DE3109488C2 - Brennkraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten V-förmig angeordneten Zylinderreihe - Google Patents

Abstract

Ein Verbrennungsmotor ist geoffenbart, der eine erste Motor-Zylinderreihe aufweist, die Zylinder enthält, die unter Betriebsbedingungen mit niedriger Last unwirksam sind, sowie eine zweite Motor-Zylinderreihe, welche Zylinder enthält, die stets während des Motorbetriebs wirksam sind. Ein Meßfühler ist vorgesehen, um die Temperatur eines Motorkühlmittels zu messen, welches nahe dem Auslaß jenes Kühlmittelkanales vorbeiströmt, der in der zweiten Motor-Zylinderreihe angeordnet ist. Der Motorbetrieb wird zwangsweise auf die Motor-Vollbetriebsart überführt, ungeachtet der Motorbelastungsbedingungen, wenn die gemessene Temperatur unter einem bestimmten Wert liegt.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art.

Eine solche, aus der DE-Z -»Krafthand«, Heft 23, 1. Dez. 1979, S. 1944 und 1C45, bekannte Brennkraftmaschine weist in jeder Zylinderreihe ier Zylinder auf, die in drei Zylindereinheiten unterteilt sind, so daß je nach der Belastung der Brennkraftmaschine diese mit vier Zylindern, mit sechs Zylindern oder mit allen acht Zylindern arbeitet. Die dabei jeweils abgeschalteten Zylinder sind gleichmäßig auf beide Zylinderreihen verteilt, so daß also auch beim Teilbetrieb mit nur vier Zylindern in jeder Zylinderreihe jeweils zwei arbeitende Zylinder angeordnet sind. Der die Temperatur des Kühlmittels erfassende Temperaturfühler ist mit der Steuereinrichtung zum Bestimmen der jeweiligen Betriebsweise der Brennkraftmaschine verbunden, so daß bei dieser Bestimmung der jeweiligen Betriebsweise offensichtlich auch die Temperatur des Kühlmittels berücksichtigt wird.

Die DE-OS 29 31256 zeigt und beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten V-förmig angeordneten Zylinderreihe (siehe z.B. S.4, S. 6, Fig. 1), mit ersten und zweiten Zylindereinheiten, die jeweils mindestens einen Zylinder umfassen, mit einem die Temperatur des Motors erfassenden Temperaturfühler, mit einer mit dem Temperaturfühler verbundenen Steuereinrichtung zum Abschalten der ersten Zylindereinheit, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unter einem bestimmten Wert liegt, wobei die erste Zylinderreihe nur die erste Zylindereinheit und die zweite Zylinderreihe nur die zweite Zylindereinheit enthalten, und wobei die Steuereinrichtung beide Zylindereinheiten unabhängig von der Belastung der Brennkraftmaschine in Betrieb hält, wenn b5 die erfaßte Temperatur unter einem bestimmten Wert liegt
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs genannten Art so weiterzubilden, daß auch dann eine einwandfreie Betriebsweise der Brennkraftmaschine möglich ist, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine unter einem bestimmten Wert liegt und es Betriebszustände der Brennkraftmaschine gibt, bei denen die Temperaturen an den beiden Zylinderreihen der Brennkraftmaschine stark unterschiedlich sind.

Bei einer Brennkraftmaschine der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnendeii- Teil des Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine enthält jede Zylinderreihe nur jeweils eine Zylindereinheit, so daß beim Teilbetrieb der Brennkraftmaschine nur eine der Zylinderreihe arbeitende Zylinder enthält, während die jeweils andere Zylinderreihe nur abgeschaltete Zylinder aufweist Dadurch ergeben sich in beiden Zylinderreihen starke unterschiedliche Temperaturen. Um einen einwandfreien Betrieb der Brennkraftmaschine durch Unterbinden der Abschaltung einer Zylindereinheit selbst bei niedrigen Belastungen der Brennkraftmaschine sicherzustellen, wird die Temperatur des Kühlmittels nahe dem Auslaß des der zweiten Zylinderreihe zugeordneten Kühlmittelkanals erfaßt, da diese Temperatur der arbeitenden Zylindereinheit zugeordnet ist, also immer die jeweilige Betriebstemperatur der arbeitenden Zylindereinheit angibt. Fällt diese Temperatur unter einen bestimmten Wert, so ist keine einwandfreie Betriebsweise der Brennkraftmaschine mit nur einer arbeitenden Zylindereinheit sichergestellt Aus diesem Grund zwingt die Steuereinrichtung beim Erfassen einer unter den bestimmten Wert liegenden Temperatur des Kühlmittels auch die erste Zylindereinheit zum Arbeiten, selbst wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unter dem bestimmten Wert liegen sollte, der beim warmer Brennkraftmaschine zum Abschalten der ersten Zylindereinheit führen würde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen nähsr erläutert Es zeigt Fi g. 1 eine schematische Ansicht eines Schnittes, der ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten V-förmig angeordneten Zylinderreihe zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist

Fig.2 eine Draufsicht auf den Motor, wobei die Motor-Zylinderreihen aus der in F i g. 1 gezeigten Lage um 180° geschwenkt gezeigt sind, und

F i g. 3 eine Seitenansicht, welche die Motor-Zylinderreihen der F i g. 2 2eigt.

Es wird nun auf F i g. 1 Bezug genommen; dort ist ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten V-förmig angeordneten Zylinderreihe gezeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist Der Motor ist gemäß der Darstellung ein teilabschaltbarer V-6-Motor mit einer ersten und zweiten Motor-Zylinderreihe 12 und 14, die in einem V-Winkel angeordnet sind. Die erste Motor-Zylinderreihe 12 enthält drei Zylinder Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5, die unwirksam sind, wenn die Motorlast unter einem bestimmten Wert liegt. Die zweite Motor-ZyÜnderreihe 14 enthält drei Zylinder Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6, die während des Motorbetriebs stets wirksam sind.

Die Luft wird dem Motor durch einen Lufteinlaßkanal 16 zugeführt, der in seinem Inneren mit einem Luftströmungsfühler 18 und einem Drosselventil 20 versehen ist. Der Einlaßkanal 16 ist stromabwärts vom

Drosselventil 20 in einen ersten und zweiten Ansaugkanal 16a und 166 aufgeteilt Der erste Ansaugkanal 16a führt zu den Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5, und der zweite Ansaugkanal 166 führt zu den Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6.

Treibstoff wird dem Motor durch Treibstoff-Einspritzventile g\ bis gs zugeführt, welche den jeweiligen Zylindern Nr. 1 bis Nr. 6 zugeordnet sind. Wenn die Motorlast unter einen bestimmten Wert absinkt, dann stellen die Treibstoff-Einspritzventile g\, g$ und gs den Betrieb ein, um die Treibstoffzufuhr zu den Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 zu sperren, und den Motorbetrieb in eine teilabgeschaltete Motorbetriebsart umzuwechseln, in welcher der Motor nur mit den verbleibenden Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 arbeitet.

Der erste Ansaugkanal 16a weist an seinem Einlaß ein Sperrventil 22 auf, welches durch eine pneumatische Ventilbetätigungseinrichtung 24 verschlossen wird, um die Frischluftströmung zu den Zylindern Nr. 1_T Nr. 2 und Nr. 5 während der Motorbetriebsart mit Teilabschaltung zu sperren.

Der Motor weist auch einen ersten und zweiten Auspuffkanal 26 und 28 auf, die voneinander getrennt sind. Der erste Auspuffkanal 26 führt von den Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 weg, und der zweite Auspuffkanal 28 führt von den Zylindern Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 weg. Der erste und zweite Auspuffkanal 26 und 28 öffnet jeweils mit seinem stromabwärts gelegenen Ende in eine Auspuffleitung 30. Die Auspuffleitung 30 weist in ihrem Inneren einen katalytischen Drei-Wege-Wandler 32 auf, der die Oxidierung von HC und CO and die Reduzierung von NOx bewirkt, um die Schadstoffemission durch die Auspuffleitung 30 auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Der katalytische Wandler liefert seine höchste Leistung bei stöchiometrischem Luft-/Treib-Stoffverhältnis. Angesichts dieser Tatsache ist es erwünscht, das Luft-/Treibstoffverhältnis, bei welchem der Motor arbeitet, auf dem stöchiometrischen Wert zu halten. Ein erster und zweiter Luft-ZTreibstoffverhältnisfühler 34,36 ist im ersten bzw. zweiten Auspuffkanal 26 bzw. 28 vorgesehen, um den Sauerstoffgehalt des Auspuffgases hierdurch zu überwachen, um ein Signal zu liefern, welches das Luft-/Treibstoffverhältnis anzeigt, bei welchem der Motor arbeitet. Die das Luft-/Treibstoffverhältnis anzeigenden Signale werden ·>5 als Rückführungs- bzw. Feedbacksignale verwendet, um sicherzustellen, daß der Treibstoff, der dem Motor zugeführt wird, korrekt ist, um ein gewünschtes Luft-/Treibstoffverhältnis aufrechtzuerhalten.

Der erste Auspuffkanal 26 ist mit dem ersten >n Ansaugkanal 16a durch einen Abgasrückführungskanal 38 (EGR-Kanal) verbunden, der in seinem Inneren ein Abgasrückführungsventil 40 aufweist. Das Abgasrückführungsventil 40 wird durch eine pneumatische Ventilbetätigungseinrichtung 42 geöffnet, um es Auspuffgasen zu gestatten, durch den Abgasrückführungskanal 38 in den ersten Ansaugkanal 16a zurückzuströmen, um die Pumpverluste in den unwirksamen Zylindern Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 während der Motorbetriebsart mit Teilabschaltung auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Das Abgasrückführungsventil 40 schließt, um die Abgasrückführung während der Motor-Yollbetriebsart zu verhindern, in welcher der Motor mit all seinen Zylindern Nr. 1 bis Nr. 6 arbeitet

Das Bezugszeichen 44 bezeichnet eine Einspritz-Steuerschaltung bzw. -Regelschaltung, welche aus den ersten und zweitcti Meßfühlern 34 und 36 für das Luft-/Treibstoffverhältnis durch jeweilige λ-Konirollschaltungen 46 und 48 Eingänge aufweist, sowie auch einen Eingang aus dem Luftströmungsmeßfühler 18. Die Einspritz-Regelschaltung 44 liefert synchron mit der Motordrehung ein Treibstoff-Einspritz-Impulssignal mit einer Impulsbreite, die proportional zur Luftströmungsmenge ist, die vom Luftsfömungsmeßfühler 18 gemessen ist, und in Übereinstimmung mit den das Luft-/Treibstoffverhältnis anzeigenden Signalen aus den Meßfühlern 34 und 36 für das Luft-yTreibstoffverhältnis korrigiert wird. Das Treibstoff-Einspritz-Impulssignal wird unmittelbar den Treibstoffeinspritzventilen g2, gt, und g₆ und auch durch eine Kontrollschaltung 50 für die Motorteilabschaltung den Treibstoff-Einspritzventilen g\ bis gs zugeführt Jedes der Treibstoffeinspritzventile g_x bis g₆ kann in Form eines An-Aus-Magnetspulenventils vorliegen, das dazu eingerichtet ist, für einen Zeitraum zu öffnen, der der Impulsbreite des Treibstoff-Einspritz-Impulssignals entspricht

Die Kontrollschaltung 50 für die Motorteilabschaltung bestimmt die Belastung, bei welcher der Motor arbeitet und zwar aus der Impulsbreite des Treibstoff-Einspritz-Impulssignales. Bei Betrie'r oedingungen mit hoher Last gestattet die Kontroiischak' ng 50 für die Motorteilabschaltung den Durchgang des Treibstoff-Einspritz-Impulssignals aus der Einspritz-Regelschaltung 44 zu den Treibstoff-Einspritzventilen q_h gi und gs. Wenn <re Motorbelastung unter einen vorgegebenen Wert absinkt dann sperrt die Kontrollschaltung 50 für die Teilabschaltung den Durchgang des Treibstoff-Einspritz-lmpulssignals zu den Treibstoff-Einspritzventilen <7i, gi und gs, und die zugeordneten Zylinder Nr. 1, Nr. 3, Nr. 5 außer Betrieb zu nehmen.

Es wird nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen; die erste und zweite und zweite Motor-Zylinderreihe 14 und 16 sind der Darstellung nach um 180° aus ihrer in F i g. 1 gezeigten Lage verschwenkt. Von der ersten und zweiten Motorzylinderreihe weist eine jede einen Kühlmittelkanal (nicht gezeigt) auf, der in ihrem Inneren angeordnet ist und durch welchen ein Kühlmittel hindurchströmt, um die zugeordnete Motor-Zylin^erreihe zu kühlen. An der einen Seite der zweiten Motor-Zylinderreihe 14 ist nahe dem Kühlventilator 54 ein 'iemperaturfühler 52 vorgesehen, um die Temperaiur des Motorkühlmittels zu überwachen, das nahe dem Auslaß des Kühlmittelkanals vorbeiströmt, der in der zweiten Motor-Zylinderreihe 14 angeordnet ist, die die Zylinder Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 enthält. Der Temperaturfühler 52 liefert ein Signal, das eine Aussage über die Motorkühlmitteltemperatur an die Kontrollschaltung 50 für den teilabgeschalteten Betrieb liefert. Die Kontrollschaltung 50 für den teilabgeschalteten Motorbetrieb stellt die Motortemperatur auf der Grundlage des die Kühlmitteltemperatur anzeigenden Signals fest. Die Kontrollschaltung für den teilabgeschalteten Motor sperr» ie Zufuhr des Treibstoff· Einspritz-Impulssignals zu den Treibstoff-Einspritzventilen Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5, um den Metorbetrieb zwangsweise auf eine Motor-Vollbetriebsart umzuwechseln, ungeachtet der Motorbelastungsbedingungen, wenn die gemessene Temperatur unter einem bestimmten Wert liegt. Dies bewirkt die Sicherung des stabilen Motorbetriebs bei niedrigen Mgtortemperaturen,

Die erste Motor-Zylinderreihe 12, welche die Zylinder Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5 enthält, die unter Betriebsbedingungen mit niedriger Last außer Betrieb gesetzt sind, wird nach einem verhältnismäßig langen Zeitraum mit einer Betriebsart mit teilabgeschalteiem Motor auf eine niedrige Temperatur abgekühlt. Wenn

der Temperaturfühler 54 zum Feststellen der Temperatur des Motorkühlmittels vorgesehen ist, welches durch den Kühlmittelkanal strömt, der in der ersten Motor-Zylinderreihe 12 angeordnet ist, dann kann die Kontrollschaltung 50 für die Motorteilabschaltung den Motorbetrieb zwingen, auf eine Motor-Vollbetriebsart zu wechseln, nachdem der Motor voll aufgewärmt ist. Dies ist nicht nur unnötig, sondern angesichts der Treibstoffwirtschaftlichkeit auch unerwünscht.

Das die Kühlmitteltemperatur anzeigende Signal aus dem Temperaturfühler 52 kann verwendet werden, um die Treibstoffmenge zu erhöhen, die dem Motor zugeführt wird, wenn der Motor aufwärmt. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf Verbrennungsmotoren mit Teilabschaltung angewandt werden, welche dem Typ nach eine Kontrolleinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, die Abgasrückführung, die zum Zweck einer Reduktion von NOx verwendet wird, zu unterbrechen, sowie auch den Motorbetrieb zu zwingen, auf eine Motor-Vollbetriebsart bei niedrigen Motortemperaturen überzuwechseln. In diesem Fall kann die vorliegende Erfindung die Möglichkeit vermeiden, eine derartige Abgasrückführung zu unterbinden, nachdem der Motor voll aufgewärmt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1
Patentanspruch:

Brennkraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten V-förmig angeordneten Zylinderreihe, die jeweils einen Kühlmittelkanal für ein die zugeordnete Zylinderreihe kühlendes Kühlmittel haben, ersten und zweiten Zylindereinheiten, die jeweils mindestens einen Zylinder umfassen, einem die Temperatur des Kühlmittels erfassenden Temperaturfühler, einer mit dem Temperaturfühler verbundenen Steuereinrichtung zum Abschalten der ersten Zylindereinheit, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unter einem bestimmten Wert liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zylinderreihe (12) nur die erste Zylindereinheit (Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5) und die zweite Zylinderreihe (14) nur die zweite Zylindereinheit (Nr.

2, Nr. 4 und Nr. 6) enthalten, daß der Temperaturfühler (52) an der zweiten Zylinderreihe (14) angeordnet ist, um die Temperatur des nahe dem Auslaß des der zweiten Zylinderrolle (14) zugeordneten Kühlmittelkanals fließenden Kühlmittels zu erfassen, und daß die Steuereinrichtung (44) beide Zylindereinheiten unabhängig von der Belastung der Brennkraftmaschine in Betrieb hält, wenn die erfaßte Temperatur unter einem bestimmten Wert liegt