden die Totvolumina 3 - bei gegebener Startdrehzahl - ausgepumpt. at a given starting speed - - pumped out the dead volumes 3 are the greater the number of cylinders, the faster.
  • Ein größerer Hubraum der Kolben-Zylinder-Einheiten 2 bewirkt - bei gegebener Startdrehzahl und gegebener Zylinderanzahl - ein rascheres Auspumpen der Totvolumina 3. A larger displacement of the piston-cylinder units 2 causes - at a given starting speed and a given number of cylinders - a more rapid evacuation of the dead volumes. 3
  • Figur 2 Figure 2 zeigt ein Diagramm von Drehzahl n der Brennkraftmaschine 1 auf der Y-Achse, aufgetragen gegen die Zeit t auf der X-Achse. shows a graph of rotation speed n of the internal combustion engine 1 on the Y axis, plotted against the time t on the X-axis. Im Diagramm eingezeichnet ist ein typischer Drehzahlverlauf der Brennkraftmaschine 1 während eines Startvorganges. shown in the diagram is a typical rotational speed curve of the internal combustion engine 1 during a starting process. Man erkennt also, dass nach Beschleunigen der Brennkraftmaschine 1 durch den Hilfsmotor 5 auf die maximale Starterdrehzahl n max (hier beispielsweise 180 Umdrehungen/min) der Startvorgang so lange durchgeführt wird, bis die Startdrehzahl n s der Brennkraftmaschine 1 erreicht ist. It is thus seen that, after acceleration of the internal combustion engine 1 by the assist motor 5 n max (here, for example 180 revolutions / min) is carried out of the starting operation as long as the maximum starting speed, until the starting speed n s of the internal combustion engine 1 is reached.
  • Die maximale Starterdrehzahl n max wird durch die Leistung des Hilfsmotors 5, den Ladezustand von Starterbatterien (bei einem elektrischen Hilfsmotor), Öltemperatur und Reibungsverhältnissen bestimmt. The maximum starting speed n max is determined by the power of the auxiliary motor 5, the state of charge of starter batteries (with an auxiliary electric motor), oil temperature and friction conditions.
  • Die Startdrehzahl n s der Brennkraftmaschine 1 ist jene Drehzahl, bei welcher die Brennkraftmaschine 1 frühestens selbsttätig zu laufen beginnt. The starting speed n s of the internal combustion engine 1 is that speed at which the internal combustion engine 1 starts at the earliest automatically to run.
  • Beim Zeitpunkt t 0 hat der Hilfsmotor 5 die Brennkraftmaschine 1 auf die maximale Starterdrehzahl n max beschleunigt. At time t 0 the assist motor has 5 accelerates the internal combustion engine 1 to the maximum starting speed n max. Die Startzeit t s gibt an, wie lange die Brennkraftmaschine 1 auf n max gehalten wird, bevor sie selbsttätig zu laufen beginnt, und die Startdrehzahl n s erreicht. The start time t s indicates how long the internal combustion engine is maintained at n max 1 before it starts automatically to run, and the starting speed n s reach.
  • Die maximale Starterdrehzahl n max ist jene Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, auf der der Hilfsmotor 5 die Brennkraftmaschine 1 während des Startvorganges hält. The maximum starting speed n max is that speed of the internal combustion engine 1 on which the auxiliary motor 5 holds the internal combustion engine 1 during the starting process. Sobald die Brennkraftmaschine 1 durch Verbrennung in den Kolben-Zylinder-Einheiten 2 selbst Leistung erbringt, beschleunigt die Brennkraftmaschine 1 weiter. Once the internal combustion engine 1 delivers power through combustion in the piston-cylinder units 2 itself, accelerates the internal combustion engine 1 continues. Erreicht die Brennkraftmaschine 1 durch die Verbrennung in den Kolben-Zylinder-Einheiten 2 die Startdrehzahl n s , spurt der Starter aus. Reaches the internal combustion engine 1 by the combustion in the piston-cylinder units 2, the start speed n s, the starter spurt out.
  • Figuren 3a und 3b Figures 3a and 3b zeigen eine graphische Darstellung der Berechnung der Startzeit t s nach einem Ausführungsbeispiel. show a graphical representation of the calculation of the start time t s according to one embodiment.
  • Zur Begriffsklärung wird festgehalten, dass eine Brennkraftmaschine 1 der übergeordnete Begriff ist. Disambiguation is noted that an internal combustion engine 1 is the parent term. Darunter fallen unterschiedliche Motoren-Baureihen, die sich etwa durch verschiedene Hubräume der Kolben-Zylinder-Einheiten 2 unterscheiden. This includes different engine series, which differ about by various displacements of the piston-cylinder units. 2 Innerhalb der Motoren-Baureihen gibt es wiederum verschiedene Typen, die sich durch die Anzahl von Kolben-Zylinder-Einheiten 2 unterscheiden. Within the engine series, there are again different types, which differ by the number of piston-cylinder units. 2 Eine Motoren-Baureihe kann also Motoren mit unterschiedlicher Anzahl an Zylindern umfassen, die Größe (das Volumen) der einzelnen Kolben-Zylinder-Einheiten 2 innerhalb einer Motoren-Baureihe ist aber weitgehend gleich. A motor series can thus comprise engines with different numbers of cylinders, the size (volume) of the individual piston-cylinder units 2 within an engine series but is largely the same.
  • Es wird nun zuerst für eine Motoren-Baureihe, die Typen mit unterschiedlicher Anzahl an Zylindern umfassen kann, eine Referenz-Startzeit t ref für einen Typen mit bestimmter Zylinderanzahl ermittelt. It is now may include first for a motor series, the types having different numbers of cylinders, a reference start time t ref determined for a certain type with the number of cylinders.
  • Es wird im vorliegenden Beispiel die Referenz-Startzeit t ref für einen Typen mit 20 Zylindern ermittelt. It is in the present example, the reference start time t ref determined for types with 20 cylinders. Weiters wird eine Startzeit für ein Typen mit einer unterschiedlichen Zylinderzahl, beispielsweise 12 Zylindern ermittelt. Furthermore, a start time for a type having a different number of cylinders is determined, for example, 12 cylinders. Die Startzeit für den Typen mit 12 Zylindern wird durch die Referenz-Startzeit t ref dividiert. The start time for the types with 12 cylinders ref divided by the reference start time t. Das Ergebnis dieser Division ist der Faktor zur Berücksichtigung der Zylinderanzahl, Factor cyl . The result of this division is the factor for the number of cylinders, Factor cyl.
  • Dieser Zusammenhang ist in This relationship is in Figur 3a 3a graphisch dargestellt. shown graphically. Im Graphen von In the graph of Figur 3a 3a ist die Zylinderanzahl N zyl über der Startzeit t s aufgetragen. is the number of cylinders N cyl about the start time t s applied. Man sieht, dass der Motor mit 20 Zylindern eine kürzere Startzeit, t s_20 , aufweist als der Motor mit 12 Zylindern, t s_12 . It is seen that the engine 20 cylinders, a shorter start time, t S_20, having as the engine with 12 cylinders, t S_12.
  • Der Faktor Factor cyl gibt also den oben erläuterten Zusammenhang wieder, dass bei gleicher Drehzahl die Totvolumina 3 bei einer größeren Zylinderanzahl rascher ausgepumpt werden. The factor Factor cyl there is again the relationship explained above that the dead volumes to be pumped out faster with a larger number of cylinders 3 at the same speed.
  • Im gezeigten Beispiel wurde für den Typen mit 12 Zylindern eine 1,27 mal so lange Startzeit ermittelt als für den Typen mit 20 Zylindern, dh der Factor cyl beträgt in diesem konkreten Beispiel 1,27. In the example shown, a 1.27 times was determined as long as the start time for the type with cylinders 20 for the type with cylinders 12, ie, the Factor is cyl in this concrete example, 1.27. Der Faktor Factor cyl kann natürlich für andere Motoren-Baureihen einen anderen Betrag annehmen. The factor Factor cyl can of course take a different amount for other engine series.
  • In weiterer Folge wird der Einfluss der Startdrehzahl über einen zweiten Faktor berücksichtigt. Subsequently, the influence of the starting speed via a second factor is taken into account. Dies ist graphisch in This is graphically illustrated in Figur 3b 3b dargestellt. shown.
  • Zur Ermittlung des Faktors zur Berücksichtigung der Startdrehzahl werden zwei Startvorgänge bei unterschiedlicher Startdrehzahl am selben Motor durchgeführt. To determine the factor to account for starting speed two starting operations are carried out with different starting speed on the same engine. Bei höherer Startdrehzahl wird eine kürzere Startzeit erreicht. At higher starting speed a shorter start time is reached.
  • In In Figur 3b 3b ist die maximale Starterdrehzahl n max über der Startzeit t s aufgetragen. is the maximum starting speed n max about the start time t s applied. Man erkennt, dass bei einer höheren Starterdrehzahl n 1 eine kürzere Startzeit, t s_n1 , erzielt wird, als für die niedrigere Starterdrehzahl n 2 , bei welcher die Startzeit t s_n1 beträgt. It is apparent that at a higher starting speed n 1, a shorter start time, t s_n1, is obtained, as for the lower starter speed n 2, wherein the start time t is s_n1.
  • Das Verhältnis der Startzeit für niedrigere Startdrehzahl durch Startzeit für höhere Startdrehzahl ergibt den Faktor zur Berücksichtigung der Startdrehzahl, Factor nmax . The ratio of the starting time for lower starting speed by the start time for higher starting speed gives the factor to take account of the starting speed, Factor nmax. Dies gibt den oben erläuterten Zusammenhang wieder, dass bei höherer Umdrehungszahl die Totvolumina 3 rascher ausgepumpt werden. This reflects the relationship described above is that the dead volumes are pumped faster 3 at higher revolutions.
  • Die maximal zulässig erforderliche Startzeit t max für eine ausgewählte Brennkraftmaschine 1 wird nun mit folgender Formel berechnet: The maximum permissible start-up time t max for a selected internal combustion engine 1 will now be calculated using the following formula: t t max Max = = t t ref ref Factor Factor cyl cyl Factor Factor nmax nmax
    Figure imgb0001
  • Ist einmal der Zusammenhang zwischen Zylinderanzahl bzw. maximaler Starterdrehzahl durch eine Referenzmessung bekannt, kann mit den Faktoren Factor cyl und Factor nmax innerhalb einer Motorenbaureihe auf beliebige Zylinderanzahlen und Startdrehzahlen gerechnet werden. Once the relationship between the number of cylinders or maximum speed starter known by a reference measurement can be nmax expected Factors Factor cyl and Factor within a motor series to arbitrary numbers of cylinders and start speeds.
  • Gemäß einer Variante kann die Startzeit über folgende Formel berechnet werden. According to a variant, the start time can be calculated using the following formula.
  • Der Volumenstrom von der Ansaugleitung 6 zu den Kolben-Zylinder-Einheiten 2 wird mit V' Zyl bezeichnet und trägt als Einheit m 3 /s. The volume flow of the intake pipe 6 to the piston-cylinder units 2 is denoted by V 'Cyl and contributes as a unit m 3 / s. Der Volumenstrom V' Zyl ergibt sich als Produkt von: The volume flow V 'Zyl is the product of: V ' Zyl Zyl = = ½ ½ * * n n max Max * * N N zyl cyl * * V V zyl cyl * * λ λ L L
    Figure imgb0002

    mit nmax als maximale Starterdrehzahl, N zyl der Zylinderanzahl, V zyl als Hubraum eines Zylinders und λ L als Verhältnis von realem und theoretischem Gasaustausch eines Zylinders (Liefergrad). with nmax as starter maximum speed, N the number of cylinders, V cyl zyl as a displacement of a cylinder and λ L as the ratio of real and theoretical gas exchange of a cylinder (volumetric efficiency). Die Formel gibt also wieder, welchen Volumenstrom die Kolben-Zylinder-Einheiten 2 bei einer Umdrehungszahl von n max aus der Ansaugleitung fördern. The formula is thus again promote which flow the piston-cylinder units 2 at a speed of n max from the suction pipe. Es sind dies für einen Motortypen bekannte Größen. These are for a motor types known quantities.
  • Der Liefergrad λ L (engl. volumetric efficiency ) gibt an, wieviel Frischladung zur theoretisch maximal möglichen Füllung nach Abschluß eines Ladungswechsels im Zylinder zur Verfügung steht. The volumetric efficiency λ L (engl. Volumetric efficiency) indicates how much fresh charge available to the theoretically maximum possible filling after completion of a charge cycle in the cylinder. Es versteht sich, dass ein größerer Hubraum eine größere Pumpwirkung und damit einen größeren Volumenstrom V' Zyl bewirkt. It is understood that a larger displacement causes a greater pumping effect and thus a larger volume flow V 'Cyl.
  • Die Startzeit t s kann nun wie folgt berechnet werden: The start time t s can now be calculated as follows: t t s s = = V V intake intake / / V ' Zyl Zyl
    Figure imgb0003

    mit V intake dem Rauminhalt der Totvolumina 3 in m 3 . V intake the volume of the dead volumes in 3 m 3.
  • Liste der verwendeten Bezugszeichen: List of reference numerals used:
  • 1 1
    Brennkraftmaschine Internal combustion engine
    2 2
    Kolben-Zylinder-Einheiten Piston-cylinder units
    3 3
    Totvolumina dead volumes
    4 4
    Starterkranz starter wreath
    5 5
    Hilfsmotor auxiliary engine
    6 6
    Ansaugleitung suction
    7 7
    Kraftstoffzuführeinrichtung fuel supply
    Factor nmax Factor nmax
    Faktor zur Berücksichtigung der Startdrehzahl Factor for the starting speed
    Factor cyl Factor cyl
    Faktor zur Berücksichtigung der Zylinderanzahl Factor for the number of cylinders
    t max t max
    maximal zulässige erforderliche Startzeit maximum permissible start-up time
    ts ts
    Startzeit start time
    n max n max
    Maximale Starterdrehzahl Maximum speed starter
    n s n s
    Startdrehzahl Starting speed
    N zyl N cyl
    Zylinderanzahl number of cylinders
    V intake V intake
    Rauminhalt der Totvolumina 3 in m 3 Volume of the dead volumes in 3 m 3
    λ L λ L
    Verhältnis von realem und theoretischem Gasaustausch eines Zylinders (Liefergrad) Ratio of real and theoretical gas exchange of a cylinder (volumetric efficiency)

Claims (7)

  1. Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine (1), Method for starting an internal combustion engine (1),
    - die eine Vielzahl von Kolben-Zylinder-Einheiten (2) aufweist, wobei stromaufwärts der Kolben-Zylinder-Einheiten (2) Totvolumina (3) vorliegen, - having a plurality of piston-cylinder units (2), wherein the piston-cylinder units upstream (2) dead volumes (3) are present,
    - wobei bei einem Startversuch der Brennkraftmaschine (1) die Kolben in den Zylindern durch einen Hilfsmotor (5) angetrieben werden, - wherein, when attempting to start the internal combustion engine (1), the pistons in the cylinders by an auxiliary motor (5) are driven,
    - wobei die maximal zulässige Dauer eines Startversuches durch eine vorgegebene Startzeit (t s ) der Brennkraftmaschine (1) beschränkt ist, Wherein the maximum duration of a starting attempt by a predetermined start time (t s) of the internal combustion engine (1) is limited, -
    dadurch gekennzeichnet, dass die Startzeit (t s ) vor oder zu Beginn eines Startversuches der Brennkraftmaschine (1) in Abhängigkeit eines Zustandes der Brennkraftmaschine (1) und/oder des Hilfsmotors (5) berechnet und vorgegeben wird. characterized in that the start time (t s) before or at the beginning of a start test of the internal combustion engine (1) depending on a state of the internal combustion engine is calculated (1) and / or the auxiliary motor (5) and predetermined.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn nach Ablauf der Startzeit (t s ) die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine (1) die Startdrehzahl (n s ) nicht erreicht oder überschritten hat, der Startversuch abgebrochen wird. A method according to claim 1, characterized in that if, after expiry of the starting time (t s) has not reached the rotation speed (n) of the internal combustion engine (1), the start speed (n s) or exceeded, the start attempt is discontinued.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Startzeit (t s ) in Abhängigkeit der Größe der Totvolumina (3) vorgegeben wird. A method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the start time (t s) is specified depending on the size of the dead volume (3).
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Startzeit (t s ) in Abhängigkeit einer Drehzahl des Hilfsmotors (5) vorgegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the start time (t s) in response to a rotational speed of the auxiliary motor (5) is specified.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Startzeit (t s ) in Abhängigkeit der Zylinderanzahl (N zyl ) der Brennkraftmaschine (1) vorgegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the start time (t s) as a function of the cylinder number (N cyl) of the internal combustion engine (1) is specified.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Startzeit (t s ) in Abhängigkeit des Hubraums (V zyl ) der Kolben-Zylinder-Einheiten (2) der Brennkraftmaschine (1) vorgegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the start time (t s) as a function of displacement (V cyl) of the piston-cylinder units (2) of the internal combustion engine (1) is specified.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Startzeit (t s ) in Abhängigkeit des Liefergrads (λ L ) der der Brennkraftmaschine (1) vorgegeben wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the start time (t s) as a function of the volumetric efficiency (λ L) of the internal combustion engine (1) is specified.
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