DE102015202955A1

DE102015202955A1 - Method for operating an internal combustion engine, method for designing an internal combustion engine and internal combustion engine

Info

Publication number: DE102015202955A1
Application number: DE102015202955.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rothmaier; Wolfgang FIMML; Frederic DUMSER
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), mit einem Brennraum (3), dem ein variabel einstellbares Einlassventil (5) zugeordnet ist, wobei die Brennkraftmaschine (1) in einem Miller-Kreisprozess betrieben wird, und wobei das variabel einstellbare Einlassventil (5) parameterabhängig derart angesteuert wird, dass eine Ladungsfüllung des Brennraums (3) erhöht wird.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (1), having a combustion chamber (3), to which a variably adjustable inlet valve (5) is assigned, wherein the internal combustion engine (1) is operated in a Miller cycle, and wherein the variably adjustable Inlet valve (5) is parameter-dependent controlled such that a charge filling of the combustion chamber (3) is increased.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, ein Verfahren zum Auslegen einer Brennkraftmaschine, und eine Brennkraftmaschine. The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, a method for designing an internal combustion engine, and an internal combustion engine.

Insbesondere im Bereich stationärer Gasmotoren ist es wichtig, höchste Füllungsgrade zu erzielen. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz variabler Einlass-Steuerzeiten – insbesondere im Rahmen eines Miller-Kreisprozesses – mit optimierten Steuerflanken erreicht werden. Ein früheres Schließen eines Einlassventils eröffnet die Möglichkeit, den thermodynamischen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine durch ein gesteigertes Verdichtungsverhältnis zu erhöhen oder einen Zündzeitpunkt aufgrund größerer Klopfabstände nach früh zu verstellen. Dadurch kann die Verbrennung dem Ideal einer Gleichraumverbrennung angenähert werden, und es ist eine schnellstmögliche Umsetzung des Brennstoffs erzielbar. Nachteilig ist allerdings, dass sich durch den früheren Einlassschluss erhöhte Druckpulsationen in einem Ladepfad ergeben, die einer optimalen Brennraumfüllung entgegenwirken und zu einer erhöhten Ladungswechselarbeit beitragen können. Diese Effekte relativieren den Wirkungsgradgewinn, der durch den Einsatz einer variablen Ventilsteuerung erreicht werden kann. Particularly in the field of stationary gas engines, it is important to achieve the highest levels of filling. This can be achieved, for example, by the use of variable inlet control times - in particular in the context of a Miller cycle - with optimized control edges. Earlier closing of an intake valve opens up the possibility of increasing the thermodynamic efficiency of the internal combustion engine through an increased compression ratio or of adjusting an ignition point early due to greater knock intervals. As a result, the combustion can be approximated to the ideal of combustion of the same volume, and the fastest possible conversion of the fuel can be achieved. The disadvantage, however, is that increased pressure pulsations result in a charging path due to the earlier inlet closing, which counteract optimum combustion chamber filling and can contribute to increased charge exchange work. These effects relativize the efficiency gain that can be achieved through the use of variable valve timing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, ein Verfahren zum Auslegen einer Brennkraftmaschine und eine Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten. The invention has for its object to provide a method for operating an internal combustion engine, a method for designing an internal combustion engine and an internal combustion engine, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, die einen Brennraum aufweist, dem ein variabel einstellbares Einlassventil zugeordnet ist. Dabei wird die Brennkraftmaschine in einem Miller-Kreisprozess betrieben. Ein Einlassschluss des Einlassventils liegt also vor einem Erreichen eines unteren Totpunkts eines dem Brennraum zugeordneten Kolbens. Das Einlassventil wird derart parameterabhängig angesteuert, dass eine Ladungsfüllung des Brennraums – insbesondere im Vergleich zu einer konstanten oder nicht parameterabhängig gewählten Ansteuerung des Einlassventils – erhöht wird. Insbesondere wird eine gasdynamische Ladungsfüllung des Brennraums durch parameterabhängige Ansteuerung des Einlassventils erhöht. Dabei zeigt sich, dass das Einlassventil insbesondere derart ansteuerbar ist, dass Druckpulsationen in dem Ladepfad der Brennkraftmaschine zur Erhöhung des Füllungsgrads genutzt werden können. Dadurch wird zum einen vermieden, dass sich die Druckpulsationen negativ auf den Füllungsgrad auswirken, zum anderen werden diese bevorzugt gezielt genutzt, um eine möglichst große Luft- oder Gemischmasse in den Brennraum einzubringen. Somit ist durch die parameterabhängige Ansteuerung des Einlassventils eine optimale Füllung des Brennraums erzielbar, sodass keine Relativierung des durch die Verwendung des variabel einstellbaren Einlassventils erzielten Wirkungsgradgewinns zu befürchten ist. Besonders bevorzugt ist es sogar möglich, den Wirkungsgrad noch zu steigern. The object is achieved in particular by providing a method for operating an internal combustion engine which has a combustion chamber to which a variably adjustable inlet valve is assigned. The internal combustion engine is operated in a Miller cycle. An inlet closing of the intake valve is thus before reaching a bottom dead center of a piston associated with the combustion chamber. The inlet valve is controlled in a parameter-dependent manner such that a charge filling of the combustion chamber is increased, in particular in comparison with a constant or non-parameter-dependent activation of the inlet valve. In particular, a gas-dynamic charge filling of the combustion chamber is increased by parameter-dependent control of the intake valve. It turns out that the inlet valve can be controlled in particular such that pressure pulsations in the charging path of the internal combustion engine can be used to increase the degree of filling. This avoids, on the one hand, that the pressure pulsations have a negative effect on the degree of filling, and on the other hand, they are preferably used selectively in order to introduce the largest possible mass of air or mixture into the combustion chamber. Thus, an optimal filling of the combustion chamber can be achieved by the parameter-dependent control of the intake valve, so that no relativization of the efficiency gain achieved by the use of the variably adjustable intake valve is to be feared. Particularly preferably, it is even possible to increase the efficiency even more.

Der Begriff „Ladepfad“ bezeichnet einen Leitungsbereich, über welchen dem Brennraum der Brennkraftmaschine Verbrennungsluft und/oder ein Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch zuführbar ist. The term "charging path" denotes a line region, via which the combustion chamber of the internal combustion engine combustion air and / or a combustion air-fuel mixture can be fed.

Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens eine stationäre Brennkraftmaschine betrieben. Hierbei verwirklichen sich in besonderer Weise die mit dem Verfahren verbundenen Vorteile, insbesondere da die stationäre Brennkraftmaschine typischerweise in einem stationären Leistungspunkt und insbesondere in ihrem Nennleistungspunkt betrieben wird, wo das Verfahren in besonders günstiger und effizienter Weise durchführbar ist. Particularly preferably, a stationary internal combustion engine is operated within the scope of the method. In this way, the advantages associated with the method are realized in a special way, in particular since the stationary internal combustion engine is typically operated at a steady-state power point and in particular at its rated power point, where the method can be carried out in a particularly favorable and efficient manner.

Ganz besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens ein Gasmotor als Brennkraftmaschine betrieben, insbesondere ein stationärer Gasmotor. Dabei wirkt es sich bei diesem Typ Brennkraftmaschinen in besonderer Weise vorteilhaft aus, wenn höchste Füllungsgrade des Brennraums erreichbar sind. In the context of the method, a gas engine is very particularly preferably operated as an internal combustion engine, in particular a stationary gas engine. In this case, it is particularly advantageous in this type of internal combustion engine when the highest fill levels of the combustion chamber can be achieved.

Das variabel einstellbare Einlassventil weist vorzugsweise einen vollvariablen Ventiltrieb auf. Damit ist es in besonders flexibler und effizienter Weise parameterabhängig ansteuerbar. The variably adjustable intake valve preferably has a fully variable valve train. This makes it possible to control the parameters in a particularly flexible and efficient manner.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher der wenigstens eine Parameter, abhängig von dem das Einlassventil angesteuert wird, ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, einer Lastanforderung an die Brennkraftmaschine, einem Ladedruck, insbesondere einem zeitlichen Ladedruckverlauf, und einem Abgasdruck stromabwärts des Brennraums. Vorzugsweise sind Werte zur Ansteuerung des Einlassventils in wenigstens einem Kennfeld in Abhängigkeit von wenigstens einem der genannten Parameter hinterlegt. An embodiment of the method is preferred in which the at least one parameter as a function of which the inlet valve is actuated is selected from a group comprising a rotational speed of the internal combustion engine, a load request to the internal combustion engine, a boost pressure, in particular a temporal boost pressure progression, and an exhaust pressure downstream of the combustion chamber. Preferably, values for controlling the intake valve are stored in at least one characteristic field as a function of at least one of the mentioned parameters.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Steuerparameter des Einlassventils parameterabhängig variiert wird. Der wenigstens eine Steuerparameter ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Phasenlage des Ventilhubverlaufs, einem zeitlichen oder kurbelwinkelabhängigen Verlauf der Ventilhubkurve, einem Öffnungswinkel des Einlassventils, und einem Einlassschluss oder einem Schließwinkel desselben. Dabei kann eine Variation von wenigstens einem dieser Steuerparameter oder Steuerzeiten in besonders effizienter Weise verwendet werden, um den Füllungsgrad für den Brennraum zu erhöhen. An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that at least one control parameter of the inlet valve is varied as a function of the parameter. The at least one control parameter is preferred selected from a phase angle of the Ventilhubverlaufs, a time or crank angle dependent course of the valve lift curve, an opening angle of the intake valve, and an inlet closing or a closing angle thereof. In this case, a variation of at least one of these control parameters or control times can be used in a particularly efficient manner in order to increase the degree of filling for the combustion chamber.

Im Rahmen der Ansteuerung des Einlassventils wird demnach vorzugsweise wenigstens eine Einlasssteuerzeit in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Parameter variiert. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Einlasssteuerzeit betriebspunktabhängig, insbesondere drehzahlabhängig und/oder abhängig von der Lastanforderung an die Brennkraftmaschine variiert wird. Weiterhin ist bevorzugt eine ladedruckabhängige Variation, insbesondere abhängig von einem zeitlichen Ladedruckverlauf, und/oder eine abgasdruckabhängige Variation der Einlasssteuerzeit möglich. In the context of the activation of the inlet valve, therefore, at least one inlet control time is preferably varied as a function of the at least one parameter. In this case, it is possible, in particular, for the intake control time to be varied as a function of the operating point, in particular as a function of the speed and / or as a function of the load requirement on the internal combustion engine. Furthermore, a charge pressure-dependent variation, in particular depending on a temporal boost pressure profile, and / or an exhaust pressure dependent variation of the intake control time is preferably possible.

Unter einer Einlasssteuerzeit wird hier insbesondere ein Öffnungswinkel – insbesondere angegeben in °KW vor einem oberen Totpunkt des dem Brennraum zugeordneten Kolbens, ein Einlassschluss – insbesondere angegeben in °KW vor einem unteren Totpunkt des Kolbens, eine Steigung einer Einlassflanke der Ventilhubkurve, und/oder eine Steigung einer Auslassflanke der Ventilhubkurve. Here, in particular, an opening angle - in particular indicated in ° CA before a top dead center of the piston assigned to the combustion chamber, an inlet closure - in particular indicated in ° CA before a bottom dead center of the piston, an incline of an inlet flank of the valve lift curve, and / or one Slope of an outlet edge of the valve lift curve.

Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens der Einlassschluss des Einlassventils parameterabhängig variiert. Dabei ist es insbesondere möglich, diesen abhängig von einem zeitlichen Verlauf des Ladedrucks, insbesondere also in Abhängigkeit von Druckpulsationen in dem Ladepfad so zu wählen, dass ein möglichst großer Füllungsgrad für den Brennraum erreicht wird. Besonders bevorzugt wird der Einlassschluss so gewählt, dass eine Strömungsgeschwindigkeit der Ladungsmasse, also einer Luftmasse oder einer Gemischmasse, entlang des Ladepfads im Bereich des Ventilsitzes des Einlassventils zum Zeitpunkt des Einlassschlusses von Null verschieden und insbesondere positiv, das heißt in den Brennraum gerichtet ist. Dadurch kann vermieden werden, dass das Einlassventil noch zu Zeiten offen ist, in denen keine Strömung in den Brennraum mehr stattfindet, oder zu denen bereits eine Rückströmung aus dem Brennraum in den Ladepfad stattfindet. Within the scope of the method, the inlet closing of the inlet valve is particularly preferably varied as a function of the parameter. In this case, it is possible, in particular, to select it as a function of a time characteristic of the charge pressure, in particular, as a function of pressure pulsations in the charge path, in such a way that the greatest possible degree of filling of the combustion chamber is achieved. Particularly preferably, the inlet closing is selected so that a flow velocity of the charge mass, ie an air mass or a mixture mass, along the charging path in the region of the valve seat of the inlet valve at the time of inlet closure is different from zero and in particular positive, that is directed into the combustion chamber. This can avoid that the inlet valve is still open at times when no flow into the combustion chamber takes place, or to which there is already a return flow from the combustion chamber into the charging path.

Es ist möglich, dass der zeitliche Ladedruckverlauf mittels eines geeigneten Sensors gemessen und das Einlassventil abhängig von einem Messwert des Sensors angesteuert wird. Alternativ ist es möglich, dass eine Abhängigkeit des Ladedruckverlaufs von anderen, gegebenenfalls leichter und kostengünstiger erfassbaren Größen der Brennkraftmaschine, in einem Steuergerät derselben hinterlegt ist, wobei das Einlassventil dann abhängig von einer solchen Größe angesteuert werden kann. Dabei ist der zeitliche Ladedruckverlauf insbesondere abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, ganz besonders von einer Drehzahl und/oder einer Lastanforderung an die Brennkraftmaschine. Auch der Abgasdruck stromabwärts des Brennraums kann zur Bestimmung des zeitlichen Ladedruckverlaufs herangezogen werden. Insbesondere ist es möglich, in Prüfstandsversuchen Abhängigkeiten zwischen wenigstens einer der zuvor genannten Größen und dem zeitlichen Ladedruckverlauf zu erfassen, und diese Abhängigkeiten in Kennfeldern für die Ansteuerung des Einlassventils zu hinterlegen. It is possible that the temporal boost pressure profile is measured by means of a suitable sensor and the inlet valve is controlled as a function of a measured value of the sensor. Alternatively, it is possible that a dependency of the boost pressure curve on other variables of the internal combustion engine, which may possibly be easier and less expensive, is stored in a control device of the same, wherein the inlet valve can then be actuated as a function of such a variable. In this case, the temporal boost pressure profile is dependent, in particular, on an operating point of the internal combustion engine, in particular of a rotational speed and / or a load requirement on the internal combustion engine. Also, the exhaust pressure downstream of the combustion chamber can be used to determine the time load pressure curve. In particular, it is possible to detect dependencies between at least one of the previously mentioned variables and the temporal boost pressure curve in test bench trials, and to deposit these dependencies in characteristic diagrams for the control of the intake valve.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass ein Verdichtungsverhältnis in dem Brennraum durch Ansteuerung des Einlassventils erhöht wird. Dabei ist es insbesondere durch Variation des Einlassschlusses möglich, das Verdichtungsverhältnis zu beeinflussen und insbesondere durch Frühverstellen des Einlassschlusses zu erhöhen. Durch einen fülligeren Verlauf der Ventilhubkurve und/oder durch eine entsprechende Wahl des Öffnungswinkels, also des Kurbelwinkels, bei welchem das Einlassventil öffnet, kann gleichwohl eine optimale Füllung für den Brennraum erreicht werden. Somit ist es möglich, einen hohen Wirkungsgrad bei zugleich hohem Füllungsgrad zu erreichen. An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that a compression ratio in the combustion chamber is increased by driving the inlet valve. In this case, it is possible, in particular by varying the inlet closing, to influence the compression ratio and, in particular, to increase it by early adjustment of the inlet closing. By a fuller course of the valve lift and / or by an appropriate choice of the opening angle, so the crank angle at which the inlet valve opens, however, an optimal filling for the combustion chamber can be achieved. Thus, it is possible to achieve high efficiency at the same time high degree of filling.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass ein Zündzeitpunkt für den wenigstens einen Brennraum parameterabhängig – insbesondere nach früh – verstellt wird. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine weiter erhöht werden. Der Zündzeitpunkt wird dabei vorzugsweise abhängig von wenigstens einem Parameter ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Öffnungswinkel des Einlassventils, einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, einer Lastanforderung an die Brennkraftmaschine, einem Ladedruck in dem Ladepfad, insbesondere einem zeitlichen Ladedruckverlauf, und einem Abgasdruck stromabwärts des Brennraums verstellt. Dabei ist es insbesondere möglich, einen Klopfabstand der Brennkraftmaschine konstant zu halten oder sogar zu vergrößern, und so zugleich den Wirkungsgrad zu erhöhen und die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. An embodiment of the method is also preferred which is characterized in that an ignition point for the at least one combustion chamber is adjusted as a function of the parameter, in particular, very early. As a result, the efficiency of the internal combustion engine can be further increased. The ignition timing is preferably adjusted depending on at least one parameter selected from a group consisting of an opening angle of the intake valve, a speed of the internal combustion engine, a load request to the internal combustion engine, a boost pressure in the charging path, in particular a temporal boost pressure curve, and an exhaust pressure downstream of the combustion chamber , It is particularly possible to keep a knocking distance of the internal combustion engine constant or even increase, and so at the same time to increase the efficiency and to ensure the reliability of the internal combustion engine.

Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Auslegen einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraum, dem wenigstens ein variabel einstellbares Einlassventil zugeordnet ist, geschaffen wird, wobei ein zeitlicher Druckverlauf in einem Ladepfad stromaufwärts des Einlassventils ermittelt wird, und wobei wenigstens ein Parameter und/oder wenigstens eine geometrische Konstruktion der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von dem ermittelten Druckverlauf derart angepasst wird, dass eine Ladungsfüllung des Brennraums verbessert, insbesondere optimiert wird. Bei einer derart konstruierten Brennkraftmaschine verwirklichen sich die zuvor in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine erwähnten Vorteile, wobei insbesondere zugleich hohe Wirkungsgrade und hohe Füllungsgrade realisiert werden können. The object is in particular also achieved by providing a method for designing an internal combustion engine having a combustion chamber to which at least one variably adjustable inlet valve is assigned, wherein a time pressure curve in a charging path upstream of the inlet valve is determined, and wherein at least one parameter and / or at least a geometric construction the internal combustion engine is adjusted in dependence on the determined pressure curve such that a charge filling of the combustion chamber is improved, in particular optimized. In such a constructed internal combustion engine, the advantages mentioned above in connection with the method for operating the internal combustion engine, whereby in particular high efficiencies and high degrees of filling can be realized at the same time.

Der zeitliche Druckverlauf in dem Ladepfad kann an einem Prüfstand gemessen oder aber – insbesondere anhand eines Modells der Brennkraftmaschine – simuliert werden. Dabei können insbesondere Druckpulsationen in dem Ladepfad festgestellt werden, die zu einer ungünstigen Brennraumfüllung führen können. Es ist möglich, dass solche Druckpulsationen betriebspunktabhängig auftreten. Daher werden diese im Rahmen des Verfahrens bevorzugt betriebspunktabhängig erfasst. Die Brennkraftmaschine wird dann vorzugsweise so ausgelegt, dass nach Möglichkeit für alle Betriebspunkte oder für eine bestimmte Auswahl von Betriebspunkten möglichst hohe Füllungsgrade bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad erzielt werden. Ist die Brennkraftmaschine als stationäre Brennkraftmaschine ausgebildet, die insbesondere im Wesentlichen in einem stationären Nennleistungspunkt betrieben wird, kann es gegebenenfalls genügen, den zeitlichen Druckverlauf in dem Ladepfad in dem Nennleistungspunkt auszuwerten und die Brennkraftmaschine entsprechend auf diesen Nennleistungspunkt auszulegen. The temporal pressure curve in the charging path can be measured on a test bench or - especially based on a model of the internal combustion engine - be simulated. In particular, pressure pulsations can be detected in the charging path, which can lead to an unfavorable combustion chamber filling. It is possible that such pressure pulsations occur depending on operating point. Therefore, these are preferably detected operating point dependent in the context of the method. The internal combustion engine is then preferably designed so that as far as possible for all operating points or for a specific selection of operating points as high fill levels are achieved with high efficiency. If the internal combustion engine is designed as a stationary internal combustion engine, which is operated in particular substantially in a stationary rated power point, it may be sufficient to evaluate the temporal pressure curve in the charging path in the rated power point and to design the internal combustion engine according to this rated power point.

Der wenigstens eine Parameter oder die wenigstens eine geometrische Konstruktion der Brennkraftmaschine ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer Geometrie des Ladepfads, einer Zündreihenfolge, einer Aufteilung des Ladepfads auf verschiedene Brennräume, und wenigstens einer Einlasssteuerzeit für das Einlassventil. Dabei zeigt sich, dass durch geometrische Anpassung des Ladepfads die Druckpulsationen derart beeinflusst werden können, dass hohe Füllungsgrade des Brennraums erreichbar sind. Es zeigt sich weiterhin, dass die Ansteuerung des Einlassventils für einen ersten Brennraum Druckpulsationen erzeugt, die sich für die Füllung eines zweiten Brennraums negativ auswirken können. Daher ist eine Abhängigkeit der verschiedenen Brennräume einer Brennkraftmaschine, die eine Mehrzahl von Brennräumen aufweist, zu beachten. Solche brennraumübergreifenden Einflüsse können durch geeignete Wahl der Zündreihenfolge berücksichtigt werden. Sie können alternativ oder zusätzlich auch berücksichtigt werden, indem der Ladepfad in geeigneter Weise auf verschiedene Brennräume aufgeteilt wird, und insbesondere indem verschiedene, aus einem gemeinsamen Ladepfad abzweigende Einlasskanäle für die verschiedenen Brennräume – insbesondere abhängig von der Zündreihenfolge – zusammengeführt werden. Dadurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass an jedem Einlassventil eines Brennraums insbesondere zum Zeitpunkt des Einlassschlusses eine positive, in Richtung des Brennraums gerichtete Strömungsgeschwindigkeit vorliegt. The at least one parameter or the at least one geometric design of the internal combustion engine is preferably selected from a group consisting of a geometry of the charging path, a firing order, a division of the charging path to different combustion chambers, and at least one inlet timing for the intake valve. It turns out that by geometrical adaptation of the charging path, the pressure pulsations can be influenced in such a way that high degrees of filling of the combustion chamber can be achieved. It also appears that the activation of the inlet valve for a first combustion chamber generates pressure pulsations which can have a negative effect on the filling of a second combustion chamber. Therefore, a dependence of the different combustion chambers of an internal combustion engine, which has a plurality of combustion chambers to pay attention. Such cross-combustion influences can be taken into account by a suitable choice of the firing order. Alternatively or additionally, they can also be taken into account by dividing the charging path into different combustion chambers in a suitable manner and, in particular, by bringing together different intake ports for the different combustion chambers branching from a common charging path, in particular depending on the firing order. As a result, it can be ensured, for example, that a positive flow velocity directed in the direction of the combustion chamber is present at each inlet valve of a combustion chamber, in particular at the time of the inlet closure.

Auch die Einlasssteuerzeiten des Einlassventils haben – wie bereits beschrieben – einen erheblichen Einfluss auf den erreichbaren Füllungsgrad. Daher wird bevorzugt auch wenigstens eine Einlasssteuerzeit des Einlassventils auf den ermittelten, zeitlichen Druckverlauf in dem Ladepfad abgestimmt. Also, the intake timing of the intake valve - as already described - a significant impact on the achievable degree of filling. Therefore, at least one inlet control time of the inlet valve is preferably also matched to the determined, temporal pressure curve in the loading path.

Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit einem Brennraum, dem wenigstens ein variabel einstellbares Einlassventil zugeordnet ist, geschaffen wird, wobei die Brennkraftmaschine eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, und/oder wobei die Brennkraftmaschine gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens zum Auslegen einer Brennkraftmaschine ausgelegt ist. Dabei verwirklichen sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Betriebsverfahren und dem Auslegeverfahren erläutert wurden. The object is in particular also achieved by providing an internal combustion engine with a combustion chamber to which at least one variably adjustable inlet valve is assigned, wherein the internal combustion engine is set up to carry out a method according to one of the embodiments described above, and / or wherein the internal combustion engine according to the previously described embodiments of the method for designing an internal combustion engine is designed. In particular, the advantages that have already been explained in connection with the operating method and the laying method are realized.

Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet. The internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine. In a preferred embodiment, the internal combustion engine is used to drive in particular heavy land or water vehicles, such as mine vehicles, trains, the internal combustion engine is used in a locomotive or a railcar, or ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank. An exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, used for stationary power supply in emergency operation, continuous load operation or peak load operation, the internal combustion engine in this case preferably drives a generator. A stationary application of the internal combustion engine for driving auxiliary equipment, such as fire pumps on oil rigs, is possible. Furthermore, an application of the internal combustion engine in the field of promoting fossil raw materials and in particular fuels, for example oil and / or gas, possible. It is also possible to use the internal combustion engine in the industrial sector or in the field of construction, for example in a construction or construction machine, for example in a crane or an excavator. The internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or another suitable gas. In particular, when the internal combustion engine is designed as a gas engine, it is suitable for use in a cogeneration plant suitable for stationary power generation.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine, welches als stationäre Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Dabei verwirklichen sich in besonderer Weise die Vorteile des Verfahrens, insbesondere wenn die stationäre Brennkraftmaschine in einem stationären Nennlastpunkt betrieben wird. Insbesondere dient die stationäre Brennkraftmaschine vorzugsweise dem Antrieb einer als Generator betriebenen elektrischen Maschine, mithin zur Bereitstellung elektrischer Leistung. Es ist auch möglich, dass die stationäre Brennkraftmaschine in einem Heizkraftwerk eingesetzt wird. Allerdings sind auch andere Anwendungen einer stationären Brennkraftmaschine möglich, wobei sich ebenfalls die genannten Vorteile verwirklichen. Particularly preferred is an embodiment of the internal combustion engine, which is designed as a stationary internal combustion engine. In this way, the advantages of the method are realized in a special way, in particular if the stationary internal combustion engine is operated in a stationary rated load point. In particular, the stationary internal combustion engine preferably serves to drive an electric machine operated as a generator, thus for the provision of electrical power. It is also possible that the stationary internal combustion engine is used in a cogeneration plant. However, other applications of a stationary internal combustion engine are possible, which also realize the aforementioned advantages.

Ganz besonders bevorzugt wird auch eine Ausbildung der Brennkraftmaschine als Gasmotor, insbesondere als stationärer Gasmotor. Dabei verwirklichen sich ebenfalls in besonderem Umfang die bereits erwähnten Vorteile. An embodiment of the internal combustion engine as a gas engine, in particular as a stationary gas engine, is also particularly preferred. At the same time, the already mentioned advantages are realized to a particular extent.

Die Beschreibung des Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, kurz auch als Betriebsverfahren bezeichnet, des Verfahrens zum Auslegen einer Brennkraftmaschine, kurz auch als Auslegeverfahren bezeichnet, und die Beschreibung der Brennkraftmaschine sind komplementär zueinander zu verstehen. Verfahrensschritte des Betriebsverfahrens oder des Auslegeverfahrens, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Betriebsverfahrens oder des Auslegeverfahrens. Merkmale der Brennkraftmaschine, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit einem der Verfahren beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine. Diese zeichnet sich vorzugsweise durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer bevorzugten Ausführungsform des Betriebsverfahrens oder des Auslegeverfahrens bedingt ist. Das Betriebsverfahren und/oder das Auslegeverfahren zeichnet/zeichnen sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal der Brennkraftmaschine bedingt ist. The description of the method for operating an internal combustion engine, in short also referred to as the operating method, of the method for designing an internal combustion engine, also referred to as the deployment method, and the description of the internal combustion engine are to be understood as complementary to one another. Method steps of the operating method or of the laying method which have been described explicitly or implicitly in connection with the internal combustion engine are preferably individually or combined with one another steps of a preferred embodiment of the operating method or the laying method. Features of the internal combustion engine that have been explicitly or implicitly described in connection with one of the methods are preferably individually or combined with each other features of a preferred embodiment of the internal combustion engine. This is preferably characterized by at least one feature, which is due to at least one step of a preferred embodiment of the operating method or the laying method. The operating method and / or the laying method preferably draws on at least one method step, which is caused by at least one feature of the internal combustion engine.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine, und 1 a schematic representation of a first embodiment of the internal combustion engine, and

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine. 2 a schematic representation of a second embodiment of the internal combustion engine.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1. Diese weist wenigstens einen Brennraum 3 auf, dem ein variabel einstellbares Einlassventil 5 zugeordnet ist. Dieses weist vorzugsweise einen vollvariablen Ventiltrieb 7 auf. Über das Einlassventil 5 ist der Brennraum 3 mit einem Ladepfad 9 in Fluidverbindung, wobei dem Brennraum 3 über den Ladepfad 9 Verbrennungsluft oder ein Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch zuführbar ist. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine 1 , This has at least one combustion chamber 3 on which a variably adjustable inlet valve 5 assigned. This preferably has a fully variable valve train 7 on. About the inlet valve 5 is the combustion chamber 3 with a charging path 9 in fluid communication with the combustion chamber 3 over the loading path 9 Combustion air or a combustion air-fuel mixture can be fed.

Über wenigstens ein Auslassventil 11 steht der Brennraum 3 mit einem Abgasstrang 13 in Fluidverbindung. About at least one outlet valve 11 is the combustion chamber 3 with an exhaust system 13 in fluid communication.

Die Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet. Dabei ist in dem Brennraum 3 ein Kolben 15 verlagerbar angeordnet. The internal combustion engine 1 is preferably designed as a reciprocating engine. It is in the combustion chamber 3 a piston 15 arranged displaceably.

Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine 1 eine Mehrzahl von – insbesondere identisch ausgebildeten – Brennräumen 3 auf. Dabei ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine 1 vier Zylinder, sechs Zylinder, acht Zylinder, zehn Zylinder, zwölf Zylinder, sechzehn Zylinder, achtzehn Zylinder oder zwanzig Zylinder aufweist. Es ist auch möglich, dass die Brennkraftmaschine eine größere oder eine andere Zahl von Zylindern aufweist. Die Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise als Reihenmotor, als V-Motor oder als W-Motor ausgebildet. Auch andere Konfigurationen der Anordnung der einzelnen Brennräume 3 für die Brennkraftmaschine 1 sind möglich. Preferably, the internal combustion engine 1 a plurality of - in particular identically formed - combustion chambers 3 on. It is possible that the internal combustion engine 1 four cylinders, six cylinders, eight cylinders, ten cylinders, twelve cylinders, sixteen cylinders, eighteen cylinders or twenty cylinders. It is also possible that the internal combustion engine has a larger or a different number of cylinders. The internal combustion engine 1 is preferably designed as a series engine, as a V-engine or as a W-motor. Other configurations of the arrangement of the individual combustion chambers 3 for the internal combustion engine 1 are possible.

Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine 1 für jeden Brennraum 3 mehr als ein variabel einstellbares Einlassventil 5 auf. Insbesondere ist es möglich, dass jedem Brennraum 3 genau zwei variabel einstellbare Einlassventile zugeordnet sind. Es ist auch möglich, dass die Brennkraftmaschine 1 für jeden Brennraum 3 mehr als ein Auslassventil 11 aufweist. Insbesondere ist es möglich, dass jedem Brennraum 3 genau zwei Auslassventile 11 zugeordnet sind. Preferably, the internal combustion engine 1 for every combustion chamber 3 more than a variably adjustable inlet valve 5 on. In particular, it is possible for every combustion chamber 3 exactly two variably adjustable inlet valves are assigned. It is also possible that the internal combustion engine 1 for every combustion chamber 3 more than one exhaust valve 11 having. In particular, it is possible for every combustion chamber 3 exactly two exhaust valves 11 assigned.

Die Brennkraftmaschine 1 wird in einem Miller-Kreisprozess betrieben, was bedeutet, dass das Einlassventil 5 in einem Saugtakt vor Erreichen eines unteren Totpunkts des Kolbens 15 geschlossen wird. Hierdurch kann der Abstand zu einer Klopfgrenze durch Expansion der Ladung in dem Brennraum 3 erhöht werden, außerdem ist ein gesteigertes Verdichtungsverhältnis darstellbar. Weiterhin kann durch den Miller-Kreisprozess ein Zündzeitpunkt früher gewählt werden, sodass eine möglichst rasche Umsetzung eines Verbrennungsluft-Brenngas-Gemischs in dem Brennraum 3 verwirklicht werden kann. Diese Maßnahmen tragen zu einer Wirkungsgraderhöhung für die Brennkraftmaschine 1 bei. The internal combustion engine 1 is operated in a Miller cycle, which means that the inlet valve 5 in a suction stroke before reaching a bottom dead center of the piston 15 is closed. This allows the distance to a knock limit by expansion of the charge in the combustion chamber 3 can be increased, also an increased compression ratio can be displayed. Furthermore, an ignition point can be selected earlier by the Miller cycle, so that the fastest possible implementation of a combustion air-fuel gas mixture in the combustion chamber 3 can be realized. These Measures contribute to an increase in the efficiency of the internal combustion engine 1 at.

Der Füllungsgrad des Brennraums 3 kann bevorzugt durch eine optimierte Steuerflanke für das variabel einstellbare Ventil 5 erhöht werden. Dabei ist insbesondere ein schnelleres Öffnen, also insbesondere eine steilere Einlassflanke für das Einlassventil 5 günstig. Damit sind höhere Füllungsgrade und auch prinzipiell höhere Wirkungsgrade für die Brennkraftmaschine 1 realisierbar. The degree of filling of the combustion chamber 3 can preferably by an optimized control edge for the variably adjustable valve 5 increase. In particular, a faster opening, ie in particular a steeper inlet flank for the inlet valve, is thereby provided 5 Cheap. This means higher degrees of filling and, in principle, higher efficiencies for the internal combustion engine 1 realizable.

Durch den Miller-Kreisprozess und insbesondere durch eine fülligere Ventilhubkurve ergeben sich allerdings Druckpulsationen in dem Ladepfad 9, die einer optimalen Füllung des Brennraums 3 entgegenwirken können. Due to the Miller cycle and in particular by a fuller valve lift curve, however, there are pressure pulsations in the charging path 9 that is an optimal filling of the combustion chamber 3 can counteract.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird das Einlassventil 5 vorzugsweise parameterabhängig derart angesteuert, dass die Ladungsfüllung des Brennraums 3 verbessert, insbesondere optimiert wird. Dabei ist das Einlassventil 5 insbesondere ansteuerbar in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, eine Lastanforderung an die Brennkraftmaschine 1, einem Ladedruck, insbesondere einem zeitlichen Ladedruckverlauf, in dem Ladepfad 9, und einem Abgasdruck stromabwärts des Brennraums 3, insbesondere unmittelbar stromabwärts des Auslassventils 11 in dem Abgasstrang 13. To avoid these disadvantages, the inlet valve 5 preferably parameter-dependent so controlled that the charge filling of the combustion chamber 3 improved, in particular optimized. Here is the inlet valve 5 in particular controllable in dependence on a rotational speed of the internal combustion engine 1 , a load request to the internal combustion engine 1 , a boost pressure, in particular a temporal charge pressure curve, in the charging path 9 , and an exhaust pressure downstream of the combustion chamber 3 , in particular immediately downstream of the exhaust valve 11 in the exhaust system 13 ,

Der wenigstens eine Steuerparameter oder die wenigstens eine Einlasssteuerzeit des Einlassventils, welcher/welche parameterabhängig variiert wird, ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Phasenlage des Ventilhubverlaufs, einem Öffnungswinkel des Einlassventils 5, dem Verlauf und/oder der Steigung einer Öffnungsflanke, dem Verlauf und/oder der Steigung einer Schließflanke, und einem Einlassschluss, insbesondere einem Schließwinkel, des Einlassventils 5. The at least one control parameter or the at least one inlet control time of the inlet valve, which is varied depending on the parameter, is preferably selected from a phase position of the valve lift curve, an opening angle of the inlet valve 5 , the course and / or the slope of an opening flank, the course and / or the slope of a closing flank, and an inlet closure, in particular a closing angle, of the inlet valve 5 ,

Wie bereits ausgeführt, wird vorzugsweise durch geeignete Ansteuerung des Einlassventils 5 ein Verdichtungsverhältnis in dem Brennraum 3 erhöht, insbesondere durch Verlegung des Einlassschlusses des Einlassventils 5 nach früh. Dabei kann der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine 1 durch einen besonders frühen Miller-Zyklus mit frühem Einlassschluss erhöht werden. As already stated, is preferably by suitable control of the intake valve 5 a compression ratio in the combustion chamber 3 increased, in particular by shifting the inlet closing of the inlet valve 5 early. In this case, the efficiency of the internal combustion engine 1 be increased by a particularly early Miller cycle with early entry deadline.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Zündzeitpunkt in dem Brennraum 3 parameterabhängig nach früh verstellt wird, insbesondere abhängig von einem Öffnungswinkel des Einlassventils 5, einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, einer Lastanforderung an die Brennkraftmaschine 1, einem Ladedruck, insbesondere einem zeitlichen Ladedruckverlauf, in dem Ladepfad 9, und/oder einem Abgasdruck stromabwärts des Brennraums 3, insbesondere unmittelbar stromabwärts des Auslassventils 11. Furthermore, it is preferably provided that an ignition point in the combustion chamber 3 parameter-dependent is adjusted to early, in particular depending on an opening angle of the intake valve 5 , a speed of the internal combustion engine 1 , a load request to the internal combustion engine 1 , a boost pressure, in particular a temporal charge pressure curve, in the charging path 9 , and / or an exhaust pressure downstream of the combustion chamber 3 , in particular immediately downstream of the exhaust valve 11 ,

Die Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise ausgelegt, indem ein zeitlicher Druckverlauf in dem Ladepfad 9 stromaufwärts des Einlassventils 5 ermittelt wurde – entweder durch Messung an einem Prüfstand oder durch Simulation –, wobei wenigstens ein Parameter und/oder wenigstens eine geometrische Konstruktion der Brennkraftmaschine 1 in Abhängigkeit von dem ermittelten Druckverlauf derart angepasst wurde, dass eine Ladungsfüllung des Brennraums 3 verbessert oder optimiert wurde. The internal combustion engine 1 is preferably designed by a temporal pressure curve in the charging path 9 upstream of the intake valve 5 was determined - either by measurement on a test bench or by simulation -, wherein at least one parameter and / or at least one geometric construction of the internal combustion engine 1 was adjusted in response to the determined pressure curve such that a charge filling of the combustion chamber 3 improved or optimized.

Dabei ist der wenigstens eine angepasste Parameter oder die wenigstens eine geometrische Konstruktion ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer Geometrie des Ladepfads 9, einer Zündreihenfolge für verschiedene Brennräume 3, einer Aufteilung des Ladepfads 9 auf verschiedene Brennräume 3, und wenigstens einer Einlasssteuerzeit oder einem Steuerparameter. In this case, the at least one adapted parameter or the at least one geometric construction is selected from a group consisting of a geometry of the charging path 9 , a firing order for different combustion chambers 3 , a division of the charging path 9 on different combustion chambers 3 , and at least one intake timing or a control parameter.

Durch wenigstens eine dieser Maßnahmen kann gewährleistet werden, dass die in dem Ladepfad 9 bewirkten Druckpulsationen einer möglichst hohen Füllung des Brennraums 3 nicht entgegenwirken, sondern vielmehr zu einem hohen Füllungsgrad beitragen. Dabei wird die Brennkraftmaschine 1 insbesondere so ausgelegt und/oder das Einlassventil 5 wird derart angesteuert, dass eine Strömungsgeschwindigkeit in dem Ladepfad im Bereich eines Ventilsitzes des Einlassventils 5 zum Zeitpunkt des Einlassschlusses von Null verschieden und insbesondere positiv, mithin in den Brennraum 3 hineingerichtet ist. Dadurch kann vermieden werden, dass das Einlassventil 9 zu Zeiten offen ist, zu denen keine Strömung in dem Brennraum 3 stattfindet, oder zu denen sogar eine Rückströmung aus dem Brennraum 3 zurück in den Ladepfad 9 erfolgt. By at least one of these measures can be ensured that in the charging path 9 caused pressure pulsations of the highest possible filling of the combustion chamber 3 not counteract, but rather contribute to a high degree of filling. This is the internal combustion engine 1 in particular designed and / or the inlet valve 5 is controlled such that a flow velocity in the charging path in the region of a valve seat of the inlet valve 5 different from zero at the time of the inlet closing and in particular positive, thus into the combustion chamber 3 is furnished. This can avoid the intake valve 9 open at times, to which there is no flow in the combustion chamber 3 takes place, or to which even a backflow from the combustion chamber 3 back to the loading path 9 he follows.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist die Brennkraftmaschine 1 hier beispielhaft als Sechszylinder-Reihenmotor mit sechs Brennräumen 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 ausgebildet. Dabei ist schematisch für die ersten vier Brennräume 3.1, 3.2., 3.3., 3.4 dargestellt, dass der Ladepfad 9 in geeigneter Weise auf die verschiedenen Brennräume 3 aufgeteilt werden kann. Dabei sind hier insbesondere der erste Brennraum 3.1 und der dritte Brennraum 3.3 sowie der zweite Brennraum 3.2 und der vierte Brennraum 3.4 jeweils zusammengefasst. Die Aufteilung des Ladepfads 9 auf die Brennräume 3 erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Zündreihenfolge der Brennkraftmaschine 1 und derart, dass sich die Druckpulsation in dem Ladepfad 9, die durch ein Einlassventil 5 eines ersten Brennraums 3 erzeugt werden, nicht negativ auf die Füllung in einem zweiten Brennraum 3 auswirken, sondern vielmehr dessen Füllung unterstützen. Hier ist also insbesondere vorgesehen, dass die durch ein dem ersten Brennraum 3.1 zugeordnetes Einlassventil 5 erzeugten Druckpulsationen eine hohe Füllung des dritten Brennraums 3.3 begünstigen, wobei außerdem die durch ein dem zweiten Brennraum 3.2 zugeordnetes Einlassventil 5 erzeugten Druckpulsationen eine Füllung in dem vierten Brennraum 3.4 begünstigen. Vorzugsweise gilt dies auch umgekehrt. Der Ladepfad 9 ist in analoger, geeigneter Weise bevorzugt auch auf die weiteren Brennräume 3.5, 3.6 aufgeteilt, wobei dies der einfacheren Darstellung wegen nicht explizit dargestellt ist. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the internal combustion engine 1 , Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. Here is the internal combustion engine 1 exemplary here as a six-cylinder in-line engine with six combustion chambers 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 . 3.5 . 3.6 educated. It is schematic for the first four combustion chambers 3.1 . 3.2 ., 3.3 ., 3.4 shown that the charging path 9 in a suitable way to the different combustion chambers 3 can be split. Here are in particular the first combustion chamber 3.1 and the third combustion chamber 3.3 as well as the second combustion chamber 3.2 and the fourth combustion chamber 3.4 each summarized. The division of the charging path 9 on the combustion chambers 3 is preferably carried out as a function of a firing order of the internal combustion engine 1 and such that the pressure pulsation in the charging path 9 passing through an inlet valve 5 a first combustion chamber 3 produced, not negatively on the filling in a second combustion chamber 3 but rather support its filling. Here, therefore, it is provided in particular that by a first combustion chamber 3.1 associated inlet valve 5 generated pressure pulsations high filling of the third combustion chamber 3.3 favor, in addition, by a second combustion chamber 3.2 associated inlet valve 5 generated pressure pulsations a filling in the fourth combustion chamber 3.4 favor. Preferably, this also applies vice versa. The charging path 9 is in an analogous, suitable manner preferably also to the other combustion chambers 3.5 . 3.6 split, but this is not shown explicitly for the sake of simplicity.

Eine geeignete Aufteilung des Ladepfads 9 kann durch Ermittlung des zeitlichen Druckverlaufs – entweder durch Simulation oder durch Messung – in dem Ladepfad 9 ermittelt werden, wobei dann die geometrische Konstruktion des Ladepfads 9 und insbesondere dessen Aufteilung auf die einzelnen Brennräume 3 entsprechend angepasst wird. A suitable distribution of the charging path 9 can by determining the temporal pressure curve - either by simulation or by measurement - in the charging path 9 be determined, in which case the geometric design of the charging path 9 and in particular its division into the individual combustion chambers 3 is adjusted accordingly.

Das Verfahren zum Auslegen der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise iterativ durchgeführt. Auf diese Weise kann in besonders günstiger Weise eine Auswirkung einer Anpassung der Brennkraftmaschine 1 auf den zeitlichen Druckverlauf ermittelt und eine Optimierung durchgeführt werden. The method for designing the internal combustion engine is preferably carried out iteratively. In this way, in a particularly favorable manner, an effect of an adaptation of the internal combustion engine 1 determined on the temporal pressure curve and carried out an optimization.

Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe des Betriebsverfahrens, des Auslegeverfahrens und der Brennkraftmaschine 1 sowohl ein Wirkungsgrad als auch ein Füllungsgrad für die Brennräume 3 erhöht werden kann, wobei insbesondere eine Ladungswechselarbeit der Brennkraftmaschine 1 gesenkt werden kann. Es zeigt sich auch noch, dass bei mobilen Anwendungen durch geeignete Ansteuerung des Einlassventils 5 schnell auf sich ändernde Drehzahlen und Lastanforderungen reagiert werden kann, was zur Dynamikverbesserung beiträgt. Overall, it turns out that with the help of the operating method, the layout process and the internal combustion engine 1 both an efficiency and a degree of filling for the combustion chambers 3 can be increased, in particular a charge cycle work of the internal combustion engine 1 can be lowered. It also shows that in mobile applications by suitable control of the intake valve 5 can be quickly responded to changing speeds and load requirements, which contributes to the dynamics improvement.

Schließlich zeigt sich auch noch, dass durch die Verwendung von variabel einstellbaren Einlassventilen 5 eine Drosselklappe in dem Ladepfad 9 entfallen kann, was zu einer weiteren Wirkungsgradsteigerung beiträgt. Insgesamt ist also die gasdynamische Ladungsfüllung der Brennräume 3 mit günstigen Auswirkungen auf den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 optimierbar und insbesondere maximierbar. Finally, it also shows that through the use of variably adjustable intake valves 5 a throttle in the charging path 9 can be omitted, which contributes to a further increase in efficiency. Overall, therefore, the gas-dynamic charge filling of the combustion chambers 3 with favorable effects on the operation of the internal combustion engine 1 can be optimized and in particular maximized.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), mit einem Brennraum (3), dem ein variabel einstellbares Einlassventil (5) zugeordnet ist, wobei die Brennkraftmaschine (1) in einem Miller-Kreisprozess betrieben wird, und wobei das variabel einstellbare Einlassventil (5) parameterabhängig derart angesteuert wird, dass eine Ladungsfüllung des Brennraums (3) erhöht wird. Method for operating an internal combustion engine ( 1 ), with a combustion chamber ( 3 ), to which a variably adjustable inlet valve ( 5 ), wherein the internal combustion engine ( 1 ) is operated in a Miller cycle, and wherein the variably adjustable inlet valve ( 5 Parameter-dependent is controlled such that a charge filling of the combustion chamber ( 3 ) is increased.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Parameter, in Abhängigkeit von dem das Einlassventil (5) angesteuert wird, ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (1), einer Lastanforderung an die Brennkraftmaschine (1), einem Ladedruck in einem Ladepfad (9), insbesondere einem zeitlichen Ladedruckverlauf, und einem Abgasdruck stromabwärts des Brennraums (3). Method according to claim 1, characterized in that at least one parameter, depending on which the inlet valve ( 5 ) is selected, is selected from a group consisting of a speed of the internal combustion engine ( 1 ), a load request to the internal combustion engine ( 1 ), a boost pressure in a charging path ( 9 ), in particular a temporal boost pressure profile, and an exhaust gas pressure downstream of the combustion chamber ( 3 ).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Steuerparameter des Einlassventils (5) parameterabhängig variiert wird, wobei der wenigstens eine Steuerparameter vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einer Phasenlage des Ventilhubverlaufs des Einlassventils (5), einem Öffnungswinkel des Einlassventils (5), einer Öffnungslänge des Ventilhubverlaufs, und einem Einlassschluss des Einlassventils (5). Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one control parameter of the inlet valve ( 5 ) is varied parameter-dependent, wherein the at least one control parameter is preferably selected from a group consisting of a phase position of the Ventilhubverlaufs the intake valve ( 5 ), an opening angle of the inlet valve ( 5 ), an opening length of the Ventilhubverlaufs, and an inlet closing of the intake valve ( 5 ).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdichtungsverhältnis durch Ansteuerung des Einlassventils (5) erhöht wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a compression ratio (by controlling the intake valve 5 ) is increased.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zündzeitpunkt in dem Brennraum (3) parameterabhängig – insbesondere nach früh – verstellt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an ignition point in the combustion chamber ( 3 ) Depending on the parameters - in particular after early - is adjusted.

Verfahren zum Auslegen einer Brennkraftmaschine (1) mit einem Brennraum (3), dem wenigstens ein variabel einstellbares Einlassventil (5) zugeordnet ist, wobei – ein zeitlicher Druckverlauf in einem Ladepfad (9) stromaufwärts des Einlassventils (5) ermittelt wird, und wobei – wenigstens ein Parameter und/oder wenigstens eine geometrische Konstruktion der Brennkraftmaschine (1) in Abhängigkeit von dem ermittelten Druckverlauf derart angepasst wird, dass – eine Ladungsfüllung des Brennraums (3) erhöht wird. Method for designing an internal combustion engine ( 1 ) with a combustion chamber ( 3 ), the at least one variably adjustable inlet valve ( 5 ), wherein - a temporal pressure curve in a loading path ( 9 ) upstream of the inlet valve ( 5 ), and wherein - at least one parameter and / or at least one geometric construction of the internal combustion engine ( 1 ) is adjusted in dependence on the determined pressure curve such that - a charge filling of the combustion chamber ( 3 ) is increased.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Parameter und/oder die wenigstens eine geometrische Konstruktion ausgewählt ist/sind aus einer Gruppe bestehend aus einer Geometrie des Ladepfads (9), einer Zündreihenfolge für die Brennkraftmaschine (1), einer Aufteilung des Ladepfads (9) auf verschiedene Brennräume (3), und wenigstens einer Einlasssteuerzeit, insbesondere wenigstens einem Steuerparameter, des Einlassventils (5). A method according to claim 6, characterized in that the at least one parameter and / or the at least one geometric construction is / are selected from a group consisting of a geometry of the charging path ( 9 ), a firing order for the internal combustion engine ( 1 ), a division of the charging path ( 9 ) to different combustion chambers ( 3 ), and at least one inlet control time, in particular at least one control parameter, of the inlet valve ( 5 ).

Brennkraftmaschine (1) mit wenigstens einem Brennraum (3), dem wenigstens ein variabel einstellbares Einlassventil (5) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) ausgelegt ist gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7. Internal combustion engine ( 1 ) with at least one combustion chamber ( 3 ), the at least one variably adjustable inlet valve ( 5 ), characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is arranged for carrying out a method according to one of claims 1 to 5, and / or characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is designed according to a method according to one of claims 6 and 7.

Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) als stationäre Brennkraftmaschine (1) ausgebildet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) as a stationary internal combustion engine ( 1 ) is trained.

Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) als Gasmotor ausgebildet ist. Internal combustion engine ( 1 ) according to one of claims 8 and 9, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) is designed as a gas engine.