[go: up one dir, main page]

DE102009011049A1 - Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und Verfahren zur Abschaltung desselben - Google Patents

Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und Verfahren zur Abschaltung desselben Download PDF

Info

Publication number
DE102009011049A1
DE102009011049A1 DE102009011049A DE102009011049A DE102009011049A1 DE 102009011049 A1 DE102009011049 A1 DE 102009011049A1 DE 102009011049 A DE102009011049 A DE 102009011049A DE 102009011049 A DE102009011049 A DE 102009011049A DE 102009011049 A1 DE102009011049 A1 DE 102009011049A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diesel engine
throttle valve
branch
exhaust gas
fresh air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009011049A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Landsmann
Alessandro Catanese
Nando Vennettilli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Priority to DE102009011049A priority Critical patent/DE102009011049A1/de
Publication of DE102009011049A1 publication Critical patent/DE102009011049A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/04Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling rendering engines inoperative or idling, e.g. caused by abnormal conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/38Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0245Shutting down engine, e.g. working together with fuel cut-off
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/06Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding lubricant vapours
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/24Layout, e.g. schematics with two or more coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dieselmotor (1) mit Abschaltvorrichtung (3) und ein Verfahren zur Abschaltung desselben. Der Dieselmotor (1) weist ein Turboladersystem (4) und mindestens einen Zufuhrzweig (7) für komprimierte Frischluft (8) mit einem ersten Drosselventil (9) auf. Weiterhin weist der Dieselmotor (1) einen ersten Abgasrückfuhrzweig (10), der über ein zweites Drosselventil (11) mit dem Zufuhrzweig (7) für komprimierte Frischluft (8) verbunden ist, auf. Dazu weisen das erste und das zweite Drosselventil (9, 11) ein erstes bzw. ein zweites Betätigungsglied zur Dosierung des Frischluft-Abgasverhältnisses auf. Der Dieselmotor ist mit einer Sicherheitsabschaltautomatik (12) ausgestattet, wobei die Betätigungsglieder der Drosselventile (9, 11) beim Abschalten des Dieselmotors (1) durch die Sicherheitsabschaltautomatik (12) derart aktiviert sind, dass das erste und das zweite Drosselventil (9, 11) beim Abschalten des Dieselmotors (1) Schließstellungen aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung, insbesondere einen Dieselmotor für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Abschaltung desselben. Der Dieselmotor weist ein Turboladersystem und mindestens einen Zufuhrzweig für komprimierte Frischluft mit einem ersten Drosselventil auf. Weiterhin weist der Dieselmotor einen ersten Abgasrückfuhrzweig, der über ein zweites Drosselventil mit dem Zufuhrzweig für komprimierte Frischluft verbunden ist, auf. Dazu weisen das erste und das zweite Drosselventil ein erstes bzw. ein zweites Betätigungsglied zur Dosierung des Frischluft-Abgasverhältnisses auf.
  • Ein derartiger Dieselmotor mit Abgasrückfuhrzweigen und ein entsprechendes Steuerverfahren sind aus der Druckschrift WO 2008/001194 A1 bekannt. In derartigen Dieselmotoren wird jedoch nicht nur ein Frischluft-Abgasverhältnis am Eingangsventil des Zylinders mit Hilfe eines ersten Drosselventils für eine komprimierte Frischluftzufuhr und mit Hilfe eines zweiten Drosselventils im Abgasrückfuhrzweig geschaffen, sondern es werden in derartige Lufteinlasskrümmer auch Entlüftungszweige aus dem Kurbelgehäuse und von anderen Aggregaten des Dieselmotors zugeführt, um diese Aggregate sicher zu entlüften und Öldämpfe im geschlossenen Motorkreislauf zu halten und über die Zylinder mitzuverbrennen.
  • Aus der obigen Druckschrift ist bekannt, dass durch Steuerung des ersten und des zweiten Drosselventils während des Betriebs des Dieselmotors ein Frischluft-Abgasverhältnis im Luftkrümmer eingestellt wird, jedoch wird zumindest das erste Ventil für die Zufuhr von komprimierter Frischluft nach dem Ausschalten des Dieselmotors in eine Offenstellung verbracht. Dieses kann Leckagen im Kurbelgehäuse oder an Zylinderdichtringen oder im Turboladersystem oder sonstigen öl- oder kraftstoffführenden Aggregaten dazu führen, dass nach dem Abschalten bzw. nach dem Betrieb des Dieselmotors dieser nachdieselt, da über die Entlüftungszweige, welche in dem Frischluftkrümmer enden, Dieselnebel mit der Luft über die Eingangsventile in die heißen Zylinderköpfe gepresst wird. Bei diesem Nachdieseln kann der Dieselmotor auf einige hundert bis wenige tausend Umdrehungen pro Minute hochlaufen oder, falls der Dieselmotor in ein Fahrzeug eingebaut ist, kann das Fahrzeug sich eventuell unkontrolliert fortbewegen, wenn mindestens eines der beiden Drosselventile der komprimierten Frischluftzufuhr oder des Abgasrückfuhrzweiges, wie es in dem obigen Stand der Technik mit der dortigen 4 beschrieben wird, in eine normale Offenstellung übergeht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und ein Verfahren zur Abschaltung des Dieselmotors, insbesondere für ein Fahrzeug, zu schaffen, der über eine Sicherheitsabschaltautomatik verfügt, die sicherstellt, dass ein Nachdieseln des Dieselmotors automatisch unterbunden wird.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Dieselmotor, insbesondere für ein Fahrzeug, mit Abschaltvorrichtung und ein Verfahren zur Abschaltung desselben angegeben. Der Dieselmotor weist ein Turboladersystem und mindestens einen Zufuhrzweig für komprimierte Frischluft mit einem ersten Drosselventil auf. Weiterhin weist der Dieselmotor einen ersten Abgasrückfuhrzweig, der über ein zweites Drosselventil mit dem Zufuhrzweig für komprimierte Frischluft verbunden ist, auf. Dazu weisen das erste und das zweite Drosselventil ein erstes bzw. eine zweites Betätigungsglied zur Dosierung des Frischluft-Abgasverhältnisses auf.
  • Der Dieselmotor ist mit einer Sicherheitsabschaltautomatik ausgestattet, wobei die Betätigungsglieder der Drosselventile beim Abschalten des Dieselmotors durch die Sicherheitsabschaltautomatik derart aktiviert bzw. aktivierbar sind, dass das erste und/oder das zweite Drosselventil beim Abschalten des Dieselmotors Schließstellungen aufweisen. Durch diese erfindungsgemäße Sicherheitsabschaltautomatik ist es gewährleistet, dass, trotz eventueller Zumischungen der Entlüftungszweige beispielsweise aus dem Kurbelgehäuse zu dem Lufteinlasskrümmer, es nicht dazu führt, dass der Dieselmotor weiterhin in Betrieb gehalten wird, da jegliche Luftzufuhr, die eventuell über den Zufuhrzweig für komprimierte Frischluft und das erste Drosselventil oder über den ersten Abgasrückfuhrzweig und/oder das zweite Drosselventil zugeführt werden könnte, abgesperrt ist, insbesondere, wenn beide Drosselventile in Schließpositionen verharren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Dieselmotor einen Ansaugzweig für gefilterte Frischluft eines Verdichters des Turboladersystems mit einem dritten Drosselventil und mit einem dritten Betätigungsglied auf. Beim Abschalten des Dieselmotors durch die Sicherheitsabschaltautomatik kann auch das dritte Betätigungsglied derart aktiviert sein, dass das dritte Drosselventil beim Abschalten des Dieselmotors eine Schließstellung aufweist. Dieses hat zunächst den Vorteil, dass damit sowohl im Ansaugzweig des Verdichters des Turboladersystems als auch im Kompressionszweig des Verdichters des Turboladersystems die Drosselventile geschlossen sind und ein Nachdieseln des Dieselmotors blockiert ist.
  • Zusätzlich ist mit dem Schließen des dritten Drosselventils der Vorteil verbunden, dass das erste Drosselventil im Kompressionszweig des Verdichters für gefilterte Frischluft geringer belastet wird, da der Verdichter keine hochkomprimierte Frischluft in den Zufuhrzweig einpressen kann, so dass der Luftdruck auf das erste Drosselventil deutlich verringert ist, wodurch das erste Drosselventil in dem Zufuhrzweig für komprimierte Frischluft eine hohe Schließkraft zum Abdichten des Drosselventils ohne Gegendruck aufbringen kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Dieselmotor einen zweiten Abgasrückfuhrzweig auf, der über ein viertes Drosselventil mit dem Ansaugzweig für gefilterte Frischluft verbunden ist, wobei das vierte Drosselventil ein viertes Betätigungsglied besitzt. Dabei ist beim Abschalten des Dieselmotors durch die Sicherheitsabschaltautomatik auch das vierte Betätigungsglied derart aktiviert, dass das vierte Drosselventil beim Abschalten des Dieselmotors eine Schließstellung einnimmt. Ein derartiges viertes Drosselventil ist jedoch nur dann in eine Schließstellung zu verbringen, wenn ein entsprechender zweiter Abgasrückfuhrzweig für Niederdruckabgas stromabwärts einer Turbine des Turboladersystems vorgesehen ist und mit dem Ansaugzweig für gefilterte Frischluft verbunden ist, wie es auch aus der obigen Druckschrift hervorgeht.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die besondere Wirkung der erfindungsgemäßen Sicherheitsabschaltautomatik für einen Dieselmotor auf das Schließen sämtlicher Drosselventile, die dem Dieselmotor bzw. seinen Zylindern Luft zuführen könnten, in einer Schließposition von der Sicherheitsabschaltautomatik gehalten werden.
  • Dieser Zustand darf jedoch nicht für alle Zeit aufrechterhalten bleiben, denn sonst ist es nicht möglich, diesen Motor erneut zu starten. Deshalb ist es vorgesehen, dass nach Abklingen der Zylinderkopftemperatur und bei völligem Stillstand des Motors die Drosselventile wieder in eine Offenposition zurückgeführt sind. Dazu ist es wiederum erforderlich, dass trotz abgeschaltetem Generator, beispielsweise für eine verzögernde Zeitspanne, die Sicherheitsabschaltautomatik mit Strom versorgt wird und erst mit entsprechender Verzögerung nach Rückführung der luftabsperrenden Drosselventile in eine Offenposition die Sicherheitsabschaltautomatik vom Bordnetz getrennt wird.
  • Vorzugsweise ist der erste Abgasrückfuhrzweig als ein Hochdruckabgaszweig an einen Abgaskrümmer des Dieselmotors angeschlossen. Außerdem weist der Dieselmotor mit einer derartigen Hochdruckabgasrückführung stromaufwärts des zweiten Drosselventils einen ersten Abgaskühler oder einen ersten Wärmetauscher auf, der das unter Hochdruck stehende Abgas auf einen annähernd gleichen Druck durch Abkühlung reduziert, den auch die über das erste Drosselventil zugeführte komprimierte Frischluft aufweist. Durch Variation des Verhältnisses zwischen komprimierter Frischluft und Abgasrückfuhrmenge kann beispielsweise der Stickoxidausstoß und der Feinpartikelausstoß eines derartigen Dieselmotors bereits in begrenztem Maße reduziert werden. Dazu liefert die obige Druckschrift eine Vielzahl von Anhaltspunkten, die an dieser Stelle nicht erneut erörtert werden.
  • Weiterhin ist es vorgesehen, dass der zweite Abgasrückfuhrzweig als ein Niederdruckabgaszweig stromabwärts eines Katalysatorsystems einer Abgasanlage des Dieselmotors angeschlossen ist. Dieser zweite Abgasrückfuhrzweig, der wie oben beschrieben, der gefilterten Frischluft im Ansaugzweig des Verdichters des Turboladersystems über ein viertes Drosselventil zugeführt wird, optimiert weiter die Verminderung schädlicher Stickoxide sowie Feinstaubanteile im Abgas.
  • Dabei weist der zweite Abgasrückfuhrzweig stromaufwärts des vierten Drosselventils einen zweiten Abgaskühler oder einen zweiten Wärmetauscher auf, mit dem der Druck in dem Abgas des Niederdruckabgaszweiges weiter vermindert wird, um ihn dem Ansaugzweig des Verdichters des Turboladersystems zuzuführen.
  • Die erfindungsgemäße Sicherheitsabschaltautomatik kann ein integraler Bestandteil einer Motorsteuereinheit sein und derart geschaltet werden, dass bei Normalbetrieb des Dieselmotors ein sanftes Abschalten über eine Abschaltvorrichtung möglich ist und nur in Notsituationen, beispielsweise bei Gefahr des Hochlaufens der Drehzahl nach Abschalten des Dieselmotors, die Sicherheitsabschaltautomatik anspricht.
  • Ein Verfahren zur Abschaltung eines Dieselmotors weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Betätigen eines Schaltelements, das im Betrieb des Dieselmotors in einer ON-Position ist, in eine OFF-Position zum Abschalten des Dieselmotors gestellt. Dann wird bei nicht Absinken der Drehzahl des Dieselmotors oder gar bei Hochfahren der Drehzahl, trotz einer OFF-Position des Schaltelementes, eine Sicherheitsabstellautomatik ausgelöst, die mindestens ein erstes Drosselventil eines Zufuhrzweigs für komprimierte Frischluft und mindestens ein zweites Drosselventil eines ersten Abgasrückfuhrzweigs in ihre Schließstellungen überführt. Danach ist es vorgesehen, dass die Sicherheitsabstellautomatik mindestens nach Abkühlen einer Zylinderkopftemperatur unter die Selbstentzündungstemperatur des komprimierten Luft-Dieselgemisches automatisch abschaltet und dabei die Drosselventile in eine Offenstellung überführt.
  • Mit diesem Verfahren wird gewährleistet, dass einerseits ein Nachdieseln bei Dieselmotoren, selbst bei Fehlfunktionen, Rückführungen von Öl oder Dieseldämpfen aus dem Kurbelgehäuse und aus anderen Aggregaten des Motors unterbunden wird, da jegliche Luftzufuhr zu dem Motor zunächst gestoppt ist. Neben dem ersten und dem zweiten Drosselventil kann auch eine Schließstellung eines dritten Drosselventils eingeleitet werden, um in einem Ansaugzweig für gefilterte Frischluft stromaufwärts eines Verdichters des Turboladersystems jede Luftzufuhr abzuschneiden. Ferner hat das Schließen dieses dritten Drosselsystems einen weiteren positiven Effekt, der bereits oben erörtert wurde und deshalb an dieser Stelle nicht erneut diskutiert wird.
  • Schließlich sieht das Verfahren neben dem ersten, dem zweiten und dem dritten Drosselventil auch ein viertes Drosselventil vor, das in seine Schließstellung verfahren wird, wobei das vierte Drosselventil verhindert, dass über einen zweiten Abgasrückfuhrzweig im Niederdruckbereich des Abgassystems der Ansaugzweig für gefilterte Frischluft mit Abgasluft versorgt wird. Das Schließen eines derartigen vierten Drosselventils hat, wenn ein zweiter Abgasrückfuhrzweig für einen Dieselmotor vorgesehen ist, den gleichen Vorteil wie das Schließen des dritten Drosselventils, wie bereits oben erwähnt, so dass sich eine erneute Erörterung an dieser Stelle erübrigt.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Dieselmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Dieselmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Dieselmotors 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Für den Dieselmotor 1 ist symbolisch ein Zylinderkopf 30 mit einem Einlassventil 28 und einem Auslassventil 29 gezeichnet. Über das Einlassventil 28 über einen Lufteinlasskrümmer 27 wird bei geöffnetem Einlassventil 28 Luft in den Zylinderkopf 30 eingepresst, die mit einem zusätzlich eingestäubten Dieselbrennstoff reagiert. Dazu wird das Verhältnis zwischen komprimierter Frischluft 8 und Abgas in dem Lufteinlasskrümmer 27 eingestellt. Die komprimierte Frischluft 8 steht am Ausgang eines Verdichters 6 eines Turboladersystems 4 zur Verfügung und wird dem Lufteinlasskrümmer 27 über ein erstes Drosselventil 9, das über ein Betätigungsglied 35 verstellbar ist, zugeführt. Das Abgas wird aus einem Abgaskrümmer 19 einem ersten Abgaskühler 20 zugeführt und über einen ersten Abgasrückfuhrzweig 10 und über ein zweites Drosselventil 11 mit dem Betätigungsglied 36 dem Lufteinlasskrümmer 27 zugeführt.
  • Auch die komprimierte Frischluft 8 wird stromaufwärts des ersten Drosselventils 9 durch einen Druckluftkühler 34 gekühlt, da durch die Kompression die komprimierte Frischluft 8 stark erhitzt ist. Die Stellungen der beiden Betätigungsglieder 25 und 26 des ersten Drosselventils 9 und des zweiten Drosselventils 11 werden so aufeinander abgestimmt, dass nach der Verbrennung eine optimale Minimierung von Stickoxiden den Zylinderkopf über das Auslassventil 29 in den Abgaskrümmer 19 verlässt.
  • Der Abgasdruck in dem Hochdruckabgaszweig 18 wird in dem Turboladersystem 4 genutzt, um das Turbinenrad 5 in Drehrichtung A zu versetzen und damit über eine Welle 39 das Verdichterrad 6 anzutreiben. In einer Abgasanlage 23 wird mit Hilfe von Katalysatoren 22 das Abgas weiter gereinigt und in Pfeilrichtung B an die Umgebung abgegeben. Vorzugsweise weist ein Frischluftansaugzweig 13 ein Filter 31 auf, aus dem gefilterte Frischluft in Pfeilrichtung C einem dritten Drosselventil 14 mit einem Betätigungsglied 37 zugeführt wird, wenn dieses Betätigungsglied 37 auch eine Offenposition einnimmt, was im Normalbetrieb aber auch beim ausgeschalteten Dieselmotor der Fall ist.
  • Die Drosselventile 9, 11 und 14 mit ihren Betätigungsgliedern 35, 36 und 37 arbeiten zusammen mit einer Abschaltvorrichtung 3. Diese Abschaltvorrichtung 3 sorgt für ein sanftes Ausstellen des Dieselmotors bei Normalbetrieb. Jedoch um Nachdieseln zu vermeiden, das sich durch plötzliches Hochlaufen des Dieselmotors oder durch ein anschließendes Nachstottern des Dieselmotors bemerkbar machen könnte, kann automatisch die erfindungsgemäße Sicherheitsabschaltautomatik 12 ansprechen und die Luftzufuhr zu dem Dieselmotor 1 stoppen.
  • Wenn beispielsweise über einen Entlüftungszweig 32 und über das Rückschlagventil 33 von einem Kurbelgehäuse eventuell aufgrund eines defekten Kolbenringes Öldampf oder Dieselnebel in den Lufteinlasskrümmer 27 gelangt, wird dieses Nachdieseln oder Hochlaufen des Dieselmotors 1 durch einen entsprechenden Drehzahlsensor ermittelt und die Sicherheitsabschaltautomatik 12, die in einer Motorsteuereinheit 25 integriert sein kann, schaltet sich ein.
  • Außerdem ist es möglich, manuell durch ein entsprechendes Schaltelement 26 die Sicherheitsabschaltautomatik 12 zu aktivieren. Wird die Sicherheitsabschaltautomatik 12 aktiviert, so werden über die Signalleitungen 40, 41 und 42 die Betätigungsglieder 35, 36 und 37 aktiviert und das erste, zweite und dritte Drosselventil 9, 11 und 14 in eine Schließstellung gefahren. Damit wird die gesamte Luftzufuhr für den Dieselmotor 1 abgeschottet, so dass ein Nachdieseln nicht mehr möglich ist, selbst wenn die Zylinderkopftemperatur des Zylinderkopfes 30 noch auf Temperaturen ist, die eine Selbstentzündung des Luft-Dieselgemisches bzw. des Luft-Ölnebelgemisches ermöglichen würden. Ist diese Zylinderkopftemperatur ausreichend abgesunken, kann die Sicherheitsabschaltautomatik 12 auf Motorstart umgeschaltet werden und über die Betätigungsglieder 35, 36 und 37 die Drosselventile 9, 11 und 14 in eine Offenposition überführt werden.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Dieselmotors 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in der 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 besteht darin, dass nun der Dieselmotor 2 auch im Niederdruckabgasbereich einen Niederdruckabgasrückfuhrzweig 21 aufweist.
  • In dem Niederdruckabgasrückfuhrzweig 21 wird in Pfeilrichtung D Abgas über einen zweiten Abgaskühler 24, einem vierten Drosselventil 16 zugeführt. Durch Regeln der Stellungen eines vierten Betätigungsgliedes 38 des vierten Drosselsystems 16 sowie durch Betätigen des Betätigungsgliedes 37 des dritten Drosselventils mit Hilfe der Schaltleitungen 42 und 43 wird eine Abgasrückluftmischung im Ansaugzweig 13 eingestellt, die über den Verdichter 6 des Turboladersystems 4 dem Zufuhrzweig 7 für komprimierte Frischluft 8 zugeführt wird.
  • In dem Fall, in dem die Sicherheitsabschaltautomatik 12 greift, werden bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung alle vier Drosselventile 9, 11, 14 und 16 über ihre Betätigungsglieder 35 bis 38 und durch Signal über die Schaltleitungen 40 bis 43 in eine Schließposition verfahren, so dass jegliche Luftzufuhr abgeschnitten ist. Außerdem hat das Schließen des dritten und des vierten Drosselventils 14 bzw. 16 den Vorteil, dass das Drosselventil 9 im Zufuhrzweig 7 für komprimierte Frischluft 8 entlastet wird, da der Verdichter 6 nicht mehr mit Luft versorgt wird und folglich keinen Verdichterdruck aufbauen kann. Entsprechend kann das Drosselventil schwächer und damit Gewicht einsparend dimensioniert werden.
  • 1
    Dieselmotor (1. Ausführungsform)
    2
    Dieselmotor (2. Ausführungsform)
    3
    Abschaltvorrichtung
    4
    Turboladersystem
    5
    Abgasturbine
    6
    Verdichter
    7
    Zufuhrzweig für komprimierte Frischluft
    8
    komprimierte Frischluft
    9
    erstes Drosselventil
    10
    erster Abgasrückfuhrzweig
    11
    zweites Drosselventil
    12
    Sicherheitsabschaltautomatik
    13
    Ansaugzweig
    14
    drittes Drosselventil
    15
    zweiter Abgasrückfuhrzweig
    16
    viertes Drosselventil
    17
    gefilterte Frischluft
    18
    Hochdruckabgaszweig
    19
    Abgaskrümmer
    20
    erster Abgaskühler
    21
    Niederdruckabgasrückfuhrzweig
    22
    Katalysatorsystem
    23
    Abgasanlage
    24
    zweiter Abgaskühler
    25
    Motorsteuereinheit
    26
    Schaltelement
    27
    Lufteinlasskrümmer
    28
    Einlassventil
    29
    Auslassventil
    30
    Zylinderkopf
    31
    Luftfilter
    32
    Entlüftungszweig
    33
    Rückschlagventil
    34
    Druckluftkühler
    35
    Betätigungsglied
    36
    Betätigungsglied
    37
    Betätigungsglied
    38
    Betätigungsglied
    39
    Welle
    40
    Schaltleitung
    41
    Schaltleitung
    42
    Schaltleitung
    43
    Schaltleitung
    A
    Pfeilrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2008/001194 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung (3) aufweisend: – ein Turboladersystem (4); – mindestens einen Zufuhrzweig (7) für komprimierte Frischluft (8) mit einem ersten Drosselventil (9); – mindestens einen ersten Abgasrückfuhrzweig (10), der über ein zweites Drosselventil (11) mit dem Zufuhrzweig (7) für komprimierte Frischluft (8) verbunden ist; wobei das erste und das zweite Drosselventil (9, 11) ein erstes bzw. eine zweites Betätigungsglied zur Dosierung des Frischluft-Abgasverhältnisses aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselmotor (1) eine Sicherheitsabschaltautomatik (12) aufweist und die Betätigungsglieder der Drosselventile (9, 11) beim Abschalten des Dieselmotors (1) durch die Sicherheitsabschaltautomatik derart aktivierbar sind, dass das erste und/oder das zweite Drosselventil (9, 11) beim Abschalten des Dieselmotors (1) eine Schließstellung aufweist.
  2. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselmotor (1) einen Ansaugzweig (13) für gefilterte Frischluft (17) eines Verdichters (6) des Turboladersystems (4) mit einem dritten Drosselventil (14) und mit einem dritten Betätigungsglied aufweist, wobei beim Abschalten des Dieselmotors (1) durch die Sicherheitsabschaltautomatik (12) das dritte Betätigungsglied derart aktiviert ist, dass das dritte Drosselventil (14) beim Abschalten des Dieselmotors (1) eine Schließstellung aufweist.
  3. Dieselmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselmotor (2) einen zweiten Abgasrückfuhrzweig (15) aufweist, der über ein viertes Drosselventil (16) mit dem Ansaugzweig (13) für gefilterte Frischluft (17) verbunden ist, wobei das vierte Drosselventil (16) ein viertes Betätigungsglied aufweist, und wobei beim Abschalten des Dieselmotors (2) durch die Sicherheitsabschaltautomatik (12) das vierte Betätigungsglied derart aktiviert ist, dass das vierte Drosselventil (16) beim Abschalten des Dieselmotors (2) eine Schließstellung aufweist.
  4. Dieselmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgasrückfuhrzweig (10) als ein Hochdruckabgaszweig (18) an einen Abgaskrümmer (19) des Dieselmotors (1, 2) angeschlossen ist.
  5. Dieselmotor nach Anspruch 4, gekennzeichnet, dass der erste Abgasrückfuhrzweig (10) bzw. der Hochdruckabgaszweig (18) stromaufwärts des zweiten Drosselventils (11) einen ersten Abgaskühler (20) oder einen ersten Wärmetauscher aufweist.
  6. Dieselmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abgasrückfuhrzweig (15) als ein Niederdruckabgaszweig (21) stromabwärts eines Katalysatorsystems (22) einer Abgasanlage (23) des Dieselmotors (2) angeschlossen ist.
  7. Dieselmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abgasrückfuhrzweig (15) stromaufwärts des vierten Drosselventils (16) einen zweiten Abgaskühler (24) oder einen zweiten Wärmetauscher aufweist.
  8. Dieselmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsabschaltautomatik (12) integraler Bestandteil einer Motorsteuereinheit (25) ist.
  9. Verfahren zur Abschaltung eines Dieselmotors (1, 2), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Betätigen eines Schaltelements (26), das im Betrieb des Dieselmotors (1, 2) in einer ON-Position ist, in eine OFF-Position zum Abschalten des Dieselmotors (1, 2) gestellt wird; – Auslösen einer Sicherheitsabstellautomatik (12), die mindestens ein erstes Drosselventil (9) eines Zufuhrzweigs (7) für komprimierte Frischluft (8) und mindestens ein zweites Drosselventil (11) eines ersten Abgasrückfuhrzweigs (10) in ihre Schließstellungen überführt; – Automatisches Abschalten der Sicherheitsabstellautomatik (12) mindestens nach Abkühlen einer Zylinderkopftemperatur unter die Selbstentzündungstemperatur des komprimierten Luft-Dieselgemisches; – Überführen der Drosselventile (9, 11) in eine Offenstellung.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Drosselventil (9, 11) ein drittes Drosselventil (14) in seine Schließstellung verfahren wird, wobei das dritte Drosselventil (14) in einem Ansaugzweig (13) für gefilterte Frischluft (17) stromaufwärts eines Verdichters (6) des Turboladersystems (4) angeordnet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem ersten (9), zweiten (11) und dritten Drosselventil (14) ein viertes Drosselventil (16) in seine Schließstellung verfahren wird, das in einem zweiten Abgasrückfuhrzweig (15), der mit dem Ansaugzweig (13) für gefilterte Frischluft (17) verbunden ist, angeordnet wird.
DE102009011049A 2009-02-28 2009-02-28 Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und Verfahren zur Abschaltung desselben Withdrawn DE102009011049A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009011049A DE102009011049A1 (de) 2009-02-28 2009-02-28 Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und Verfahren zur Abschaltung desselben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009011049A DE102009011049A1 (de) 2009-02-28 2009-02-28 Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und Verfahren zur Abschaltung desselben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009011049A1 true DE102009011049A1 (de) 2010-09-02

Family

ID=42371812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009011049A Withdrawn DE102009011049A1 (de) 2009-02-28 2009-02-28 Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und Verfahren zur Abschaltung desselben

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009011049A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040214689A1 (en) * 2001-08-28 2004-10-28 Tomohiro Kaneko Stop-start control apparatus of internal combustion engine, and control method thereof
WO2008001194A1 (en) 2006-06-29 2008-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine, and control method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040214689A1 (en) * 2001-08-28 2004-10-28 Tomohiro Kaneko Stop-start control apparatus of internal combustion engine, and control method thereof
WO2008001194A1 (en) 2006-06-29 2008-01-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine, and control method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1171694B1 (de) Steueranlage und verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine
EP2097620B1 (de) Kurbelgehäuseentlüftung
DE69815882T2 (de) Anlage einer brennkraftmaschine
EP2647814B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Motorbremsbetriebs an Brennkraftmaschinen
DE102005004832A1 (de) Steuervorrichtung eines Dieselmotors
DE102008056337A1 (de) Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
EP2108807A1 (de) Abgasrückführsystem für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102008048681A1 (de) Brennkraftmaschine mit zwei Ladern und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102009027639A1 (de) Abgasanlage mit Abgasrückführung
EP3405666B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur abgasrückführung
DE102007060218A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verdichters
WO2016005152A1 (de) Abgasrückführungssystem für eine verbrennungskraftmaschine und verfahren zum betreiben eines solchen abgasrückführungssystems
DE102015001662A1 (de) Brennkraftmaschine, Verfahren zum Betreiben derselben und Steuerungseinrichtung zur Duchführung des Verfahrens
DE102005012306A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine hierzu
DE102012019896A1 (de) Brennkraftmaschine
DE102014226843A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum bidirektionalen Steuern einer Gasströmung in einer einen Brennraum eines aufgeladenen Verbrennungsmotors umgehenden Brennraum-Bypass-Leitung
EP3192992A1 (de) Brennkraftmaschinensystem
DE102009011049A1 (de) Dieselmotor mit Abschaltvorrichtung und Verfahren zur Abschaltung desselben
DE102018005457B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, in einem Motorbremsbetrieb
DE102015216685B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Aufladeeinrichtung
DE10163780A1 (de) Entgasungseinrichtung für ein Kurbelgehäuse
DE102017221625B3 (de) Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors im einstufigen Betriebsbereich eines mehrstufigen Aufladesystems
DE102014012859B3 (de) Vorrichtung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsluftstrom und Verfahren zum Betreiben einer solchen
DE102020113203B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung
EP1811149B1 (de) Verfahren und Steuergerät eines Turboladers mit variablem Turbinenströmungsquerschnitt

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US

Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US

Effective date: 20110323

Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US

Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, US

Effective date: 20110323

R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: LKGLOBAL ] LORENZ & KOPF PARTG MBB PATENTANWAE, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee