DE69814218T2

DE69814218T2 - Verfahren zur Steuerung von Selbstzündung in einem Viertaktmotor

Info

Publication number: DE69814218T2
Application number: DE69814218T
Authority: DE
Inventors: Pierre Duret; Jacques Lavy
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2018-02-06
Also published as: FR2760487A1; EP0863301A1; DE69814218D1; EP0863301B1; US6082342A; JPH10252513A; FR2760487B1; ATE239865T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Viertaktverbrennungsmotoren mit Selbstzündung.
Die Selbstzündung ist ein bei den Zweittaktmotoren bekanntes Phänomen. Dieser Verbrennungstyp weist Vorteile auf dem Niveau der Schadstoffemissionen auf: man erhält vor allem geringe Emissionen an Kohlenwasserstoffen und Stickoxyden.
Für die Viertaktmotoren können sehr schwache Stickoxydemissionen erhalten werden. Im übrigen wird eine bemerkenswerte zyclische Regelmäßigkeit bei der Verbrennung mit Selbstzündung verwirklicht.
Die Selbstzündung ist ein Phänomen das es ermöglicht, die Verbrennung dank verbleibender abgebrannter Gase einzuleiten, die in der Brennkammer nach Verbrennung verbleiben.
Die Selbstzündung wird durchgeführt, indem man die Menge restlicher Gase und deren Mischung mit den frischen Gasen (noch nicht verbrannten) regelt. Diese restlichen Gase (heiße abgebrannte Gase) initiieren die Verbrennung frischer Gase dank einer Temperaturkombination und bei Gegenwart aktiver Spezies (Radikale).
In den Zweitaktmotoren ist die Gegenwart restlicher Gase „inhärent" bei der Verbrennung. Wenn man die Motorlast vermindert, vermindert sich daher die Menge von frischem Gas und wird natürlich durch eine Menge verbleibender Gase ersetzt (abgebrannte Gase des oder der vorhergehenden Zyklen, die quasi nicht den Zylinder verlassen haben). Der Zweitaktmotor arbeitet daher bei einer internen Rezyklierung (oder internes EGR) der abgebrannten Gase bei Teillast. Dennoch ist die Gegenwart dieses internen EGR nicht ausreichend, um den gewünschten Betrieb mit Selbstzündung zu erhalten. Die Arbeiten der Forscher zeigen, dass man auch die Mischung zwischen diesem internen EGR und den frischen Gasen regeln und begrenzen muss.
Die auf den Viertaktmotor angewandte geregelte Selbstzündungstechnologie ist besonders interessant, da sie es ermöglicht, den Motor mit einem extrem verdünnten Gemisch mit sehr geringen Fettheiten und ultrageringen NOx-Emissionen arbeiten zu lassen.
Hingegen stößt diese Technologie auf eine große technologische Schwierigkeit, welche die Tatsache ist, dass es, um sie zu erhalten, ohne vom Effekt der inneren EGR des Zweitaktmotors zu profitieren, notwendig ist, entweder sehr stark den Kompressionsgrad des Motors zu erhöhen (mit Klimper- bzw. Klopfproblemen bei hoher Last) oder die frischen Einlassgase sehr stark zu erhitzen (einige hundert Grad C) oder die beiden Phänomene zu kombinieren.
Lösungen, um die Anforderungen auf dem Niveau von Druck und Temperatur für die Viertaktmotoren zu vermindern, können teilweise mittels geeigneten Zusätzen im Treibstoff gefunden werden. Die französische Patentanmeldung EN.95/10798 veranschaulicht eine Lösung dieses Typs.
Für die Viertaktmotoren ist es zum Beispiel durch die internationale Anmeldung PCT, WO 93/16276 bekannt, eine variable Verteilereinstellung bzw. -positionierung mit einem Antirücklaufsystem beim Einlass mit dem Ziel zu kombinieren, die Verluste durch Pumpen bei Teillast zu vermindern. Diese Lösung ermöglicht es so, mit der Einlassdrosselklappe so weit offen wie möglich zu arbeiten.
Es ist gleichermaßen durch das Dokument DE 3 347 567 bekannt, gleichzeitig die Auslass- und Einlassventile während der Auslassphase des Motors derart zu öffnen, dass Auslass- und Einlassturbulenzen der verbrannten Gase eingeführt werden.
Diese verbrannten Gase werden anschließend in die Brennkammer bei der Einlassphase dieses Motors wieder eingeführt.
Dieses Verfahren weist nicht nur den Nachteil auf, verbrannte Gase bei Temperaturen wieder einzuführen, die ungenügend sind, um die Selbstzündung sicherzustellen, sondern auch, eine Vermischung verbrannter Gase mit dem frischen Gas zuzulassen, was die Temperatur dieser verbrannten Gase weiter vermindert.
In unterschiedlicher Weise zielt die Erfindung im Wesentlichen darauf ab, die oben dargelegten Probleme, die mit den Viertaktmotoren, welche mit Selbstzündung arbeiten, erwähnt sind, zu beheben.
Es geht gemäß der vorliegenden Erfindung darum, zu versuchen, die Betriebsbedingungen mit Selbstzündung der Zweittaktmotoren auf die Viertaktmotoren zu reproduzieren.
In besonders vorteilhafter Weise stellt die vorliegende Erfindung eine Lösung des Entgiftungsproblems der Stickoxydemissionen in den Viertaktmotoren dar, welche mit homogenem Magergemisch arbeiten.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur variablen Steuerung der Öffnung und des Schließens der Einlass- und Auslasskontrollmittel in der Brennkammer in Abhängigkeit vor allem von der Motorlast.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, in Kombination und bei Teillast durchzuführen:

a) ein verlängertes Zurückhalten in dem Takt von verbrannten Gasen in der Brennkammer; und
b) eine Einlassperiode von frischen Gasen, die im allgemeinen in dem Takt mit Rückhalteperiode nachfolgt, um das Gemisch bzw. die Mischung der frischen Gase mit den verbrannten Gasen zu minimieren und die Menge von in der Brennkammer zurückgehaltenen verbrannten Gasen zu steuern.

In spezifischer Weise wird die Stufe (a) unter Verzögerung des Schließens des Auslasses gegenüber dem normalen Zeitraum durchgeführt, d. h. hinter dem oberen Totpunkt des Kolbens.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Stufe (a) im übrigen unter Verzögerung der Öffnung des Auslasses gegenüber dem normalen Betrieb durchgeführt, d. h. unter Verhindern der Öffnung des Auslasses vor dem unteren Totpunkt.
Im Übrigen kann die Stufe (a) unter Verminderung der Dauer der Öffnung des Auslasses gegenüber normalem Betrieb durchgeführt werden, d. h. indem eine Öffnung des Auslasses während lediglich einem Teil des Wiederanstiegs des Kolbens einzig dazu zugelassen wird, das Auslassen einer zu starken Menge verbrannter Gase zu begrenzen.
Um dies vorzunehmen, ist es möglich, eine variable Drosselvorrichtung in einer Auspuffleitung hinter wenigstens einem Auslassventil vorzusehen.
Eine Verbesserung kann im übrigen darin bestehen, die Auspuffleitung zwischen dem Auslassventil und der variablen Drosselvorrichtung thermisch zu isolieren.
Außerdem kann die Einlassperiode gegenüber dem normalen Betrieb verkürzt sein, wobei die Öffnung des Einlasses direkt nach dem oberen Totpunkt stattfindet und das Schließen des Einlasses vor dem unteren Totpunkt stattfindet, derart, dass der Einlass nach dem Schließen des Auslasses lediglich für die Dauer geöffnet ist, welche zur Einführung frischer Gase für die Motorlast erforderlich ist.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen kann die Einlassperiode gegenüber dem normalen Betrieb verschoben sein, wobei die Öffnung des Einlasses genau hinter dem oberen Totpunkt und das Schließen des Einlasses genau nach dem unteren Totpunkt stattfindet, derart, dass der Einlass hinter dem Schließen des Auslasses offen und während der Kompression geschlossen ist.
In spezieller Weise kann gemäß der Erfindung der Einlass genau vor dem unteren Totpunkt geschlossen sein.
Parallel kann das Verfahren nach der Erfindung darin bestehen, die Einlassleitung mit einem Antirücklaufventil auszurüsten.
Insbesondere kann das Treibstoffgemisch unter Druck am Kompressionsanfang nach Füllen des Zylinders durch die verbrannten Gase eingeführt werden.
In dem Fall, wo eine Luftquelle unter Druck beim Einlass verwendet wird, kann diese Luft verwendet werden, um den Treibstoff direkt in der Brennkammer zu zerstäuben.
Nach einem anderen Merkmal können die Frischgase erwärmt werden, bevor sie in den Motor eingeführt werden.
Andere Merkmale, Vorteile und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung treten klarer beim Lesen der folgenden Beschreibung hervor, die veranschaulichend und keinesfalls begrenzend in Bezug auf die anliegenden Zeichnungen gemacht ist, darunter:
Die 1 ist ein Schema, das die Öffnungsdauer des Auslasses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
die 2 ist ein Graph, der die parallelen Veränderungen des Kolbens und eines Auslassventils gemäß derselben Ausführungsform der Erfindung zeigt;
die 3 ist ein Schema, das die Öffnungsdauer des Auslasses gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die 4 ist ein Graph, der die parallelen Veränderungen des Kolbens und eines Auslassventils gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die 5 ist ein Schema bezüglich der Öffnungsdauer des Auslasses gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
die 6 ist ein Graph, der die parallelen Veränderungen des Kolbens und eines Auslassventils entsprechend der dritten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
die 7 ist ein vereinfachter Schnitt eines Auslasses eines Motors gemäß der Erfindung;
die 8 ist ein vereinfachter Schnitt eines Einlasses eines Viertaktmotors gemäß der Erfindung;
die 9 ist ein Schema, das die jeweiligen Auslass- und Einlassdauern gemäß der Ausführungsform der 8 zeigt;
die 10 ist eine Kurve, die die Veränderung in der Zeit von jeweils einem Einlassventil (Kurve A) und einem Auslassventil (Kurve E) zeigt.
Die 11 und 13 sind Schemata, die die jeweiligen Öffnungsdauern des Einlasses und des Auslasses für zwei andere Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
die 12 und 14 betreffen Kurven der Ventilleerungen für die Ausführungsformen jeweils der 11 und 13.
In allgemeiner Weise dargelegt, ist es Gegenstand der Erfindung, bei Teillast in dem Zylinder und der Brennkammer eine beträchtliche Menge restlicher abgebrannter Gase eingeschlossen zu halten, im folgenden der Beschreibung EGR genannt. Es geht im übrigen gemäß der Erfindung darum, dass wenigst mögliche an Vermischung in der Brennkammer zwischen dem EGR und den Frischgasen, d. h. bei jedem Einlass eingeführte Erneuerung, zu haben. Dies impliziert, die Frischgase nur einzuführen, wenn das EGR einmal vollständig in der Brennkammer eingefangen ist.
Vorzugsweise werden die Frischgase möglichst spät, gerade vor der Kompression eingeführt.
Dieser Betriebstyp ist nur bei den Teillasten vorgeschlagen; außerhalb dieser Betriebsbereiche wird der Motor in konventioneller Weise arbeiten, d. h. mit einem offenen Einlass während des Abstiegs des Kolbens und einem Auslass, dem Wiederanstieg des Kolbens. Dabei ist eine leichte Überdeckung dieser Bereiche dennoch empfohlen, um bessere Leistungsfähigkeiten zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung schlägt daher vor, bei Teillasten in Kombination durchzuführen:

(a) ein zeitverlängertes Zurückhalten bzw. Übertragen verbrannter Gase in der Brennkammer;
(b) eine Einlassperiode von Frischgas, die insgesamt zeitlich der Rückhalteperiode der verbrannten bzw. abgebrannten Gase folgt.

Um diese Stufen zu realisieren, kommen mehrere Lösungen in Betracht:

– Im Fall eines Motors mit mechanisch über Nockenwellen angetriebenem (angetriebenen) Auslassventil(en) wird die Öffnungsperiode des (oder der) Auslassventil(e) stark verzögert im Zyklus sein (im Verhältnis zum konventionellen, bei hoher Charge verwendeten Öffnungszeitpunkt), um weit in der Wiederanstiegsphase des Kolbens zu enden (Anfang des Einlasses beim konventionellen Motor). Diese Verzögerung wird entweder durch Versetzung der gesamten Öffnungsregel des Auslasses (1 und 2) oder durch Vergrößerung der Öffnungsdauer des Auslasses (3 und 4) eintreten. Für eine variable Verteilung ausgelegte mechanische Systeme werden es erlauben, den einen oder anderen Fall zu erhalten. Bei den 2 und 4 ist die klassische Öffnungsregel der Auslassventile gestrichelt in dem Graph dargestellt, der das Heben des Ventils Δ in Abhängigkeit der Zeit angibt.
– Im Fall eines Motors mit Auslassventilen, die bei Öffnen zum Entleeren und bei Winkelposition in dem Zyklus vollständig variabel sind (Anordnungen durch elektromagnetische oder elektrohydraulische Steuerungen), werden die obigen Fälle wohlgemerkt verwendet werden können aber es kann auch vorteilhafter sein einerseits zu vermeiden, dass ein Teil des inneren EGR im Auslass austritt und anschließend wieder in den Zylinder zurückkehrt (zu dem Kolben PMH) und andererseits den Auslass während der kürzestmöglichen Zeit derart zu öffnen, dass nur die genau wünschenswerte Menge austritt und um das Verfahren nach Einlass besser zu trennen.

So zeigen die 5 und 6, dass der Auslass hier für eine kurze Dauer derart geöffnet ist, dass er nicht vollständig ist. Das Öffnen des Auslasses greift dann bevorzugt zum unteren Totpunkt hin ein, während das Schließen zur Mitte der Komprimierung hin, d. h. etwa 45° Kurbelwelle nach Öffnung des Auslasses stattfinden wird.
Verbesserungen dieser zwei Lösungen sind auch möglich. Daher kann im Fall der mechanischen Anordnung es besonders interessant sein, eine Drosselvorrichtung (zum Beispiel Drosselklappe oder -küken,....) hinter dem (oder den) Auslassventilen) derart anzuordnen, dass der innere EGR-Effekt anwächst. Dies kann es besser erlauben, den Bedarf zu vermindern, die Öffnung des Auslasses zu verzögern.
Die 7 zeigt ein Implementierungsbeispiel eines Ventilelements 10 in einer Auslassleitung 1, was so die Anfangswirkung der Erfindung verbessert. Die anderen Elemente dieser Umgebung sind weder beschrieben noch bezeichnet, da sie im übrigen an sich bekannt sind.
Außerdem wird man nicht den Rahmen der Erfindung verlassen, wenn Drehküken anstelle von Ventilen verwendet werden, um die geeigneten und gewünschten Regeln von Öffnung und Auslass zu erhalten.
Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung zielt im übrigen darauf ab, den Einlass spätest möglich nach dem Ende des Auslasses zu starten. Dies ermöglicht es, die Mischungsmöglichkeiten zwischen Frischgas und abgebrannten Gasen zurückzuhalten, anders gesagt die Schichtung zu verbessern.
Eine Lösung, diese Wirkung zu realisieren, kann wie in der 8 dargestellt darin bestehen, eine Antirücklaufklappe 20 in der Einlassleitung 2 genau vor einem Einlassventil 12 zu platzieren.
Eine beim Einlass angeordnete Antirücklaufklappe ermöglicht es in dem durch die 9 und 10 dargestellten Fall, einen Rücklauf der verbrannten Gase in den Einlauf zu behindern. Dieses "backflow"-Phänomen könnte daher in dem Fall auftreten, wo das Einlassventil sich weit vor dem Ende des Auslasses öffnet. Die Kreuzung der Ventile ist daher sehr beträchtlich. Die Klappe 20 wird dann dem Anfang des Einlasses lediglich erlauben, wenn der Druck in dem Einlassrohr vor der Klappe 20 höher ist als der Druck des Zylinders. Wenn, wie es die 9 und 10 zeigen, der Auslass oberhalb des oberen Totpunktes zu Beginn des Abstiegs des Kolbens geöffnet bleibt, wird der Druck in dem Zylinder so nah dem Atmosphärendruck während dieses Zeitraums bleiben. Er wird nur beginnen abzufallen, wenn der Auslass geschlossen sein wird, d. h. hier etwa 45° nach dem oberen Totpunkt. Die Klappen 20 öffnen sich daher in diesem Moment einzig derart, dass der reelle Einlass weit nach dem Auslass stattfindet.
In der Ausführungsform der 11 und 12 ist die Öffnungsregel der Ventile willkürlich verzögert. Hier geschieht die Öffnung des Einlasses genau nach Schließen des Auslasses, genau nach dem oberen Totpunkt. Diese Verzögerung kann erhalten werden, indem entweder die Öffnungsdauer und die Entleerungsregel der Ventile modifiziert wird oder durch eine vollständige Zeitversetzung des Einlasses. In der technologischen Idee ist die erste Lösung ziemlich komplex, während die zweite durch eine Phasenversetzung der Welle mit Nocken erhalten werden kann, was heute tatsächlich beherrscht wird.
Die Ausführungsform der 11 und 12 macht die Antirückhalteklappe tatsächlich notwendig, um jeden Rücklauf bzw. Backflow während der Überlappung der Ventile vermeidet, was während der Kompression derart stattfindet, dass ein hoher Kompressionsgrad in der Brennkammer aufrecht gehalten wird.
In dem Fall eines Motors mit in vollständig variabler Weise gesteuerten Einlassventilen, wie Anordnungen mit elektromagnetischen oder elektrohydraulischen Steuerungen ist die Antirücklaufklappe 20 nicht unabdinglich.
Daher kann man so den Einlass genau nach dem Ende des Auslasses öffnen, aber wie in den 13 und 14 dargestellt dem Einlass schnell vor dem unteren Totpunkt schließen, d. h. vor dem Anfang der Kompression. Man wird den Einlass bevorzugt für die Minimalzeit öffnen, die genau notwendig ist, um die erforderliche Frischgasmenge für die vorgegebene Charge bzw. Beschickung einzuführen. Ein automatisches und individuelles Steuern der Ventile, welches auf technologischer Ebene tatsächlich realisierbar ist, kann eine solche Sequenz ermöglichen.
Ein anderer sehr wichtiger Fall muss in den Rahmen der Erfindung eintreten. So kann wie auch immer der verwendete Anordnungstyp sei, es sehr vorteilhaft sein, ein Füllungsmaximum an restlichen abgebrannten Gasen zu suchen, um die Verbrennung mit Selbstzündung selbst unter den schwächsten Chargebedingungen zu erleichtern. Dafür kann es im übrigen eine interessante Lösung sein, das Schließen des Auslasses noch mehr zu verzögern, zum Beispiel fast bis zum Zylinderkompressionsanfang und das Einlassventil nur während des Zylinderkompressionsanfangs zu öffnen. In diesem Fall muss die frische Charge im Gemisch Luft/Treibstoff unter einem Druck leicht über jenem des Zylinderdrucks eingeführt werden. Komprimierte Luft muss daher verwendet werden, die von einer Druckquelle kommt: Dieser Druckquelle kann ein Kompressor (zum Beispiel volumetrischer Roots-Typ oder mit Schraube oder mit Kolben, der im übrigen einer der Kolben des Motors selbst sein kann ...), entweder mechanisch oder elektrisch angetrieben, sein. Die für diese Ausführungsform notwendige komprimierte Luft kann im übrigen verwendet werden, um die Verneblung und die Pulverisierung bzw. Zerstäubung des Treibstoffs sicherzustellen. Um diesen letzten Fall zusammenzufassen, geschieht alles, wie wenn der Motor in einer ersten Zeit maximal durch die verbleibenden Gase gefüllt ist und in einer zweiten Zeit durch ein Luft/Treibstoff-Gemisch überversorgt wird, welches die frische Charge liefern wird, ohne den Platz der verbrannten Gase einzunehmen und daher ohne die eingeschlossene Menge zu vermindern.
Man wird den Rahmen der Erfindung nicht verlassen, wenn Drehküken anstelle von Ventilen verwendet werden, um die geeigneten und gewünschten Öffnungs- und Schließregeln des Einlasses zu erhalten.
So wird gemäß der obigen Beschreibung der Motor in einer konventionellen Weise bei hohen Chargen mit der Auslassöffnungsperiode während des Wiederanstiegs des Kolbens (entsprechend der Entspannung) und der Einlassperiode während des Abstiegs des Kolbens (die der Kompression vorangeht) arbeiten können. Unter diesen Bedingungen werden die interne EGR und deren Abwesenheit an Vermischung mit den Frischgasen nicht speziell gewünscht werden und die Auslass- und Einlassperioden werden eine gewisse Überdeckung oder Überkreuzung zulassen, welche zum Erhalt eines hohen Drehmoments notwendig ist. Wenn eine Auslassdrosselvorrichtung wie 10 verwendet werden wird, wird diese wohl verstanden weit geöffnet sein. Die Antirücklaufvorrichtung beim Einlass 20 dürfte keine negativen Wirkungen auf dem Betrieb bei Teillasten mitbringen, ein leichter Chargenverlust bei hoher Drehzahl kann ausgenommen werden.
Der Übergang zwischen dem konventionellen Modus bei hoher Last und mit durch Zündfunken gesteuerter Selbstzündung und dem Modus bei Teillast und mit gemäß der Erfindung geregelter Selbstzündung gemäß der Erfindung geschieht daher durch Variation der für diese Regelung des internen EGR verwendeten Parametern und dem Mischungsminimum zwischen interner EGR und Frischgas, welche daher sind:

– Die Variation der Öffnungsregel des Auslasses (am Minimum durch variable Positionierung),
– die Position der Drosselvorrichtung des Auslasses (wenn es eine gibt),
– die Variation der Öffnungsregel des Einlasses (wenn sie verwendet wird).

Im Fall eines Mehrventilmotors kann es auch vorgesehen sein, einen Teil der Ventile zu haben, deren Öffnung wie gemäß der Erfindung definiert sein wird und ein anderer Teil der Ventile wird konventionellere Öffnungsregeln haben, die es ermöglichen, ein gutes Füllen des Motors bei erhöhten Lasten sicherzustellen. So wären bei hohen Lasten alle Ventile aktiv, während bei Teillasten der Betrieb mit Selbstzündung gewünscht werden wird und die Öffnung der Ventile mit traditioneller Öffnungsregel derart deaktiviert wäre, dass nur die Öffnung der gemäß der Erfindung arbeitenden Ventile zugelassen wird.
In dem Fall, wo die Variation dieser Regelungsparameter gemäß der Erfindung dennoch nicht ausreichend ist, um den Betrieb mit Verbrennung durch Selbstzündung zu erhalten, werden andere bekannte Aktionen wie das Heizen der eingelassenen Frischgase, die Erhöhung des Kompressionsgrades,.... als Vervollständigung verwendet werden können. Es wird dennoch von der Erfindung erwartet, dass in dem Fall, wo sie es selbst nicht ermöglicht, die Verbrennungsform mit kontrollierter Selbstzündung zu erreichen, sie es wenigstens ermöglicht, die Notwendigkeit ergänzender Aktionen zu vermindern (zum Beispiel indem das für die Frischgase erforderliche Aufheizniveau vermindert wird).
Um bestens von der thermischen Energie der Restgase im Fall eines gemäß der Erfindung arbeitenden Motors profitieren zu können, wird die Auspuffleitung ausgehend vom Auslassventil isoliert werden (durch keramisierung, geeigneten Wasserkreislauf,...). Diese Isolierung wird sich wenigstens bis zur Platzierung der Drosselklappe 10 des Auslasses (in dem Fall, wo es eine gibt) fortsetzen.
Schließlich wird man den Rahmen der Erfindung nicht verlassen, wenn der Steuerungszündfunken der konventionellen Zündung während des Betriebs mit kontrollierter Selbstzündung beibehalten wird.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Selbstzündung in einem Viertaktmotor, umfassend eine variable Steuerung der Öffnung und des Schließens der Einlassund Auslasskontrollmittel in der Brennkammer in Abhängigkeit vor allem von der Motorlast, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, in Kombination und bei Teillast durchzuführen: a. ein verlängertes Zurückhalten in dem Takt von verbrannten Gasen in der Brennkammer; und b.eine Einlassperiode von frischen Gasen, die im allgemeinen in dem Takt mit Rückhalteperiode nachfolgt, um das Gemisch der frischen Gase mit den verbrannten Gasen zu minimieren und die Menge von in der Brennkammer zurückgehaltenen verbrannten Gasen zu steuern.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Stufe (a) unter Verzögerung des Schließens des Auslasses gegenüber dem normalen Zeitraum durchgeführt wird, d. h. hinter dem oberen Totpunkt des Kolbens.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Stufe (a) im übrigen unter Verzögerung der Öffnung des Auslasses gegenüber dem normalen Betrieb durchgeführt wird, d. h. unter Verhindern der Öffnung des Auslasses vor dem unteren Totpunkt.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (a) unter Verminderung der Dauer der Öffnung des Auslasses gegenüber normalem Betrieb durchgeführt wird, d. h. indem eine Öffnung des Auslasses während lediglich einem Teil des Wiederanstiegs des Kolbens einzig dazu zugelassen wird, das Auslassen einer zu starken Menge verbrannter Gase zu begrenzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es im übrigen darin besteht, eine variable Drosselvorrichtung (10) in einer Auspuffleitung (1) hinter wenigstens einem Auslassventil vorzusehen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es im übrigen darin besteht, thermisch die Auspuffleitung zwischen dem Auslassventil und der variablen Drosselvorrichtung(10) zu isolieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassperiode gegenüber dem normalen Betrieb verkürzt ist, wobei die Öffnung des Einlasses direkt nach dem oberen Totpunkt stattfindet und das Schließen des Einlasses vor dem unteren Totpunkt stattfindet, derart, dass der Einlass nach dem Schließen des Auslasses lediglich für die Dauer geöffnet ist, welche zur Einführung frischer Gase für die Motorlast erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassperiode gegenüber dem normalen Betrieb verschoben ist, wobei die Öffnung des Einlasses genau hinter dem oberen Totpunkt und das Schließen des Einlasses genau nach dem unteren Totpunkt stattfindet, derart, dass der Einlass hinter dem Schließen des Auslasses offen und während der Kompression geschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass genau vor dem unteren Totpunkt geschlossen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, die Einlassleitung mit einem Antirücklaufventil auszurüsten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Treibstoffgemisch unter Druck am Kompressionsanfang nach Füllen des Zylinders durch die verbrannten Gase eingeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Luftquelle unter Druck verwendet, und dadurch, dass die Luft unter Druck im übrigen verwendet wird, um den Treibstoff direkt in der Brennkammer zu zerstäuben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischgase erwärmt werden, bevor sie in den Motor eingeführt werden.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass ein Motor wenigstens ein mechanisch betätigtes Auslassventil umfasst, die Öffnungsperiode des oder der Ventile in dem Zyklus stark verzögert sein wird, um sich weitgehend in der Phase des Wiederanstiegs des Kolbens zu befinden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der internen EGR (Abgasrückführung) in den Auspuff austritt und anschließend in den Zylinder zurückkehrt.