-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermindern
der Emissionen in den Abgasen von einem Verbrennungsmotor, der zumindest
einen Zylinder, zu welchem ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird,
wenn eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors veranlasst wird, zu
rotieren, mindestens ein Einlassventil, mindestens eine mit dem
Einlassventil verbundene Einlassleitung, mindestens ein Auslassventil,
mindestens eine mit dem Auslassventil verbundene Auslassleitung,
Steuerelemente zum Steuern des Öffnens
und Schließens
der Einlass- und Auslassventile, eine Zündkerze, und einen sich zwischen
einer oberen Totpunktposition und einer unteren Totpunktposition
in dem Zylinder hin- und herbewegenden Kolben aufweist, wobei alle Schritte
des Verfahrens beim Kaltstarten des Verbrennungsmotors ausgeführt werden
und ein mageres Luft-/Kraftstoffgemisch
zu dem Zylinder zugeführt wird.
-
Es
ist wünschenswert,
die unerwünschten Emissionen
zu vermindern, die in den Abgasen des Verbrennungsmotors vorhanden
sind, um hierdurch die Verschmutzung der Umwelt zu vermindern und gesetzlicher
Anforderungen für
Verbrennungsmotoren zu erfüllen.
Die in den Abgasen vorhandenen, unerwünschten Emissionen umfassen
unter anderem Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen HC
und Stickoxide NOx.
-
Um
diese Emissionen in den Abgasen zu vermindern, ist der Motor mit
einem Katalysator ausgestattet, der mittels einer chemischen Reaktion
die oben genannten Emissionen im wesentlichen vollständig verbrennt.
Die chemische Reaktion in dem Katalysator tritt nur auf, wenn der
Katalysator eine vorbestimmte Arbeitstemperatur erreicht hat, die nach
einer vorbestimmten Betriebszeit des Motors erreicht wird. Wenn
der Motor kaltgestartet wird, gibt es daher keine Verminderung der
oben genannten Emissionen in dem Katalysator.
-
Es
sind Anordnungen bekannt, die den Katalysator erwärmen, wenn
der Motor kaltgestartet wird, um schnell eine gewünschte Arbeitstemperatur
des Katalysators derart zu erreichen, dass ermöglicht wird, die Emissionen
in den Abgasen des Motors zu einem frühen Zeitpunkt zu vermindern.
Bei einer solchen bekannten Anordnung ist ein elektrisches Heizelement
in dem Katalysator angeordnet. Diese Anordnung macht den Katalysator
kompliziert und teuer herzustellen.
-
Ein
Problem, das entsteht, wenn Verbrennungsmotoren kaltgestartet werden,
ist dass eine vergleichsweise große Kraftstoffmenge in Bezug
auf die zugeführte
Luft, das heißt
ein fettes Luft-/Kraftstoffgemisch, zu dem Motor zugeführt werden
muss, damit der Motor anspringt und der Motor in der Lage sein wird,
mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl im Leerlauf zu laufen.
Dieses fette Luft-/Kraftstoffgemisch wird ebenso zugeführt, damit
der Motor bereit sein wird, ein erhöhtes Drehmoment bereitzustellen,
wenn das Gaspedal betätigt
wird, und damit der Motor weniger anfällig auf unterschiedliche Kraftstoffqualitäten sein
wird. Die Fahrbarkeit des Motors wird damit sichergestellt, bevor
der Motor seine Betriebstemperatur erreicht hat.
-
Die
Abwesenheit der Emissionssteuerung in dem Katalysator und das fette
Luft-/Kraftstoffgemisch führen
dazu, dass der Gehalt an Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen
HC und Stickoxide NOx, die von dem Motor ausgestoßen werden,
hoch ist, wenn der Motor kaltgestartet wird.
-
Es
wurden zuvor Versuche unternommen, die Kraftstoffmenge in Bezug
auf die zugeführte
Luft zu vermindern, das heißt
den Motor mit einem magereren Luft-/Kraftstoffgemisch zu betreiben,
wenn der Motor kaltgestartet wird. Dies hat dennoch dazu geführt, dass
der Motor sehr ungleichmäßig im Leerlauf läuft, und
auch die Fahrbarkeit des Motors war schlecht. Der Grund, dass die
Motordrehzahl während
des Leerlaufs variiert, ist dass das durch den Motor erzeugte Drehmoment
sehr empfindlich auf Variationen des Lambdawerts des zu dem Zylinderraum
des Motors zugeführten
Luft-/Kraftstoffgemisches
reagiert, wenn das Luft-/Kraftstoffgemisch
mager ist. Die Definition des Lambdawerts, oder des Überschussluftfaktors,
wie er ebenso bekannt ist, ist die tatsächlich zugeführte Luftmenge
geteilt durch die theoretisch für
eine vollständige
Verbrennung erforderliche Luftmenge. Falls der Lambdawert größer als
1 ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch mager, und falls der Lambdawert
kleiner als 1 ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch fett.
-
Der
von einem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Kraftstoff kann genau
mittels des Kraftstoffeinspritzsystems des Motors gesteuert werden,
um somit einen im wesentlichen konstanten Lambdawert für das zugeführte Luft-/Kraftstoffgemisch
zu erhalten. Wenn der Motor kalt ist, wird allerdings Kraftstoff an
den vergleichsweise kalten Wänden
in der Einlassleitung und in dem Zylinder kondensieren. Der an den
Wänden
kondensierte Kraftstoff wird verdampfen und das Luft-/Kraftstoffgemisch
begleiten, das in die Einlassleitung strömt und zu dem Zylinderraum
zugeführt
wird. Falls die Verdampfung des an den Wänden kondensierten Kraftstoffs
ungleichmäßig ist,
aufgrund von Druckvariationen, Temperaturgradienten oder der Strömungsrate
des Luft-/Kraftstoffgemisches
in der Einlassleitung, wird der Lambdawert des zu dem Zylinderraum
zugeführten
Luft-/Kraftstoffgemisches
variieren.
-
Da
das durch den Motor erzeugte Drehmoment während des Leerlaufs beim Kaltstarten
variieren wird, wird die Drehzahl des Motors variieren. In diesem
Zusammenhang bedeutet die Drehzahl des Motors die Drehzahl der Kurbelwelle
des Motors. Wenn die Drehzahl variiert, wird der Druck in der Einlassleitung
ebenso variieren, was wiederum dazu führt, dass die Verdampfung des
kondensierten Kraftstoffs variiert, so dass eine Variation des Lambdawerts
des zu dem Zylinderraum zugeführten Luft-/Kraftstoffgemisches
auftritt. Die ungleichmäßige Drehzahl
des Motors wird dadurch intensiviert.
-
Wenn
der zu den Zylinder zugeführte
Kraftstoff in Kontakt mit den Zylinderwänden kommt, kondensiert der
Kraftstoff. Der an den Zylinderwänden kondensierte
Kraftstoff ist während
des Expansionshubs schwierig zu zünden, was bedeutet, dass eine große Menge
unverbrannten Kraftstoffs die Abgase begleitet. Der an den Zylinderwänden kondensierte Kraftstoff
trägt ebenso
dazu bei, dass die Bildung von Kohlenwasserstoffverbindungen HC
während
des Verbrennungsvorgangs in dem Zylinder ansteigt. Dieser negative
Effekt nimmt während
des Aufwärmens
des Verbrennungsmotors zu, bevor der Motor seine Arbeitstemperatur
erreicht hat.
-
Zu
Beginn dieses Aufwärmens
des Motors hat, wie oben erwähnt,
der Katalysator noch nicht seine Arbeitstemperatur erreicht, aus
welchem Grund die ausgestoßenen
Kohlenwasserstoffverbindungen ein unannehmbar hohes Niveau erreichen.
-
US 5531193 A beschreibt
ein Verfahren zum Vermindern von HC-Emissionen eines Verbrennungsmotors
unter Kaltbedingungen. Das Verfahren schlägt ein verzögertes Öffnen des Auslassventils vor,
um zu verhindern, dass unverbrannter HC in der Brennkammer in die
Auslassleitung eintritt, und ein Schließen des Auslassventils vor
dem oberen Totpunkt, um zu verhindern, dass in einer Kolbenmulde eines
Kolbenkopfes verbleibendes, unverbranntes HC in die Auslassleitung
eintritt, und ein Öffnen
des Einlassventils vor dem oberen Totpunkt, damit unverbranntes
HC von der Kolbenmulde in die Einlassleitung infolge des negativen
Drucks gesaugt wird.
-
JP 60138218 beschreibt
ein Verfahren, bei welchem das Schließen des Einlassventils während des
Kaltstartens verzögert
wird, um das effektive Verdichtungsverhältnis abzusenken und die Starteigenschaften
zu verbessern.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen
HC und Stickoxide NOx in den Abgasen von einem Verbrennungsmotor
beim Kaltstarten zu vermindern.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine erhöhte Nachoxidation der obigen
gesamten Kohlenwasserstoffverbindungen HC während und nach dem Expansionshub
entstehen zu lassen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Arbeitstemperatur des
Verbrennungsmotors so schnell wie möglich zu erreichen.
-
Dies
wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art erreicht, das
die Schritte aufweist: das Auslassventil wird derart gesteuert,
dass es bei einem Kurbelwellenwinkel von 120°–220° nach der oberen Totpunktposition öffnet, und
der Verbrennungsmotor wird derart gesteuert, dass es einen hohen
Einlassleitungsdruck gibt.
-
Durch
Zuführen
eines mageren Luft-/Kraftstoffgemisches zu dem Zylinder wird die
Gesamtmenge der Emissionen in den Abgasen, die von dem Verbrennungsmotor
ausgestoßen
werden, vermindert. Durch Steuern des Motors derart, dass er bei
einer hohen Last arbeitet, wird kondensierter Kraftstoff an den
Wänden
der Einlassleitung eine geringe Wirkung auf das Mischungsverhältnis zwischen
der Luft und dem Kraftstoff besitzen, was dazu führt, dass der Lambdawert des
zu dem Zylinderraum zugeführten Luft-/Kraftstoffgemisches
im wesentlichen konstant bleibt. Die Kurbelwelle wird somit mit
einer im wesentlichen konstanten Drehzahl während des Leerlaufs rotieren.
Durch Steuern des Abgasventils derart, dass es öffnet, wenn der Kolben in der
unteren Totpunktposition ist, wird der Expansions- und Verbrennungsvorgang
im wesentlichen durch das Hubvolumen des Zylinders laufen. Dies
bedeutet, dass Kraftstoff, der an den Zylinderwänden während des Einlasshubes und
des Kompressionshubes kondensiert, Gelegenheit gegeben wird, über eine
relativ lange Zeitperiode durch die Kraftstoffflamme verbrannt werden,
die in dem Zylinder während
des Expansionshubes vorhanden ist. Gleichzeitig werden in dem Zylinder
gebildete Kohlenwasserstoffverbindungen ebenso während des relativ langen Verbrennungsvorganges
nachoxidiert.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter
Bezugnahme auf eine in den beigefügten Zeichnungen gezeigte,
beispielhafte Ausführungsform
beschrieben, in denen:
-
1 zeigt
einen Schnitt durch einen Verbrennungsmotor, und
-
2 zeigt
ein Diagramm der Öffnungs-
und Schließzeiten
des Einlassventils und des Auslassventils.
-
1 zeigt
einen Verbrennungsmotor 1, der zumindest einen Zylinder 2 aufweist,
zu welchem ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wenn eine Kurbelwelle 3 des
Motors veranlasst wird, zu rotieren. Zumindest ein Einlassventil 4 ist
derart angeordnet, um Einlassleitungen 5 zu öffnen und
zu schließen, die
mit dem Zylinder 2 verbunden sind, und durch welche ein
Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt
wird, wenn der Motor 1 arbeitet. Zumindest ein Auslassventil 6 ist
derart angeordnet, um Auslassleitungen 7 zu öffnen und
zu schließen,
die mit dem Zylinder 2 verbunden sind und durch welche
verbrannter Kraftstoff in der Form von Abgasen abgeführt wird,
wenn der Motor 1 arbeitet. Der Motor 1 umfasst
ebenso Steuerelemente 8, die derart angeordnet sind, um das Öffnen und
Schließen
der Einlass- und Auslassventile 4, 6 zu steuern.
In der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform
bestehen die Steuerelemente 8 aus Nockenwellen, die bevorzugt
mechanisch oder elektronisch einstellbar sind, so dass die Zeit
des Öffnens
und Schließens
der Einlass- und Auslassventile 4, 6 variiert
werden kann. Dies wird beispielsweise durch eine Regelanordnung 9 erzeugt,
die in 1 ebenso schematisch gezeigt ist und auf bekannte
Weise die Nockenwellen hydraulisch rotiert. Andere Steuerelemente 8 sind
ebenso möglich,
wie beispielsweise elektromagnetisch gesteuerte Ventile. Ein Kolben 10,
der sich zwischen einer oberen und einer unteren Totpunktposition
in dem Zylinder 2 hin- und herbewegt, ist an der Kurbelwelle 3 mittels
einer Pläuelstange 11 verbunden.
Der Motor 1 ist bevorzugt vom Mehrzylindertyp. Kraftstoff
wird durch eine Einspritzdüse 13 zugeführt, die
in der Einlassleitung 5 angeordnet ist. Der Kraftstoff
wird daher in die Einlassleitung 5 (das Saugrohr) in der
Richtung zu dem Einlassventil 4 und dem Zylinder 2 eingespritzt.
Es ist allerdings möglich,
die Einspritzdüse 13 direkt
in dem Zylinder 2 anzuordnen. Eine Zündkerze 15 ist derart
angeordnet, um das Luft-/Kraftstoffgemisch in dem Zylinder 2 zu
zünden. 1 zeigt
die Ventile 4, 6 in einer geschlossenen Position.
-
Ein
Abgasturbo oder ein mechanischer Kompressor 14 kann mit
der Einlassleitung 5 des Motors 1 gekoppelt sein.
In dem Falle eines aufgeladenen Motors 1 wird Energie von
dem Kompressor oder dem Turbo 14 zugeführt, so dass die Verbrennungstemperatur
nach der Expansion in dem Zylinder 2 weiter ansteigt. Dies
bedeutet, dass ein mit dem Motor 1 gekoppelter Katalysator 12 schnell
erwärmt
werden kann, wenn der Motor 1 kaltgestartet wird.
-
Der
Abgasturbo oder der Kompressor 14 lässt ebenso einen positiven
Druck in der Einlassleitung 5 entstehen, der zu einer erhöhten Druckdifferenz
zwischen dem Druck in dem Zylinder 2, unmittelbar bevor
das Einlassventil 4 öffnet,
und den Druck in der Einlassleitung 5 führt.
-
Eine
beispielhafte Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in 2 gezeigt, die ein Ventilhubdiagramm
der Öffnungs-
und Schließzeiten
beider Einlass- und Auslassventile 4, 6 zeigt.
Die horizontale Achse bezieht sich auf den Kurbelwellenwinkel α, und die
vertikale Achse bezieht sich auf die Hubhöhe d des jeweiligen Ventils 4, 6.
Der Ursprung wurde bei einem Kurbelwellenwinkel α platziert, wenn der Kolben 10 in
der oberen Totpunktposition BDC an der horizontalen Achse gelegen
ist. Die Position der Kurbelwellenwinkel α, wenn der Kolben in der unteren
Totpunktposition BDC gelegen ist, wurde in 2 ebenso
angegeben. Während
des Einlasshubes wird ein Luft-/Kraftstoffgemisch
mit einem Lambdawert von größer als
1 zu dem Zylinder 2 zugeführt. Der Lambdawert liegt prinzipiell
innerhalb des Bereichs von 1,0–1,4
und bevorzugt innerhalb des Bereichs 1,05–1,2. Der Gehalt an Kohlenmonoxid
CO, Kohlenwasserstoffverbindungen HC und Stickoxiden NOx in den
Abgasen hängt
unter anderem von dem Mischungsverhältnis des zu dem Zylinder 2 zugeführten Luft-/Kraftstoffgemisches
ab. Andere Faktoren, die eine Wirkung auf die in den Abgasen ausgestoßenen Emissionen
besitzen, sind die Verbrennungsrate und die Temperatur während des
Verbrennungsvorgangs, und ebenso wie vollständig die Verbrennung während des
Verbrennungsvorganges ist. Das Mischungsverhältnis zwischen der Luft und
dem Kraftstoff wird üblicherweise
durch einen Lambdawert angegeben. Die Definition des Lambdawerts,
oder des Überschussluftfaktors,
wie er ebenso bezeichnet wird, ist die tatsächlich zugeführte Luftmenge
geteilt durch die theoretisch erforderliche Luftmenge. Falls der
Lambdawert größer als
1 ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch mager, und falls der Lambdawert
kleiner als 1 ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch
fett. Das Ziel ist es, ein mageres Luft-/Kraftstoffgemisch zuzuführen, wenn der
Motor kalt ist, so dass der Gehalt an Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen
HC und Stickoxiden NOx, die von dem Motor 1 in der Form von
Abgasen ausgestoßen
werden, niedrig ist. Die Kohlenwasserstoffverbindungen nehmen ab,
wenn das Luft-/Kraftstoffgemisch mager ist, da Sauerstoff zum Verbrennen
im wesentlichen des gesamten verbleibenden Kraftstoffes während des
Verbrennungsvorgangs in dem Zylinder verfügbar ist.
-
Die
Zündung
des zu dem Zylinder 2 zugeführten Luft-/Kraftstoffgemisches wird bei einem
Kurbelwellenwinkel von 10° vor
bis 30° nach
der oberen Totpunktposition ausgeführt, bevorzugt bei einem Kurbelwellenwinkel
von 0°–20° nach der
oberen Totpunktposition. Der Motor 1 wird somit derart
gesteuert, dass er mit hoher Last arbeiten wird, da der versetzte
Zündungszeitpunkt
dazu führt,
dass die Leistung des Motors 1 ebenso derart gesteuert
werden kann, dass der Motor 1 bei hoher Last durch Verbinden
einer äußeren Last
mit dem Motor 1, wie einem Generator 16, der schematisch
durch gestrichelte Linien in 1 gezeigt
ist, arbeitet. Der Motor 1 kann ebenso derart gesteuert
werden, um bei hoher Last dadurch zu arbeiten, dass Abgase zu dem
Zylinder 2 zurückgeführt werden,
wodurch der Lüftfüllgrad vermindert
wird. Wenn der Motor 1 bei hoher Last arbeitet, wird der
Motor 1 derart gesteuert, dass der Druck in der Einlassleitung
relativ hoch ist. Dies führt
dazu, dass der Motor 1 weniger empfindlich gegenüber Druckvariationen
in der Einlassleitung 5 ist, die auftreten, wenn das Einlassventil 4 öffnet und
schließt, was
untenstehend ausführlicher
beschrieben werden wird.
-
Das
Verfahren gemäß der Erfindung
bedeutet ebenso, dass das Auslassventil 6 derart gesteuert wird,
dass es öffnet,
wenn der Kolben 10 in der unteren Totpunktposition ist.
In diesem Zusammenhang bedeutet, dass der Kolben 10 in
der unteren Totpunktposition gelegen ist, dass der Kolben 10 in
einem Bereich vor und nach der unteren Totpunktposition gelegen
sein kann. Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird, wie in 2 gezeigt,
das Auslassventil 6 derart gesteuert, dass es bei einem Kurbelwellenwinkel
von 120°–220° nach der
oberen Totpunktposition, bevorzugt bei einem Kurbelwellenwinkel
von 140°–180° nach der
oberen Totpunktposition öffnet.
Durch Steuern des Auslassventils 6 derart, dass es öffnet, wenn
der Kolben 10 in der unteren Totpunktposition gelegen ist,
werden der Expansions- und Verbrennungsvorgang im wesentlichen durch
das Hubvolumen des Zylinders 2 verlaufen. Dies bedeutet,
dass Kraftstoff, der an den Zylinderwänden während des Einlasshubes und
des Kompressionshubes kondensiert, über eine relativ lange Zeitdauer
die Möglichkeit
gegeben wird, durch die Flamme verbrannt zu werden, die in dem Zylinder 2 relativ
spät während des
Expansionshubes vorhanden ist. Gleichzeitig werden Kohlenwasserstoffverbindungen,
die in dem Zylinder 2 gebildet werden, ebenso während des
langen Verbrennungsvorgangs nachoxidiert. Wenn das Auslassventil 6 geöffnet wird, wird
die in dem Zylinder 2 während
des Verbrennungsvorgangs erzeugte Wärme schnell abnehmen, aus welchem
Grund die oben genannten potaten Wirkungen im wesentlichen verschwinden.
Dennoch kann die Nachoxidation der Kohlenwasserstoffverbindungen
in der Auslassleitung 7 sich fortsetzen.
-
Wie
anhand von 2 am besten zu erkennen ist,
wird das Auslassventil 6 derart gesteuert, dass es schließt, nachdem
der Einlasstakt begonnen hat. Eine Menge von Abgas wird somit zu
dem Zylinder 2 zurückgeführt und
mit frisch von der Einlassleitung 5 zugeführte Luft
und eingespritztem Kraftstoff gemischt. Die zurückgeführte Abgasen führen dazu, dass
die Verbrennungsrate des Luft-/Kraftstoffgemisches abnimmt, was
zu einem verminderten Maximaldruck und einer späteren Verbrennung in dem Zylinder 2 führt. Die
Erzeugung von Stickoxiden NOx wird somit vermindert. Die zu dem
Zylinder 2 zurückgeführte Menge
von Abgas enthält
unverbrannten Kraftstoff und Kohlenwasserstoffe HC, die während der
nächsten
Expansion in dem Zylinder 2 verbrannt werden. Eine verzögerte Verbrennung
wird ebenso dadurch erhalten, dass eine große Fläche des Zylinders der Flamme
ausgesetzt ist, während
sich der Kolben nach unten in dem Zylinder bewegt. An der Zylinderwand
vorhandener Kraftstoff wird dann verbrannt werden.
-
Das
Auslassventil 6 wird bevorzugt derart gesteuert, dass es
bei einem Kurbelwellenwinkel von 20°–30° nach der oberen Totpunktposition
schließt. Es
ist allerdings möglich,
das Verfahren gemäß der Erfindung
anzuwenden, falls das Auslassventil 6 derart gesteuert
wird, dass es bei einem Kurbelwellenwinkel von 0°–40° nach der oberen Totpunktposition schließt, wenn
der Einlasstakt begonnen hat. Diese Schließzeiten des Auslassventils 6 führen dazu,
dass Abgase von der Auslassleitung 7 zu dem Zylinder 2 zurückgeführt werden.
-
Damit
der Betrieb des Motors 1 nicht ungleichmäßig wird,
wenn ein mageres Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wird aus den in der
Beschreibungseinleitung angegebenen Gründen das Einlassventil 4 bevorzugt
derart gesteuert, dass es öffnet, nachdem
der Kolben 10 die obere Totpunktposition passiert hat.
Durch Steuern des Einlassventils 4 derart, dass es bei
einem Kurbelwellenwinkel von 10°–45° nach der
oberen Totpunktposition, bevorzugt 20°–30° nach der oberen Totpunktposition öffnet, wenn
der Einlasstakt begonnen hat, wird verhindert, dass Abgase in die
Einlassleitung 5 strömen.
Druck- und Temperaturvariationen, die in der Einlassleitung 5 auftreten,
können
somit vermindert werden. Bei den oben angegebenen Kurbelwellenwinkeln
wird das Einlassventil 4 ausreichend öffnen, damit das Luft-/Kraftstoffgemisch
in der Lage ist, in dem Zylinder 2 zu strömen. Falls
Abgase in die Einlassleitung 5 strömen würden, würde dies die Verdampfung des an
den Wänden
der Einlassleitung 5 kondensierten Kraftstoffs beeinflussen,
was zu einer Veränderung des
Drehmoments der Kurbelwelle 3 des Motors 1 und
somit zu einem ungleichmäßigen Betrieb
des Motors 1 führen
würde.
In diesem Zusammenhang bedeutet Kurbelwellenwinkel den Winkel, durch
welchen die Kurbelwelle 3 rotiert hat, seit der Kolben 10 in
der oberen Totpunktposition gelegen war. Wenn der Kolben 10 in
der oberen Totpunktposition gelegen ist, ist der Kurbelwellenwinkel
daher Null.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann der Kraftstoff in die Einlassleitung 5 eingespritzt
werden, bevor das Einlassventil 4 geöffnet hat, in Kombination mit
einem Negativdruck, der in dem Zylinder hervorgerufen worden ist,
bevor das Einlassventil geöffnet
hat. Dies führt
dazu, dass der Kraftstoff zu dem Zylinder 2 zusammen mit
der Einlassluft mit sehr großer
Geschwindigkeit zugeführt wird.
Der Kraftstoff wird daher zerstäubt
und mit der Einlassluft gemischt, was zu einer homogenen Kraftstoff-/Luftmischung
in dem Zylinder 2 führt.
-
Der
Motor 1 wird bevorzugt derart gesteuert, dass die Kurbelwelle 3 mit
einer im wesentlichen konstanten Drehzahl innerhalb des Bereichs
von 1000–2000
Umdrehungen pro Minute (U/min) rotiert, was bedeutet, dass sehr
viele Arbeitszyklen pro Zeiteinheit erhalten werden, was wiederum
zu einer großen
Energiemenge pro Zeiteinheit in der Form von Wärme führt, die zu dem Katalysator 12 zugeführt wird.
Dies führt
zu einer schnellen Erwärmung
des Katalysators 12 und des Motors 1.