用于運行往復活塞式內(nèi)燃機的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在發(fā)動機制動模式中運行往復活塞式內(nèi)燃機的方法，其中，在所述發(fā)動機制動模式中，在一個工作循環(huán)內(nèi)使至少一個氣缸的至少一個排氣閥第一次閉合(1S1，1S1″，1S1″ˊ)，在此之后第一次開啟(1O1，1O1″，1O1″ˊ)，在此之后第二次閉合(2S1，2S1ˊ，2S1″，2S1″ˊ)，且在此之后第二次開啟(2O1，2O1″，2O1″ˊ)，以便由此將借助所述氣缸的活塞在所述氣缸中壓縮的氣體自所述氣缸排出，其中，在所述第一次開啟(1O1，1O1″，1O1″ˊ)后并且在所述第二次閉合(2S1，2S1ˊ，2S1″，2S1″ˊ)前，所述排氣閥保持開啟這樣長時間，使得所述氣缸用通過至少一個排氣通道自所述往復活塞式內(nèi)燃機的至少一個第二氣缸流出的氣體來填充。
【專利說明】
用于運行往復活塞式內(nèi)燃機的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的用于運行往復活塞式內(nèi)燃機的方法。
【背景技術】
[0002]由US4 592 319作為公知可獲知這種用于在發(fā)動機制動模式中運行往復活塞式內(nèi)燃機的方法。在發(fā)動機制動模式中，往復活塞式內(nèi)燃機作為制動器、即作為發(fā)動機制動器例如用于將汽車制動。例如在下坡行駛中，往復活塞式內(nèi)燃機在發(fā)動機制動模式中用于:將汽車的速度保持至少基本上恒定，或者說避免汽車的速度過度增大。通過將往復活塞式內(nèi)燃機用作發(fā)動機制動器，能夠保護汽車的行車制動器。換言之，通過將往復活塞式內(nèi)燃機用作發(fā)動機制動器，行車制動器的使用能夠得到避免或保持很少。
[0003]為此，在此方法中提出，將往復活塞式內(nèi)燃機作為減壓制動器使用或者說運行。換言之，在發(fā)動機制動模式中，如由一般現(xiàn)有技術中充分公知的減壓制動器那樣來運行往復活塞式內(nèi)燃機。在發(fā)動機制動模式的范圍內(nèi)，在一個工作循環(huán)內(nèi)，將往復活塞式內(nèi)燃機的至少一個形式為氣缸的燃燒室的至少一個排氣閥第一次閉合。由此能借助布置在氣缸中的活塞將處于氣缸中的氣體、例如新鮮空氣壓縮。在第一次閉合后將排氣閥開啟，由此，特別是沖擊式地將借助活塞壓縮的氣體自氣缸排出。通過壓縮的空氣的這種排出，不再可使用儲存在壓縮的空氣中并且由活塞所施加的壓縮能量來使活塞自其上止點運動到其下止點或者對這種運動提供支持。換言之，壓縮能量至少在很大程度上未被利用地自氣缸排出?；钊蛘哒f往復活塞式內(nèi)燃機必須消耗功來將氣缸中的氣體壓縮一一其中所述功由于排氣閥的開啟而不可用于使活塞自上止點運動到下止點，由此，能夠將汽車制動。
[0004]在排氣閥的第一次或者說首次開啟后，實施第二次閉合。換言之，在第一次開啟后，排氣閥第二次閉合。由此能借助活塞對例如仍處于氣缸中的氣體進行重新壓縮。在第二次閉合后，排氣閥第二次開啟，由此也可第二次將壓縮的氣體自氣缸排出，而儲存在氣體中的壓縮能量不可用于使活塞自其上止點運動到其下止點。這種至少兩次的開啟和兩次的閉合在一個工作循環(huán)內(nèi)實施并且用于將借助氣缸的活塞在氣缸中壓縮的氣體自氣缸排出。
[0005]活塞通過連桿以鉸接的方式與往復活塞式內(nèi)燃機的曲軸耦合?；钊軌蛟跉飧字邢鄬飧灼揭七\動，其中，活塞自其下止點運動到其上止點。由于與曲軸鉸接式耦合，活塞的平移運動被轉換成曲軸的旋轉運動，由此，所述曲軸圍繞一個旋轉軸線旋轉。就四沖程發(fā)動機而言，“工作循環(huán)”是指曲軸正好完整轉兩圈。這意味著，曲軸的一個工作循環(huán)包括正好720度曲柄角。在所述720度曲柄角[°KW]內(nèi)，活塞兩次運動到其上止點且兩次運動到其下止點。就兩沖程發(fā)動機而言，作為“工作循環(huán)”理解為曲軸正好轉一圈，即360度曲柄角[°KW]。
[0006]發(fā)動機制動模式與正常模式的區(qū)別特別是在于，在發(fā)動機制動模式中在不噴射燃料的情況下運行往復活塞式內(nèi)燃機，在所述發(fā)動機制動模式中由汽車的車輪來驅動往復活塞式內(nèi)燃機。但在正常模式中，在所謂的牽引模式下運行往復活塞式內(nèi)燃機，在所述牽引模式中由往復活塞式內(nèi)燃機來驅動車輪。此外，在正常模式中進行點火模式，在所述點火模式中不僅將空氣而且還將燃料送入氣缸。由此在正常模式中形成燃料-空氣混合物，所述燃料-空氣混合物被點火并由此燃燒。
[0007]但在發(fā)動機制動模式中不將燃料送入氣缸，由此在發(fā)動機制動模式中在不點火的模式下運行往復活塞式內(nèi)燃機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于，對本文開篇所述類型的方法這樣作進一步開發(fā)，使得可實現(xiàn)特別高的制動功率。
[0009]所述目的通過具有權利要求1特征的方法來實現(xiàn)。其余權利要求中給出了本發(fā)明的具有符合目的且創(chuàng)造性擴展構型的有利方案。
[0010]為了對權利要求1的前序部分中所述類型的方法這樣作進一步開發(fā)，使得在發(fā)動機制動模式中可實現(xiàn)特別高的制動功率，根據(jù)本發(fā)明提出，在第一次開啟后并且在第二次閉合前，排氣閥保持開啟這樣長時間，使得氣缸用特別是在往復活塞式內(nèi)燃機的廢氣側通過至少一個排氣通道自往復活塞式內(nèi)燃機的至少一個不同于所述氣缸的第二氣缸流出的氣體來填充。換言之，根據(jù)本發(fā)明提出，將源自至少一個第二氣缸的氣體導入到第一氣缸，由此用源自第二氣缸的氣體來使第一氣缸增壓。由此能在第一氣缸的第一減壓循環(huán)后實現(xiàn)至少一個所謂的反向增壓。第一氣缸的排氣閥然后及時地第二次閉合，由此，借助第一氣缸的活塞將現(xiàn)在處于第一氣缸中并且源自第二氣缸的氣體壓縮。于是，在此之后可以將第一氣缸的排氣閥第二次開啟，由此，第一氣缸實施第二減壓循環(huán)，并且儲存在壓縮的氣體中的壓縮能量不可用于使第一氣缸的活塞自其上止點運動返回到其下止點。
[0011]因此，第一氣缸的排氣閥在一個工作循環(huán)內(nèi)實施至少兩個在時間上相繼的減壓行程，由此導致第一氣缸的兩個減壓循環(huán)。在此，第二減壓循環(huán)被單重地或多重地增壓，因為在第二減壓循環(huán)中，源自第二氣缸的氣體處于第一氣缸中。通過第二減壓循環(huán)的所述增壓，能夠在發(fā)動機制動模式中實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率。第二減壓循環(huán)或者說第二減壓行程優(yōu)選這樣設置，使得存在于第一氣缸中的壓力不超過一個值，在該值附近，第一氣缸的至少一個進氣閥能夠持續(xù)保持開啟。
[0012]與對于四沖程發(fā)動機在發(fā)動機制動模式中的傳統(tǒng)閥控制相比，通過本發(fā)明的方法能夠實現(xiàn)發(fā)動機制動功率的顯著提高，特別是在低轉速范圍內(nèi)。
[0013]另一實施方式的特征在于，在發(fā)動機制動模式中，在一個工作循環(huán)內(nèi)使第二氣缸的至少一個第二排氣閥第一次閉合，在此之后第一次開啟，在此之后第二次閉合，且在此之后第二次開啟，以便由此將借助第二氣缸的第二活塞在第二氣缸中壓縮的氣體自第二氣缸排出。這意味著，如第一氣缸那樣或者說如第一氣缸的第一排氣閥那樣運行第二氣缸或者說第二氣缸的第二排氣閥。
[0014]在此，在第二氣缸的第二排氣閥的第二次開啟后并且在其第一次閉合前或者在其第一次開啟后并且在其第二次閉合前所述第二排氣閥至少部分地開啟的狀態(tài)下，用自第二氣缸排出的氣體的至少一部分來填充第一氣缸。由于第二排氣閥和第一排氣閥至少部分地開啟，借助第二活塞壓縮的氣體能夠在往復活塞式內(nèi)燃機的排氣側或者說廢氣側自第二氣缸流出并通過第一氣缸的至少一個排氣通道流入第一氣缸。由此使用第二氣缸或者說第二排氣閥的減壓循環(huán)或者說減壓行程來對于第一氣缸的第二減壓循環(huán)使所述第一氣缸增壓。通過所述增壓，在第一氣缸的第二減壓行程中在該第一氣缸中存在特別高的空氣量，由此能夠實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率。
[0015]通過以下方式能夠實現(xiàn)第一氣缸的特別高的增壓:在第一次開啟后并且在第二次閉合前，第一氣缸的排氣閥保持開啟這樣長時間，使得用在廢氣側通過至少一個相應的排氣通道自第二氣缸以及自往復活塞式內(nèi)燃機的至少一個第三氣缸流出的相應氣體來填充第一氣缸。這意味著，不僅用源自第二氣缸的氣體而且用源自第三氣缸的氣體來使第一氣缸增壓，由此能夠實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率。
[0016]在本發(fā)明的另一有利方案中提出，在發(fā)動機制動模式中，在一個工作循環(huán)內(nèi)使第二氣缸的至少一個第二排氣閥第一次閉合，在此之后第一次開啟，在此之后第二次閉合，且在此之后第二次開啟，以便由此將借助第二氣缸的第二活塞在第二氣缸中壓縮的氣體自第二氣缸排出。如上文所述，在此提出，如第一氣缸和第一排氣閥那樣來運行第二氣缸及其第二排氣閥。此外提出，在發(fā)動機制動模式中，在一個工作循環(huán)內(nèi)使第三氣缸的至少一個第三排氣閥第一次閉合，在此之后第一次開啟，在此之后第二次閉合，且在此之后第二次開啟，以便由此將借助第三氣缸的第三活塞在第三氣缸中壓縮的氣體自第三氣缸排出。這意味著，同樣如第一氣缸和第一排氣閥那樣來運行第三氣缸及其第三排氣閥。由此在所述三個氣缸中實現(xiàn)減壓制動器，由此能夠實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率。
[0017]在第二排氣閥的第二次開啟后并且在其第一次閉合前所述第二排氣閥開啟的狀態(tài)下，用自第二氣缸排出的氣體的至少一部分來填充第一氣缸。另外，在第三排氣閥的第一次開啟后并且在其第二次閉合前所述第三排氣閥至少部分地開啟的狀態(tài)下，用自第三氣缸排出的氣體的至少一部分來填充第一氣缸。因此在此提出，使用第二氣缸的第二減壓循環(huán)和第三氣缸的第一減壓循環(huán)來對于第一氣缸的第二減壓循環(huán)使所述第一氣缸增壓。由此在第二減壓循環(huán)中在第一氣缸中存在特別高的空氣量，由此能夠實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率。
[0018]此外例如提出，對于第一氣缸的第一減壓循環(huán)，用形式為新鮮空氣的氣體通過至少一個進氣通道來填充所述第一氣缸。在此，分配給進氣通道的進氣閥至少部分地處于其開啟位置，由此，在第一氣缸的活塞自上止點運動到下止點時，能夠通過進氣通道將形式為新鮮空氣的氣體吸入到第一氣缸。于是可在第一減壓循環(huán)中借助第一活塞將所述新鮮空氣壓縮。壓縮的新鮮空氣在第一減壓循環(huán)后自第一氣缸流出。對于第二減壓循環(huán)，用源自第二氣缸的第二減壓循環(huán)以及源自第三氣缸的第一減壓循環(huán)的氣體來使第一氣缸增壓。
[0019]相應的氣體能夠在往復活塞式內(nèi)燃機的廢氣側通過至少一個相應的排氣通道自第二氣缸和第三氣缸流出，并通過第一氣缸的所述至少一個排氣通道流入第一氣缸。
[0020]為此，所述三個氣缸例如通過一個排氣歧管在流體上彼此連接，該排氣歧管布置在廢氣側，用于導引廢氣或者說自氣缸流出的氣體。在三個氣缸的三個排氣閥均開啟的時刻，三個氣缸通過排氣歧管在流體上彼此連接，由此，氣體能夠如上文所述自第二氣缸和第三氣缸轉到第一氣缸。
[0021]另一實施方式的特征在于，在第一次開啟后，第一氣缸的排氣閥保持開啟，至少直至第一氣缸的活塞的上止點后的、特別是點火上止點后的210度曲柄角。在此，第一活塞的點火上止點是活塞的上止點，在該上止點的范圍內(nèi)在往復活塞式內(nèi)燃機的點火模式中將燃料-空氣混合物點火。不言而喻，在發(fā)動機制動模式中顯然不進行所述點火，其中，概念“點火上止點”僅用于區(qū)分該點火上止點與第一活塞在將廢氣自第一氣缸推出時所到達的換氣上止點(OT)。
[0022]通過將第一氣缸的排氣閥保持開啟至少直至點火上止點后的210度曲柄角，能夠用特別高的氣體量來使第一氣缸增壓，由此能夠實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率。
[0023]被證實特別有利的是，與在往復活塞式內(nèi)燃機的不同于發(fā)動機制動模式的正常模式、特別是牽引模式中相比，排氣閥在發(fā)動機制動模式中實施較小的行程。這意味著，在發(fā)動機制動模式中，排氣閥不是如在正常模式(點火模式或者說燃燒模式)中那樣以完整的行程開啟。在發(fā)動機制動模式中不采用所述完整的行程。而是排氣閥以與此相比小的行程開啟，確切地說不僅在第一次開啟時而且在第二次開啟時。在此可以提出，第一次開啟和第二次開啟時的行程相同，或者，在第一次開啟和第二次開啟時以不同的行程開啟第一氣缸的排氣閥。
[0024]本發(fā)明還涉及一種用于汽車的往復活塞式內(nèi)燃機，所述往復活塞式內(nèi)燃機被構造用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法的有利方案應被視作根據(jù)本發(fā)明的往復活塞式內(nèi)燃機的有利方案，反之亦然。
【附圖說明】
[0025]由下面對實施例進行的說明以及借助附圖得到本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)。前面在說明書中述及的特征和特征組合，以及下面在【附圖說明】中述及的和/或附圖中示出的特征和特征組合，不僅可分別按所給出的組合，也可按其他組合或單獨地應用。而不偏離本發(fā)明的范圍。
[0026]附圖示出:
[0027]圖1用于闡釋一種用于在發(fā)動機制動模式中運行往復活塞式內(nèi)燃機的方法的曲線圖，其中，在一個工作循環(huán)內(nèi)，往復活塞式內(nèi)燃機的相應氣缸的三個排氣閥分別實施兩個相繼的減壓行程，以便由此實現(xiàn)具有特別高的發(fā)動機制動功率的減壓制動；
[0028]圖2圖1的一種替代性實施方式;及
[0029]圖3用于闡釋借助第一排氣閥進行的兩個相繼的減壓行程的相應開啟時刻和閉合時刻的優(yōu)選范圍的曲線圖。
【具體實施方式】
[0030]附圖用于闡釋一種用于運行汽車的往復活塞式內(nèi)燃機的方法。往復活塞式內(nèi)燃機用于驅動汽車，并包括例如總共六個形式為氣缸的燃燒室。氣缸直列式布置。這些氣缸中的前三個布置在第一氣缸組中，其中，這些氣缸中的后三個布置在第二氣缸組中。氣缸組分別具有一個公用的排氣歧管。借助氣缸組中的一個，即借助所述六個氣缸中的三個來描述所述方法，其中，以下實施方案也可以輕松地轉用于其他氣缸和其他氣缸組。
[0031]在所述三個氣缸中的第一個中布置有一個第一活塞，其中，第一活塞是可以平移運動的。在所述氣缸中的第二個中布置有一個第二活塞，其中，第二活塞是可以平移運動的。在第三氣缸中同樣布置有一個可平移運動的第三活塞。所述三個活塞通過相應連桿以鉸接的方式與往復活塞式內(nèi)燃機的曲軸耦合。曲軸以可圍繞一旋轉軸線相對曲軸箱旋轉的方式支承在往復活塞式內(nèi)燃機的曲軸箱上。借助活塞與曲軸的鉸接式耦合，將活塞的平移運動轉換成曲軸的圍繞其旋轉軸線的旋轉運動。
[0032]在內(nèi)燃機的正常模式中，實施往復活塞式內(nèi)燃機的點火模式。在所述點火模式(正常模式)的范圍中，將液態(tài)的燃料和空氣送入相應的氣缸。由此在相應的氣缸中產(chǎn)生被壓縮的燃料-空氣混合物。
[0033]氣缸分別分配有至少一個進氣通道，空氣能夠通過該進氣通道流入相應的氣缸。第一氣缸的進氣通道分配有第一進氣閥，該第一進氣閥能夠在至少一個將第一氣缸的進氣通道在流體上封鎖的閉合位置和至少一個將第一氣缸的進氣通道在流體上釋放的開啟位置之間運動。與此相應，第二氣缸的進氣通道分配有第二進氣閥，該第二進氣閥能夠在一個將第二氣缸的進氣通道在流體上封鎖的閉合位置和至少一個將第二氣缸的進氣通道至少部分在流體上釋放的開啟位置之間運動。第三氣缸的進氣通道也分配有一個進氣閥，該進氣閥能夠在一個將第三氣缸的進氣通道在流體上封鎖的閉合位置和至少一個將第三氣缸的進氣通道至少部分在流體上釋放的開啟位置之間運動。若相應的進氣閥處于其開啟位置中，空氣便能通過進氣通道流入相應的氣缸。
[0034]由燃料-空氣混合物的點火和燃燒在相應氣缸中產(chǎn)生廢氣。在此，氣缸分別分配有至少一個排氣通道，廢氣能夠通過該排氣通道自相應的氣缸流出。第一氣缸的排氣通道分配有第一排氣閥，該第一排氣閥能夠在一個將第一氣缸的排氣通道在流體上封鎖的閉合位置和至少一個將第一氣缸的排氣通道至少部分在流體上釋放的開啟位置之間運動。與此相應，第二氣缸的排氣通道分配有第二排氣閥，該第二排氣閥能夠在一個將第二氣缸的排氣通道在流體上封鎖的閉合位置和至少一個將第二氣缸的排氣通道至少部分在流體上釋放的開啟位置之間運動。第三氣缸的排氣通道也分配有第三排氣閥，該第三排氣閥能夠在一個將第三氣缸的排氣通道在流體上封鎖的閉合位置和至少一個將第三氣缸的排氣通道至少部分在流體上釋放的開啟位置之間運動。若相應的排氣閥處于其開啟位置中，廢氣便能通過相應的排氣通道自相應的氣缸流出。
[0035]在此，空氣在所謂的進氣側流入氣缸。廢氣在所謂的排氣側或廢氣側自氣缸流出。在排氣側上布置有氣缸組的三個氣缸所共有的排氣歧管，該排氣歧管用于對自氣缸流出的廢氣進行導引。三個排氣閥能夠在至少一個時刻上，即同時地處于相應的開啟位置中，使得氣缸通過該排氣歧管在流體上彼此連接，下文還將進行說明。
[0036]進氣閥和排氣閥例如借助至少一個凸輪軸來操縱，由此自相應的閉合位置運動到相應的開啟位置，并且可能情況下保持在開啟位置中。這也稱作閥控制。通過凸輪軸，在可預設的時刻上或曲軸位置上將進氣閥和排氣閥開啟。此外，通過凸輪軸，在可預設的時刻上或者說曲軸旋轉位置上實現(xiàn)進氣閥和排氣閥的相應閉合。
[0037]通常也將曲軸圍繞其旋轉軸線的相應旋轉位置稱作“度曲柄角”[°KW]。附圖示出曲線圖，在所述曲線圖的橫坐標10上繪制旋轉位置，即曲軸的度曲柄角。
[0038]在此，往復活塞式內(nèi)燃機構造成四沖程發(fā)動機，其中，曲軸的所謂的一個工作循環(huán)包括曲軸的正好轉兩圈。換言之，一個工作循環(huán)包括正好720[°KW]。在這樣一個工作循環(huán)內(nèi)，即在720[°KW]內(nèi)，相應的活塞兩次運動到其相應的上止點(OT)且兩次運動到其相應的下止點(UT)。
[0039]若在止點的范圍內(nèi)在往復活塞式內(nèi)燃機的點火模式中將經(jīng)壓縮的燃料-空氣混合物點火，則該止點稱作點火上止點(ZOT)。為使附圖中所示曲線圖易于讀出，將點火上止點ZOT繪制了兩次，即一次在720度曲柄角處，一次在O度曲柄角處，其中，這是曲軸和凸輪軸的同一旋轉位置。
[0040]在附圖中所示曲線圖中，針對下止點繪制的標記“UT”、針對上止點繪制的標記“0T”以及針對點火上止點繪制的標記“Ζ0Τ”涉及第一活塞的位置。因此，曲線圖中所示的720[°KW]涉及第一氣缸和第一活塞的一個工作循環(huán)。就第一活塞的該工作循環(huán)而言，第二活塞和第三活塞在不同的曲軸旋轉位置到達其相應的下止點和其相應的上止點或者點火上止點。關于第一排氣閥和第一進氣閥的以下實施方案涉及第一活塞在180[°KW]和540[°KW]處的相應下止點UT、在360[°KW]處的上止點OT(換氣上止點)以及在0[°KW]或者說720[°KW]處的點火上止點Ζ0Τ，并且也可以輕松地與第二氣缸的第二排氣閥關聯(lián)一一但是涉及第二活塞的相應下止點、上止點及點火上止點，并可以與第三排氣閥關聯(lián)一一但是涉及第三活塞的相應下止點、上止點及點火上止點。
[0041]就相應氣缸的相應工作循環(huán)而言，以相同的方式來運行氣缸以及排氣閥和進氣閥。
[0042]曲線圖也具有縱坐標12，在縱坐標上繪制出相應進氣閥和相應排氣閥的相應行程。相應排氣閥或者相應進氣閥運動經(jīng)過所述行程，即開啟和閉合。
[0043]在圖1所示曲線圖中用虛線繪制了變化曲線14。變化曲線14描述運動的特征，即描述第一氣缸的第一進氣閥的開啟和閉合的特征。為清楚起見，在該曲線圖中僅示出第一氣缸的第一進氣閥的變化曲線。在該曲線圖中還用實線繪制了變化曲線16，該變化曲線描述第一氣缸的第一排氣閥在發(fā)動機制動模式中的開啟及閉合的特征。就第一氣缸和第一活塞的工作循環(huán)而言，設置有圓圈的變化曲線18描述第二氣缸的第二排氣閥的開啟和閉合的特征。就第一氣缸的工作循環(huán)而言，設置有十字的變化曲線20描述第三氣缸的第三排氣閥的開啟和閉合的特征。因此，第二氣缸的第二排氣閥的變化曲線18根據(jù)六缸直列式發(fā)動機的點火順序1-5-3-6-2-4關于第一氣缸的工作循環(huán)向后錯位480度曲柄角，相應地，第三氣缸的第三排氣閥的變化曲線20向后錯位240度曲柄角。相應變化曲線14、16、18、20越高，進氣閥或者相應排氣閥在分配的曲軸旋轉位置(度曲柄角)下開啟程度便越大。若相應變化曲線
14、16、18、20位于繪制在縱坐標上的值“零”上，則進氣閥或者相應排氣閥閉合。換言之，變化曲線14、16、18、2 O是進氣閥或者相應排氣閥的相應閥升程曲線。
[0044]在往復活塞式內(nèi)燃機的發(fā)動機制動模式中實施下文描述的方法。由圖1中借助變化曲線14可以看出，第一氣缸的第一進氣閥在第一活塞的上止點OT的范圍內(nèi)開啟，并在第一活塞的下止點UT的范圍內(nèi)閉合。第一進氣閥由此實施一個進氣行程22，由此，形式為新鮮空氣的氣體可通過第一氣缸的進氣通道流入該第一氣缸，其中，通過自上止點OT運動到下止點UT的活塞來抽吸該氣體。
[0045]如借助變化曲線16可以看出的那樣，第一排氣閥在第一氣缸或者說第一活塞的一個工作循環(huán)內(nèi)兩次閉合以及兩次開啟。
[0046]就第一進氣閥的進氣行程22而言，第一氣缸的第一排氣閥在第一氣缸或者說第一活塞的工作循環(huán)內(nèi)在曲軸的用ISl標記的稍位于480[°KW]之前的旋轉位置處第一次閉合。在此，該旋轉位置ISl位于進氣行程22內(nèi)。在第一氣缸或者說第一活塞的工作循環(huán)內(nèi)，在第一次閉合后，第一排氣閥在曲軸的用101標記的稍位于660[°KW]之前的旋轉位置處第一次開啟。在此之后，第一排氣閥在曲軸的用2S1標記的稍位于240[°KW]之后的旋轉位置處第二次閉合。在此之后，第一排氣閥在曲軸的用201在約270[°KW]處標記的旋轉位置處第二次開啟O
[0047]通過第一次閉合，借助第一活塞將位于第一氣缸中的新鮮空氣壓縮。通過第一次開啟和第二次閉合，第一排氣閥在第一氣缸的工作循環(huán)內(nèi)實施第一減壓行程24，由此第一氣缸實施第一減壓循環(huán)。在此，通過(在101處的)第一次開啟，將先前借助第一活塞壓縮的新鮮空氣或者說通過第一活塞先前壓縮的氣體通過第一氣缸的排氣通道自第一氣缸排出，而儲存在壓縮的氣體中的壓縮能量不可用于使第一活塞自其上止點運動到其下止點。因為往復活塞式內(nèi)燃機先前必須消耗功來將氣體壓縮，所以隨之而來的是往復活塞式內(nèi)燃機以及由此汽車被制動。通過在旋轉位置201處的第二次開啟以及第一次閉合ISl，第一排氣閥在第一氣缸的工作循環(huán)內(nèi)實施第二減壓行程26，由此，第一氣缸實施第二減壓循環(huán)。
[0048]在該第二減壓行程26或者說第二減壓循環(huán)的范圍內(nèi)，在第一氣缸或者說第一活塞的工作循環(huán)內(nèi)，通過第一氣缸的排氣通道，借助第一活塞在第一氣缸中壓縮的氣體第二次自第一氣缸排出，而儲存在該氣體中的壓縮能量不可用于使活塞自上止點運動到下止點。這樣便能在發(fā)動機制動模式中實現(xiàn)特別高的制動功率，即特別高的發(fā)動機制動功率。
[0049]在發(fā)動機制動模式中，第一排氣閥以及第二和第三排氣閥實施比在正常模式中、即往復活塞式內(nèi)燃機的點火模式中小得多的行程。
[0050]由圖中借助變化曲線18還可以看出，在發(fā)動機制動模式中，在第二氣缸或者說第二活塞的一個工作循環(huán)內(nèi)，第二氣缸的第二排氣閥在曲軸的用1S2標記的旋轉位置處第一次閉合。就第二氣缸的第二進氣閥的圖中未示出的進氣行程而言，第一次開啟同樣在第二進氣閥的進氣行程的范圍內(nèi)并且特別是在第二進氣閥的進氣行程內(nèi)進行。在第二氣缸的工作循環(huán)內(nèi)，在第一次閉合后，第二排氣閥在曲軸的用102標記的旋轉位置處第一次開啟。在此之后，在第二氣缸的工作循環(huán)內(nèi)，第二排氣閥在曲軸的用2S2標記的旋轉位置處第二次閉合，在此之后在曲軸的用202標記的旋轉位置處第二次開啟。通過第二排氣閥的(在旋轉位置102處的)第一次開啟和(在旋轉位置2S2處的)第二次閉合，第二排氣閥實施第一減壓行程28。通過第二次開啟和第一次閉合，第二排氣閥在第二氣缸的工作循環(huán)內(nèi)實施第二減壓行程。通過第二排氣閥的第一次閉合，由于第二進氣閥的開啟而被第二活塞吸入到第二氣缸的、形式為新鮮空氣的氣體壓縮。在第二排氣閥的第一減壓行程28的過程中，即在第二氣缸的第一減壓循環(huán)的過程中，通過第二排氣通道將經(jīng)壓縮的氣體自第二氣缸排出，由此，儲存在壓縮的氣體中的壓縮能量不可用于使第二活塞自其上止點運動返回到其下止點。在第二減壓行程30的范圍內(nèi)重復此過程，由此，第二氣缸也在第二氣缸的一個工作循環(huán)內(nèi)實施兩個減壓循環(huán)。
[0051 ]第三氣缸的情形相似。在發(fā)動機制動模式中，在第三氣缸或者說第三活塞的工作循環(huán)內(nèi)，如借助變化曲線20可看到的那樣，在曲軸的用1S3標記的旋轉位置處第一次閉合。在此之后，在第三氣缸的工作循環(huán)內(nèi)，第三排氣閥在曲軸的用103標記的旋轉位置處第一次開啟。在此之后，第三排氣閥在曲軸的用2S3標記的旋轉位置處第二次閉合。在此之后，第三排氣閥在曲軸的用203標記的旋轉位置處第二次開啟。通過(在旋轉位置103處的)第一次開啟和(在旋轉位置2S3處的)第二次閉合，第三排氣閥在一個工作循環(huán)內(nèi)實施第一減壓行程32，由此，第三氣缸實施第一減壓循環(huán)。如在第一氣缸和第二氣缸中那樣，第三排氣閥在第三氣缸或者說第三活塞的工作循環(huán)內(nèi)第一次閉合時的旋轉位置1S3也處于第三氣缸的進氣閥的進氣行程的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于第三氣缸的進氣閥的進氣行程內(nèi)。由于第三排氣閥的第一次閉合，如在第一氣缸和第二氣缸中那樣，借助第三活塞將形式為新鮮空氣的氣體壓縮，所述氣體或者說所述新鮮空氣通過第三進氣閥的開啟借助于第三活塞吸入到第三氣缸。通過第三排氣閥的(在旋轉位置103處的)第一次開啟，壓縮的氣體自第三氣缸排出，由此，儲存在壓縮的氣體中的壓縮能量不可用于使第三活塞自其上止點運動到其下止點。
[0052]通過(在旋轉位置203處的)第二次開啟和(在旋轉位置1S3處的)第一次閉合，第三排氣閥在第三氣缸的工作循環(huán)內(nèi)實施第二減壓行程34，其中，在第三排氣閥的第二減壓行程34的過程中，第三氣缸實施第二減壓循環(huán)。在第二減壓循環(huán)的范圍內(nèi)也通過第三排氣通道將壓縮的氣體自第三氣缸排出，由此，儲存在壓縮的氣體中的壓縮能量不可用于使第三活塞自上止點運動到下止點。也如第一排氣閥在第一氣缸的工作循環(huán)內(nèi)以及第二排氣閥在第二氣缸的工作循環(huán)內(nèi)那樣，第三氣缸的第三排氣閥在第三氣缸的工作循環(huán)內(nèi)實施兩個減壓行程32、34，所述減壓行程在第三氣缸的工作循環(huán)內(nèi)相繼進行。因此，所述三個氣缸在相應的工作循環(huán)內(nèi)分別實施兩個相繼的減壓循環(huán)，由此可在發(fā)動機制動模式中實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率。
[0053]第二及第三排氣閥分別開啟和閉合時的度曲柄角相應地關于第一氣缸錯位240[°KW]或者說480[°KW]。
[0054]現(xiàn)在為了在發(fā)動機制動模式中實現(xiàn)特別高的發(fā)動機制動功率而提出，在(在旋轉位置101處的)第一次開啟后并且在(在旋轉位置2S1處的)第二次閉合前，第一氣缸的第一排氣閥在首先進行的減壓后保持開啟這樣長時間，使得用在廢氣側通過第二排氣通道自第二氣缸流出的氣體以及用在廢氣側通過第三排氣通道自第三氣缸流出的氣體將第一氣缸重新填充。借助變化曲線16可以看出，第一排氣閥直至第一活塞的點火上止點ZOT后的240度曲柄角的稍微之后一直保持開啟或者說在點火上止點ZOT后的240度曲柄角的稍微之后才完全閉合。如由圖可看到的那樣，就第一氣缸的工作循環(huán)而言，第二排氣閥的第二減壓行程30仍完全處于第一排氣閥的第一減壓行程24內(nèi)。此外，第三排氣閥的第一減壓行程32不僅部分地處于第二減壓行程30內(nèi)，也部分地處于第一減壓行程24內(nèi)，因為就第一氣缸的工作循環(huán)而言，第三排氣閥已經(jīng)在第一活塞的點火上止點ZOT后的180度曲柄角前開啟。這意味著，通過第三排氣閥在旋轉位置103處的第一次開啟，所有三個排氣閥暫時同時開啟，由此，氣缸通過排氣歧管在流體上彼此連接。由此，對于在第一減壓循環(huán)(減壓行程24)之后的第二減壓循環(huán)(減壓行程26)，可以用源自第二氣缸和第三氣缸的氣體來使第一氣缸增壓，由此可形成特別高的發(fā)動機制動功率。在此，對于第一氣缸的第二減壓循環(huán)，用源自第二氣缸的第二減壓循環(huán)的氣體以及用源自第三氣缸的第一減壓循環(huán)的氣體來填充所述第一氣缸。
[0055]在第一次開啟101后并且在第二次閉合2S1前，第一排氣閥應該保持開啟至少這樣長時間，使得用通過至少一個排氣通道自往復活塞式內(nèi)燃機的至少一個第二氣缸流出的氣體來填充第一氣缸。這意味著，至少應該用第二或第三氣缸的氣體來填充第一氣缸，由此僅由另一個氣缸用氣體填充第一氣缸。
[0056]該原理也可以輕松地轉用于第二氣缸和第三氣缸。這意味著，例如在第二氣缸的工作循環(huán)內(nèi)，對于其第二減壓循環(huán)，用源自第一氣缸的氣體以及用源自第三氣缸的氣體來填充第二氣缸，即進行增壓。在第三氣缸的工作循環(huán)內(nèi)，對于第二減壓循環(huán)，用源自第一氣缸的氣體以及用源自第二氣缸的氣體來使第三氣缸增壓。這是有利的，因為例如由圖中借助第一氣缸可以看出的那樣，在第一進氣閥的進氣行程22后并且在第二減壓循環(huán)前或者說在第二減壓行程26前，不再實施第一進氣閥的進氣行程。這意味著，在進氣行程22后并且在第二減壓循環(huán)前，不可通過第一氣缸的進氣通道用氣體填充第一氣缸。因此提出，對于第一氣缸的第二減壓循環(huán)，通過第二氣缸的排氣通道用氣體填充所述第一氣缸，其中，該氣體既源自第二氣缸，也源自第三氣缸。
[0057]因此，在第一排氣閥的第二次閉合與第三排氣閥的就第三氣缸的工作循環(huán)而言第一次開啟之間發(fā)生重疊。優(yōu)選地，可以通過第一排氣閥的相應第一次開啟與第三排氣閥的第二次閉合和/或第二排氣閥的第一次閉合的重疊，通過使氣體自第一氣缸溢流到第三和/或第二氣缸來減小排氣歧管中的壓力峰值。也可以通過第一排氣閥的相應第二次開啟與第三排氣閥的第一減壓行程的重疊，通過使氣體自第一氣缸溢流到第三氣缸來避免排氣歧管中的壓力峰值。此外，在第三排氣閥的第一次開啟與第二排氣閥的就第二氣缸的工作循環(huán)而言第一次閉合之間發(fā)生重疊。此外，第一排氣閥的第二次閉合在第二排氣閥的第一次閉合后進行，由此，不僅源自第二氣缸的氣體而且源自第三氣缸的氣體都能流入第一氣缸。由此對第一氣缸雙重地、即用源自第二氣缸的氣體以及用源自第三氣缸的氣體進行增壓。
[0058]圖2示出圖1的一種替代性實施方式。在此，在圖2中，相同的線和相同的點設置有與圖1中相同的附圖標記。在圖2的曲線圖中繪制了相對于圖1未改變的變化曲線14。與圖1不同，變化曲線16’、18’和20’分別具有更早閉合的第一減壓行程24’、28’、和32’。第一減壓行程24 ’、28 ’和32 ’的第二次閉合2S1 ’、2S2 ’和2S3 ’分布提前約30度曲柄角進行。由此，例如第一排氣閥在約210度曲柄角處閉合，未改變的第二減壓行程26、30、34的第一閉合時刻131、132和133在時間上處于第一減壓行程24’、28’和32’的第二次閉合231’、232’和233’后。
[0059]圖3中示出了用于闡釋借助第一排氣閥進行的兩個相繼的減壓行程的相應開啟時刻和閉合時刻的優(yōu)選范圍的曲線圖。以下實施方案也可以輕松地轉用于其他氣缸和其他氣缸組。在此，在圖3中，相同的線和相同的點設置有與圖1及圖2中相同的附圖標記。在圖2的曲線圖中繪制了相對于圖1未改變的變化曲線14。此外，圖3中繪制出第一排氣閥的兩個變化曲線16”(實線)和16”’(虛線)，變化曲線16”給出了最早可能的在約610度曲柄角處的開啟時刻101”和在約250度曲柄角處的201”以及在約400度曲柄角處的閉合時刻1S1”和在約210度曲柄角處的201”。與此相應，變化曲線16” ’給出了最晚可能的在約680度曲柄角處的開啟時刻101” ’和在約320度曲柄角處的201” ’以及在約680度曲柄角處的閉合時刻1S1” ’和在約320度曲柄角處的201” ’?？赡艿牡谝缓偷诙_啟時刻以及第一和第二閉合時刻的由此得出的范圍可任意相互組合。
【主權項】
1.一種用于在發(fā)動機制動模式中運行往復活塞式內(nèi)燃機的方法，其中，在所述發(fā)動機制動模式中，在一個工作循環(huán)內(nèi)使至少一個氣缸的至少一個排氣閥第一次閉合(ISI，IS1〃，1S1〃)，在此之后第一次開啟(101，101〃，101〃)，在此之后第二次閉合(2S1，2Sf，2S1〃，2S1//7 )，且在此之后第二次開啟(201，201〃，201^ )，以便由此將借助所述氣缸的活塞在所述氣缸中壓縮的氣體自所述氣缸排出， 其特征在于， 在所述第一次開啟(101，101〃，101〃)后并且在所述第二次閉合(2Sl，2Sf，2S1〃，2S1"')前，所述排氣閥保持開啟這樣長時間，使得所述氣缸用通過至少一個排氣通道自所述往復活塞式內(nèi)燃機的至少一個第二氣缸流出的氣體來填充。2.根據(jù)權利要求1所述的方法， 其特征在于， 在所述發(fā)動機制動模式中，在所述第二氣缸的一個工作循環(huán)內(nèi)使所述第二氣缸的至少一個第二排氣閥第一次閉合(IS2，IS2〃，IS2〃')，在此之后第一次開啟(102，102〃，102〃')，在此之后第二次閉合(2S2，2S2,，2S2〃，2S2〃7 )，且在此之后第二次開啟(202，202〃，202〃7 )，以便由此將借助所述第二氣缸的第二活塞在所述第二氣缸中壓縮的氣體自所述第二氣缸排出，其中，在所述第二排氣閥的第二次開啟(202,202^202"')后并且在其第一次閉合(182,182^,182^ )前或者在其第一次開啟(102，102〃，102〃)后并且在其第二次閉合(2S2，2S27)前所述第二排氣閥至少部分地開啟的狀態(tài)下，用自所述第二氣缸排出的氣體的至少一部分來填充所述第一氣缸。3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 在所述第一次開啟(101，101〃，101〃)后并且在所述第二次閉合(2Sl，2Sf，2S1〃，2S1"')前，所述第一氣缸的排氣閥保持開啟這樣長時間，使得用通過至少一個相應的排氣通道自所述第二氣缸以及自所述往復活塞式內(nèi)燃機的至少一個第三氣缸流出的相應氣體來填充所述第一氣缸。4.根據(jù)權利要求3所述的方法， 其特征在于， 在所述發(fā)動機制動模式中，在所述第二氣缸的一個工作循環(huán)內(nèi)使所述第二氣缸的至少一個第二排氣閥第一次閉合(IS2，IS2〃，IS2〃')，在此之后第一次開啟(102，102〃，102〃')，在此之后第二次閉合(2S2，2S2,，2S2〃，2S2〃7 )，且在此之后第二次開啟(202，202〃，202〃7 )，以便由此將借助所述第二氣缸的第二活塞在所述第二氣缸中壓縮的氣體自所述第二氣缸排出；在所述發(fā)動機制動模式中，在所述第三氣缸的一個工作循環(huán)內(nèi)使所述第三氣缸的至少一個第三排氣閥第一次閉合(1S3，1S3〃，1S3"')，在此之后第一次開啟(103，103〃，103〃')，在此之后第二次閉合(2S3，2S37，2S3〃，2S3〃')，且在此之后第二次開啟(203，203〃，203"7 )，以便由此將借助所述第三氣缸的第三活塞在所述第三氣缸中壓縮的氣體自所述第三氣缸排出，其中，在所述第二排氣閥的第二次開啟(202，202〃，202〃')后并且在其第一次閉合(152，151〃，151〃/)前所述第二排氣閥開啟的狀態(tài)下，用自所述第二氣缸排出的氣體的至少一部分來填充所述第一氣缸，其中，在所述第三排氣閥的第一次開啟(103，103〃，103//7 )后并且在其第二次閉合(253,253'，2S3〃 ,2S3//7 )前所述第三排氣閥至少部分地開啟的狀態(tài)下，用自所述第三氣缸排出的氣體的至少一部分來填充所述第一氣缸。5.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法， 其特征在于， 在所述第一次開啟(101，102〃，101〃)后，所述第一氣缸的排氣閥保持開啟，至少直至所述第一氣缸的活塞的上止點(OT)后的、特別是點火上止點(ZOT)后的210度曲柄角。6.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法， 其特征在于， 與在所述往復活塞式內(nèi)燃機的不同于所述發(fā)動機制動模式的正常模式、特別是牽引模式中相比，所述排氣閥在所述發(fā)動機制動模式中實施較小的行程。7.—種用于汽車的往復活塞式內(nèi)燃機，所述往復活塞式內(nèi)燃機被構造用于實施如上述權利要求中任一項所述的方法。
【文檔編號】F02D13/02GK105829683SQ201480069402
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月4日
【發(fā)明人】M·O·瓦格納, A·辛克
【申請人】戴姆勒股份公司