EP3788244B1 - Verfahren zum starten einer viertakt-hubkolbenbrennkraftmaschine und viertakt-hubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum starten einer viertakt-hubkolbenbrennkraftmaschine und viertakt-hubkolbenbrennkraftmaschine Download PDF

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EP3788244B1
EP3788244B1 EP18726202.7A EP18726202A EP3788244B1 EP 3788244 B1 EP3788244 B1 EP 3788244B1 EP 18726202 A EP18726202 A EP 18726202A EP 3788244 B1 EP3788244 B1 EP 3788244B1
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Thomas Hägglund
Magnus Sundsten
Edward Winter
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    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for

Claims (22)

  1. Verfahren zum Anlassen einer Viertakt-Hubkolbenverbrennungsmaschine (1), umfassend die Schritte:
    Drehen einer Kurbelwelle (2), und
    während eines Einlasshubs eines Verbrennungskolbens (4) in einem Verbrennungszylinder (3), Halten eines jeweiligen Auslassventils (7) in einer offenen Stellung,
    dadurch gekennzeichnet, dass während des Einlasshubs ein Luftstrom aus einem Luftventil (8) in den Verbrennungszylinder (3) bereitgestellt wird, um verbliebene Flüssigkeitsinhalte aus dem Verbrennungszylinder (3) zu einer Auslassöffnung (6) nach dem Auslassventil auszutreiben, und wobei der Einlasshub ein Verdichtungshub des Verbrennungskolbens (4) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom in den Verbrennungszylinder (3) zusätzlich während eines Auslasshubs des Verbrennungskolbens (4) bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil mit einem unabhängigen Auslassventilstellantrieb (7a) betätigt wird, und wobei das Auslassventil (7) mindestens so lange in der offenen Stellung gehalten wird, bis der Verbrennungskolben (4) eine obere Abstandsstellung erreicht.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom beginnend mit einer Bewegung des Verbrennungskolbens (4) unmittelbar vor Erreichen der oberen Abstandsstellung des Verbrennungskolbens (4) bereitgestellt wird, wobei die Bewegung einem 1/2 Hub des Verbrennungskolbens (4), bevorzugt 1/4 Hub des Verbrennungskolbens (4), bevorzugter 1/8 Hub des Verbrennungskolbens (4) entspricht.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Abstandsstellung eine Stellung des Verbrennungskolbens (4) ist, die einem 1/5 - 1/10 Hub des Kolbens vor einem Punkt entspricht, an dem der Verbrennungskolben (4) mit dem Auslassventil (7) in offener Stellung zusammentreffen würde.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Abstandsstellung ein oberer Totpunkt (TDC) des Verbrennungskolbens (4) ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einlasshubs das Auslassventil (7) zu einer Sicherheitsstellung bewegt wird, indem der unabhängige Auslassventilstellantrieb (7a) eingefahren wird und ein Sicherheitsstellantrieb (7b) ausgefahren, oder ausgefahren gelassen, wird, und wobei die Sicherheitsstellung des Auslassventils (7) so ausgelegt ist, dass das Auslassventil (7) teilweise offen bleibt, während ein Abstand zwischen dem Auslassventil (7) und dem jeweiligen Verbrennungskolben (4) in dessen oberem Totpunkt (TDC) verbleibt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Halten des Auslassventils (4) in der Sicherheitsstellung, wenn der Kolben (4) die obere Abstandsstellung erreicht.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Schließen des Auslassventils (7), wenn der Kolben (4) die obere Abstandsstellung erreicht.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom ein Anlassluftstrom ist und das Luftventil (8) ein Anlassluftventil ist, und
    wobei die Kurbelwelle (2) gedreht wird, indem ein Anlassluftstrom während eines Arbeitshubs und/oder Ansaughubs des Verbrennungszylinders (3) zum Verbrennungszylinder (3) bereitgestellt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (3) durch einen separaten Anlassmotor gedreht wird.
  12. Viertakt-Hubkolbenverbrennungsmaschine (1) umfassend:
    - eine Kurbelwelle (2);
    - ein Kurbelwellendrehmittel zum Drehen der Kurbelwelle (2) ohne Verbrennung;
    - mindestens einen Verbrennungszylinder (3);
    - einen im Verbrennungszylinder (3) angeordneten Verbrennungskolben (4), wobei der Verbrennungskolben mit der Kurbelwelle (2) gekoppelt ist;
    - einen Zylinderkopf (5) ausgerüstet mit mindestens einem dem Verbrennungszylinder (3) entsprechenden Auslassventil (7) zum selektiven Öffnen und Schließen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Verbrennungszylinder (3) und einer Auslassöffnung, wobei das Auslassventil (7) mit einem Ventilstellantrieb (7a) ausgerüstet ist;
    - ein Luftventil (8), das ausgelegt ist einen Luftstrom in den Verbrennungszylinder (3) bereitzustellen, und
    - ein mindestens mit dem Ventilstellantrieb (7a) betriebswirksam gekoppeltes Steuerungsmittel (9) zum selektiven Öffnen und Schließen des Auslassventils, wobei das Steuerungsmittel (9) ferner mit dem Luftventil (8) betriebswirksam gekoppelt ist, um einen Luftstrom zum Verbrennungszylinder (3) selektiv freizugeben und zu blockieren,
    wobei das Steuerungsmittel (9) ausgelegt ist, den Ventilstellantrieb (7a) während eines Einlasshubs des Verbrennungskolbens (4) im Verbrennungszylinder (3) zu betätigen, um das Auslassventil (7) in einer offenen Stellung zu halten, und
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel (9) ausgelegt ist, während des Einlasshubs das Luftventil (8) zu betätigen, um einen Luftstrom in den Verbrennungszylinder (3) bereitzustellen, um verbliebene Flüssigkeitsinhalte aus dem Verbrennungszylinder (3) zu einer Auslassöffnung nach dem Auslassventil (7) auszutreiben, und wobei der Einlasshub ein Verdichtungshub des Verbrennungskolbens (4) ist.
  13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom in den Verbrennungszylinder (3) zusätzlich während eines Auslasshubs des Verbrennungskolbens (4) bereitgestellt wird.
  14. Maschine (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstellantrieb (7a) ein unabhängiger Ventilstellantrieb (7a) für das selektive Öffnen und Schließen des Auslassventils (7) durch Ausfahren beziehungsweise Einfahren des unabhängigen Ventilstellantriebs (7a) ist, und
    wobei das Steuerungsmittel (9) ferner ausgelegt ist, den Ventilstellantrieb (7a) so zu betreiben, dass das Auslassventil (7) mindestens so lange in der offenen Stellung gehalten wird, bis der Verbrennungskolben (4) eine obere Abstandsstellung erreicht.
  15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel (9) ferner so ausgelegt ist, dass der Luftstrom beginnend mit einer Bewegung des Verbrennungskolbens (4) unmittelbar vor Erreichen der oberen Abstandsstellung des Verbrennungskolbens (4) bereitgestellt wird, wobei die Bewegung einem 1/2 Hub des Verbrennungskolbens (4), bevorzugt 1/4 Hub des Verbrennungskolbens (4), bevorzugter 1/8 Hub des Verbrennungskolbens (4) entspricht.
  16. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Abstandsstellung eine Stellung des Verbrennungskolbens (4) ist, die einem 1/5 - 1/10 Hub des Kolbens vor einem Punkt entspricht, an dem der Verbrennungskolben (4) mit dem Auslassventil (7) in offener Stellung zusammentreffen würde.
  17. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Abstandsstellung der obere Totpunkt (TDC) des Verbrennungskolbens (4) ist.
  18. Maschine (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (7) ferner mit einem Sicherheitsstellantrieb ausgerüstet ist, um die Bewegung des Auslassventils zu einer geschlossenen Stellung durch Ausfahren des Sicherheitsstellantriebs (7b) auf eine Sicherheitsstellung zu begrenzen,
    wobei die Sicherheitsstellung des Auslassventils (7) so ausgelegt ist, dass das Auslassventil (7) teilweise offen bleibt, während ein Abstand zwischen dem Auslassventil (7) und dem jeweiligen Verbrennungskolben (4) in dessen oberem Totpunkt (TDC) verbleibt, und
    wobei das Steuerungsmittel (9) ferner ausgelegt ist, während des Einlasshubs das Auslassventil (7) zu einer Sicherheitsstellung zu bewegen, indem es den unabhängigen Auslassventilstellantrieb (7a) einfährt und einen Sicherheitsstellantrieb (7b) ausfährt, oder ausgefahren lässt.
  19. Maschine (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel (9) ferner ausgelegt ist, das Auslassventil (7) in der Sicherheitsstellung zu halten, wenn der Verbrennungskolben (4) den oberen Abstand erreicht.
  20. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsmittel (9) ferner ausgelegt ist, das Auslassventil (7) zu schließen, wenn der Kolben (4) die obere Abstandsstellung erreicht, indem es den unabhängigen Ventilstellantrieb (7a) einfährt oder den unabhängigen Ventilstellantrieb (7a) und den Sicherheitsstellantrieb (7b) einfährt.
  21. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom ein Anlassluftstrom ist und das Luftventil (8) ein Anlassluftventil ist,
    wobei die Kurbelwellendrehmittel so realisiert sind, dass das Steuerungsmittel (9) ferner ausgelegt ist, während eines Arbeitshubs und/oder eines Ansaughubs des Verbrennungskolbens (4) einen Anlassluftstrom zum Verbrennungszylinder (3) bereitzustellen.
  22. Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellendrehmittel einen separaten Anlassmotor umfassen.
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