DE2908718A1 - Multicylinder IC Diesel engine - has cylinders connected by separate passages containing control devices to assist starting - Google Patents

Multicylinder IC Diesel engine - has cylinders connected by separate passages containing control devices to assist starting

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DE2908718A1 DE19792908718 DE2908718A DE2908718A1 DE 2908718 A1 DE2908718 A1 DE 2908718A1 DE 19792908718 DE19792908718 DE 19792908718 DE 2908718 A DE2908718 A DE 2908718A DE 2908718 A1 DE2908718 A1 DE 2908718A1
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Abstract

The multi-cylinder internal-combustion engine, esp. a low-compression four-stroke diesel has, at least when starting, air transferred from the compression stroke of a first cylinder vi an intermediate chamber to a second one delivering power. The cylinders (1 & 5, 3 & 6, 2 & 4) are connected in pairs directly to each other by separate passages (11, 12, 13) contg. control devices (13, 15, 14', 15', 14", 15"). Each passage can be arranged to connect one cylinder with the next one in the firing order.

Description

BAYERISCHE MOTOREN "WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 MünchenBAVARIAN MOTORS "WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 Munich

In geteilter Betriebsweise betreibbare Mehrzylinder-Brennkraftmaschine , insbesondere niedrig verdichtete Viertakt-Diesel-Brennkraftmaschine Multi-cylinder internal combustion engine that can be operated in split mode , especially low compression four-stroke diesel internal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine in geteilter Betriebsweise betreibbare Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere niedrig verdichtete Viertakt-Diesel-Brennkraftmaschine, der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Bauart.The invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine that can be operated in split mode, in particular low compression four-stroke diesel internal combustion engine described in the preamble of claim 1 Design type.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist als Hubkolben-Viertakt-Dieselmotor aus der DE-OS 27 19 668 bekannt. Bei dieser Brennkraftmaschine wird die Luft aus Verdichtungstakten von nicht zur Arbeitsabgabe herangezogenen Zylindern In ein Zwischenvolumen eingebracht. Das Zwischenvolumen ist aus den Luftzuführungen der zur Arbeitsabgabe vorgesehenen Zylinder gebildet. Damit in dem relativ großen Zwischenvolumen ausreichend verdichtete Luft auf der Einlaßseite der Arbeitszylinder ansteht, ist die Gaswechselsteuerung der verdichtete Luft liefernden Zylinder dieser Viertakt-Brennkraftmaschine auf Zweitakt-Betrieb umstellbar. Damit liefert jeder dieser Zylinder bei einer Umdrehung der Kurbelwelle verdichtete Luft in das Zwischenvolumen.Such an internal combustion engine is a four-stroke reciprocating diesel engine from DE-OS 27 19 668 known. In this internal combustion engine, the air is made up of compression strokes of cylinders not used for the work output Introduced into an intermediate volume. The intermediate volume is formed from the air supply of the cylinders provided for the work. So in the relative large intermediate volume of sufficiently compressed air on the inlet side of the working cylinder is the Gas exchange control of the compressed air supplying cylinder of this four-stroke internal combustion engine for two-stroke operation convertible. This means that each of these cylinders delivers compressed air in one revolution of the crankshaft the intermediate volume.

Für das Umstellen auf Zweitakt-Betrieb ist eine zusätzliche Ventilsteuerung vorgesehen. Diese bedingt in nachteiliger Weise einen zusätzlichen Bauaufwand. Ein weiterer Nachteil ist in der vermehrten Verdichtungsarbeit zu sehen, die von einem Anlasser aufgebracht werden muß.To switch to two-stroke operation, an additional Valve control provided. This disadvantageously entails additional construction costs. Another The disadvantage is the increased compression work that has to be done by a starter.

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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Bauart so weiterzubilden, daß bei geringerem Bauaufwand und ohne zusätzliche Startleistung ein sicheres Anspringen der Brennkraftmaschine mit niedrigem Verdichtungsverhältnis erreicht ist.In contrast, the invention is based on the object of providing an internal combustion engine as described in the preamble of the claim 1 design described so that with less construction effort and without additional starting power a safe starting of the internal combustion engine is achieved with a low compression ratio.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Mit der Erfindung ist in vorteilhafter Weise eine eigene Einrichtung zum Überführen verdichteter Luft aus einem ersten in einen zweiten Zylinder geschaffen. Damit kann die übliche Gaswechselsteuerung der Brennkraftmaschine so einfach wie möglich gestaltet werden,wobei z.B. bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine die Umstellung der Gaswechselsteuerung auf Zweitakt-Betrieb entfällt. Bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine bleibt damit die Taktfolge der ersten, verdichtete Luft liefernden Zylinder erhalten. Da somit Jeder dieser Zylinder nicht bei einer, sondern erst bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle Luft verdichtet, ist die Startleistung im wesentlichen unverändert.This object is achieved with the characterizing features of claim 1. With the invention is advantageous Way its own device for transferring compressed air from a first to a second cylinder created. The usual gas exchange control of the internal combustion engine can thus be made as simple as possible , whereby e.g. in a four-stroke internal combustion engine the changeover of the gas exchange control to two-stroke operation not applicable. In the case of a four-stroke internal combustion engine, the cycle sequence remains the first, compressed one Receive air supplying cylinder. Since each of these cylinders is not with one, but only with two Revolutions of the crankshaft compresses air, the starting power is essentially unchanged.

Mit den Merkmalen der Ansprüche 2, 3 und 5 kann der Beginn der Aufladung der zur Arbeitsabgabe vorgesehenen Zylinder optimal den Erfordernissen bei Start sowie auch denen bei Leerlauf- und Teillastbetrieb angepaßt werden.With the features of claims 2, 3 and 5, the beginning the charging of the cylinders intended for work delivery optimally to the requirements at start as well as which are adapted for idling and partial load operation.

Durch das Merkmal des Anspruches 4 wird der mit der Erfindung erforderliche bauliche Aufwand vorteilhaft gering gehalten.Due to the feature of claim 4, the structural effort required with the invention is advantageously low held.

Weiter ist mit den Merkmalen des Anspruches 6 eine günstige Ausgestaltung der Erfindung für einen 6-Zylinder-Reihenmotor erreicht. Furthermore, a favorable embodiment of the invention for a 6-cylinder in- line engine is achieved with the features of claim 6.

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Schließlich ergeben sich durch die erfindungsgemäße direkte Verbindung in vorteilhafter Weise kurze Verbindungskanäle f deren Volumen klein gehalten werden kann.Finally, the direct connection according to the invention advantageously results in short connecting channels f, the volume of which can be kept small.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt inThe drawing shows in

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Anordnung von Verbindungskanälen bei einer im Viertakt arbeitenden 6-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine,Fig. 1 in a schematic representation of an arrangement of Connection channels in a four-stroke 6-cylinder in-line internal combustion engine,

Fig. 2 ein Takt-Diagramm sämtlicher Zylinder 1 mit 6,Fig. 2 is a cycle diagram of all cylinders 1 with 6,

Fig. 3 eine andere Anordnung von Verbindungskanälen bei einer weiteren 6-Zylinder-Reihenmaschine.3 shows another arrangement of connecting channels in a further 6-cylinder in-line engine.

In Fig. 1 ist eine die Zylinder 1, 2, 3, 4, 5 und 6 aufweisende Reihenbrennkraftmaschine 10 schematisch dargestellt. Die Maschine 10 ist ein im Viertakt-Diesel-Verfahren betriebener Hubkolbenmotor, der zur Erzielung eines günstigen Gesamtwirkungsgrades ein niedriges Verdichtungsverhältnis aufweist, z.B. 14 % 1. Um beim Start die Selbstzündtemperatur durch eine hohe Verdichtungsendtemperatur zu erreichen, ist die Maschine 10 für eine geteilte Betriebsweise ausgebildet. Hierbei ist mindestens beim Anlassen nur ein Teil der Zylinder 1 bis 6 zur Arbeitsabgabe vorgesehen. Der andere Teil der Zylinder 1 mit 6 liefert aus den Verdichtungstakten Luft zum Aufladen der zur Arbeitsabgabe vorgesehenen Zylinder. Bei der Maschine 10 mit einer Zündfolge von 1-5-3-6-2-4 sind die Zylinder 4, 5 und 6 zur Arbeitsabgabe vorgesehen, während die Zylinder 1, 2 und 3 aus ihrem jeweiligen Verdichtungstakt Ladeluft liefern. Die Ladeluft ist aus einem ersten, verdichtenden Zylinder 1 bzw. 2 bzw.In Fig. 1, the cylinders 1, 2, 3, 4, 5 and 6 having in-line internal combustion engine 10 is shown schematically. The engine 10 is a four-stroke diesel engine operated with a reciprocating piston engine, which has a low compression ratio, e.g. 14 % 1, in order to achieve a favorable overall efficiency educated. In this case, at least some of the cylinders 1 to 6 are provided for work output at least when starting. The other part of the cylinders 1 to 6 supplies air from the compression strokes for charging the cylinders provided for the output of work. In the case of the engine 10 with an ignition sequence of 1-5-3-6-2-4, the cylinders 4, 5 and 6 are provided for work output, while the cylinders 1, 2 and 3 supply charge air from their respective compression stroke. The charge air is from a first, compressing cylinder 1 or 2 or

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_ g._ _ g._ 290871290871

einem zweiten, zur Arbeitsabgabe vorgesehenen Zylinder 5 bzw. 4 bzw. 6 direkt durch einen gesonderten Kanal zugeführt. Die Kanäle sind mit 11, 12, 13 bezeichnet und mit Steuerorganen 14 und 15 bzw. 14' und 15' bzw. 14" und 15" ausgerüstet. Das jedem Verbindungskanal 11, 12, 13 vor dem jeweiligen Zylinder 5» 6, 4 zugeordnete Steuerorgan 15, 15', 15" ist als Rückschlagventil ausgebildet. Schließlich ist jedem Verbindungskanal 11, 12, 13 beim jeweiligen Zylinder 1, 3, 2 als Steuerorgan 14, 14', 14" ein durch elektrische Impulse steuerbares Ventil zugeordnet. Die Steuerimpulse für diese Ventile können über von der Kurbel- oder Nockenwelle der Maschine 10 gesteuerte Schalter erzeugt sein.a second cylinder 5 or 4 or 6 provided for the delivery of work is fed directly through a separate channel. The channels are designated with 11, 12, 13 and with control members 14 and 15 or 14 'and 15' or 14 " and 15 ". The one assigned to each connecting channel 11, 12, 13 in front of the respective cylinder 5» 6, 4 Control member 15, 15 ', 15 "is designed as a check valve. Finally, each connecting channel 11, 12, A valve that can be controlled by electrical impulses is assigned to the respective cylinder 1, 3, 2 as a control element 14, 14 ', 14 ". The control impulses for these valves can be generated by the crankshaft or camshaft of the machine 10 controlled switches.

Wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm der verschiedenen Takte in den einzelnen Zylindern 1 bis 6 der Maschine 10 mit der obengenannten Zündfolge ersichtlich ist, ist jeder der verdichtenden Zylinder 1 bzw. 3 bzw. 2 über den jeweiligen Verbindungskanal 11 bzw. 12 bzw. 13 mit einem im Verdichtungstakt nacheilenden Arbeitszylinder 5 bzw. 6 bzw. 4 verbunden. Aus dem Diagramm geht beispielsweise für den verdichtenden Zylinder 2 hervor, daß in diesem die Verdichtung nahezu abgeschlossen ist, wenn beim taktmäßig nächstfolgenden Zylinder 4 das Einlaßventil (IS) schließt und die Verdichtung beginnt. In diesem Augenblick kann das Steuerorgan 14" öffnen (14" Ö), so daß die verdichtete Luft des Zylinders 2 über den Verbindungskanal 13 und das Rückschlagventil 15" in den Arbeitszylinder 4 einströmt. Die aus der Kolbenbewegung im Zylinder 4 sich ergebende weitere Verdichtung bewirkt ein Schließen des Rückschlagventiles 15". Der nun aufgeladene Zylinder 4 erhält kurz vor OT den notwendigen Kraftstoff, der anschließend durch die aus der Aufladung erreichte hohe Verdichtungsendtemperatur selbst zündet.As shown in the diagram of the various cycles in the individual cylinders 1 to 6 of FIG Engine 10 can be seen with the above firing order, each of the compressing cylinders 1 or 3 or 2 via the respective connecting channel 11 or 12 or 13 with a working cylinder lagging in the compression stroke 5 or 6 or 4 connected. The diagram shows, for example, for the compressing cylinder 2, that in this the compression is almost complete when the clockwise next cylinder 4 the Inlet valve (IS) closes and compression begins. At this moment the control element 14 ″ can open (14 "Ö), so that the compressed air of the cylinder 2 via the connecting channel 13 and the check valve 15 ″ flows into the working cylinder 4. The further compression resulting from the piston movement in the cylinder 4 causes the check valve 15 ″ to close. The now charged cylinder 4 receives shortly before TDC the necessary fuel, which is then produced by the high compression end temperature achieved from the supercharging self ignites.

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■J.■ J.

Der zwischen den Zylindern 2 und 4 ablaufende Vorgang wiederholt sich zwischen den Zylindern 1 und 5 sowie 3 tind 6. Nach dem Anspringen der Maschine 10 kann die Aufladung beendet werden. Ab diesem Zeitpunkt werden dann die bislang verdichtete Ladeluft liefernden Zylinder 1, 2, 3 ebenfalls mit Kraftstoff versorgt und zur Arbeitsabgabe herangezogen. The process taking place between cylinders 2 and 4 repeats itself between the cylinders 1 and 5 as well as 3 and 6. After the engine 10 has started, the charging can take place be terminated. From this point in time, the previously compressed charge air supplying cylinder 1, 2, 3 also supplied with fuel and used for the work.

In der Fig. 3 ist schließlich eine 6-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine 100 schematisch dargestellt, bei der ein Kanal 116 die Zylinder 3 und 6 verbindet und lediglich ein weiterer Kanal 117 die übrigen Zylinder 1» 5» und 4. Diese Ausgestaltung ist baulich einfach und ergibt den weiteren Vorteil der etwa gleichlangen Verbindungskanäle 116 und 117.Finally, FIG. 3 shows a 6-cylinder in-line internal combustion engine 100 shown schematically, in which a channel 116 connects the cylinders 3 and 6 and only a further channel 117 the remaining cylinders 1 »5» and 4. This configuration is structurally simple and results the further advantage of the connecting channels 116 and 117 of approximately the same length.

Die Verbindungskanäle 11, 12 und 13 bzw. 116 und 117 können bei der Jeweiligen Brennkraftmaschine 10 bzw. als außenliegende Rohrleitungen ausgebildet sein oder aber im Zylinderblock oder im Zylinderkopf als Gußkanäle gestaltet sein.The connecting channels 11, 12 and 13 or 116 and 117 can be formed in the respective internal combustion engine 10 or as external pipelines or but be designed as sprues in the cylinder block or in the cylinder head.

030037/0309030037/0309

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Claims (6)

BAYERISCHE MOTORSN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 MünchenBAYERISCHE MOTORSN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 Munich In geteilter Betriebsweise betreibbare Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere niedrig verdichtete Viertakt-Diesel-Brennkraftmaschine Multi-cylinder internal combustion engine that can be operated in split mode, especially low compression four-stroke diesel internal combustion engine PatentansprücheClaims In geteilter Betriebsweise betreibbare Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere niedrig verdichtete Yiertakt-BIesel-BrennkraftmaschiLne, bei der mindestens beim Anlassen Luft aus dem Verdichtungstakt eines ersten Zylinders über ein Zwischenvolumen einem zweiten, zur Arbeitsabgabe vorgesehenen Zylinder zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (1 und 5» 3 und 6, 2 und 4 oder 1, 2 und 4„ 5 sowie 3 und 6) direkt mit einem gesonderten Kanal (11 bzw. 12 bzw. 13 oder 116 bzw« 117) verbunden sind, der mit Steuerorganen (14, 15 bzw. 14s, 15! bzw. 14", 15") ausgerüstet ist.Multi-cylinder internal combustion engine which can be operated in a split mode, in particular low-compression Yier-stroke BIesel internal-combustion engines, in which at least when starting, air from the compression stroke of a first cylinder is supplied via an intermediate volume to a second cylinder provided for work output, characterized in that the cylinders (1 and 5 »3 and 6, 2 and 4 or 1, 2 and 4, 5 and 3 and 6) are directly connected to a separate channel (11 or 12 or 13 or 116 or« 117) which is connected to control elements (14 , 15 or 14 s , 15 ! Or 14 ", 15"). 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (11 bzw. 12 bzw. 13 oder 116 bzw. 117) den ersten Zylinder (1, 3, 2 oder 1 und 2, 3) mit dem in der Taktfolge unmittelbar nacheilenden zweiten Zylinder (5, 6t 4 oder 4 und 5, 6) verbindet«2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the connecting channel (11 or 12 or 13 or 116 or 117) the first cylinder (1, 3, 2 or 1 and 2, 3) with the immediately lagging in the cycle sequence second cylinder (5, 6 t 4 or 4 and 5, 6) connects « 030037/0309030037/0309 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (11 bzw. 12 bzw. 13) über die Steuerorgane (14 und 15 bzw. 14' und 15' bzw. 14" und 15") beim ersten Zylinder (1 bzw. 3 bzw. 2) gegen Ende seines Verdichtungstaktes und beim in der Taktfolge nacheilenden zweiten Zylinder (5 bzw. 6 bzw. 4) am Beginn seines Verdichtungstaktes geöffnet ist.3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the connecting channel (11 or 12 or 13) via the control organs (14 and 15 or 14 'and 15' or 14 "and 15") for the first cylinder (1 or 3 or 2) towards the end of its compression stroke and for the in the second cylinder (5 or 6 or 4) lagging behind the cycle sequence is opened at the beginning of its compression cycle is. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbindungskanal (11 bzw. 12 bzw. 13) vor dem zweiten Zylinder (5 bzw. 6 bzw. 4) ein Rückschlagventil als Steuerorgan (15 bzw. 15* bzw. 15")zugeordnet ist.4. Internal combustion engine according to claim 3 »characterized in that the connecting channel (11 or 12 or 13) in front of the second cylinder (5 or 6 or 4) a check valve as a control element (15 or 15 * or 15 ") is assigned. 5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbindungskanal (11 bzw. 12 bzw. 13) mindestens beim ersten Zylinder (1, 3, 2) ein durch elektrische Impulse steuerbares Ventil als Steuerorgan (14 bzw. 14' bzw. 14"J zugeordnet ist.5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3 »characterized in that the connecting channel (11 or 12 or 13) at least in the first cylinder (1, 3, 2) a valve controllable by electrical impulses assigned as control element (14 or 14 'or 14 "J is. 6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 5. als 6-Zylinderreihenmotor mit der Zündfolge 1-5-3-6-2-4, gekennzeichnet durch einen Verbindungskanal (116) zwischen den Zylindern 3 und 6 und einem weiteren Ver bindungskanal (117) zwischen den Zylindern 1 und 2 einerseits und den Zylindern 4 und 5 andererseits.6. Internal combustion engine according to claims 1 and 5. as a 6-cylinder in-line engine with the firing sequence 1-5-3-6-2-4, characterized by a connecting channel (116) between the cylinders 3 and 6 and a further connecting channel Ver (117) between cylinders 1 and 2 on the one hand and cylinders 4 and 5 on the other hand. 030037/0309 - 3 -030037/0309 - 3 -
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