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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit Abgasturbolader sowie ein Verfahren zur Optimierung des Betriebs eines Verbrennungsmotors (4) mit Abgasturbolader (2), wobei jeder Zylinder (8) mit mindestens einem Auslassventil (34) versehen ist, das während jedes Ausstoßtaktes des Zylinders (8) Abgas aus einem Brennraum (30) zum Abgasturbolader (2) entweichen lässt. Um insbesondere bei niedrigen Drehzahlen die Aufladung der Zylinder (8) und damit das Drehmoment des Verbrennungsmotors (4) deutlich zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Auslassventil (34) im Verlauf des Ausstoßtaktes mehrmals zu öffnen und wieder zu schließen.
    公开号:DE102004027474A1
    申请号:DE200410027474
    申请日:2004-06-04
    公开日:2005-12-29
    发明作者:Ralf Budack；Michael Kuhn；Rainer Wurms
    申请人:Audi AG；
    IPC主号:F02B27-04
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Viertakt-Verbrennungsmotor mit Abgasturboladersowie ein Verfahren zum Optimieren des Betriebs eines Viertakt-Verbrennungsmotorsmit Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriffder Ansprüche1 und 3 bzw. 7 und 15.
    [0002] BeimBetrieb von Verbrennungsmotoren besteht das Bestreben, schon beiniedrigsten Drehzahlen ein höchstmöglichesDrehmoment bereitzustellen. Dem steht jedoch entgegen, dass dieBrennräumeder Zylinder teilweise unvollständigmit Frischgas befülltwerden und dass dessen Umsetzung infolge einer starken Klopfbegrenzungdurch hohe Restgasgehalte in den Brennräumen mit einem ungünstigen Wirkungsgraderfolgt. Bei Verbrennungsmotoren mit Abgasturbolader kommt hinzu,dass der Turbolader fürdie geringen Massendurchsätzeim unteren Drehzahlbereich nicht optimal ausgelegt werden kann. Insbesonderebei Vierzylinder-Reihenmotoren mit Turbolader, bei denen die AbgasesämtlicherZylinder in ein und denselben Krümmerausgeschoben werden, ist darüberhinaus eine Interaktion oder Überlagerungder Auslassstöße benachbarterZylinder zu beobachten, weil die Auslassventile über einen Kurbelwellenwinkelvon mehr als 180° geöffnet bleiben müssen, umbei hohen Drehzahlen ein vollständiges Ausschiebendes Restgases aus dem Zylinder sicherzustellen. Diese Interaktionoder Überlagerung istbei niedrigen Drehzahlen besonders stark, weil dort die Überlagerungszeiträume aufgrundder kurbelwellenwinkelbasierten Öffnungszeitender Auslassventile längersind.
    [0003] EineSteigerung der Leistung eines Turboladers bzw. von dessen Turbineist grundsätzlichmöglich,indem man die Energie des zum Turbolader zugeführten Abgases erhöht. Einesolche Erhöhungder Abgasenergie kann entweder durch Vergrößerung des Abgasmassenstromsoder durch Steigerung der Abgasenthalpie, d.h. Erhöhung desDrucks und/oder der Temperatur des Abgases erfolgen. Da zur Vergrößerung desAbgasmassenstroms jedoch eine stärkereAufladung der Zylinder erforderlich ist, scheidet eine solche Vorgehensweiseals primäre Maßnahme zurAnriebung der Turbinenleistung des Turboladers aus. Eine Steigerungder Abgasenenthalpie wärezum Beispiel möglich,indem durch frühes Öffnen derAuslassventile ein Teil der Hochdruckarbeit der Zylinder zur Erhöhung derTurbinenleistung des Turboladers verwendet wird. Daraus ergibt sich jedochinsbesondere bei Vierzylinder-Reihenmotoren wieder eine verstärkten Interaktionoder Überlagerungder Auslassstöße benachbarterZylinder des Motors. Eine solche Interaktion oder Überlagerungwirkt sich ungünstigauf die sogenannte Stoßaufladungdes Turboladers aus, die neben dem statischen Druckniveau vor demAbgasturbolader bzw. dem Druckabfall im Abgasturbolader für die Leistung vondessen Turbine maßgeblichist. Unter Stoßaufladungversteht man dabei die Aufladung infolge eines kurzzeitigen Energiestoßes im Abgasbeim Öffneneines Auslassventils, wenn sich das unter hohem Druck stehende Abgasin die Auslassseite entspannt, was eine starke Beschleunigung desAbgases in der zum Turbolader führendenAbgasleitung und damit einen steilen Anstieg seiner kinetischenEnergie zur Folge hat, die dann in der Turbine bei der Stoßaufladungin Turbinenleistung umgesetzt wird.
    [0004] Ausgehendhiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotorund ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mitdem sich insbesondere bei niedrigen Drehzahlen die Aufladung derZylinder und damit das Drehmoment des Verbrennungsmotors deutlicherhöhenlassen.
    [0005] BeiVerbrennungsmotoren mit einem einzigen Auslassventil pro Zylinderwird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurchgelöst,dass das Auslassventil zumindest bei niedrigen Drehzahlen im Verlauf desAusschiebe- oder Ausstoßtaktesmehrmals geöffnetund wieder geschlossen wird, währendbei Verbrennungsmotoren mit zwei getrennt betätigbaren Auslassventilen proZylinder die beiden Auslassventile im Verlauf des Ausstoßtaktesim Wechsel nacheinander betätigtwerden können,womit dasselbe Ergebnis erzielt werden kann. Grundsätzlich wäre die zuerstgenannte Vorgehensweise auch bei Verbrennungsmotoren mit zwei Auslassventilenpro Zylinder anwendbar, indem beide Auslassventile im Verlauf desAusstoßtaktesgemeinsam mehrmals geöffnet undwieder verschlossen werden.
    [0006] DerErfindung liegt der Gedanke zugrunde, im Verlauf eines Ausstoßtakteseines Zylinders nicht wie im Stand der Technik eine einzige Stoßaufladung inder Turbine des Turboladers herbeizuführen, wenn das Auslassventiloder die Auslassventile des jeweiligen Zylinders zu Beginn des Ausstoßtaktesgeöffnet werden,sondern diesen Effekt im Verlauf des Ausstoßtaktes mehrmals auszunutzen,indem nach einem erstmaligen kurzzeitigen Öffnen des Auslassventils odervon einem der beiden Auslassventile zu Beginn des Auslasstaktesdas im Zylinder verbliebene Restgas im weiteren Verlauf des Ausstoßtak tes nochmalsverdichtet wird, währenddas Auslassventil oder die beiden Auslassventile geschlossen sind, undindem dann das Auslassventil oder das andere der beiden Auslassventileein weiteres Mal geöffnet wird,um das derart verdichtete Restgas in die Abgasleitung zum Turboladerentweichen zu lassen und dort eine weitere Stoßaufladung in der Turbine zubewirken. Bei der Verdichtung des Restgases im Brennraum zwischendem ersten und zweiten Öffnendes Auslassventils wird der Energieinhalt des Restgases durch diezugeführteKolben- oder Verdichtungsarbeit erhöht, womit sich insgesamt einhöheresDrehmoment und ein höhererWirkungsgrad des Verbrennungsmotors erzielen lässt, wenn diese Kolben- oder Verdichtungsarbeitdurch die Steigerung der Turbinenleistung des Turboladers und einedadurch hervorgerufene stärkereAufladung der Zylinder mit verdichtetem Frischgas sowie dessen thermodynamischeUmsetzung in Form eines Mehrgewinns an nutzbarer Energie beim Verbrennungsvorgang überkompensiertwird.
    [0007] Während dieAnzahl der Öffnungs-und Schließvorgänge desAuslassventils oder der Auslassventile jedes Zylinders während dessenAusstoßtaktmit einem nockenwellengebundenen mechanischen Ventiltriebsystemvoraussichtlich auf insgesamt zwei begrenzt sein wird, sind mitelektromechanischen oder elektrohydraulischen Ventiltriebsystemenvor allem bei niedrigen Drehzahlen auch mehr als zwei Öffnungsvorgänge während einesAusstoßtaktesmöglich.
    [0008] Umdie Auslassstöße der Auslassventileder einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors für eine optimale Stoßaufladunggünstigaufeinander abzustimmen, könnensowohl die Zeitpunkte, in denen die Auslassventile von einzelnenZylindern oder Gruppen von Zylindern geöffnet werden, als auch dieDauer der jeweiligen Öffnungsvorgänge voneinzelnen Zylindern oder Gruppen von Zylindern unterschiedlich gewählt werden.Entsprechendes gilt auch fürdie Öffnungsdauerder mehreren Öffnungsvorgänge einesAuslassventils oder von zwei Auslassventilen eines Zylinders imZuge von dessen Ausstoßtakt.
    [0009] Während insbesonderebei Vierzylinder-Reihenmotoren das Auslassventil oder das eine derbeiden Auslassventile jedes Zylinders zweckmäßig im unteren Totpunkt desZylinders erstmalig geöffnet wird,um eine Interaktion oder Überlappungdes Vorausstoßesdieses Zylinders mit dem letzten Ausstoß des vorangehenden Zylinderszu vermeiden, kann bei anderen Motoren, insbesondere bei Sechszylinder-V-Motoren,wo dieses Prob lem in geringerem Maße auftritt, der Energieinhaltdes Abgases bei der ersten Stoßaufladunggemäß einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung noch dadurcherhöhtwerden, dass das Auslassventil oder das eine der beiden Auslassventilejedes Zylinders bereits kurz vor Erreichen des unteren Totpunktsgeöffnet wird,um einen Teil der Hochdruckverdichtungsarbeit des Kolbens zur weiterenErhöhungder Turbinenleistung zu nutzen.
    [0010] Seieinem Vierzylinder-Reihenmotor mit zwei Öffnungsvorgängen pro Ausstoßtakt siehteine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass dasAuslassventil oder eines von zwei Auslassventilen etwa im unterenTotpunkt zum ersten Mal geöffnet wird,um das unter Druck stehende Abgas im Zylinder in die Auslassseitezu entspannen, bis die Druckdifferenz vor und hinter dem geöffnetenAuslassventil etwa null beträgt,dass anschließendbei geschlossenem Auslassventil bzw. geschlossenen Auslassventilendas Restgas im Zylinder vom Kolben verdichtet wird, vorzugsweisebis der Druck im Zylinder etwa dem Druck vor dem erstmaligen Öffnen desAuslassventils bzw. des einen der beiden Auslassventile entspricht,und dann entweder bei einem Auslassventil pro Zylinder dieses Auslassventilerneut zu öffnen bzw.bei zwei Auslassventilen das andere Auslassventil zu öffnen, umeinen weiteren Auslassstoß in diezum Turbolader führendeAbgasleitung entweichen zu lassen.
    [0011] Umdas verbleibende Restgas möglichst vollständig ausdem Zylinder auszuspülen,wird anschließenddas Einlassventil des Zylinders geöffnet und bei geöffnetemAuslassventil Frischgas in den Zylinder zugeführt, wobei das Öffnen desEinlassventils vorzugsweise dann erfolgt, wenn der Druck auf derAuslassseite unter den Druck auf der Einlassseite abgefallen ist,um eine umgekehrte Strömungin Richtung der Einlassseite zu verhindern. Spätestens vor dem ersten Öffnen desAuslassventils eines in Bezug zur Abgasleitung benachbarten Zylinderswird das Auslassventil dann endgültiggeschlossen, wodurch ein Zurückschiebenvon Restgas in den Zylinder vermieden und die vollständige Entspannungdes Druckstoßesohne Überlappungoder Interaktion in der Turbine sichergestellt werden kann.
    [0012] Dadie Öffnungszeitender Auslassventile in Abhängigkeitvom Kurbelwellenwinkel gesteuert werden, sieht eine weitere vorteilhafteAusgestaltung der Erfindung vor, dass die Ventilsteuerung bei höheren Drehzahlenauf eine konventionelle Strategie umschaltbar ist, mit anderen Wortendas Auslassventil im Verlauf des Ausstoßtaktes nur einmal geöffnet wird.
    [0013] Daserfindungsgemäße Verfahrenist füralle Viertakt-Turbomotoren unabhängigvon Zylinderzahl und Arbeitsverfahren (Otto-/Dieselmotor) anwendbar undgestattet die Verwendung großer,im unteren Drehzahlbereich nicht optimal arbeitender Turbolader,deren Ladeleistung in diesem Bereich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrenverbessert werden kann, um so bei niedrigen Drehzahlen für ein höhere Drehmomentezu sorgen. Außerdemwird das Ansprechverhalten des Turboladers verbessert, da dieserdurch die Erhöhungder bereitgestellten Abgasenergie ein schnelleres Hochlaufverhaltenzeigt, womit das sogenannte "Turboloch" schneller überwundenwerden kann. Darüberhinaus wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren das Potenzialfür einsogenanntes "downsizing" des Verbrennungsmotors verbessert,da es eine Verschiebung seiner Betriebspunkte im Kennfeld in Bereichemit besserem Wirkungsgrad gestattet.
    [0014] Imfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestelltenAusführungsbeispielsnäher erläutert. Eszeigen:
    [0015] 1:eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit Abgasturbolader;
    [0016] 2a bis 2d:Längsschnittansichten einesTeils eines Zylinders des Verbrennungsmotors aus 1 inverschiedenen Stadien währendeines Ausstoßtaktesbzw. bei verschiedenen Kurbelwellenwinkeln;
    [0017] 3:den Gasdruck im Zylinder in Abhängigkeitvom Kurbelwellenwinkel;
    [0018] 4:den Druck an der Einlass- bzw. Auslassseite des Zylinders in Abhängigkeitvom Kurbelwellenwinkel;
    [0019] 5:den Öffnungswegeines Auslassventils bzw. eines Einlassventils des Zylinders inAbhängigkeitvom Kurbelwellenwinkel;
    [0020] 6:den Massenstrom durch das Einlass- und Auslassventil des Zylindersin Abhängigkeitvom Kurbelwellenwinkel.
    [0021] Derin 1 der Zeichnung schematisch dargestellte, miteinem Abgasturbolader 2 ausgestattete und als direkteinspritzenderViertakt-Ottomotor in Vierzylinder-Reihenbauweise ausgebildete Verbrennungsmotor 4 bestehtim Wesentlichen aus einem Zylinderblock 6 mit vier Zylindern 8,denen jeweils auf der Saug- oder Einlassseite 10 durcheine Ladeluftleitung 12 verdichtete Ladeluft aus einem Verdichter 14 desAbgasturboladers 2 zugeführt wird und deren Abgase jeweilsauf der Abgas- oder Auslassseite 16 durch eine Abgasleitung 18 zueiner Turbine 20 des Abgasturboladers 2 geleitetwerden, welche in bekannter Weise dessen Verdichter 14 antreibt.Die aus der Turbine 20 austretenden Abgase werden durcheine Auspuffleitung 22 an die Umgebung abgeführt, während dieaus dem Verdichter 14 zum Verbrennungsmotor 4 zugeführte verdichtete Ladeluftvor dem Eintritt in die Zylinder 8 zur Abkühlung durcheinen hinter dem Verdichter 14 in der Ladeluftleitung 12 angeordnetenLadeluftkühler 24 geleitetwird.
    [0022] Wieam besten in den 2a bis 2d dargestellt,ist der vom Zylinder 8 sowie von einem Zylinderkopf 26 undvon einem Kolben 28 begrenzte Brennraum 30 jedesZylinders 8 überein Einlassventil 32 mit der Ladeluftleitung 12 und über einAuslassventil 34 mit der Abgasleitung 18 verbunden.Die Verbindung zwischen den Brennräumen 30 der Zylinder 8 undder Ladeluftleitung 12 bzw. der Abgasleitung 14 erfolgtjeweils übereinen im Zylinderkopf 26 ausgesparten Einlass- bzw. Auslasskanal 36 bzw. 38. DieAuslasskanäle 38 sämtlicherZylinder 8 münden ineinen Abgaskrümmer 40 (1),der einen Teil der zum Turbolader 2 führenden Abgasleitung 18 bildet. JederZylinder 8 weist darüberhinaus ein Einspritzventil (nicht dargestellt) und eine zwischendem Einlassventil 32 und dem Auslassventil 34 angeordnete Zündkerze 42 auf.
    [0023] Die 2a bis 2d zeigenLängsschnittansichtendes Brennraums 30 mit verschiedenen Kolbenstellungen sowieverschiedenen Öffnungs- undSchließzuständen desEinlass- und Auslassventils 32, 34 während einesAusstoßtaktesdes Zylinders 8. Die dargestellten Zustände liegen jeweils um einenKurbelwellenwinkel von etwa 55 °KWauseinander, wobei 2a den Zustand bei einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa555 °KWnahe dem unteren Totpunkt des Kolbens, 2b denZustand bei einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa 610 °KW, 2c denZustand bei einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa 665 °KW und 2d denZustand bei einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa 720 °KW zeigt Analogdazu zeigen die 3 bis 7 denGasdruck pz im Zylinder 8, denDruck pe und pa ander Einlass- bzw. Auslassseite 10 bzw. 16 desZylinders 8, den Ventilhub h des Ein- und Auslassventils 32, 34 des Zylinders 8,sowie den Massenstrom dme durch diese Ventile 32, 34 inAbhängigkeitvom Kurbelwellenwinkel φ.
    [0024] Wieam besten in 3 dargestellt, steigt der Druckim Zylinder 8 nach der Zündung steil auf etwa 8 MPaan und sinkt dann stetig bis auf etwa 1 MPa ab, während derKolben 28 von den Verbrennungsgasen in Richtung seinesunteren Totpunkts getrieben wird, den er bei einem Kurbelwellenwinkel φ von 540 °KW erreicht.Unmittelbar im Anschluss daran wird bei einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa 550 °KW das Auslassventilgeöffnet,wie in 2a für einen Kurbelwellenwinkel φ von etwa555 °KWersichtlich und in 5 durch einen Anstieg seines Ventilhubsvon 0 auf 8 mm dargestellt. Dabei entweicht knapp die Hälfte derim Zylinder 8 befindlichen Verbrennungsgase durch das Auslassventil,weshalb der Druck im Zylinder stufenförmig weiter auf etwa 0,4 MPaabsinkt, wie in 3 dargestellt. Gleichzeitighat das Entweichen der Verbrennungsgase durch das Auslassventil 34 auslassseitigeinen steilen Druckanstieg auf denselben Druck von 0,4 MPa zu Folge,wie in 4 dargestellt. Dieser steile auslassseitige Druckanstiegführt infolgeder Entspannung des Abgases in der Abgasleitung 18 zu einemstarken Anstieg der Geschwindigkeit und damit auch der kinetischenEnergie des Abgases. Beim Erreichen der Turbine 20 führt dieswiederum zu einer Stoßaufladung,das heißteiner Umsetzung dieser zusätzlichenkinetischen Energie des Abgases in Turbinenleistung, was am Verdichter 14 einehöhereVerdichterleistung und damit eine stärkere Aufladung des Verbrennungsmotors 4 zurFolge hat.
    [0025] Nachdem Ausgleich der Druckdifferenz zwischen dem Druck im Brennraum 30 unddem Druck der Auslassseite 16 wird das Auslassventil 34 beieinem Kurbelwellenwinkel φ vonetwa 560 °KWwieder geschlossen, wie in 5 durcheinen Abfall seines Ventilhubs von 8 auf 0 mm dargestellt. Wie in 4 dargestellt,sinkt mit dem Abklingen des Druckstoßes daraufhin der Druck aufder Auslassseite 16 bis auf einen Wert von etwa 0,12 MPaab, währendumgekehrt der Druck im Zylinder 8 infolge der Aufwärtsbewegungdes Kolbens 28 und der dadurch bewirkten Verdichtung desRestgases im Brennraum 30 wieder bis auf einen Wert vonetwa 1 MPa ansteigt, wie in 1 dargestellt.Dieser Wert wird bei einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa 630 °KW erreicht,woraufhin das Auslassventil 34 erneut geöffnet wird,wie in 5 durch einen Anstieg seines Ventilhubs von 0 auf8 mm dargestellt. Dies führtim Zylinder 8 zu einem weiteren stufenförmigen Druck abfall, wie in 3 dargestellt,währendauslassseitig der Druck erneut stoßartig auf etwa 0,3 MPa ansteigt,wie in 4 dargestellt. Die anschließende Entspannung dieses zweitenDruck- oder Auslassstoßesführt wiederumzu einem Anstieg der Geschwindigkeit und der kinetischen Energiedes ausgetretenen Restgases, wie zuvor für den ersten Druck- oder Auslassstoß beschrieben.Dies hat an der Turbine 20 eine zweite Stoßaufladungwährenddes Ausstoßtaktesdes Zylinders 8 zur Folge, bei der die zuvor von dessenKolben 28 geleistete Verdichtungsarbeit in Turbinenleistungumgesetzt wird.
    [0026] Wieam besten aus 5 ersichtlich und wie in 2c für einenKurbelwellenwinkel φ von665 °KWdargestellt, bleibt das Auslassventil 34 beim zweiten Öffnungsvorgangerheblich längeroffen, etwa übereinen Kurbelwellenwinkel φ von100 °KW imVergleich zu einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa 10 °KW beim ersten Öffnungsvorgang.Wie aus 6 ersichtlich ist, hat diesesoffene Auslassventil 34 zur Folge, dass auch nach der Entspannungdes Druckstoßesvom Kolben 28 Restgas aus dem Zylinder 8 ausgeschobenwird, was in 6 durch einen flach abfallendenMassenstrom durch das Auslassventil 34 zwischen den beidenKurbelwellenwinkeln φ gleich640 °KWund φ gleich680 °KWersichtlich ist.
    [0027] Wieam besten in 2d und 5 dargestellt,wird bei geöffnetemAuslassventil 34 das Einlassventil 32 beginnendmit einem Kurbelwellenwinkel φ vonetwa 680 °KWlangsam geöffnet,um im Brennraum 30 verbliebenes Restgas durch eine Spülung mitFrischgas weitestgehend zu beseitigen. Diese Spülung erscheint in 6 inForm eines im Wesentlichen übereinstimmendenMassenstroms durch das Ein- und Auslassventil 32, 34,bis das letztere bei einem Kurbelwellenwinkel φ von etwa 730 °KW endgültig geschlossenwird, unmittelbar bevor das Auslassventil des Nachbarzylinders 8,dessen Entlüftungskanal 38 benachbartzum Entlüftungskanal 38 desZylinders 8 in den Krümmer 40 mündet, erstmalig geöffnet wirdund daher in 4 ein erneuter Druckstoß auf derAuslassseite 16 zu beobachten ist. Durch das vorherigeSchließendes Auslassventils 34 wird vermieden, dass infolge diesesDruckstoßes Restgaszurückin den Zylinder 8 geschoben wird.
    [0028] Während dieZylinder 8 bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieljeweils nur ein Auslassventil 34 aufweisen, das während des Ausstoßtaktesdes Zylinders 8 von einem Ventiltriebsystem (nicht dargestellt)des Verbrennungsmotors 4 in einem zeitlichen Abstand zweimalnacheinander geöffnetund wieder geschlossen wird, kann bei Zylindern mit zwei Auslassventilenauch ein Ventiltriebsystem vorgesehen werden, das diese beiden Ventile unabhängig voneinanderim Wechsel öffnet,wobei das jeweils andere geschlossen bleibt.
    2 Abgasturbolader 4 Verbrennungsmotor 6 Zylinderblock 8 Zylinder 10 Saug-oder Einlassseite 12 Ladeluftleitung 14 Verdichter 16 Abgas-oder Auslassseite 18 Abgasleitung 20 Turbine 22 Auspuffleitung 24 Ladeluftkühler 26 Zylinderkopf 28 Kolben 30 Brennraum 32 Einlassventil 34 Auslassventil 36 Einlasskanal 38 Auslasskanal 40 Abgaskrümmer 42 Zündkerze
    权利要求:
    Claims (24)
    [1] Verbrennungsmotor mit Abgasturbolader, bei demjeder Zylinder mit mindestens einem Auslassventil versehen ist,das währendjedes Ausstoßtaktes desZylinders Abgas aus einem Brennraum zum Abgasturbolader entweichenlässt, dadurchgekennzeichnet, dass das Auslassventil (34) während des Ausstoßtaktesmehrfach betätigbarist, um es im Verlauf des Ausstoßtaktes mehrmals zu öffnen undwieder zu schließen.
    [2] Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass Öffnungszeitender Auslassventile (34) von einzelnen Zylindern (8)oder Gruppen von Zylindern (8) des Verbrennungsmotors (4)unterschiedlich lang sind.
    [3] Verbrennungsmotor mit Abgasturbolader, bei dem jederZylinder mit mehreren Auslassventilen versehen ist, die während jedesAusstoßtaktesdes Zylinders Abgas aus einem Brennraum zum Abgasturbolader entweichenlassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile während desAusstoßtakteseinzeln betätigbarsind, um sie im Verlauf des Ausstoßtaktes im Wechsel nacheinanderzu öffnen undwieder zu verschließen.
    [4] Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Öffnungszeitenvon mindestens einem Teil der Auslassventile während eines Ausstoßtaktesunterschiedlich lang sind.
    [5] Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass Öffnungszeitender Auslassventile (34) von einzelnen Zylindern (8)oder Gruppen von Zylindern (8) des Verbrennungsmotors (4)unterschiedlich lang sind.
    [6] Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass ein Ventiltriebsystem des Verbrennungsmotorszwischen einem mehrmaligen Öffnendes oder jedes Auslassventils (34) während eines Ausstoßtaktes undeinem einmaligen Öffnendes oder jedes Auslassventils (34) umschaltbar ist.
    [7] Verfahren zum Optimieren des Betriebs eines Viertakt-Verbrennungsmotorsmit einem Abgasturbolader, bei dem Abgas aus dem Brennraum jedesZylinders des Verbrennungsmotors während jedes Ausstoßtaktesdes Zylinders durch mindestens ein Auslassventil in eine zum AbgasturboladerführendeAbgasleitung ausgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass dasAuslassventil (34) im Verlauf des Ausstoßtaktesmehrmals geöffnetund wieder geschlossen wird.
    [8] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (34) im Verlauf des Ausstoßtaktesmindestens zweimal unterschiedlich lang geöffnet wird.
    [9] Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (34) im Verlauf des Ausstoßtakteszweimal geöffnetund wieder geschlossen wird.
    [10] Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (34) etwa im unteren Totpunkt einesKolbens (28) des Zylinders (8) zum ersten Malgeöffnetund im Wesentlichen nach einem Abbau der Druckdifferenz vor und hinterdem Auslassventil (34) wieder geschlossen wird.
    [11] Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (34) im Wesentlichen nach einerVerdichtung des im Brennraum (30) verbliebenen Restgaseszum zweiten Mal geöffnetund spätestensvor dem ersten Öffnendes Auslassventils (34) eines in Bezug zur Abgasleitung(18) benachbarten Zylinders (8) wieder geschlossenwird.
    [12] Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens ein Einlassventil (32) des Zylinders (8)währenddes zweiten Öffnungsvorgangdes Auslassventils (34) geöffnet wird.
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass das Einlassventil (32) geöffnet wird, wenn ein auslassseitigesDruckniveau unter ein einlassseitiges Druckniveau absinkt.
    [14] Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass das Auslassventil (34) bei höheren Drehzahlen im Verlaufdes Ausstoßtaktesnur einmal geöffnetwird.
    [15] Verfahren zum Optimieren des Betriebs eines Viertakt-Verbrennungsmotorsmit Abgasturbolader, bei dem Abgas aus dem Brennraum jedes Zylinders desVerbrennungsmotors währendjedes Ausstoßtaktesdes Zylinders durch mehrere Auslassventile in eine zum AbgasturboladerführendeAbgasleitung ausgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestensein Teil der Auslassventile im Verlauf des Ausstoßtaktesim Wechsel nacheinander geöffnet undwieder geschlossen wird.
    [16] Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens ein Teil der Auslassventile im Verlauf des Ausstoßtaktesunterschiedlich lange geöffnetwird.
    [17] Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,dass zwei Auslassventile vorgesehen sind, die im Verlauf des Ausstoßtaktesjeweils einmal geöffnetund wieder geschlossen werden.
    [18] Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,dass ein erstes der beiden Auslassventile etwa im unteren Totpunktgeöffnet undim Wesentlichen nach einem Abbau der Druckdifferenz vor und hinterdem Auslassventil wieder geschlossen wird.
    [19] Verfahren nach 18, dadurch gekennzeichnet, dassdas zweite der beiden Auslassventile im Wesentlichen nach einerVerdichtung des im Brennraum verbliebenen Restgases geöffnet undspätestensvor dem Öffnendes ersten Auslassventils eines in Bezug zur Abgasleitung benachbartenZylinders wieder geschlossen wird.
    [20] Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet,dass mindestens ein Einlassventil des Zylinders geöffnet wird,während daszweite Auslassventil geöffnetist.
    [21] Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,dass das Einlassventil geöffnetwird, wenn ein auslassseitiges Druckniveau unter ein einlassseitigesDruckniveau absinkt.
    [22] Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet,dass die Auslassventile bei höherenDrehzahlen gemeinsam geöffnetwerden.
    [23] Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 22, dadurch gekennzeichnet,dass die Auslassventile einzelner Zylinder oder Gruppen von Zylindernunterschiedlich lang geöffnetwerden.
    [24] Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet,dass ein erstmaliges Öffnendes oder eines Auslassventils (34) vor dem Erreichen desunteren Totpunkts erfolgt.
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    DE3908475C2|1999-12-16|Brennkraftmaschine
    AU2006335254A2|2008-08-07|Split-cycle air hybrid engine
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004027474B4|2006-11-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-29| OM8| Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law|
    2005-12-29| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-05-24| 8364| No opposition during term of opposition|
    2017-01-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410027474|DE102004027474B4|2004-06-04|2004-06-04|Viertakt-Verbrennungsmotor mit Abgasturbolader und Verfahren zur Optimierung seines Betriebs|DE200410027474| DE102004027474B4|2004-06-04|2004-06-04|Viertakt-Verbrennungsmotor mit Abgasturbolader und Verfahren zur Optimierung seines Betriebs|
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