-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Der
JP 2005 -
155 601 A ist ein Verfahren zum Betrieben einer Verbrennungskraftmaschine als bekannt zu entnehmen, bei welchem Einspritzungen durchgeführt werden. Des Weiteren offenbart die
US 9 599 058 B2 eine Steuereinrichtung eines Benzinmotors mit Direkteinspritzung. Aus der
DE 10 2016 105 883 B4 ist eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung bekannt. Außerdem offenbart die
JP 5370243 B2 ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors. Ferner ist aus der
DE 10 2014 019 359 A1 ein Dieselmotor bekannt. Die
DE 10 2012 022 156 A1 offenbart ein Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor. Aus der
DE 10 2020 100 535 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Verbrennung eines Dieselmotors mit Direkteinspritzung bekannt. Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2018 003 999 A1 einen Dieselmotor. Des Weiteren ist aus der
DE 102 49 755 A1 Verfahren zur Abgasnachbehandlung durch Nacheinspritzung von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine bekannt.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, sodass ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer als Hubkolbenmaschine oder Hubkolbenmotor ausgebildeten und auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichneten Verbrennungskraftmaschine eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug ist mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Insbesondere wird das Kraftfahrzeug bei dem Verfahren mittels der Verbrennungskraftmaschine angetrieben. Bei dem Verfahren wird die Verbrennungskraftmaschine bezogen auf ihre Volllast in einem sich von mindestens 80% bis 100% der Volllast der Verbrennungskraftmaschine erstreckenden Hochlastbereich der Verbrennungskraftmaschine betrieben. Mit anderen Worten wird die Verbrennungskraftmaschine bei dem Verfahren in einem auch als Betriebsbereich betrieben, wobei der Betriebsbereich der genannte Hochlastbereich ist. Unter dem Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in dem Hochlastbereich, mithin in dem Betriebsbereich ist zu verstehen, dass die Verbrennungskraftmaschine in einem Betriebs- oder Lastpunkt betrieben wird, in welchem die Verbrennungskraftmaschine mit mindestens 80% ihrer Volllast betrieben wird. Somit erstreckt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Hochlastbereich, insbesondere höchstens, über die obersten 20% des gesamten Kernfelds beziehungsweise des gesamten, sich von 0% bis 100% der Volllast erstreckenden Lastbereich der Verbrennungskraftmaschine. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, wenn (irgend)eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einem Betriebspunkt betrieben wird, in welchem diese Verbrennungskraftmaschine mit einer Last betrieben wird, die mindestens 80% der Volllast dieser Verbrennungskraftmaschine beträgt, so wird diese Verbrennungskraftmaschine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren im Hochlastbereich betrieben.
-
Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb eines jeweiligen, in dem Hochlastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine genau drei Einspritzungen nacheinander durchgeführt werden, nämlich eine Haupteinspritzung, eine auf die Haupteinspritzung folgende Nacheinspritzung und eine der Haupteinspritzung beziehungsweise deren Beginn vorweggehende Voreinspritzung. Mittels oder bei der Haupteinspritzung wird, insbesondere genau, eine erste Menge eines insbesondere flüssigen Kraftstoffes in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt. Mittels oder bei der Nacheinspritzung wird, insbesondere genau, eine, insbesondere von der ersten Menge unterschiedliche, zweite Menge des Kraftstoffes in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt. Wenn im Folgenden die Rede von den Einspritzungen ist, so sind darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die Einspritzungen zu verstehen, die innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels, welches in dem Hochlastbetrieb stattfindet, das heißt abläuft, durchgeführt werden. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Einspritzungen mittels eines Injektors, insbesondere mittels desselben Injektors, durchgeführt werden. Die Einspritzungen sind Einzeleinspritzungen. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Einspritzungen zeitlich voneinander beabstandet sind. Dies bedeutet, dass beispielsweise dann, wenn innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels, welches in dem Hochlastbetrieb stattfindet, zunächst eine erste der Einspritzungen und daraufhin eine zweite der Einspritzungen durchgeführt wird, die erste Einspritzung endet, bevor die zweite Einspritzung beginnt, das heißt die zweite Einspritzung beginnt erst nach der ersten Einspritzung, das heißt erst nachdem die erste Einspritzung geendet hat. Wenn zuvor im Folgenden von dem jeweiligen Arbeitsspiel die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das jeweilige, in dem Hochlastbetrieb stattfindende Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine zu verstehen.
-
Die Verbrennungskraftmaschine weist eine als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Insbesondere ist die Abtriebswelle um eine Wellendrehachse relativ zu einem Gehäuseelement der Verbrennungskraftmaschine drehbar. Bei dem Gehäuseelement handelt es sich insbesondere um ein Kurbelgehäuse, insbesondere um ein Zylinderkurbelgehäuse. Der genannte Brennraum ist beispielsweise teilweise durch einen Zylinder begrenzt, welcher durch das Gehäuseelement gebildet ist. Ferner ist beispielsweise der Brennraum teilweise durch einen Kolben begrenzt, welcher translatorisch bewegbar an dem Zylinder angeordnet ist. Der Kolben ist über ein Pleuel gelenkig mit der Abtriebswelle verbunden, sodass translatorische Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle umgewandelt werden können. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise als ein VierTakt-Motor ausgebildet, sodass das jeweilige Arbeitsspiel, insbesondere genau, zwei vollständige Umdrehungen der Abtriebswelle, mithin, insbesondere genau, 720 Grad Kurbelwinkel (°KW) Kurbelwinkel umfasst.
-
Erfindungsgemäß ist es ferner vorgesehen, dass die Nacheinspritzung höchstens 20 Grad Kurbelwinkel, insbesondere höchstens 15 Grad Kurbelwinkel, nach der Haupteinspritzung, das heißt nach deren Ende beginnt. Dadurch liegt die Nacheinspritzung sehr nahe an der Haupteinspritzung, wodurch insbesondere Stickoxid-(NOx-) sowie Rußemissionen der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Außerdem kann ein übermäßiger, auch als Rußeintrag bezeichneter Eintrag von Ruß beziehungsweise Rußpartikeln in ein zum Schmieren der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere des Kolbens, vorgesehenes, auch als Motoröl bezeichnetes Öl vermieden werden, woraus eine besonders lange Lebensdauer der Verbrennungskraftmaschine und/oder lange Wartungsintervalle resultieren können.
-
Aus dem Kraftstoff und Luft wird ein auch als Gemisch bezeichnetes Kraftstoff-LuftGemisch gebildet, welches innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in dem Brennraum gezündet und in der Folge im Rahmen eines Verbrennungsprozesses verbrannt wird. Dadurch entsteht aus dem Gemisch ein Abgas der Verbrennungskraftmaschine. Bei dem Verbrennungsprozess kann in dem auch als Brennkammer bezeichneten Brennraum Ruß entstehen beziehungsweise übrig bleiben, wobei es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, eine Menge von aus dem Verbrennungsprozess resultierendem Ruß in dem Hochlastbetrieb besonders gering zu halten. Dadurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen der Rußeintrag ins Motoröl verringert werden.
-
Mittels der Voreinspritzung wird, insbesondere genau, eine gegenüber der ersten Menge geringere, dritte Menge des Kraftstoffes in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird. Die dritte Menge kann der zweiten Menge entsprechen, oder die dritte Menge ist größer oder kleiner als die zweite Menge. Hierdurch können insbesondere die Stickoxid-und Rußemissionen und somit auch der Rußeintrag besonders geringgehalten werden. Auch im Hinblick auf die Haupteinspritzung, die Nacheinspritzung und die, insbesondere genau, eine Voreinspritzung ist es vorgesehen, dass die Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung, das heißt nach deren Ende beginnt, sodass die Voreinspritzung endet, bevor die Haupteinspritzung beginnt.
-
Um insbesondere im Hinblick auf die Stickoxid-und Rußemissionen einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen, in dem Hochlastbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine die Nacheinspritzung mindestens 12 Grad Kurbelwinkel, ganz vorzugsweiseweise mindestens 15 Grad Kurbelwinkel, nach der Haupteinspritzung, das heißt nach deren Ende beginnt.
-
Der Erfindung liegen dabei die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Verbrennungsmotoren sind durch diverse mechanische Bauteilgrenzen wie Abgastemperaturen, Turboladerdrehzahlen, Zylinder-Spitzendrücke, Trübungsniveau im Abgas, Rußeintrag ins Motoröl etc. limitiert. Das Rußniveau in dem aus dem Verbrennungsprozess resultierenden Abgas der Verbrennungskraftmaschine kann unterschiedliche Komponenten wie eine Ansaugstrecke, ein Abgasrückführsystem, einen Ventiltrieb und das Motoröl verschmutzen und zu einer hohen Belastung führen, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind. Daher ist es das Ziel, das Rußniveau, das heißt die aus dem Verbrennungsprozess resultierende, innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels entstehende Menge des Rußes geringzuhalten, was durch das erfindungsgemäße Verfahren nun möglich ist. Dabei stehen Stickoxide und Ruß im Abgas in Wechselwirkung zueinander. Das erfindungsgemäß Verfahren ermöglicht es nun, sowohl die Rußemissionen als auch die Stickoxidemissionen im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen zu reduzieren. Hierzu ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Brennverfahren, durch welches insbesondere im Hinblick auf Ruß und Stickoxide ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine darstellbar ist. Außerdem kann der Eintrag von Ruß ins Motoröl vorteilhaft geringgehalten werden. Auf den Rußeintrag ins Motoröl kann der auch als Einspritzdüse bezeichnete Injektor insbesondere in Hinblick auf eine Hydraulik zum Einbringen des Kraftstoffes in den Brennraum sowie der bei dem auch als Verbrennung bezeichneten Verbrennungsprozess entstehende Ruß einen Einfluss haben. Bei herkömmlichen Verfahren oder Motorentwicklungen entsteht durch die Reduzierung der Stickoxidemissionen eine höhere, auch als Partikelemission bezeichnete Rußemission, welche auch als Rußpartikelemission bezeichnet wird, insbesondere bei einem hochlastigen Motorbetrieb. Üblicherweise bewegt sich das Emissionsverhalten der Verbrennungskraftmaschine entlang eines sogenannten Rußpartikel-Stickoxid-Zielkonflikts oder -Kompromisses. Die erhöhten Partikelemissionen im Abgas können dazu führen, dass die Ansaugstrecke, das Abgasrückführsystem, Einspritzdüsen, eine Ölabschaltung sowie der Ventiltrieb stark mechanisch belastet werden, da diese Systeme verrußen und/oder versotten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann nun diese Nachteile vermeiden, da durch das erfindungsgemäße Verfahren das Rußniveau beziehungsweise die Rußemissionen im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen reduziert werden kann. Damit bei modernen, beispielsweise als Dieselmotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen hohe spezifische Leistungen realisiert werden können, kann ein hoher Aufladegrad erforderlich sein. Üblicherweise konnte nur in Kombination mit hohen Ladendrücken ein hinreichend hohes, spezifisches Leistungsniveau realisiert werden. Damit durch die hohen Aufladegrade nicht der mechanisch limitierte Zylinder-Spitzendruck verletzt wird, ist es bei herkömmlichen Verfahren erforderlich, die auch als Einspritzereignisse bezeichneten Einspritzungen, mithin die Haupteinspritzungen in Nacheinspritzung nicht mehr wirkungsgradoptimal etwas später abzusetzen und/oder derart voneinander zu beabstanden, dass insbesondere die Nacheinspritzung sehr spät und weit später als 20 Grad Kurbelwinkel nach der Haupteinspritzung beginnt. Dieses verspätete Einspritzereignis kann jedoch zu einer erhöhten Rußemission und somit zu einem erhöhten Rußeintrag ins Motoröl führen. Der Ruß im Motoröl kann sich verschleißfördernd auswirken. Demgegenüber ermöglicht es nun das erfindungsgemäße Verfahren, die Stickoxid- und Rußemissionen und somit auch den Rußeintrag ins Motoröl vorteilhaft geringhalten zu können, insbesondere in dem auch als hochlastigen Betrieb bezeichneten Hochlastbetrieb. Gleichzeitig kann dadurch, dass die Nacheinspritzung sehr nah an der Haupteinspritzung liegt, eine sehr hohe spezifische Leistung der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. Dadurch, dass die Nacheinspritzung, welche bezüglich der Haupteinspritzung ein zusätzliches Einspritzereignis darstellt, sehr nahe an die Haupteinspritzung angelagert ist, mithin höchstens 20 Grad Kurbelwinkel nach der Haupteinspritzung, insbesondere nach deren Ende, beginnt, kann die Haupteinspritzung, insbesondere vollständig und somit zu 100%, drehmomentwirksam bleiben, wodurch sich ein besonders emissionsarmer Betrieb sowie eine besonders hohe spezifische Leistung der Verbrennungskraftmaschine realisieren lassen. Die Nacheinspritzung, die nach der Haupteinspritzung durchgeführt wird, kann eine übermäßige Rußentstehung im Brennraum vermeiden, da durch die Nacheinspritzung insbesondere im Vergleich zur Haupteinspritzung ein weiterer Impuls im Brennraum entsteht. Hieraus resultiert eine vorteilhaft hohe Turbulenz, wodurch die Luft im Brennraum nochmals deutlich besser genutzt werden kann, insbesondere zur Verbrennung des Kraftstoffes. Zusätzlich zur reduzierten Rußenstehung kann auch ein vorhandenes Rußniveau besser nachoxidiert werden. In Summe kann im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen ein deutlich geringeres Rußniveau im Abgas festgestellt werden. Auch der Rußeintrag ins Motoröl kann durch das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen deutlich verringert werden. Dies wurde durch Emissionsmessungen an einem Motorprüfstand sowie in einem mit der Verbrennungskraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeug bestätigt.
-
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn innerhalb des jeweiligen, in dem Hochlastbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung ein Durchführen einer zusätzlichen Einspritzung, durch welche der Kraftstoff in den Brennraum eingebracht wird, unterbleibt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung unmittelbar benachbart sind. Hierunter ist zu verstehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung keine andere, weitere Einspritzung des Kraftstoffes erfolgt. Dadurch kann ein besonders emissionsarmer Betrieb realisiert werden.
-
Um die Stickoxid- und Rußemissionen sowie den Rußeintrag besonders geringhalten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Menge geringer als die erste Menge ist.
-
Dabei hat es sich zur Realisierung eines besonders emissionsarmen Betriebs als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Menge in einem Bereich von 1% bis 5% der ersten Menge liegt.
-
Schließlich hat es sich zur Realisierung eines besonders emissionsarmen Betriebs als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als die Verbrennungskraftmaschine ein Dieselmotor verwendet wird. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine ein Dieselmotor ist. Somit handelt es sich vorzugsweise bei dem Kraftstoff um einen Dieselkraftstoff.
-
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs;
- 2 ein Diagramm zum Veranschaulichen einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine;
- 3 ein Diagramm zum Veranschaulichen einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens; und
- 4 ein Diagramm zum Veranschaulichen einer dritten Ausführungsform des Verfahrens.
-
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einer auch als Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichneten und beispielsweise als Dieselmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 1 für ein Kraftfahrzeug. Anhand von 1 bis 4 wird ein Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 1 beschrieben, welche beispielsweise bei dem Verfahren das Kraftfahrzeug antreibt. Bei dem Verfahren wird die Verbrennungskraftmaschine 1 in ihrem befeuerten Betrieb betrieben und die Verbrennungskraftmaschine 1 weist ein beispielsweise als Kurbelgehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Gehäuseelement 2 auf, durch welches Zylinder 3 gebildet sind. Der jeweilige Zylinder 3 begrenzt teilweise einen jeweiligen Brennraum 4 der Verbrennungskraftmaschine 1. In dem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 laufen in den jeweiligen Brennraum 4 Verbrennungsvorgänge ab, welche auch als Verbrennungsprozesse bezeichnet wird. In dem jeweiligen Zylinder 3 ist ein jeweiliger Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Die Kolben sind über jeweilige Pleuel gelenkig mit einer als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle 5 der Verbrennungskraftmaschine 1 gekoppelt. Die Abtriebswelle 5 ist somit an der Wellendrehachse relativ zu dem Gehäuseelement 2 drehbar. Durch die Verbrennungsprozesse werden die Kolben und über die Pleuel die Abtriebswelle 5 angetrieben, wodurch die Abtriebswelle 5 um die Wellendrehachse relativ zu dem Gehäuseelement 2 gedreht wird.
-
Bei dem Verfahren wird die Verbrennungskraftmaschine 1 bezogen auf deren Volllast in einem sich von mindestens 80% bis 100% der Volllast der Verbrennungskraftmaschine erstreckenden Hochlastbereich der Verbrennungskraftmaschine 1 betrieben. Dies bedeutet, dass der Volllastbereich mindestens bei 80% der Volllast der Verbrennungskraftmaschine 1 beginnt und bei 100% der Volllast der Verbrennungskraftmaschine 1 endet. Somit liegt jeder Betriebspunkt, in den die Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Last betrieben wird, die mindestens 80% der Volllast beträgt, in den Hochlastbereich. Umgekehrt liegt beispielsweise jeder Betriebspunkt, in dem die Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Last betrieben wird, die geringer als 80% der Volllast der Verbrennungskraftmaschine 1 ist, außerhalb des Hochlastbereiches.
-
Anhand von 2 wird im Folgenden eine erste Ausführungsform des Verfahrens beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform werden innerhalb eines jeweiligen, in dem Hochlastbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine genau zwei Einspritzungen E1 und E2 mittels desselben Injektors durchgeführt. Die jeweilige Einspritzung E1, E2 ist eine als Einzeleinspritzung ausgebildete Kraftstoffeinspritzung, bei der oder mittels welcher ein insbesondere flüssiger und beispielsweise als Dieselkraftstoff ausgebildeter Kraftstoff mittels des Injektors direkt in den jeweiligen Brennraum 4 eingespritzt und dadurch eingebracht wird. Somit ist beispielsweise auf der mit 6 bezeichneten Abszisse des in 2 gezeigten Diagramms Grad Kurbelwinkel (°KW) aufgetragen, und auf der Ordinate 7 des in 2 gezeigten Diagramms ist beispielsweise eine Größe aufgetragen, welche im Folgenden noch näher erläutert wird. Es ist erkennbar, dass die Einspritzung in E1 und E2 zeitlich nacheinander innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels durchgeführt werden, derart, dass die auf die Einspritzung E1 folgende Einspritzung E2 erst beginnt, nachdem die Einspritzung E1 geendet hat. Ein Beginn der Einspritzung E1 ist mit B1 bezeichnet, und ein Beginn der Einspritzung E2 ist mit B2 bezeichnet. Ein Ende der Einspritzung E1 ist mit EN1 bezeichnet und ein Ende der Einspritzung E2 ist mit EN2 bezeichnet. Es ist erkennbar, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels, welches in dem Hochlastbetrieb stattfindet, die Einspritzung E1 bei ihrem Beginn B1 beginnt und bei ihrem Ende EN1 endet. Demzufolge beginnt innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels, welches in dem Hochlastbetrieb stattfindet, die Einspritzung E2 bei ihrem Beginn B2, und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels, welches in dem Hochlastbetrieb stattfindet, endet die Einspritzung E2 bei ihrem Ende EN2. Dabei ist erkennbar, dass das Ende EN1 und der Beginn B2 auseinanderfallen, mithin zeitlich voneinander beabstandet sind.
-
Die Einspritzung E1 ist eine Haupteinspritzung, mittels welcher, insbesondere genau, eine erste Menge des Kraftstoffes in den Brennraum 4 direkt eingespritzt und dadurch eingebracht wird. Die auf die Haupteinspritzung folgende Einspritzung E2 ist eine Nacheinspritzung, mittels welcher, insbesondere genau, eine gegenüber der ersten Menge kleinere, zweite Menge des Kraftstoffes in den Brennraum 4 direkt eingespritzt und dadurch eingebracht wird.
-
Um nun insbesondere im Hinblick auf Ruß- und Stickoxid-Emissionen einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 realisieren zu können, ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Nacheinspritzung (Einspritzung E2) höchstens 20 Grad Kurbelwinkel nach der Haupteinspritzung (Einspritzung E1) beginnt. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass der Beginn B2 höchstens 20 Grad Kurbelwinkel nach dem Ende EN1 liegt. Außerdem ist aus 2 erkennbar, dass innerhalb des jeweiligen, in 2 veranschaulichten und in dem Hochlastbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 1 zwischen den Einspritzungen E1 und E2 ein Durchführen einer zusätzlichen Einspritzung, durch welche der Kraftstoff in den Brennraum 4 eingebracht wird, unterbleibt, sodass die Einspritzung E1 und E2 innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels unmittelbar benachbart sind. Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels die Nacheinspritzung mindestens 15 Grad Kurbelwinkel nach der Haupteinspritzung beginnt.
-
Die auf der Ordinate 7 aufgetragene Größe ist oder charakterisiert oder beschreibt die jeweilige Menge des Kraftstoffes. Somit ist aus 2 erkennbar, dass die erste Menge größer als die zweite Menge ist, insbesondere derart, dass die zweite Menge in einem Bereich von 1% bis 5% der ersten Menge liegt.
-
In 3 ist eine zweite Ausführungsform des Verfahrens veranschaulicht. Bei der zweiten Ausführungsform, wenn innerhalb des jeweiligen, in dem Hochlastbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 1 genau drei Einspritzungen E1, E2 und E3 durchgeführt, mittels welchen der Kraftstoff in den Brennraum 4 direkt eingespritzt und somit eingebracht wird. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Einspritzung E1 die bereits bezüglich 2 beschriebene Haupteinspritzung, und bei der zweiten Ausführungsform ist die Einspritzung E2 die bereits bezüglich 2 beschriebene Nacheinspritzung. Die Einspritzung E3 ist eine der Haupteinspritzung beziehungsweise deren Beginn B1 vorweggehende Voreinspritzung, mittels welcher, insbesondere genau, eine gegenüber der ersten Menge kleinere, dritte Menge des Kraftstoffes in den Brennraum 4 direkt eingespritzt und somit eingebracht wird. Es ist erkennbar, dass die Voreinspritzung (Einspritzung E3) bei einem dritten Beginn B3 beginnt und bei einem dritten Ende EN3 endet, wobei die Einspritzung E3 endet, bevor die Einspritzung E1 beginnt. Somit sind der Beginn B1 und das Ende EN3 zeitlich voneinander beabstandet.
-
Schließlich veranschaulicht 4 eine dritte Ausführungsform des Verfahrens. Bei der vierten Ausführungsform werden innerhalb des jeweiligen, in dem Hochlastbetrieb stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 1 genau vier Einspritzungen E1, E2, E3 und E4 nacheinander durchgeführt, nämlich die als die Haupteinspritzung ausgebildete Einspritzung E1, die als die Nacheinspritzung ausgebildete Einspritzung E2 sowie eine erste Voreinspritzung in Form der Einspritzung E3 und eine zweite Voreinspritzung in Form der Einspritzung E4. Es ist erkennbar, dass die erste Voreinspritzung (Einspritzung) E3 der Haupteinspritzung vorweggeht, und die zweite Voreinspritzung (Einspritzung E4) geht der ersten Voreinspritzung vorweg. Wie bei der zweiten Ausführungsform beginnt die erste Voreinspritzung (Einspritzung E3) bei einem dritten Beginn B3, und die Einspritzung E3 endet bei einem dritten Ende EN3. Dabei sind das Ende EN3 und der Beginn B1 zeitlich voneinander beabstandet. Die zweite Voreinspritzung (Einspritzung E4) beginnt bei einem vierten Beginn B4 und endet bei einem vierten Ende EN4. Es ist erkennbar, dass das vierte Ende EN4 und der dritte Beginn B3 zeitlich voneinander beabstandet sind, sodass die Einspritzung E4 endet, bevor die Einspritzung E3 beginnt. Mittels der ersten Voreinspritzung wird, insbesondere genau, eine gegenüber der ersten Menge geringere, dritte Menge des Kraftstoffes in den Brennraum 4 direkt eingespritzt und somit eingebracht, um bei oder mittels der zweiten Voreinspritzung wird, insbesondere genau, eine gegenüber der ersten Menge kleinere, vierte Menge des Kraftstoffes in den Brennraum 4 direkt eingespritzt und somit eingebracht. Hierdurch können Stickstoff- und Rußemissionen besonders geringgehalten werden. Außerdem kann ein übermäßiger Rußeintrag in das Motoröl vermieden werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verbrennungskraftmaschine
- 2
- Gehäuseelement
- 3
- Zylinder
- 4
- Brennraum
- 5
- Abtriebswelle
- 6
- Abszisse
- 7
- Ordinate
- B1
- Beginn
- B2
- Beginn
- B3
- Beginn
- B4
- Beginn
- E1
- Einspritzung
- E2
- Einspritzung
- E3
- Einspritzung
- E4
- Einspritzung
- EN1
- Ende
- EN2
- Ende
- EN3
- Ende
- EN4
- Ende
