DE19810933A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents
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Abstract
Ein Hubkolben-Verbrennungsmotor ist mit einer Steuervorrichtung zur Steuerung der Taktzahl des innerhalb eines Brennraumes stattfindenden Verbrennungsprozesses versehen. In Abhängigkeit von Betriebsparametern steuert die Steuervorrichtung den motorischen Prozeß derart, daß der Prozeß einen variablen Zyklus von mindestens 4 Takten aufweist, und daß ein Ausschieben von Ladung aus einem Brennraum des Hubkolben-Verbrennungsmotors erst dann stattfindet, nachdem ein oder mehrere Betriebsparameter je einen vorbestimmten Grenzwert erreicht haben.
Description
Die Erfindung betrifft einen Hubkolben-Verbrennungsmotor
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung und
ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Betriebsweise
eines Hubkolben-Verbrennungsmotors gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 15.
Ein solcher Hubkolben-Verbrennungsmotor und ein solches
Verfahren sind aus der DE-A-196 31 799 bekannt. Dort ist
ein Hubkolben-Verbrennungsmotor mit 6 Arbeitstakten und mit
einer variablen Ventilsteuerung beschrieben, welcher
während einer Warmlaufphase mit 4 Takten betrieben wird und
nach Erreichen der Betriebstemperatur in 6 Takten. Dabei
ist die Taktzahl nur zwischen 4- und 6-Taktbetrieb
variierbar, wobei ein Ausschieben der Verbrennungsprodukte
aus dem Brennraum des Zylinders in jedem Fall während des
4. Taktes erfolgt. Der 5. Takt ist ein Arbeitstakt, zu
dessen Beginn Wasser in den Zylinder eingespritzt wird, um
im von der vorangegangenen Verbrennung noch heißen Zylinder
Wasserdampf zu erzeugen, dessen Dampfdruck den Kolben
weiterbewegt. Der 6. Takt dient zum Ausschieben des Wasser
dampfes.
Die DE-A 33 17 28 offenbart einen Verbrennungsmotor mit
einem 6-Takt-Zyklus, wobei der Ausschiebe-Takt zum
Ausschieben der Verbrennungsprodukte stets der 6. Takt ist.
Beiden Konzepten ist gemeinsam, daß die Anzahl der Takte
des Verbrennungsmotors entweder von vorneherein festgelegt
ist oder nur zwischen zwei Werten variiert werden kann. Die
Verbrennungsprodukte werden spätestens während des 6.
Taktes aus dem Zylinder ausgeschoben, gleich ob sie noch
brennbare Anteile oder Restsauerstoff enthalten oder nicht.
Dadurch geht ein Teil der im Zylinder noch verwertbaren
Energie verloren. Da mit jedem Ladungswechsel durch Ventil
bewegungen und Strömungen Leistungsverluste auftreten,
wirken sich verfrühte Ladungswechsel negativ auf den
Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors aus.
Moderne direkteinspritzende NFZ-Dieselmotoren erreichen mit
effektiven Wirkungsgraden bis 45% im Bereich der Vollast
einen für Verbrennungsmotoren vergleichsweise hohen
Wirkungsgrad. Im Teillastbereich verringert sich der
Wirkungsgrad auf Werte um 30% und darunter, was auf das
geringere Druck- und Temperaturniveau der Verbrennung, die
hohen Ladungswechselverluste bedingt durch das Druckgefälle
von Abgas- zu Saugseite sowie den hohen Anteil mechanischer
Verluste zurückzuführen ist. Da Verbrennungsmotoren in
Fahrzeugen zu einem erheblichen Anteil im Teillastbereich
betrieben werden, stellt dies einen gravierenden Nachteil
dar.
Maßnahmen, welche durch Anhebung des Verbrennungsdruck- und
Temperaturniveaus, beispielsweise durch Erhöhung des
Verdichtungsverhältnisses, eine Verbesserung des inneren
Wirkungsgrades anstreben, führen jedoch zu einem Anstieg
der Stickoxyd-Emissionen (NOx). Darüberhinaus bildet die
mechanische und thermische Belastbarkeit hinsichtlich des
Spitzendrucks und der Verbrennungstemperatur im Vollast
betrieb die Grenze für die obengenannten, den Teillastbe
trieb begünstigenden Maßnahmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad
von Hubkolben-Verbrennungsmotoren insbesondere im Teillast
bereich zu erhöhen und dabei die Schadstoffemissionen
gering zu halten.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Hubkolben-Verbrennungs
motors durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich
des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.
Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise, daß sich
die Zahl der Ladungswechsel je n-Arbeitstakte verringert,
wodurch es zur Senkung der Ladungswechselverluste vor allem
in jenen Bereichen des Kennfeldes kommt, in denen bei 4-
Taktbetrieb ein negatives Druckgefälle (Ladedruck <
Abgasgegendruck) vorherrscht. Erfolgt das Ausschieben
beispielsweise erst nach dem 8. Takt, so verringert sich
der Luftmassendurchsatz um etwa die Hälfte und mit ihm die
Ladungswechselarbeit näherungsweise um denselben Betrag. Da
jedes Ventil anstatt wie im 4-Takt-Betrieb einmal je 2
Kurbelwellenumdrehungen im 8-Takt-Betrieb nur noch einmal
je 4 Kurbelwellenumdrehungen betätigt wird, verringert sich
die hierzu aufzuwendende Arbeit ebenfalls um 50%. Ein
besonderer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik ergibt
sich daraus, daß Anzahl und Folge der Takte ab dem vierten
Takt flexibel an die momentanen Betriebsbedingungen des
Verbrennungsmotors angepaßt werden.
Unter der Annahme gleicher Emissionskonzentrationen führt
die Senkung des Abgasmassenstroms zur Minderung des
Schadstoffausstoßes. Da sich Verbrennungstemperatur und
Zünddruck aufgrund der erneuten Verdichtung(en) und
Verbrennung(en) des heißen Abgases auf einem höheren Niveau
bewegen, werden die HC-Emissionen im Abgas gesenkt. Das bei
der ersten Verbrennung und allen folgenden anfallende und
im Brennraum verbleibende Abgas kompensiert die aufgrund
höherer Prozeßtemperaturen zunehmende Bildung von NOx, denn
es wirken die von der Abgasrückführung bekannten
Mechanismen.
Auch wirken sich die geringeren Zündabstände positiv auf
das Schwingungsverhalten und die Geräuschentwicklung des
Verbrennungsmotors aus.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann darin
bestehen, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, welche
die Einlaß- und Auslaßventile des Verbrennungsmotors derart
ansteuert, daß Ladung erst dann aus dem Brennraum geschoben
wird, und daß das Auslaßventil erst dann öffnet, nachdem
das im Brennraum vorhandene Luftverhältnis λ einen unteren
Grenzwert λgrenz erreicht hat, so daß bei
überstöchiometrischer Verbrennung der für eine Verbrennung
noch nicht verwendete Restsauerstoff für weitere Arbeits-
Takte verwendbar ist. Denn das Luft-Abgas-Gemisch
durchläuft nach seiner ersten Verbrennung weitere
Verbrennungszyklen, der Ladungswechsel erfolgt in dieser
Betriebsweise frühestens während des 6. Taktes, je nach
Luftüberschuß auch später. Da während eines
Beschleunigungsvorgangs die erhöhte Gemischmenge bereits
eine Kurbelwellenumdrehung nach dem vorigen
Verbrennungstakt eingebracht werden kann, verbessert sich
das Ansprechverhalten des Motors bei instationärem Betrieb.
Ein Ladungswechsel in Abhängigkeit vom Luftverhältnis λ ist
besonders bei Diesel- und Otto-Magermotoren mit
Direkteinspritzung vorteilhaft. Bei Dieselmotoren ändert
sich das Luftverhältnis λ über der Last. Im Bereich der
Vollast werden Werte von λ = 1,2 erreicht, während in der
unteren Teillast das Gemisch auf λ = 3 bis λ = 7 abgemagert
wird. Bei λ = 3 enthält das Abgas eine Restsauerstoffmenge,
welche für einen weiteren Verbrennungsvorgang ausreichen
würde, bei λ = 7 sogar für vier weitere.
Bei aufgeladenen Motoren wirkt außerdem die höhere
Abgastemperatur begünstigend auf den Ladedruckaufbau, da
bezogen auf die durchgesetzte Masse die an der
Abgasturbolader-Turbine zur Verfügung stehende Energie
größer als beim 4-Takt-Prozess mit entsprechend geringerer
Abgastemperatur ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung ist vorgesehen, daß der Verbrennungsmotor Abgas
nachbehandlungssysteme wie SCR-Denoxierung, Partikelfilter
oder einen Oxidationskatalysator aufweist. Hierbei ist die
mit dem Prozeß gemäß der Erfindung einhergehende Tempera
turerhöhung ebenfalls von Vorteil, da höhere Temperaturen
für das Konvertierungsverhalten von Katalysatoren günstiger
sind. Durch die höheren Betriebstemperaturen ist auch ein
schnelleres Ansprechen nach dem Kaltstart zu erwarten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten
Ausführungsform eines Hubkolben-Verbrennungsmotors,
Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches die Steuerung der Takt
folge eines Hubkolben-Verbrennungsmotors in
Abhängigkeit des Luftverhältnisses λ veran
schaulicht,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform eines Hubkolben-Verbrennungsmotors.
Der in Fig. 1 im Schnitt teilweise dargestellte Hubkolben-
Verbrennungsmotor ist vorzugsweise ein Dieselmotor 1, von
welchem lediglich der hier maßgebende Teil dargestellt ist.
Der Dieselmotor 1 weist einen Kurbeltrieb auf, welcher aus
einem Kolben 2, einer Pleuelstange 4 und einer Kurbelwelle
6 besteht. Der Kurbeltrieb ist in einem nicht vollständig
dargestellten Gehäuse 10 gelagert. Der Kolben 2 gleitet
innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 10 auf und ab. Die
Pleuelstange 4 überträgt diese Bewegung auf die Kurbelwelle
6, wodurch die auf- und abgehende Bewegung des Kolbens 2 in
eine Drehbewegung der Kurbelwelle 6 umgewandelt wird. Die
zur Verbrennung notwendige Frischluft strömt durch einen im
Zylinderkopf 8 angeordneten Ansaugkanal 12, dessen
zylinderseitiges Ende durch ein Einlaßventil 14 gegenüber
dem Brennraum 22 verschließbar ist. Die verbrannten Abgase
strömen aus dem Brennraum 22 durch einen im Zylinderkopf 8
angeordneten Auslaßkanal 16, welcher an seinem zylindersei
tigen Ende durch ein Auslaßventil 18 gegenüber dem
Brennraum 22 verschließbar ist. Das Einlaßventil 14 und das
Auslaßventil 18 sind vorzugsweise elektrisch betätigbare
Magnetventile. Weitere Betätigungsformen, z. B. hydraulisch
sind ebenfalls denkbar. Der zur Verbrennung notwendige
Dieselkraftstoff wird über eine Einspritzdüse 20 in den
Brennraum 22 eingespritzt. Die Verbrennung des Kraftstoff-
Luftgemisches erfolgt in einem Brennraum 22, welcher durch
die innere Umfangswand des Zylinderkurbelgehäuses, die
Oberfläche des Kolbens 2, den Zylinderkopf 8 sowie die
darin angeordneten Ein- und Auslaßventile 16, 18 begrenzt
wird.
Der in Fig. 1 dargestellte Dieselmotor 1 weist eine
Steuervorrichtung 24 zur Steuerung der Taktfolge des
motorischen Prozesses auf, welche ausgangsseitig über
elektrische Leitungen 26 das Einlaßventil 14, das
Auslaßventil 18 und die Einspritzdüse 20 ansteuert.
Eingangsseitig ist die Steuervorrichtung 24 über eine
elektrische Leitung 28 mit einem Lambda-Sensor 30 zur
Messung des momentanen Luftverhältnisses λist im Brennraum
22 verbunden.
Im folgenden wird die Steuerung der Taktfolge und gemäß der
Erfindung beschrieben. Die Steuervorrichtung 24 steuert die
Taktfolge des motorischen Prozesses in Abhängigkeit von
Betriebsparametern. Dabei werden das Einlaßventil 14, das
Auslaßventil 18 und die Einspritzdüse 20 derart
angesteuert, daß der motorische Prozeß einen Zyklus von
mindestens vier Takten aufweist und ein Ausschieben von
Ladung aus dem Brennraum 22 erst dann stattfindet bzw. das
Auslaßventil 18 erst dann geöffnet wird, nachdem mindestens
ein Betriebsparameter einen vorbestimmten Grenzwert
erreicht hat.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird der motorische
Prozeß in Abhängigkeit vom im Brennraum 22 momentan vorhan
denen Luftverhältnis λist geregelt, wobei die
Steuervorrichtung 24 das Auslaßventil 18 erst dann öffnet
und es erst dann zu einem Ladungswechsel kommt, nachdem das
momentan im Brennraum 22 vorhandene Luftverhältnis λist
einen unteren Grenzwert λgrenz erreicht hat, so daß bei
überstöchiometrischer Verbrennung der für eine Verbrennung
noch nicht verwendete Restsauerstoff für weitere Arbeits-
Takte verwendbar ist. Das momentane Luftverhältnis bist im
Brennraum 22 wird dabei direkt vom Lambda-Sensor 30
gemessen und der gemessene Wert über die elektrische
Leitung 28 an die Steuervorrichtung 24 weitergeleitet.
In Abhängigkeit des momentanen Luftverhältnisses ist im
Brennraum 22 stellt sich die von der Steuervorrichtung 24
geregelte Taktfolge des motorischen Prozesses wie folgt
dar:
- 1) Die Taktfolge beginnt mit einem Ansaug-Takt, währenddessen das Einlaßventil 14 geöffnet ist und Frischluft in den Brennraum 22 gesaugt wird.
- 2) Es folgt ein Verdichtungs-Takt, währenddessen die eingesaugte Luft verdichtet wird.
- 3) Daran schließt ein erster Arbeits-Takt an, währenddessen Kraftstoff eingespritzt und das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet wird.
- 4) Es folgt ein weiterer Verdichtungs-Takt, währenddessen die Verbrennungsprodukte und der noch vorhandene Restsauerstoff komprimiert werden.
- 5) Daran schließt ein weiterer Arbeits-Takt an,
währenddessen eine bestimmte Menge Kraftstoff
eingespritzt und das Gemisch aus Kraftstoff,
Restsauerstoff und Verbrennungsprodukten gezündet wird.
Der Lambda-Sensor 30 mißt nach dem Zünden das momentane Luftverhältnis λist im Brennraum 22, und die Steuervorrichtung 24 vergleicht den gemessenen Wert mit dem gespeicherten Grenzwert λgrenz. Ist Restsauerstoff für einen weiteren Verbrennungsvorgang in ausreichender Menge vorhanden, so wiederholen sich die Punkte 4) und 5). Erst wenn die Bedingung bist = λgrenz erfüllt ist, erfolgt sofort im Anschluß der - 6) Ausschiebe-Takt, währenddessen die vollständig verbrannten Verbrennungsprodukte durch das geöffnete Auslaßventil 18 ausgeschoben werden.
Der oben beschriebene Zyklus beginnt dann wieder von vorne,
wobei aber Anzahl und Abfolge der Takte davon abhängen, ob
der Dieselmotor 1 im weiteren unter Teillastbetrieb mit
hohem Luftverhältnis λ oder unter Vollast mit niedrigem
Luftverhältnis λ betrieben wird. Um einen ausreichenden
Abstand zur Rußgrenze sicherzustellen, ist der untere
Grenzwert λgrenz entsprechend zu wählen.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, in welchem insbesondere die
Ventilöffnungen des Einlaß- und Auslaßventils 14, 18
innerhalb des Zyklus berücksichtigt sind. Nachdem Frisch
luft durch das geöffnete Einlaßventil 14 in den Brennraum
22 eingesaugt wurde, schließt es. Danach erfolgen entlang
der inneren Schleife des Flußdiagramms von Fig. 2 so lange
Einspritzvorgänge, Verdichtungs- und Arbeits-Takte
(Expandieren), bis die Bedingung bist = λgrenz erfüllt ist.
Erst danach wird das Auslaßventil 18 zum Ladungswechsel
geöffnet, und ein weiterer Zyklus beginnt, wobei die äußere
Schleife durchlaufen wird. Der folgende Zyklus hat nicht
notwendigerweise dieselbe Anzahl der Takte und dieselbe
Taktfolge, da diese Parameter vom Luftverhältnis λ
abhängen, welches sich zwischenzeitlich geändert haben
kann.
Nicht nur die Taktfolge ist gemäß der Erfindung abhängig
von den Betriebsparametern, sondern auch Menge und Druck des
eingespritzten Kraftstoffes sowie die Einspritzdauer und
der Einspritzzeitpunkt. Daher kann die Menge eingespritzten
Kraftstoffes von Arbeitstakt zu Arbeitstakt kontinuierlich
abnehmen. Oder es wird nur vor dem ersten Arbeits-Takt
Kraftstoff eingespritzt und dann bis zum Ladungswechsel
nicht mehr. Um eine größtmögliche Variabilität bezüglich
Einspritzzeitpunkt, Einspritzdruck und Einspritzdauer zu
ermöglichen, weist der Dieselmotor 1 eine nicht
dargestellte Einspritzanlage auf, welche vorzugsweise nach
dem Common-Rail-Prinzip arbeitet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Hubkolben-
Verbrennungsmotors, wobei jeweils für gleiche Bauelemente
wie in Fig. 1 die Bezugszeichen übereinstimmen. Gemäß
dieser weiteren Ausführungsform wird das Luftverhältnis λ
indirekt über gemessene Hilfsgrößen berechnet. Eingangs
seitig ist die Steuervorrichtung 24 über elektrische
Leitungen 32 mit einem Sensor 34 zur Messung des Luftdrucks
und mit einem Sensor 36 zur Messung der Lufttemperatur
verbunden. Außerdem verbindet eine elektrische Leitung 38
einen Sensor 40 zur Drehzahlmessung der Kurbelwelle 6 mit
einem Eingang der Steuervorrichtung 24. Im weiteren ist
eine elektrische Leitung 42 vorgesehen, über welche die
Steuervorrichtung 24 mit einem nicht dargestellten Teil der
Motorelektronik kommuniziert, in welchem Steuerkennfelder
des Dieselmotors 1 abgespeichert sind. Die Sensoren 34, 36,
40 messen die Kurbelwellendrehzahl, den Druck und die
Temperatur des durch den Ansaugkanal 12 strömenden
Luftstromes, wobei den gemessenen Größen proportionale
elektrische Signale über die Leitungen 32, 38 zur
Regelvorrichtung 24 weitergeleitet werden, wo sie in
digitale Signale umgewandelt werden. Die Steuervorrichtung
24 beinhaltet eine Recheneinheit, welche aus den gemessenen
Signalen einen Wert für die Luftmasse berechnet, welche in
den Brennraum 22 eingesaugt wurde. Auf der anderen Seite
wird die in den Brennraum 22 eingespritzte Kraftstoffmasse
aus dem Kennfeld der Motorenelektronik ausgelesen und über
die elektrische Leitung 42 in die Recheneinheit der
Steuervorrichtung 24 eingelesen, welche aus der Luftmasse
und der eingespritzten Kraftstoffmasse als Endergebnis
einen Wert für das Luftverhältnis λ berechnet. Die
Steuerung des motorischen Prozesses in Abhingigkeit des
Luftverhältnisses λ erfolgt analog der Prozeßsteuerung des
bevorzugten Ausführungsbeispiels. Vorzugsweise ist die
Steuervorrichtung 24 gemäß der Erfindung von der restlichen
Motorelektronik separiert, sie kann aber auch eine Einheit
mit dieser bilden.
Vorzugsweise weist der Dieselmotor eine in Fig. 1 nicht
dargestellte Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung auf, wie
z. B. einen Oxidationskatalysator.
Anstatt durch das Luftverhältnis λ könnte die Taktfolge des
Hubkolben-Verbrennungsmotors 1 auch abhängig von der
Motordrehzahl und/oder der Motorlast gesteuert werden,
wobei z. B. die Anzahl der Einspritzvorgänge je nach
Motorumdrehungen in der Regelvorrichtung 24 in Kennfeldform
abgelegt sein könnte. Die Erfindung ist nicht auf eine
Anwendung in Dieselmotoren beschränkt, sondern auch Otto-
Motoren mit Direkteinspritzung können gemäß dem oben
beschriebenen motorischen Prozeß betrieben werden.
Claims (11)
1. Hubkolben-Verbrennungsmotor (1) mit einer Steuerung der
Taktfolge des motorischen Prozesses in Abhängigkeit von
Betriebsparametern,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (24)
vorgesehen ist, die die Taktfolge des motorischen
Prozesses derart steuert, daß der Prozeß einen
variablen Zyklus von mindestens vier Takten aufweist,
und daß Mittel vorgesehen sind, durch die ein
Ausschieben von Ladung aus einem Brennraum (22) des
Hubkolben-Verbrennungsmotors (1) erst dann stattfindet,
nachdem mindestens ein Betriebsparameter einen für ihn
vorbestimmten Grenzwert erreicht hat.
2. Hubkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Einlaßventil
(14), mindestens ein Auslaßventil (18) und mindestens
eine Einspritzdüse (20) pro Zylinder vorgesehen sind,
welche derart ausgebildet sind, daß sie von der
Steuervorrichtung (24) durch elektrische Signale
ansteuerbar sind.
3. Hubkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuervorrichtung
(24) ein Sensor (30) angeschlossen ist, der das
Luftverhältnis λ im Brennraum (22) erfaßt, wobei in
Abhängigkeit dieses Wertes die Anzahl und Abfolge der
Takte des motorischen Prozesses regelbar sind.
4. Hubkolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Regelein
richtung (24) einen Sensor (40) zur Messung der Motor
drehzahl und Sensoren (34, 36) zur Messung des Luft
drucks und der Lufttemperatur in einem Luft-Ansaugkanal
(12) und eine Recheneinheit beinhaltet, durch welche
aus den gemessenen Werten für den Luftdruck, die Luft
temperatur und die Motordrehzahl ein Wert für die Luft
masse berechenbar ist, welche während eines Ladungs
wechsels in den Brennraum (22) strömt.
5. Hubkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Motor als Dieselmotor
(1) ausgebildet ist und eine Common-Rail-Einspritz
anlage aufweist, welche von der Steuervorrichtung (24)
derart ansteuerbar ist, daß Kraftstoff mit variablem
Einspritzzeitpunkt, Einspritzdruck und variabler
Einspritzdauer einspritzbar ist.
6. Hubkolben-Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1
bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mindestens eine
Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung aufweist, vorzugs
weise SCR-Denoxierung, Partikelfilter oder Oxidations
katalysatoren.
7. Verfahren zur Steuerung und Regelung des motorischen
Prozesses eines Hubkolben-Verbrennungsmotors (1) mit
variabler Taktfolge in Abhängigkeit von Betriebspara
metern,
dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Prozeß in
einem variablen Zyklus von mindestens vier Takten
abläuft und die Taktfolge derart variiert wird, daß ein
Ausschieben von Ladung aus einem Brennraum (22) des
Hubkolben-Verbrennungsmotors (1) erst dann stattfindet,
nachdem mindestens ein Betriebsparameter einen für ihn
vorbestimmten Grenzwert erreicht hat.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- 1) Ansaugen von Frischluft oder eines Kraftstoff- Luftgemisches in den Brennraum (22), nachdem zuvor ein Einlaßventil (14) geöffnet wurde;
- 2) Verdichten der zuvor eingesaugten Frischluft oder des eingesaugten Kraftstoff-Luftgemisches;
- 3) wahlweises Einspritzen von Kraftstoff und Zünden des Kraftstoff-Luftgemisches;
- 4) erneutes Verdichten der ganz oder teilweise verbrannten Ladung, welche vollständig im Brennraum (22) verbleibt;
- 5) wahlweises Einspritzen von Kraftstoff und Zünden der Ladung;
- 6) Ausschieben der Ladung, nachdem zuvor ein Auslaßven til (18) geöffnet wurde, sofern der Betriebsparameter den für ihn bestimmten Grenzwert erreicht hat und solange dies nicht der Fall ist:
- 7) Weiteres Verdichten, Einspritzen und Zünden gemäß den Schritten 4) und 5) bis der Betriebsparameter den für ihn bestimmten Grenzwert erreicht hat und abschließend
- 8) Ausschieben der Ladung, nachdem zuvor das Auslaß ventil (18) geöffnet wurde.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das im Brennraum (22)
vorhandene Luftverhältnis λ direkt oder indirekt
gemessen wird und daß die Ladung erst dann aus dem
Brennraum (22) geschoben wird, nachdem das im Brennraum
(22) vorhandene Luftverhältnis λ einen unteren Grenz
wert λgrenz erreicht hat, so daß bei überstöchio
metrischer Verbrennung der für eine Verbrennung noch
nicht verwendete Restsauerstoff für weitere Arbeits-
Takte verwendbar ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Einspritzdüse
(20) eingespritzte Kraftstoffmenge durch die
Steuervorrichtung (24) in Abhängigkeit des Betriebs
parameters für jeden der Arbeits-Takte innerhalb eines
Zyklus variierbar ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuer- und Regel
einrichtung (24) ein Wert für die in den Brennraum (22)
eingespritzte oder eingesaugte Kraftstoffmasse einles
bar ist, und daß durch die Recheneinheit aus diesem
Wert und dem Wert für Luftmasse der Wert für das Luft
verhältnis λ berechenbar ist.
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Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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