DE10113079A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Deaktivierung von Zylindern einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Deaktivierung von Zylindern einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number
DE10113079A1
DE10113079A1 DE10113079A DE10113079A DE10113079A1 DE 10113079 A1 DE10113079 A1 DE 10113079A1 DE 10113079 A DE10113079 A DE 10113079A DE 10113079 A DE10113079 A DE 10113079A DE 10113079 A1 DE10113079 A1 DE 10113079A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
valve
dead center
inlet
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10113079A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10113079B4 (de
Inventor
Stephen George Russ
Robert Albert Stein
William Francis Stockhausen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of DE10113079A1 publication Critical patent/DE10113079A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10113079B4 publication Critical patent/DE10113079B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/2405Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the cylinder head and rocker arm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005Deactivating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/06Cutting-out cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/184Number of cylinders ten
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine (8) ist wenigstens eine erste Brennkammer (12) mit einem sich hin- und herbewegenden Kolben (15) vorgesehen. Die erste Brennkammer bzw. die ersten Brennkammern weisen nockenbetriebene Einlass- und Auslasstellerventile auf. Weiterhin ist wenigstens eine zweite Brennkammer (12) mit einem sich hin- und herbewegenden Kolben (15) vorgesehen. Der Kolben (15) der zweiten Brennkammer (12) durchläuft eine obere (TDC) und eine untere (BDC) Totpunktstellung. Um die zweite Brennkammer zu deaktivieren, weist diese ein von einem Nocken betätigtes Auslasstellerventil (14) auf, das selektiv in seiner geschlossenen Position deaktiviert werden kann. Zur Deaktivierung der zweiten Brennkamer ist weiterhin ein phasenverstellbarer Nocken (18) zur Betätigung des Einlasstellerventils (16) vorgesehen, durch den der Öffnungs- und Schließvorgang selektiv in einer bezüglich einer der Totpunkte im wesentlichen symmetrischer Weise angesteuert werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Brennkraftmaschinen, ins­ besondere Brennkraftmaschinen mit Zylinderdeaktivierung.
Die im Kraftfahrzeugbereich eingesetzten Viertakt-Mehrzylin­ derbrennkraftmaschinen können üblicherweise in einem großen Drehzahl- und Lastbereich eingesetzt werden. Es ist jedoch seit längerem bekannt, dass ein geringerer spezifischer Kraftstoffverbrauch erreicht werden kann, indem die Brenn­ kraftmaschine mit relativ hoher Last betrieben wird. Dies trifft insbesondere für funkengezündete Brennkraftmaschinen zu, da bei diesen die Drosselklappenverluste minimiert wer­ den können, wenn die Brennkraftmaschine mit offener oder na­ hezu vollständig geöffneter Drosselklappe unter Volllastbe­ dingungen betrieben wird. Bedauerlicherweise werden die Mo­ toren im täglichen Gebrauch meist deutlich unterhalb der Volllast betrieben. Bei einem derartigen Teillastbetrieb ist die Kraftstoffökonomie aufgrund der Pumpverluste ungünsti­ ger. Aus diesem Grund wird angestrebt, einen Betrieb der Brennkraftmaschine im Teillastbetrieb zu vermeiden.
Um einen derartigen Teillastbetrieb zu vermeiden, wurden Mo­ toren konzipiert, bei denen einige der Zylinderbrennkammern deaktivierbar sind, damit die verbleibenden aktiven Zylinder mit höherer Last betrieben werden können. Beispielsweise ist es bekannt, sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile eines Zylinders oder mehrerer Zylinder zu deaktivieren, wo­ durch Luft in den deaktivierten Zylindern eingeschlossen wird. Die eingeschlossene Luft wird entweder komprimiert oder entspannt und wirkt so als pneumatische Feder (vgl. Fig. 3). Dieses Verfahren zur Zylinderdeaktivierung ist sehr effizient, wenngleich ein - nicht sehr schwerwiegendes - Problem darin besteht, dass bei geringen Drücken an der un­ teren Totpunktstellung des Kolbens Öl in den Zylinder ge­ pumpt werden kann. Ein entscheidender Nachteil besteht je­ doch darin, dass die beschriebenen bekannten Systeme, bei denen sowohl die Ein- als auch die Auslasstellerventile ei­ nes Motorzylinders deaktivierbar ausgebildet sind, teuer in der Herstellung und somit unattraktiv sind, da Fahrzeuge, bei denen die Kraftstoffökonomie im Vordergrund steht, be­ sonders häufig gerade im Niedrigpreissegment angeboten wer­ den.
Aus der US 56 42 703 (Stockhausen et al. übertragen auf Ford Motor Company, USA) ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Betätigung der Einlass- und Auslasstellerventile je­ weils um den gleichen Betrag phasenverschoben werden kann, wodurch Ventilbetätigungsvorgänge erzielt werden können, die näherungsweise jeweils symmetrisch bezüglich der unteren bzw. der oberen Totpunktstellung der Kolbenbewegung erfol­ gen. Die Phasenverzögerung der Einlass- und Auslassteller­ ventile führt dazu, dass Gas während des Auslasshubs in den Krümmer zurückgedrängt wird, das zu Beginn des Ansaughubs in den Zylinder zurückströmt, und dass Gas in den Zylinder am Ende des Einlasshubs einströmt, das zu Beginn des Kompressi­ onshubs aus dem Zylinder wieder herausgedrückt wird. Bei der in dem o. g. Dokument beschriebene Brennkraftmaschine treten durch die Pumpwirkung gewisse Verluste auf. Weiterhin ist der Übergang zwischen dem aktivierten und dem deaktivierten Zylinderbetrieb zeitweise schwierig zu kontrollieren. Es ist bei der bekannten Vorrichtung weiterhin schwierig, den Punkt zu bestimmen, bei dem kein Nettofluß (net flow) vorliegt. Schließlich ist bei der bekannten Brennkraftmaschine ein vergrößerter Freiraum zwischen Ventil und Kolben erforder­ lich, es ist beinahe eine Brennkraftmaschine mit Freilauf­ einrichtung (free wheeling engine) nötig. Weiterhin ist eine Phasenverzögerungseinrichtung mit einem großen Verzögerungs­ bereich (90 Grad) und einer schnellen Reaktion erforderlich.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Viertakt- Brennkraftmaschine mit Deaktivierungsmöglichkeit einzelner Brennkammern vorgeschlagen, die sich durch sehr geringe Pumpverluste auszeichnet. Der deaktivierte Zylinder gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Auslasstellerventil auf, das selektiv außer Betrieb gesetzt werden kann. Das Einlasstellerventil bzw. die Einlasstellerventile werden nicht außer Betrieb gesetzt, sondern werden im Wesentlichen symmetrisch bezüglich einer oberen Totpunktstellung bzw. ei­ ner unteren Totpunktstellung des Kolbens geöffnet bzw. ge­ schlossen. Der Übergang vom Normalbetrieb des Einlassteller­ ventils in den deaktivierten Betriebszustand wird durch ei­ nen phasenverstellbaren Nocken erreicht. In vielen Fällen ist ein derartiger phasenverstellbarer Nocken bereits vorge­ sehen, um die Kraftstoffemissionen zu verringern und die Kraftstoffökonomie zu verbessern. In einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung ist der Öffnungs- und Schließvor­ gang des Einlassventils um näherungsweise 65 Grad verzögert. Dementsprechend verläuft der Einlassvorgang symmetrisch be­ züglich der unteren Totpunktstellung des Kolbens. Dadurch fließen betragsmäßig gleiche Ströme während des Einlasshubs in den deaktivierten Zylinder hinein und während des ersten Teils des Kompressionshubs aus dem deaktivierten Zylinder heraus, so dass die Pumparbeit minimiert ist. Die erfin­ dungsgemäße Brennkraftmaschine ist besonders geeignet, um eine Zylinderreihe einer Brennkraftmaschine mit Reihe-zu- Reihe-Zündung (bank-to-bank firing engine) deaktivierbar auszubilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung ist eine Phasenverzögerung des Einlassventilnockens erforderlich, die nur wenig größer ist als die Phasenverzö­ gerung, die bei bekannten verstellbaren Nockenwellen mit Doppelnocken mit gleicher Nockenphasenverstellung bei Teil­ last erforderlich ist. Bei diesen bekannten Nockenwellen er­ folgt eine Verzögerung von etwa 50 Grad. Die Brennkraftma­ schine gemäß der phasenverzögerten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung benötigt keinen zusätzlichen Freiraum zwischen dem Ventil und dem Kolben. Dadurch wird mit der vorliegenden Erfindung bei Brennkraftmaschinen, die bereits über eine zweifache oder nur eine einlassseitig verstellbare Nockenwelle verfügen, eine Deaktivierung von Zylindern mit erheblich geringerem Kostenaufwand möglich. Bei Brennkraft­ maschinen, die über eine zweifache variable Nockensteuerung verfügen, ist eine Deaktivierungseinrichtung nur für die Auslassventile einer Zylinderreihe der Brennkraftmaschine erforderlich. Dagegen sind keinerlei Deaktivierungseinrich­ tungen für die Einlassventile nötig.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Viertakt- Brennkraftmaschine mit einer Zylinderdeaktivierung geschaf­ fen, bei der das Auslasstellerventil des zu deaktivierenden Zylinders in der geschlossenen Stellung deaktiviert wird und die Betätigung der Einlassventile phasenverschoben wird, wo­ durch die Pumpverluste signifikant reduziert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer einzelnen Zylinder­ reihe mit deaktivierbaren Zylinderbrennkammern in ei­ nem V-10 Verbrennungsmotor, der entsprechend der vor­ liegenden Erfindung ausgebildet ist und gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wird, wobei jeder Zylinder einen einzigen Auslass und zwei Einlasstel­ lerventile (poppet valves) aufweist;
Fig. 2A eine schematische Ansicht, in der das Öffnungs- und Schließzeitverhalten der tellerförmigen Einlassven­ tile des Verbrennungsmotors mit deaktivierbaren Brennkammern gemäß Fig. 1 illustriert ist, wobei die Öffnungs- und die Schließvorgänge für einen de­ aktivierten Zylinder jeweils derart verzögert sind, dass diese im Wesentlichen symmetrisch bezüglich der unteren Totpunktstellung des Zylinderkolbens liegen;
Fig. 2B eine schematische Ansicht, in der das Öffnungs- und Schließzeitverhalten der Einlasstellerventile des Verbrennungsmotors mit deaktivierbaren Brennkammern gemäß Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Öffnungs- und die Schließvorgänge für einen deaktivierten Zy­ linder jeweils derart vorverlegt sind, dass diese im Wesentlichen symmetrisch bezüglich der oberen Tot­ punktstellung des Zylinderkolbens liegen;
Fig. 3 ein Druck/Volumendiagramm, in dem die Arbeitsweise einer deaktivierten Zylinderbrennkammer dargestellt ist, bei der das tellerförmige Auslassventil deakti­ viert und das tellerförmige Einlassventil in einer Normalphase betrieben wird;
Fig. 4 ein Druck/Volumendiagramm ähnlich Fig. 3, in dem die Arbeitsweise eines deaktivierten Zylinders einer Brennkraftmaschine entsprechend der vorliegenden Er­ findung dargestellt ist;
Fig. 5A bis 5H schematische Ansichten, in denen der Betrieb der Einlass- und Auslasstellerventile während des de­ aktivierten Zustands des Zylinders der erfindungsge­ mäßen Brennkraftmaschine dargestellt ist; und
Fig. 6 und 7 ein Beispiel für eine Einrichtung zur Deakti­ vierung eines tellerförmigen Ventils, welche entspre­ chend der vorliegenden Erfindung bei einem Auslass­ ventil einer Brennkraftmaschine angewendet werden kann.
Gemäß den Fig. 1 bis 7 weist eine Viertaktbrennkraftma­ schine 8 gemäß der vorliegenden Erfindung zehn zylindrische Brennkammern 12 auf, die V-förmig angeordnet sind. Eine er­ ste Brennkammerreihe (nicht dargestellt) weist eine übliche Konfiguration auf; eine zweite Reihe 10 mit Brennkammern 12 ist in Fig. 1 dargestellt.
In jeder der Brennkammern 12 sind jeweils Kolben 15 vorgese­ hen, die hin- und herbeweglich in diesen gleitend angeordnet sind. Wie allgemein üblich, ist jeder Kolben 15 mit einer Kolbenstange 19 verbunden, die wiederum jeweils an einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle angelenkt ist.
Jede Brennkammer 12 weist ein einzelnes Auslasstellerventil 14 und zwei Einlasstellerventile 16 auf. Die Auslassteller­ ventile 14 werden jeweils von einer phasenverstellbaren Noc­ kenwelle 17 betätigt (vgl. Fig. 6 und 7). Die Nockenwelle 17 weist hierzu eine Reihe von Nocken 18 auf, von denen le­ diglich einer dargestellt ist. Jeder Nocken 18 tritt mit ei­ nem Kipphebel 20 in Berührung. Der Kipphebel 20, der einem Auslassventil 14 eines deaktivierbaren Verbrennungsraums zu­ geordnet ist, ist an einem Angelpunkt 23 einseitig schwenk­ bar gelagert. Der Angelpunkt 23 wird durch ein Stirnende ei­ nes hydraulischen Ventilaushebers 22 gebildet. Das gegensei­ tige Ende des Kipphebels 20 drückt das obere Ende des Aus­ lassventils 14 in Abwärtsrichtung, wodurch das Auslassventil 14 geöffnet wird, wenn sich der Nocken 18 in der dargestell­ ten Stellung befindet, wenn der Nocken 18 aus der in den Fig. 6 und 7 dargestellten, radial maximal nach unten her­ vorstehenden Stellung in eine (nicht dargestellte) seitliche Stellung rotiert wird, schließt sich das Auslassventil 14 in üblicher Weise durch Wirkung einer Feder 26. Zur Deaktivie­ rung des Auslassventils 14 wird ein unterhalb des Kolbens 25 befindliches Fluid abgelassen. Dadurch wird das Auslassven­ til 14 durch Wirkung der vertikal nach oben vorgespannten Feder 26 in die Schließstellung bewegt.
Gemäß den Fig. 2A, 4 und 5 gibt eine (nicht dargestellte) Motorsteuerung unter entsprechenden Niedriglastbedingungen ein Signal zur Deaktivierung des Zylinders 12. Bei jedem de­ aktivierten Zylinder wird der Ventilausheber 22 derart ange­ steuert, dass der Angelpunkt 23 nach unten bewegt und so das jeweilige Auslassventil 14 deaktiviert wird.
Insbesondere aus den Fig. 2A und 5A bis 5H ist ersicht­ lich, dass die Einlassventile 16 von einem phasenverzögerba­ ren Nocken angesteuert werden. Üblicherweise kann sich der Nocken auf derselben Nockenwelle 17 befinden, über die auch das Auslassventil 14 angesteuert wird. Die Nockenwelle 17 und die zugehörigen Nocken werden durch eine Ventilsteuerung mit verdrehbarer Nockenwelle (cam phaser) verzögert, z. B. mittels einer Schrägverzahnung (helical spline cam phaser), wie sie bei den 2.0 L Escort Motoren der Ford Motor Company vorgesehen ist. Die Verzögerung beträgt zwischen 60 und 70 Grad, vorzugsweise 65 Grad, und ist bezüglich der unteren Totpunktstellung (BDC) 45 des Kolbens symmetrisch (vgl. Fig. 2). Wie in Fig. 5A dargestellt, ist das Auslassven­ til 14 in seiner geschlossenen Stellung deaktiviert. Der An­ saughub des Kolbens 15 beginnt. Bei Normalbetrieb würde das Einlassventil 16 im allerletzten Stadium des Auslasshubs des Kolbens 15 geöffnet. Gemäß der Darstellung in Fig. 5B hat sich der Kolben 15 nach unten bewegt. Gemäß Fig. 5B bleibt das Einlassventil 16 während des anfänglichen Einlasshubs immer noch geschlossen. Der Beginn der Ventilöffnung (initi­ al valve opening, IVO) 41 des Ventils 16 liegt gemäß Fig. 5C sowie gemäß Fig. 2 etwa 60 bis 70, vorzugsweise 65 Grad hinter dem IVO im Normalbetrieb 43, der bei 10 bis 15 Grad vor dem oberen Totpunkt (TDC) des Kolbens 15 liegt. Ge­ mäß Fig. 4 findet der IVO bei einem Kurbelwellenwinkel von etwa 55 Grad nach dem oberen Totpunkt bei Punkt 41 statt. In der unteren Totpunktstellung des Kolbens 14, dargestellt in den Fig. 2 und 5D, ist das Einlassventil 16 immer noch geöffnet. Bei der Stellung des Kolbens 15 gemäß Fig. 5E während des Verdichtungshubs bleibt das Ventil 16 immer noch geöffnet und schließt erst bei der in Fig. 5E gestrichelt eingezeichneten Stellung bei etwa 55 Grad Kurbelwellenwinkel vor dem oberen Totpunkt. Bei dem in Fig. 5E gestrichelt dargestellten und in Fig. 4 bei 47 dargestellten Beginn des Ventilschließvorganges (initial valve closing, IVC), wird das Ventil 16 geschlossen. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird das eingeschlossene Gas während des verbleibenden Kompressi­ onshubs verdichtet, bis der Kolben 15 die obere Totpunkt­ stellung gemäß Fig. 5F erreicht hat. Im Anschluß an den oberen Totpunkt bewegt sich der Zylinder 15 nach unten. Wie in Fig. 5 G dargestellt ist, bleiben während des Kompressi­ onshubs sowohl das Einlassventil 16 als auch das Auslassven­ til 14 geschlossen, wobei das im Zylinder verbleibende Gas expandiert. Wie in Fig. 5H dargestellt, wird während des Kompressionshubs die eingeschlossene Luft komprimiert, die als Feder wirkt. Die eingeschlossene Luft wird dann während des Auslasshubs erneut komprimiert. Die mit der vorliegenden Erfindung erzielte Verbesserung ist aus dem Diagramm gemäß Fig. 4 im Vergleich zu dem Druck/Volumendiagramm gemäß Fig. 3 ersichtlich. Bedingt durch die Verzögerung des Ein­ lassventils 14, wird das in den Zylinder 12 gepumpte Luftvo­ lumen verringert.
In Fig. 2B ist eine alternative Ausführungsform der Erfin­ dung dargestellt. Die Motoranordnung gemäß Fig. 2B ist weitgehend identisch zu der vorstehend beschriebenen, jedoch mit folgenden Abweichungen: Bei der alternativen Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 2B sind der IVO 41A und die IVC 47A symmetrisch bezüglich der oberen Totpunktstellung (TDC) des Kolbens. Wie bereits vorstehend beschrieben, ist das Aus­ lasstellerventil 14 dabei deaktiviert. Die Motoranordnung bzw. das Verfahren gemäß Fig. 2B erfordert einen größeren Freiraum zwischen der oberen Totpunktstellung des Kolbens 15 und dem oberen Teil der Brennkammer 12, da das Einlassventil 15 geöffnet ist, wenn sich der Kolben in seiner oberen Tot­ punktstellung befindet. Dementsprechend ist für die meisten Anwendungsfälle die Ausführungsform gemäß Fig. 2A zu bevor­ zugen.

Claims (15)

1. Viertakt-Brennkraftmaschinenanordnung mit:
wenigstens einer ersten Brennkammer mit einem sich in dieser hin- und herbewegenden Kolben, die nockenbetrie­ bene Einlass- und Auslasstellerventile aufweist; und
wenigstens einer zweiten Brennkammer mit einem sich in dieser hin- und herbewegenden Kolben(15), der eine obe­ re (TDC) und eine untere (BDC) Totpunktstellung durch­ läuft, wobei die Brennkammer wenigstens ein nockenbetä­ tigtes Auslasstellerventil (14) aufweist, welches se­ lektiv in der geschlossenen Stellung deaktiviert werden kann, um die zweite Brennkammer zu deaktivieren, und wobei die zweite Brennkammer wenigstens ein Einlasstel­ lerventil (16) aufweist, das von einem phasenverstell­ baren Nocken (18) betätigt wird, um während der Zylin­ derdeaktivierung selektiv die Öffnungs- und Schließvor­ gänge des Einlassventils (16) im Wesentlichen symme­ trisch zu einer der Totpunktstellungen (TDC, BDC) anzu­ steuern.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Ansteuerung des Öffnungsvorgangs des Ein­ lasstellerventils (16) während der Deaktivierung der zweiten Brennkammer in einem Bereich von näherungsweise 60 bis 70 Grad von der oberen Totpunktstellung (TDC) des Kolbens (15) erfolgt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die selektive Ansteuerung des Öffnungsvor­ gangs des Einlasstellerventils (16) bei näherungsweise 55 oder bei näherungsweise 65 Grad von der oberen Tot­ punktstellung (TDC) des Kolbens (15) erfolgt.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Öffnen und das Schließen des Einlassventils (16) des Zylinders der zweiten Brennkam­ mer im Wesentlichen symmetrisch zu der unteren Tot­ punktstellung (BDC) des sich auf- und abbewegenden Kol­ bens (15) erfolgt, wenn die zweite Brennkammer deakti­ viert ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und das Schließen des Einlassventils (16) des Zylinders der zweiten Brennkammer im Wesentlichen symmetrisch zu der oberen Totpunktstellung (TDC) des sich auf- und abbewegenden Kolbens (15) in der zweiten Brennkammer erfolgt, wenn die zweite Brennkammer de­ aktiviert ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die erste Brennkammer in einer er­ sten Reihe und die zweite Brennkammer in einer zweiten Reihe der Brennkraftmaschine angeordnet ist, und dass die Brennkraftmaschine eine Reihe-zu-Reihe-Zündung auf­ weist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zweite Brennkammer ein einziges Auslasstellerventil (14) sowie mehrere Einlassteller­ ventile (16) aufweist, wobei die Einlasstellerventile von einer gemeinsamen Nockenwelle betätigt werden.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine gemeinsame Nockenwelle (17) zum Antrieb der Nocken (18) für die Einlass- und die Aus­ lassventile (14, 16) der zweiten Brennkammer vorgesehen ist.
9. Verfahren zum Betrieb einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Brennkammern mit sich in diesen hin- und herbewegenden Kolben (15) und mit nockenge­ triebenen Einlass- und Auslassventilen (16, 14), wobei die Kolben eine obere (TDC) und eine untere (BDC) Tot­ punktstellung durchlaufen, wobei das Verfahren eine se­ lektive Deaktivierung wenigstens einer der Brennkammern beinhaltet mittels einer Deaktivierung des nockenbetriebenen Auslasstel­ lerventils (14) der deaktivierten Brennkammer und einer Phasenverstellung des Nockens (18), der das we­ nigstens eine Einlasstellerventil (16) der deaktivier­ ten Brennkammer betätigt, so dass der Öffnungs- und Schließvorgang im Wesentlichen symmetrisch bezüglich einer der Totpunkte (TDC, BDC) des Kolbens erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungs- und Schließvorgang des Tellerventils im Wesentlichen symmetrisch zu der oberen Totpunktstellung (TDC) des Kolbens erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsvorgang des Einlasstellerventils (16) während der Deaktivierung der zweiten Brennkammer in einem Bereich von näherungsweise 60 bis 70 Grad von der oberen Totpunktstellung (TDC) des Kolbens (15) erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsvorgang des Einlass­ ventils (16) der deaktivierten Brennkammer bei nähe­ rungsweise 55 oder näherungsweise 65 Grad von der obe­ ren Totpunktstellung (TDC) des Kolbens (15) erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine deakti­ vierte Brennkammer in einer zweiten Brennkammerreihe befindet, und dass sich die nicht deaktivierten Brenn­ kammern in einer ersten Brennkammerreihe befinden, wo­ bei die Brennkraftmaschine eine Reihe-zu-Reihe-Zündung aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die deaktivierbare Brennkammer ein Auslasstellerventil (14) sowie mehrere Einlassteller­ ventile (16) aufweist, wobei die Einlasstellerventile (16) von einer gemeinsamen Nockenwelle betätigt werden.
15. Viertakt-Brennkraftmaschinenanordnung mit:
einer ersten Reihe mit einer Mehrzahl von Brennkammern mit sich in diesen hin- und herbewegenden Kolben (15),
wobei die erste Brennkammerreihe nockenbetätigte Ein­ lass- und Auslasstellerventile aufweist und geneigt ausgebildet ist; und
einer zweiten Reihe mit einer Mehrzahl von Brennkam­ mern, wobei jede Kammer ein einzelnes Auslassventil (14) sowie mehrere Einlassventile (16) aufweist, und die Kolben in den zweiten Brennkammern eine obere (TDC) und eine untere (BDC) Totpunktstellung aufweisen, wobei alle Brennkammern der zweiten Reihe jeweils ein selek­ tiv in der geschlossenen Stellung deaktivierbares Aus­ lassventil (14) aufweisen, und wobei die zweiten Brenn­ kammern phasenverstellbare, nockenbetriebene Einlass­ tellerventile (16) zur Verzögerung des Öffnungs- und Schließvorganges der Einlassventile in einer im wesent­ lichen bezüglich der unteren Totpunktstellung (BDC) der sich hin- und herbewegenden Kolben (15) symmetrischen Weise während der Deaktivierung der zweiten Brennkam­ mern aufweisen.
DE10113079A 2000-03-29 2001-03-17 Vorrichtung und Verfahren zur Deaktivierung von Zylindern einer Brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE10113079B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US537648 1995-10-02
US09/537,648 US6237559B1 (en) 2000-03-29 2000-03-29 Cylinder deactivation via exhaust valve deactivation and intake cam retard

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10113079A1 true DE10113079A1 (de) 2001-10-04
DE10113079B4 DE10113079B4 (de) 2006-01-12

Family

ID=24143528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10113079A Expired - Fee Related DE10113079B4 (de) 2000-03-29 2001-03-17 Vorrichtung und Verfahren zur Deaktivierung von Zylindern einer Brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6237559B1 (de)
DE (1) DE10113079B4 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6817336B2 (en) * 2001-12-06 2004-11-16 Ford Global Technologies, Llc Intake manifold pressure control for variable displacement engines
US6647947B2 (en) 2002-03-12 2003-11-18 Ford Global Technologies, Llc Strategy and control system for deactivation and reactivation of cylinders of a variable displacement engine
US6915775B2 (en) * 2003-09-26 2005-07-12 General Motors Corporation Engine operating method and apparatus
US20080022657A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Caterpillar Inc. Power source thermal management and emissions reduction system
US7628136B2 (en) * 2007-04-17 2009-12-08 Chrysler Group Llc Engine control with cylinder deactivation and variable valve timing
US8025035B2 (en) * 2009-01-09 2011-09-27 Ford Global Technologies, Llc Mechanical variable camshaft timing device
US8042504B2 (en) * 2009-01-09 2011-10-25 Ford Global Tecnologies, Llc Adjusting valve timing to deactivate engine cylinders for variable displacement operation
MX2011011837A (es) * 2010-03-15 2011-11-29 Scuderi Group Llc Motor hibrido de aire de ciclo dividido con modo de encendido y carga.
FR2975133B1 (fr) * 2011-05-12 2016-02-05 IFP Energies Nouvelles Procede pour controler l'admission et l'echappement d'au moins un cylindre desactive d'un moteur a combustion interne et dispositif utilisant un tel procede
EP2805062A4 (de) 2012-01-11 2016-03-30 Eaton Corp Verfahren zur steuerung einer flüssigkeitsdruckbetätigten schaltkomponente und steuersystem dafür
WO2016036936A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Cummins Inc. Systems and methods for cylinder deactivation
WO2016205284A1 (en) 2015-06-15 2016-12-22 Cummins Inc. Combustion chamber elasticity device
US10156162B2 (en) 2016-05-03 2018-12-18 Cummins Inc. Camshaft with low lift dwell profile and methods for operating the same
US10337431B2 (en) * 2016-06-09 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling busyness of cylinder mode changes
US10107208B2 (en) * 2017-01-03 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc System and method to operate an engine
US10323550B1 (en) 2018-03-14 2019-06-18 Ford Global Technologies, Llc Protection for hydraulic lifters
KR20210031275A (ko) * 2019-09-11 2021-03-19 현대자동차주식회사 실린더 휴지를 구현하는 엔진의 제어 방법 및 그 방법이 적용된 엔진

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1515767A (fr) 1966-10-20 1968-03-01 Dispositif corrigeant automatiquement la distribution dans les moteurs à quatre temps
DE3316446A1 (de) * 1982-05-07 1983-11-10 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Vierzylinder-verbrennungsmotor
US4516542A (en) * 1982-06-02 1985-05-14 Nissan Motor Co., Ltd. Valve operation changing system of internal combustion engine
JPS59201911A (ja) 1983-04-28 1984-11-15 Mazda Motor Corp エンジンの弁不作動装置
US4862845A (en) 1988-05-10 1989-09-05 Borg-Warner Transmission And Engine Components Corporation Variable camshaft timing system
US5467748A (en) * 1995-03-16 1995-11-21 Ford Motor Company Internal combustion engine with intake port throttling and exhaust camshaft phase shifting for cylinder deactivation
US5642703A (en) 1995-10-16 1997-07-01 Ford Motor Company Internal combustion engine with intake and exhaust camshaft phase shifting for cylinder deactivation

Also Published As

Publication number Publication date
DE10113079B4 (de) 2006-01-12
US6237559B1 (en) 2001-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2625395B1 (de) Viertakt-brennkraftmaschine mit einer motorbremse
EP0736672B1 (de) Verfahren zur Motorbremsung mit einem 4-Takt-Verbrennungsmotor
EP3033501B1 (de) Ventilbetätigungseinrichtung zur veränderung des ventilhubs
DE3332789C2 (de)
DE112004001450B4 (de) Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10113079A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Deaktivierung von Zylindern einer Brennkraftmaschine
DE102004047395B4 (de) Ventiltriebvorrichtung eines Verbrennungsmotors
DE102012219851B4 (de) Viertaktmotor
DE10233181A1 (de) Variable Ventilzeitsteuerung in einem Dieselmotor mit homogener Ladung
DE102007016546A1 (de) Zylinderabschaltungsvorrichtung
DE102004008350A1 (de) Motorventilbetätigungssystem
DE102016209957A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102004041607B4 (de) Verbrennungsmotor
EP1331382B1 (de) Verfahren, Computerprogramm und Steuer und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine
DE102014208950A1 (de) Verbrennungsmotor und Verfahren zum Betreiben eines solchen Verbrennungsmotors
EP2976512B1 (de) Brennkraftmaschine und verfahren zum betreiben einer solchen brennkraftmaschine
DE102016200487A1 (de) Brennkraftmaschine
DE102016112448B4 (de) Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102010060960A1 (de) Elektrohydraulik-Variabler-Ventilhub-Vorrichtung
EP1375843B1 (de) Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung
WO2022089903A1 (de) Verfahren zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs
DE19807351C2 (de) Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung
DE69432362T2 (de) Variables ventilverteilungssystem
EP3728818B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine
DE102016113054A1 (de) Brennkraftmaschine und Baukastensystem für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FORD GLOBAL TECHNOLOGIES, LLC (N.D.GES.D. STAATES

8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R082 Change of representative

Representative=s name: DROEMER, HANS-CARSTEN, DIPL.-PHYS. DR.-ING., DE

Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee