操作往复式内燃机的方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 撤回; |
| 专利有效性 | 无效专利 | 当前状态 | 撤回 |
| 申请号 | CN201680074683.2 | 申请日 | 2016-10-24 |
| 公开(公告)号 | CN108368780A | 公开(公告)日 | 2018-08-03 |
| 申请人 | 戴姆勒股份公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | M·O·瓦格纳; | 第一发明人 | M·O·瓦格纳 |
| 权利人 | 戴姆勒股份公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 戴姆勒股份公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份： | 城市 | 当前专利权人所在城市： |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：德国斯图加特 | 邮编 | 当前专利权人邮编： |
| 主IPC国际分类 | F02D13/04 | 所有IPC国际分类 | F02D13/04 ; F02D13/02 |
| 专利引用数量 | 6 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 11 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京市中咨律师事务所 | 专利代理人 | 刘丹; 吴鹏; |
| 摘要 | 本 发明 涉及一种在 发动机 制动 模式下操作往复式 内燃机 的方法，其中在所述发动机制动模式下，在一个工作循环内，至少一个 气缸 的至少一个排气 阀 第一次关闭(1S1、1S1”、1S1”')，接着第一次开启(1O1、1O1”、1O1”')，接着第二次关闭(2S1、2S1'、2S1”、2S1”')，接着第二次开启(2O1、2O1”、2O1”')，以便通过这种方式来借助所述气缸的 活塞 将在所述气缸中经压缩的气体排出所述气缸，其中所述排气阀在所述第一次开启(1O1、1O1”、1O1”')之后并且在所述第二次关闭(2S1、2S1'、2S1”、2S1”')之前保持一定时间的开启状态，使得所述气缸被填充经由至少一个排气通道从所述往复式内燃机的至少一个第二气缸中流出的气体，其中在启用所述发动机制动模式时，对至少一个用于操纵所述往复式内燃机的至少一个 换气阀 的 凸轮 轴进行调节。 | ||
| 权利要求 | 1.一种在发动机制动模式下操作往复式内燃机的方法，其中在所述发动机制动模式下，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关闭(1S1、1S1”、1S1”')，接着第一次开启(1O1、1O1”、1O1”')，接着第二次关闭(2S1、2S1'、2S1”、2S1”')，接着第二次开启(2O1、2O1”、2O1”')，以便通过这种方式来借助气缸的活塞将在气缸中经压缩的气体排出气缸，其特征在于，排气阀在所述第一次开启(1O1、1O1”、1O1”')之后并且在所述第二次关闭(2S1、2S1'、2S1”、2S1”')之前保持一定时间的开启状态，使得气缸被填充经由至少一个排气通道从所述往复式内燃机的至少一个第二气缸中流出的气体，其中在启用发动机制动模式时，对至少一个用于操纵所述往复式内燃机的至少一个换气阀的凸轮轴进行调节。 |
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| 说明书全文 | 操作往复式内燃机的方法技术领域背景技术[0002] 这样一种在发动机制动模式下操作往复式内燃机的方法披露于US 4 592 319。在发动机制动模式下，往复式内燃机用作制动器，也就是例如用于将汽车制动的发动机制动器。例如在下坡行车时，往复式内燃机在发动机制动模式下的作用是至少基本上保持车速恒定，或者说避免车速过度提高。通过将往复式内燃机用作发动机制动器，可以保护汽车的行车制动器。换言之，通过将往复式内燃机用作发动机制动器，可以避免或减少行车制动器的使用。 [0003] 为此，该方法是将往复式内燃机作为减压制动器(Dekompressionsbremse)来使用或操作。换言之，往复式内燃机在发动机制动模式下按照现有技术中普遍已知的减压制动器的方式进行工作。在发动机制动模式下，至少一个燃烧室(其形式为往复式内燃机的气缸)的至少一个排气阀在一个工作循环内第一次关闭。这样就可以借助设置在气缸中的活塞来压缩存在于气缸中的气体，例如新鲜空气。排气阀在首次关闭之后开启，使得经活塞压缩的空气特别是一下子从气缸中排出。以这种方式排出压缩空气后，储存在压缩空气中的、由活塞所施加的压缩能就无法再被用来将活塞从其上止点移动至其下止点，或者说无法再为这一运动提供支持。也就是说，至少大部分的压缩能未经利用地被排出气缸。活塞或往复式内燃机需要通过做功来压缩气缸中的气体，而这部分功由于排气阀的开启无法被用来将活塞从上止点移动至下止点，这样就能将汽车制动。 [0004] 在排气阀的第一次或首次开启之后是第二次关闭。也就是说，排气阀在第一次开启之后第二次关闭。这样可以借助活塞再次压缩例如还存在于气缸中的气体。第二次关闭之后，排气阀第二次开启，以便能够第二次从气缸中排出压缩气体，但储存在气体中的压缩能无法被用来将活塞从其上止点移动至其下止点。这种至少需要实施两次的开启和关闭操作是在一个工作循环内进行，其作用是从气缸中排出在气缸中经气缸的活塞压缩的气体。 [0005] 活塞通过连杆与往复式内燃机的曲轴铰接连接。活塞在气缸中可相对于气缸做平移运动，其中活塞从其下止点运动至其上止点。基于与曲轴的铰接耦合，活塞的平移运动转化成曲轴的旋转运动，使得这个曲轴绕旋转轴旋转。对于四冲程发动机而言，“工作循环”是指曲轴正好旋转两整周。意即，曲轴的一个工作循环正好包括720度曲轴转角。在这个720度曲轴转角[°KW]以内，活塞两次运动至其上止点，并且两次运动至其下止点。对于二冲程发动机来说，“工作循环”是指曲轴正好旋转一周，也就是360度曲轴转角[°KW]。 [0006] 发动机制动模式与正常运行模式的区别主要在于，往复式内燃机以发动机制动模式工作时无燃料喷射，往复式内燃机由车轮驱动。而正常运行时，往复式内燃机是以所谓的牵引模式工作，即轮子由往复式内燃机驱动。另外，正常运行时会实施将空气和燃料都送入气缸的点火操作/发火操作(gefeuerter Betrieb)。因此，正常运行时会产生燃料空气混合物，该燃料空气混合物被点燃后发生燃烧。 [0007] 在发动机制动模式下则不会有燃料被送入气缸，因此，往复式内燃机在发动机制动模式下以非点火模式工作。 [0008] 此外，DE 10 2007 038 078 A1揭示一种特别用于内燃机的换气阀操纵装置，具有至少一个点火凸轮轴(特别是排气凸轮轴)以及减压制动装置，借助点火凸轮轴调节装置可以相对于曲轴调节点火凸轮轴的相位，减压制动装置包括至少一个制动凸轮和至少一个减压换气阀。其中设有调节装置，其被构建为用来设定减压换气阀操纵时间点。 发明内容[0009] 因此，本发明的目的是改善开篇所述类型的方法，以实现特别高的制动功率。 [0010] 这个目的通过具有权利要求1的特征的方法而达成。包含有本发明合理且具创造性的改进方案的有利技术方案由其余的权利要求给出。为了改善权利要求1前序部分所述类型的方法，从而在发动机制动模式下实现特别高的制动功率，本发明提出：所述排气阀在第一次开启之后并且在第二次关闭之前保持一定时间的开启状态，使得所述气缸被填充气体，所述气体特别是在所述往复式内燃机的废气侧经由至少一个排气通道从所述往复式内燃机的至少一个不同于所述气缸的第二气缸中流出。换言之，本发明将来自至少一个第二气缸的气体导入第一气缸，从而为第一气缸加载来自第二气缸的气体。借此可在第一气缸的第一减压循环之后实现至少一次所谓的反向加载。而后，第一气缸的排气阀及时地第二次关闭，以便借助第一气缸的活塞对来自第二气缸、此时位于第一气缸中的气体进行压缩。在此之后，第一气缸的排气阀可以第二次开启，使得第一气缸实施第二压缩循环，并且储存在压缩气体中的压缩能无法被用来将第一气缸的活塞从其上止点移回其下止点。 [0011] 由此，第一气缸的排气阀在一个工作循环内执行至少两个时间上相继的减压行程，从而实现第一气缸的两个减压循环。其中，对第二减压循环实施单一或多重的反向加载，因为在第二减压循环时，来自第二气缸的气体位于第一气缸中。通过对第二减压循环实施这种反向加载，可在发动机制动模式下实现特别高的发动机制动效率。优选地，第二减压循环或第二减压行程被构建成使得存在于第一气缸中的压力不会上升至超过这样一个值，使第一气缸的至少一个进气阀持久地开启能够克服该值(的压力)。 [0012] 与四冲程发动机在发动机制动模式下的传统阀控制相比，本发明的方法能够显著提升发动机制动功率，尤其是在低转速范围内。 [0013] 本发明还提出：启动发动机制动系统时，对用于操纵往复式内燃机的至少一个换气阀的凸轮轴进行调节。在此特别提出：将进气凸轮轴作为凸轮轴加以调节，借助该进气凸轮轴可将进气阀作为换气阀加以操纵。这个进气阀在此对应进气通道，通过该进气通道为第一气缸填充气体。其中，进气阀可在流体封锁进气通道的关闭位置与至少一个流体开放进气通道的开启位置之间运动，并且在此过程中可借助凸轮轴从关闭位置运动至开启位置。 [0014] 在此提出：在实施真正意义上的发动机制动操作之前，也就是在对排气阀进行如前所述的操纵之前，调节进气凸轮轴。也就是说，先调节进气凸轮轴，而后以上文和下文所描述的方式对排气阀进行操纵，或者说为第一气缸填充。 [0015] 本发明的背景是：通过本发明的方法能够实现三冲程发动机制动系统形式的发动机制动器。发明人发现，在不采取相应的应对措施的情况下，第二减压行程或第二减压循环受到以下限制：存在于第一气缸中的压力(又称气缸压力)不得超过最大允许气缸压力(进气阀开启所能克服的最大允许气缸压力)，这是因为否则进气阀便不开启(也就是从关闭位置运动至开启位置)，也就无法开放进气通道。换言之，理想状况是：存在于第一气缸中的压力在进气阀开启的时间点上足够小，以便能开启进气阀，从而能为第一气缸填充气体。 [0016] 由于进气阀通常是在上止点之前开始开启，并且发动机制动模式下的最大气缸压力在几乎相同的曲轴转角时出现，并且最大允许气缸压力(进气阀开启所能克服的最大允许气缸压力)处于约20bar范围内，而其他情况下允许气缸压力超过60bar，因此，上述限制会造成无法对三冲程发动机制动系统的全部潜能加以利用的结果。 [0017] 为了避免这个问题并且为了对三冲程发动机制动系统的全部潜能加以利用，也就是实现特别高的制动效率，对凸轮轴、特别是对进气凸轮轴进行调节。 [0018] 启动发动机制动系统时可能出现很高的气缸压力，尤其是在较高的转速和增压压力下，因而在小于20bar的低气缸压力下，在推迟方向上对进气凸轮轴所实施的调节以及在发动机制动模式下对排气阀所实施的操纵也可以同时进行。此外，可以先对排气阀进行与发动机制动模式相适应的操纵，而后在推迟方向上对进气凸轮轴进行调节。借此可在启动发动机制动系统之前、启动发动机制动系统期间或启动发动机制动系统之后对进气阀进行调节。 [0019] 对进气凸轮轴所实施的上述调节指的是：借助凸轮轴调节器(又称相位调节器)相对于往复式内燃机的曲轴旋转且进而调节进气凸轮轴。曲轴在此为用来驱动进气凸轮轴的从动轴。 [0020] 也就是说，本发明的基本理念是将三冲程发动机制动系统与凸轮轴调节器相结合。凸轮轴调节器允许换气阀(特别是进气阀)开启时所对应的曲轴范围特别是往较晚的曲轴转角推移。借此可推迟进气阀的开启时间点，使得气缸压力由于排气阀开启以及活塞在上止点之后所实施的下行运动而下降，从而即使在减压期间的最大气缸压力为60bar或更高的情况下，进气阀开启时的最大气缸压力也不超过极限值。 [0021] 由此，启动发动机制动模式的结果是：凸轮轴(特别是进气凸轮轴)被调节到合适的位置上或者说经调节而进入合适的旋转位置，且特别是被推迟。在发动机制动模式期间，进气凸轮轴被调节到对于发动机制动模式而言最佳的位置上。关断或停用发动机制动模式后，进气凸轮轴重新旋转到对于往复式内燃机的正常运行模式或点火模式而言最佳的位置或旋转位置上。凸轮轴调节器优选具有故障安全位置，凸轮轴在凸轮轴调节器发生故障时处于该故障安全位置/失效保护位置，其中这个故障安全位置优选是凸轮轴的较晚的位置或旋转位置。 [0022] 通过使用凸轮轴调节器，可以再次提升借助三冲程发动机制动系统所能获得的最大发动机制动功率，这可以借助特别简单且成本上有利的凸轮调节器形式的构件而实现。此外，本发明的方法还能避免启动和关断条件给发动机制动功率带来的其他限制，特别是在实施仍然需要考虑进气阀开启时的最大允许气缸压力的极限值的机械转换时，从而能够实现特别高的制动功率。 [0023] 另一实施方式的特征在于：在发动机制动模式下，在一个工作循环内，第二气缸的至少一个第二排气阀第一次关闭，接着第一次开启，接着第二次关闭，接着第二次开启，以便通过这种方式来借助第二气缸的第二活塞将在第二气缸中经压缩的气体排出第二气缸。也就是说，第二气缸或第二气缸的第二排气阀按照第一气缸的方式或者说按照第一气缸的第一排气阀的方式工作。 [0024] 在此，将第二气缸排出的气体的至少一部分填充到第一气缸中，而第二气缸的第二排气阀在其第二次开启之后并且在其第一次关闭之前或者在其第一次开启之后并且在其第二次关闭之前至少部分地开启。通过使第二排气阀和第一排气阀至少部分地开启，经第二活塞压缩的气体可在往复式内燃机的废气侧或排气侧流出第二气缸，并且经由第一气缸的至少一个排气通道流入第一气缸。借此利用第二气缸或第二排气阀的第二减压循环或第二减压行程来为第一气缸加载，以便实施其第二减压循环。通过这一填充，第一气缸执行第二减压行程时其内部存在特别高的空气量，从而能够实现特别高的发动机制动功率。 [0025] 通过以下方式可以实现对第一气缸的特别高的填充：第一气缸的排气阀在第一次开启之后并且在第二次关闭之前保持一定时间的开启状态，使得在废气侧经由至少一个相应的排气通道从第二气缸以及从往复式内燃机的至少一个第三气缸中流出的气体被填充到第一气缸中。也就是说，第一气缸不再仅被填充来自第二气缸的气体，而是也被填充来自第三气缸的气体，从而能实现特别高的发动机制动功率。 [0026] 本发明的另一有利技术方案提出：在发动机制动模式下，在一个工作循环内，第二气缸的至少一个第二排气阀第一次关闭，接着第一次开启，接着第二次关闭，接着第二次开启，以便通过这种方式来借助第二气缸的第二活塞将在第二气缸中经压缩的气体排出第二气缸。如前所述，第二气缸及其第二排气阀按照第一气缸和第一排气阀的方式工作。本发明进一步提出：在发动机制动模式下，在一个工作循环内，第三气缸的至少一个第三排气阀第一次关闭，接着第一次开启，接着第二次关闭，接着第二次开启，以便通过这种方式来借助第三气缸的第三活塞将在第三气缸中经压缩的气体排出第三气缸。这意味着，第三气缸及其第三排气阀也按照第一气缸和第一排气阀的方式工作。借此在这三个气缸的条件下实现减压制动器，从而能实现特别高的发动机制动功率。 [0027] 将第二气缸排出的气体的至少一部分填充到第一气缸中，而第二排气阀在其第二次开启之后并且在其第一次关闭之前开启。此外，将第三气缸排出的气体的至少一部分填充到第一气缸中，而第三排气阀在其第一次开启之后并且在其第二次关闭之前至少部分地开启。也就是，在此是利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为第一气缸填充，以便实施其第二减压循环。如此一来，实施第二减压循环时，第一气缸中存在特别高的空气量，从而能够实现特别高的发动机制动功率。 [0028] 进一步举例来说，通过至少一个进气通道为第一气缸填充新鲜空气形式的气体，以便实施其第一减压循环。其中，对应进气通道的进气阀至少部分地处于其开启位置，因而当第一气缸的活塞从上止点运动至下止点时，新鲜空气形式的气体能够经由进气通道被吸入第一气缸。而后可在第一减压循环中借助第一活塞压缩这部分新鲜空气。经压缩的新鲜空气在第一减压循环后从第一气缸中流出。为了实施第二减压循环，为第一气缸填充来自第二气缸的第二减压循环的气体以及来自第三气缸的第一减压循环的气体。 [0029] 相应的气体可在往复式内燃机的废气侧经由至少一个相应的排气通道流出第二气缸和第三气缸，并且经由第一气缸的至少一个排气通道流入第一气缸。 [0031] 另一实施方式的特征在于：第一气缸的排气阀在第一次开启之后，在第一气缸的活塞的上止点、特别是上点火止点之后至少直至210度曲轴转角保持开启状态。第一活塞的上点火止点在此为该活塞的上止点，在往复式内燃机的点火模式下，燃料空气混合物的点燃发生于该上止点的区域内。当然，在发动机制动模式下并不实施这一点燃操作，其中术语“上点火止点”仅用来将这个上点火止点与第一活塞在从第一气缸排出气体时所到达的上换气止点(OT)加以区分。 [0032] 通过使第一气缸的排气阀在上点火止点之后至少直至210度曲轴转角保持开启状态，可为第一气缸加载特别高的气体量，从而能实现特别高的发动机制动功率。 [0033] 事实表明特别有利的是：排气阀在发动机制动模式下所执行的行程小于其在往复式内燃机的不同于发动机制动模式的正常运行模式、特别是牵引模式下所执行的行程。这意味着，在发动机制动模式下，排气阀并非像在正常运行模式(点火模式或燃烧模式)下那样全行程开启。发动机制动模式下没有这种全行程。确切而言，排气阀在第一次开启和第二次开启时均是以小于全行程的行程开启。在此可设置如下：第一次开启和第二次开启时的行程相同，或者，第一气缸的排气阀在第一次开启和第二次开启时以互不相同的行程开启。 [0034] 本发明还包括一种用于汽车的往复式内燃机，其被构建为可实施本发明的方法。本发明方法的有利技术方案可被视为本发明的往复式内燃机的有利技术方案，反之亦然。 [0035] 下面参照附图并借助实施例对本发明的优点、特征和技术细节作进一步说明。在本发明范围内，前述的特征和特征组合以及下文将在附图描述中提及和/或附图中单独示出的特征和特征组合既可以本文所给出的方式进行组合，也可按其他方式组合应用或单独应用。 附图说明[0036] 附图中： [0037] 图1为用于说明在发动机制动模式下操作往复式内燃机的方法的图表，其中往复式内燃机的各气缸的三个排气阀在一个工作循环内各自执行两个接连的减压行程，以便借此实现发动机制动功率特别高的减压制动器； [0038] 图2为图1的替代实施方式；及 [0039] 图3为用于借助第一排气阀来说明两个接连的减压行程的各开启和关闭时间点的优选范围的图表。 具体实施方式[0040] 附图用于说明一种操作汽车的往复式内燃机的方法。该往复式内燃机用于驱动汽车并且总共包括例如六个气缸形式的燃烧室。这些气缸例如为直列布置。这些气缸中的三个第一气缸布置在第一气缸组中，这些气缸中的三个第二气缸布置在第二气缸组中。所述气缸组各自具有共用的排气歧管。本文借助其中一个气缸组，也就是借助六个气缸中的三个气缸对所述方法进行说明，以下实施方案也可直接沿用于另外几个气缸和另一气缸组。 [0041] 在这三个气缸中的第一气缸中设有第一活塞，其中第一活塞可平移运动。在这些气缸的第二气缸中设有第二活塞，其中第二活塞可平移运动。在第三气缸中同样设有可平移运动的第三活塞。三个活塞各自通过一个连杆与往复式内燃机的曲轴铰接耦合。曲轴以相对于往复式内燃机的曲轴箱可绕旋转轴旋转的方式支承在曲轴箱上。基于活塞与曲轴的铰接耦合，活塞的平移运动转化成曲轴绕其旋转轴的旋转运动。 [0042] 当内燃机正常运行时，实施往复式内燃机的点火操作。在这个点火操作(正常运行)范围内，燃料和空气被送入各气缸。由此在各气缸中分别形成燃料空气混合物，对该燃料空气混合物进行压缩。 [0043] 所述气缸各自对应至少一个进气通道，空气可经该进气通道流入相应的气缸。第一气缸的进气通道对应第一进气阀，该第一进气阀可在至少一个流体封锁第一气缸的进气通道的关闭位置与至少一个流体开放第一气缸的进气通道的开启位置之间运动。相应地，第二气缸的进气通道对应第二进气阀，该第二进气阀可在流体封锁第二气缸的进气通道的关闭位置与至少一个至少部分地流体开放第二气缸的进气通道的开启位置之间运动。第三气缸的进气通道也对应进气阀，该进气阀可在流体封锁第三气缸的进气通道的关闭位置与至少一个至少部分地流体开放第三气缸的进气通道的开启位置之间运动。当进气阀处于其开启位置时，空气可经进气通道流入相应的气缸。 [0044] 燃料空气混合物点燃并燃烧后在相应气缸中产生废气。其中，所述气缸各自对应至少一个排气通道，排气可经该排气通道排出相应的气缸。第一气缸的排气通道对应第一排气阀，该第一排气阀可在流体封锁第一气缸的排气通道的关闭位置与至少一个至少部分地流体开放第一气缸的排气通道的开启位置之间运动。相应地，第二气缸的排气通道对应第二排气阀，该第二排气阀可在流体封锁第二气缸的排气通道的关闭位置与至少一个至少部分地流体开放第二气缸的排气通道的开启位置之间运动。第三气缸的排气通道也对应第三排气阀，该第三排气阀可在流体封锁第三气缸的排气通道的关闭位置与至少一个至少部分地流体开放第三气缸的排气通道的开启位置之间运动。当排气阀处于其开启位置时，排气可经相应的排气通道排出相应的气缸。 [0045] 其中，空气在所谓的进气侧流入气缸。排气在所谓的排气侧或废气侧排出气缸。所述气缸组的三个气缸所共用的排气歧管设于排气侧，该排气歧管用于导引从气缸中流出的废气。 [0046] 例如分别借助进气凸轮轴和排气凸轮轴对进气阀和排气阀进行操纵，从而使其分别从关闭位置运动至开启位置并且视情况保持在开启位置上。这种操作又称阀控制或者说气门控制。借助于进气凸轮轴和排气凸轮轴，使进气阀和排气阀在可预设的时间点上或者在可预设的曲轴位置上开启。此外，借助于进气凸轮轴和排气凸轮轴，进气阀和排气阀得以在可预设的时间点上或者在可预设的曲轴旋转位置上关闭。 [0047] 曲轴绕其旋转轴所处的旋转位置通常又称“度曲轴转角”[°KW]。在附图所示的图表中，横轴10上绘示的是曲轴的旋转位置，即度曲轴转角。 [0048] 所述往复式内燃机在此被构建为四冲程内燃机，其中曲轴的一个工作循环正好包括曲轴的两转。换言之，一个工作循环正好包括720[°KW]。在这样一个工作循环内，也就是在720[°KW]以内，活塞两次运动至其上止点(OT)，并且两次运动至其下止点(UT)。 [0049] 在往复式内燃机的点火模式下，经压缩的燃料空气混合物被点燃时所处的止点区域被称为上点火止点(ZOT)。为了实现附图中所示出的图表的良好可读性，上点火止点ZOT被绘示了两次，具体来说，一次是在720度曲轴转角时，一次是在0度曲轴转角时，这是曲轴和凸轮轴的相同旋转位置。 [0050] 附图中所示出的图表中所绘示的下止点名称“UT”、上止点名称“OT”以及上点火止点名称“ZOT”涉及的是第一活塞的位置。因此，图表中所示出的720[°KW]涉及的是第一气缸和第一活塞的一个工作循环。以第一活塞的这个工作循环看，第二活塞和第三活塞在不同的曲轴旋转位置上到达其各自的下止点以及其各自的上止点或上点火止点。以下关于第一排气阀和第一进气阀的实施方案涉及的是第一活塞在180[°KW]和540[°KW]时的下止点UT、在360[°KW]时的上止点OT(上换气止点)以及在0[°KW]或720[°KW]时的上点火止点ZOT，也可直接沿用于第二气缸的第二排气阀，但涉及的是第二活塞的下止点、上止点和上点火止点，也可直接沿用于第三排气阀，但涉及的是第三活塞的下止点、上止点和上点火止点。 [0051] 就各气缸的工作循环而言，各气缸、进而排气阀和进气阀以相同方式进行工作。 [0052] 所述图表还具有纵轴12，该纵轴上绘示的是进气阀和排气阀的行程。排气阀或进气阀以相应的行程运动，也就是开启和关闭。 [0053] 在图1所示的图表中以虚线绘示了曲线14。曲线14表征第一气缸的第一进气阀的运动，即开启和关闭。为清楚起见，图表中仅示出第一气缸的第一进气阀的曲线。图表中还以实线绘示了曲线16，该曲线表征发动机制动模式下第一气缸的第一排气阀的开启和关闭。带有圆圈的曲线18表征第二气缸的第二排气阀的开启和关闭，涉及的是第一气缸和第一活塞的工作循环。带叉的曲线20表征第三气缸的第三排气阀的开启和关闭，涉及的是第一气缸的工作循环。如此一来，按照六缸直列式发动机的点火顺序1-5-3-6-2-4，以第一气缸的工作循环看，第二气缸的第二排气阀的曲线18推迟480度曲轴转角地被示出，相应地，第三气缸的第三排气阀的曲线20推迟240度曲轴转角地被示出。曲线14、16、18、20越高，进气阀或相应的排气阀在曲轴处于对应的旋转位置(度曲轴转角)时的开启程度越大。当曲线14、16、18、20处于纵轴上所绘制的值“零”上时，进气阀或相应的排气阀关闭。换言之，曲线 14、16、18、20是进气阀或相应的排气阀的阀门行程曲线。 [0054] 下文所说明的方法在往复式内燃机的发动机制动模式下实施。从图1中的曲线14上可以看出，第一气缸的第一进气阀在第一活塞的上止点OT的区域内开启，并且在第一活塞的下止点UT的区域内关闭。借此，第一进气阀执行进气行程22，以便新鲜空气形式的气体能够经由第一气缸的进气通道流入第一气缸，其中这部分气体被从上止点OT运动至下止点UT的活塞吸入。 [0055] 从曲线16上可以看出，第一排气阀在第一气缸或第一活塞的一个工作循环内关闭两次且开启两次。 [0056] 以第一进气阀的进气行程22看，第一气缸的第一排气阀在第一气缸或第一活塞的工作循环内在曲轴处于紧接于480[°KW]之前的旋转位置(以1S1标示)时第一次关闭。其中，这个旋转位置1S1处于进气行程22的范围内。在第一气缸或第一活塞的工作循环内，第一排气阀在第一次关闭之后在曲轴处于紧接于660[°KW]之前的旋转位置(以1O1标示)时第一次开启。接着，第一排气阀在曲轴处于紧接于240[°KW]之后的旋转位置(以2S1标示)时第二次关闭。接着，第一排气阀在曲轴处于约为270[°KW]的旋转位置(以2O1标示)时第二次开启。通过第一次关闭(1S1)，在关闭第一进气阀后，借助第一活塞对第一气缸中的新鲜空气进行压缩。通过第一次开启和第二次关闭，第一排气阀在第一气缸的工作循环内执行第一减压行程24，使得第一气缸实施第一减压循环。其中，通过第一次开启(在1O1处)，此前经第一活塞压缩的新鲜空气或者说此前经第一活塞压缩的气体通过第一气缸的排气通道从第一气缸中排出，而储存在压缩气体中的压缩能无法被用来将第一活塞从其上止点移动至其下止点。由于往复式内燃机此前需要通过做功来压缩气体，这就能引起往复式内燃机的制动，进而引起汽车的制动。通过旋转位置2O1上的第二次开启以及第一次关闭1S1，第一排气阀在第一气缸的工作循环内执行第二减压行程26，使得第一气缸实施第二减压循环。 [0057] 在这个第二减压行程26或第二减压循环的范围内，在第一气缸或第一活塞的工作循环内经第一气缸中的第一活塞压缩的气体第二次通过第一气缸的排气通道从第一气缸中排出，而储存在这部分气体中的压缩能无法被用来将活塞从上止点移动至下止点。借此可在发动机制动模式下实现特别高的制动功率，也就是特别高的发动机制动功率。 [0058] 第一排气阀以及第二和第三排气阀在发动机制动模式下所执行的行程远小于其在正常运行模式下、也就是在往复式内燃机的点火模式下所执行的行程。 [0059] 从图1中的曲线18上可以进一步看出，在发动机制动模式下，在第二气缸或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处于以1S2标示的旋转位置时第一次关闭。以第二气缸的第二进气阀的进气行程(图中未示出)看，这个第一次开启同样发生在第二进气阀的进气行程的范围内。在第二气缸的工作循环内，在第一次关闭之后，第二排气阀在曲轴处于以1O2标示的旋转位置时第一次开启。在此之后，在第二气缸的工作循环内，第二排气阀在曲轴处于以2S2标示的旋转位置时第二次关闭，且接着在曲轴处于以2O2标示的旋转位置时第二次开启。通过第二排气阀的第一次开启(在旋转位置1O2上)和第二次关闭(在旋转位置2S2上)，第二排气阀执行第一减压行程28。通过第二次开启和第一次关闭，第二排气阀在第二气缸的工作循环内执行第二减压行程。通过第二排气阀的第一次关闭，由于第二进气阀开启而被第二活塞吸入第二气缸的新鲜空气形式的气体在第二进气阀关闭后被压缩。在第二排气阀的第一减压行程28的过程中，也就是在第二气缸的第一减压循环的过程中，压缩气体经第二排气通道排出第二气缸，使得储存在压缩气体中的压缩能无法被用来将第二活塞从其上止点移回其下止点。在第二减压行程30的范围内重复这个过程，使得第二气缸在第二气缸的一个工作循环内也实施两个减压循环。 [0060] 第三气缸也是如此。在发动机制动模式下，在第三气缸或第三活塞的一个工作循环内，在曲轴处于以1S3标示的旋转位置时第一次关闭，参见曲线20所示。在此之后，在第三气缸的工作循环内，第三排气阀在曲轴处于以1O3标示的旋转位置时第一次开启。接着，第三排气阀在曲轴处于以2S3标示的旋转位置时第二次关闭。接着，第三排气阀在曲轴处于以2O3标示的旋转位置时第二次开启。通过第一次开启(在旋转位置1O3上)和第二次关闭(在旋转位置2S3上)，第三排气阀在工作循环内执行第一减压行程32，使得第三气缸实施第一减压循环。与第一气缸和第二气缸一样，第三排气阀在第三气缸或第三活塞的工作循环内第一次关闭时所对应的旋转位置1S3同样且优选地位于第三气缸的第三进气阀的进气行程的范围内。与第一气缸和第二气缸一样，基于第三排气阀的第一次关闭，由于第三进气阀开启而被第三活塞吸入第三气缸的新鲜空气形式的气体在第三进气阀关闭后被第三活塞压缩。通过第三排气阀的第一次开启(在旋转位置1O3上)，压缩气体从第三气缸中排出，使得储存在压缩气体中的压缩能无法被用来将第三活塞从其上止点移动至其下止点。 [0061] 通过第二次开启(在旋转位置2O3上)和第一次关闭(在旋转位置1S3上)，第三排气阀在第三气缸的工作循环内执行第二减压行程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，压缩气体也经由第三排气通道排出第三气缸，使得储存在压缩气体中的压缩能无法被用来将第三活塞从上止点移动至下止点。与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一样，第三气缸的第三排气阀在第三气缸的工作循环内也执行两个减压行程32、34，这两个减压行程在第三气缸的工作循环内接续进行。如此一来，三个气缸在各自的工作循环内分别实施两个接连的减压循环，从而能够在发动机制动模式下实现特别高的发动机制动功率。 [0062] 第二和第三排气阀各自开启和关闭时所对应的度曲轴转角相对于第一气缸相应地偏移480[°KW]和240[°KW]。 [0063] 为了在发动机制动模式下实现特别高的发动机制动功率，本发明提出：第一气缸的第一排气阀在第一次开启(在旋转位置1O1上)之后并且在第二次关闭(在旋转位置2S1上)之前，在初次减压后保持一定时间的开启状态，使得在废气侧经第二排气通道排出第二气缸的气体以及在废气侧经第三排气通道排出第三气缸的气体重新被填充到第一气缸中。从曲线16上可以看出，第一排气阀在第一活塞的上点火止点ZOT之后直到240度曲轴转角之后不久一直保持开启或者在上点火止点ZOT之后在240度曲轴转角之后不久才完全关闭。如图所示，以第一气缸的工作循环看，第二排气阀的第二减压行程30还完全位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部分地位于第一减压行程24内，因为以第一气缸的工作循环看，第三排气阀在第一活塞的上点火止点ZOT之后在180度曲轴转角之前就已开启。这意味着，在第一排气阀的第一减压行程24期间，至少部分地执行第二排气阀的一个减压行程(第二减压行程30)和第三排气阀的一个减压行程(第一减压行程 32)。借此可为第一气缸填充来自第二气缸和第三气缸的气体，以用于接在第一减压循环(减压行程24)之后的第二减压循环(减压行程26)，从而能达到特别高的发动机制动功率。 其中，第一气缸被填充来自第二气缸的第二减压循环的气体以及来自第三气缸的第一减压循环的气体，以便实施其第二减压循环。在根据图1所示的实施例中，全部三个排气阀通过第三排气阀在旋转位置1O3上的第一次开启而暂时地同时开启，使得气缸通过排气歧管流体相通。 [0064] 第一排气阀应在第一次开启1O1之后并且在第二次关闭2S1之前至少保持一定时间的开启状态，使得第一气缸被填充通过至少一个排气通道从往复式内燃机的至少一个第二气缸排出的气体。意即，第一气缸应至少被填充第二气缸或第三气缸的气体。 [0065] 这个原理也可直接沿用于第二气缸和第三气缸。举例来说，第二气缸在第二气缸的工作循环内被填充(即加载)来自第一气缸的气体以及来自第三气缸的气体，以便实施其第二减压循环。第三气缸在第三气缸的工作循环内被加载来自第一气缸的气体以及来自第二气缸的气体，以便实施其第二减压循环。这是有利的，因为如附图中例如关于第一气缸的内容所示，在第一减压循环或第一减压行程之后并且在第二减压循环或第二减压行程26之前，不再执行第一进气阀的进气行程。意思是，在第一减压循环之后并且在第二减压循环之前，无法通过第一气缸的进气通道来为第一气缸填充气体。因此，本发明提出：通过第一气缸的排气通道为第一气缸填充气体以实施其第二减压循环，其中这部分气体既来自第二气缸又来自第三气缸。 [0066] 也就是说，在第一排气阀的第二次关闭与第三排气阀(以第三气缸的工作循环看)的第一次开启之间存在重叠。基于第一排气阀的开启与第三排气阀的关闭和/或与第二排气阀的关闭之间存在重叠，可以有利地通过使气体流出第一气缸并流入第二或第三气缸来消除排气歧管中的压力峰值。 [0067] 图2示出关于图1的替代实施方式。其中，图2以与图1相同的附图标记标示相同的线和相同的点。图2的图表中绘示了与图1相比无任何变化的曲线14。不同于图1的是，曲线16'、18'和20'分别包含了更早关闭的第一减压行程24'、28'和32'。第一减压行程24'、28'和32'的第二次关闭2S1'、2S2'和2S3'分别早了约30度曲轴转角。由此，例如第一排气阀在约210度曲轴转角时关闭，并且无变化的第二减压行程26、30、34的第一次关闭时间点1S1、 1S2和1S3在时间上晚于第一减压行程24'、28'和32'的第二次关闭2S1'、2S2'和2S3'。 [0068] 图3示出用于借助第一排气阀来说明两个接连的减压行程的各开启和关闭时间点的优选范围的图表。以下实施方案也可直接沿用于另外几个气缸和另一气缸组。其中，图3以与图1和图2相同的附图标记标示相同的线和相同的点。图2的图表中绘示了与图1相比无任何变化的曲线14。此外，图3中绘示了第一排气阀的两条曲线16”(实线)和16”'(虚线)，其中曲线16”给出的是可能的最早开启时间点：约610度曲轴转角时的1O1”以及约230度曲轴转角时的2O1”，以及关闭时间点：约400度曲轴转角时的1S1”以及约210度曲轴转角时的2S1”。相应地，曲线16”'给出的是可能的最晚开启时间点：约680度曲轴转角时的1O1”'以及约320度曲轴转角时的2O1”'，以及关闭时间点：约680度曲轴转角时的1S1”'以及约320度曲轴转角时的2S1”'。由此得出的可能的第一次和第二次开启时间点的范围以及第一次和第二次关闭时间点的范围相互间可任意组合。 [0069] 为了实现特别高的制动功率，也就是特别高的发动机制动功率，本发明进一步提出：启用发动机制动模式时，借助凸轮轴调节器对用于操纵进气阀的凸轮轴进行调节，并且是相对于曲轴推迟性地调节该凸轮轴。用于操纵进气阀的凸轮轴又称进气凸轮轴。下文将以第一气缸为例对调节进气凸轮轴的功效进行说明。第一气缸对应至少一个进气阀和至少一个进气通道，其中进气阀对应进气通道。进气阀可在关闭位置与至少一个开启位置之间受调节，其中第一气缸的进气通道被处于关闭位置的进气阀流体封锁。进气阀处于开启位置时至少部分地开放进气通道。其中，进气阀可借助凸轮轴从其关闭位置运动至其开启位置。在图1所示的图表中以虚线绘示了第一气缸的进气阀开启和关闭的曲线14。 [0070] 凸轮轴调节器允许进气阀开启时所对应的曲轴转角范围往较晚的曲轴转角推移。在图1所示的图表中以实线绘示了第一气缸的进气阀在达到较晚的曲轴转角时开启和关闭的曲线14'。在根据图1所示的实施例中，进气阀开启和关闭的曲线14'经调节而相对于曲线 14推迟了约45[°KW]。如此一来，进气阀不再在上止点(OT)之前开启，而是在上止点(OT)之后开启。进气阀的关闭相应地发生推移。借此可将进气阀开启时所对应的开启时间点推迟，使得存在于第一气缸中的压力(又称气缸压力)由于排气阀开启以及活塞在OT之后的下行运动而下降，从而即使在压缩期间的最大气缸压力为60bar或更高，也就是特别高的情况下，进气阀开启时的最大气缸压力也不超过极限值。换言之，借此可在第二次减压期间或者说在第二减压行程期间在第一气缸中实现特别高的压力。其中，基于对进气凸轮轴的调节，在气缸压力如此之高的情况下仍能开启须克服存在于第一气缸中的压力才能开启的进气阀，进而能为第一气缸填充气体，因为进气阀开启时第一气缸中的压力小于最大允许气缸压力。借此可实现特别高的制动功率。 [0071] 通过以下方式可进一步提升制动功率：排气阀在第二减压行程中的第二次开启与上文所提及的对进气阀的推迟性调节 一起较晚地进行。图1借助关于第一排气阀的第二减压行程的点状曲线26*对此进行了例示性图示。第一排气阀的第二次开启的时间点2O1朝时间点2O1'方向推迟。第一排气阀的第一次关闭的时间点1S1则保持不变。这可以表示排气凸轮轮廓的相应变化。通过推迟开启排气阀，可以提高气缸中的气体的压缩度，从而获得更高的制动功率。 [0072] 与借助凸轮轴调节器调节进气凸轮轴相类似地，也可以考虑为排气凸轮轴设置相应的凸轮轴调节器。这样就能可变地、特别是在推迟方向上选择排气阀的开启时间点。排气阀的关闭时间点相应地发生推移。 [0073] 此外，设定较低或特别低的发动机制动功率，可能是有利的。为此可进一步推迟进气阀的开启和关闭。如此一来，气缸中的气体通过活塞的上行运动再度从开启的进气通道中排出，使得进气阀关闭后可供气缸压缩的气体变少，从而使得第一次减压时可排出的气体变少。在图1所示的图表中，第一气缸的进气阀开启和关闭的曲线14”相对于曲线14推迟了约120[°KW]。如此一来，进气阀明显地在上止点(OT)之后开启。进气阀的关闭相应地发生推移。活塞朝上点火止点ZOT方向的上行运动对这一用于降低制动功率的推迟性调节起限定作用。为了防止进气阀与活塞相撞，必须及时关闭进气阀。 [0074] 通过使用凸轮轴调节器(又称相位调节器)以及由此而实现的对凸轮轴、特别是对进气凸轮轴的调节，能够实现具有可变的进气阀升程曲线的发动机制动器，进而实现具有可变的进气阀升程曲线的发动机制动系统，因为通过调节进气凸轮轴，可以改变进气阀的升程曲线。通过如前文所述的对换气阀进行操纵，还能将发动机制动系统实现为三冲程发动机制动系统，从而既能实现特别高的制动功率，也能实现特别低的制动功率。 |
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