用于运行往复活塞式内燃机的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于在发动机制动模式中运行往复活塞式内燃机的方法，其中，在所述发动机制动模式中，在一个工作循环内使至少一个气缸的至少一个排气阀第一次闭合(1S1，1S1″，1S1″ˊ)，在此之后第一次开启(1O1，1O1″，1O1″ˊ)，在此之后第二次闭合(2S1，2S1ˊ，2S1″，2S1″ˊ)，且在此之后第二次开启(2O1，2O1″，2O1″ˊ)，以便由此将借助所述气缸的活塞在所述气缸中压缩的气体自所述气缸排出，其中，在所述第一次开启(1O1，1O1″，1O1″ˊ)后并且在所述第二次闭合(2S1，2S1ˊ，2S1″，2S1″ˊ)前，所述排气阀保持开启这样长时间，使得所述气缸用通过至少一个排气通道自所述往复活塞式内燃机的至少一个第二气缸流出的气体来填充。
【专利说明】
用于运行往复活塞式内燃机的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于运行往复活塞式内燃机的方法。
【背景技术】
[0002]由US4 592 319作为公知可获知这种用于在发动机制动模式中运行往复活塞式内燃机的方法。在发动机制动模式中，往复活塞式内燃机作为制动器、即作为发动机制动器例如用于将汽车制动。例如在下坡行驶中，往复活塞式内燃机在发动机制动模式中用于:将汽车的速度保持至少基本上恒定，或者说避免汽车的速度过度增大。通过将往复活塞式内燃机用作发动机制动器，能够保护汽车的行车制动器。换言之，通过将往复活塞式内燃机用作发动机制动器，行车制动器的使用能够得到避免或保持很少。
[0003]为此，在此方法中提出，将往复活塞式内燃机作为减压制动器使用或者说运行。换言之，在发动机制动模式中，如由一般现有技术中充分公知的减压制动器那样来运行往复活塞式内燃机。在发动机制动模式的范围内，在一个工作循环内，将往复活塞式内燃机的至少一个形式为气缸的燃烧室的至少一个排气阀第一次闭合。由此能借助布置在气缸中的活塞将处于气缸中的气体、例如新鲜空气压缩。在第一次闭合后将排气阀开启，由此，特别是冲击式地将借助活塞压缩的气体自气缸排出。通过压缩的空气的这种排出，不再可使用储存在压缩的空气中并且由活塞所施加的压缩能量来使活塞自其上止点运动到其下止点或者对这种运动提供支持。换言之，压缩能量至少在很大程度上未被利用地自气缸排出。活塞或者说往复活塞式内燃机必须消耗功来将气缸中的气体压缩一一其中所述功由于排气阀的开启而不可用于使活塞自上止点运动到下止点，由此，能够将汽车制动。
[0004]在排气阀的第一次或者说首次开启后，实施第二次闭合。换言之，在第一次开启后，排气阀第二次闭合。由此能借助活塞对例如仍处于气缸中的气体进行重新压缩。在第二次闭合后，排气阀第二次开启，由此也可第二次将压缩的气体自气缸排出，而储存在气体中的压缩能量不可用于使活塞自其上止点运动到其下止点。这种至少两次的开启和两次的闭合在一个工作循环内实施并且用于将借助气缸的活塞在气缸中压缩的气体自气缸排出。
[0005]活塞通过连杆以铰接的方式与往复活塞式内燃机的曲轴耦合。活塞能够在气缸中相对气缸平移运动，其中，活塞自其下止点运动到其上止点。由于与曲轴铰接式耦合，活塞的平移运动被转换成曲轴的旋转运动，由此，所述曲轴围绕一个旋转轴线旋转。就四冲程发动机而言，“工作循环”是指曲轴正好完整转两圈。这意味着，曲轴的一个工作循环包括正好720度曲柄角。在所述720度曲柄角[°KW]内，活塞两次运动到其上止点且两次运动到其下止点。就两冲程发动机而言，作为“工作循环”理解为曲轴正好转一圈，即360度曲柄角[°KW]。
[0006]发动机制动模式与正常模式的区别特别是在于，在发动机制动模式中在不喷射燃料的情况下运行往复活塞式内燃机，在所述发动机制动模式中由汽车的车轮来驱动往复活塞式内燃机。但在正常模式中，在所谓的牵引模式下运行往复活塞式内燃机，在所述牵引模式中由往复活塞式内燃机来驱动车轮。此外，在正常模式中进行点火模式，在所述点火模式中不仅将空气而且还将燃料送入气缸。由此在正常模式中形成燃料-空气混合物，所述燃料-空气混合物被点火并由此燃烧。
[0007]但在发动机制动模式中不将燃料送入气缸，由此在发动机制动模式中在不点火的模式下运行往复活塞式内燃机。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的在于，对本文开篇所述类型的方法这样作进一步开发，使得可实现特别高的制动功率。
[0009]所述目的通过具有权利要求1特征的方法来实现。其余权利要求中给出了本发明的具有符合目的且创造性扩展构型的有利方案。
[0010]为了对权利要求1的前序部分中所述类型的方法这样作进一步开发，使得在发动机制动模式中可实现特别高的制动功率，根据本发明提出，在第一次开启后并且在第二次闭合前，排气阀保持开启这样长时间，使得气缸用特别是在往复活塞式内燃机的废气侧通过至少一个排气通道自往复活塞式内燃机的至少一个不同于所述气缸的第二气缸流出的气体来填充。换言之，根据本发明提出，将源自至少一个第二气缸的气体导入到第一气缸，由此用源自第二气缸的气体来使第一气缸增压。由此能在第一气缸的第一减压循环后实现至少一个所谓的反向增压。第一气缸的排气阀然后及时地第二次闭合，由此，借助第一气缸的活塞将现在处于第一气缸中并且源自第二气缸的气体压缩。于是，在此之后可以将第一气缸的排气阀第二次开启，由此，第一气缸实施第二减压循环，并且储存在压缩的气体中的压缩能量不可用于使第一气缸的活塞自其上止点运动返回到其下止点。
[0011]因此，第一气缸的排气阀在一个工作循环内实施至少两个在时间上相继的减压行程，由此导致第一气缸的两个减压循环。在此，第二减压循环被单重地或多重地增压，因为在第二减压循环中，源自第二气缸的气体处于第一气缸中。通过第二减压循环的所述增压，能够在发动机制动模式中实现特别高的发动机制动功率。第二减压循环或者说第二减压行程优选这样设置，使得存在于第一气缸中的压力不超过一个值，在该值附近，第一气缸的至少一个进气阀能够持续保持开启。
[0012]与对于四冲程发动机在发动机制动模式中的传统阀控制相比，通过本发明的方法能够实现发动机制动功率的显著提高，特别是在低转速范围内。
[0013]另一实施方式的特征在于，在发动机制动模式中，在一个工作循环内使第二气缸的至少一个第二排气阀第一次闭合，在此之后第一次开启，在此之后第二次闭合，且在此之后第二次开启，以便由此将借助第二气缸的第二活塞在第二气缸中压缩的气体自第二气缸排出。这意味着，如第一气缸那样或者说如第一气缸的第一排气阀那样运行第二气缸或者说第二气缸的第二排气阀。
[0014]在此，在第二气缸的第二排气阀的第二次开启后并且在其第一次闭合前或者在其第一次开启后并且在其第二次闭合前所述第二排气阀至少部分地开启的状态下，用自第二气缸排出的气体的至少一部分来填充第一气缸。由于第二排气阀和第一排气阀至少部分地开启，借助第二活塞压缩的气体能够在往复活塞式内燃机的排气侧或者说废气侧自第二气缸流出并通过第一气缸的至少一个排气通道流入第一气缸。由此使用第二气缸或者说第二排气阀的减压循环或者说减压行程来对于第一气缸的第二减压循环使所述第一气缸增压。通过所述增压，在第一气缸的第二减压行程中在该第一气缸中存在特别高的空气量，由此能够实现特别高的发动机制动功率。
[0015]通过以下方式能够实现第一气缸的特别高的增压:在第一次开启后并且在第二次闭合前，第一气缸的排气阀保持开启这样长时间，使得用在废气侧通过至少一个相应的排气通道自第二气缸以及自往复活塞式内燃机的至少一个第三气缸流出的相应气体来填充第一气缸。这意味着，不仅用源自第二气缸的气体而且用源自第三气缸的气体来使第一气缸增压，由此能够实现特别高的发动机制动功率。
[0016]在本发明的另一有利方案中提出，在发动机制动模式中，在一个工作循环内使第二气缸的至少一个第二排气阀第一次闭合，在此之后第一次开启，在此之后第二次闭合，且在此之后第二次开启，以便由此将借助第二气缸的第二活塞在第二气缸中压缩的气体自第二气缸排出。如上文所述，在此提出，如第一气缸和第一排气阀那样来运行第二气缸及其第二排气阀。此外提出，在发动机制动模式中，在一个工作循环内使第三气缸的至少一个第三排气阀第一次闭合，在此之后第一次开启，在此之后第二次闭合，且在此之后第二次开启，以便由此将借助第三气缸的第三活塞在第三气缸中压缩的气体自第三气缸排出。这意味着，同样如第一气缸和第一排气阀那样来运行第三气缸及其第三排气阀。由此在所述三个气缸中实现减压制动器，由此能够实现特别高的发动机制动功率。
[0017]在第二排气阀的第二次开启后并且在其第一次闭合前所述第二排气阀开启的状态下，用自第二气缸排出的气体的至少一部分来填充第一气缸。另外，在第三排气阀的第一次开启后并且在其第二次闭合前所述第三排气阀至少部分地开启的状态下，用自第三气缸排出的气体的至少一部分来填充第一气缸。因此在此提出，使用第二气缸的第二减压循环和第三气缸的第一减压循环来对于第一气缸的第二减压循环使所述第一气缸增压。由此在第二减压循环中在第一气缸中存在特别高的空气量，由此能够实现特别高的发动机制动功率。
[0018]此外例如提出，对于第一气缸的第一减压循环，用形式为新鲜空气的气体通过至少一个进气通道来填充所述第一气缸。在此，分配给进气通道的进气阀至少部分地处于其开启位置，由此，在第一气缸的活塞自上止点运动到下止点时，能够通过进气通道将形式为新鲜空气的气体吸入到第一气缸。于是可在第一减压循环中借助第一活塞将所述新鲜空气压缩。压缩的新鲜空气在第一减压循环后自第一气缸流出。对于第二减压循环，用源自第二气缸的第二减压循环以及源自第三气缸的第一减压循环的气体来使第一气缸增压。
[0019]相应的气体能够在往复活塞式内燃机的废气侧通过至少一个相应的排气通道自第二气缸和第三气缸流出，并通过第一气缸的所述至少一个排气通道流入第一气缸。
[0020]为此，所述三个气缸例如通过一个排气歧管在流体上彼此连接，该排气歧管布置在废气侧，用于导引废气或者说自气缸流出的气体。在三个气缸的三个排气阀均开启的时刻，三个气缸通过排气歧管在流体上彼此连接，由此，气体能够如上文所述自第二气缸和第三气缸转到第一气缸。
[0021]另一实施方式的特征在于，在第一次开启后，第一气缸的排气阀保持开启，至少直至第一气缸的活塞的上止点后的、特别是点火上止点后的210度曲柄角。在此，第一活塞的点火上止点是活塞的上止点，在该上止点的范围内在往复活塞式内燃机的点火模式中将燃料-空气混合物点火。不言而喻，在发动机制动模式中显然不进行所述点火，其中，概念“点火上止点”仅用于区分该点火上止点与第一活塞在将废气自第一气缸推出时所到达的换气上止点(OT)。
[0022]通过将第一气缸的排气阀保持开启至少直至点火上止点后的210度曲柄角，能够用特别高的气体量来使第一气缸增压，由此能够实现特别高的发动机制动功率。
[0023]被证实特别有利的是，与在往复活塞式内燃机的不同于发动机制动模式的正常模式、特别是牵引模式中相比，排气阀在发动机制动模式中实施较小的行程。这意味着，在发动机制动模式中，排气阀不是如在正常模式(点火模式或者说燃烧模式)中那样以完整的行程开启。在发动机制动模式中不采用所述完整的行程。而是排气阀以与此相比小的行程开启，确切地说不仅在第一次开启时而且在第二次开启时。在此可以提出，第一次开启和第二次开启时的行程相同，或者，在第一次开启和第二次开启时以不同的行程开启第一气缸的排气阀。
[0024]本发明还涉及一种用于汽车的往复活塞式内燃机，所述往复活塞式内燃机被构造用于实施根据本发明的方法。根据本发明的方法的有利方案应被视作根据本发明的往复活塞式内燃机的有利方案，反之亦然。
【附图说明】
[0025]由下面对实施例进行的说明以及借助附图得到本发明的其它优点、特征和细节。前面在说明书中述及的特征和特征组合，以及下面在【附图说明】中述及的和/或附图中示出的特征和特征组合，不仅可分别按所给出的组合，也可按其他组合或单独地应用。而不偏离本发明的范围。
[0026]附图示出:
[0027]图1用于阐释一种用于在发动机制动模式中运行往复活塞式内燃机的方法的曲线图，其中，在一个工作循环内，往复活塞式内燃机的相应气缸的三个排气阀分别实施两个相继的减压行程，以便由此实现具有特别高的发动机制动功率的减压制动；
[0028]图2图1的一种替代性实施方式;及
[0029]图3用于阐释借助第一排气阀进行的两个相继的减压行程的相应开启时刻和闭合时刻的优选范围的曲线图。
【具体实施方式】
[0030]附图用于阐释一种用于运行汽车的往复活塞式内燃机的方法。往复活塞式内燃机用于驱动汽车，并包括例如总共六个形式为气缸的燃烧室。气缸直列式布置。这些气缸中的前三个布置在第一气缸组中，其中，这些气缸中的后三个布置在第二气缸组中。气缸组分别具有一个公用的排气歧管。借助气缸组中的一个，即借助所述六个气缸中的三个来描述所述方法，其中，以下实施方案也可以轻松地转用于其他气缸和其他气缸组。
[0031]在所述三个气缸中的第一个中布置有一个第一活塞，其中，第一活塞是可以平移运动的。在所述气缸中的第二个中布置有一个第二活塞，其中，第二活塞是可以平移运动的。在第三气缸中同样布置有一个可平移运动的第三活塞。所述三个活塞通过相应连杆以铰接的方式与往复活塞式内燃机的曲轴耦合。曲轴以可围绕一旋转轴线相对曲轴箱旋转的方式支承在往复活塞式内燃机的曲轴箱上。借助活塞与曲轴的铰接式耦合，将活塞的平移运动转换成曲轴的围绕其旋转轴线的旋转运动。
[0032]在内燃机的正常模式中，实施往复活塞式内燃机的点火模式。在所述点火模式(正常模式)的范围中，将液态的燃料和空气送入相应的气缸。由此在相应的气缸中产生被压缩的燃料-空气混合物。
[0033]气缸分别分配有至少一个进气通道，空气能够通过该进气通道流入相应的气缸。第一气缸的进气通道分配有第一进气阀，该第一进气阀能够在至少一个将第一气缸的进气通道在流体上封锁的闭合位置和至少一个将第一气缸的进气通道在流体上释放的开启位置之间运动。与此相应，第二气缸的进气通道分配有第二进气阀，该第二进气阀能够在一个将第二气缸的进气通道在流体上封锁的闭合位置和至少一个将第二气缸的进气通道至少部分在流体上释放的开启位置之间运动。第三气缸的进气通道也分配有一个进气阀，该进气阀能够在一个将第三气缸的进气通道在流体上封锁的闭合位置和至少一个将第三气缸的进气通道至少部分在流体上释放的开启位置之间运动。若相应的进气阀处于其开启位置中，空气便能通过进气通道流入相应的气缸。
[0034]由燃料-空气混合物的点火和燃烧在相应气缸中产生废气。在此，气缸分别分配有至少一个排气通道，废气能够通过该排气通道自相应的气缸流出。第一气缸的排气通道分配有第一排气阀，该第一排气阀能够在一个将第一气缸的排气通道在流体上封锁的闭合位置和至少一个将第一气缸的排气通道至少部分在流体上释放的开启位置之间运动。与此相应，第二气缸的排气通道分配有第二排气阀，该第二排气阀能够在一个将第二气缸的排气通道在流体上封锁的闭合位置和至少一个将第二气缸的排气通道至少部分在流体上释放的开启位置之间运动。第三气缸的排气通道也分配有第三排气阀，该第三排气阀能够在一个将第三气缸的排气通道在流体上封锁的闭合位置和至少一个将第三气缸的排气通道至少部分在流体上释放的开启位置之间运动。若相应的排气阀处于其开启位置中，废气便能通过相应的排气通道自相应的气缸流出。
[0035]在此，空气在所谓的进气侧流入气缸。废气在所谓的排气侧或废气侧自气缸流出。在排气侧上布置有气缸组的三个气缸所共有的排气歧管，该排气歧管用于对自气缸流出的废气进行导引。三个排气阀能够在至少一个时刻上，即同时地处于相应的开启位置中，使得气缸通过该排气歧管在流体上彼此连接，下文还将进行说明。
[0036]进气阀和排气阀例如借助至少一个凸轮轴来操纵，由此自相应的闭合位置运动到相应的开启位置，并且可能情况下保持在开启位置中。这也称作阀控制。通过凸轮轴，在可预设的时刻上或曲轴位置上将进气阀和排气阀开启。此外，通过凸轮轴，在可预设的时刻上或者说曲轴旋转位置上实现进气阀和排气阀的相应闭合。
[0037]通常也将曲轴围绕其旋转轴线的相应旋转位置称作“度曲柄角”[°KW]。附图示出曲线图，在所述曲线图的横坐标10上绘制旋转位置，即曲轴的度曲柄角。
[0038]在此，往复活塞式内燃机构造成四冲程发动机，其中，曲轴的所谓的一个工作循环包括曲轴的正好转两圈。换言之，一个工作循环包括正好720[°KW]。在这样一个工作循环内，即在720[°KW]内，相应的活塞两次运动到其相应的上止点(OT)且两次运动到其相应的下止点(UT)。
[0039]若在止点的范围内在往复活塞式内燃机的点火模式中将经压缩的燃料-空气混合物点火，则该止点称作点火上止点(ZOT)。为使附图中所示曲线图易于读出，将点火上止点ZOT绘制了两次，即一次在720度曲柄角处，一次在O度曲柄角处，其中，这是曲轴和凸轮轴的同一旋转位置。
[0040]在附图中所示曲线图中，针对下止点绘制的标记“UT”、针对上止点绘制的标记“0T”以及针对点火上止点绘制的标记“Ζ0Τ”涉及第一活塞的位置。因此，曲线图中所示的720[°KW]涉及第一气缸和第一活塞的一个工作循环。就第一活塞的该工作循环而言，第二活塞和第三活塞在不同的曲轴旋转位置到达其相应的下止点和其相应的上止点或者点火上止点。关于第一排气阀和第一进气阀的以下实施方案涉及第一活塞在180[°KW]和540[°KW]处的相应下止点UT、在360[°KW]处的上止点OT(换气上止点)以及在0[°KW]或者说720[°KW]处的点火上止点Ζ0Τ，并且也可以轻松地与第二气缸的第二排气阀关联一一但是涉及第二活塞的相应下止点、上止点及点火上止点，并可以与第三排气阀关联一一但是涉及第三活塞的相应下止点、上止点及点火上止点。
[0041]就相应气缸的相应工作循环而言，以相同的方式来运行气缸以及排气阀和进气阀。
[0042]曲线图也具有纵坐标12，在纵坐标上绘制出相应进气阀和相应排气阀的相应行程。相应排气阀或者相应进气阀运动经过所述行程，即开启和闭合。
[0043]在图1所示曲线图中用虚线绘制了变化曲线14。变化曲线14描述运动的特征，即描述第一气缸的第一进气阀的开启和闭合的特征。为清楚起见，在该曲线图中仅示出第一气缸的第一进气阀的变化曲线。在该曲线图中还用实线绘制了变化曲线16，该变化曲线描述第一气缸的第一排气阀在发动机制动模式中的开启及闭合的特征。就第一气缸和第一活塞的工作循环而言，设置有圆圈的变化曲线18描述第二气缸的第二排气阀的开启和闭合的特征。就第一气缸的工作循环而言，设置有十字的变化曲线20描述第三气缸的第三排气阀的开启和闭合的特征。因此，第二气缸的第二排气阀的变化曲线18根据六缸直列式发动机的点火顺序1-5-3-6-2-4关于第一气缸的工作循环向后错位480度曲柄角，相应地，第三气缸的第三排气阀的变化曲线20向后错位240度曲柄角。相应变化曲线14、16、18、20越高，进气阀或者相应排气阀在分配的曲轴旋转位置(度曲柄角)下开启程度便越大。若相应变化曲线
14、16、18、20位于绘制在纵坐标上的值“零”上，则进气阀或者相应排气阀闭合。换言之，变化曲线14、16、18、2 O是进气阀或者相应排气阀的相应阀升程曲线。
[0044]在往复活塞式内燃机的发动机制动模式中实施下文描述的方法。由图1中借助变化曲线14可以看出，第一气缸的第一进气阀在第一活塞的上止点OT的范围内开启，并在第一活塞的下止点UT的范围内闭合。第一进气阀由此实施一个进气行程22，由此，形式为新鲜空气的气体可通过第一气缸的进气通道流入该第一气缸，其中，通过自上止点OT运动到下止点UT的活塞来抽吸该气体。
[0045]如借助变化曲线16可以看出的那样，第一排气阀在第一气缸或者说第一活塞的一个工作循环内两次闭合以及两次开启。
[0046]就第一进气阀的进气行程22而言，第一气缸的第一排气阀在第一气缸或者说第一活塞的工作循环内在曲轴的用ISl标记的稍位于480[°KW]之前的旋转位置处第一次闭合。在此，该旋转位置ISl位于进气行程22内。在第一气缸或者说第一活塞的工作循环内，在第一次闭合后，第一排气阀在曲轴的用101标记的稍位于660[°KW]之前的旋转位置处第一次开启。在此之后，第一排气阀在曲轴的用2S1标记的稍位于240[°KW]之后的旋转位置处第二次闭合。在此之后，第一排气阀在曲轴的用201在约270[°KW]处标记的旋转位置处第二次开启O
[0047]通过第一次闭合，借助第一活塞将位于第一气缸中的新鲜空气压缩。通过第一次开启和第二次闭合，第一排气阀在第一气缸的工作循环内实施第一减压行程24，由此第一气缸实施第一减压循环。在此，通过(在101处的)第一次开启，将先前借助第一活塞压缩的新鲜空气或者说通过第一活塞先前压缩的气体通过第一气缸的排气通道自第一气缸排出，而储存在压缩的气体中的压缩能量不可用于使第一活塞自其上止点运动到其下止点。因为往复活塞式内燃机先前必须消耗功来将气体压缩，所以随之而来的是往复活塞式内燃机以及由此汽车被制动。通过在旋转位置201处的第二次开启以及第一次闭合ISl，第一排气阀在第一气缸的工作循环内实施第二减压行程26，由此，第一气缸实施第二减压循环。
[0048]在该第二减压行程26或者说第二减压循环的范围内，在第一气缸或者说第一活塞的工作循环内，通过第一气缸的排气通道，借助第一活塞在第一气缸中压缩的气体第二次自第一气缸排出，而储存在该气体中的压缩能量不可用于使活塞自上止点运动到下止点。这样便能在发动机制动模式中实现特别高的制动功率，即特别高的发动机制动功率。
[0049]在发动机制动模式中，第一排气阀以及第二和第三排气阀实施比在正常模式中、即往复活塞式内燃机的点火模式中小得多的行程。
[0050]由图中借助变化曲线18还可以看出，在发动机制动模式中，在第二气缸或者说第二活塞的一个工作循环内，第二气缸的第二排气阀在曲轴的用1S2标记的旋转位置处第一次闭合。就第二气缸的第二进气阀的图中未示出的进气行程而言，第一次开启同样在第二进气阀的进气行程的范围内并且特别是在第二进气阀的进气行程内进行。在第二气缸的工作循环内，在第一次闭合后，第二排气阀在曲轴的用102标记的旋转位置处第一次开启。在此之后，在第二气缸的工作循环内，第二排气阀在曲轴的用2S2标记的旋转位置处第二次闭合，在此之后在曲轴的用202标记的旋转位置处第二次开启。通过第二排气阀的(在旋转位置102处的)第一次开启和(在旋转位置2S2处的)第二次闭合，第二排气阀实施第一减压行程28。通过第二次开启和第一次闭合，第二排气阀在第二气缸的工作循环内实施第二减压行程。通过第二排气阀的第一次闭合，由于第二进气阀的开启而被第二活塞吸入到第二气缸的、形式为新鲜空气的气体压缩。在第二排气阀的第一减压行程28的过程中，即在第二气缸的第一减压循环的过程中，通过第二排气通道将经压缩的气体自第二气缸排出，由此，储存在压缩的气体中的压缩能量不可用于使第二活塞自其上止点运动返回到其下止点。在第二减压行程30的范围内重复此过程，由此，第二气缸也在第二气缸的一个工作循环内实施两个减压循环。
[0051 ]第三气缸的情形相似。在发动机制动模式中，在第三气缸或者说第三活塞的工作循环内，如借助变化曲线20可看到的那样，在曲轴的用1S3标记的旋转位置处第一次闭合。在此之后，在第三气缸的工作循环内，第三排气阀在曲轴的用103标记的旋转位置处第一次开启。在此之后，第三排气阀在曲轴的用2S3标记的旋转位置处第二次闭合。在此之后，第三排气阀在曲轴的用203标记的旋转位置处第二次开启。通过(在旋转位置103处的)第一次开启和(在旋转位置2S3处的)第二次闭合，第三排气阀在一个工作循环内实施第一减压行程32，由此，第三气缸实施第一减压循环。如在第一气缸和第二气缸中那样，第三排气阀在第三气缸或者说第三活塞的工作循环内第一次闭合时的旋转位置1S3也处于第三气缸的进气阀的进气行程的范围内，优选处于第三气缸的进气阀的进气行程内。由于第三排气阀的第一次闭合，如在第一气缸和第二气缸中那样，借助第三活塞将形式为新鲜空气的气体压缩，所述气体或者说所述新鲜空气通过第三进气阀的开启借助于第三活塞吸入到第三气缸。通过第三排气阀的(在旋转位置103处的)第一次开启，压缩的气体自第三气缸排出，由此，储存在压缩的气体中的压缩能量不可用于使第三活塞自其上止点运动到其下止点。
[0052]通过(在旋转位置203处的)第二次开启和(在旋转位置1S3处的)第一次闭合，第三排气阀在第三气缸的工作循环内实施第二减压行程34，其中，在第三排气阀的第二减压行程34的过程中，第三气缸实施第二减压循环。在第二减压循环的范围内也通过第三排气通道将压缩的气体自第三气缸排出，由此，储存在压缩的气体中的压缩能量不可用于使第三活塞自上止点运动到下止点。也如第一排气阀在第一气缸的工作循环内以及第二排气阀在第二气缸的工作循环内那样，第三气缸的第三排气阀在第三气缸的工作循环内实施两个减压行程32、34，所述减压行程在第三气缸的工作循环内相继进行。因此，所述三个气缸在相应的工作循环内分别实施两个相继的减压循环，由此可在发动机制动模式中实现特别高的发动机制动功率。
[0053]第二及第三排气阀分别开启和闭合时的度曲柄角相应地关于第一气缸错位240[°KW]或者说480[°KW]。
[0054]现在为了在发动机制动模式中实现特别高的发动机制动功率而提出，在(在旋转位置101处的)第一次开启后并且在(在旋转位置2S1处的)第二次闭合前，第一气缸的第一排气阀在首先进行的减压后保持开启这样长时间，使得用在废气侧通过第二排气通道自第二气缸流出的气体以及用在废气侧通过第三排气通道自第三气缸流出的气体将第一气缸重新填充。借助变化曲线16可以看出，第一排气阀直至第一活塞的点火上止点ZOT后的240度曲柄角的稍微之后一直保持开启或者说在点火上止点ZOT后的240度曲柄角的稍微之后才完全闭合。如由图可看到的那样，就第一气缸的工作循环而言，第二排气阀的第二减压行程30仍完全处于第一排气阀的第一减压行程24内。此外，第三排气阀的第一减压行程32不仅部分地处于第二减压行程30内，也部分地处于第一减压行程24内，因为就第一气缸的工作循环而言，第三排气阀已经在第一活塞的点火上止点ZOT后的180度曲柄角前开启。这意味着，通过第三排气阀在旋转位置103处的第一次开启，所有三个排气阀暂时同时开启，由此，气缸通过排气歧管在流体上彼此连接。由此，对于在第一减压循环(减压行程24)之后的第二减压循环(减压行程26)，可以用源自第二气缸和第三气缸的气体来使第一气缸增压，由此可形成特别高的发动机制动功率。在此，对于第一气缸的第二减压循环，用源自第二气缸的第二减压循环的气体以及用源自第三气缸的第一减压循环的气体来填充所述第一气缸。
[0055]在第一次开启101后并且在第二次闭合2S1前，第一排气阀应该保持开启至少这样长时间，使得用通过至少一个排气通道自往复活塞式内燃机的至少一个第二气缸流出的气体来填充第一气缸。这意味着，至少应该用第二或第三气缸的气体来填充第一气缸，由此仅由另一个气缸用气体填充第一气缸。
[0056]该原理也可以轻松地转用于第二气缸和第三气缸。这意味着，例如在第二气缸的工作循环内，对于其第二减压循环，用源自第一气缸的气体以及用源自第三气缸的气体来填充第二气缸，即进行增压。在第三气缸的工作循环内，对于第二减压循环，用源自第一气缸的气体以及用源自第二气缸的气体来使第三气缸增压。这是有利的，因为例如由图中借助第一气缸可以看出的那样，在第一进气阀的进气行程22后并且在第二减压循环前或者说在第二减压行程26前，不再实施第一进气阀的进气行程。这意味着，在进气行程22后并且在第二减压循环前，不可通过第一气缸的进气通道用气体填充第一气缸。因此提出，对于第一气缸的第二减压循环，通过第二气缸的排气通道用气体填充所述第一气缸，其中，该气体既源自第二气缸，也源自第三气缸。
[0057]因此，在第一排气阀的第二次闭合与第三排气阀的就第三气缸的工作循环而言第一次开启之间发生重叠。优选地，可以通过第一排气阀的相应第一次开启与第三排气阀的第二次闭合和/或第二排气阀的第一次闭合的重叠，通过使气体自第一气缸溢流到第三和/或第二气缸来减小排气歧管中的压力峰值。也可以通过第一排气阀的相应第二次开启与第三排气阀的第一减压行程的重叠，通过使气体自第一气缸溢流到第三气缸来避免排气歧管中的压力峰值。此外，在第三排气阀的第一次开启与第二排气阀的就第二气缸的工作循环而言第一次闭合之间发生重叠。此外，第一排气阀的第二次闭合在第二排气阀的第一次闭合后进行，由此，不仅源自第二气缸的气体而且源自第三气缸的气体都能流入第一气缸。由此对第一气缸双重地、即用源自第二气缸的气体以及用源自第三气缸的气体进行增压。
[0058]图2示出图1的一种替代性实施方式。在此，在图2中，相同的线和相同的点设置有与图1中相同的附图标记。在图2的曲线图中绘制了相对于图1未改变的变化曲线14。与图1不同，变化曲线16’、18’和20’分别具有更早闭合的第一减压行程24’、28’、和32’。第一减压行程24 ’、28 ’和32 ’的第二次闭合2S1 ’、2S2 ’和2S3 ’分布提前约30度曲柄角进行。由此，例如第一排气阀在约210度曲柄角处闭合，未改变的第二减压行程26、30、34的第一闭合时刻131、132和133在时间上处于第一减压行程24’、28’和32’的第二次闭合231’、232’和233’后。
[0059]图3中示出了用于阐释借助第一排气阀进行的两个相继的减压行程的相应开启时刻和闭合时刻的优选范围的曲线图。以下实施方案也可以轻松地转用于其他气缸和其他气缸组。在此，在图3中，相同的线和相同的点设置有与图1及图2中相同的附图标记。在图2的曲线图中绘制了相对于图1未改变的变化曲线14。此外，图3中绘制出第一排气阀的两个变化曲线16”(实线)和16”’(虚线)，变化曲线16”给出了最早可能的在约610度曲柄角处的开启时刻101”和在约250度曲柄角处的201”以及在约400度曲柄角处的闭合时刻1S1”和在约210度曲柄角处的201”。与此相应，变化曲线16” ’给出了最晚可能的在约680度曲柄角处的开启时刻101” ’和在约320度曲柄角处的201” ’以及在约680度曲柄角处的闭合时刻1S1” ’和在约320度曲柄角处的201” ’。可能的第一和第二开启时刻以及第一和第二闭合时刻的由此得出的范围可任意相互组合。
【主权项】
1.一种用于在发动机制动模式中运行往复活塞式内燃机的方法，其中，在所述发动机制动模式中，在一个工作循环内使至少一个气缸的至少一个排气阀第一次闭合(ISI，IS1〃，1S1〃)，在此之后第一次开启(101，101〃，101〃)，在此之后第二次闭合(2S1，2Sf，2S1〃，2S1//7 )，且在此之后第二次开启(201，201〃，201^ )，以便由此将借助所述气缸的活塞在所述气缸中压缩的气体自所述气缸排出， 其特征在于， 在所述第一次开启(101，101〃，101〃)后并且在所述第二次闭合(2Sl，2Sf，2S1〃，2S1"')前，所述排气阀保持开启这样长时间，使得所述气缸用通过至少一个排气通道自所述往复活塞式内燃机的至少一个第二气缸流出的气体来填充。2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在所述发动机制动模式中，在所述第二气缸的一个工作循环内使所述第二气缸的至少一个第二排气阀第一次闭合(IS2，IS2〃，IS2〃')，在此之后第一次开启(102，102〃，102〃')，在此之后第二次闭合(2S2，2S2,，2S2〃，2S2〃7 )，且在此之后第二次开启(202，202〃，202〃7 )，以便由此将借助所述第二气缸的第二活塞在所述第二气缸中压缩的气体自所述第二气缸排出，其中，在所述第二排气阀的第二次开启(202,202^202"')后并且在其第一次闭合(182,182^,182^ )前或者在其第一次开启(102，102〃，102〃)后并且在其第二次闭合(2S2，2S27)前所述第二排气阀至少部分地开启的状态下，用自所述第二气缸排出的气体的至少一部分来填充所述第一气缸。3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 在所述第一次开启(101，101〃，101〃)后并且在所述第二次闭合(2Sl，2Sf，2S1〃，2S1"')前，所述第一气缸的排气阀保持开启这样长时间，使得用通过至少一个相应的排气通道自所述第二气缸以及自所述往复活塞式内燃机的至少一个第三气缸流出的相应气体来填充所述第一气缸。4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 在所述发动机制动模式中，在所述第二气缸的一个工作循环内使所述第二气缸的至少一个第二排气阀第一次闭合(IS2，IS2〃，IS2〃')，在此之后第一次开启(102，102〃，102〃')，在此之后第二次闭合(2S2，2S2,，2S2〃，2S2〃7 )，且在此之后第二次开启(202，202〃，202〃7 )，以便由此将借助所述第二气缸的第二活塞在所述第二气缸中压缩的气体自所述第二气缸排出；在所述发动机制动模式中，在所述第三气缸的一个工作循环内使所述第三气缸的至少一个第三排气阀第一次闭合(1S3，1S3〃，1S3"')，在此之后第一次开启(103，103〃，103〃')，在此之后第二次闭合(2S3，2S37，2S3〃，2S3〃')，且在此之后第二次开启(203，203〃，203"7 )，以便由此将借助所述第三气缸的第三活塞在所述第三气缸中压缩的气体自所述第三气缸排出，其中，在所述第二排气阀的第二次开启(202，202〃，202〃')后并且在其第一次闭合(152，151〃，151〃/)前所述第二排气阀开启的状态下，用自所述第二气缸排出的气体的至少一部分来填充所述第一气缸，其中，在所述第三排气阀的第一次开启(103，103〃，103//7 )后并且在其第二次闭合(253,253'，2S3〃 ,2S3//7 )前所述第三排气阀至少部分地开启的状态下，用自所述第三气缸排出的气体的至少一部分来填充所述第一气缸。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于， 在所述第一次开启(101，102〃，101〃)后，所述第一气缸的排气阀保持开启，至少直至所述第一气缸的活塞的上止点(OT)后的、特别是点火上止点(ZOT)后的210度曲柄角。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于， 与在所述往复活塞式内燃机的不同于所述发动机制动模式的正常模式、特别是牵引模式中相比，所述排气阀在所述发动机制动模式中实施较小的行程。7.—种用于汽车的往复活塞式内燃机，所述往复活塞式内燃机被构造用于实施如上述权利要求中任一项所述的方法。
【文档编号】F02D13/02GK105829683SQ201480069402
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月4日
【发明人】M·O·瓦格纳, A·辛克
【申请人】戴姆勒股份公司