【DE102019107638A1】带怠速节气门的分体式排气发动机【专利】

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*DE102019107638A120191002*

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DE 10 2019 107 638 A1 2019.10.02

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Offenlegungsschrift

(21)Aktenzeichen: 10 2019 107 638.2(22)Anmeldetag: 25.03.2019(43)Offenlegungstag: 02.10.2019

(51) Int Cl.:

F02M 26/17 (2016.01)

F02M 26/36 (2016.01)F02M 26/07 (2016.01)F02M 26/43 (2016.01)F02B 37/007 (2006.01)F02D 13/02 (2006.01)F02D 21/08 (2006.01)

(30)

Unionspriorität:

15/939,005

28.03.2018US

(71)Anmelder:

Ford Global Technologies, LLC, Dearborn, Mich.,US (74)Vertreter:

Lorenz Seidler Gossel Rechtsanwälte Patentanwälte Partnerschaft mbB, 80538München, DE

(72)Erfinder:

Ulrey, Joseph, St. Joseph, Mich., US; Hellstrom,John Erik Mikael, Ann Arbor, Mich., US; Madison,Daniel, Dearborn, MI, US; Piper, Christopher

John, Fenton, MI, US; Ceballos, Andres, Dearborn Heights, MI, US

Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen.

(54)Bezeichnung: Motor mit geteilten Abgas mit Leerlaufrückschlagventil

(57) Zusammenfassung: Diese Offenbarung stellt einen Mo-tor mit geteiltem Abgas mit Leerlaufrückschlagventil bereit.Es werden Verfahren und Systeme zum Reduzieren von Abgasrückständen über ein Rückschlagventil während Nie-derlastzuständen in einem Motor mit geteiltem Abgas be-reitgestellt. In einem Beispiel kann ein Spülabgaskrümmer durch Einführen von Frischluft in den Spülkrümmer während eines Ventilüberschneidungszeitraums über einem Schwel-lenwertdruck gehalten werden, wobei der Spülkrümmer mit einem Zylinder eines Motors gekoppelt ist und mit einem An-saugkanal des Motors gekoppelt ist.

DE 10 2019 107 638 A1 2019.10.02

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Beschreibung TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Beschreibung betrifft im All-gemeinen Verfahren und Systeme zum Erhöhen ei-ner Verbrennungsstabilität und zum Reduzieren von Verlusten beim Öffnen von Auslassventilen bei einem Motor mit geteiltem Abgas, der mit Durchblasung be-trieben wird.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK [0002] Motoren können Aufladevorrichtungen, wie etwa Turbolader, verwenden, um die Motorleistungs-dichte zu erhöhen. Allerdings kann aufgrund erhöh-ter Verbrennungstemperaturen Motorklopfen auftre-ten. Klopfen ist besonders unter aufgeladenen Bedin-gungen aufgrund hoher Ladungstemperaturen pro-blematisch. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass das Nutzen eines Motorsystems mit einem geteilten Abgassystem, bei dem ein erster Abgaskrümmer Abgasrückführung (AGR) zu einem Einlass des Motors stromaufwärts eines Verdichters des Turboladers leitet und bei dem ein zweiter Ab-gaskrümmer Abgas zu einer Turbine des Turboladers in einem Auslass des Motors leitet, Klopfen reduzie-ren und die Motoreffizienz erhöhen kann. In einem derartigen Motorsystem kann jeder Zylinder zwei Ein-lassventile und zwei Auslassventile beinhalten, wobei ein erster Satz von Zylinderauslassventilen (z. B. Ab-blasauslassventilen), die ausschließlich an den ers-ten Abgaskrümmer gekoppelt sind, mit einer ande-ren Zeitsteuerung als ein zweiter Satz von Zylinder-auslassventilen (z. B. Spülauslassventilen), der aus-schließlich an den zweiten Abgaskrümmer gekoppelt ist, betrieben werden kann, wodurch ein Abblasteil und ein Spülteil von Abgasen isoliert werden kön-nen. Die Zeitsteuerung des zweiten Satzes von Zylin-derauslassventilen kann zudem mit einer Zeitsteue-rung von Zylindereinlassventilen koordiniert werden,um einen positiven Ventilüberschneidungszeitraum zu erzeugen, in dem frische Ansaugluft (oder ein Ge-misch von frischer Ansaugluft und AGR), auch als Durchblasung bezeichnet, durch die Zylinder und zu-rück zum Einlass stromaufwärts des Verdichters über einen AGR-Kanal, der an den ersten Abgaskrümmer gekoppelt ist, strömen kann. Durchblasluft kann rest-liche Abgase aus dem Inneren der Zylinder entfer-nen (als Spülen bezeichnet). Die Erfinder der vor-liegenden Erfindung haben erkannt, dass Verbren-nungstemperaturen durch Strömen eines ersten Teils des Abgases (z. B. Abgas mit höherem Druck) durch die Turbine und einen Abgaskanal für höheren Druck und durch Strömen eines zweiten Teils des Abgases (z. B. Abgas mit niedrigerem Druck) und Durchblas-luft zum Verdichtereinlass reduziert werden können,während die Arbeitseffizienz der Turbine und das Mo-tordrehmoment verbessert werden.

[0003] Die Erfinder der vorliegenden Erfindung ha-ben jedoch mögliche Probleme im Zusammenhang mit derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel führt die Zeitsteuerung des Öffnens von zwei Aus-lassventilen in dem vorstehend beschriebenen Mo-torsystem zu einem relativ langen Zylinderausstoßer-eignis (z. B. die Gesamtdauer einer Zeit, die ein Aus-lassventil geöffnet ist), das mit dem Öffnen der Ein-lassventile zusammenwirkt bzw. dieses überschnei-det. Dieser Ventilüberschneidungszeitraum kann sich negativ auf eine Kraftstoffeffizienz und die Verbren-nungsstabilität bei niedrigen Motorlasten auswirken.Wenngleich der Ventilüberschneidungszeitraum bei niedrigen Lasten durch Vorstellen einer Auslassven-tilzeitsteuerung reduziert oder beseitigt werden kann,können die sich ergebenden Verluste beim Öffnen von Auslassventilen die Kraftstoffeffizienz reduzie-ren, was sämtliche mögliche Vorteile zum Reduzie-ren der Ventilüberschneidung zunichte macht. Ande-rerseits, wenn die Auslassventilzeitsteuerung zurück-gestellt wird, um Auslassventilverluste zu reduzieren,können interne Abgasrückstände erhöht werden, wo-durch eine Verbrennungsstabilität sinkt. Somit ist ein Mechanismus zum Senken interner Rückstände bei gleichzeitigem Minimieren von Auslassventilverlus-ten bei niedrigen Motorlasten wünschenswert, um die Verbrennungsstabilität beizubehalten und die Kraft-stoffeffizienz zu reduzieren.

KURZDARSTELLUNG

[0004] In einem Beispiel können die vorstehend be-schriebenen Probleme durch ein Verfahren beho-ben werden, das das Halten eines Spülabgaskrüm-mers über einem Schwellenwertdruck durch Einfüh-ren von Frischluft in den Spülabgaskrümmer wäh-rend eines Ventilüberschneidungszeitraums beinhal-tet, wobei der Spülkrümmer mit einem Zylinder ei-nes Motors gekoppelt ist und mit einem Ansaugka-nal des Motors gekoppelt ist. Auf diese Weise kann der Spülkrümmer während des Leerlaufs oder an-deren Zuständen, in denen anderweitig ein Vakuum in dem Spülkrümmer auftreten kann, sauerstoffreich gehalten werden, womit ein Einlass von Abgas in den Spülkrümmer während des Ventilüberschneidungs-zeitraums reduziert oder verhindert wird, wodurch die Verbrennungsstabilität reduziert wird.

[0005] In einem anderen Beispiel beinhaltet ein Ver-fahren während niedriger Motorlastzustände das Zu-rückstellen eines Auslassventilschließzeitpunkts so-wohl für ein Abblasauslassventil, das einen Zylinder eines Motors mit einer Turbine koppelt, und ein Spül-auslassventil, das den Zylinder über einen Spülkrüm-mer mit einem Einlass des Motors koppelt, und das Reduzieren der Abgasrückstände in dem Zylinder durch Einlassen der Ansaugluft in den Spülkrümmer während eines Ventilüberschneidungszeitraums.