發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法及機(jī)動(dòng)車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于操作多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)。在此，設(shè)計(jì)該往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)用以在負(fù)載模式下或在停用模式下操作氣缸中的至少一個(gè)，其作為備用氣缸(12)，同時(shí)在負(fù)載模式下操作多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸，其中將燃料供給在負(fù)載模式下操作的氣缸且不將燃料供給在停用模式下操作的氣缸。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)中，在停用模式下操作至少備用氣缸(12)而在負(fù)載模式下操作多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸。根據(jù)本發(fā)明，在停用模式下，打開(kāi)備用氣缸(12)的閥門(13、14)。本發(fā)明還要求保護(hù)一種具有往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)的機(jī)動(dòng)車輛(10)。
【專利說(shuō)明】發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法及機(jī)動(dòng)車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于操作具有停缸設(shè)備(Zylinderabschaltung verfiigt)的多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法。本發(fā)明還涉及一種設(shè)計(jì)用于執(zhí)行該發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法的機(jī)動(dòng)車輛。

【背景技術(shù)】
[0002]在具有多個(gè)氣缸的往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)中，執(zhí)行所謂的停缸從而降低燃料消耗和排放是已知的。對(duì)于停缸，通常的情況下，使將要停用的氣缸的進(jìn)氣閥和排氣閥保持關(guān)閉，如此以致將要停用的氣缸不會(huì)進(jìn)氣。在這樣的停缸期間，活塞繼續(xù)在氣缸中移動(dòng)。由于活塞的運(yùn)動(dòng)，可能的是，尤其是在活塞的下止點(diǎn)處，在停用的氣缸中產(chǎn)生壓力，該壓力低于曲軸箱中的壓力。上述壓力差會(huì)導(dǎo)致泄漏，并能夠?qū)⒂蛷那S箱吸入停用的氣缸。這能夠在往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間導(dǎo)致不期望的運(yùn)行狀態(tài)和增加的排放值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種克服了上述缺陷的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法，并提供一種設(shè)計(jì)用于執(zhí)行該發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法的機(jī)動(dòng)車輛。
[0004]通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)此目的。
[0005]在根據(jù)本發(fā)明的用于操作多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法中，在停用模式下操作至少一個(gè)備用氣缸，同時(shí)在負(fù)載模式下操作多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸。設(shè)計(jì)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)用以在負(fù)載模式或停用模式下操作氣缸中的至少一個(gè)，其作為備用氣缸，而同時(shí)多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸在負(fù)載模式下操作。將燃料供給在負(fù)載模式下操作的氣缸，且不將燃料供給在停用模式下操作的氣缸。在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法中，在停用模式下，打開(kāi)備用氣缸的閥門。
[0006]這有利地允許在停用的備用氣缸中的壓力平衡，并且阻止在停用模式下備用氣缸中增加針對(duì)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱的負(fù)壓以及泄漏的發(fā)生。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法的一個(gè)有利實(shí)施例中，被打開(kāi)的備用氣缸的閥門為排氣閥。
[0008]以這種方式，在負(fù)載模式下操作的氣缸的熱廢氣可進(jìn)入停用的備用氣缸并加熱該備用氣缸，或阻止該備用氣缸的冷卻。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，在停用模式下，以一最大升程打開(kāi)備用氣缸的閥門，該最大升程小于在負(fù)載模式下打開(kāi)備用氣缸的閥門的最大升程。具體地，在停用模式下的備用氣缸的閥門的最大升程相當(dāng)于在負(fù)載模式下的備用氣缸的閥門的最大升程的5%至15%。
[0010]較小的最大升程對(duì)在停用的備用氣缸中的壓力平衡以及對(duì)利用熱廢氣掃氣是足夠的。同時(shí)，用較小的最大升程，執(zhí)行較少功，并且提高了往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。在負(fù)載模式下的閥門的最大升程的5%和15%之間的范圍是特別有利的。
[0011]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，在停用模式下，打開(kāi)備用氣缸的閥門一段打開(kāi)持續(xù)時(shí)間，該打開(kāi)持續(xù)時(shí)間短于在負(fù)載模式下打開(kāi)備用氣缸的閥門的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間。具體地，在停用模式下的備用氣缸的閥門的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間相當(dāng)于在負(fù)載模式下的備用氣缸的閥門的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間的15%至25%。
[0012]較短的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間對(duì)在停用的備用氣缸中的壓力平衡以及對(duì)利用熱廢氣掃氣是足夠的。同時(shí)，用較短的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間，執(zhí)行較少功，并且提高了往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。在負(fù)載模式下的閥門的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間的15%和25%之間的范圍是特別有利的。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法的進(jìn)一步有利實(shí)施例中，在停用模式下，以如下方式打開(kāi)備用氣缸的閥門:備用氣缸的閥門在一曲柄角處達(dá)到它的最大升程，該曲柄角不同于在負(fù)載模式下備用氣缸的閥門達(dá)到它的最大升程的曲柄角。具體地，在停用模式下達(dá)到最大升程時(shí)的備用氣缸的閥門的曲柄角相比于在負(fù)載模式下達(dá)到最大升程時(shí)的備用氣缸的閥門的曲柄角小30度至90度。
[0014]由于變換的打開(kāi)時(shí)間，壓力平衡可以產(chǎn)生，特別在靠近備用氣缸中的活塞的下止點(diǎn)處。預(yù)期的負(fù)壓力在所述活塞位置處最高。因此，其中一個(gè)閥門的開(kāi)啟在這一活塞位置處具有最大效果，并因此可以減小閥門的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間和最大升程。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車輛具有多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。在此，設(shè)計(jì)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)用以在負(fù)載模式或停用模式下操作氣缸中的至少一個(gè)，其作為備用氣缸，同時(shí)在負(fù)載模式下操作多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸，其中將燃料供給在負(fù)載模式下操作的氣缸且不將燃料供給在停用模式下操作的氣缸。此外，往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸具有至少一個(gè)進(jìn)氣閥和一個(gè)排氣閥，以及設(shè)計(jì)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法。
[0016]因此，提供了一種通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法的優(yōu)點(diǎn)來(lái)改進(jìn)的機(jī)動(dòng)車輛。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】將通過(guò)附圖和以下描述進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。在圖中:
[0018]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車輛；以及
[0019]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法。
[0020]附圖標(biāo)記列表:
[0021]10機(jī)動(dòng)車輛
[0022]11往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)
[0023]12備用氣缸
[0024]13進(jìn)氣閥
[0025]14排氣閥
[0026]15發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元
[0027]16 活塞
[0028]17 曲軸
[0029]18 曲軸箱
[0030]19連接桿
[0031]20發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法
[0032]21閥門升程
[0033]22曲柄角
[0034]23排氣閥負(fù)載升程分布曲線
[0035]24進(jìn)氣閥負(fù)載升程分布曲線
[0036]25排氣閥停用升程分布曲線
[0037]26排氣閥負(fù)載最大升程
[0038]27進(jìn)氣閥負(fù)載最大升程
[0039]28排氣閥停用最大升程

【具體實(shí)施方式】
[0040]在圖1中，在示例性的配置中以截面圖描繪了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車輛10。根據(jù)本發(fā)明，機(jī)動(dòng)車輛10具有含多個(gè)氣缸的往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11。在所示的實(shí)施例中，機(jī)動(dòng)車輛10具有含四個(gè)氣缸的橫向安裝的直列式發(fā)動(dòng)機(jī)11。根據(jù)本發(fā)明，其它的配置，例如氣缸的V布置，也是可以想到的。如傳統(tǒng)的那樣，在每個(gè)氣缸中布置活塞16。活塞16通過(guò)連接桿19連接至安裝在曲軸箱18中的曲軸17。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元15控制和/或調(diào)節(jié)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11每個(gè)氣缸具有至少一個(gè)進(jìn)氣閥13和一個(gè)排氣閥14。如通常那樣，該閥門13、14優(yōu)選通過(guò)可操作地連接于曲軸17的凸輪軸控制。
[0042]往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11優(yōu)選為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)計(jì)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11用以在負(fù)載模式或停用模式下操作氣缸中的至少一個(gè)，其作為備用氣缸12，同時(shí)在負(fù)載模式下操作多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸。在此，負(fù)載模式意味著在相應(yīng)的工作沖程中將燃料供給在負(fù)載模式下操作的氣缸。在此，停用模式意味著在相應(yīng)的工作沖程中不將燃料供給在停用模式下操作的氣缸。如果四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的形式的往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11具有進(jìn)氣口噴射，那么相應(yīng)的工作沖程是進(jìn)氣沖程，然而如果往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11具有直接噴射，那么相應(yīng)的工作沖程還可以是壓縮沖程。
[0043]對(duì)氣缸的燃料供給的切斷被稱為所謂的停缸。往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11具有這種停缸設(shè)備。往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11包括用于執(zhí)行停缸的相應(yīng)設(shè)備。例如，往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11的凸輪軸可以是可移動(dòng)的，如此使得閥門13、14基于模式可操作地連接至不同的凸輪。根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)液壓地控制閥門13、14也是可以設(shè)想的。
[0044]在傳統(tǒng)的停缸系統(tǒng)中，閥門13,14在停用模式下保持完全關(guān)閉。由于氣缸中的活塞16的移動(dòng)，這能夠在氣缸中引起一壓力，該壓力低于曲軸箱18中的當(dāng)時(shí)壓力。這能夠?qū)е滦孤┮约坝捅粡那S箱18抽出進(jìn)入氣缸。此外，傳統(tǒng)類型的停缸能夠?qū)ν鶑?fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的熱狀況產(chǎn)生不利影響并引起在停用模式下正在操作的氣缸的不期望的劇烈冷卻。根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11借助其被設(shè)計(jì)為用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法20來(lái)消除這些現(xiàn)象。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法20適合于操作往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)11。根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法20中，在停用模式下，打開(kāi)備用氣缸12的閥門13、14。
[0046]在圖2中的示例性實(shí)施例中描述了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法20。圖的縱軸以毫米表示閥門升程21，以及圖的橫軸以度數(shù)表示曲軸17的曲柄角22。
[0047]在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法20中，在停用模式下操作至少備用氣缸12，而在負(fù)載模式下操作氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸。在圖2中，在兩種模式下的備用氣缸12的進(jìn)氣閥13和排氣閥14的閥門升程分布曲線23、24、25是彼此重疊的。在負(fù)載模式下，排氣閥14具有排氣閥負(fù)載升程分布曲線23，以及進(jìn)氣閥具有進(jìn)氣閥負(fù)載升程分布曲線24。
[0048]在所示的實(shí)施例中，在負(fù)載模式下，排氣閥14在大約240度的曲柄角22處達(dá)到在7mm和8mm之間的排氣閥負(fù)載最大升程26。在此，以從大約120度至大約400度的曲柄角22的范圍打開(kāi)排氣閥14。因此，在負(fù)載模式下，以超過(guò)大約280度的曲柄角范圍打開(kāi)排氣閥14。
[0049]在所示的實(shí)施例中，在負(fù)載模式下，進(jìn)氣閥13在大約460度的曲柄角22處達(dá)到在7mm和8mm之間的進(jìn)氣閥負(fù)載最大升程27。在此，以從大約330度至大約610度的曲柄角22的范圍打開(kāi)進(jìn)氣閥13。因此，在負(fù)載模式下，以超過(guò)大約280度的曲柄角范圍打開(kāi)進(jìn)氣閥13。
[0050]根據(jù)本發(fā)明，在停用模式下，可以打開(kāi)進(jìn)氣閥13或排氣閥14。在描述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法20的實(shí)施例變體中，在停用模式下打開(kāi)排氣閥14。圖2顯示了在停用模式下排氣閥14的排氣閥停用升程分布曲線25。在所示的實(shí)施例中，在停用模式下，排氣閥14在大約180度的曲柄角22處達(dá)到在5mm和9mm之間的排氣閥停用最大升程28。在此，以從大約150度至大約210度的曲柄角22的范圍打開(kāi)排氣閥14。因此，在停用模式下，以超過(guò)大約60度的曲柄角范圍打開(kāi)排氣閥14。在此，在停用模式下，稍后以比負(fù)載模式下更短的時(shí)間和更小的程度打開(kāi)排氣閥14。
[0051]如果在停用模式下打開(kāi)了進(jìn)氣閥13，那么，進(jìn)氣閥停用升程分布曲線將相對(duì)于進(jìn)氣閥負(fù)載升程分布曲線24呈現(xiàn)出與所示的實(shí)施例中的排氣閥停用升程分布曲線25相對(duì)于排氣閥負(fù)載升程分布曲線23呈現(xiàn)的相同的關(guān)系。
【權(quán)利要求】
1.一種用于操作多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，設(shè)計(jì)所述多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)用以在負(fù)載模式下或在停用模式下操作氣缸中的至少一個(gè)，其作為備用氣缸(12)，同時(shí)多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸在負(fù)載模式下操作，其中將燃料供給在負(fù)載模式下操作的氣缸，且不將燃料供給在停用模式下操作的氣缸，在該方法中在停用模式下操作至少備用氣缸(12)，而在負(fù)載模式下操作多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸，其中在停用模式下，打開(kāi)備用氣缸(12)的閥(13、14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，其特征在于，被打開(kāi)的備用氣缸(12)的閥門(13、14)為排氣閥(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，其特征在于，在停用模式下，以一最大升程(28)打開(kāi)備用氣缸(12)的閥門(13、14)，所述最大升程(28)小于在負(fù)載模式下用以打開(kāi)備用氣缸(12)的閥門(13、14)的最大升程(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，其特征在于，在停用模式下的備用氣缸(12)的閥門(13、14)的最大升程(28)相當(dāng)于在負(fù)載模式下的備用氣缸(12)的閥門(13、14)的最大升程(26)的5%至15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，其特征在于，在停用模式下，打開(kāi)備用氣缸(12)的閥門(13、14) 一段打開(kāi)持續(xù)時(shí)間，該打開(kāi)持續(xù)時(shí)間短于在負(fù)載模式下打開(kāi)備用氣缸(12)的閥門(13、14)的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，其特征在于，在停用模式下的備用氣缸(12)的閥門(13、14)的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間相當(dāng)于在負(fù)載模式下的備用氣缸(12)的閥門(13、14)的打開(kāi)持續(xù)時(shí)間的15%至25%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，其特征在于，在停用模式下，以如下方式打開(kāi)備用氣缸(12)的閥門(13、14):備用氣缸(12)的閥門(13、14)在一曲柄角(22)處達(dá)到它的最大升程(28)，所述曲柄角(22)不同于在負(fù)載模式下備用氣缸(12)的閥門(13,14)達(dá)到它的最大升程(26)的曲柄角(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)，其特征在于，在停用模式下達(dá)到最大升程(28)時(shí)的備用氣缸(12)的閥門(13、14)的曲柄角(22)相比于在負(fù)載模式下達(dá)到最大升程(26)時(shí)的備用氣缸(12)的閥門(13、14)的曲柄角(22)小30度至90度。
9.一種具有多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)的機(jī)動(dòng)車輛(10)，其特征在于，所述多氣缸往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)設(shè)計(jì)用以在負(fù)載模式下或在停用模式下操作氣缸中的至少一個(gè)，其作為備用氣缸(12)，同時(shí)在負(fù)載模式下操作多個(gè)氣缸中的至少一個(gè)其他的氣缸，其中將燃料供給在負(fù)載模式下操作的氣缸并且不將燃料供給在停用模式下操作的氣缸，其中往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)每個(gè)氣缸具有至少一個(gè)進(jìn)氣閥(13)和一個(gè)排氣閥(14)，以及設(shè)計(jì)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(11)用以執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行方法(20)。
【文檔編號(hào)】F02D17/02GK104343550SQ201410353062
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】赫爾穆特·漢斯·魯蘭, 托馬斯·洛倫茲, 莫里茨·克勞斯·施普林格, 艾伯特·布羅伊爾, 陳國(guó)輝 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司