WO2018114019A1 - Verfahren zum betreiben einer hubkolben-verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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WO2018114019A1
WO2018114019A1 PCT/EP2017/001117 EP2017001117W WO2018114019A1 WO 2018114019 A1 WO2018114019 A1 WO 2018114019A1 EP 2017001117 W EP2017001117 W EP 2017001117W WO 2018114019 A1 WO2018114019 A1 WO 2018114019A1
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cylinder
valve
open position
internal combustion
exhaust valve
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PCT/EP2017/001117
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Thomas Schuhmacher
Marc Oliver Wagner
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Daimler Ag
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    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a reciprocating internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a method for operating a reciprocating internal combustion engine in an engine braking operation is already known, for example, from US Pat. No. 4,592,319.
  • the reciprocating internal combustion engine is used as a brake, that is, as an engine brake, for example for braking a motor vehicle.
  • the reciprocating internal combustion engine is used in the engine braking operation, a
  • a service brake of the motor vehicle can be spared.
  • the use of the service brake can be avoided or kept low by using the reciprocating internal combustion engine as an engine brake.
  • the reciprocating internal combustion engine is used or operated as a decompression brake.
  • the reciprocating internal combustion engine is operated in the engine braking operation in the manner of a well-known from the general state of the art decompression brake.
  • As part of the engine braking operation is at least one movable between a closed position and at least one open position within a working cycle of the reciprocating internal combustion engine
  • Exhaust valve of at least one cylinder designed as a combustion chamber of the reciprocating internal combustion engine moves a first time in the closed position, that is a first time closed.
  • the exhaust valve is assigned to an exhaust passage of the reciprocating internal combustion engine through which can flow.
  • the outlet valve blocks the outlet channel fluidly, so that no gas can flow from the cylinder into the outlet channel.
  • the exhaust valve releases the associated exhaust passage so that gas can flow from the cylinder into the exhaust passage.
  • the gas is, for example, air or the gas comprises at least air and, for example, no exhaust gas of the reciprocating internal combustion engine, since for example in engine braking operation a fired operation of the reciprocating internal combustion engine is omitted.
  • the fired operation is also referred to as fired operation, wherein combustion processes occur during the fired operation in the cylinder or in the reciprocating internal combustion engine. If the fired operation is interrupted, the reciprocating internal combustion engine is in it
  • unfired operation which is also referred to as unfired operation.
  • unfired operation no combustion processes take place in the reciprocating internal combustion engine, in particular in its cylinder.
  • a first in-cylinder gas such as fresh air
  • the exhaust valve moves within the working cycle a first time in the closed position, that is, a first time is closed, by means of a translationally movable in the cylinder piston, a first in-cylinder gas, such as fresh air, are compressed.
  • the exhaust valve is moved from the closed position into the open position for the first time, ie the exhaust valve is opened a first time, so that the air previously compressed by the piston from the cylinder, in particular abruptly, is drained.
  • Discharge energy at least largely unused discharged from the cylinder Discharge energy at least largely unused discharged from the cylinder.
  • Closed position moves.
  • gas still in the cylinder can be recompressed by means of the piston.
  • the outlet valve is moved a second time into the open position, ie opened a second time, so that the previously compressed gas is discharged from the cylinder a second time can be stored without being in the gas
  • Compression energy could be used to move the piston from its top dead center to its bottom dead center.
  • Exhaust valve in the direction of the closed position and the subsequent second movement of the exhaust valve in the open position are performed within a working cycle and serve to release by means of the piston of the cylinder in the cylinder compressed gas from the cylinder.
  • the piston is articulated via a connecting rod with a crankshaft
  • the engine braking operation differs in particular by a
  • Fuel-air mixture ignited and thereby burned.
  • Engine brake operation is operated in their unfired operation.
  • Internal combustion engine with at least one firing camshaft, in particular an exhaust camshaft, which is phase-adjustable by means of a firing camshaft adjusting device to a crankshaft, and with a
  • Decompression brake device comprising at least one brake cam and at least one decompression gas exchange valve.
  • an adjusting device is provided, which is designed to set a Dekompressionsgas monocytes and at least one decompression gas exchange valve.
  • Object of the present invention is to develop a method of the type mentioned above such that a particularly advantageous braking performance and a particularly advantageous, subsequent to the engine braking operation starting the internal combustion engine can be realized.
  • Open position vorweg-to-cylinder movement in the direction of the closed position is kept open as long as the cylinder with gas, the at least one outlet channel of at least one second cylinder of the reciprocating internal combustion engine emanates, is filled.
  • it is inventively provided to introduce gas from at least one second cylinder in the first cylinder and thereby to charge the first cylinder with the gas from the second cylinder. This allows at least a so-called backward charging after a first
  • Decompression cycle of the first cylinder can be realized.
  • the exhaust valve of the first cylinder is then moved in the direction of the closed position in good time after the first movement into the open position and before the second movement into the open position, in particular from the open position, so that the now located in the first cylinder and coming from the second cylinder Gas is compressed by means of the piston of the first cylinder.
  • the exhaust valve of the first cylinder may then be opened a second time, that is the second time moved to the open position, so that the first cylinder performs a second decompression cycle and the compression energy stored in the compressed gas can not be utilized to move the piston of the first cylinder first cylinder from its top dead center in its bottom dead center to move back.
  • the exhaust valve of the first cylinder thus performs at least two successive decompression strokes within a working cycle or cycles, whereby the two decompression cycles of the first cylinder are effected.
  • the second decompression cycle is charged one or more times backwards, since the second decompression cycle, the gas is the second cylinder in the first cylinder.
  • a particularly high engine braking performance can be realized in engine braking operation.
  • Decompression stroke designed so that the pressure prevailing in the first cylinder pressure does not rise above the value, against the at least one inlet valve of the first
  • Gas exchange valve of the reciprocating internal combustion engine is adjusted.
  • an intake camshaft is adjusted, by means of which at least one inlet valve is actuated as the gas exchange valve.
  • This inlet valve is assigned, for example, an inlet channel, via which the first cylinder is filled with the gas.
  • the inlet valve is, for example, between a fluidically obstructing the inlet channel
  • Exhaust valve in the open position subsequent and the second movement of the exhaust valve in the open position anticipatory movement of the exhaust valve in the direction of the closed position prevents movement of the exhaust valve in the closed position.
  • Exhaust valve moves in the direction of the closed position in a different from the closed position and the open position intermediate position in which the exhaust valve, an associated, that is the exhaust valve and the first cylinder associated exhaust passage, in particular a piece releases.
  • the aforementioned exhaust passage via which the gas is supplied to the first cylinder to charge the first cylinder for the second decompression cycle is also referred to as the first exhaust passage.
  • Exhaust port is therefore referred to as the second exhaust passage, wherein the gas flowing out of the second cylinder via the first exhaust passage is supplied to the first cylinder via the second exhaust passage.
  • the closed position is the exhaust valve completely closed, so that the outlet valve in the closed position completely obstructs the associated second outlet channel.
  • the outlet valve releases the associated second outlet channel, so that then gas can flow from the first cylinder into the second outlet channel.
  • the exhaust valve releases the associated second exhaust passage so that gas can flow from the cylinder into the second exhaust passage.
  • the intermediate position is a different from the open position and the closed position and, for example, between the open position and the closed position position of the
  • translationally movable exhaust valve For example, translationally movable exhaust valve.
  • the exhaust valve is thus after the first movement in the open position, that is, after the first opening, moved from the open position to the intermediate position and then in the course of the second movement in the open position, that is in the course of the second opening, from the intermediate position to the open position ,
  • Decompression cycle is limited insofar as a prevailing in the first cylinder pressure, which is also referred to as cylinder pressure, a maximum allowable cylinder pressure against which the inlet valve can open, not
  • the pressure prevailing in the first cylinder at the time when the intake valve is opened is small enough to open the intake valve, so that the first cylinder can be filled with the gas.
  • the intake camshaft by means of a camshaft adjuster, which is also referred to as a phase divider, relative to a crankshaft than trained output shaft of the reciprocating internal combustion engine is rotated and thus adjusted.
  • the crankshaft is thus an output shaft, by means of which the intake camshaft is driven.
  • Camshaft adjuster permits a displacement of the crankshaft region, in which the gas exchange valve, in particular the inlet valve, is opened, in particular at later crank angles. Thus, it is possible to open the time of
  • Camshaft in particular the intake camshaft, to provide a suitable position or in a suitable rotational position, and in particular to adjust to late.
  • the intake camshaft is set to an advantageous position for engine braking operation.
  • the intake camshaft is returned to normal operation or fired operation of the Reciprocating internal combustion engine advantageous or optimal position or rotational position turned.
  • the camshaft actuator preferably has a fail-safe position, which the camshaft in case of malfunction of
  • Camshaft actuator occupies this fail-safe position is preferably the late position or rotational position of the camshaft.
  • the reciprocating internal combustion engine is preferably operable in the aforesaid fired operation and in an uncontrolled operation.
  • the fired operation is also referred to as a fired operation.
  • the reciprocating internal combustion engine is preferably in the fired operation, in particular in a traction operation.
  • the reciprocating internal combustion engine is started. Starting or activating the reciprocating internal combustion engine thus means starting or activating the fired operation and thus starting or activating the operation of combustion processes in the reciprocating internal combustion engine.
  • the background of the invention is on the other hand, that conventionally when starting the reciprocating internal combustion engine, which is also referred to as an internal combustion engine or engine, a starting device for starting the reciprocating internal combustion engine against the compression of the gas in the respective Cylinder must work, resulting in a thermodynamic power loss.
  • the aforementioned starting device is commonly referred to as a starter and
  • Burning processes take place.
  • the compression usually leads to a torque that changes greatly over the crank circuit, which on the one hand entails large electrical currents in the starter and, on the other hand, can cause the engine in its engine mounts to vibrate.
  • This can in particular in the range of the natural frequencies of engine storage, for example in the range of 200
  • the starter is, for example, an electric motor in which, when starting the internal combustion engine, conventionally, very high currents and the associated disadvantages can occur.
  • Exhaust valve associated with the second outlet channel of Hubkolben- Internal combustion engine closes stronger than in the open position and further releases than in the closed position.
  • the outlet valve releases a first flow cross section, via which the flow can flow from the first cylinder into the second outlet channel.
  • the outlet valve releases a second flow cross section, via which gas can flow from the first cylinder into the second outlet channel.
  • the second flow cross section is smaller than the first flow cross section, the respective flow cross section being different from zero
  • Flow cross section is or has a different value from zero. This means that the exhaust valve completely obstructs the second exhaust passage neither in the open position nor in the closed position, but the
  • Exhaust valve completely blocks the second exhaust passage in the closed position.
  • the exhaust valve is thus less widely opened in the intermediate position and thus more closed than in the open position, so that the exhaust valve in the
  • Engine brake operation relevant speeds comes to a sufficiently high or high compression in the first cylinder, so that a high engine braking performance can be maintained in the engine braking operation.
  • the intake camshaft in particular by means of the phaser, at a very late position, for example, 120 degrees crank angle is set, so even in the example following the intermediate position and, for example, as the upper Zündtot Vietnamese (ignition -OT) formed top dead center (TDC) of the piston arranged in the first cylinder, no compression or excessive compression occurs because either either the inlet valve or the exhaust valve is opened.
  • the intake camshaft is retarded so that the intake valve is open during an upper Zündtothuis the working cycle.
  • the exhaust valve is actuated by means of a so-called brake cam of a camshaft during the engine braking operation. It has been found that such a form of the brake cam can be manufactured in a simple manner, that the described actuation or movement of the outlet valve and in particular the movement into the intermediate position can be effected by means of the brake cam.
  • thermodynamic losses when starting the reciprocating internal combustion engine can be kept very low, can be represented without additional material costs.
  • the compression at the beginning of the starting process eliminates at least almost completely, so that on bearings of reciprocating internal combustion engine, in particular the crankshaft, acting loads can be kept particularly low, especially in a period during which the bearings are not or not sufficiently with lubrication or pressure Oil are supplied.
  • engine mounts are not excited by the omission of the compression, so that a particularly comfortable engine start occurs, be it with an engine start caused by a starter, in which the engine brake is switched off in good time before the start of the injection, or when the piston engine is started. Engage combustion engine by.
  • the function described above with regard to starting the engine can be used without difficulty also when stopping or stopping the reciprocating internal combustion engine.
  • a shutdown of the reciprocating internal combustion engine is to be understood, for example, that the reciprocating internal combustion engine is transferred from its fired operation in the unfired operation.
  • Engine braking operation within a cycle at least a second exhaust valve of the second cylinder a first time closed, subsequently opened a first time, then subsequently closed a second time and subsequently opened a second time, thereby by means of a second piston of the second
  • Actuation of the first exhaust valve are transmitted to the second exhaust valve, so then, for example, the second closing of the second exhaust valve is omitted.
  • the second closing of the second outlet valve it is then provided, for example, that after the first opening and before the second opening, the second outlet valve is moved in the direction of the closed position of the second outlet valve and into an intermediate position arranged between the open position and the closed position, so that between the first opening and second opening of the second exhaust valve, a movement of the second exhaust valve is in the closed position is omitted.
  • Outlet valve of the second cylinder can be operated in the manner of the first cylinder or in the manner of the first exhaust valve of the first cylinder.
  • the first cylinder is filled with at least a portion of the gas discharged from the second cylinder, while the second exhaust valve of the second cylinder after its second opening and before its first closing or after its first opening and before the second opening, in particular after the first opening and before the intermediate position, at least partially open.
  • Exhaust valve and the first exhaust valve are at least partially open, the compressed by means of the second piston gas on an outlet or
  • Exhaust side of the reciprocating internal combustion engine flow out of the second cylinder and flow into the first cylinder via the second outlet channel of the first cylinder.
  • This charge is a particularly high amount of air in the first cylinder at its second Dekompressionshub, so that a particularly high
  • a particular high charge of the first cylinder can be realized that the exhaust valve of the first cylinder after the first opening and before the second opening, in particular after the first opening and before the intermediate position, kept open so long that the first cylinder with respective Gas, which flows on the exhaust side via at least one respective outlet channel from the second cylinder and at least one third cylinder of the reciprocating internal combustion engine, is filled.
  • the first cylinder is not only charged with gas from the second cylinder, but also with gas from the third cylinder, so that a particularly high engine braking performance can be realized.
  • a further embodiment of the invention can be provided that in the engine braking operation within a working cycle at least a second exhaust valve of the second cylinder closed a first time, then subsequently opened a first time, then subsequently closed a second time or moved into the intermediate position second time, thereby discharging compressed gas from the second cylinder by means of a second piston of the second cylinder in the second cylinder.
  • the second cylinder and its second outlet valve can be operated in the manner of the first cylinder and the first outlet valve.
  • the first cylinder is filled, for example, with at least part of the gas discharged from the second cylinder, while the second exhaust valve is opened after its second opening and before its first closing. Furthermore, the first cylinder filled with at least a part of the gas discharged from the third cylinder, while the third exhaust valve is at least partially opened after its first opening and before its second closing or after its first opening and the intermediate position. In this case, it is provided, the second decompression cycle of the second cylinder and the first
  • the first cylinder for its first decompression cycle with gas in the form of fresh air over at least one
  • Inlet channel is filled.
  • an inlet valve associated with the inlet valve is at least partially in its open position, so that in a movement of the piston of the first cylinder from the top dead center into the bottom dead center gas in the form of fresh air via the inlet channel can be sucked into the first cylinder.
  • This fresh air can then be compressed in the first decompression cycle by means of the piston of the first cylinder.
  • the compressed fresh air flows out of the first cylinder after the first decompression cycle.
  • the first cylinder is charged with gas, which comes from the second decompression cycle of the second cylinder and from the first decompression cycle of the third cylinder.
  • the respective gas can flow out of the second cylinder and the third cylinder via at least one respective outlet channel on the exhaust side of the reciprocating internal combustion engine and flow into the first cylinder via the at least inlet channel of the first cylinder.
  • the three cylinders are fluidly connected to one another via an exhaust manifold, for example, which is arranged on the exhaust gas side and serves to guide exhaust gas or gas flowing out of the cylinders.
  • Another embodiment is characterized in that the exhaust valve of the first cylinder is kept open after the first opening at least 210 degrees crank angle after top dead center, in particular after the top Zündtot Vietnamese the piston of the first cylinder.
  • the upper Zündtot Vietnamese the first piston is the top dead center of the piston, in the area in the fired operation of the reciprocating internal combustion engine ignition of the fuel-air mixture.
  • the first cylinder can be charged with a particularly large amount of gas, so that a particularly high engine braking performance can be realized.
  • Engine braking operate a lower stroke than in a different from the engine braking operation normal operation, in particular train operation, the reciprocating internal combustion engine. This means that in engine braking mode the
  • the invention also includes a reciprocating internal combustion engine for a motor vehicle, which is designed to carry out a method according to the invention.
  • Advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the reciprocating internal combustion engine according to the invention and vice versa.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a method of operating a reciprocating internal combustion engine in an engine braking operation in which three exhaust valves of respective cylinders of the reciprocating internal combustion engine perform two consecutive decompression strokes within one cycle, thereby realizing a decompression brake having a particularly high engine braking performance ;
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment to Fig. 1;
  • Fig. 3 is a diagram for illustrating preferred portions of the respective
  • the figures serve to illustrate a method for operating a reciprocating internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the reciprocating internal combustion engine is used to drive the motor vehicle and includes a total of, for example, six combustion chambers in the form of cylinders.
  • the cylinders are arranged in series, for example. Three first of these cylinders are arranged in a first cylinder bank, wherein three second of these cylinders are arranged in a second cylinder bank.
  • the cylinder banks each have a common exhaust manifold. The method is described with reference to one of the cylinder banks, that is to say with reference to three of the six cylinders, the following embodiments also being readily applicable to the other cylinders and the other cylinder bank.
  • a first piston is arranged, wherein the first piston is translationally movable.
  • a second piston is arranged, wherein the second piston is translationally movable.
  • a third piston is also arranged, which is translationally movable.
  • the three pistons are pivotally coupled via a respective connecting rod with a crankshaft of the reciprocating internal combustion engine.
  • the crankshaft is an output shaft and thereby mounted rotatably on a crankcase of the reciprocating internal combustion engine about an axis of rotation relative to the crankcase.
  • the articulated coupling of the pistons with the crankshaft converts the translatory movements of the pistons into a rotational movement of the crankshaft about its axis of rotation.
  • a fired operation of the reciprocating internal combustion engine is performed.
  • the fired operation is also referred to as fired operation. In the context of this fired operation
  • the respective cylinder is assigned at least one inlet channel, via which the air can flow into the respective cylinder.
  • the inlet channel of the first cylinder is associated with a first inlet valve, which between at least one
  • Inlet passage of the first cylinder fluidly occlusive closed position and at least one of the inlet channel of the first cylinder at least partially fluidly releasing open position is movable. Accordingly, the inlet channel of the second
  • Cylinder associated with a second inlet valve which between at least one of the inlet channel of the second cylinder fluidly obstructing closed position and at least one of the inlet channel of the second cylinder fluidly releasing
  • Open position is movable.
  • a third inlet valve is also associated with the inlet channel of the third cylinder, said inlet valve being movable between an open position fluidically blocking the inlet channel of the third cylinder and at least one open position releasing the inlet channel of the third cylinder at least partially. If the respective inlet valve is in its open position, then the air can flow into the respective cylinder via the respective inlet channel.
  • the cylinders are each assigned at least one outlet channel, via which the exhaust gas can flow out of the respective cylinder.
  • the outlet channel of the first cylinder is associated with a first outlet valve, which between a fluid outlet channel of the first cylinder fluidly obstructing
  • Outlet of the second cylinder associated with a second outlet valve, which between a fluid outlet passage of the second cylinder fluidly obstructing
  • a third outlet valve is also associated with the outlet channel of the third cylinder, which is movable between an open position fluidically blocking the outlet channel of the third cylinder and at least one open position fluidically releasing the outlet channel of the third cylinder. If the respective outlet valve is in its open position, then the exhaust gas from the respective cylinder can flow into the respective outlet channel and flow out via the respective outlet channel. In this case, the respective outlet valve and the respective inlet valve are translationally movable.
  • the outlet channel of the first cylinder is also referred to as the first outlet channel.
  • the exhaust passage of the second cylinder is referred to as the second exhaust passage and the exhaust passage of the third cylinder is referred to as the third exhaust passage.
  • the air flows on a so-called inlet side into the respective cylinder.
  • the exhaust gas flows out of the cylinders on a so-called exhaust or exhaust side.
  • the intake valves and the exhaust valves are actuated, for example, by means of an intake camshaft and an exhaust camshaft and thereby each moved from the respective closed position to the respective open position and optionally held in the open position. This is also called valve control. Through the intake and exhaust camshafts, the intake valves and the exhaust valves become closed
  • the respective rotational positions of the crankshaft about its axis of rotation are also commonly referred to as the degree of crank angle [° CA].
  • the figures now show diagrams on the respective abscissa the rotational positions, that is, degrees crank angle of the crankshaft are plotted.
  • the reciprocating internal combustion engine is designed as a four-stroke engine, wherein a so-called cycle of the crankshaft comprises exactly two revolutions of the crankshaft.
  • the working cycle includes exactly 720 degrees crank angle.
  • the respective piston moves twice into its respective top dead center (TDC) and twice into its respective bottom dead center (TDC).
  • the top dead center in the area of which the compressed fuel-air mixture is ignited in the fired operation of the reciprocating internal combustion engine, is also referred to as the top ignition dead center (ZOT).
  • the other top dead center of the working cycle for example, as the top charge cycle dead center or
  • Charge change OT designates.
  • the upper Zündtotrete (ZOT) is entered twice, namely once at 720 degrees crank angle and once at 0 degrees
  • crank angle which is the same rotational position of the crankshaft and the camshaft.
  • the second piston and the third piston reach their respective bottom dead center and their respective top dead center and top ignition dead center, respectively, relative to this cycle of the first piston
  • the following statements about the first exhaust valve and the first intake valve refer to the respective bottom dead center UT at 180 degrees crank angle and 540 degrees
  • Crank angle or 720 degrees crank angle and can easily on the second exhaust valve of the second cylinder, but with respect to the respective bottom dead center, the top dead center and the top dead center of the second piston and the third exhaust valve, but with respect to the respective bottom dead center, the top dead center and the top Zündtotrios the third piston are related. Based on the respective working cycle of the respective cylinder, the cylinders and thus the exhaust valves and the intake valves are operated in the same way.
  • the diagrams also each have an ordinate 12, on which a respective stroke of the respective inlet valve and the respective outlet valve is plotted.
  • a course 14 is entered with a dashed line.
  • the course 14 characterizes the movement, that is to say the opening and closing of the first inlet valve of the first cylinder.
  • a curve 16 is also entered with a solid line, which characterizes the opening and closing of the first exhaust valve of the first cylinder in an engine braking operation of the reciprocating internal combustion engine.
  • a circled trace 18 characterizes the opening and closing of the second exhaust valve of the second cylinder with respect to the working cycle of the first cylinder and the first piston.
  • a crossed course 20 characterizes the opening and closing of the third exhaust valve of the third cylinder with respect to the working cycle of the first cylinder.
  • the curve 18 of the second exhaust valve of the second cylinder corresponding to a firing order 1-5-3-6-2-4 of a six-cylinder in-line engine is 480 degrees crank angle with respect to
  • crank angle of the crankshaft open. If the respective profile 14, 16, 18, 20 is at the value "0" plotted on the ordinate, that is to say in particular on the abscissa 10, then the inlet valve or outlet valve is closed, in other words the curves 14, 16, 18 and FIG. 20 are respective valve lift curves of the intake valve and the exhaust valve, respectively
  • Valve lift curve is also referred to as lift curve.
  • the first inlet valve of the first cylinder is opened in the region of the top dead center OT of the first piston and closed in the region of the bottom dead center UT of the first piston.
  • the first intake valve performs an intake stroke 22 so that fresh air gas can flow into the first cylinder via the intake passage of the first cylinder, and this gas is drawn from the piston moving from the top dead center OT to the bottom dead center UT.
  • the first exhaust valve is closed twice within a working cycle of the first cylinder or the first piston and opened twice in the embodiment illustrated in the figures, that is twice in the open position and twice in the Closed position moves.
  • the first exhaust valve of the first cylinder is closed a first time within the working cycle of the first cylinder or the first piston at a rotational position designated by 1S1, just before 480 degrees of crankshaft cranking.
  • the rotational position 1S1 is located in the region of the intake stroke 22.
  • the first exhaust valve is opened a first time after the first closing at a rotational position designated 101 shortly before the crankshaft's 660 degree crank angle.
  • the first outlet valve becomes shortly after 240 degrees at a rotational position designated 2S1
  • the first closing (1 S1) of the first exhaust valve is also referred to as the first movement of the first exhaust valve into the closed position of the first exhaust valve.
  • the first opening of the first exhaust valve is also referred to as the first movement of the first exhaust valve in its open position.
  • the second closing of the first exhaust valve is also referred to as the second movement of the first exhaust valve in its closed position.
  • the first exhaust valve performs a second Dekompressionshub 26 within the working cycle of the first cylinder, so that the first cylinder performs a second decompression cycle.
  • the second opening of the first exhaust valve is also referred to as the second movement of the first exhaust valve in its open position.
  • Decompression cycle becomes within the working cycle of the first cylinder
  • the first exhaust valve and the second and third exhaust valves perform a substantially lower stroke than in normal operation, that is, in the fired operation of the reciprocating internal combustion engine.
  • the second exhaust valve of the second cylinder is closed a first time at a rotational position of the crankshaft designated by 1 S2. Based on the intake stroke of the second intake valve of the second cylinder, which is not shown in the figures, this first closing likewise takes place in the region of the intake stroke of the second intake valve. Within the working cycle of the second cylinder, following the first closing, the second exhaust valve of the second cylinder is opened a first time at a rotational position of the crankshaft designated 102.
  • the second outlet valve is closed a second time at a rotational position of the crankshaft designated by 2S2 and then opened a second time at a rotational position of the crankshaft designated 202.
  • the first opening at the rotational position 102
  • the second closing at the rotational position 2S2 of the second exhaust valve
  • the second exhaust valve performs a first decompression stroke 28.
  • a second decompression stroke 30 Through the second opening and the first closing for the second outlet valve within the working cycle of the second cylinder, a second decompression stroke 30.
  • the third exhaust valve In the engine braking operation, as can be seen from the course 20, within a working cycle of the third cylinder or of the third piston, the third exhaust valve is closed for the first time at a rotational position of the crankshaft designated 1S3. Subsequently, within the working cycle of the third cylinder, the third exhaust valve is opened a first time at a rotational position of the crankshaft designated 103. Subsequently, the third exhaust valve is closed a second time at a rotational position of the crankshaft designated 2S3. Afterwards, the third becomes
  • Exhaust valve opened a second time at a designated 203 rotational position of the crankshaft.
  • the third exhaust valve performs a first decompression stroke 32 within a working cycle, so that the third cylinder performs a first decompression cycle.
  • the rotational position is 1S3, in which the third exhaust valve is within the
  • Working cycle of the third cylinder and the third piston is the first time closed, also in the region and preferably in the region of the intake stroke of the third intake valve of the third cylinder.
  • gas in the form of fresh air sucked by the opening of the third intake valve into the third cylinder by means of the third piston after closing the third intake valve by means of the third piston compressed.
  • the compressed gas is discharged from the third cylinder, so stored in the compressed gas
  • Compression energy can not be used to move the third piston from its top dead center to its bottom dead center.
  • the third cylinder performs a second decompression cycle. Also in the context of the second decompression cycle Compressed gas is discharged from the third cylinder via the third exhaust passage, so that compression energy stored in the compressed gas can not be used to move the third piston from top dead center to bottom dead center. Like the first exhaust valve within the cycle of the first
  • the third exhaust valve of the third cylinder within the cycle of the third cylinder performs two decompression strokes 32, 34, which follow each other within the cycle of the third cylinder.
  • the three cylinders perform within the respective cycle each two successive decompression cycles, whereby a particularly high engine braking performance and can be realized in the engine braking operation.
  • the degrees of crank angle at which the second and third exhaust valves respectively open and close are respectively offset by 480 degrees crank angle and 240 degrees crank angle with respect to the first cylinder.
  • the first exhaust valve of the first cylinder after the first opening (at the rotational position 101) and before the second opening, in particular after the first opening and before the second closing (at the rotational position 2S1), as long as the initial decompression is held open, that the first cylinder with gas, which flows on the exhaust side via the second exhaust passage from the second cylinder, and with gas on the exhaust side from the third cylinder via the third outlet channel flows out, is filled again.
  • the first exhaust valve is held open until shortly after 240 degrees crank angle to the upper Zündtot Vietnamese ZOT of the first piston or is fully closed only shortly after 240 degrees crank angle after the upper Zündtot Vietnamese.
  • the working cycle of the first cylinder is - as can be seen from the figures - the second Dekompressionshub 30 of the second exhaust valve still completely within Dekompressionshub 24 of the first exhaust valve.
  • the first decompression stroke 32 of the third exhaust valve is partially within the first decompression stroke 24, since the third exhaust valve - based on the cycle of the first cylinder - already 180 degrees crank angle after the top Zündtotddling ZOT the first piston is opened. This means that during the first
  • Decompression stroke of the second exhaust valve (second decompression stroke 30) and a decompression stroke of the third exhaust valve (first decompression stroke 32) occur.
  • the first cylinder can be charged with gas from the second cylinder and the third cylinder for the second decompression cycle (decompression stroke 26) following the first decompression cycle (decompression stroke 24), whereby a particularly high engine braking power can be represented.
  • the first cylinder is filled for its second decompression cycle with gas from the second decompression cycle of the second cylinder and with gas from the first decompression cycle of the third cylinder. In the shown
  • Embodiment of FIG. 1 all three exhaust valves are temporarily opened simultaneously by the first opening of the third exhaust valve at the rotational position 103, so that the cylinders are fluidly connected to each other via the exhaust manifold.
  • the first exhaust valve After the first opening at the rotational position 101 and before the second closing at the rotational position 2S1, the first exhaust valve should be kept open at least long enough for the first cylinder to be exhausted with gas from at least one second cylinder of the reciprocating internal combustion engine via at least one outlet channel , is filled. This means that the first cylinder should at least be filled with gas from the second or third cylinder.
  • This principle can also be easily transferred to the second cylinder and the third cylinder.
  • the second cylinder for its second decompression cycle within the working cycle of the second cylinder is filled with gas from the first cylinder and with gas from the third cylinder, that is charged.
  • the third cylinder is charged within the working cycle of the third cylinder for the second decompression cycle with gas from the first cylinder and with gas from the second cylinder.
  • Decompression cycle can not be filled via the inlet port of the first cylinder with gas. Therefore, it is intended to use the first cylinder for its second
  • this gas comes from both the second cylinder and from the third cylinder. So there is an overlap between the second closing of the first one
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment to FIG. 1.
  • the same lines and the same points are given the same reference numerals in FIG. 2 as in FIG.
  • the unchanged to Fig. 1 course 14 is entered.
  • Gradients 16 ', 18' and 20 ' have, in contrast to Fig. 1 each earlier closing
  • Decompression strokes 24 ', 28' and 32 'on The second closing at the respective rotational position 2S1 ', 2S2' and 2S3 'of the first decompression strokes 24', 28 'and 32' takes place in each case approximately 30 degrees crank angle earlier.
  • closes the first exhaust valve at about 210 degrees crank angle and the first closing times at the rotational positions 1 S1, 1S2 and 1S3 the second unchanged Dekompressionshübe 26, 30 and 34 are temporally after the second closing at the rotational positions 2S1 ', 2S2' and 2S3 ' the first decompression strokes 24 ', 28' and 32 '.
  • FIG. 3 shows a diagram illustrating preferred ranges of the respective opening and closing times of two successive decompression strokes with reference to the first outlet valve.
  • the following embodiments are readily transferable to the other cylinders and the other cylinder bank.
  • the same lines and the same points are provided in FIG. 3 with the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2.
  • the unchanged to Fig. 1 course 14 is entered.
  • FIG. 3 shows a diagram illustrating preferred ranges of the respective opening and closing times of two successive decompression strokes with reference to the first outlet valve.
  • the camshaft for actuating the intake valves is adjusted by means of a camshaft adjuster and thereby retarded relative to the crankshaft.
  • the camshaft for actuating the intake valves is also referred to as intake camshaft.
  • the function and effect of the adjustment of the intake camshaft will be described below using the example of the first cylinder.
  • At least one inlet valve and at least one inlet channel are associated with the first cylinder, wherein the inlet valve is assigned to the inlet channel.
  • the inlet valve is adjustable between a closed position in at least one open position, wherein the inlet channel of the first cylinder is completely blocked by the inlet valve in its closed position. In the open position, the inlet valve releases the inlet channel at least partially.
  • the intake valve by means of the camshaft from its closed position in his
  • the camshaft actuator now allows shifting of the crank angle range in which the intake valve is opened, or at later crank angles.
  • a solid line shows the course 14 'of the opening and closing of the inlet valve of the first cylinder
  • the course 14 'of the opening and closing of the intake valve relative to the course 14 is retarded by approximately 45 degrees crank angle.
  • the intake valve opens not before the top dead center (TDC), but after top dead center (TDC).
  • TDC top dead center
  • the closing of the inlet valve shifts accordingly.
  • the opening timing at which the intake valve is opened can be advanced so far that a pressure in the first cylinder, which is also called cylinder pressure, due to the open exhaust valve and the downward movement of the piston after the top dead center (TDC) so far has dropped, that a limit value for a maximum cylinder pressure with open inlet valve is maintained even if the maximum cylinder pressure during compression is 60 bar or more, that is particularly high.
  • Inlet valve which are opened against the pressure prevailing in the first cylinder must open and thus allow the filling of the first cylinder with the gas, since the pressure in the first cylinder when opening the intake valve is less than the maximum allowable cylinder pressure. As a result, a particularly high braking performance can be realized.
  • the braking power can be further increased by the respective second opening of the respective exhaust valve for the second decompression stroke takes place later together with the above-mentioned retardation of the intake valve.
  • this is shown by way of example with reference to a dotted curve 26 * for the second decompression stroke of the first exhaust valve.
  • Exhaust valve then shifts towards late to the rotational position 201 * , wherein the respective rotational position is also referred to as a time or is a point in time.
  • the rotational position (time) 1 S1 of the first closing of the first exhaust valve remains unchanged. This can be represented by a corresponding change in the exhaust cam contour.
  • the late opening of the exhaust valve can increase the compression of the gas in the cylinder, resulting in a higher braking performance.
  • This can be variably selected a time of opening the exhaust valve, in particular in the direction of late.
  • the timing of closing the exhaust valve shifts accordingly.
  • the opening and closing of the inlet valve can be further adjusted in the direction of late.
  • the gas in the cylinder is pushed out of the open intake passage by the upward movement of the piston, so that less gas is available for compression of the cylinder after closing the intake valve, thereby venting less gas in the first decompression.
  • the course 14 "of the opening and closing of the inlet valve of the first cylinder is retarded by about 120 degrees crank angle with respect to the curve 14.
  • the inlet valve opens significantly after top dead center (TDC)
  • TDC top dead center
  • the intake valve must be closed in time to limit this retardation to reduce brake power.
  • Inlet camshaft it is possible to realize an engine brake and thus an engine intake variable intake valve lift curve, since by adjusting the intake camshaft, the elevation curve of the intake valve can be varied.
  • the gas exchange valves described above it is also possible to realize the engine braking system as a three-stroke engine braking system, so that a particularly high braking performance and also very low braking performance can be displayed.
  • the engine braking operation is followed by starting the reciprocating internal combustion engine.
  • starting the reciprocating internal combustion engine is to be understood that the reciprocating internal combustion engine is transferred from its unfired operation in its fired operation, thereby for example, the reciprocating internal combustion engine is transferred from the engine braking operation to normal operation.
  • Starting the reciprocating internal combustion engine is also referred to as activation.
  • the first exhaust valve is no longer complete, but only partially closed, so that the first exhaust valve, for example, the first opening from the closed position to the open position, then from the open position to the intermediate position and then the second opening from the Intermediate position is moved to the open position.
  • this actuation or movement of the first exhaust valve is readily transferable to the exhaust valves of the second cylinder and the third cylinder.
  • the gas can escape from the first cylinder before the charge-exchange OT, so that no appreciable compression occurs any more in the first cylinder, especially at low rotational speeds.
  • thermodynamic losses can be kept particularly low.
  • excessive suggestions and thus excessive vibrations of the reciprocating internal combustion engine can be avoided, so that the reciprocating internal combustion engine can be started particularly comfortable.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in einem Motorbremsbetrieb, bei welchem in dem Motorbremsbetheb innerhalb eines Arbeitsspiels zumindest ein zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbares Auslassventil wenigstens eines Zylinders ein erstes Mal in die Schließstellung (1S1, 1S1", 1S1"'), daran anschließend aus der Schließstellung ein erstes Mal in die Offenstellung (101, 101", 101"'), daran anschließend aus der Offenstellung in Richtung der Schließstellung (2S1, 2S1', 2S1", 2S1'") und daran anschließend ein zweites Mal in die Offenstellung (201, 201", 201"') bewegt wird, um dadurch mittels eines Kolbens des Zylinders in dem Zylinder verdichtetes Gas aus dem Zylinder abzulassen, dadurch gekennzeichnet, wobei das Auslassventil bei der sich an die erste Bewegung in die Offenstellung (101, 101", 101"') anschließenden und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (201, 201", 201"') vorweggehenden Bewegung in Richtung der Schließstellung (2S1, 2S1", 2S1'") so lange offen gehalten wird, dass der Zylinder mit Gas, das über wenigstens einen Auslasskanal aus wenigstens einem zweiten Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausströmt, gefüllt wird, wobei beim Aktivieren des Motorbremsbetriebs wenigstens eine Nockenwelle zum Betätigen wenigstens eines Gaswechselventils der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verstellt wird, und wobei bei der der sich an die erste Bewegung in die Offenstellung (101, 101", 101'") anschließenden und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (201, 201", 201"') vorweggehenden Bewegung in Richtung der Schließstellung (2S1, 2S1", 2S1'") eine Bewegung des Auslassventils in die Schließstellung unterbleibt.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solches Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in einem Motorbremsbetrieb ist beispielsweise bereits der US 4 592 319 als bekannt zu entnehmen. Im Motorbremsbetrieb wird die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine als Bremse, das heißt als Motorbremse beispielsweise zum Abbremsen eines Kraftwagens verwendet. Bei einer Bergabfahrt zum Beispiel wird die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine in dem Motorbremsbetrieb dazu verwendet, eine
Geschwindigkeit des Kraftwagens zumindest im Wesentlichen konstant zu halten beziehungsweise um zu vermeiden, dass die Geschwindigkeit des Kraftwagens übermäßig zunimmt. Durch die Verwendung der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine als Motorbremse kann eine Betriebsbremse des Kraftwagens geschont werden. Mit anderen Worten kann durch die Verwendung der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine als Motorbremse der Einsatz der Betriebsbremse vermieden oder gering gehalten werden.
Hierzu ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine als Dekompressionsbremse genutzt beziehungsweise betrieben wird. Mit anderen Worten wird die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine im Motorbremsbetrieb nach Art einer hinreichend aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Dekompressionsbremse betrieben. Im Rahmen des Motorbremsbetriebs wird innerhalb eines Arbeitsspiels der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zumindest ein zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbares
Auslassventil wenigstens eines als Zylinder ausgebildeten Brennraums der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ein erstes Mal in die Schließstellung bewegt, das heißt ein erstes Mal geschlossen. Das Auslassventil ist dabei einem von Abgas der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Auslasskanal zugeordnet. In der
Schließstellung des Auslassventils versperrt das Auslassventil den Auslasskanal fluidisch, sodass kein Gas aus dem Zylinder in den Auslasskanal strömen kann. In der
Offenstellung jedoch gibt das Auslassventil den zugehörigen Auslasskanal frei, sodass Gas aus dem Zylinder in den Auslasskanal strömen kann. In dem Motorbremsbetrieb handelt es sich bei dem Gas beispielsweise um Luft beziehungsweise das Gas umfasst zumindest Luft und dabei beispielsweise kein Abgas der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine, da beispielsweise im Motorbremsbetrieb ein gefeuerter Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine unterbleibt.
Der gefeuerte Betrieb wird auch als befeuerter Betrieb bezeichnet, wobei während des gefeuerten Betriebs in dem Zylinder beziehungsweise in der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ablaufen. Unterbleibt der gefeuerte Betrieb, so befindet sich die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in ihrem
ungefeuerten Betrieb, welcher auch als unbefeuerter Betrieb bezeichnet wird. Während des ungefeuerten Betriebs laufen in der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in deren Zylinder, keine Verbrennungsvorgänge ab.
Dadurch, dass das Auslassventil innerhalb des Arbeitsspiels ein erstes Mal in die Schließstellung bewegt, das heißt ein erstes Mal geschlossen wird, kann mittels eines in dem Zylinder translatorisch bewegbaren Kolbens ein sich zunächst im Zylinder befindendes Gas, beispielsweise Frischluft, verdichtet werden. Im Anschluss an die erste Bewegung des Auslassventils in die Schließstellung wird das Auslassventil aus der Schließstellung ein erstes Mal in die Offenstellung bewegt, das heißt das Auslassventil wird ein erstes Mal geöffnet, sodass die zuvor mittels des Kolbens verdichtete Luft aus dem Zylinder, insbesondere schlagartig, abgelassen wird. Durch dieses Ablassen der verdichteten Luft kann in der verdichteten Luft gespeicherte und von dem Kolben aufgebrachte Verdichtungsenergie nicht mehr genutzt werden, um den Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt zu bewegen beziehungsweise bei einer solchen Bewegung zu unterstützen. Mit anderen Worten wird die
Verdichtungsenergie zumindest überwiegend ungenutzt aus dem Zylinder abgelassen. Dadurch, dass der Kolben beziehungsweise die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine Arbeit zum Verdichten des Gases im Zylinder aufwenden muss beziehungsweise aufgewendet hat, wobei diese Arbeit infolge des Öffnens des Auslassventils, das heißt infolge der Bewegung des Auslassventils in die Offenstellung, nicht zum Bewegen des Kolbens aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt genutzt werden kann, kann der Kraftwagen abgebremst werden. Nach der ersten beziehungsweise erstmaligen Bewegung des Auslassventils in die Offenstellung wird das Auslassventil aus der Offenstellung in Richtung der
Schließstellung bewegt. Dadurch kann beispielsweise sich noch im Zylinder befindendes Gas mittels des Kolbens erneut verdichtet werden. Im Anschluss an die sich an das erste Öffnen des Auslassventils anschließende Bewegung des Auslassventils in Richtung der Schließstellung wird das Auslassventil ein zweites Mal in die Offenstellung bewegt, das heißt ein zweites Mal geöffnet, sodass auch ein zweites Mal das zuvor verdichtete Gas aus dem Zylinder abgelassen werden kann, ohne dass in dem Gas gespeicherte
Verdichtungsenergie zum Bewegen des Kolbens aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt genutzt werden könnte. Die zuvor beschriebene erste Bewegung des Auslassventils in die Schließstellung, die daran anschließende erste Bewegung des Auslassventils in die Offenstellung, die daran anschließende Bewegung des
Auslassventils in Richtung der Schließstellung und die daran anschließende zweite Bewegung des Auslassventils in die Offenstellung werden innerhalb eines Arbeitsspiels durchgeführt und dienen dazu, mittels des Kolbens des Zylinders in dem Zylinder verdichtetes Gas aus dem Zylinder abzulassen.
Üblicherweise ist der Kolben über ein Pleuel gelenkig mit einer Kurbelwelle der
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gekoppelt. Dabei ist der Kolben in dem Zylinder translatorisch relativ zu dem Zylinder bewegbar aufgenommen, wobei sich der Kolben zwischen seinem unteren Totpunkt und seinem oberen Totpunkt bewegt. Infolge der gelenkigen Kopplung mit der Kurbelwelle werden die translatorischen Bewegungen des Kolbens in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle umgewandelt, sodass sich die Kurbelwelle um eine Drehachse dreht. Als Arbeitsspiel werden bei einem Vier-Takt-Motor genau zwei vollständige Umdrehungen der Kurbelwelle bezeichnet. Dies bedeutet, dass ein Arbeitsspiel der Kurbelwelle genau 720 Grad Kurbelwinkel umfasst. Innerhalb dieser 720 Grad Kurbelwinkel [°KW] bewegt sich der Kolben zwei Mal in seinen oberen Totpunkt und zwei Mal in seinen unteren Totpunkt. Bei einem Zwei-Takt-Motor wird als Arbeitsspiel genau eine Umdrehung der Kurbelwelle, also 360 Grad Kurbelwinkel [°KW] verstanden.
Der Motorbremsbetrieb unterscheidet sich insbesondere dadurch von einem
Normalbetrieb, dass die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine im Motorbremsbetrieb ohne Kraftstoffeinspritzung betrieben wird, wobei die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine, insbesondere über die Kurbelwelle, von Rädern des Kraftwagens angetrieben wird. Im Normalbetrieb jedoch wird die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine in einem sogenannten Zugbetrieb betrieben, in welchem die Räder von der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden. Darüber hinaus erfolgt in dem Normalbetrieb der zuvor beschriebene gefeuerte Betrieb, in welchem nicht nur Luft, sondern auch Kraftstoff in den Zylinder eingebracht wird. Hieraus entsteht im Normalbetrieb ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem Zylinder, wobei das
Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und dadurch verbrannt wird.
Im Motorbremsbetrieb jedoch wird beispielsweise kein Kraftstoff in den Zylinder eingebracht, sodass die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in dem
Motorbremsbetrieb in ihrem ungefeuerten Betrieb betrieben wird.
Darüber hinaus offenbart die DE 10 2007 038 078 A1 eine
Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung, insbesondere für eine
Verbrennungskraftmaschine, mit zumindest einer Befeuerungsnockenwelle, insbesondere einer Auslassnockenwelle, die mittels einer Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung phasenverstellbar zu einer Kurbelwelle ist, und mit einer
Dekompressionsbremsvorrichtung, die zumindest einen Bremsnocken und zumindest ein Dekompressionsgaswechselventil umfasst. Dabei ist eine Versteilvorrichtung vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, einen Dekompressionsgaswechselbetätigungszeitpunkt einzustellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangsgenannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Bremsleistung sowie ein besonders vorteilhaftes, sich an den Motorbremsbetrieb anschließendes Starten der Verbrennungskraftmaschine realisieren lassen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte, insbesondere ein besonders hohe, Bremsleistung sowie ein besonders vorteilhaftes, sich an den Motorbremsbetrieb anschließendes Starten der Verbrennungskraftmaschine realisieren lassen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Auslassventil bei der sich an die erste
Bewegung in die Offenstellung anschließenden und der zweiten Bewegung in die
Offenstellung vorweggehender Bewegung in Richtung der Schließstellung so lange offen gehalten wird, dass der Zylinder mit Gas, das über wenigstens einen Auslasskanal aus wenigstens einem zweiten Zylinder der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausströmt, gefüllt wird. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, Gas aus wenigstens einem zweiten Zylinder in den ersten Zylinder einzuleiten und dadurch den ersten Zylinder mit dem Gas aus dem zweiten Zylinder aufzuladen. Hierdurch kann wenigstens eine sogenannte Rückwärtsaufladung nach einem ersten
Dekompressionszyklus des ersten Zylinders realisiert werden. Das Auslassventil des ersten Zylinders wird dann rechtzeitig nach der ersten Bewegung in die Offenstellung und vor der zweiten Bewegung in die Offenstellung, insbesondere aus der Offenstellung, in Richtung der Schließstellung bewegt, sodass das sich nun in dem ersten Zylinder befindende und aus dem zweiten Zylinder stammende Gas mittels des Kolbens des ersten Zylinders verdichtet wird. Im Anschluss daran kann dann das Auslassventil des ersten Zylinders das zweite Mal geöffnet, das heißt das zweite Mal in die Offenstellung bewegt werden, sodass der erste Zylinder einen zweiten Dekompressionszyklus ausführt und die im verdichteten Gas gespeicherte Verdichtungsenergie nicht genutzt werden kann, um den Kolben des ersten Zylinders aus seinem oberen Totpunkt in seinem unteren Totpunkt zurückzubewegen.
Das Auslassventil des ersten Zylinders führt somit innerhalb eines beziehungsweise des Arbeitsspiels wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Dekompressionshübe durch, wodurch die zwei Dekompressionszyklen des ersten Zylinders bewirkt werden. Hierbei ist der zweite Dekompressionszyklus einfach oder mehrfach rückwärts aufgeladen, da sich beim zweiten Dekompressionszyklus das Gas dem zweiten Zylinder in dem ersten Zylinder befindet. Durch diese Rückwärtsaufladung des zweiten Dekompressionszyklus kann eine besonders hohe Motorbremsleistung im Motorbremsbetrieb realisiert werden. Vorzugsweise ist der zweite Dekompressionszyklus beziehungsweise der zweite
Dekompressionshub so ausgestaltet, dass der in dem ersten Zylinder herrschende Druck nicht über den Wert ansteigt, gegen den wenigstens ein Einlassventil des ersten
Zylinders dauerhaltbar öffnen kann.
Gegenüber herkömmlichen Ventilsteuerungen bei Vier-Takt-Motoren im
Motorbremsbetrieb kann eine deutliche Anhebung der Motorbremsleistung durch das erfindungsgemäße Verfahren realisiert werden, insbesondere in einem unteren
Drehzahlbereich.
Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass beim Aktivieren des
Motorbremsbetriebs eine Nockenwelle zum Betätigen wenigstens eines
Gaswechselventils der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verstellt wird.
Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass als die Nockenwelle eine Einlassnockenwelle verstellt wird, mittels welcher wenigstens ein Einlassventil als das Gaswechselventil betätigbar ist. Dieses Einlassventil ist dabei beispielsweise einem Einlasskanal zugeordnet, über welchen der erste Zylinder mit dem Gas gefüllt wird. Das Einlassventil ist dabei beispielsweise zwischen einer den Einlasskanal fluidisch versperrenden
Schließstellung wenigstens eine im Einlasskanal freigebenden Offenstellung bewegbar und dabei mittels der Nockenwelle aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar.
Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Einlassnockenwelle vor dem
Durchführen des eigentlichen Motorbremsbetriebs, das heißt vor dem zuvor
beschriebenen Betätigen des Auslassventils verstellt wird. Mit anderen Worten wird zunächst die Einlassnockenwelle verstellt, woraufhin das Auslassventil auf die zuvor und im Folgenden beschriebene Weise betätigt beziehungsweise der erste Zylinder gefüllt wird.
Um darüber hinaus die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere nach dem
Motorbremsbetrieb beziehungsweise beim Beenden des Motorbremsbetriebs, auf besonders vorteilhafte und einfache Weise starten zu können, ist es ferner
erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei der sich an die erste Bewegung des
Auslassventils in die Offenstellung anschließenden und der zweiten Bewegung des Auslassventils in die Offenstellung vorweggehenden Bewegung des Auslassventils in Richtung der Schließstellung eine Bewegung des Auslassventils in die Schließstellung unterbleibt. Dies bedeutet, dass die nach dem ersten Öffnen und vor dem zweiten Öffnen stattfindende Bewegung des Auslassventils keine Bewegung des Auslassventils in die Schließstellung, das heißt kein Schließen beziehungsweise kein vollständiges Schließen des Auslassventils ist, sondern das Auslassventil wird beispielsweise im Zuge der nach dem ersten Öffnen und vor dem zweiten Öffnen stattfindenden Bewegung des
Auslassventils in Richtung der Schließstellung in eine von der Schließstellung und von der Offenstellung unterschiedliche Zwischenstellung bewegt, in welcher das Auslassventil einen zugehörigen, das heißt dem Auslassventil und dem ersten Zylinder zugeordneten Auslasskanal, insbesondere ein Stück, freigibt.
Der zuvor genannte Auslasskanal, über welchen dem ersten Zylinder das Gas zugeführt wird, um den ersten Zylinder für den zweiten Dekompressionszyklus aufzuladen, wird auch als erster Auslasskanal bezeichnet. Der dem Auslassventil zugeordnete
Auslasskanal wird demzufolge als zweiter Auslasskanal bezeichnet, wobei das über den ersten Auslasskanal aus dem zweiten Zylinder ausströmende Gas dem ersten Zylinder über den zweiten Auslasskanal zugeführt wird. In der Schließstellung ist das Auslassventil vollständig geschlossen, sodass das Auslassventil in der Schließstellung den zugehörigen zweiten Auslasskanal völlig versperrt. Dadurch kann kein Gas aus dem ersten Zylinder in den zweiten Auslasskanal strömen. In der Offenstellung gibt das Auslassventil den zugehörigen zweiten Auslasskanal frei, sodass dann Gas aus dem ersten Zylinder in den zweiten Auslasskanal strömen kann. Auch in der zuvor genannten Zwischenstellung gibt das Auslassventil den zugehörigen zweiten Auslasskanal frei, sodass Gas aus dem Zylinder in den zweiten Auslasskanal strömen kann. Dabei ist die Zwischenstellung eine von der Offenstellung und von der Schließstellung unterschiedliche und beispielsweise zwischen der Offenstellung und der Schließstellung angeordnete Stellung des
beispielsweise translatorisch bewegbaren Auslassventils.
Das Auslassventil wird somit nach der ersten Bewegung in Offenstellung, das heißt nach dem ersten Öffnen, aus der Offenstellung in die Zwischenstellung und dann im Zuge der zweiten Bewegung in die Offenstellung, das heißt im Zuge des zweiten Öffnens, aus der Zwischenstellung in die Offenstellung bewegt.
Hintergrund der Erfindung ist zum einen, dass sich durch das erfindungsgemäße
Verfahren eine Motorbremse in Form eines Drei-Takt-Motorbremssystems realisieren lässt. Es wurde gefunden, dass - wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind - der zweite Dekompressionshub beziehungsweise der zweite
Dekompressionszyklus insofern Beschränkungen unterliegt, als ein im ersten Zylinder herrschender Druck, welcher auch als Zylinderdruck bezeichnet wird, einen maximal zulässigen Zylinderdruck, gegen welchen das Einlassventil öffnen kann, nicht
überschreiten darf, da andernfalls das Einlassventil nicht geöffnet, das heißt aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung bewegt und somit der Einlasskanal nicht freigegeben werden kann. Mit anderen Worten ist es wünschenswert, dass der im ersten Zylinder herrschende Druck zu dem Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil geöffnet wird, gering genug ist, um das Einlassventil öffnen zu können, sodass der erste Zylinder mit dem Gas gefüllt werden kann.
Da das Einlassventil üblicherweise vor dem oberen Totpunkt mit seinem Öffnen beginnt und der maximale Zylinderdruck im Motorbremsbetrieb bei annährend demselben
Kurbelwinkel auftritt und der maximal zulässigen Zylinderdruck, gegen welchen das Einlassventil öffnen darf, im Bereich von circa 20 bar liegt, während ansonsten der zulässige Zylinderdruck bei über 60 bar liegt, führen die Einschränkungen dazu, dass nicht das volle Potenzial des Drei-Takt-Motorbremssystems genutzt werden könnte. Um diese Problematik zu vermeiden und das volle Potenzial des Drei-Takt- Motorbremssystems nutzen zu können, das heißt um eine besonders hohe Bremsleistung zu realisieren, wird die Nockenwelle, insbesondere die Einlassnockenwelle, verstellt.
Beim Aktivieren des Motorbremssystems beziehungsweise des Motorbremsbetriebs können sehr hohe Zylinderdrücke, insbesondere bei hohen Drehzahlen und Ladedrücken, auftreten, sodass bei niedrigen Zylinderdrücken kleiner als 20 bar die Verstellung der Einlassnockenwelle in Richtung spät und die Betätigung des Auslassventils im
Motorbremsbetrieb gleichzeitig erfolgen können. Des Weiteren ist es denkbar, zuerst das Auslassventil entsprechend dem Motorbremsbetrieb zu betätigen und danach die
Einlassnockenwelle in die Richtung spät zu verstellen. Damit kann das Einlassventil vor, während oder nach der Aktivierung des Motorbremssystems verstellt werden.
Unter einer solchen Verstellung der Einlassnockenwelle ist zu verstehen, dass die Einlassnockenwelle mittels eines Nockenwellenstellers, welcher auch als Phasensteiler bezeichnet wird, relativ zu einer als Kurbelwelle als ausgebildeten Abtriebswelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gedreht und somit verstellt wird. Die Kurbelwelle ist somit eine Abtriebswelle, mittels welcher die Einlassnockenwelle angetrieben wird.
Dies bedeutet, dass der Erfindung die Idee zugrunde liegt, dass Drei-Takt- Motorbremssystem mit einem Nockenwellensteller zu kombinieren. Der
Nockenwellersteller erlaubt ein Verschieben des Kurbelwellenbereichs, in welchem das Gaswechselventil, insbesondere das Einlassventil, geöffnet wird, insbesondere zu späteren Kurbelwinkeln hin. Somit ist es möglich, den Öffnungszeitpunkt des
Einlassventils soweit nach spät zu verschieben, dass der Zylinderdruck aufgrund des geöffneten Auslassventils und der nach dem oberen Totpunkt erfolgenden
Abwärtsbewegung des Kolben soweit abgefallen ist, dass der Grenzwert für den maximalen Zylinderdruck bei geöffnetem Einlassventil auch dann eingehalten wird, wenn der maximale Zylinderdruck während der Dekompression 60 bar oder mehr beträgt.
Infolge des Einschaltens des Motorbremsbetriebs ist es somit vorgesehen, die
Nockenwelle, insbesondere die Einlassnockenwelle, auf eine geeignete Position beziehungsweise in eine geeignete Drehstellung zu stellen und dabei insbesondere nach spät zu verstellen. Während des Motorbremsbetriebs wird die Einlassnockenwelle auf eine für den Motorbremsbetrieb vorteilhafte Position gestellt. Nach Ausschalten beziehungsweise Deaktivieren des Motorbremsbetriebs wird die Einlassnockenwelle wieder auf eine für einen Normalbetrieb beziehungsweise befeuerten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine vorteilhafte beziehungsweise optimale Position beziehungsweise Drehstellung gedreht. Der Nockenwellensteller weist vorzugsweise eine Fail-Safe-Position auf, die die Nockenwelle im Falle einer Fehlfunktion des
Nockenwellenstellers einnimmt, wobei diese Fail-Safe-Position vorzugsweise die späte Position beziehungsweise Drehstellung der Nockenwelle ist.
Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist vorzugsweise in dem zuvor genannten befeuerten Betrieb und in einem unbefeuerten Betrieb betreibbar. Der befeuerte Betrieb wird auch als gefeuerter Betrieb bezeichnet. Während des gefeuerten Betriebs laufen in der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in deren Zylindern und somit insbesondere in dem ersten Zylinder und in dem zweiten Zylinder,
Verbrennungsvorgänge ab. In dem unbefeuerten Betrieb, welcher auch als ungefeuerter Betrieb bezeichnet wird, jedoch unterbleiben solche, in der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in deren Zylindern, ablaufende
Verbrennungsvorgänge, wobei sich die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine während des Motorbremsbetriebs beispielsweise in dem ungefeuerten Betrieb befindet.
In dem zuvor genannten Normalbetrieb befindet sich die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise in dem gefeuerten Betrieb, insbesondere in einem Zugbetrieb. Um die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine beispielsweise von dem Motorbremsbetrieb in den Normalbetrieb und somit von dem ungefeuerten Betrieb in den gefeuerten Betrieb zu überführen, wird die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine gestartet. Unter dem Starten beziehungsweise Aktivieren der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ist somit das Starten beziehungsweise Aktivieren des gefeuerten Betriebs und somit das Starten beziehungsweise Aktivieren des Abiaufens von Verbrennungsvorgängen in der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zu verstehen.
Dadurch, dass das Auslassventil nach dem ersten Öffnen und vor dem zweiten Öffnen nicht in die Schließstellung und somit nicht vollkommen geschlossen, sondern in die Zwischenstellung bewegt und somit noch offen gehalten wird, kann die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft gestartet werden.
Hintergrund der Erfindung ist dabei zum anderen, dass herkömmlicherweise beim Starten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnet wird, eine Starteinrichtung zum Starten der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine gegen die Kompression des Gases in dem jeweiligen Zylinder arbeiten muss, was zu einer thermodynamischen Verlustleistung führt. Die zuvor genannte Starteinrichtung wird üblicherweise auch als Starter bezeichnet und
beispielsweise genutzt, um die Kurbelwelle zu drehen, bis in den Zylindern die
Verbrennungsvorgänge ablaufen. Die Kompression führt üblicherweise zu einem sich über den Kurbelkreis stark verändernden Drehmoment, welches zum einen große elektrische Ströme in dem Starter nach sich zieht und zum anderen den Motor in seinen Motorlagern zu Schwingungen anregen kann. Dies kann insbesondere im Bereich der Eigenfrequenzen der Motorlagerung, beispielsweise in dem Bereich von 200
Umdrehungen pro Minute bis 300 Umdrehungen pro Minute zu einer spürbaren Anregung führen. Mit anderen Worten ist der Starter beispielsweise ein Elektromotor, in welchem es herkömmlicherweise beim Starten der Verbrennungskraftmaschine zu sehr hohen Strömen und den damit verbundenen Nachteilen kommen kann.
Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das zuvor beschriebene Drei-Takt- Motorbremssystem derart weiterzuentwickeln, dass sich zusätzlich die Dekompression während des Startens der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine vermeiden lässt, sodass üblicherweise aus dem Starten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine resultierende thermodynamische Verluste minimiert werden können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass das Auslassventil zwischen der ersten Bewegung in die Schließstellung (erstes Schließen) und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (zweites Öffnen) nicht komplett, sondern nur teilweise geschlossen wird, sodass Gas aus dem ersten Zylinder vor dem beispielsweise als Gaswechsel-OT ausgebildeten oberen Totpunkt (OT) des im ersten Zylinder angeordneten Kolbens aus dem ersten Zylinder entweichen kann. Dadurch tritt bei niedrigen Drehzahlen keine nennenswerte
Kompression in dem ersten Zylinder auf. Diese Bewegung beziehungsweise Betätigung des Auslassventils kann ohne weiteres auf andere Zylinder, insbesondere auf den zweiten Zylinder, der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine übertragen werden.
Unter dem zuvor genannten, lediglich teilweisen Schließen des Auslassventils ist - wie zuvor beschrieben - zu verstehen, dass das Auslassventil bei der sich an das erste Öffnen anschließenden und dem zweiten Öffnen vorweggehenden Bewegung in die Schließstellung nicht vollständig in die Schließstellung, sondern in die Zwischenstellung bewegt und somit noch ein Stück offen gehalten wird.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Auslassventil in der Zwischenstellung den zu dem Auslassventil gehörenden beziehungsweise dem
Auslassventil zugeordneten zweiten Auslasskanal der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine stärker verschließt als in der Offenstellung und weiter freigibt als in der Schließstellung. Mit anderen Worten gibt das Auslassventil in der Offenstellung einen ersten Strömungsquerschnitt frei, über welchen das aus dem ersten Zylinder in den zweiten Auslasskanal strömen kann.
In der Zwischenstellung gibt das Auslassventil einen zweiten Strömungsquerschnitt frei, über welchen Gas aus dem ersten Zylinder in den zweiten Auslasskanal strömen kann. Dabei ist der zweite Strömungsquerschnitt geringer als der erste Strömungsquerschnitt, wobei der jeweilige Strömungsquerschnitt ein von Null unterschiedlicher
Strömungsquerschnitt ist beziehungsweise einen von Null unterschiedlichen Wert aufweist. Dies bedeutet, dass das Auslassventil den zweiten Auslasskanal weder in der Offenstellung und noch in der Schließstellung vollständig versperrt, sondern das
Auslassventil versperrt den zweiten Auslasskanal vollständig in der Schließstellung.
Das Auslassventil ist somit in der Zwischenstellung weniger weit geöffnet und somit stärker geschlossen als in der Offenstellung, sodass das Auslassventil in der
Zwischenstellung einen Öffnungshub aufweist. Dieser Öffnungshub ist dabei
vorzugsweise so ausgelegt, dass es - obwohl sich das Auslassventil in der
Zwischenstellung befindet und somit nicht geschlossen ist - bei für den
Motorbremsbetrieb relevanten Drehzahlen zu einer hinreichend hohen beziehungsweise starken Kompression im ersten Zylinder kommt, sodass eine hohe Motorbremsleistung im Motorbremsbetrieb gewahrt werden kann.
Dabei hat es sich ferner als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Einlassnockenwelle, insbesondere mittels des Phasenstellers, auf eine sehr späte Position, beispielsweise auf 120 Grad Kurbelwinkel gestellt wird, sodass auch bei dem sich beispielsweise an die Zwischenstellung anschließenden und beispielsweise als oberer Zündtotpunkt (Zünd-OT) ausgebildeten oberen Totpunkt (OT) des im ersten Zylinder angeordneten Kolbens keine Kompression beziehungsweise keine übermäßige Kompression auftritt, da stets entweder das Einlassventil oder das Auslassventil geöffnet ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Einlassnockenwelle derart nach spät verstellt wird, dass das Einlassventil während eines oberen Zündtotpunkts des Arbeitsspiels geöffnet ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit insgesamt möglich, eine hohe Motorbremsleistung zu erzielen und gleichzeitig einen besonders effizienten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine darzustellen, da aus dem Starten der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine resultierende thermodynamische Verluste besonders gering gehalten werden können.
Beispielsweise wird das Auslassventil mit Hilfe eines sogenannten Bremsnockens einer Nockenwelle während des Motorbremsbetriebs betätigt. Es wurde gefunden, dass eine solche Form des Bremsnockens auf einfache Weise gefertigt werden kann, dass mittels des Bremsnockens die beschriebene Betätigung beziehungsweise Bewegung des Auslassventils und insbesondere die Bewegung in die Zwischenstellung bewirkt werden können.
Um das Drei-Takt-Bremssystem um die beschriebene Bewegung des Auslassventils in die Zwischenstellung zu ergänzen, sind keine weiteren, zusätzlichen Teile notwendig, sodass eine Start-Unterstützungsfunktion, in deren Rahmen - wie zuvor beschrieben - die thermodynamischen Verluste beim Starten der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können, ohne zusätzliche Materialkosten dargestellt werden kann. Die Kompression zu Beginn des Startvorgangs entfällt zumindest nahezu vollständig, sodass auf Lagerstellen der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine, insbesondere der Kurbelwelle, wirkende Belastungen besonders gering gehalten werden kann, insbesondere in einer Zeitspanne, während welcher die Lagerstellen noch nicht oder nicht hinreichend mit Schmier- oder Druck-Öl versorgt sind. Durch den Entfall der Kompression werden insbesondere Motorlager nicht angeregt, sodass es zu einem besonders komfortablen Motorstart kommt, sei es bei einem durch einen Starter bewirkten Motorstart, bei dem die Motorbremse rechtzeitig vor dem Beginn der Einspritzung ausgeschaltet wird, oder bei einem Starten der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine durch anschleppen.
Die zuvor hinsichtlich des Motorstarts beschriebene Funktion kann ohne weiteres auch beim Abstellen beziehungsweise stoppen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verwendet werden. Unter einem solchen Abstellen der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise zu verstehen, dass die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine von ihrem gefeuerten Betrieb in den ungefeuerten Betrieb überführt wird.
Durch den Einsatz des zuvor genannten Nockenwellenstellers ist es möglich, eine besonders hohe Motorbremsleistung, die mittels des Drei-Takt-Motorbremssystems erzielt werden kann, nochmals zu steigern, was durch besonders einfache und kostengünstige Mittel in Form des Nockenstellers realisierbar ist. Darüber hinaus ist es möglich, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens weitere Einschränkungen hinsichtlich der Motorbremsleistung durch Ein- und Ausschaltbedingungen, insbesondere bei einer mechanischen Umsetzung, bei denen wiederum der Grenzwert des maximal zulässigen Zylinderdrucks bei geöffnetem Einlassventil zum Tragen kommt, zu vermeiden, sodass sich eine besonders hohe Bremsleistung realisieren lässt.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in dem
Motorbremsbetrieb innerhalb eines Arbeitsspiels zumindest ein zweites Auslassventil des zweiten Zylinders ein erstes Mal geschlossen, daran anschließend ein erstes Mal geöffnet, daran anschließend ein zweites Mal geschlossen und daran anschließend ein zweites Mal geöffnet wird, um dadurch mittels eines zweiten Kolbens des zweiten
Zylinders in dem zweiten Zylinder verdichtetes Gas aus dem zweiten Zylinder abzulassen. Wie zuvor ausgeführt kann die zuvor beschriebene Bewegung beziehungsweise
Betätigung des ersten Auslassventils auf das zweite Auslassventil übertragen werden, sodass dann beispielsweise das zweite Schließen des zweiten Auslassventils entfällt. Anstelle des zweiten Schließens des zweiten Auslassventil ist es dann beispielsweise vorgesehen, dass das zweite Auslassventil nach dem ersten Öffnen und vor dem zweiten Öffnen in Richtung der Schließstellung des zweiten Auslassventils und dabei in eine zwischen der Offenstellung und der Schließstellung angeordnete Zwischenstellung bewegt wird, sodass zwischen dem ersten Öffnen und zweiten Öffnen des zweiten Auslassventils eine Bewegung des zweiten Auslassventils in die Schließstellung unterbleibt. Dies bedeutet, dass der zweite Zylinder beziehungsweise das zweite
Auslassventil des zweiten Zylinders nach Art des ersten Zylinders beziehungsweise nach Art des ersten Auslassventils des ersten Zylinders betrieben werden kann.
Dabei wird der erste Zylinder mit zumindest einem Teil des aus dem zweiten Zylinder abgelassenen Gases gefüllt, während das zweite Auslassventil des zweiten Zylinders nach seinem zweiten Öffnen und vor seinem ersten Schließen oder nach seinem ersten Öffnen und vor dem zweiten Öffnen, insbesondere nach dem ersten Öffnen und vor der Zwischenstellung, zumindest teilweise geöffnet ist. Dadurch, dass das zweite
Auslassventil und das erste Auslassventil zumindest teilweise geöffnet sind, kann das mittels des zweiten Kolbens verdichtete Gas auf einer Auslass- beziehungsweise
Abgasseite der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aus dem zweiten Zylinder ausströmen und über den zweiten Auslasskanal des ersten Zylinders in den ersten Zylinder einströmen. Somit wird ein Dekompressionszyklus beziehungsweise ein
Dekompressionshub des zweiten Zylinders beziehungsweise des zweiten Auslassventils genutzt, um den ersten Zylinder für dessen zweiten Dekompressionszyklus aufzuladen. Durch diese Aufladung befindet sich eine besonders hohe Luftmenge im ersten Zylinder bei dessen zweiten Dekompressionshub, sodass eine besonders hohe
Motorbremsleistung realisiert werden kann.
Eine besonderes hohe Aufladung des ersten Zylinders lässt sich dadurch realisieren, dass das Auslassventil des ersten Zylinders nach dem ersten Öffnen und vor dem zweiten Öffnen, insbesondere nach dem ersten Öffnen und vor der Zwischenstellung, so lange offen gehalten wird, dass der erste Zylinder mit jeweiligem Gas, das auf der Abgasseite über wenigstens einen jeweiligen Auslasskanal aus dem zweiten Zylinder und aus wenigstens einem dritten Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausströmt, gefüllt wird. Dies bedeutet, dass der erste Zylinder nicht mehr nur mit Gas aus dem zweiten Zylinder, sondern auch mit Gas aus dem dritten Zylinder aufgeladen wird, sodass sich eine besonders hohe Motorbremsleistung realisieren lässt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Motorbremsbetrieb innerhalb eines Arbeitsspiels zumindest ein zweites Auslassventils des zweiten Zylinders ein erstes Mal geschlossen, daran anschließend ein erstes Mal geöffnet, daran anschließend ein zweites Mal geschlossen beziehungsweise in die Zwischenstellung bewegt werden anschließend ein zweites Mal geöffnet wird, um dadurch mittels eines zweiten Kolbens des zweiten Zylinders in dem zweiten Zylinder verdichtetes Gas aus dem zweiten Zylinder abzulassen. Wie bereits erwähnt, ist es hierbei vorgesehen, dass der zweite Zylinder und dessen zweites Auslassventil nach Art des ersten Zylinders und des ersten Auslassventils betrieben werden können. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass in dem Motorbremsbetrieb innerhalb eines Arbeitsspiels zumindest ein drittes Auslassventil eines dritten Zylinders ein erstes Mal geschlossen, daran anschließend ein erstes Mal geöffnet, daran anschließend ein zweites Mal geschlossen beziehungsweise in die Zwischenstellung bewegt und daran anschließend ein zweites Mal geöffnet wird, um dadurch mittels eines dritten Kolbens des dritten Zylinders in dem dritten Zylinder verdichtetes Gas aus dem dritten Zylinder abzulassen. Dies bedeutet, dass auch der dritte Zylinder und dessen drittes Auslassventil nach Art des ersten Zylinders und des ersten Auslassventils betrieben werden können. Hierdurch wird bei den drei Zylindern eine Dekompressionsbremse realisiert, sodass sich eine besonders hohe Motorbremsleistung realisieren lässt.
Der erste Zylinder wird dabei beispielsweise mit zumindest einem Teil des aus dem zweiten Zylinder abgelassenen Gases gefüllt, während das zweite Auslassventil nach seinem zweiten Öffnen und vor seinem ersten Schließen geöffnet ist. Ferner wird der erste Zylinder mit zumindest einem Teil das aus dem dritten Zylinder abgelassenen Gases gefüllt, während das dritte Auslassventil nach seinem ersten Öffnen und vor seinem zweiten Schließen beziehungsweise nach seinem ersten Öffnen und der Zwischenstellung zumindest teilweise geöffnet ist. Hierbei ist es also vorgesehen, den zweiten Dekompressionszyklus des zweiten Zylinders und den ersten
Dekompressionszyklus des dritten Zylinders zu nutzen, um den ersten Zylinder für seinen zweiten Dekompressionszyklus aufzuladen. Hierdurch befindet sich beim zweiten Dekompressionszyklus eine besonders hohe Luftmenge im ersten Zylinder, sodass sich eine besonders hohe Motorbremsleistung realisieren lässt.
Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Zylinder für seinen ersten Dekompressionszyklus mit Gas in Form von Frischluft über wenigstens einen
Einlasskanal gefüllt wird. Hierbei befindet sich ein dem Einlasskanal zugeordnetes Einlassventil zumindest teilweise in seiner Offenstellung, sodass bei einer Bewegung des Kolbens des ersten Zylinders aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt Gas in Form von Frischluft über den Einlasskanal in den ersten Zylinder eingesaugt werden kann. Diese Frischluft kann dann im ersten Dekompressionszyklus mittels des Kolbens des ersten Zylinders verdichtet werden. Die verdichtete Frischluft strömt nach dem ersten Dekompressionszyklus aus dem ersten Zylinder aus. Für den zweiten
Dekompressionszyklus wird der erste Zylinder mit Gas aufgeladen, das aus dem zweiten Dekompressionszyklus des zweiten Zylinders und aus dem ersten Dekompressionszyklus des dritten Zylinders stammt.
Das jeweilige Gas kann auf der Abgasseite der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine über wenigstens einen jeweiligen Auslasskanal aus dem zweiten Zylinder und dem dritten Zylinder ausströmen und über den wenigstens Einlasskanal des ersten Zylinders in den ersten Zylinder einströmen. Hierzu sind die drei Zylinder beispielsweise über einen Abgaskrümmer fluidisch miteinander verbunden, welcher auf der Abgasseite angeordnet ist und zum Führen von Abgas beziehungsweise von aus den Zylindern strömendem Gas dient.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Auslassventil des ersten Zylinders nach dem ersten Öffnen mindestens 210 Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt, insbesondere nach dem oberen Zündtotpunkt des Kolbens des ersten Zylinders, offen gehalten wird. Der obere Zündtotpunkt des ersten Kolbens ist dabei der obere Totpunkt des Kolbens, in dessen Bereich im gefeuerten Betrieb der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine eine Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt. Diese Zündung bleibt im Motorbremsbetrieb selbstverständlich aus, wobei der Begriff oberer Zündtotpunkt lediglich dazu dient, diesen oberen Zündtotpunkt vom oberen
Ladungswechsel-Totpunkt (OT) zu unterscheiden, den der erste Kolben beim
Ausschieben von Abgas aus dem ersten Zylinder erreicht.
Dadurch, dass das Auslassventil des ersten Zylinders mindestens bis 210 Grad
Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt offen gehalten wird, kann der erste Zylinder mit einer besonders hohen Gasmenge aufgeladen werden, sodass sich eine besonders hohe Motorbremsleistung realisieren lässt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Auslassventile im
Motorbremsbetrieb einen geringeren Hub ausführen als in einem vom Motorbremsbetrieb unterschiedlichen Normalbetrieb, insbesondere Zugbetrieb, der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine. Dies bedeutet, dass im Motorbremsbetrieb die
Auslassventile nicht wie im Normalbetrieb (gefeuerter Betrieb beziehungsweise
Verbrennungsbetrieb) mit vollem Hub geöffnet werden. Dieser volle Hub unterbleibt im Motorbremsbetrieb. Vielmehr wird das jeweilige Auslassventil mit einem demgegenüber geringerem Hub geöffnet, und zwar sowohl beim ersten Öffnen als auch beim zweiten Öffnen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Hübe beim ersten Öffnen und beim zweiten Öffnen gleich sind, oder dass das Auslassventil des ersten Zylinders beim ersten Öffnen und beim zweiten Öffnen mit voneinander unterschiedlichen Hüben, insbesondere Öffnungshüben, geöffnet wird.
Zur Erfindung gehört auch eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine anzusehen und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in einem Motorbremsbetrieb, bei welchem drei Auslassventile von jeweiligen Zylindern der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine innerhalb eines Arbeitsspiels jeweils zwei aufeinanderfolgenden Dekompressionshübe durchführen, um dadurch eine Dekompressionsbremse mit einer besonders hohen Motorbremsleistung zu realisieren;
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform zu Fig. 1 ; und
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung bevorzugter Bereiche der jeweiligen
Öffnungs- und Schließzeitpunkte der zwei aufeinander folgenden
Dekompressionshübe anhand eines ersten Auslassventils.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. dienen der Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben einer Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens. Die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine dient dem Antreiben des Kraftwagens und umfasst insgesamt beispielsweise sechs Brennräume in Form von Zylindern. Die Zylinder sind beispielsweise in Reihe angeordnet. Drei erste dieser Zylinder sind in einer ersten Zylinderbank angeordnet, wobei drei zweite dieser Zylinder in einer zweiten Zylinderbank angeordnet sind. Die Zylinderbänke weisen jeweils einen gemeinsamen Abgaskrümmer auf. Das Verfahren wird anhand einer der Zylinderbänke, das heißt anhand von drei der sechs Zylinder, beschrieben, wobei die folgenden Ausführungen ohne weiteres auch auf die anderen Zylinder und die andere Zylinderbank übertragen werden können.
In einem ersten der drei Zylinder ist ein erster Kolben angeordnet, wobei der erste Kolben translatorisch bewegbar ist. In einem zweiten der Zylinder ist ein zweiter Kolben angeordnet, wobei der zweite Kolben translatorisch bewegbar ist. Im dritten Zylinder ist ebenfalls ein dritter Kolben angeordnet, welcher translatorisch bewegbar ist. Die drei Kolben sind über ein jeweiliges Pleuel gelenkig mit einer Kurbelwelle der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine gekoppelt. Die Kurbelwelle ist eine Abtriebswelle und dabei an einem Kurbelgehäuse der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert. Durch die gelenkige Kopplung der Kolben mit der Kurbelwelle werden die translatorischen Bewegungen der Kolben in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um ihre Drehachse umgewandelt.
In einem Normalbetrieb der Verbrennungskraftmaschine wird ein gefeuerter Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine durchgeführt. Der gefeuerte Betrieb wird auch als befeuerter Betrieb bezeichnet. Im Rahmen dieses gefeuerten Betriebs
(Normalbetrieb) werden Kraftstoff und Luft in die jeweiligen Zylinder eingebracht. Daraus resultiert im jeweiligen Zylinder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches verdichtet wird.
Dem jeweiligen Zylinder ist wenigstens ein Einlasskanal zugeordnet, über welchen die Luft in den jeweiligen Zylinder einströmen kann. Dem Einlasskanal des ersten Zylinders ist ein erstes Einlassventil zugeordnet, welches zwischen wenigstens einer den
Einlasskanal des ersten Zylinders fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer den Einlasskanal des ersten Zylinders zumindest teilweise fluidisch freigebende Offenstellung bewegbar ist. Dementsprechend ist dem Einlasskanal des zweiten
Zylinders ein zweites Einlassventil zugeordnet, welches zwischen einer den Einlasskanal des zweiten Zylinders fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer den Einlasskanal des zweiten Zylinders zumindest teilweise fluidisch freigebenden
Offenstellung bewegbar ist. Auch dem Einlasskanal des dritten Zylinders ist ein drittes Einlassventil zugeordnet, welches zwischen einer den Einlasskanal des dritten Zylinders fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer den Einlasskanal des dritten Zylinders zumindest teilweise fluidisch freigebenden Offenstellung bewegbar ist. Befindet sich das jeweilige Einlassventil in seiner Offenstellung, so kann die Luft über den jeweiligen Einlasskanal in den jeweiligen Zylinder einströmen.
Aus einer Zündung und Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches resultiert im jeweiligen Zylinder Abgas. Den Zylindern ist dabei jeweils wenigstens ein Auslasskanal zugeordnet, über welchen das Abgas aus dem jeweiligen Zylinder ausströmen kann. Dem Auslasskanal des ersten Zylinders ist ein erstes Auslassventil zugeordnet, welches zwischen einer den Auslasskanal des ersten Zylinders fluidisch versperrenden
Schließstellung und wenigstens einer den Auslasskanal des ersten Zylinders zumindest teilweise fluidisch freigebenden Offenstellung bewegbar ist. Demzufolge ist dem
Auslasskanal des zweiten Zylinders ein zweites Auslassventil zugeordnet, welches zwischen einer den Auslasskanal des zweiten Zylinders fluidisch versperrenden
Schließstellung und wenigstens einer den Auslasskanal des zweiten Zylinders zumindest teilweise fluidisch freigebenden Offenstellung bewegbar ist. Auch dem Auslasskanal des dritten Zylinders ist ein drittes Auslassventil zugeordnet, welches zwischen einer den Auslasskanal des dritten Zylinders fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer den Auslasskanal des dritten Zylinders zumindest teilweise fluidisch freigebenden Offenstellung bewegbar ist. Befindet sich das jeweilige Auslassventil in seiner Offenstellung, so kann das Abgas aus dem jeweiligen Zylinder in den jeweiligen Auslasskanal ein- und über den jeweiligen Auslasskanal ausströmen. Dabei sind das jeweilige Auslassventil und das jeweilige Einlassventil translatorisch bewegbar. Der Auslasskanal des ersten Zylinders wird auch als erster Auslasskanal bezeichnet.
Dementsprechend wird der Auslasskanal des zweiten Zylinders als zweiter Auslasskanal und der Auslasskanal des dritten Zylinders als dritter Auslasskanal bezeichnet.
Die Luft strömt dabei auf einer sogenannten Einlassseite in den jeweiligen Zylinder ein. Das Abgas strömt auf einer sogenannten Auslass- oder Abgasseite aus den Zylindern aus. Auf der Auslassseite ist der den drei Zylindern der Zylinderbank gemeinsame Abgaskrümmer angeordnet, welcher zum Führen des aus den Zylindern ausströmenden Abgases dient.
Die Einlassventile und die Auslassventile werden beispielsweise mittels jeweils einer Einlassnockenwelle und einer Auslassnockenwelle betätigt und dadurch jeweils aus der jeweiligen Schließstellung in die jeweilige Offenstellung bewegt und gegebenenfalls in der Offenstellung gehalten. Dies wird auch als Ventilsteuerung bezeichnet. Durch die Einlassund Auslassnockenwellen werden die Einlassventile und die Auslassventile zu
vorgebbaren Zeitpunkten oder Stellungen der Kurbelwelle geöffnet. Ferner wird durch die Einlass- und Auslassnockenwellen zu vorgebbaren Zeitpunkten beziehungsweise Drehstellungen der Kurbelwelle jeweils ein jeweiliges Schließen der Einlassventile und Auslassventile zugelassen beziehungsweise bewirkt.
Die jeweiligen Drehstellungen der Kurbelwelle um ihre Drehachse werden üblicherweise auch als Grad Kurbelwinkel [°KW] bezeichnet. Die Fig. zeigen nun Diagramme, auf deren jeweiligen Abszissen die Drehstellungen, das heißt Grad Kurbelwinkel der Kurbelwelle aufgetragen sind. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist dabei als Vier-Takt- Motor ausgebildet, wobei ein sogenanntes Arbeitsspiel der Kurbelwelle genau zwei Umdrehungen der Kurbelwelle umfasst. Mit anderen Worten umfasst das Arbeitsspiel genau 720 Grad Kurbelwinkel. Innerhalb eines solchen Arbeitsspiels, das heißt innerhalb von 720 Grad Kurbelwinkel bewegt sich der jeweilige Kolben zwei Mal in seinen jeweiligen oberen Totpunkt (OT) und zwei Mal in seinen jeweiligen unteren Totpunkt (UT). Der obere Totpunkt, in dessen Bereich im gefeuerten Betrieb der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine das verdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird, wird auch als oberer Zündtotpunkt (ZOT) bezeichnet. Der andere obere Totpunkt des Arbeitsspiels wird beispielsweise als oberer Ladungswechseltotpunkt oder
Ladungswechsel-OT (LWOT) bezeichnet. Um eine gute Lesbarkeit der in den Fig. gezeigten Diagramme zu realisieren, ist der obere Zündtotpunkt (ZOT) zwei Mal eingetragen, nämlich einmal bei 720 Grad Kurbelwinkel und einmal bei 0 Grad
Kurbelwinkel, wobei dies die gleiche Drehstellung der Kurbelwelle und der Nockenwelle ist.
Die in die in den Fig. gezeigten Diagramme eingetragenen Bezeichnungen„UT" für den unteren Totpunkt,„OT" für den oberen Totpunkt und„ZOT" für den oberen Zündtotpunkt beziehen sich auf die Stellungen des ersten Kolbens. Die in den Diagrammen gezeigten 720 Grad Kurbelwinkel beziehen sich somit auf ein Arbeitsspiel des ersten Zylinders und des ersten, im ersten Zylinder angeordneten Kolbens. Bezogen auf dieses Arbeitsspiel des ersten Kolbens erreichen der zweite Kolben und der dritte Kolben ihren jeweiligen unteren Totpunkt und ihren jeweiligen oberen Totpunkt beziehungsweise oberen Zündtotpunkt zu unterschiedlichen Drehstellungen der Kurbelwelle. Die folgenden Ausführungen zum ersten Auslassventil und zum ersten Einlassventil beziehen sich auf den jeweiligen unteren Totpunkt UT bei 180 Grad Kurbelwinkel und 540 Grad
Kurbelwinkel, den oberen Totpunkt OT (oberer Ladungswechseltotpunkt) bei 360 Grad Kurbelwinkel und den oberen Zündtotpunkt ZOT des ersten Kolbens bei 0 Grad
Kurbelwinkel beziehungsweise 720 Grad Kurbelwinkel und können ohne weiteres auch auf das zweite Auslassventil des zweiten Zylinders, jedoch bezogen auf den jeweiligen unteren Totpunkt, den oberen Totpunkt und den oberen Zündtotpunkt des zweiten Kolbens sowie auf das dritte Auslassventil, jedoch bezogen auf den jeweiligen unteren Totpunkt, den oberen Totpunkt und den oberen Zündtotpunkt des dritten Kolbens bezogen werden. Bezogen auf das jeweilige Arbeitsspiel des jeweiligen Zylinders werden die Zylinder und somit die Auslassventile und die Einlassventile in gleicher Weise betrieben.
Die Diagramme weisen auch jeweils eine Ordinate 12 auf, auf der ein jeweiliger Hub des jeweiligen Einlassventils und des jeweiligen Auslassventils aufgetragen ist. In
beziehungsweise mit diesem Hub wird das jeweilige Auslassventil beziehungsweise das jeweilige Einlassventil bewegt, das heißt geöffnet und geschlossen. In das in Fig. 1 gezeigte Diagramm ist mit einer gestrichelten Linie ein Verlauf 14 eingetragen. Der Verlauf 14 charakterisiert die Bewegung, das heißt das Öffnen und Schließen des ersten Einlassventils des ersten Zylinders. Der Übersichtlichkeit wegen ist in dem Diagramm lediglich der Verlauf 14 des ersten Einlassventils des ersten Zylinders dargestellt. In das Diagramm ist auch mit einer durchgezogenen Linie ein Verlauf 16 eingetragen, welcher das Öffnen und Schließen des ersten Auslassventils des ersten Zylinders in einem Motorbremsbetrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine charakterisiert. Ein mit Kreisen versehener Verlauf 18 charakterisiert das Öffnen und Schließen des zweiten Auslassventils des zweiten Zylinders, bezogen auf das Arbeitsspiel des ersten Zylinders und des ersten Kolbens. Ein mit Kreuzen versehener Verlauf 20 charakterisiert das Öffnen und Schließen des dritten Auslassventils des dritten Zylinders, bezogen auf das Arbeitsspiel des ersten Zylinders. Damit ist der Verlauf 18 des zweiten Auslassventils des zweiten Zylinders entsprechend einer Zündreihenfolge 1-5-3-6-2-4 eines Sechs-Zylinder-Reihen-Motors um 480 Grad Kurbelwinkel bezogen auf das
Arbeitsspiel des ersten Zylinders nach spät versetzt dargestellt und entsprechend der Verlauf 20 des dritten Auslassventils des dritten Zylinders um 240 Grad Kurbelwinkel. Je höher der jeweilige Verlauf 14, 16, 18 und 20 ist, desto weiter ist das Einlassventil beziehungsweise das jeweilige Auslassventil bei einer zugeordneten Drehstellung
(Gradkurbelwinkel) der Kurbelwelle geöffnet. Befindet sich der jeweilige Verlauf 14, 16, 18, 20 auf dem auf der Ordinate aufgetragenen Wert„0", das heißt insbesondere auf der Abszisse 10, so ist das Einlassventil beziehungsweise Auslassventil geschlossen. Mit anderen Worten stellen die Verläufe 14, 16, 18 und 20 jeweilige Ventilerhebungskurven des Einlassventils beziehungsweise des Auslassventils dar, wobei die jeweilige
Ventilerhebungskurve auch als Hubkurve bezeichnet wird.
Das im Folgenden beschriebene Verfahren wird in einem Motorbremsbetrieb der
Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine durchgeführt. Aus Fig. 1 ist anhand des Verlaufs 14 erkennbar, dass das erste Einlassventil des ersten Zylinders im Bereich des oberen Totpunkts OT des ersten Kolbens geöffnet und im Bereich des unteren Totpunkt UT des ersten Kolbens geschlossen wird. Dadurch führt das erste Einlassventil einen Einlasshub 22 aus, sodass Gas in Form von Frischluft über den Einlasskanal des ersten Zylinders in diesen einströmen kann, wobei dieses Gas von dem sich von dem oberen Totpunkt OT in den unteren Totpunkt UT bewegenden Kolben angesaugt wird. Wie anhand des Verlaufs 16 erkennbar ist, wird das erste Auslassventil innerhalb eines Arbeitsspiels des ersten Zylinders beziehungsweise des ersten Kolbens zwei Mal geschlossen und bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel zwei Mal geöffnet, das heißt zwei Mal in die Offenstellung und zwei Mal in die Schließstellung bewegt. Bezogen auf den Einlasshub 22 des ersten Einlassventils wird das erste Auslassventil des ersten Zylinders innerhalb des Arbeitsspiels des ersten Zylinders beziehungsweise des ersten Kolbens bei einer mit 1S1 bezeichneten Drehstellung kurz vor 480 Grad Kurbelwinkel der Kurbelwelle ein erstes Mal geschlossen. Die Drehstellung 1S1 befindet sich dabei im Bereich des Einlasshubs 22. Innerhalb des Arbeitsspiels des ersten Zylinders beziehungsweise des ersten Kolbens wird das erste Auslassventil im Anschluss an das erste Schließen bei einer mit 101 bezeichneten Drehstellung kurz vor 660 Grad Kurbelwinkel der Kurbelwelle ein erstes Mal geöffnet. Daran anschließend wird das erste Auslassventil bei einer mit 2S1 bezeichneten Drehstellung kurz nach 240 Grad
Kurbelwinkel der Kurbelwelle ein zweites Mal geschlossen. Daran anschließend wird das erste Auslassventil bei einer mit 201 bezeichneten Drehstellung bei etwa 270 Grad Kurbelwinkel der Kurbelwelle ein zweites Mal geöffnet. Das erste Schließen (1 S1) des ersten Auslassventils wird auch als erste Bewegung des ersten Auslassventils in die Schließstellung des ersten Auslassventils bezeichnet.
Durch das erste Schließen (1 S1) wird nach dem Schließen des ersten Einlassventils die sich im ersten Zylinder befindende Frischluft mittels des ersten Kolbens verdichtet. Durch das erste Öffnen und das zweite Schließen führt das erste Auslassventil einen
Dekompressionshub 24 innerhalb des Arbeitsspiels des ersten Zylinders aus, sodass der erste Zylinder einen ersten Dekompressionszyklus durchführt. Das erste Öffnen des ersten Auslassventils wird auch als erste Bewegung des ersten Auslassventils in dessen Offenstellung bezeichnet. Das zweite Schließen des ersten Auslassventils wird auch als zweite Bewegung des ersten Auslassventils in dessen Schließstellung bezeichnet. Dabei wird durch das erste Öffnen (bei 101 ) die zuvor mittels des ersten Kolbens verdichtete Frischluft beziehungsweise das durch den ersten Kolben verdichtete Gas aus dem ersten Zylinder über den Auslasskanal des ersten Zylinders abgelassen, ohne das in dem verdichteten Gas gespeicherte Verdichtungsenergie genutzt werden kann, um den ersten Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt zu bewegen. Da die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zuvor Arbeit zum Verdichten des Gases aufwenden musste, geht damit eine Abbremsung der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine und somit des Kraftwagens einher. Durch das zweite Öffnen bei der Drehstellung 2Ö1 und das erste Schließen bei der Drehstellung 1 S1 führt das erste Auslassventil einen zweiten Dekompressionshub 26 innerhalb des Arbeitsspiels des ersten Zylinders durch, sodass der erste Zylinder einen zweiten Dekompressionszyklus durchführt. Das zweite Öffnen des ersten Auslassventils wird auch als zweite Bewegung des ersten Auslassventils in dessen Offenstellung bezeichnet. Im Rahmen des zweiten Dekompressionshub 26 beziehungsweise des zweiten
Dekompressionszyklus wird innerhalb des Arbeitsspiels des ersten Zylinders
beziehungsweise des ersten Kolbens mittels des ersten Kolbens im ersten Zylinder verdichtetes Gas ein zweites Mal aus dem ersten Zylinder über den Auslasskanal des ersten Zylinders abgelassen, ohne das in diesem Gas gespeicherte Verdichtungsenergie zum Bewegen des Kolbens aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt genutzt werden könnte. Hierdurch kann in dem Motorbremsbetrieb eine besonders hohe Bremsleistung, das heißt eine besonders hohe Motorbremsleistung, realisiert werden.
In dem Motorbremsbetrieb führen das erste Auslassventil sowie das zweite und dritte Auslassventil einen wesentlich geringeren Hub als im Normalbetrieb, das heißt im gefeuerten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aus.
Aus den Fig. ist anhand des Verlaufs 18 erkennbar, dass in dem Motorbremsbetrieb innerhalb eines Arbeitsspiels des zweiten Zylinders beziehungsweise des zweiten Kolbens das zweite Auslassventil des zweiten Zylinders bei einer mit 1 S2 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle ein erstes Mal geschlossen wird. Bezogen auf den in den Fig. nicht dargestellten Einlasshub des zweiten Einlassventils des zweiten Zylinders erfolgt dieses erste Schließen ebenfalls im Bereich des Einlasshubs des zweiten Einlassventils. Innerhalb des Arbeitsspiels des zweiten Zylinders wird anschließend an das erste Schließen das zweite Auslassventil des zweiten Zylinders bei einer mit 102 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle ein erstes Mal geöffnet. Daran anschließend wird innerhalb des Arbeitsspiels des zweiten Zylinders das zweite Auslassventil bei einer mit 2S2 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle ein zweites Mal geschlossen daran anschließend bei einer mit 202 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle ein zweites Mal geöffnet. Durch das erste Öffnen (bei der Drehstellung 102) das zweite Schließen (bei der Drehstellung 2S2) des zweiten Auslassventils führt das zweite Auslassventil einen ersten Dekompressionshub 28 durch. Durch das zweite Öffnen und das erste Schließen für das zweite Auslassventil innerhalb des Arbeitsspiels des zweiten Zylinders einen zweiten Dekompressionshub 30 durch.
Durch das erste Schließen des zweiten Auslassventils wird Gas in Form von Frischluft, welches infolge des Öffnens des zweiten Einlassventils vom zweiten Kolben in den zweiten Zylinder eingesaugt wurde, nach dem Schließen des zweiten Einlassventils verdichtet. Im Zuge des ersten Dekompressionshubs 28 des zweiten Auslassventils, das heißt im Zuge eines ersten Dekompressionszyklus des zweiten Zylinders, wird das verdichtete Gas über den zweiten Auslasskanal aus dem zweiten Zylinder abgelassen, sodass in dem verdichteten Gas gespeicherte Verdichtungsenergie nicht genutzt werden kann, um den zweiten Kolben aus seinem oberen Totpunkt zurück in seinen unteren Totpunkt zu bewegen. Dieser Vorgang wiederholt sich im Rahmen des zweiten
Dekompressionshubs 30, sodass auch der zweite Zylinder innerhalb des einen
Arbeitsspiels des zweiten Zylinders zwei Dekompressionszyklen durchführt.
Analoges trifft auch auf den dritten Zylinder zu. In dem Motorbremsbetrieb wird innerhalb eines Arbeitsspiels des dritten Zylinders beziehungsweise des dritten Kolbens - wie anhand des Verlaufs 20 zu erkennen ist - bei einer mit 1S3 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle das dritte Auslassventil ein erstes Mal geschlossen. Daran anschließend wird - innerhalb des Arbeitsspiels des dritten Zylinders - das dritte Auslassventil bei einer mit 103 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle ein erstes Mal geöffnet. Daran anschließend wird das dritte Auslassventil bei einer mit 2S3 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle ein zweites Mal geschlossen. Daran anschließend wird das dritte
Auslassventil bei einer mit 203 bezeichneten Drehstellung der Kurbelwelle ein zweites Mal geöffnet. Durch das erste Öffnen (bei der Drehstellung 103) und das zweite
Schließen (bei der Drehstellung 2S3) führt das dritte Auslassventil innerhalb eines Arbeitsspiels einen ersten Dekompressionshub 32 durch, sodass der dritte Zylinder einen ersten Dekompressionszyklus durchführt. Wie bei dem ersten Zylinder und zweiten Zylinder liegt die Drehstellung 1S3, bei der das dritte Auslassventil innerhalb des
Arbeitsspiels des dritten Zylinders beziehungsweise des dritten Kolbens das erste Mal geschlossen wird, ebenfalls im Bereich und vorzugsweise im Bereich des Einlasshubs des dritten Einlassventils des dritten Zylinders. Infolge des ersten Schließens des dritten Auslassventils wird - wie bei dem ersten Zylinder und bei dem zweiten Zylinder - Gas in Form von Frischluft, das beziehungsweise die durch das Öffnen des dritten Einlassventils in den dritten Zylinder mittels des dritten Kolbens eingesaugt wurde, nach dem Schließen des dritten Einlassventils mittels des dritten Kolbens verdichtet. Durch das erste Öffnen (bei der Drehstellung 103) des dritten Auslassventils wird das verdichtete Gas aus dem dritten Zylinder abgelassen, sodass in dem verdichteten Gas gespeicherte
Verdichtungsenergie nicht genutzt werden kann, um den dritten Kolben aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt zu bewegen.
Durch das zweite Öffnen (bei der Drehstellung 203) und das erste Schließen (bei der Drehstellung 1S3) führt das dritte Auslassventil innerhalb des Arbeitsspiels des dritten Zylinders einen zweiten Dekompressionshub 34 aus, wobei im Zuge des zweiten
Dekompressionshubs 34 des dritten Auslassventils der dritte Zylinder einen zweiten Dekompressionszyklus durchführt. Auch im Rahmen des zweiten Dekompressionszyklus wird verdichtetes Gas über den dritten Auslasskanal aus dem dritten Zylinder abgelassen, sodass im verdichteten Gas gespeicherte Verdichtungsenergie nicht genutzt werden kann, um den dritten Kolben aus dem oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt zu bewegen. Wie auch das erste Auslassventil innerhalb des Arbeitsspiel des ersten
Zylinders und das zweite Auslassventil innerhalb des Arbeitsspiels des zweiten Zylinders führt das dritte Auslassventil des dritten Zylinders innerhalb des Arbeitsspiels des dritten Zylinders zwei Dekompressionshübe 32, 34 aus, welche innerhalb des Arbeitsspiels des dritten Zylinders aufeinanderfolgen. Somit führen die drei Zylinder innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels jeweils zwei aufeinander folgende Dekompressionszyklen durch, wodurch eine besonders hohe Motorbremsleistung und im Motorbremsbetrieb realisiert werden kann.
Die Grad Kurbelwinkel, bei denen das zweite und dritte Auslassventil jeweils öffnen und schließen, sind entsprechend um 480 Grad Kurbelwinkel beziehungsweise 240 Grad Kurbelwinkel bezogen auf den ersten Zylinder versetzt.
Um eine besonders hohe Motorbremsleistung im Motorbremsbetrieb realisieren zu können, ist es vorgesehen, dass das erste Auslassventil des ersten Zylinders nach dem ersten Öffnen (bei der Drehstellung 101) und vor dem zweiten Öffnen, insbesondere nach dem ersten Öffnen und vor dem zweiten Schließen (bei der Drehstellung 2S1), so lange bei der zunächst erfolgten Dekompression offen gehalten wird, dass der erste Zylinder mit Gas, das auf der Abgasseite über den zweiten Auslasskanal aus dem zweiten Zylinder ausströmt, und mit Gas, das auf der Abgasseite aus dem dritten Zylinder über den dritten Auslasskanal ausströmt, wieder gefüllt wird. Anhand des Verlaufs 16 ist erkennbar, dass das erste Auslassventil bis kurz nach 240 Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt ZOT des ersten Kolbens offen gehalten wird beziehungsweise erst kurz nach 240 Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt vollständig geschlossen ist. Bezogen auf das Arbeitsspiel des ersten Zylinders liegt - wie aus den Fig. erkennbar ist - der zweite Dekompressionshub 30 des zweiten Auslassventils noch vollständig innerhalb Dekompressionshub 24 des ersten Auslassventils. Darüber hinaus liegt der erste Dekompressionshub 32 des dritten Auslassventils teilweise innerhalb des ersten Dekompressionshubs 24, da das dritte Auslassventil - bezogen auf das Arbeitsspiel des ersten Zylinders - bereits vor 180 Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Zündtotpunkt ZOT des ersten Kolbens geöffnet wird. Dies bedeutet, dass während des ersten
Dekompressionshubs 24 des ersten Auslassventils zumindest teilweise ein
Dekompressionshub des zweiten Auslassventils (zweiter Dekompressionshub 30) und ein Dekompressionshub des dritten Auslassventils (erster Dekompressionshub 32) stattfinden. Dadurch kann der erste Zylinder mit Gas aus dem zweiten Zylinder und dem dritten Zylinder für den sich an den ersten Dekompressionszyklus (Dekompressionshub 24) anschließenden, zweiten Dekompressionszyklus (Dekompressionshub 26) aufgeladen werden, wodurch eine besonders hohe Motorbremsleistung darstellbar ist. Der erste Zylinder wird dabei für seinen zweiten Dekompressionszyklus mit Gas aus dem zweiten Dekompressionszyklus des zweiten Zylinders und mit Gas aus dem ersten Dekompressionszyklus des dritten Zylinders gefüllt. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind alle drei Auslassventile durch das erste Öffnen des dritten Auslassventils bei der Drehstellung 103 vorübergehend gleichzeitig geöffnet, sodass die Zylinder über den Abgaskrümmer fluidisch miteinander verbunden sind.
Das erste Auslassventil sollte nach dem ersten Öffnen bei der Drehstellung 101 und vor dem zweiten Schließen bei der Drehstellung 2S1 mindestens so lange offen gehalten werden, dass der erste Zylinder mit Gas, das über wenigstens einen Auslasskanal aus wenigstens einem zweiten Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausströmt, gefüllt wird. Dies bedeutet, dass der erste Zylinder zumindest mit Gas des zweiten oder dritten Zylinders gefüllt werden sollte.
Dieses Prinzip kann auch ohne weiteres auf den zweiten Zylinder und den dritten Zylinder übertragen werden. Dies bedeutet, dass beispielsweise der zweite Zylinder für seinen zweiten Dekompressionszyklus innerhalb des Arbeitsspiels des zweiten Zylinders mit Gas aus dem ersten Zylinder und mit Gas aus dem dritten Zylinder gefüllt, das heißt aufgeladen wird. Der dritte Zylinder wird innerhalb des Arbeitsspiels des dritten Zylinders für den zweiten Dekompressionszyklus mit Gas aus dem ersten Zylinder und mit Gas aus dem zweiten Zylinder aufgeladen. Dies ist vorteilhaft, da - wie beispielsweise aus den Fig. anhand des ersten Zylinders erkennbar ist - nach dem ersten Dekompressionszyklus beziehungsweise nach dem ersten Dekompressionshub vor dem zweiten
Dekompressionszyklus beziehungsweise vor dem zweiten Dekompressionshub 26 kein Einlasshub des ersten Anlassventils mehr durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass der erste Zylinder nach dem ersten Dekompressionszyklus und vor dem zweiten
Dekompressionszyklus nicht über den Einlasskanal des ersten Zylinders mit Gas gefüllt werden kann. Daher ist es vorgesehen, den ersten Zylinder für seinen zweiten
Dekompressionszyklus über den Auslasskanal des ersten Zylinders mit Gas zu füllen, wobei dieses Gas sowohl aus dem zweiten Zylinder als auch aus dem dritten Zylinder stammt. Es findet also eine Überschneidung zwischen dem zweiten Schließen des ersten
Auslassventils und dem - bezogen auf das Arbeitsspiel des dritten Zylinders - ersten Öffnen des dritten Auslassventils statt. Vorteilhafterweise können durch die
Überschneidung des jeweiligen Öffnens eines ersten Auslassventils und das Schließen eines dritten Auslassventils und/oder des Schließens eines zweiten Auslassventils Druckspitzen im Abgaskrümmer durch Ausströmen des Gases aus dem ersten Zylinder und Einströmen in den zweiten Zylinder oder dritten Zylinder abgebaut werden.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform zu Fig. 1 dargestellt. Gleiche Linien und gleiche Punkte sind in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. In das Diagramm der Fig. 2 ist der zu Fig. 1 unveränderte Verlauf 14 eingetragen. Verläufe 16', 18' und 20' weisen im Unterschied zu Fig. 1 jeweils früher schließende
Dekompressionshübe 24', 28' und 32' auf. Das zweite Schließen bei der jeweiligen Drehstellung 2S1', 2S2' und 2S3' der ersten Dekompressionshübe 24', 28' und 32' findet jeweils circa 30 Grad Kurbelwinkel früher statt. Damit schließt beispielsweise das erste Auslassventil bei etwa 210 Grad Kurbelwinkel und die ersten Schließzeitpunkte bei den Drehstellungen 1 S1 , 1S2 und 1S3 der zweiten unveränderten Dekompressionshübe 26, 30 und 34 liegen zeitlich nach dem zweiten Schließen bei den Drehstellungen 2S1 ', 2S2' und 2S3' der ersten Dekompressionshübe 24', 28' und 32'.
In Fig. 3 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung bevorzugter Bereiche der jeweiligen Öffnungs- und Schließzeitpunkte zwei aufeinanderfolgenden Dekompressionshübe anhand des ersten Auslassventils dargestellt. Die folgenden Ausführungen sind ohne weiteres auf die anderen Zylinder und die andere Zylinderbank übertragbar. Gleiche Linien und gleiche Punkte sind dabei in Fig. 3 mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 und Fig. 2 versehen. In das Diagramm von Fig. 2 ist der zu Fig. 1 unveränderte Verlauf 14 eingetragen. Des Weiteren sind in Fig. 3 zwei Verläufe 16" (durchgezogene Linie) und 16"' (gestrichelte Linie) des ersten Auslassventils aufgetragen, die mit dem Verlauf 16" die frühesten möglichen Öffnungszeitpunkte bei der Drehstellung 101 " bei etwa 610 Grad Kurbelwinkel und 201" bei etwa 230 Grad Kurbelwinkel sowie Schließzeitpunkte bei den Drehstellungen 1S1" bei etwa 400 Grad Kurbelwinkel und 2S1" bei etwa 210 Grad Kurbelwinkel angeben. Dementsprechend gibt der Verlauf 16"' die spätesten möglichen Öffnungszeitpunkte bei den Drehstellungen 101 "' bei etwa 680 Grad Kurbelwinkel und 201"' bei etwa 320 Grad Kurbelwinkel und Schließzeitpunkte bei den Drehstellungen 1S1 '" bei etwa 680 Grad Kurbelwinkel und 2S1 '" bei etwa 320 Grad Kurbelwinkel an. Die sich daraus ergebenden Bereiche möglicher erster und zweiter Öffnungszeitpunkte und erster und zweiter Schließzeitpunkte sind beliebig miteinander kombinierbar. Um eine besonders hohe Bremsleistung, das heißt eine besonders hohe
Motorbremsleistung zu realisieren, ist es ferner vorgesehen, dass beim Aktivieren des Motorbremsbetriebs die Nockenwelle zum Betätigen der Einlassventile mittels eines Nockenwellenstellers verstellt und dabei bezogen auf die Kurbelwelle nach spät verstellt wird. Die Nockenwelle zum Betätigen der Einlassventile wird auch als Einlassnockenwelle bezeichnet. Die Funktion und Wirkung des Verstellens der Einlassnockenwelle wird im Folgenden am Beispiel des ersten Zylinders beschrieben. Dem ersten Zylinder sind wenigstens ein Einlassventil und wenigstens ein Einlasskanal zugeordnet, wobei das Einlassventil dem Einlasskanal zugeordnet ist. Das Einlassventil ist zwischen einer Schließstellung in wenigstens einer Offenstellung verstellbar, wobei der Einlasskanal des ersten Zylinders mittels des Einlassventils in dessen Schließstellung völlig versperrt ist. In der Offenstellung gibt das Einlassventil den Einlasskanal zumindest teilweise frei. Dabei ist das Einlassventil mittels der Nockenwelle aus seiner Schließstellung in seine
Offenstellung bewegbar. In das Diagramm in Fig. 1 ist mit einer gestrichelten Linie der Verlauf 14 des Öffnens und Schließens des Einlassventils des ersten Zylinders eingetragen.
Der Nockenwellensteller erlaubt nun ein Verschieben des Kurbelwinkelbereichs, in welchem das Einlassventil geöffnet ist beziehungsweise wird, zu späteren Kurbelwinkeln hin. In das Diagramm in Fig. 1 ist mit einer durchgezogenen Linie der Verlauf 14' des Öffnens und Schließens des Einlassventils des ersten Zylinders zu späteren
Kurbelwinkeln eingetragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Verlauf 14' des Öffnens und Schließens des Einlassventils gegenüber dem Verlauf 14 um etwa 45 Grad Kurbelwinkel nach spät verstellt. Damit öffnet das Einlassventil nicht mehr vor dem oberen Totpunkt (OT), sondern nach dem oberen Totpunkt (OT). Das Schließen des Einlassventils verschiebt sich entsprechend. Somit lässt sich der Öffnungszeitpunkt, zu welchem das Einlassventil geöffnet wird, soweit nach spät schieben, dass ein im ersten Zylinder herrschender Druck, welcher auch als Zylinderdruck bezeichnet wird, aufgrund des geöffneten Auslassventils und der Abwärtsbewegung des Kolbens nach dem oberen Totpunkt (OT) soweit abgefallen ist, dass ein Grenzwert für einen maximalen Zylinderdruck bei geöffnetem Einlassventil auch dann eingehalten wird, wenn der maximale Zylinderdruck während der Kompression 60 bar oder mehr beträgt, das heißt besonders hoch ist. Mit anderen Worten ist es somit möglich, während der zweiten Dekompression beziehungsweise während des zweiten Dekompressionshubs besonders hohe Drücke im ersten Zylinder realisieren zu können. Aufgrund der Verstellung der Einlassnockenwelle ist es dabei möglich, trotz dieser hohen Zylinderdrücke das
Einlassventil, welches gegen den im ersten Zylinder herrschenden Druck geöffnet werden muss, zu öffnen und somit das Füllen des ersten Zylinders mit dem Gas zu ermöglichen, da der Druck im ersten Zylinder beim Öffnen des Einlassventils geringer als der maximale zulässige Zylinderdruck ist. Dadurch kann eine besonders hohe Bremsleistung realisiert werden.
Die Bremsleistung lässt sich noch weiter steigern, indem das jeweilige zweite Öffnen des jeweiligen Auslassventils zum zweiten Dekompressionshub zusammen mit der oben genannten Spätverstellung des Einlassventils später erfolgt. In Fig. 1 ist dies beispielhaft anhand eines punktierten Verlaufs 26* für den zweiten Dekompressionshub des ersten Auslassventils dargestellt. Die Drehstellung 201 des zweiten Öffnens des ersten
Auslassventils verschiebt sich dann in Richtung spät zur Drehstellung 201 *, wobei die jeweilige Drehstellung auch als Zeitpunkt bezeichnet wird beziehungsweise ein Zeitpunkt ist. Dagegen bleibt die Drehstellung (Zeitpunkt) 1 S1 des ersten Schließens des ersten Auslassventils unverändert. Dies lässt sich durch eine entsprechende Änderung der Auslassnockenkontur darstellen. Durch das späte Öffnen des Auslassventils kann die Kompression des sich im Zylinder befindenden Gases gesteigert werden, was zu einer höheren Bremsleistung führt.
Es ist auch denkbar, analog zur Verstellung der Einlassnockenwelle mittels eines Nockenwellenstellers einen entsprechenden Nockenwellensteller für die
Auslassnockenwelle vorzusehen. Damit kann variabel ein Zeitpunkt des Öffnens des Auslassventils, insbesondere in Richtung spät, gewählt werden. Der Zeitpunkt des Schließens des Auslassventils verschiebt sich entsprechend.
Des Weiteren kann es vom Vorteil sein, geringe oder besonders geringe Bremsleistungen einzustellen. Hierzu kann das Öffnen und Schließen des Einlassventils weiter in Richtung spät verstellt werden. Dadurch wird das Gas im Zylinder durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens wieder aus dem geöffneten Einlasskanal ausgeschoben, sodass dem Zylinder nach dem Schließen des Einlassventils weniger Gas für die Kompression zur Verfügung steht, wodurch in der ersten Dekompression weniger Gas abgeblasen wird. In das Diagramm in Fig. 1 ist der Verlauf 14" des Öffnens und Schließens des Einlassventils des ersten Zylinders gegenüber dem Verlauf 14 um etwa 120 Grad Kurbelwinkel nach spät verstellt. Damit öffnet das Einlassventil deutlich nach dem oberen Totpunkt (OT). Das Schließen des Einlassventils verschiebt sich entsprechend. Begrenzend für diese Spätverstellung zur Reduktion der Bremsleistung ist die Aufwärtsbewegung des Kolbens in Richtung seines oberen Zündtotpunkts (ZOT). Um eine Kollision des Einlassventils mit dem Kolben zu verhindern, muss das Einlassventil rechtzeitig geschlossen werden. Durch den Einsatz des Nockenwellensteiler, welcher auch als Phasensteiler bezeichnet wird, und das dadurch bewirkte Verstellen der Nockenwelle, insbesondere der
Einlassnockenwelle, ist es möglich, eine Motorbremse und somit ein Motorbremssystem mit variabler Einlassventilerhebungskurve zu realisieren, da durch das Verstellen der Einlassnockenwelle die Erhebungskurve des Einlassventils variiert werden kann. Durch das zuvor beschriebene Betätigen der Gaswechselventile ist es ferner möglich, das Motorbremssystem als Drei-Takt-Motorbremssystem zu realisieren, sodass eine besonders hohe Bremsleistung und auch besonders niedrige Bremsleistungen dargestellt werden können.
Üblicherweise schließt sich an den Motorbremsbetrieb ein Starten der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine an. Unter dem Starten der Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ist zu verstehen, dass die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine von ihrem ungefeuerten Betrieb in ihren gefeuerten Betrieb überführt wird, sodass dadurch beispielsweise die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine von dem Motorbremsbetrieb in den Normalbetrieb überführt wird. Das Starten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine wird auch als Aktivieren bezeichnet.
Um nun aus dem Starten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine resultierende, thermodynamische Verluste besonders gering halten und somit einen besonders effizienten Betrieb der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es - insbesondere im Gegensatz zu den vorigen Ausführungen und im Gegensatz zu den beschriebenen und anhand der Fig. dargestellten Betätigungen beziehungsweise
Bewegungen des jeweiligen Auslassventils - vorgesehen, dass anstelle des zweiten Schließens des ersten Auslassventils, das heißt anstelle der zweiten Bewegung des ersten Auslassventils in die Schließstellung eine solche Bewegung beziehungsweise Betätigung des ersten Auslassventils erfolgt, dass das erste Auslassventil nach dem ersten Öffnen (bei der Drehstellung 101), das heißt nach der ersten Bewegung in die Offenstellung, und vor dem zweiten Öffnen (bei der Drehstellung 201), das heißt vor der zweiten Bewegung in die Offenstellung, in Richtung der Schließstellung jedoch nicht in die Schließstellung, sondern in eine von der Schließstellung und von der Offenstellung des ersten Auslassventils unterschiedliche Zwischenstellung des ersten Auslassventils bewegt wird, wobei das erste Auslassventil den zugehörigen Auslasskanal in der
Zwischenstellung stärker verschließt als in der Offenstellung und weiter freigibt als in der Schließstellung. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass das erste Auslassventil bei der sich an die erste Bewegung in die Offenstellung (bei der Drehstellung 101) anschließenden und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (bei der Drehstellung 201) vorweggehenden Bewegung in Richtung der Schließstellung so lange offen gehalten wird, dass der erste Zylinder mit Gas, das über den zweiten Auslasskanal aus dem zweiten Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine sowie gegebenenfalls über den dritten
Auslasskanal aus dem dritten Zylinder ausströmt, gefüllt wird, wobei beim Aktivieren des Motorbremsbetriebs die Nockenwelle zum Betätigen des Gaswechselventils,
insbesondere des Einlassventils, verstellt wird, und wobei bei der sich an die erste Bewegung in die Offenstellung (bei der Drehstellung 101) anschließenden und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (bei der Drehstellung 201) vorweggehenden Bewegung in Richtung der Schließstellung eine Bewegung des ersten Auslassventils in die Schließstellung unterbleibt.
Beispielsweise bezogen auf die Fig. und bezogen auf den ersten Zylinder bedeutet dies, dass zwischen den Drehstellungen 101 und 201 , insbesondere zwischen den
Drehstellungen 2S1 und 201 , das erste Auslassventil nicht mehr komplett, sondern nur noch teilweise geschlossen wird, sodass das erste Auslassventil beispielsweise beim ersten Öffnen aus der Schließstellung in die Offenstellung, daran anschließend aus der Offenstellung in die Zwischenstellung und daran anschließend beim zweiten Öffnen aus der Zwischenstellung in die Offenstellung bewegt wird. Wie zuvor ausgeführt ist diese Betätigung beziehungsweise Bewegung des ersten Auslassventils ohne weiteres auch auf die Auslassventile des zweiten Zylinders und des dritten Zylinders übertragbar.
Durch diese Betätigung des ersten Auslassventils kann das Gas aus dem ersten Zylinder vor dem Ladungswechsel-OT entweichen, sodass insbesondere bei niedrigen Drehzahlen keine nennenswerte Kompression mehr in dem ersten Zylinder auftritt. Dadurch muss beispielsweise beim Starten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nicht gegen eine übermäßige, im ersten Zylinder stattfindende Kompression des Gases oder nur gegen eine besonders geringfügige Kompression des Gases im ersten Zylinder gearbeitet werden, sodass thermodynamische Verluste besonders gering gehalten werden können. Hierdurch können auch übermäßige Anregungen und somit übermäßige Schwingungen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine vermieden werden, sodass die Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine besonders komfortabel gestartet werden kann.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Einlassnockenwelle mittels des Phasensteliers auf eine späte Position, beispielsweise 120 Grad Kurbelwinkel, gestellt wird, sodass auch bei dem oberen Zündtotpunkt keine Kompression auftritt, da stets entweder das Einlassventil oder das Auslassventil des ersten Zylinders geöffnet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in einem Motorbremsbetrieb, bei welchem in dem Motorbremsbetrieb innerhalb eines Arbeitsspiels zumindest ein zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbares Auslassventil wenigstens eines Zylinders ein erstes Mal in die Schließstellung (1S1 , 1S1", 1S1'"), daran anschließend aus der
Schließstellung ein erstes Mal in die Offenstellung (101 , 101", 101"'), daran anschließend aus der Offenstellung in Richtung der Schließstellung (2S1 , 2S1', 2S1", 2S1'") und daran anschließend ein zweites Mal in die Offenstellung (201 , 201", 201"') bewegt wird, um dadurch mittels eines Kolbens des Zylinders in dem Zylinder verdichtetes Gas aus dem Zylinder abzulassen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auslassventil bei der sich an die erste Bewegung in die Offenstellung (101 , 101", 101"') anschließenden und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (201 , 201", 201"') vorweggehenden Bewegung in Richtung der Schließstellung (2S1 , 2S1", 2S1'") so lange offen gehalten wird, dass der Zylinder mit Gas, das über wenigstens einen Auslasskanal aus wenigstens einem zweiten Zylinder der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausströmt, gefüllt wird, wobei beim
Aktivieren des Motorbremsbetriebs wenigstens eine Nockenwelle zum Betätigen wenigstens eines Gaswechselventils der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verstellt wird, und wobei bei der der sich an die erste Bewegung in die Offenstellung (101 , 101", 101"') anschließenden und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (201 , 201", 201"') vorweggehenden Bewegung in Richtung der Schließstellung (2S1 , 2S1", 2S1'") eine Bewegung des Auslassventils in die Schließstellung unterbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auslassventil bei der der sich an die erste Bewegung in die Offenstellung (101 , 101 ", 101"') anschließenden und der zweiten Bewegung in die Offenstellung (201 , 201", 201 "') vorweggehenden Bewegung in Richtung der Schließstellung (2S1 , 2S1", 12S1 '") in eine von der Offenstellung und von der Schließstellung
unterschiedliche, zwischen der Offenstellung und der Schließstellung liegende Zwischenstellung bewegt wird, aus welcher das Auslassventil das zweite Mal in die Offenstellung (201 , 201", 201'") bewegt wird, wobei das Auslassventil einen zugehörigen Auslasskanal der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine in der Zwischenstellung stärker verschließt als in der Offenstellung und weiter freigibt als in der Schließstellung.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
als die Nockenwelle eine Einlassnockenwelle verstellt wird, mittels welcher ein einem Einlasskanal, über welchen der erste Zylinder mit dem Gas gefüllt wird, zugeordnetes Einlassventil als das Gaswechselventil betätigbar ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nockenwelle nach spät verstellt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einlassnockenwelle derart nach spät verstellt wird, dass das Einlassventil während eines oberen Zündtotpunkts des Arbeitsspiels geöffnet ist.
6. Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, welche zum
Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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