DE102013001319A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Abgaskrümmer (2), der für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine (1) eine Anschlussleitung (3) aufweist, die ein Auslassventil des Zylinders strömungstechnisch mit einer Abgassammelkammer (4) des Abgaskrümmers (2) verbindet, aus welcher Abgas in Richtung einer Außenumgebung der Brennkraftmaschine (1) abgeführt wird, wobei in die Anschlussleitung (3) wenigstens eine erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) einmündet und stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung (5, 7, 8) eine zweite Sekundärluftleitung (6) vorgesehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) und die zweite Sekundärluftleitung (6) an eine Druckluftquelle angeschlossen sind und in zumindest einer ersten Betriebsart der Brennkraftmaschine (1) nur durch die erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) oder nur durch die zweite Sekundärluftleitung (6) Sekundärluft eingebracht wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer, der für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine Anschlussleitung aufweist, die ein Auslassventil des Zylinders strömungstechnisch mit einer Abgassammelkammer des Abgaskrümmers verbindet, aus welcher Abgas in Richtung einer Außenumgebung der Brennkraftmaschine abgeführt wird, wobei in die Anschlussleitung wenigstens eine erste Sekundärluftleitung einmündet und stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung eine zweite Sekundärluftleitung vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine.
  • Die Brennkraftmaschine dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs. Sie verfügt über mindestens einen Zylinder, vorzugsweise über mehrere Zylinder. Während des Betreibens der Brennkraftmaschine wird in dem Zylinder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, wodurch ein in dem Zylinder angeordneter Kolben angetrieben und mithin ein Drehmoment erzeugt wird. Jedem Zylinder ist wenigstens ein Auslassventil zugeordnet, durch welches bei der Verbrennung entstehendes Abgas aus dem Zylinder abgeführt werden kann. An das Auslassventil ist strömungstechnisch der Abgaskrümmer angeschlossen. Durch diesen kann das Abgas in Richtung der Außenumgebung der Brennkraftmaschine strömen.
  • Zu diesem Zweck weist der Abgaskrümmer für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine wenigstens teilweise separate Anschlussleitung auf, welche auf ihrer einen Seite an das Auslassventil strömungstechnisch angeschlossen ist und mit ihrer anderen Seite in die Abgassammelkammer des Abgaskrümmers einmündet. Entsprechend gelangt das Abgas aus dem Zylinder durch die Anschlussleitung in die Abgassammelkammer und kann aus dieser in Richtung der Außenumgebung abgeführt werden. Bevorzugt ist strömungstechnisch zwischen der Abgassammelkammer und der Außenumgebung wenigstens eine Abgasreinigungseinrichtung vorgesehen, beispielsweise ein Katalysator oder dergleichen. Diese Abgasreinigungseinrichtung dient dazu, das Abgas wenigstens teilweise von Schadstoffen zu befreien. Beispielsweise läuft in dem Katalysator eine chemische Reaktion, insbesondere eine Reduktion, ab, bei welcher in dem Abgas enthaltene Schadstoffe in ungefährliche Produkte überführt werden.
  • Mit einer derartigen Abgasreinigungseinrichtung können ausreichende Umwandlungsraten üblicherweise erst dann erreicht werden, wenn die Abgasreinigungseinrichtung eine bestimmte Temperatur, nämlich ihre Betriebstemperatur, erreicht hat. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die Abgasreinigungseinrichtung nach einem Start der Brennkraftmaschine, insbesondere einem Kaltstart der Brennkraftmaschine, möglichst schnell aufzuheizen. Bei dem Kaltstart weisen die Brennkraftmaschine, die Abgasreinigungseinrichtung oder beide eine Temperatur kleiner ihrer jeweiligen Betriebstemperatur, insbesondere eine der Außentemperatur entsprechende Temperatur auf.
  • Um stromabwärts der Brennkraftmaschine, also insbesondere in dem Abgaskrümmer, noch in dem Abgas enthaltenen, nicht verbrannten Kraftstoff zu verbrennen, ist es häufig vorgesehen, Sekundärluft in das Abgas einzubringen. Zu diesem Zweck sind hier die wenigstens eine erste Sekundärluftleitung sowie die zweite Sekundärluftleitung vorgesehen. Die erste Sekundärluftleitung mündet in die Anschlussleitung ein, während die zweite Sekundärluftleitung stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung angeordnet ist. Das bedeutet, dass die zweite Sekundärluftleitung beispielsweise stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung in die Anschlussleitung oder in die Abgassammelkammer des Abgaskrümmers einmündet. Selbstverständlich kann die zweite Sekundärluftleitung auch zum Einbringen von Sekundärluft stromabwärts des Abgaskrümmers, also vorzugsweise zwischen dem Abgaskrümmer und dem eventuell vorgesehenen Katalysator, oder in den Katalysator vorgesehen sein. Durch das Einbringen der Sekundärluft an mehreren Stellen, nämlich durch die erste Sekundärluftleitung und die zweite Sekundärluftleitung, welche in wenigstens einer Betriebsart der Brennkraftmaschine vorgenommen wird, kann der Wirkungsgrad der Reaktion der Sekundärluft mit dem nicht verbrannten Kraftstoff im Vergleich zur Einbringung an nur einer Position deutlich verbessert werden.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches insbesondere das schnellere Erreichen der Betriebstemperatur durch die Abgasreinigungseinrichtung ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Sekundärluftleitung und die zweite Sekundärluftleitung an eine Druckluftquelle angeschlossen sind und in zumindest einer ersten Betriebsart der Brennkraftmaschine nur durch die erste Sekundärluftleitung oder nur durch die zweite Sekundärluftleitung Sekundärluft eingebracht wird. Die Druckluftquelle kann eine beliebige Luftquelle sein, welche Frischluft bei einem Druck bereitstellt, der höher ist als der Luftdruck in der Außenumgebung der Brennkraftmaschine. Beispielsweise ist die Druckluftquelle eine Pumpe oder dergleichen. Besonders bevorzugt sind die erste Sekundärluftleitung und die zweite Sekundärluftleitung an dieselbe Druckluftquelle angeschlossen, können also gleichzeitig von dieser mit Druckluft versorgt werden.
  • Sind mehrere Zylinder vorgesehen, so liegen selbstverständlich mehrere Anschlussleitungen vor. In jede dieser Anschlussleitungen mündet wenigstens eine erste Sekundärluftleitung ein, sodass in jede Anschlussleitung getrennt Sekundärluft einbringbar ist. Vorzugsweise ist der ersten Sekundärluftleitung sowie der zweiten Sekundärluftleitung jeweils ein Stellventil, insbesondere ein elektromagnetisches Stellventil, zugeordnet, mittels welchem der Massenstrom der durch die erste Sekundärluftleitung beziehungsweise durch die zweite Sekundärluftleitung eingebrachten Sekundärluft eingestellt werden kann. Das Stellventil kann dabei lediglich zum vollständigen Freigeben und vollständigen Unterbrechen der Sekundärluft durch die jeweilige Sekundärluftleitung ausgebildet sein. Es kann jedoch auch das gezielte Einstellen eines beliebigen Massenstroms vorgesehen sein.
  • Zumindest in der ersten Betriebsart soll die Sekundärluft nun nicht durch beide Sekundärluftleitungen, also sowohl die wenigstens eine erste Sekundärluftleitung als auch die zweite Sekundärluftleitung, eingebracht werden, sondern ausschließlich durch die erste Sekundärluftleitung oder ausschließlich durch die zweite Sekundärluftleitung. Besonders bevorzugt münden sowohl die erste Sekundärluftleitung als auch die zweite Sekundärluftleitung in den Abgaskrümmer ein, sodass insoweit das Einbringen der Sekundärluft in diesen erfolgt. Selbstverständlich kann jedoch auch lediglich durch die erste Sekundärluftleitung das Einbringen der Sekundärluft in den Abgaskrümmer, insbesondere in die Anschlussleitung vorgesehen sein, während durch die zweite Sekundärluftleitung Sekundärluft stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung einbringbar ist, beispielsweise strömungstechnisch zwischen dem Abgaskrümmer und der Abgasreinigungseinrichtung oder in die Abgasreinigungseinrichtung.
  • Durch das Einbringen der Sekundärluft lediglich durch die erste Sekundärluftleitung oder lediglich durch die zweite Sekundärluftleitung wird der Wirkungsgrad der Reaktion der Sekundärluft mit eventuell noch in dem Abgas enthaltenem, nicht verbranntem Kraftstoff verringert. Entsprechend vergrößert sich die Menge der bei der Reaktion entstehenden Schadstoffe. Auf diese Art und Weise kann eine stark erhöhte Enthalpie erzielt werden, welche zum Aufheizen der Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere des Katalysators, dienen kann. Insbesondere wenn die erste Betriebsart erst dann durchgeführt wird, wenn die Abgasreinigungseinrichtung bereits teilweise aufgeheizt ist, können die zusätzlichen Schadstoffe, insbesondere Kohlenwasserstoffmoleküle und/oder Kohlenmonoxidmoleküle, aufgrund ihrer Reaktionsenthalpie in der Abgasreinigungseinrichtung eine hohe Wärmeentwicklung bewirken. Besonders bevorzugt wird in der ersten Betriebsart lediglich durch die zweite Sekundärluftleitung Sekundärluft eingebracht, während durch die erste Sekundärluftleitung keine Sekundärluft in das Abgas gelangt. Dazu werden die vorstehend erwähnten Stellventile entsprechend eingestellt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor, bei oder nach einem Start der Brennkraftmaschine in einem ersten Zeitabschnitt eine zweite Betriebsart durchgeführt wird, in welcher durch die erste Sekundärluftleitung und die zweite Sekundärluftleitung Sekundärluft eingebracht wird. Unter dem Start ist dabei beispielsweise ein Kaltstart zu verstehen, bei welchem die Brennkraftmaschine und/oder die Abgasreinigungseinrichtung eine Temperatur aufweisen, welche kleiner als die jeweilige Betriebstemperatur ist und insbesondere der Außentemperatur entspricht. Während des ersten Zeitabschnitts wird nun die zweite Betriebsart durchgeführt. In dieser werden sowohl durch die erste Sekundärluftleitung als auch die zweite Sekundärluftleitung Sekundärluft eingebracht, insbesondere in den Abgaskrümmer. Mithilfe der zweiten Betriebsart können die Brennkraftmaschine und/oder die Abgasreinigungseinrichtung zunächst erwärmt werden. Beispielsweise wird während des ersten Zeitabschnitts ein in Strömungsrichtung gesehen erster Bereich der Abgasreinigungseinrichtung aufgeheizt und dabei vorzugsweise auf die Betriebstemperatur der Abgasreinigungseinrichtung gebracht. Dieser erste Bereich steht mithin bereits zur Konvertierung von Schadstoffen mit hohem Wirkungsgrad zur Verfügung, während die in Strömungsrichtung auf ihn folgenden Bereiche noch nicht die Betriebstemperatur erreicht haben. Nachfolgend kann dann mit der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise in der ersten Betriebsart die Menge der mittels der Abgasreinigungseinrichtung zu konvertierenden Schadstoffe derart erhöht werden, dass die Reaktion der Schadstoffe in der Abgasreinigungseinrichtung diese weiter erwärmen.
  • Mit dem Durchführen der zweiten Betriebsart während des ersten Zeitabschnitts kann bereits vor dem Starten der Brennkraftmaschine begonnen werden, um die Wirkung zu erhöhen. Besonders bevorzugt beginnt der erste Zeitabschnitt jedoch bei dem Start der Brennkraftmaschine, sodass die zweite Betriebsart unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich an den ersten Zeitabschnitt unmittelbar ein zweiter Zeitabschnitt anschließt, in welchem die erste Betriebsart durchgeführt wird. Auf diese Vorgehensweise wurde bereits vorstehend hingewiesen. Die dahinterstehende Grundidee ist das Anfachen der Reaktion stromaufwärts bei hoher Temperatur des Grundabgases sowie das zusätzlich Verstärken der Reaktion stromabwärts, insbesondere in der Nähe der Abgasreinigungseinrichtung, um den Wärmeverlust zu minimieren.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich in dem zweiten Zeitabschnitt unmittelbar ein dritter Zeitabschnitt anschließt, in welchem die zweite Betriebsart durchgeführt wird. Beispielsweise dauert der zweite Zeitabschnitt solange an, bis die Brennkraftmaschine und/oder die Abgasreinigungseinrichtung ihre jeweilige Betriebstemperatur erreicht haben, insbesondere vollständig erreicht haben. Nachfolgend ist ein weiteres Aufheizen nicht mehr notwendig, sodass wieder in die zweite Betriebsart gewechselt wird, welche in dem dritten Zeitabschnitt durchgeführt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, ist der Wirkungsgrad der Reaktion der Sekundärluft mit dem unverbrannten Kraftstoff in der zweiten Betriebsart höher als in der ersten Betriebsart. Entsprechend soll nach ausreichendem Aufheizen der Brennkraftmaschine und/oder der Abgasreinigungseinrichtung ein Betriebszustand mit für den Dauerbetrieb der Brennkraftmaschine vorteilhaften Parametern erreicht werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in die Anschlussleitung mehrere erste Sekundärluftleitungen einmünden, durch welche gleichzeitig Sekundärluft eingebracht wird. Diese mehreren ersten Sekundärluftleitungen sind in Strömungsrichtung des Abgases voneinander beabstandet angeordnet. Auf diese Art und Weise kann die Sekundärluft mit einem vergleichsweise großen Massenstrom in die Anschlussleitung eingebracht werden. Bevorzugt weisen alle ersten Sekundärluftleitungen denselben Querschnitt auf, insbesondere denselben Querschnitt wie die zweite Sekundärluftleitung auf. Durch die mehreren ersten Sekundärluftleitungen kann in letzterem Fall also ein Mehrfaches desjenigen Massenstroms eingebracht werden, welcher durch die zweite Sekundärluftleitung einbringbar ist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Druckluftquelle ein elektrisch betriebener und/oder unterstützter Lader verwendet wird. In ersterem Fall ist die Druckluftquelle beziehungsweise der Lader beispielsweise als elektrisch angetriebener Verdichter ausgeführt. In letzterem Fall liegt er vorzugsweise als Kompressor oder Abgasturbolader vor, welcher mittels eines Elektromotors unterstützbar ist.
  • Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass der zweite Zeitabschnitt mindestens 1 Sekunde, mindestens 2 Sekunden, mindestens 3 Sekunden, mindestens 4 Sekunden, mindestens 5 Sekunden, mindestens 7,5 Sekunden oder mindestens 10 Sekunden andauert. Mit einer solchen Dauer kann eine ausreichende Aufheizung, insbesondere der Abgasreinigungseinrichtung, sichergestellt werden. Der zweite Zeitabschnitt kann jedoch nicht nur zum Aufheizen der Abgasreinigungseinrichtung verwendet werden, sondern zusätzlich oder alternativ auch zum Regenerieren der Abgasreinigungseinrichtung, welche beispielsweise als Partikelfilter ausgebildet ist. Bei dem Regenerieren werden in dem Partikelfilter enthaltene Kohlenstoffpartikel abgebrannt.
  • Beispielsweise werden während des zweiten Zeitabschnitts durch die wenigstens eine erste Sekundärluftleitung und durch die zweite Sekundärluftleitung in der ersten Betriebsart unterschiedliche Sekundärluftmassenströme eingebracht. Dabei werden die Sekundärluftmassenströmen betrachtet, welche durch alle der Anschlussleitung zugeordneten ersten Sekundärluftleitungen in diese eingebracht werden. Besonders bevorzugt ist der Sekundärluftmassenstrom durch die erste Sekundärluftleitung beziehungsweise durch alle der Anschlussleitung zugeordneten ersten Sekundärluftleitungen größer als der Sekundärluftmassenstrom, welcher durch die zweite Sekundärluftleitung eingebracht wird.
  • Schließlich kann vorgesehen sein, dass der Sekundärluftmassenstrom durch die zweite Sekundärluftleitung in der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart gleich gewählt wird. Es ist also nicht vorgesehen, in der ersten Betriebsart den Sekundärluftmassenstrom durch die zweite Sekundärluftleitung zu verändern, insbesondere zu vergrößern, um den Gesamtsekundärluftmassenstrom zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart gleichzuhalten, welcher in der ersten Betriebsart durch das Verschließen der ersten Sekundärluftleitung verringert ist. Vielmehr soll der Sekundärluftmassenstrom durch die zweite Sekundärluftleitung in beiden Betriebsarten gleich gewählt sein.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, mit einem Abgaskrümmer, der für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine Anschlussleitung aufweist, die ein Auslassventil des Zylinders strömungstechnisch mit einer Abgassammelkammer des Abgaskrümmers verbindet, aus welcher Abgas in Richtung einer Außenumgebung der Brennkraftmaschine abführbar ist, wobei in die Anschlussleitung wenigstens eine erste Sekundärluftleitung einmündet und stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung eine zweite Sekundärluftleitung vorgesehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Sekundärluftleitung und die zweite Sekundärluftleitung an eine Druckluftquelle angeschlossen sind und die Brennkraftmaschine dazu ausgebildet ist, in zumindest einer ersten Betriebsart nur durch die erste Sekundärluftleitung oder nur durch die zweite Sekundärluftleitung Sekundärluft einzubringen. Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits eingegangen. Die Brennkraftmaschine sowie das entsprechende Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
  • Figur eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Abgaskrümmers.
  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Brennkraftmaschine 1, nämlich einen Abgaskrümmer 2. Dieser weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 1 wenigstens eine Anschlussleitung 3 auf. Beispielsweise ist für jedes Auslassventil jedes Zylinders der Brennkraftmaschine 1 eine derartige Anschlussleitung 3 vorgesehen. Der dargestellte Abgaskrümmer 2 ist für eine Brennkraftmaschine 1 mit vier Zylindern vorgesehen, wobei jeder dieser Zylinder über zwei Auslassventile verfügt. Die Anschlussleitungen 3 laufen in einer Abgassammelkammer 4 des Abgaskrümmers 2 zusammen. Es kann auch vorgesehen sein, dass, wie hier dargestellt, wenigstens zwei der Anschlussleitungen 3 bereits vor der Abgassammelkammer 4 zusammenlaufen. Dies ist insbesondere für demselben Zylinder zugeordnete Anschlussleitungen 3 vorgesehen. Alternativ kann jedoch auch jede der Anschlussleitungen 3 separat bis zu der Abgassammelkammer 4 verlaufen, also von den weiteren Anschlussleitungen 3 stromabwärts der Brennkraftmaschine 1 bis hin zu der Abgassammelkammer 4 strömungstechnisch getrennt von diesen sein.
  • Mithilfe des Abgaskrümmers 2 kann Abgas, welches bei dem Betrieb der Brennkraftmaschine 1 entsteht, in Richtung einer Außenumgebung der Brennkraftmaschine 1 abgeführt werden. Stromabwärts des Abgaskrümmers 2, also auf der der Brennkraftmaschine 1 abgewandten Seite des Abgaskrümmers 2, ist dabei üblicherweise eine Abgasreinigungseinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise als Katalysator ausgebildet ist oder zumindest einen solchen aufweist.
  • In die Anschlussleitungen 3 mündet jeweils wenigstens eine erste Sekundärluftleitung 5 ein. Diese ist beispielsweise unmittelbar im Bereich der Auslassventile vorgesehen, schließt sich also in Strömungsrichtung des Abgases unmittelbar beziehungsweise mit geringem Abstand an diese an. Stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung 5 – bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases – mündet zumindest eine zweite Sekundärluftleitung 6 ein. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei zweite Sekundärluftleitungen 6 vorgesehen, welche in die Abgassammelkammer 4 des Abgaskrümmers 2 einmünden. Neben den bereits beschriebenen Sekundärluftleitungen 5 und 6 können weitere erste Sekundärluftleitungen 7 und 8 vorgesehen sein, welche strömungstechnisch nach der ersten Sekundärluftleitung 5 in die jeweilige Anschlussleitung 3 einmünden.
  • Die Sekundärluftleitungen 5, 6 und 7 sind nun an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen, vorzugsweise an dieselbe Druckluftquelle. Insbesondere in letzterem Fall ist jeder der Druckluftleitungen 5, 6 und 7 zumindest ein Stellventil zugeordnet, mit welchem ein Sekundärluftmassenstrom durch die jeweilige Sekundärluftleitung 5, 6 beziehungsweise 7 einstellbar ist. Mithilfe der Sekundärluftleitungen 5, 6 und 7 kann Sekundärluft eingebracht werden, wobei dies mithilfe der Sekundärluftleitungen 5, 7 und 8 in die Anschlussleitungen 3 und mithilfe der Sekundärluftleitungen 6 stromabwärts der Sekundärluftleitungen 5, 7 und 8 erfolgen kann. In zumindest einer ersten Betriebsart der Brennkraftmaschine ist es nun vorgesehen, dass lediglich durch die zweiten Sekundärluftleitungen 6 Sekundärluft eingebracht wird, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in den Abgaskrümmer 2 beziehungsweise dessen Abgassammelkammer 4.
  • Bei einem Start der Brennkraftmaschine 1, insbesondere bei einem Kaltstart, bei welchem die Brennkraftmaschine 1 und/oder eine hier nicht dargestellte Abgasreinigungseinrichtung eine Temperatur aufweist, welche kleiner als eine jeweilige Betriebstemperatur ist beziehungsweise der Außentemperatur entspricht, soll zunächst in einem ersten Zeitabschnitt eine zweite Betriebsart durchgeführt werden, in welcher sowohl durch die ersten Sekundärluftleitungen 5, 7 und 8 als auch durch die zweiten Sekundärluftleitungen 6 Sekundärluft eingebracht wird. In dieser zweiten Betriebsart kann die eingebrachte Sekundärluft, welche bevorzugt als Frischluft vorliegt, mit hohem Wirkungsgrad mit eventuell noch in dem Abgas der Brennkraftmaschine 1 enthaltenem Kraftstoff reagieren. Entsprechend entsteht bei dieser Reaktion lediglich eine geringe Menge an Schadstoffen.
  • Sobald die Brennkraftmaschine 1 und/oder die Abgasreinigungseinrichtung eine bestimmte Temperatur erreicht haben, wird während eines zweiten Zeitabschnitts die erste Betriebsart durchgeführt. In dieser wird lediglich durch die zweiten Sekundärluftleitungen 6 Sekundärluft eingebracht. Auf diese Art und Weise wird der Wirkungsgrad der Reaktion der Sekundärluft mit dem Kraftstoff verringert, sodass eine größere Menge an Schadstoffen anfällt. Diese bewirken aufgrund ihrer Reaktionsenthalpie in der Abgasreinigungseinrichtung eine sehr starke Wärmeentwicklung, welche eine schnelle weitere Aufheizung der Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere des Katalysators, bewirkt.
  • Beispielsweise weist der erste Zeitabschnitt eine Dauer von höchstens 5 Sekunden, höchstens 6 Sekunden, höchstens 7 Sekunden oder höchstens 8 Sekunden auf. Die Dauer des zweiten Zeitabschnitts beträgt beispielsweise mindestens 1 Sekunde, mindestens 2 Sekunden, mindestens 3 Sekunden, mindestens 4 Sekunden, mindestens 5 Sekunden oder mindestens 6 Sekunden. An den zweiten Zeitabschnitt schließt sich bevorzugt unmittelbar ein dritter Zeitabschnitt an, in welchem erneut die zweite Betriebsart durchgeführt wird. Beispielsweise wird der zweite Zeitabschnitt beendet und mithin der dritte Zeitabschnitt eingeleitet, wenn die Brennkraftmaschine 1 und/oder die Abgasreinigungseinrichtung vollständig eine bestimmte Temperatur, insbesondere ihre Betriebstemperatur, aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Brennkraftmaschine
    2
    Abgaskrümmer
    3
    Anschlussleitung
    4
    Abgassammelkammer
    5
    1. Sekundärluftleitung
    6
    2. Sekundärluftleitung
    7
    1. Sekundärluftleitung
    8
    1. Sekundärluftleitung

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Abgaskrümmer (2), der für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine (1) eine Anschlussleitung (3) aufweist, die ein Auslassventil des Zylinders strömungstechnisch mit einer Abgassammelkammer (4) des Abgaskrümmers (2) verbindet, aus welcher Abgas in Richtung einer Außenumgebung der Brennkraftmaschine (1) abgeführt wird, wobei in die Anschlussleitung (3) wenigstens eine erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) einmündet und stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung (5, 7, 8) eine zweite Sekundärluftleitung (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) und die zweite Sekundärluftleitung (6) an eine Druckluftquelle angeschlossen sind und in zumindest einer ersten Betriebsart der Brennkraftmaschine (1) nur durch die erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) oder nur durch die zweite Sekundärluftleitung (6) Sekundärluft eingebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor, bei oder nach einem Start der Brennkraftmaschine (1) in einem ersten Zeitabschnitt eine zweite Betriebsart durchgeführt wird, in welcher durch die erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) und die zweite Sekundärluftleitung (6) Sekundärluft eingebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den ersten Zeitabschnitt unmittelbar ein zweiter Zeitabschnitt anschließt, in welchem die erste Betriebsart durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den zweiten Zeitabschnitt unmittelbar ein dritter Zeitabschnitt anschließt, in welchem die zweite Betriebsart durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Anschlussleitung (3) mehrere erste Sekundärluftleitungen (5, 7, 8) einmünden, durch welche gleichzeitig Sekundärluft eingebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckluftquelle ein elektrisch betriebener und/oder unterstützter Lader verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zeitabschnitt mindestens 1 Sekunde, mindestens 2 Sekunden, mindestens 3 Sekunden, mindestens 4 Sekunden, mindestens 5 Sekunden, mindestens 7,5 Sekunden oder mindestens 10 Sekunden andauert.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die wenigstens eine Sekundärluftleitung (5, 7, 8) und durch die zweite Sekundärluftleitung (6) in der ersten Betriebsart unterschiedliche Sekundärluftmassenströme eingebracht werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärluftmassenstrom durch die zweite Sekundärluftleitung (6) in der ersten Betriebsart und in der zweiten Betriebsart gleich gewählt wird.
  10. Brennkraftmaschine (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Abgaskrümmer (2), der für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine (1) eine Anschlussleitung (3) aufweist, die ein Auslassventil des Zylinders strömungstechnisch mit einer Abgassammelkammer (4) des Abgaskrümmers (2) verbindet, aus welcher Abgas in Richtung einer Außenumgebung der Brennkraftmaschine (1) abführbar ist, wobei in die Anschlussleitung (3) wenigstens eine Sekundärluftleitung (5, 7, 8) einmündet und stromabwärts der ersten Sekundärluftleitung (5, 7, 8) eine zweite Sekundärluftleitung (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) und die zweite Sekundärluftleitung (6) an eine Druckluftquelle angeschlossen sind und die Brennkraftmaschine (1) dazu ausgebildet ist, in zumindest einer ersten Betriebsart nur durch die erste Sekundärluftleitung (5, 7, 8) oder nur durch die zweite Sekundärluftleitung (6) Sekundärluft einzubringen.
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