RU2633336C2 - Internal combustion engine with forced ignition and method of internal combustion engine with forced ignition control - Google Patents

Internal combustion engine with forced ignition and method of internal combustion engine with forced ignition control Download PDF

Info

Publication number
RU2633336C2
RU2633336C2 RU2013127683A RU2013127683A RU2633336C2 RU 2633336 C2 RU2633336 C2 RU 2633336C2 RU 2013127683 A RU2013127683 A RU 2013127683A RU 2013127683 A RU2013127683 A RU 2013127683A RU 2633336 C2 RU2633336 C2 RU 2633336C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinders
exhaust
cylinder
outlet
internal combustion
Prior art date
Application number
RU2013127683A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013127683A (en
Inventor
Альберт БРОЙЕР
Моритц Клаус ШПРИНГЕР
Томас ЛОРЕНЦ
Хельмут Ханс РУЛАНД
Original Assignee
ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи filed Critical ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Publication of RU2013127683A publication Critical patent/RU2013127683A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633336C2 publication Critical patent/RU2633336C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02Cutting-out
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0082Controlling each cylinder individually per groups or banks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/06Cutting-out cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F02D2041/0012Controlling intake air for engines with variable valve actuation with selective deactivation of cylinders
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: engine devices and pumps.
SUBSTANCE: internal combustion engine contains at least one cylinder head and at least four cylinders arranged in a row, and therefore it has two outer cylinders, two inner cylinders. At least four cylinders are configured to form at least two groups, each of which comprises at least two cylinders. Two outer cylinders form the first group. At least two inner cylinders form a second group, the cylinders of which are configured to be switched on depending on the load and the shutdown when the specified load is short. Each cylinder contains at least one outlet for exhausting exhaust gas from the cylinder. Each outlet is provided with an exhaust valve. Exhaust valve can be controlled by means of a valve actuator and opens or closes the outlet. Each outlet is adjacent to the exhaust line. Exhaust lines of at least four cylinders converge to form a common exhaust line, thereby forming an exhaust manifold. Outlets of outer cylinders and outlets of inner cylinders have opening durations of different lengths. Outlets of outer cylinders have a longer duration ΔLong opening. Outlets of inner cylinders have a shorter duration Δshort opening. Method for controlling an internal combustion engine with positive ignition is disclosed.
EFFECT: reducing the risk of exhaust gas flow.
17 cl, 1 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, содержащему по меньшей мере одну головку блока цилиндров и по меньшей мере четыре цилиндра, расположенных в ряд, а следовательно, содержащий два внешних цилиндра и по меньшей мере два внутренних цилиндра, причемThe invention relates to a positive-ignition internal combustion engine comprising at least one cylinder head and at least four cylinders arranged in a row, and therefore comprising two external cylinders and at least two internal cylinders,

- по меньшей мере четыре цилиндра выполнены с возможностью образования по меньшей мере двух групп, каждая содержащая по меньшей мере два цилиндра, при этом два внешних цилиндра образуют первую группу, а по меньшей мере два внутренних цилиндра образуют вторую группу, цилиндры которых выполнены с возможностью включения в зависимости от нагрузки и отключения при недоборе заданной нагрузки,- at least four cylinders are configured to form at least two groups, each containing at least two cylinders, with two outer cylinders form the first group, and at least two inner cylinders form the second group, the cylinders of which are configured to include depending on the load and shutdown when the specified load is not received,

- каждый цилиндр содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие для выпускания выхлопных газов из цилиндра, при этом каждое выпускное отверстие снабжен выпускным клапаном, который может управляться посредством клапанного исполнительного устройства и открывает или закрывает выпускное отверстие,- each cylinder contains at least one outlet for discharging exhaust gases from the cylinder, wherein each outlet is provided with an outlet valve that can be controlled by a valve actuator and opens or closes the outlet,

- каждое выпускное отверстие примыкает к выпускной магистрали, и- each outlet is adjacent to the outlet line, and

- выпускные магистрали по меньшей мере четырех цилиндров сходятся вместе для образования общей выпускной магистрали, образуя тем самым выпускной коллектор.- the exhaust manifolds of at least four cylinders converge together to form a common exhaust manifold, thereby forming an exhaust manifold.

Более того, изобретение относится к способу управления двигателем внутреннего сгорания этого типа.Moreover, the invention relates to a method for controlling an internal combustion engine of this type.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Двигатель внутреннего сгорания типа, упомянутого вначале, используют в качестве привода для моторных транспортных средств. В контексте настоящего изобретения, термин «двигатель внутреннего сгорания» включает в себя двигатели с искровым зажиганием, оснащенные системой принудительного зажигания.An internal combustion engine of the type mentioned first is used as a drive for motor vehicles. In the context of the present invention, the term “internal combustion engine” includes spark ignition engines equipped with a positive ignition system.

Фундаментальная задача разработки двигателей внутреннего сгорания состоит в том, чтобы минимизировать расход топлива, причем, улучшенная общая эффективность находится на переднем крае производимых усилий.The fundamental task of developing internal combustion engines is to minimize fuel consumption, with improved overall efficiency being at the forefront of the effort.

Расход топлива, а следовательно, эффективность, является проблематичным, особенно в случае двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием. Причина заключается в фундаментальном способе управления двигателя с искровым зажиганием. Управление нагрузкой обычно выполняют посредством дроссельного клапана, обеспеченного во впускной части. Посредством регулирования дроссельного клапана, давление всасываемого воздуха за дроссельным клапаном может снижаться в большей или меньшей степени. Чем дальше закрыта дроссельная заслонка, то есть, чем больше она перекрывает впускной участок, тем большими являются потери давления во всасываемом воздухе на дроссельном клапане, и тем ниже находится давление всасываемого воздуха ниже по потоку от дроссельного клапана и перед впуском в по меньшей мере четыре цилиндра, то есть, камеры сгорания. При заданном постоянном объеме камеры сгорания, масса, то есть, количество воздуха может регулироваться посредством давления всасываемого воздуха. Это также поясняет, почему управление количеством оказывается определенно неблагоприятным при работе на частичных нагрузках, поскольку низкие нагрузки требуют высокой степени дросселирования и снижения давления во впускной части, тем самым, вызывая повышение потерь выпуска и повторного наполнения при снижении нагрузки и увеличении дросселирования.Fuel consumption, and therefore efficiency, is problematic, especially in the case of positive ignition internal combustion engines. The reason is the fundamental way to control a spark ignition engine. Load control is usually performed by a throttle valve provided in the inlet portion. By adjusting the throttle valve, the intake air pressure behind the throttle valve can be reduced to a greater or lesser extent. The farther the throttle is closed, that is, the more it closes the inlet section, the greater the pressure loss in the intake air at the throttle valve, and the lower the intake pressure is downstream of the throttle valve and before at least four cylinders inlet , that is, a combustion chamber. For a given constant volume of the combustion chamber, the mass, that is, the amount of air can be controlled by the pressure of the intake air. This also explains why quantity control turns out to be definitely unfavorable when operating at partial loads, since low loads require a high degree of throttling and pressure reduction in the inlet, thereby causing an increase in discharge and refill losses while lowering the load and increasing throttling.

Различные стратегии для снижения дросселирования двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием были разработаны для снижения описанных потерь.Various strategies to reduce throttling of a positive ignition internal combustion engine have been developed to reduce the described losses.

Один из способов снижения дросселирования двигателя с принудительным зажиганием состоит в том, что используют по меньшей мере частично изменяемый клапанный механизм. В противоположность традиционным клапанным механизмам, в которых являются неизменяемыми как ход клапанов, так и установки фаз распределения, эти параметры, которые оказывают влияние на процесс выпуска и повторного наполнения, а следовательно, расход топлива, могут изменяться в большей или меньшей степени посредством изменяемого клапанного механизма. Идеальным решением была бы система полностью изменяемой установки фаз клапанного распределения, которая дает возможность специально выбранных значений для хода и установок фаз распределения для любой рабочей точки двигателя с искровым зажиганием. Однако заметные сбережения топлива также могут достигаться с клапанными механизмами, которые являются изменяемыми всего лишь частично. Управление нагрузкой без дросселя, а следовательно, без потерь, является возможным только благодаря возможности изменения времени закрывания впускного клапана и хода впускного клапана. Масса смеси, втекающей в камеру сгорания во время процесса впуска, в таком случае, управляется не посредством дроссельного клапана, но посредством хода впускного клапана и длительности открывания впускного клапана.One way to reduce throttling of a positive ignition engine is to use at least a partially variable valve mechanism. In contrast to traditional valve mechanisms, in which both valve travel and distribution phase settings are unchanged, these parameters, which affect the process of exhausting and refilling, and therefore fuel consumption, can be changed to a greater or lesser extent by means of a variable valve mechanism . An ideal solution would be a system of completely variable valve phase distribution, which allows specially selected values for the stroke and distribution phase settings for any operating point of the spark ignition engine. However, noticeable fuel savings can also be achieved with valve mechanisms that are only partially variable. The control of the load without a throttle, and therefore without loss, is possible only due to the possibility of changing the closing time of the intake valve and the stroke of the intake valve. The mass of the mixture flowing into the combustion chamber during the intake process, in this case, is controlled not by the throttle valve, but by the stroke of the intake valve and the duration of opening the intake valve.

Один из способов изменения установок фаз клапанного распределения состоит в том, что используют устройство регулирования распределительного вала, посредством которого распределительный вал может поворачиваться на определенный угол относительно коленчатого вала, осуществляя опережение или запаздывание установок фаз распределения без изменения или способности менять длительности открывания клапанов. Поворачивание распределительного вала и кулачков, расположенных на нем, смещает время открывания и время закрывания на одинаковую величину угла поворота коленчатого вала в одном и том же направлении.One of the ways to change the valve distribution phase settings is to use a camshaft adjustment device through which the camshaft can rotate a certain angle relative to the crankshaft, leading ahead or delaying the distribution phase settings without changing or the ability to change the valve opening time. The rotation of the camshaft and the cams located on it, shifts the opening time and closing time by the same value of the angle of rotation of the crankshaft in the same direction.

Посредством изменяемой установки фаз клапанного распределения также можно менять перекрытие клапанов, то есть, диапазон углов поворота коленчатого вала, в котором по меньшей мере одно выпускное отверстие еще не закрыто, в то время как открыт впуск.By means of a variable valve phase setting, it is also possible to change the valve overlap, that is, the range of angles of rotation of the crankshaft in which at least one outlet is not yet closed while the inlet is open.

При перекрытии клапанов, могут быть потери продувки на высоких нагрузках, с некоторой частью всасываемого наддувочного воздуха, протекающей через цилиндр, не принимая участия в последующем процессе сгорания. Изменяемая установка фаз клапанного распределения может предоставлять возможность, среди прочего, изменения перекрытия клапанов в зависимости от скорости вращения двигателя.When the valves are shut off, there may be a loss of purge at high loads, with some part of the intake charge air flowing through the cylinder, not taking part in the subsequent combustion process. A variable valve distribution phase setting may provide, among other things, changes in valve overlap depending on engine speed.

В случае двигателей внутреннего сгорания с наддувом посредством турбонаддува с приводом от выхлопной системы, большое перекрытие клапанов является пригодным средством значительного подъема максимального крутящего момента и улучшения режимов работы неустановившегося состояния на низких скоростях вращения двигателя. Перепад давления между стороной впуска и стороной выпуска на низких скоростях вращения двигателя способствует эффективному процессу продувки цилиндра посредством наддувочного воздуха и гарантирует большее наполнение цилиндра, а следовательно, более высокую мощность.In the case of supercharged internal combustion engines driven by a turbocharger driven by an exhaust system, large valve overlap is a useful means of significantly raising maximum torque and improving the transient state at low engine speeds. The pressure difference between the inlet side and the outlet side at low engine speeds contributes to an efficient cylinder purging process by means of charge air and guarantees a greater filling of the cylinder, and therefore higher power.

Большое перекрытие клапанов или позднее закрывание по меньшей мере двух выпускных клапанов также является подходящим способом снижения насосной работы, а следовательно потерь выпуска и повторного наполнения при работе на частичных нагрузках.Large valve closure or late closure of at least two exhaust valves is also an appropriate way to reduce pumping work, and consequently loss of discharge and refilling when operating at partial loads.

Еще одно опробованное решение для снижения дросселирования двигателя с искровым зажиганием предложено посредством отключения цилиндров, то есть, отключения отдельных цилиндров в определенных диапазонах нагрузок. Эффективность двигателя с искровым зажиганием при работе на частичных нагрузках может улучшаться, то есть, увеличиваться, посредством частичного выключения, поскольку отключение цилиндра многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания увеличивает нагрузку других цилиндров, которые все еще находятся в действии, при условии постоянной выходной мощности двигателя, а потому, дроссельный клапан может или должен дополнительно открываться, чтобы вводить большую массу воздуха в упомянутые цилиндры, итогом является снижение дросселирования двигателя внутреннего сгорания. Во время частичного выключения, то есть, при работе на частичных нагрузках двигателя внутреннего сгорания, цилиндры, которые непрерывно находятся в действии, к тому же, часто работают в диапазоне более высоких нагрузок, при которых удельный расход топлива более низок. Совокупность нагрузки смещается по направлению к более высоким нагрузкам.Another tried and true solution to reduce throttling of a spark ignition engine is proposed by turning off the cylinders, that is, turning off the individual cylinders in certain load ranges. The efficiency of an engine with spark ignition when operating at partial loads can be improved, that is, increased by partial shutdown, since turning off the cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine increases the load of other cylinders that are still in operation, subject to a constant output power of the engine, and therefore , the throttle valve may or must additionally open to introduce a large mass of air into the said cylinders, the result is a reduction in throttled I have an internal combustion engine. During partial shutdown, that is, when operating at partial loads of an internal combustion engine, cylinders that are continuously in operation, moreover, often operate in the range of higher loads at which specific fuel consumption is lower. The aggregate load shifts toward higher loads.

Цилиндры, которые продолжают находиться в действии во время частичного выключения, к тому же, имеют улучшенное образование смеси и допускают более высокие уровни рециркуляции выхлопных газов в силу большей подаваемой массы воздуха.Cylinders that continue to be in operation during partial shutdown also have improved mixture formation and allow higher levels of exhaust gas recirculation due to the greater mass of air supplied.

Дополнительные преимущества в показателях эффективности получаются в силу того обстоятельства, что цилиндр, который был отключен, не порождает никаких пристеночных тепловых потерь вследствие переноса тепла из газообразных продуктов сгорания в стенки камеры сгорания, благодаря отсутствию сгорания.Additional advantages in terms of efficiency are obtained due to the fact that the cylinder that was turned off does not cause any near-wall heat loss due to heat transfer from the gaseous products of combustion to the walls of the combustion chamber due to the absence of combustion.

Настоящее изобретение также относится к многоцилиндровому двигателю внутреннего сгорания, имеющему отличительный признак частичного выключения.The present invention also relates to a multi-cylinder internal combustion engine having the hallmark of partial shutdown.

Двигатели внутреннего сгорания содержат по меньшей мере одну головку блока цилиндров и один блок цилиндров, которые соединены вместе на их сборочных торцах для образования отдельных цилиндров, то есть, камер сгорания.Internal combustion engines comprise at least one cylinder head and one cylinder block, which are connected together at their assembly ends to form separate cylinders, i.e., combustion chambers.

Головка блока цилиндров часто используется для расположения клапанного механизма. Для того чтобы управлять выпуском и повторным наполнением, двигатель внутреннего сгорания требует элементов управления и исполнительных устройств для приведения в действие элементов управления. В ходе выпуска и повторного наполнения, газообразные продукты сгорания выбрасываются через выпускные отверстия, и камера сгорания наполняется свежей смесью или наддувочным воздухом через впускные отверстия. В случае четырехтактных двигателей, клапаны, используемые в качестве элементов управления для управления выпуском и повторным наполнением, почти исключительно являются тарельчатыми клапанами, которые выполняют колебательное движение хода во время работы двигателя внутреннего сгорания и, таким образом, открывают и закрывают впускные и выпускные отверстия. Исполнительное устройство, требуемое для движения клапанов, включая сами клапаны, указывается ссылкой как клапанный механизм. Клапанный механизм, как правило, содержит по меньшей мере один распределительный вал, на котором расположено многообразие кулачков.The cylinder head is often used to position the valve mechanism. In order to control the release and refilling, the internal combustion engine requires controls and actuators to actuate the controls. During exhaust and refilling, gaseous combustion products are ejected through the exhaust openings, and the combustion chamber is filled with fresh mixture or charge air through the inlet openings. In the case of four-stroke engines, the valves used as controls to control the outlet and refill are almost exclusively poppet valves that oscillate during the operation of the internal combustion engine and thus open and close the inlet and outlet openings. The actuator required for the movement of the valves, including the valves themselves, is referred to as a valve mechanism. The valve mechanism typically comprises at least one camshaft on which a variety of cams are located.

Цилиндры двигателя внутреннего сгорания, который является предметом настоящего изобретения, каждый содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие для выпускания выхлопных газов, и выпускные магистрали, соединяющие выпускные отверстия по меньшей мере четырех цилиндров, сходятся вместе для образования общей выпускной магистрали, образуя тем самым выпускной коллектор. Ниже по потоку от коллектора, выхлопные газы затем могут подводиться к турбине турбонагнетателя с приводом от выхлопной системы и/или к одной или более систем последующей очистки выхлопных газов.The cylinders of the internal combustion engine, which is the subject of the present invention, each contains at least one exhaust outlet for exhaust gas, and the exhaust manifolds connecting the exhaust ports of the at least four cylinders converge together to form a common exhaust manifold, thereby forming an exhaust manifold . Downstream of the manifold, the exhaust gases can then be led to a turbocharger turbine driven by an exhaust system and / or to one or more exhaust after-treatment systems.

Что касается выпуска и повторного наполнения, оказалось проблемой, что выпускные магистрали цилиндров в современных двигателях внутреннего сгорания выполняют все короче и короче, то есть, они имеют неизменно более короткую длину, от соответствующего выпускного отверстия до точки сбора в выпускном коллекторе, в которой выпускные магистрали сходятся вместе, чтобы образовать общую выпускную магистраль, и собираются выхлопные газы из цилиндров. Есть различные причины для этого развития. Все чаще и чаще, выпускной коллектор является встроенным в головку блока цилиндров, для того чтобы извлекать выгоду из системы охлаждения в головке блока цилиндров и чтобы избежать необходимости изготовления коллектора из материалов, которые могут выдерживать высокие тепловые напряжения, которые являются дорогостоящими.Regarding the outlet and refilling, it turned out to be a problem that the exhaust lines of the cylinders in modern internal combustion engines are shorter and shorter, that is, they have a consistently shorter length, from the corresponding outlet to the collection point in the exhaust manifold, in which the exhaust manifolds come together to form a common exhaust line, and exhaust gases from the cylinders are collected. There are various reasons for this development. More and more often, the exhaust manifold is built into the cylinder head in order to benefit from the cooling system in the cylinder head and to avoid the need to manufacture the manifold from materials that can withstand high thermal stresses that are expensive.

Короткие выпускные магистрали могут приводить к цилиндрам двигателя внутреннего сгорания, имеющим неблагоприятное влияние друг на друга во время выпуска и повторного наполнения, в частности, по меньшей мере частично делая недействительным эффект, достигаемый процессом продувки остаточных газов, который происходит.Short exhaust lines can lead to cylinders of an internal combustion engine having an adverse effect on each other during exhaust and refilling, in particular, at least partially invalidating the effect achieved by the residual gas purge process that occurs.

Таким образом, в случае четырехцилиндрового рядного двигателя, цилиндры которого приводятся в действие с последовательностью зажигания 1-3-4-2, например, четвертый цилиндр может иметь неблагоприятное влияние на предыдущий, третий цилиндр в последовательности зажигания, то есть, зажигаемый ранее цилиндр, во время выпуска и повторного наполнения, и выхлопные газы, возникающие из четвертого цилиндра, могут проникать в третий цилиндр, то есть, осуществлять перетекание, до того, как будет закрыт по меньшей мере один его выпускной клапан. Здесь, откачка выхлопных газов из четвертого цилиндра основана по существу на двух разных механизмах. Если выпускной клапан открыт в начале выпуска и повторного наполнения, газообразные продукты сгорания текут на высокой скорости через выпускное отверстие в выпускную магистраль, благодаря высокому уровню давления, преобладающему в цилиндре к окончанию сгорания, и связанному высокому перепаду давления между камерой сгорания и системой выпуска. Этот процесс приводимого в движение давлением потока является тем более интенсивным, чем более высок выходной крутящий момент, и сопровождается высоким пиком давления, также указываемым ссылкой как выброс перед выпуском, который распространяется по выпускной магистрали. По мере того, как развивается выпуск и повторное наполнение, давления в цилиндре и в выпускной магистрали выравниваются в большей степени, а потому, газообразные продукты сгорания затем выбрасываются вследствие перемещения поршня.Thus, in the case of a four-cylinder in-line engine, the cylinders of which are driven with an ignition sequence of 1-3-4-2, for example, the fourth cylinder can have an adverse effect on the previous, third cylinder in the ignition sequence, that is, the previously ignited cylinder, in the discharge and refill time, and the exhaust gases arising from the fourth cylinder, can penetrate into the third cylinder, that is, flow over before at least one exhaust valve is closed. Here, exhaust pumping from the fourth cylinder is based essentially on two different mechanisms. If the exhaust valve is open at the beginning of exhaust and refilling, the gaseous products of combustion flow at high speed through the exhaust outlet to the exhaust manifold, due to the high pressure prevailing in the cylinder at the end of the combustion and the associated high pressure drop between the combustion chamber and the exhaust system. This process of pressure-driven flow is all the more intense the higher the output torque, and is accompanied by a high pressure peak, also referred to as an ejection before discharge, which propagates along the exhaust manifold. As discharge and refilling develops, the pressures in the cylinder and in the exhaust manifold equalize to a greater extent, and therefore, gaseous products of combustion are then emitted due to the movement of the piston.

Выхлопные газы, возникающие из четвертого цилиндра и введенные в третий цилиндр, должны рассматриваться в качестве неблагоприятных.Exhaust gases originating from the fourth cylinder and introduced into the third cylinder should be considered as unfavorable.

Для того чтобы противостоять этой проблеме, являющейся результатом коротких выпускных магистралей, длительность открывания выпускных клапанов или выпускных отверстий укорачивается согласно предшествующему уровню техники, то есть, впуск открывают позже и/или закрывают раньше. Для того чтобы быть способным продолжать пользоваться преимуществами большого перекрытия клапанов, выпуск предпочтительно открывают позже, а время закрывания поддерживается на низких скоростях вращения двигателя. Эта мера, таким образом, дает возможность сохранять улучшение характеристик крутящего момента на низких скоростях вращения двигателя. Однако укороченная длительность открывания выпускных клапанов вызывает недостатки в отношении мощности на высоких скоростях вращения двигателя и в отношении снижения насосной работы при работе на частичных нагрузках для снижения расхода топлива.In order to counter this problem arising from short exhaust lines, the opening time of the exhaust valves or exhaust openings is shortened according to the prior art, that is, the inlet is opened later and / or closed earlier. In order to be able to continue to take advantage of the large valve overlap, the outlet is preferably opened later and the closing time is maintained at low engine speeds. This measure, therefore, makes it possible to maintain an improvement in the torque characteristics at low engine speeds. However, the shortened opening time of the exhaust valves causes disadvantages in terms of power at high engine speeds and in relation to reduced pumping operation at partial loads to reduce fuel consumption.

В условиях изложенных выше предпосылок, задачей настоящего изобретения является предоставление двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, содержащим отличительный признак частичного выключения, в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения, посредством которого преодолевают недостатки, известные из предшествующего уровня техники, и, в частности, посредством которого могут лучше использоваться преимущества большого перекрытия клапанов, и в котором выпуск и повторное наполнение одновременно оптимизируются в отношении риска перетекания выхлопных газов.Under the conditions of the foregoing conditions, it is an object of the present invention to provide an internal combustion engine with a positive ignition comprising the hallmark of partial shutdown, in accordance with the preamble of claim 1, by means of which the disadvantages of the prior art are overcome, and in particular by which can better take advantage of the large valve overlap, and in which exhaust and refill simultaneously optimize regarding the risk of overflow of exhaust gases.

Дополнительная частная задача настоящего изобретения состоит в предоставлении способа управления двигателем внутреннего сгорания этого типа.An additional particular objective of the present invention is to provide a method for controlling this type of internal combustion engine.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Первая частная задача достигается двигателем внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, содержащим по меньшей мере одну головку блока цилиндров и по меньшей мере четыре цилиндра, расположенных в ряд, а следовательно, содержащим два внешних цилиндра и по меньшей мере два внутренних цилиндра, причемThe first particular problem is achieved by an internal combustion engine with a positive ignition, comprising at least one cylinder head and at least four cylinders arranged in a row, and therefore containing two external cylinders and at least two internal cylinders,

- по меньшей мере четыре цилиндра выполнены с возможностью образования по меньшей мере двух групп, каждая содержащая по меньшей мере два цилиндра, при этом два внешних цилиндра образуют первую группу, а по меньшей мере два внутренних цилиндра образуют вторую группу, цилиндры которых выполнены с возможностью включения в зависимости от нагрузки и отключения при недоборе заданной нагрузки,- at least four cylinders are configured to form at least two groups, each containing at least two cylinders, with two outer cylinders form the first group, and at least two inner cylinders form the second group, the cylinders of which are configured to include depending on the load and shutdown when the specified load is not received,

- каждый цилиндр содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие для выпускания выхлопных газов из цилиндра, при этом каждое выпускное отверстие снабжен выпускным клапаном, который может управляться посредством клапанного исполнительного устройства и открывает или закрывает выпускное отверстие,- each cylinder contains at least one outlet for discharging exhaust gases from the cylinder, wherein each outlet is provided with an outlet valve that can be controlled by a valve actuator and opens or closes the outlet,

- каждое выпускное отверстие примыкает к выпускной магистрали, и- each outlet is adjacent to the outlet line, and

- выпускные магистрали по меньшей мере четырех цилиндров сходятся вместе для образования общей выпускной магистрали, образуя тем самым выпускной коллектор,- the exhaust manifolds of at least four cylinders converge together to form a common exhaust manifold, thereby forming an exhaust manifold,

отличающийся тем, чтоcharacterized in that

- выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют продолжительности открывания разной длительности, при этом выпускные отверстия внешних цилиндров имеют более продолжительную длительность Δlong открывания, а выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют более короткую длительность Δshort открывания.- the outlets of the outer cylinders and the outlets of the inner cylinders have different opening times, the outlets of the outer cylinders have a longer opening duration Δ long , and the outlets of the inner cylinders have a shorter opening Δ short opening.

В случае двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению, выпускные отверстия всех цилиндров не обеспечены, то есть не приводятся в действие, укороченной длительностью открывания, для того чтобы подавлять взаимное влияние цилиндров во время выпуска и повторного наполнения, как описано вначале. Решение в отношении того, обеспечены ли выпускное отверстие укороченной длительностью открывания или нет, принимается в зависимости от того, является ли связанный цилиндр цилиндром, который непрерывно находится в действии, или цилиндром, который может включаться, то есть, цилиндром, который отключается во время частичного выключения.In the case of the internal combustion engine according to the invention, the exhaust openings of all the cylinders are not provided, i.e. are not actuated, shortened by the opening time, in order to suppress the mutual influence of the cylinders during exhaust and refilling, as described initially. The decision as to whether the outlet is provided with a shorter opening time or not is made depending on whether the associated cylinder is a cylinder that is continuously in operation or a cylinder that can be turned on, that is, a cylinder that shuts off during partial off.

В случае многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания рассматриваемого типа, имеющего отличительный признак частичного выключения, внутренние цилиндры как правило и, к тому же, согласно изобретению, выполнены в качестве цилиндров, которые могут включаться, тогда как внешние цилиндры являются цилиндрами, которые непрерывно находятся в действии при работе двигателя внутреннего сгорания.In the case of a multi-cylinder internal combustion engine of the type in question, which has the distinguishing feature of partial shutdown, the inner cylinders are generally and, moreover, according to the invention, made as cylinders that can be turned on, while the outer cylinders are cylinders that are continuously in operation when the operation of the internal combustion engine.

Например, в случае четырехцилиндрового двигателя, цилиндры которого подвергаются зажиганию с последовательностью зажигания 1-3-4-2 при нормальной работе, нормальная схема зажигания 1-4 также может формироваться в случае частичного выключения, при какой схеме внешние цилиндры двигателя внутреннего сгорания, которые непрерывно находятся в действии, то есть, первый и четвертый цилиндры, имеют нормальное разнесение зажигания в 360° угла поворота коленчатого вала. Это имеет преимущество, с одной стороны, в отношении баланса масс, а с другой стороны, в отношении перетекания выхлопных газов из одного цилиндра в другой цилиндр. Благодаря тому обстоятельству, что первый и четвертый цилиндры, которые продолжают приводиться в действие в случае частичного выключения, расположены на большом расстоянии друг от друга в головке блока цилиндров, и их процессы управления имеют смещение 360° угла поворота коленчатого вала, нет риска, что один из упомянутых цилиндров будет оказывать влияние на другой цилиндр во время выпуска и повторного наполнения, или будет сам находиться под влиянием другого цилиндра во время выпуска и повторного наполнения. Таким образом, выходные отверстия внешних цилиндров могут быть обеспечены более продолжительной длительностью Δlong открывания. Внутренние цилиндры, расположение которых делает их особенно восприимчивыми к перетеканию выхлопных газов, отключены.For example, in the case of a four-cylinder engine, the cylinders of which are ignited with an ignition sequence of 1-3-4-2 during normal operation, a normal ignition circuit 1-4 can also be formed in case of partial shutdown, in which case the external cylinders of the internal combustion engine, which are continuously are in operation, that is, the first and fourth cylinders have a normal ignition spacing of 360 ° of the crankshaft rotation angle. This has an advantage, on the one hand, with respect to the mass balance, and on the other hand, with respect to the flow of exhaust gases from one cylinder to another cylinder. Due to the fact that the first and fourth cylinders, which continue to operate in the event of partial shutdown, are located at a great distance from each other in the cylinder head, and their control processes have a 360 ° shift of the crankshaft angle, there is no risk that one of the said cylinders will affect another cylinder during the release and refill, or will itself be influenced by the other cylinder during the release and refill. Thus, the outlets of the outer cylinders can be provided with a longer opening duration Δ long . Inner cylinders, the arrangement of which makes them particularly susceptible to overflow of exhaust gases, are disabled.

Более продолжительная длительность Δlong открывания внешних цилиндров дает возможность пользоваться преимуществами большого перекрытия клапанов для улучшения характеристики крутящего момента на низких скоростях вращения двигателя в случае частичного выключения, не вынуждая мириться с недостатками в отношении мощности на высоких скоростях вращения двигателя или в отношении снижения насосной работы на низких нагрузках. Последнее приводит к дополнительному снижению расхода топлива в случае частичного выключения, а следовательно, к снижению расхода топлива двигателя внутреннего сгорания в целом. Таким образом, есть совместное действие, поскольку назначение согласно изобретению более продолжительной длительности Δlong открывания внешним цилиндрам, которые непрерывно находятся в действии, улучшает работу двигателя внутреннего сгорания многими способами, особенно в отношении коэффициента полезного действия.The longer Δ long opening times of the outer cylinders makes it possible to take advantage of the large valve overlap to improve the torque characteristics at low engine speeds in the event of partial shutdown, without forcing to suffer from disadvantages in terms of power at high engine speeds or in terms of reducing pump work by low loads. The latter leads to an additional reduction in fuel consumption in the event of a partial shutdown, and therefore to a decrease in fuel consumption of the internal combustion engine as a whole. Thus, there is a joint effect, since the purpose according to the invention of a longer duration Δ long of opening to external cylinders, which are continuously in operation, improves the operation of the internal combustion engine in many ways, especially with regard to the efficiency.

Когда все цилиндры двигателя внутреннего сгорания находятся в действии, преимущества, которые возникают от более продолжительной длительности Δlong открывания внешних цилиндров, фундаментально сохраняются, причем, перетекание выхлопных газов, когда вовлечены внутренние цилиндры, нейтрализуется тем обстоятельством, что выпускные отверстия внутренних цилиндров обеспечены более короткой длительностью Δshort открывания. Это, например, предохраняет выхлопные газы от выхода из внешних цилиндров во внутренние цилиндры, то есть, препятствует прохождению выхлопных газов из четвертого цилиндра в ранее подвергаемый зажиганию третий цилиндр или прохождению выхлопных газов из первого цилиндра в ранее подвергаемый зажиганию второй цилиндр.When all the cylinders of the internal combustion engine are in operation, the advantages that arise from the longer opening time Δ long of the outer cylinders are fundamentally preserved, moreover, the exhaust gas flow when the inner cylinders are involved is neutralized by the fact that the exhaust openings of the inner cylinders are provided with a shorter Δ short opening duration. This, for example, prevents the exhaust gases from escaping from the outer cylinders to the inner cylinders, i.e., prevents the passage of exhaust gases from the fourth cylinder to the previously ignited third cylinder or the passage of exhaust gases from the first cylinder to the previously ignited second cylinder.

Испытания показали, что есть меньше причин для беспокойства о перетекании выхлопных газов из внутреннего цилиндра во внешний цилиндр. То есть, перетекание выхлопных газов из второго цилиндра в ранее подвергнутый зажиганию четвертый цилиндр или перетекание выхлопных газов из третьего цилиндра в ранее подвергнутый зажиганию первый цилиндр является менее критичным. Причины приводятся далее.Tests have shown that there is less cause for concern about the flow of exhaust gases from the inner cylinder to the outer cylinder. That is, the flow of exhaust gases from the second cylinder to the previously ignited fourth cylinder or the flow of exhaust gases from the third cylinder to the previously ignited first cylinder is less critical. The reasons are given below.

С одной стороны, длина тракта, который должны пройти выхлопные газы в коллекторе, является хотя бы слегка большей. С другой стороны, выпускные магистрали имеют разные длины от выпускного отверстия соответствующего цилиндра до точки сбора в коллекторе, в которой сходятся вместе выпускные магистрали цилиндров. Разности длин выпускных магистралей обладают тем эффектом, что свежий воздух, всасываемый в систему выпуска во время операции продувки, например, формирует более длинный столб свежего воздуха в выпускной магистрали первого цилиндра, чем в выпускной магистрали второго цилиндра.On the one hand, the length of the path that the exhaust gases in the manifold must pass is at least slightly larger. On the other hand, the exhaust manifolds have different lengths from the outlet of the corresponding cylinder to the collection point in the manifold at which the exhaust manifolds of the cylinders converge. Differences in the lengths of the exhaust lines have the effect that fresh air drawn into the exhaust system during the purge operation, for example, forms a longer column of fresh air in the exhaust line of the first cylinder than in the exhaust line of the second cylinder.

Если второй внутренний цилиндр осуществляет зажигание раньше первого внешнего цилиндра, волна давления, происходящая из первого цилиндра, должна преодолевать всего лишь сравнительно короткий столб свежего воздуха или выталкивать последний обратно во второй цилиндр перед тем, как упомянутая волна давления вводит выхлопные газы, уже выпущенные из второго цилиндра, или выхлопные газы, возникающие из первого цилиндра, во второй цилиндр.If the second inner cylinder ignites earlier than the first outer cylinder, the pressure wave originating from the first cylinder must overcome only a relatively short column of fresh air or push the latter back into the second cylinder before the pressure wave introduces exhaust gases already discharged from the second cylinder, or exhaust gases arising from the first cylinder, into the second cylinder.

С другой стороны, если четвертый внешний цилиндр осуществляет зажигание раньше второго внутреннего цилиндра, волна давления, происходящая из второго цилиндра, должна преодолевать более длинный столб свежего воздуха или выталкивать последний обратно в четвертый цилиндр до того, как упомянутая волна давления вводит выхлопные газы, уже выпущенные из четвертого цилиндра, или выхлопные газы, возникающие из второго цилиндра, в четвертый цилиндр.On the other hand, if the fourth outer cylinder ignites before the second inner cylinder, the pressure wave originating from the second cylinder must overcome a longer column of fresh air or push the latter back into the fourth cylinder before the pressure wave introduces exhaust gases already discharged from the fourth cylinder, or exhaust gases arising from the second cylinder, into the fourth cylinder.

Длина тракта, которую должны проходить выхлопные газы, чтобы перетекать в другой цилиндр по выпускной магистрали упомянутого цилиндра и против исходного направления потока, являются разными в обоих случаях.The length of the path that the exhaust gases must pass in order to flow into another cylinder along the exhaust line of said cylinder and against the original flow direction is different in both cases.

Тогда как, согласно предшествующему уровню техники, длительность открывания всех выпускных клапанов или выпускных отверстий укорочена, согласно изобретению, длительность открывания выпускных отверстий модифицирована только до степени, требуемой многоцилиндровым двигателем внутреннего сгорания, имеющим отличительный признак частичного выключения.Whereas, according to the prior art, the opening duration of all exhaust valves or exhaust openings is shortened, according to the invention, the opening duration of the exhaust openings is modified only to the extent required by a multi-cylinder internal combustion engine having the hallmark of partial shutdown.

Посредством двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению, решена первая задача, лежащая в основе изобретения, а именно, задача предоставления двигателя внутреннего сгорания, посредством которого могут лучше использоваться преимущества большого перекрытия клапанов, и в котором выпуск и повторное наполнение одновременно оптимизированы в отношении риска перетекания выхлопных газов.By means of the internal combustion engine according to the invention, the first problem underlying the invention has been solved, namely, the task of providing an internal combustion engine by which the advantages of large valve overlap can be better used, and in which the exhaust and refill are simultaneously optimized with respect to the risk of exhaust gas overflow .

Дополнительные полезные варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению описаны ниже в соответствии с зависимыми пунктами формулы изобретения.Additional useful embodiments of an internal combustion engine according to the invention are described below in accordance with the dependent claims.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, в котором выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют одинаковое время открывания.Embodiments of a positive ignition internal combustion engine in which the outlets of the outer cylinders and the outlets of the inner cylinders have the same opening time are useful.

Внутренние цилиндры имеют более раннее время закрывания, чем внешние цилиндры. Это учитывает то обстоятельство, что внутренние цилиндры особенно восприимчивы к перетеканию выхлопных газов, в частности, более восприимчивы, чем внешние цилиндры. Раннее закрывание внутренних цилиндров предохраняет выхлопные газы от перехода из внешнего цилиндра во внутренний цилиндр. В случае четырехцилиндрового рядного двигателя, это, например, гарантирует, что выхлопные газы не переходят из четвертого цилиндра в соседний третий цилиндр, и что выхлопные газы не могут перетекать из первого цилиндра в соседний второй цилиндр.The inner cylinders have an earlier closing time than the outer cylinders. This takes into account the fact that the inner cylinders are particularly susceptible to overflow of exhaust gases, in particular, are more susceptible than the outer cylinders. Closing the inner cylinders early prevents the exhaust from moving from the outer cylinder to the inner cylinder. In the case of a four-cylinder in-line engine, this, for example, ensures that the exhaust gases do not pass from the fourth cylinder to the neighboring third cylinder, and that the exhaust gases cannot flow from the first cylinder to the neighboring second cylinder.

Поэтому, полезно обеспечивать, то есть, приводить в действие, выпускные отверстия цилиндров одинаковым временем открывания.Therefore, it is useful to provide, that is, actuate, the cylinder outlets with the same opening time.

По упомянутым причинам, полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, в котором выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют смещение Δ в отношении времени закрывания.For the reasons mentioned, embodiments of a positive-ignition internal combustion engine are useful in which the outlets of the outer cylinders and the outlets of the inner cylinders have an offset Δ in relation to the closing time.

В этом случае, полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых 2° угла поворота коленчатого вала<Δ≤10° угла поворота коленчатого вала.In this case, embodiments of an internal combustion engine are useful in which a 2 ° crank angle <Δ≤10 ° of a crank shaft angle.

В этом случае, полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых 10° угла поворота коленчатого вала<Δ≤15° угла поворота коленчатого вала, или 15° угла поворота коленчатого вала<Δ≤25° угла поворота коленчатого вала.In this case, embodiments of the internal combustion engine are useful in which 10 ° of the crankshaft angle <Δ≤15 ° of the angle of rotation of the crankshaft, or 15 ° of the angle of rotation of the crankshaft <Δ≤25 ° of the angle of rotation of the crankshaft.

Выбранный размер смещения Δ или разность между более короткой длительностью Δshort открывания и более продолжительной длительностью Δlong открывания в каждом отдельном случае зависит от большого количества факторов, в частности, от количества цилиндров, выпускные магистрали которых сходятся вместе для образования коллектора, последовательности зажигания упомянутых цилиндров и длины отдельных выпускных магистралей, которые примыкают к выпускным отверстиям.The selected displacement size Δ or the difference between a shorter opening time Δ short opening and a longer opening duration Δ long in each individual case depends on a large number of factors, in particular, on the number of cylinders whose exhaust lines converge together to form a collector, the ignition sequence of the said cylinders and the lengths of the individual exhaust lines that are adjacent to the exhaust openings.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых выпускные магистрали по меньшей мере четырех цилиндров сходятся вместе в пределах по меньшей мере одной головки блока цилиндров, чтобы образовать общую выпускную магистраль, образуя тем самым встроенный выпускной коллектор. В качестве альтернативы, также можно, чтобы выпускные магистрали сходились вместе вне головки блока цилиндров, чтобы образовать общую выпускную магистраль, как описано ниже.Embodiments of an internal combustion engine are useful in which the exhaust lines of at least four cylinders converge together within at least one cylinder head to form a common exhaust line, thereby forming an integrated exhaust manifold. Alternatively, it is also possible for the exhaust manifolds to come together outside the cylinder head to form a common exhaust manifold, as described below.

Варианты осуществления, в которых выпускные магистрали сходятся вместе в группах в пределах и/или внутри по меньшей мере одной головки блока цилиндров, чтобы образовывать множество общих выпускных магистралей, образуя тем самым по меньшей мере два выпускных коллектора, подобным образом могут быть двигателями внутреннего сгорания согласно изобретению.Embodiments in which exhaust manifolds converge together in groups within and / or within at least one cylinder head to form a plurality of common exhaust manifolds, thereby forming at least two exhaust manifolds, similarly may be internal combustion engines according to invention.

Также полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых выпускные магистрали по меньшей мере четырех цилиндров сходятся вместе, чтобы образовать общую выпускную магистраль, образуя тем самым выпускной коллектор, который по меньшей мере частично встроен в по меньшей мере одну головку блока цилиндров.Also useful are embodiments of an internal combustion engine in which the exhaust lines of at least four cylinders converge to form a common exhaust line, thereby forming an exhaust manifold that is at least partially integrated into at least one cylinder head.

Как уже упомянуто, встраивание выпускного коллектора в головку блока цилиндров дает возможность избегать использования материалов, которые могут выдерживать высокие тепловые напряжения для создания коллектора двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, тем самым, давая возможность уменьшать затраты на производство.As already mentioned, embedding the exhaust manifold in the cylinder head makes it possible to avoid the use of materials that can withstand high thermal stresses to create a manifold of a liquid-cooled internal combustion engine, thereby making it possible to reduce production costs.

Однако встраивание выпускного коллектора в головку блока цилиндров также обладает преимуществом в отношении турбины турбонагнетателя с приводом от выхлопной системы, расположенной в системе выпуска, и/или в отношении используемых систем последующей очистки выхлопных газов. Основная задача состоит в том, чтобы расположить турбину турбонагнетателя с приводом от выхлопной системы как можно ближе к выпуску двигателя внутреннего сгорания, для того чтобы, таким образом, сделать лучше всего возможным использование энтальпии выхлопных газов у горячих выхлопных газов, которая окончательно определяется давлением выхлопных газов и температурой выхлопных газов, и чтобы гарантировать быструю реакцию от турбонагнетателя. С другой стороны, тракт горячих выхлопных газов в различные системы последующей очистки выхлопных газов должен быть как можно более коротким, для того чтобы гарантировать, что выхлопные газы остывают всего лишь незначительно, и что системы последующей очистки выхлопных газов достигают своей рабочей температуры или температуры розжига как можно быстрее, особенно после того, как двигатель внутреннего сгорания был запущен холодным.However, integrating the exhaust manifold into the cylinder head also has an advantage with respect to a turbocharger turbine driven by an exhaust system located in the exhaust system and / or with respect to the exhaust after-treatment systems used. The main objective is to position the turbine of the exhaust-driven turbocharger as close as possible to the exhaust of the internal combustion engine, in order to thus make it best to use the exhaust gas enthalpy of the hot exhaust gas, which is finally determined by the exhaust gas pressure and exhaust temperature, and to guarantee a quick response from the turbocharger. On the other hand, the hot exhaust gas path to the various exhaust after-treatment systems should be as short as possible in order to ensure that the exhaust gases cool only slightly and that the exhaust after-treatment systems reach their operating temperature or ignition temperature as possible faster, especially after the internal combustion engine has been started cold.

В этом контексте, основная задача, поэтому, состоит в минимизации тепловой инерции подсекции выпускной магистрали между выпускным отверстием в цилиндре и системой последующей очистки выхлопных газов и/или между выпускным отверстием в цилиндре и турбиной турбонагнетателя с приводом от выхлопной системы, возможно добиваться этого посредством уменьшения массы и длины этой подсекции, но также посредством уменьшения поверхности переноса тепла коллектора. В этом контексте, встраивание коллектора является целесообразным.In this context, the main objective, therefore, is to minimize the thermal inertia of the exhaust manifold subsection between the outlet in the cylinder and the exhaust after-treatment system and / or between the outlet in the cylinder and the turbocharger turbine driven by the exhaust system, this can be achieved by reducing the mass and length of this subsection, but also by reducing the collector's heat transfer surface. In this context, embedding a collector is appropriate.

Встраивание укорачивает общую длину тракта всех выпускных магистралей и предоставляет возможность компактной и менее громоздкой конструкции двигателя внутреннего сгорания, снижения веса и эффективной компоновки полного узла привода в моторном отсеке.Embedding shortens the total path length of all exhaust lines and allows for a compact and less bulky design of an internal combustion engine, weight reduction and efficient layout of a complete drive unit in the engine compartment.

Головка блока цилиндров, выполненная таким образом, подвергается более высоким тепловым напряжениям, чем традиционная головка блока цилиндров, оснащенная внешним коллектором, а потому, предъявляет повышенные требования к системе охлаждения, по какой причине, система жидкостного охлаждения предпочтительно предусмотрена в головке блока цилиндров.The cylinder head, made in this way, is subjected to higher thermal stresses than the traditional cylinder head, equipped with an external manifold, and therefore imposes increased demands on the cooling system, for which reason, a liquid cooling system is preferably provided in the cylinder head.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых по меньшей мере одна головка блока цилиндров содержит четыре цилиндра, расположенных в ряд, моменты зажигания каждого из которых разнесены на 180° угла поворота коленчатого вала. Варианты осуществления согласно изобретению особенно полезны в случае четырехцилиндрового рядного двигателя, поскольку длительность открывания выпускного клапана может легко превышать 200° угла поворота коленчатого вала, например, доходя до 230° угла поворота коленчатого вала, но четыре цилиндра подвергаются зажиганию с интервалами 180° угла поворота коленчатого вала во время нормальной работы двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, есть необходимость приводить в действие цилиндры - как можно чаще - таким образом, чтобы цилиндры оказывали неблагоприятное влияние друг на друга как можно меньше и как можно реже во время выпуска и повторного наполнения. Разные длительности открывания выпускных клапанов для внутренних и внешних цилиндров в комбинации с отключением внутренних цилиндров в случае частичного выключения здесь являются целесообразными.Useful embodiments of an internal combustion engine in which at least one cylinder head comprises four cylinders arranged in a row, the ignition moments of each of which are spaced apart by 180 ° of the crankshaft rotation angle. Embodiments according to the invention are particularly useful in the case of a four-cylinder in-line engine, since the opening time of the exhaust valve can easily exceed 200 ° of the crankshaft angle, for example, reaching up to 230 ° of the crankshaft angle, but four cylinders are ignited at 180 ° intervals of the crankshaft angle shaft during normal operation of the internal combustion engine. Thus, there is a need to actuate the cylinders - as often as possible - in such a way that the cylinders adversely affect each other as little as possible and as little as possible during release and refilling. The different durations of opening the exhaust valves for the inner and outer cylinders in combination with turning off the inner cylinders in case of partial shutdown are appropriate here.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых обеспечено по меньшей мере одно устройство наддува. Например, турбонагнетатель и/или компрессор с приводом от выхлопной системы, то есть, механический нагнетатель, может применяться в качестве устройства наддува.Useful embodiments of an internal combustion engine in which at least one boost device is provided. For example, a turbocharger and / or a compressor driven by an exhaust system, that is, a mechanical supercharger, can be used as a boost device.

Турбонагнетатель с приводом от выхлопной системы содержит компрессор и турбину, которые размещены на одном и том же валу. Поток горячих выхлопных газов подается в турбину и расширяется, выделяя энергию в турбине, тем самым, сообщая вращение валу. Энергия, выделяемая потоком выхлопных газов в турбину и, в конечном счете, на валу, используется для приведения в движение компрессора, который так же расположен на валу. Компрессор подает и сжимает наддувочный воздух, подведенный к нему, тем самым, добиваясь наддува по меньшей мере четырех цилиндров. Охлаждение наддувочного воздуха может быть предусмотрено, будучи используемым для охлаждения сжатого наддувочного воздуха перед впуском в цилиндры.A turbocharger driven by an exhaust system comprises a compressor and a turbine that are located on the same shaft. The flow of hot exhaust gases is supplied to the turbine and expands, generating energy in the turbine, thereby imparting rotation to the shaft. The energy released by the exhaust stream into the turbine and, ultimately, on the shaft, is used to drive the compressor, which is also located on the shaft. The compressor supplies and compresses the charge air supplied to it, thereby achieving a boost of at least four cylinders. Charge charge air cooling may be provided while being used to cool compressed charge air before being introduced into the cylinders.

Наддув, главным образом, служит для подъема мощности двигателя внутреннего сгорания. В этом случае, воздух, требуемый для процесса сгорания, сжимается, тем самым, давая возможность подавать большую массу воздуха в каждый цилиндр за каждый рабочий цикл. В силу этого, можно увеличивать массу топлива, а следовательно, среднее давление. Наддув является подходящим средством для подъема мощности двигателя внутреннего сгорания наряду с оставлением рабочего объема неизменным, или уменьшения рабочего объема для той же самой выходной мощности. В каждом случае, наддув приводит к увеличению мощности на единицу объема и более благоприятному отношению мощности к массе. При условии идентичных граничных условий транспортного средства, совокупность нагрузки, таким образом, может смещаться по направлению к более высоким нагрузкам, при которых ниже удельный расход топлива.Supercharging mainly serves to increase the power of the internal combustion engine. In this case, the air required for the combustion process is compressed, thereby making it possible to supply a large mass of air to each cylinder for each working cycle. Due to this, it is possible to increase the mass of fuel, and therefore the average pressure. Supercharging is a suitable means for raising the power of the internal combustion engine while keeping the displacement unchanged, or reducing the displacement for the same output. In each case, pressurization leads to an increase in power per unit volume and a more favorable ratio of power to mass. Under the condition of identical vehicle boundary conditions, the aggregate load can thus shift towards higher loads, at which the specific fuel consumption is lower.

Характеристика крутящего момента двигателя внутреннего сгорания с наддувом может улучшаться посредством различных мер, например, посредством конструкции с небольшим поперечным сечением турбины и одновременной продувкой выхлопных газов, но особенно посредством использования множества турбонагнетателей с приводом от выхлопной системы, турбины которых расположены параллельно или последовательно.The torque characteristic of a supercharged internal combustion engine can be improved by various measures, for example, by means of a design with a small cross section of the turbine and simultaneous purging of exhaust gases, but especially by using a plurality of turbochargers driven by an exhaust system, the turbines of which are arranged in parallel or in series.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, в которыхUseful embodiments of an internal combustion engine with positive ignition, in which

- каждое выпускное отверстие снабжен выпускным клапаном, который может управляться посредством клапанного исполнительного устройства, и- each outlet has an outlet valve that can be controlled by a valve actuator, and

- клапанное исполнительное устройство содержит распределительный вал выпускных клапанов, содержащий выпускные кулачки для приведения в действие выпускных клапанов, при этом, выпускные кулачки внешних цилиндров и выпускные кулачки внутренних цилиндров имеют разные выступы кулачка, чтобы добиваться продолжительностей Δlong, Δshort открывания разных длительностей.- the valve actuator comprises exhaust camshafts containing exhaust cams for actuating the exhaust valves, wherein the exhaust cams of the outer cylinders and the exhaust cams of the inner cylinders have different cam protrusions to achieve Δ long , Δ short opening times of different durations.

В настоящем случае, продолжительности открывания разных длительностей достигаются посредством конструирования соответствующих кулачков с разным профилем кулачка.In the present case, opening times of different durations are achieved by constructing respective cams with different cam profiles.

Исполнительное устройство клапанного механизма, предусмотренное для перемещения клапанов, содержит распределительный вал, на котором многообразие кулачков расположено на определенном расстоянии друг от друга, при этом, выступы кулачка у кулачков занимают или приводят в действие работающий от кулачка элемент по мере того, как вращается распределительный вал. Работающий от кулачка элемент может быть качающимся рычагом, рычагом коромысла или толкателем, который, в свою очередь, находится в зацеплении с тарельчатым клапаном. Вращение кулачка имеет следствием колебательное возвратно-поступательное движение клапана.The valve actuator provided for moving the valves comprises a camshaft on which a variety of cams are located at a certain distance from each other, while the cam protrusions at the cams occupy or actuate the cam-driven element as the camshaft rotates . The cam element can be a rocker arm, rocker arm or pusher, which, in turn, is engaged with a poppet valve. The rotation of the cam results in an oscillatory reciprocating movement of the valve.

Длительность открывания клапана, в таком случае, определяется профилем связанного выступа кулачка, то есть, контактной поверхностью между выступами кулачка и работающими от кулачка элементами, и углом поворота, на протяжении которого выступ кулачка и работающий от кулачка элемент находятся в зацеплении друг с другом.The duration of the valve opening, in this case, is determined by the profile of the associated cam protrusion, i.e., the contact surface between the cam protrusions and cam elements, and the angle of rotation during which the cam protrusion and cam element are engaged with each other.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, в которых каждый цилиндр содержит по меньшей мере два выпускных отверстия для выпускания выхлопных газов из цилиндра.Useful embodiments of a positive ignition internal combustion engine in which each cylinder comprises at least two exhaust openings for discharging exhaust gases from the cylinder.

В контексте выпуска и повторного наполнения, быстрое раскрытие поперечных сечений потока, которые являются как можно большими, является основной задачей. Для того чтобы подавлять потери дросселирования в потоках газа, втекающих и вытекающих, и чтобы обеспечивать оптимальное наполнение цилиндров свежей смесью и/или эффективное, то есть, полное удаление выхлопных газов, полезно обеспечивать по меньшей мере четыре цилиндра двумя или более впускными и/или выпускными отверстиями.In the context of release and refilling, the rapid disclosure of flow cross sections that are as large as possible is a primary concern. In order to suppress throttling losses in gas flows flowing in and out, and to ensure optimal filling of the cylinders with a fresh mixture and / or effective, that is, complete removal of exhaust gases, it is useful to provide at least four cylinders with two or more inlet and / or exhaust holes.

Полезны варианты осуществления двигателя внутреннего сгорания, в которых система непосредственного впрыска предусмотрена для ввода топлива в по меньшей мере четыре цилиндра.Useful embodiments of an internal combustion engine in which a direct injection system is provided for introducing fuel into at least four cylinders.

Еще одним возможным решением для уменьшения дросселирования двигателя внутреннего сгорания с принудительным зажиганием является непосредственный впрыск. Непосредственный впрыск топлива является пригодным средством достижения послойного заряда топлива в камере сгорания. Непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания, таким образом, предоставляет возможность качественного регулирования в двигателях с принудительным зажиганием в определенных пределах. Образование смеси происходит в камере сгорания благодаря непосредственному впрыску топлива в цилиндры или в наддувочный воздух в цилиндрах, а не благодаря внешнему образованию смеси, при котором топливо вводится во всасываемый воздух в секции впуска.Another possible solution to reduce throttling of a positive-ignition internal combustion engine is direct injection. Direct fuel injection is a suitable means of achieving a stratified charge of fuel in the combustion chamber. Direct injection of fuel into the combustion chamber, thus, provides the possibility of high-quality regulation in engines with positive ignition within certain limits. The formation of the mixture occurs in the combustion chamber due to the direct injection of fuel into the cylinders or to the charge air in the cylinders, and not due to the external formation of the mixture, in which the fuel is introduced into the intake air in the intake section.

В силу привлеченного принципа, непосредственный впрыск связан с внутренним охлаждением камеры сгорания и смеси, тем самым, предоставляя возможность более высокого сжатия и/или наддува, а следовательно, лучшего использования топлива без риска преждевременного самовоспламенения топлива, известного как детонация.By virtue of the principle involved, direct injection is associated with internal cooling of the combustion chamber and mixture, thereby providing the possibility of higher compression and / or pressurization, and therefore better use of the fuel without the risk of premature self-ignition of the fuel, known as detonation.

Вторая частная задача, лежащая в основе изобретения, решена способом управления двигателем внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, содержащим четыре цилиндра, расположенных в ряд, в котором сгорание в цилиндрах инициируется посредством принудительного зажигания в последовательности 1–3–4–2, при этом цилиндры подсчитаны и пронумерованы последовательно вдоль продольной оси по меньшей мере одной головки блока цилиндров, начиная с внешнего цилиндра.The second particular problem underlying the invention is solved by a method of controlling an internal combustion engine with a positive ignition comprising four cylinders arranged in a row in which combustion in the cylinders is initiated by positive ignition in a sequence of 1-3-4-4, while the cylinders are counted and numbered sequentially along the longitudinal axis of at least one cylinder head, starting from the outer cylinder.

То, что уже было изложено в отношении двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению, также аналогичным образом применяется к способу согласно изобретению. Внимание в особенности привлечено к описанию вариантов осуществления двигателя внутреннего сгорания.What has already been stated in relation to the internal combustion engine according to the invention is also similarly applied to the method according to the invention. Attention is particularly drawn to the description of embodiments of an internal combustion engine.

Как уже пояснено выше, вариант осуществления согласно изобретению особенно пригоден для четырехцилиндрового рядного двигателя. Разные длительности открывания выпускных клапанов для внутренних и внешних цилиндров в комбинации с отключением внутренних цилиндров в случае частичного выключения приводят к улучшенному сгоранию и повторному наполнению выше предшествующего уровня техники.As already explained above, an embodiment according to the invention is particularly suitable for a four-cylinder in-line engine. Different opening times for exhaust valves for the inner and outer cylinders in combination with shutting off the inner cylinders in case of partial shutdown result in improved combustion and refilling above the prior art.

Полезны варианты осуществления способа, в которых выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров открывают на разные продолжительности в процессе выпуска и повторного наполнения, при этом выпускные отверстия внешних цилиндров открывают на более продолжительное, а выпускные отверстия внутренних цилиндров открывают на более короткое время. Причины являются теми, которые уже изложены.Embodiments of the method are useful in which the outlets of the outer cylinders and the outlets of the inner cylinders are opened for different durations during the exhaust and refill process, while the outlets of the outer cylinders are opened for a longer time, and the outlets of the inner cylinders are opened for a shorter time. The reasons are those already stated.

Полезны варианты способа, в которых выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров открывают с одной и той же установкой момента.Variants of the method are useful in which the outlets of the outer cylinders and the outlets of the inner cylinders are opened with the same torque setting.

Полезны варианты способа, в которых выпускные отверстия, имеющие более короткую длительность Δshort открывания, закрывают раньше, на заданную величину угла Δ поворота коленчатого вала, чем выпускные отверстия, имеющие более продолжительную длительность Δlong открывания. Для смещения Δ, применяют следующее: 2° угла поворота коленчатого вала<Δ≤10° угла поворота коленчатого вала, 10° угла поворота коленчатого вала <Δ≤15° угла поворота коленчатого вала, или 15° угла поворота коленчатого вала<Δ≤25° угла поворота коленчатого вала.Useful are variants of the method in which exhaust openings having a shorter opening duration Δ short are closed earlier by a predetermined angle of rotation Δ of the crankshaft than exhaust openings having a longer opening duration Δ long . To offset Δ, apply the following: 2 ° crankshaft rotation angle <Δ≤10 ° crankshaft rotation angle, 10 ° crankshaft rotation angle <Δ≤15 ° crankshaft rotation angle, or 15 ° crankshaft rotation angle <Δ≤25 ° angle of rotation of the crankshaft.

Полезны варианты осуществления способа, в которых цилиндры второй группыUseful embodiments of the method in which the cylinders of the second group

- отключают при недоборе заданной нагрузки Tdown, и- turn off when the specified load T down is not received , and

- включают при превышении заданной нагрузки Tup.- include when exceeding the specified load T up .

Полезны варианты осуществления способа, в которых заданная нагрузка Tdown и/или Tup зависит от скорости n вращения двигателя внутреннего сгорания.Embodiments of the method are useful in which a given load T down and / or T up depends on the rotation speed n of the internal combustion engine.

Полезны варианты осуществления способа, в которых цилиндр второй группы отключают посредством вывода из работы подачи топлива и/или принудительного зажигания в цилиндр.Embodiments of the method are useful in which the cylinder of the second group is turned off by disabling fuel supply and / or positive ignition into the cylinder.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изобретение подробнее описано ниже со ссылкой на иллюстративный вариант осуществления, показанный на фиг.1, на которой:The invention is described in more detail below with reference to an illustrative embodiment shown in figure 1, in which:

фиг.1 показывает установки момента для выпускного отверстия внешнего цилиндра и установки момента для выпускного отверстия внутреннего цилиндра по первому варианту осуществления двигателя внутреннего сгорания на диаграмме.figure 1 shows the torque setting for the outlet of the outer cylinder and the torque setting for the outlet of the inner cylinder according to the first embodiment of the internal combustion engine in the diagram.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Фиг.1 показывает установки AÖcylinder,out, AScylinder,out момента для выпускного отверстия внешнего цилиндра и установки AÖcylinder,in, AScylinder,in момента для выпускного отверстия внутреннего цилиндра по первому варианту осуществления двигателя внутреннего сгорания на диаграмме.Figure 1 shows the installation of the AÖ cylinder, out , AS cylinder, out of the moment for the outlet of the outer cylinder and the installation of the AÖ cylinder, in , AS cylinder, in of the moment for the outlet of the inner cylinder according to the first embodiment of the internal combustion engine in the diagram.

Выпускное отверстие внешнего цилиндра имеет продолжительную длительность Δlong открывания. Упомянутое открывание открывается с установкой AÖcylinder,out момента и закрывается с установкой AScylinder,out момента. Выпускное отверстие внутреннего цилиндра, в противоположность, имеет более короткую длительность Δshort открывания, которое открывается с установкой AÖcylinder,in момента и закрывается с установкой AScylinder,in момента. Выпускные отверстия двух цилиндров имеют одинаковые моменты времени открывания, но разные моменты времени закрывания. Моменты AScylinder,out, AScylinder,in времени закрывания имеют смещение Δ.The outlet of the outer cylinder has a long opening duration Δ long . The said opening opens with the installation of AÖ cylinder, out of the moment and closes with the installation of AS cylinder, out of the moment. The outlet of the inner cylinder, in contrast, has a shorter opening duration Δ short , which opens with the AÖ cylinder, in moment setting and closes with the AS cylinder, in moment setting. The outlet openings of the two cylinders have the same opening times, but different closing times. Moments AS cylinder, out , AS cylinder, in closing time have an offset Δ.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙLIST OF DESIGNATIONS AND ABBREVIATIONS

cylinder,in - установка момента для «открываний выпуска» внутреннего цилиндраcylinder, in - setting the moment for the “opening of the release” of the inner cylinder

cylinder,in - установка момента для «открываний выпуска» внешнего цилиндраcylinder, in - setting the moment for the "opening of the release" of the outer cylinder

AScylinder,in - установка момента для «закрываний выпуска» внутреннего цилиндраAS cylinder, in - setting the moment for "closing the release" of the inner cylinder

AScylinder,out - установка момента для «закрываний выпуска» внешнего цилиндраAS cylinder, out - setting the moment for “closing the release” of the outer cylinder

°KW - угол поворота коленчатого вала в градусах° KW - angle of rotation of the crankshaft in degrees

ВМТ - верхняя мертвая точкаTDC - top dead center

НМТ - нижняя мертвая точкаBDC - bottom dead center

Δ - смещение момента времени закрывания выпускного отверстия внешнего цилиндра относительно выпускного отверстия внутреннего цилиндраΔ is the offset of the closing time of the outlet of the outer cylinder relative to the outlet of the inner cylinder

Δlong - более длительная продолжительность открывания выпускного отверстия внешнего цилиндраΔ long - longer duration of the opening of the outlet of the outer cylinder

Δlong - более короткая продолжительность открывания выпускного отверстия внутреннего цилиндра.Δ long - a shorter duration of opening the outlet of the inner cylinder.

Claims (27)

1. Двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, содержащий по меньшей мере одну головку блока цилиндров и по меньшей мере четыре цилиндра, расположенных в ряд, а следовательно, содержащий два внешних цилиндра и по меньшей мере два внутренних цилиндра, причем1. An internal combustion engine with positive ignition, comprising at least one cylinder head and at least four cylinders arranged in a row, and therefore comprising two external cylinders and at least two internal cylinders, по меньшей мере четыре цилиндра выполнены с возможностью образования по меньшей мере двух групп, каждая из которых содержит по меньшей мере два цилиндра, при этом два внешних цилиндра образуют первую группу, а по меньшей мере два внутренних цилиндра образуют вторую группу, цилиндры которых выполнены с возможностью включения в зависимости от нагрузки и отключения при недоборе заданной нагрузки,at least four cylinders are configured to form at least two groups, each of which contains at least two cylinders, with two outer cylinders form the first group, and at least two inner cylinders form the second group, the cylinders of which are configured inclusion depending on the load and shutdown when the specified load is not received, причем каждый цилиндр содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие для выпуска выхлопных газов из цилиндра, при этом каждое выпускное отверстие снабжено выпускным клапаном, который может управляться посредством клапанного исполнительного устройства и открывает или закрывает выпускное отверстие,moreover, each cylinder contains at least one outlet for discharging exhaust gases from the cylinder, each outlet being provided with an outlet valve that can be controlled by a valve actuator and opens or closes the outlet, причем каждое выпускное отверстие примыкает к выпускной магистрали, иeach outlet being adjacent to the exhaust manifold, and выпускные магистрали по меньшей мере четырех цилиндров сходятся вместе для образования общей выпускной магистрали, образуя тем самым выпускной коллектор,the exhaust manifolds of at least four cylinders converge to form a common exhaust manifold, thereby forming an exhaust manifold, при этомwherein выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют продолжительности открывания разной длительности, причем выпускные отверстия внешних цилиндров имеют более продолжительную длительность Δlong открывания, а выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют более короткую длительность Δshort открывания.the outlets of the outer cylinders and the outlets of the inner cylinders have different opening times, the outlets of the outer cylinders have a longer opening duration Δlong , and the outlets of the inner cylinders have a shorter opening Δshort . 2. Двигатель по п.1, в котором выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют одинаковое время открывания.2. The engine according to claim 1, in which the outlet openings of the outer cylinders and the outlet openings of the inner cylinders have the same opening time. 3. Двигатель по п.1 или 2, в котором выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров имеют смещение Δ в отношении времени закрывания.3. The engine according to claim 1 or 2, in which the outlet openings of the outer cylinders and the outlet openings of the inner cylinders have an offset Δ in relation to the closing time. 4. Двигатель по п.3, в котором 2° угла поворота коленчатого вала < Δ ≤ 10° угла поворота коленчатого вала.4. The engine according to claim 3, in which a 2 ° angle of rotation of the crankshaft < Δ ≤ 10 ° of the angle of rotation of the crankshaft. 5. Двигатель по п.3, в котором 10° угла поворота коленчатого вала < Δ ≤ 15° угла поворота коленчатого вала.5. The engine according to claim 3, in which a 10 ° angle of rotation of the crankshaft < Δ ≤ 15 ° of the angle of rotation of the crankshaft. 6. Двигатель по п.3, в котором 15° угла поворота коленчатого вала < Δ ≤ 25° угла поворота коленчатого вала.6. The engine according to claim 3, in which a 15 ° angle of rotation of the crankshaft < Δ ≤ 25 ° of the angle of rotation of the crankshaft. 7. Двигатель п.1, в котором выпускные магистрали по меньшей мере четырех цилиндров сходятся вместе в по меньшей мере одной головке блока цилиндров с образованием общей выпускной магистрали, образуя тем самым встроенный выпускной коллектор.7. The engine of claim 1, wherein the exhaust manifolds of at least four cylinders converge together in at least one cylinder head to form a common exhaust manifold, thereby forming an integrated exhaust manifold. 8. Двигатель по п.1, в котором по меньшей мере одна головка блока цилиндров содержит четыре цилиндра, расположенных в ряд, каждый из моментов зажигания которых разнесен на 180° угла поворота коленчатого вала.8. The engine according to claim 1, in which at least one cylinder head contains four cylinders arranged in a row, each of the ignition moments of which are spaced 180 ° from the angle of rotation of the crankshaft. 9. Двигатель по п.1, в котором предусмотрено по меньшей мере одно устройство наддува.9. The engine of claim 1, wherein at least one boost device is provided. 10. Двигатель по п.1, в котором10. The engine according to claim 1, in which каждое выпускное отверстие снабжено выпускным клапаном, который может управляться посредством клапанного исполнительного устройства,each outlet is equipped with an outlet valve, which can be controlled by a valve actuator, причем клапанное исполнительное устройство содержит распределительный вал выпускных клапанов, содержащий выпускные кулачки для приведения в действие выпускных кулачков, при этом выпускные кулачки внешних цилиндров и выпускные кулачки внутренних цилиндров имеют разные выступы кулачка, чтобы добиваться продолжительностей Δlong, Δshort открывания разных длительностей.wherein the valve actuator comprises exhaust camshafts containing exhaust cams for driving exhaust cams, wherein the exhaust cams of the outer cylinders and the exhaust cams of the inner cylinders have different cam protrusions in order to achieve opening times Δlong , Δshort of different durations. 11. Двигатель по п.1, в котором каждый цилиндр содержит по меньшей мере два выпускных отверстия для выпускания выхлопных газов из цилиндра.11. The engine according to claim 1, in which each cylinder contains at least two exhaust openings for discharging exhaust gases from the cylinder. 12. Способ управления двигателем внутреннего сгорания с принудительным зажиганием по пп.1-11, содержащим четыре цилиндра, расположенных в ряд, в котором сгорание в цилиндрах инициируют посредством принудительного зажигания в последовательности 1–3–4–2, при этом цилиндры подсчитаны и пронумерованы в ряд вдоль продольной оси по меньшей мере одной головки блока цилиндров, начиная с внешнего цилиндра.12. The method of controlling an internal combustion engine with positive ignition according to claims 1 to 11, comprising four cylinders arranged in a row, in which combustion in the cylinders is initiated by positive ignition in the sequence 1-3-4-2, while the cylinders are counted and numbered in a row along the longitudinal axis of at least one cylinder head, starting from the outer cylinder. 13. Способ по п.12, в котором выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров открывают на разные продолжительности времени в процессе выпуска и повторного наполнения, при этом выпускные отверстия внешних цилиндров открывают на более длительное, а выпускные отверстия внутренних цилиндров открывают на более короткое время.13. The method according to item 12, in which the outlet openings of the outer cylinders and the outlet openings of the inner cylinders are opened for different lengths of time during the release and refilling process, while the outlet openings of the outer cylinders are opened for a longer time, and the outlet openings of the inner cylinders are opened for more a short time. 14. Способ по п.12 или 13, в котором выпускные отверстия внешних цилиндров и выпускные отверстия внутренних цилиндров открывают с идентичной установкой момента.14. The method according to item 12 or 13, in which the outlet openings of the outer cylinders and the outlet openings of the inner cylinders are opened with the identical setting of the moment. 15. Способ по п.12 или 13, в котором цилиндры второй группы15. The method according to item 12 or 13, in which the cylinders of the second group отключают при недоборе заданной нагрузки Tdown иturn off when the specified load Tdown is undershot and включают при превышении заданной нагрузки Tup.include when exceeding the specified load Tup . 16. Способ по п.15, в котором заданная нагрузка Tdown и/или Tup зависит от скорости n вращения двигателя внутреннего сгорания.16. The method according to clause 15, in which the specified load Tdown and / or Tup depends on the speed n of rotation of the internal combustion engine. 17. Способ по п.12 или 13, в котором цилиндр второй группы отключают посредством прекращения подачи топлива и/или принудительного зажигания в цилиндре.17. The method according to item 12 or 13, in which the cylinder of the second group is turned off by stopping the supply of fuel and / or positive ignition in the cylinder.
RU2013127683A 2012-06-19 2013-06-18 Internal combustion engine with forced ignition and method of internal combustion engine with forced ignition control RU2633336C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012210303.1A DE102012210303B4 (en) 2012-06-19 2012-06-19 A spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine with partial shutdown and method for operating such an internal combustion engine
DE102012210303.1 2012-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013127683A RU2013127683A (en) 2014-12-27
RU2633336C2 true RU2633336C2 (en) 2017-10-11

Family

ID=49668044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127683A RU2633336C2 (en) 2012-06-19 2013-06-18 Internal combustion engine with forced ignition and method of internal combustion engine with forced ignition control

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012210303B4 (en)
RU (1) RU2633336C2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9739213B2 (en) 2014-04-04 2017-08-22 Ford Global Technologies, Llc Methods for turbocharged engine with cylinder deactivation and variable valve timing
JP5911547B1 (en) * 2014-10-20 2016-04-27 三菱電機株式会社 Control device for internal combustion engine
KR101956030B1 (en) 2016-11-11 2019-03-08 현대자동차 주식회사 Method and apparatus for controlling engine system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0319956A1 (en) * 1987-12-08 1989-06-14 Nissan Motor Co., Ltd. Valve operating mechanism
RU2011853C1 (en) * 1992-07-16 1994-04-30 Общество с ограниченной ответственностью "АТОСС" Gas distributing mechanism for four-stroke internal combustion engine
US6397802B1 (en) * 1999-11-13 2002-06-04 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Ag Multiple cylinder internal combustion engine
US20050022755A1 (en) * 2002-01-31 2005-02-03 Mitsuo Hitomi Spark ignition engine control device
EP2339150A2 (en) * 2009-12-23 2011-06-29 MAHLE International GmbH Combustion engine and corresponding operating method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0319956A1 (en) * 1987-12-08 1989-06-14 Nissan Motor Co., Ltd. Valve operating mechanism
RU2011853C1 (en) * 1992-07-16 1994-04-30 Общество с ограниченной ответственностью "АТОСС" Gas distributing mechanism for four-stroke internal combustion engine
US6397802B1 (en) * 1999-11-13 2002-06-04 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Ag Multiple cylinder internal combustion engine
US20050022755A1 (en) * 2002-01-31 2005-02-03 Mitsuo Hitomi Spark ignition engine control device
EP2339150A2 (en) * 2009-12-23 2011-06-29 MAHLE International GmbH Combustion engine and corresponding operating method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013127683A (en) 2014-12-27
DE102012210303B4 (en) 2014-05-15
DE102012210303A1 (en) 2013-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2699449C2 (en) System and method of controlling engine with disengaged cylinders, connected to double-helical turbosupercharger (embodiments)
RU2636977C2 (en) Method for engine (versions) and engine system
US9476364B2 (en) Internal combustion engine having a plurality of exhaust ports per cylinder and charge exchange method for such an internal combustion engine
US9133795B2 (en) Engine using split flow exhaust system and methods
US8561404B2 (en) Supercharged internal combustion engine
ITTO20010660A1 (en) MULTI-CYLINDER DIESEL ENGINE WITH VARIABLE VALVE OPERATION.
CN109154242B (en) Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine
RU2638901C2 (en) Supercharged internal combustion engine and method of operation of supercharged internal combustion engine
CN110494638B (en) Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine
EP2184451A1 (en) Diesel engine having cams for driving the intake valves which have a main lobe and an additional lobe connected to each other
CN108331676A (en) The control method of internal-combustion engine system and internal combustion engine
EP2184452B1 (en) Diesel engine having a system for variable control of the intake valves and inner exhaust gas recirculation
US20060219212A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
WO2009040642A1 (en) Exhaust device and control device for internal combustion engine
RU2623353C2 (en) Multi-cylinder internal combustion engine and method of multi-cylinder internal combustion engine actuation
JP2013505396A (en) Split cycle engine
US20100242472A1 (en) Piston engine
US11035305B2 (en) 2-cycle engine with valve system and method for controlling the engine
RU2633336C2 (en) Internal combustion engine with forced ignition and method of internal combustion engine with forced ignition control
KR101657322B1 (en) Method of controlling turbocharger speed of a piston engine and a control system for a turbocharged piston engine
CN106257020B (en) Method and system for an engine
US10060361B2 (en) Method for performing a charge exchange in an internal combustion engine
US20110214632A1 (en) Hydro-mechanical variable valve actuation
US20080134999A1 (en) Internal combustion engine, a method in such an engine, and a method for producing such an engine
JP2018168719A (en) Internal combustion engine