EP1884637A2 - Method for cleaning the combustion chamber and the intake tract of a combustion engine - Google Patents

Method for cleaning the combustion chamber and the intake tract of a combustion engine Download PDF

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EP1884637A2
EP1884637A2 EP07010764A EP07010764A EP1884637A2 EP 1884637 A2 EP1884637 A2 EP 1884637A2 EP 07010764 A EP07010764 A EP 07010764A EP 07010764 A EP07010764 A EP 07010764A EP 1884637 A2 EP1884637 A2 EP 1884637A2
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EP
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fuel
combustion chamber
air mixture
inlet
cleaning
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EP07010764A
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EP1884637B1 (en
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Stephan Müller
Jean-Martin Wolf
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/04—Cleaning of, preventing corrosion or erosion in, or preventing unwanted deposits in, combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0085—Balancing of cylinder outputs, e.g. speed, torque or air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/28—Control for reducing torsional vibrations, e.g. at acceleration

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning a combustion chamber and an intake passage of an internal combustion engine according to the features of the preamble of claim 1.
  • a generic method is from the DE 102 03 750 A1 known.
  • Both internal combustion engines with direct injection of the fuel into the combustion chamber and internal combustion engines in which the fuel is injected into the intake tract can suffer from the problem of component coking.
  • a coking occurs in particular at the intake valves, but also at other points of the intake tract and the combustion chamber. This may be due, for example, to the fact that the internal combustion engines are operated with fuels of inferior quality.
  • the resulting formation of deposits and contamination of the intake tract and the combustion chamber can lead to serious malfunctions.
  • a coking lining of the inlet valve in the region of the valve throat may disturb a so-called tumble flow, possibly so much that, as a consequence, misfiring occurs. Under certain circumstances, these can lead to irreversible damage to a catalytic converter arranged in the exhaust tract for exhaust gas purification.
  • the coking pad can form a flow resistance, which can lead to significant power losses due to insufficient cylinder filling, especially in the upper load and speed range of the internal combustion engine.
  • the coking pad of the intake valve may prevent a correct valve closing, resulting in compression losses and thus sporadic misfiring. Another consequence of the formation of deposits and contamination may be that the engine can not be started, stops or even a total loss occurs.
  • the present invention has for its object to provide a method for cleaning a combustion chamber and an intake tract of an internal combustion engine, which ensures in a simple manner that they are cleaned of deposits and coking.
  • the required energy can be introduced into the coking region.
  • injection quantities and ignition the necessary boundary conditions with respect to temperature and free oxygen can be generated in order to achieve an effective and harmless combustion of the pads.
  • the ignition of the conditioned fuel / air mixture takes place at a point in time at which the inlet valve is at least approximately completely opened.
  • the fuel / air mixture burns through the open inlet valve into the inlet channel.
  • the flame front can thus reach the entire coking area (inlet tract or inlet channel, inlet valve, combustion chamber and piston) and generate the initialization temperature for the oxidation.
  • further flushing cycles may be provided to ensure the thermal stability or to increase the cleaning efficiency.
  • a fuel / air mixture is not flamed in every second intake stroke, but offset accordingly.
  • a flushing with fuel may be provided in the rinsing cycle with air, z. B. from the inlet channel.
  • a flushing with fuel may be provided in the rinsing cycle with air, z. B. from the inlet channel.
  • a flushing with fuel may be provided.
  • Fig. 1 shows a section of an internal combustion engine which is provided in a cylinder chamber 1 of a cylinder 2 with a movably arranged piston 3, which is reciprocated in the cylinder chamber 1 to execute four cycles of a working cycle by a crankshaft, not shown.
  • the piston 3 separates from the cylinder chamber 1 from a combustion chamber 4.
  • To the combustion chamber 4 lead two inlet channels 5 (in the sectional view, only one inlet channel is shown), via which the combustion air required for combustion is supplied.
  • the opening of the inlet channel 5 is opened and closed by at least one inlet valve 6.
  • the intake valve 6 is opened accordingly.
  • To the combustion chamber 4 continue to lead two outlet channels 7 (in the sectional view, only one outlet channel is visible).
  • the opening of the outlet channel 7 to the combustion chamber 4 is opened and closed by a corresponding outlet valve 8.
  • Both valves 6, 8 are actuated for example via an intake and exhaust camshaft, not shown.
  • a fuel injection valve 9 is provided, which is arranged in a cylinder head of the internal combustion engine, that the fuel can be injected directly into the combustion chamber 4.
  • the exemplary embodiment is thus a Internal combustion engine with a direct injection of fuel.
  • the invention is not limited to this, but the inventive solution can also be applied to internal combustion engines, in which the fuel injection valve 9 injects fuel into the inlet channel 5.
  • the fuel / air mixture supplied to the combustion chamber 4 as well as to the inlet channel 5 (through the opened inlet valve 6) is ignited with the aid of an ignition device 10 arranged in the center of the combustion chamber roof, which in the exemplary embodiment is shown only schematically as the ignition location.
  • the inlet valve 6 and the inlet channel 5 represent parts of an inlet tract 11 in the exemplary embodiment.
  • a treated fuel / air mixture is ignited in the inlet channel 5 and in the combustion chamber 4 when the inlet valve 6 is open.
  • the ignition of the treated fuel / air mixture takes place at a time of the intake stroke (see FIG. 2), in which the intake valve 6 is fully opened.
  • the injected amount of the ignitable fuel / air mixture in particular also with regard to the provision of oxygen and the time of ignition are chosen such that a necessary for the combustion of deposits and coking in the combustion chamber 4 and the inlet tract 11 and the inlet channel 5 initialization temperature is reached , This may preferably be 700 to 800 ° C.
  • a burning off of deposits and coking at the inlet valve 6 is also to be understood as meaning that an inlet valve seat, a valve stem guide and optionally other components in the region of the inlet valve which functionally belong to the inlet valve are cleaned accordingly.
  • the lightning symbol in the line "ignition" of FIG. 2 can also be seen that in the exemplary embodiment, a cleaning combustion, ie a flaming of the ignitable fuel / air mixture takes place during each second intake stroke.
  • a cleaning combustion ie a flaming of the ignitable fuel / air mixture takes place during each second intake stroke.
  • the intermediate clocks ie in the intake stroke, in which no cleaning combustion in Cleaning mode occurs, the deposits are discharged and fed to fuel and oxygen. Further flushing cycles or intermediate cycles may be provided to secure the thermal stability or increase the cleaning efficiency.
  • the burned deposits are sucked in with intake air.
  • the deposits (analogous to the normal operation of the internal combustion engine) are ejected into the exhaust.
  • a further exhaust stroke may be provided to flush out the deposits (not shown in FIG. 2).
  • the described procedure is subsequently repeated until the cleaning mode has been completed or a desired cleanliness of the combustion chamber 4 and the intake tract 11 has been achieved.
  • fuel enters the exhaust. This can possibly ignite there and thus clean the exhaust of deposits.
  • the cleaning mode is initiated at low rotational speeds (low load point) of the internal combustion engine, preferably in idling mode, and driven through in a cylinder-specific manner.
  • the cleaning mode for the first cylinder (Cyl. 1)
  • the next cylinder (Cyl. 2) is set in the cleaning mode.
  • the procedure is continued until all cylinders have been cleaned. While one cylinder is being cleaned, it is envisaged that the other cylinders will continue to operate in normal operation. It is provided in the exemplary embodiment that after passing through the cleaning mode or the cleaning procedure, the result achieved is checked, d. H. the achieved cleanliness of the combustion chamber 4 and the intake tract 11 is assessed. If necessary, the procedure is repeated.
  • the cleaning mode each based on measurable criteria, eg. B. the number of engine revolutions since the last cleaning or the amount of fuel which has been supplied to the internal combustion engine since the last cleaning is started.
  • measurable criteria eg. B. the number of engine revolutions since the last cleaning or the amount of fuel which has been supplied to the internal combustion engine since the last cleaning is started.
  • the solution according to the invention is implemented as a cleaning mode in the form of an operating strategy in a control unit of a motor vehicle. If appropriate, correspondingly robust adaptive operating strategies can be provided for this purpose. Alternatively, an implementation may also be provided as a cleaning mode on an (external) engine control unit or a computer unit, which is left to the customer service branches for targeted monitoring.

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Abstract

The method involves separating a combustion chamber (4) by a piston (3) arranged in a cylinder space (1) of a cylinder (2). Openings of inlet and outlet channels (5, 7) are opened and closed by inlet and outlet valves (6, 8). A fuel/air mixture is formed by a fuel injecting valve (9). An igniting device is extended into the combustion chamber, such that the fuel/air mixture in the combustion chamber is inflamed, when the inlet valve in the inlet channel is opened. The inflammation of the prepared fuel/air mixture takes place at one time, at which the intake valve is completely opened.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Brennraums und eines Einlasstrakts einer Brennkraftmaschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for cleaning a combustion chamber and an intake passage of an internal combustion engine according to the features of the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 102 03 750 A1 bekannt.A generic method is from the DE 102 03 750 A1 known.

Sowohl Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum als auch Brennkraftmaschinen, bei denen der Kraftstoff in den Einlasstrakt eingespritzt wird, können an dem Problem der Bauteilverkokung leiden. Eine Verkokung tritt dabei insbesondere an den Einlassventilen, aber auch an anderen Stellen des Einlasstrakts und des Brennraums auf. Dies kann seine Ursache beispielsweise darin haben, dass die Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffen minderer Qualität betrieben werden. Die hieraus entstehende Ablagerungsbildung und Verschmutzung des Einlasstrakts und des Brennraums kann zu gravierenden Betriebsstörungen führen. Ein Verkokungsbelag des Einlassventils im Bereich der Ventilkehlung kann eine sogenannte Tumble-Strömung gegebenenfalls so stark stören, dass es als Folge davon zu Zündaussetzern kommt. Diese können unter Umständen zu einer irreversiblen Schädigung eines im Abgastrakt angeordneten Katalysators zur Abgasreinigung führen. Ferner kann der Verkokungsbelag einen Strömungswiderstand bilden, der besonders im oberen Last- und Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine zu erheblichen Leistungsverlusten aufgrund unzureichender Zylinderfüllung führen kann. Des weiteren verhindert der Verkokungsbelag des Einlassventils gegebenenfalls einen korrekten Ventilschluss, sodass es zu Kompressionsverlusten und damit sporadischen Zündaussetzern kommt. Eine weitere Folge der Ablagerungsbildung und Verschmutzung kann darin bestehen, dass die Brennkraftmaschine nicht gestartet werden kann, stehen bleibt oder sogar ein Totalschaden auftritt.Both internal combustion engines with direct injection of the fuel into the combustion chamber and internal combustion engines in which the fuel is injected into the intake tract can suffer from the problem of component coking. A coking occurs in particular at the intake valves, but also at other points of the intake tract and the combustion chamber. This may be due, for example, to the fact that the internal combustion engines are operated with fuels of inferior quality. The resulting formation of deposits and contamination of the intake tract and the combustion chamber can lead to serious malfunctions. A coking lining of the inlet valve in the region of the valve throat may disturb a so-called tumble flow, possibly so much that, as a consequence, misfiring occurs. Under certain circumstances, these can lead to irreversible damage to a catalytic converter arranged in the exhaust tract for exhaust gas purification. Furthermore, the coking pad can form a flow resistance, which can lead to significant power losses due to insufficient cylinder filling, especially in the upper load and speed range of the internal combustion engine. Furthermore, the coking pad of the intake valve may prevent a correct valve closing, resulting in compression losses and thus sporadic misfiring. Another consequence of the formation of deposits and contamination may be that the engine can not be started, stops or even a total loss occurs.

Zur Lösung des Problems werden verschiedene Maßnahmen ergriffen. Zum Einen wird empfohlen, Markenkraftstoff zu tanken, zum Anderen wird zur Beimischung von Additivzusätzen beim Tanken geraten. Falls trotzdem eine Ablagerungsbildung und eine Verkokung des Einlasstrakts und des Brennraums nicht vermieden werden kann, ist eine Demontage der Sauganlage zur mechanischen Reinigung derselben und/oder eine Demontage der Zylinderköpfe zur mechanischen Reinigung derselben sowie aller betroffenen Motorkomponenten die Folge. Von Nachteil dabei ist der relativ große Arbeitsaufwand und die notwendige Stilllegung des Fahrzeugs.To solve the problem, various measures are taken. On the one hand, it is recommended to refuel branded fuel, on the other hand, the admixture of Additive additives when refueling advised. If, nevertheless, formation of deposits and coking of the intake tract and the combustion chamber can not be avoided, disassembly of the intake system for mechanical cleaning thereof and / or disassembly of the cylinder heads for mechanical cleaning of the same and all affected engine components is the result. The disadvantage here is the relatively large amount of work and the necessary decommissioning of the vehicle.

Insbesondere bei Motoren mit einer Benzindirekteinspritzung kommt es, verglichen mit Motoren, bei denen der Kraftstoff in den Einlasstrakt eingespritzt wird, verstärkt zu Ablagerungsbildungen. Dies liegt daran, dass der in den Einlasstrakt eingespritzte Kraftstoff eine Reinigung und Abwaschung von im Einlasstrakt angelagerten Partikeln und Verkokungsrückständen bewirkt.In particular, in engines with direct gasoline injection occurs compared to engines in which the fuel is injected into the intake tract, reinforced deposits formation. This is due to the fact that the fuel injected into the intake tract causes a cleaning and washing off of particles and coking residues deposited in the intake tract.

Aus der DE 102 03 750 A1 sowie der US 6,178,944 B1 , der JP 2004-251155 A und JP 2001-289097 A ist es bekannt, ein Kraftstoff/Luftgemisch zum Abwaschen von Ablagerungen in den Einlasskanal einzuführen.From the DE 102 03 750 A1 as well as the US 6,178,944 B1 , of the JP 2004-251155 A and JP 2001-289097 A It is known to introduce a fuel / air mixture for washing deposits in the inlet channel.

Aus der US 4,809,662 ist es bekannt, einen Zündzeitpunkt soweit vorzustellen, dass sich eine erhöhte Temperatur im Brennraum ergibt, sodass dieser von Ablagerung gereinigt wird.From the US 4,809,662 It is known to introduce an ignition point so far that there is an increased temperature in the combustion chamber, so that it is cleaned of deposition.

Aus der JP 2004-245077 A ist es bekannt, Verbrennungsgase aus dem Brennraum in den Einlasskanal zu führen, um Anlagerungen abzubrennen.From the JP 2004-245077 A It is known to pass combustion gases from the combustion chamber into the inlet channel in order to burn off deposits.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen eines Brennraums und eines Einlasstrakts einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welches auf einfache Art und Weise sicherstellt, dass diese von Ablagerungen und Verkokungen gereinigt werden.The present invention has for its object to provide a method for cleaning a combustion chamber and an intake tract of an internal combustion engine, which ensures in a simple manner that they are cleaned of deposits and coking.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is solved by the features of claim 1.

Dadurch, dass ein aufbereitetes Kraftstoff/Luftgemisch im Brennraum und bei geöffnetem Einlassventil im Einlasskanal entflammt wird, wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass Ablagerungen und Verkokungen im Brennraum und dem Einlasstrakt abbrennen. Probleme durch Ablagerungen und Verkokungen werden damit vermieden.Due to the fact that a processed fuel / air mixture in the combustion chamber and at open inlet valve in the inlet duct is achieved in a simple manner that burns deposits and coking in the combustion chamber and the intake tract. Problems caused by deposits and coking are thus avoided.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and embodiments of the method are possible.

Durch eine abgestimmte Initiierung und Leitung der Verbrennung in den Ansaugtakt eines Zylinders bei geöffnetem Einlassventil kann die erforderliche Energie in den verkokten Bereich eingebracht werden. Durch eine gezielte Abstimmung von genutztem Arbeitstakt, Einspritzmengen und Zündung können die notwendigen Randbedingungen bezüglich Temperatur und freien Sauerstoff erzeugt werden, um einen effektiven und für den Motor unschädlichen Abbrand der Beläge zu erreichen.By coordinated initiation and conduction of the combustion into the intake stroke of a cylinder with the inlet valve open, the required energy can be introduced into the coking region. Through a targeted coordination of used power stroke, injection quantities and ignition, the necessary boundary conditions with respect to temperature and free oxygen can be generated in order to achieve an effective and harmless combustion of the pads.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Entflammung des aufbereiteten Kraftstoff-/Luftgemischs zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem das Einlassventil wenigstens annähernd vollständig geöffnet ist. Das Kraftstoff-/Luftgemisch brennt durch das offene Einlassventil in den Einlasskanal hinein. Die Flammenfront kann somit den gesamten verkokten Bereich (Einlasstrakt bzw. Einlasskanal, Einlassventil, Brennraum und Kolben) erreichen und die Initialisierungstemperatur für die Oxidation erzeugen.According to the invention, it can be provided that the ignition of the conditioned fuel / air mixture takes place at a point in time at which the inlet valve is at least approximately completely opened. The fuel / air mixture burns through the open inlet valve into the inlet channel. The flame front can thus reach the entire coking area (inlet tract or inlet channel, inlet valve, combustion chamber and piston) and generate the initialization temperature for the oxidation.

Von Vorteil ist es, wenn ein Kraftstoff/Luftgemisch während jedem zweiten Ansaugtakt entflammt wird. In den sich daraus ergebenden Zwischentakten kann zur Vorbereitung der Reinigungsverbrennung ein Austrag der Ablagerungen sowie eine Sauerstoffzufuhr als Oxidationsmittel und/oder eine Kraftstoffeinbringung als Heizmittel erfolgen.It is advantageous if a fuel / air mixture is ignited during every second intake stroke. In the resulting intermediate clocks, a discharge of the deposits as well as an oxygen supply as oxidizing agent and / or a fuel introduction as a heating medium can take place in preparation of the cleaning combustion.

Erfindungsgemäß können gegebenenfalls weitere Spültakte vorgesehen sein zur Absicherung der thermischen Stabilität bzw. zur Steigerung der Reinigungseffizienz. In diesem Fall wird ein Kraftstoff-/Luftgemisch nicht in jedem zweiten Ansaugtakt, sondern entsprechend versetzt entflammt. Vorzugsweise wird bei dem Spültakt mit Luft, z. B. aus dem Einlasskanal, gespült. Es kann jedoch alternativ oder zusätzlich auch eine Spülung mit Kraftstoff vorgesehen sein.According to the invention, if appropriate, further flushing cycles may be provided to ensure the thermal stability or to increase the cleaning efficiency. In this case, a fuel / air mixture is not flamed in every second intake stroke, but offset accordingly. Preferably, in the rinsing cycle with air, z. B. from the inlet channel, rinsed. However, alternatively or additionally, a flushing with fuel may be provided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing.

Es zeigt:

Fig. 1
einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine in einem Bereich, in dem ein Brennraum und ein Einlasstrakt ausgebildet sind;
Fig. 2
ein Steuerzeitendiagramm eines Reinigungsmodus mit einer Darstellung des Ventilhubs, der Einspritzung des Kraftstoff-/Luftgemischs und der Zündung; und
Fig. 3
eine Darstellung einer Reinigungsprozedur, in der Zylinder einer Brennkraftmaschine nacheinander in den Reinigungsmodus versetzt werden.
It shows:
Fig. 1
a cross section through an internal combustion engine in a region in which a combustion chamber and an inlet tract are formed;
Fig. 2
a control time diagram of a cleaning mode with a representation of the valve lift, the injection of the fuel / air mixture and the ignition; and
Fig. 3
an illustration of a cleaning procedure in which cylinders of an internal combustion engine are successively put into the cleaning mode.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine, die in einem Zylinderraum 1 eines Zylinders 2 mit einem bewegbar angeordneten Kolben 3 versehen ist, der zur Ausführung von vier Takten eines Arbeitsspiels durch eine nicht dargestellte Kurbelwelle translatorisch im Zylinderraum 1 hin- und herbewegt wird. Der Kolben 3 trennt dabei von dem Zylinderraum 1 einen Brennraum 4 ab. Zum Brennraum 4 führen zwei Einlasskanäle 5 (in der Schnittdarstellung ist nur ein Einlasskanal dargestellt), über welche die für die Verbrennung erforderliche Verbrennungsluft zugeführt wird. Die Öffnung des Einlasskanals 5 wird durch mindestens ein Einlassventil 6 geöffnet und geschlossen. Während des Ansaugtaktes ist das Einlassventil 6 entsprechend geöffnet. Zum Brennraum 4 führen weiterhin zwei Auslasskanäle 7 (in der Schnittdarstellung ist nur ein Auslasskanal erkennbar). Die Öffnung des Auslasskanals 7 zum Brennraum 4 wird durch ein entsprechendes Auslassventil 8 geöffnet und geschlossen. Beide Ventile 6, 8 werden beispielsweise über eine nicht dargestellte Ein- und Auslassnockenwelle betätigt. Weiterhin ist ein Kraftstoffeinspritzventil 9 vorgesehen, das so in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet ist, dass der Kraftstoff direkt in den Brennraum 4 eingespritzt werden kann. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich somit um eine Brennkraftmaschine mit einer Direkteinspritzung des Kraftstoffs. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, vielmehr lässt sich die erfinderische Lösung auch auf Brennkraftmaschinen anwenden, bei denen das Kraftstoffeinspritzventil 9 Kraftstoff in den Einlasskanal 5 einspritzt.Fig. 1 shows a section of an internal combustion engine which is provided in a cylinder chamber 1 of a cylinder 2 with a movably arranged piston 3, which is reciprocated in the cylinder chamber 1 to execute four cycles of a working cycle by a crankshaft, not shown. The piston 3 separates from the cylinder chamber 1 from a combustion chamber 4. To the combustion chamber 4 lead two inlet channels 5 (in the sectional view, only one inlet channel is shown), via which the combustion air required for combustion is supplied. The opening of the inlet channel 5 is opened and closed by at least one inlet valve 6. During the intake stroke, the intake valve 6 is opened accordingly. To the combustion chamber 4 continue to lead two outlet channels 7 (in the sectional view, only one outlet channel is visible). The opening of the outlet channel 7 to the combustion chamber 4 is opened and closed by a corresponding outlet valve 8. Both valves 6, 8 are actuated for example via an intake and exhaust camshaft, not shown. Furthermore, a fuel injection valve 9 is provided, which is arranged in a cylinder head of the internal combustion engine, that the fuel can be injected directly into the combustion chamber 4. The exemplary embodiment is thus a Internal combustion engine with a direct injection of fuel. However, the invention is not limited to this, but the inventive solution can also be applied to internal combustion engines, in which the fuel injection valve 9 injects fuel into the inlet channel 5.

Das dem Brennraum 4 sowie das dem Einlasskanal 5 (durch das geöffnete Einlassventil 6) zugeführte Kraftstoff-/Luftgemisch wird mit Hilfe einer in der Mitte des Brennraumdaches angeordneten Zündeinrichtung 10, die in dem Ausführungsbeispiel nur schematisch als Zündort dargestellt ist, entflammt.The fuel / air mixture supplied to the combustion chamber 4 as well as to the inlet channel 5 (through the opened inlet valve 6) is ignited with the aid of an ignition device 10 arranged in the center of the combustion chamber roof, which in the exemplary embodiment is shown only schematically as the ignition location.

Das Einlassventil 6 sowie der Einlasskanal 5 stellen im Ausführungsbeispiel Teile eines Einlasstraktes 11 dar.The inlet valve 6 and the inlet channel 5 represent parts of an inlet tract 11 in the exemplary embodiment.

Zur Durchführung eines in Fig. 2 anhand eines Steuerzeitendiagramms dargestellten Reinigungsmodus ist vorgesehen, dass ein aufbereitetes Kraftstoff-/Luftgemisch bei geöffnetem Einlassventil 6 im Einlasskanal 5 und im Brennraum 4 entflammt wird. Die Entflammung des aufbereiteten Kraftstoff/Luftgemischs erfolgt dabei zu einem Zeitpunkt des Ansaugtakts (siehe Fig. 2), bei dem das Einlassventil 6 vollständig geöffnet ist. Die eingespritzte Menge des zündfähigen Kraftstoff/Luftgemischs, insbesondere auch hinsichtlich der Bereitstellung von Sauerstoff sowie der Zeitpunkt der Entflammung werden dabei derart gewählt, dass eine für die Verbrennung von Ablagerungen und Verkokungen im Brennraum 4 sowie dem Einlasstrakt 11 und dem Einlasskanal 5 notwendige Initialisierungstemperatur erreicht wird. Diese kann vorzugsweise 700 bis 800 °C betragen. Unter einer Abbrennung von Ablagerungen und Verkokungen am Einlassventil 6 ist dabei auch zu verstehen, dass ein Einlassventilsitz, eine Ventilschaftführung sowie gegebenenfalls weitere Bauteile im Bereich des Einlassventils, welche funktional zum Einlassventil gehören, entsprechend gereinigt werden.In order to carry out a cleaning mode illustrated in FIG. 2 by means of a control time diagram, it is provided that a treated fuel / air mixture is ignited in the inlet channel 5 and in the combustion chamber 4 when the inlet valve 6 is open. The ignition of the treated fuel / air mixture takes place at a time of the intake stroke (see FIG. 2), in which the intake valve 6 is fully opened. The injected amount of the ignitable fuel / air mixture, in particular also with regard to the provision of oxygen and the time of ignition are chosen such that a necessary for the combustion of deposits and coking in the combustion chamber 4 and the inlet tract 11 and the inlet channel 5 initialization temperature is reached , This may preferably be 700 to 800 ° C. A burning off of deposits and coking at the inlet valve 6 is also to be understood as meaning that an inlet valve seat, a valve stem guide and optionally other components in the region of the inlet valve which functionally belong to the inlet valve are cleaned accordingly.

Dem Blitzsymbol in der Zeile "Zündung" der Fig. 2 ist ferner zu entnehmen, dass im Ausführungsbeispiel eine Reinigungsverbrennung, d. h. ein Entflammen des zündfähigen Kraftstoff/Luftgemischs während jedem zweiten Ansaugtakts erfolgt. In den Zwischentakten, d. h. in dem Ansaugtakt, in dem keine Reinigungsverbrennung im Reinigungsmodus erfolgt, werden die Ablagerungen ausgetragen sowie Kraftstoff und Sauerstoff zugeführt. Weitere Spültakte bzw. Zwischentakte können zur Absicherung der thermischen Stabilität bzw. Steigerung der Reinigungseffizienz vorgesehen sein.The lightning symbol in the line "ignition" of FIG. 2 can also be seen that in the exemplary embodiment, a cleaning combustion, ie a flaming of the ignitable fuel / air mixture takes place during each second intake stroke. In the intermediate clocks, ie in the intake stroke, in which no cleaning combustion in Cleaning mode occurs, the deposits are discharged and fed to fuel and oxygen. Further flushing cycles or intermediate cycles may be provided to secure the thermal stability or increase the cleaning efficiency.

Nachfolgend wird anhand des in Fig. 2 dargestellten Steuerzeitendiagramm ein prinzipmäßiger Ablauf des Reinigungsmodus, auf den die erfindungsgemäße Lösung selbstverständlich nicht beschränkt ist, dargestellt. Zu Beginn des Reinigungsmodus ist gemäß dem Zeitstrang (beginnend von links) vorgesehen, dass Kraftstoff in den Brennraum 4 zu einem Zeitraum eingespritzt wird, zu dem das Einlassventil 6 vollständig geöffnet ist (Einspritzung 101). Eine Zündung erfolgt hierbei nicht. Eine weitere Einspritzung 102, ebenfalls ohne Zündung, erfolgt zu Beginn des Ausstosstaktes, bei dem das Auslassventil 8 öffnet. Eine Zündung erfolgt dabei nicht. Eine dritte Einspritzung 103 erfolgt zu Beginn des Ansaugtaktes, zu dem sich das Einlassventil 6 öffnet. Zu einem Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil 6 geöffnet ist, erfolgt die Zündung. Dadurch werden die Ablagerungen im Einlasstrakt 11 und im Einlasskanal 5 abgebrannt. Beim nächsten Einlasstakt werden die verbrannten Ablagerungen mit Ansaugluft angesaugt. In einem anschließenden Auslasstakt werden die Ablagerungen (analog wie bei dem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine) in den Auspuff ausgeschoben. Gegebenenfalls kann ohne Einspritzung von Kraftstoff ein weiterer Auslasstakt vorgesehen sein, um die Ablagerungen auszuspülen (in Fig. 2 nicht dargestellt). Wie dem Steuerzeitendiagramm gemäß Fig. 2 zu entnehmen ist, wird die beschriebene Prozedur im Folgenden so lange wiederholt, bis der Reinigungsmodus abgeschlossen ist bzw. eine gewünschte Sauberkeit des Brennraums 4 und des Einlasstraktes 11 erreicht worden ist. Durch die Einspritzungen 101 und 102 gelangt Kraftstoff in den Auspuff. Dieser kann sich gegebenenfalls dort entzünden und somit den Auspuff von Ablagerungen reinigen.2, a basic sequence of the cleaning mode, to which the solution according to the invention is of course not limited, is shown. At the beginning of the cleaning mode, according to the time string (starting from the left), it is provided that fuel is injected into the combustion chamber 4 at a time when the intake valve 6 is fully opened (injection 101). An ignition does not take place here. Another injection 102, also without ignition, takes place at the beginning of the exhaust stroke, in which the exhaust valve 8 opens. Ignition does not take place. A third injection 103 takes place at the beginning of the intake stroke to which the intake valve 6 opens. At a time when the inlet valve 6 is opened, the ignition takes place. As a result, the deposits in the intake tract 11 and in the inlet channel 5 are burned off. At the next intake stroke, the burned deposits are sucked in with intake air. In a subsequent exhaust stroke, the deposits (analogous to the normal operation of the internal combustion engine) are ejected into the exhaust. Optionally, without fuel injection, a further exhaust stroke may be provided to flush out the deposits (not shown in FIG. 2). As can be seen from the control time diagram according to FIG. 2, the described procedure is subsequently repeated until the cleaning mode has been completed or a desired cleanliness of the combustion chamber 4 and the intake tract 11 has been achieved. Through the injections 101 and 102, fuel enters the exhaust. This can possibly ignite there and thus clean the exhaust of deposits.

Im. Steuerzeitendiagramm gemäß Fig. 2 bedeutet "Ü" Überschneidungsbereich, in welchem das Auslassventil 8 noch nicht vollständig geschlossen, jedoch das Einlassventil 6 bereits teilweise geöffnet ist. "Z" bedeutet Zündzeitpunkt, d. h. der Zeitpunkt, in dem im Normalbetrieb einer Brennkraftmaschine die Zündung erfolgt. Im Reinigungsmodus erfolgt zu diesem Zeitpunkt keine Zündung. "OT" bedeutet "oberer Totpunkt".In the control time diagram according to FIG. 2, "Ü" means overlapping area in which the outlet valve 8 is not yet completely closed, but the inlet valve 6 is already partially opened. "Z" means ignition timing, ie the time in which the ignition takes place during normal operation of an internal combustion engine. In cleaning mode, there is no ignition at this time. "OT" means "top dead center".

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird der Reinigungsmodus bei niedrigen Drehzahlen (niedriger Lastpunkt) der Brennkraftmaschine, vorzugsweise im Leerlaufbetrieb eingeleitet und zylinderspezifisch durchgefahren. Nach Beendigung des Reinigungsmodus für den ersten Zylinder (Zyl. 1) wird der nächste Zylinder (Zyl. 2) in den Reinigungsmodus versetzt. Die Prozedur wird dabei so lange fortgeführt, bis alle Zylinder gereinigt wurden. Während ein Zylinder gereinigt wird, ist vorgesehen, dass die anderen Zylinder im Normalbetrieb weiterlaufen. Dabei ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass nach dem Durchlaufen des Reinigungsmodus bzw. der Reinigungsprozedur das erreichte Ergebnis überprüft wird, d. h. die erreichte Sauberkeit des Brennraums 4 und des Einlasstrakts 11 beurteilt wird. Bei Bedarf erfolgt eine Wiederholung der Prozedur. Grundsätzlich ist es dabei auch möglich, dass der Reinigungsmodus jeweils anhand von messbaren Kriterien, z. B. der Anzahl der Motorumdrehungen seit der letzten Reinigung oder der Menge an Kraftstoff, welche der Brennkraftmaschine seit der letzten Reinigung zugeführt wurde, gestartet wird. Hierbei sind eine Vielzahl von Kriterien denkbar.As can be seen from FIG. 3, the cleaning mode is initiated at low rotational speeds (low load point) of the internal combustion engine, preferably in idling mode, and driven through in a cylinder-specific manner. After completing the cleaning mode for the first cylinder (Cyl. 1), the next cylinder (Cyl. 2) is set in the cleaning mode. The procedure is continued until all cylinders have been cleaned. While one cylinder is being cleaned, it is envisaged that the other cylinders will continue to operate in normal operation. It is provided in the exemplary embodiment that after passing through the cleaning mode or the cleaning procedure, the result achieved is checked, d. H. the achieved cleanliness of the combustion chamber 4 and the intake tract 11 is assessed. If necessary, the procedure is repeated. Basically, it is also possible that the cleaning mode each based on measurable criteria, eg. B. the number of engine revolutions since the last cleaning or the amount of fuel which has been supplied to the internal combustion engine since the last cleaning is started. Here are a variety of criteria conceivable.

Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Lösung als Reinigungsmodus in Form einer Betriebsstrategie in ein Steuergerät eines Kraftfahrzeuges implementiert wird. Hierzu können gegebenenfalls entsprechend robuste adaptive Betriebsstrategien vorgesehen sein. Alternativ dazu kann auch eine Implementierung als Reinigungsmodus auf einem (externen) Motorsteuergerät oder einer Computereinheit vorgesehen sein, welches den Kundendienstniederlassungen zur gezielten Überwachung überlassen wird.It can be provided that the solution according to the invention is implemented as a cleaning mode in the form of an operating strategy in a control unit of a motor vehicle. If appropriate, correspondingly robust adaptive operating strategies can be provided for this purpose. Alternatively, an implementation may also be provided as a cleaning mode on an (external) engine control unit or a computer unit, which is left to the customer service branches for targeted monitoring.

Claims (9)

Verfahren zum Reinigen eines Brennraums und eines Einlasstraktes einer Brennkraftmaschine, mit einem in einem Zylinderraum eines Zylinders angeordneten Kolben, welcher den Brennraum abtrennt, mit jeweils mindestens einem zu dem Brennraum führenden Ein- und Auslasskanal, deren Öffnung durch Ein- und Auslassventile geöffnet und geschlossen werden, sowie mit einem KraftstoffEinspritzventil zur Ausbildung eines Kraftstoff-/Luftgemisches und einer in den Brennraum hineinragenden Zündeinrichtung zum Entflammen des Kraftstoff-/Luftgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftstoff-/Luftgemisch im Brennraum (4) und bei geöffnetem Einlassventil (6) im Einlasskanal (5) entflammt wird.Method for cleaning a combustion chamber and an intake tract of an internal combustion engine, with a arranged in a cylinder chamber of a cylinder piston which separates the combustion chamber, each with at least one leading to the combustion chamber inlet and outlet channel whose opening are opened and closed by inlet and outlet valves , and with a fuel injection valve for forming a fuel / air mixture and an ignition device projecting into the combustion chamber for igniting the fuel / air mixture, characterized in that a fuel / air mixture in the combustion chamber (4) and in the inlet channel (6) in the inlet channel (5) is inflamed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entflammung des aufbereiteten Kraftstoff-/Luftgemischs zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem das Einlassventil (6) wenigstens annähernd vollständig geöffnet ist.A method according to claim 1, characterized in that the ignition of the treated fuel / air mixture takes place at a time at which the inlet valve (6) is at least approximately completely open. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eingespritzte Menge des Kraftstoff/Luftgemischs sowie der Zeitpunkt der Entflammung des Kraftstoff/Luftgemischs derart gewählt werden, dass eine für die Verbrennung von Ablagerungen und Verkokungen notwendige Initialisierungstemperatur erreicht wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the injected amount of the fuel / air mixture and the timing of the ignition of the fuel / air mixture are chosen such that a necessary for the combustion of deposits and coking initialization temperature is reached. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftstoff-/Luftgemisch während jedes zweiten Ansaugtakts entflammt wird.A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a fuel / air mixture is ignited during each second intake stroke. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zwischentakt ein Austrag von Ablagerungen sowie eine Zufuhr von Kraftstoff und/oder Sauerstoff erfolgt.A method according to claim 4, characterized in that takes place in an intermediate cycle, a discharge of deposits and a supply of fuel and / or oxygen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the method is carried out in the idle mode of the internal combustion engine. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (2) einer Brennkraftmaschine das Verfahren nacheinander durchlaufen.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the cylinders (2) of an internal combustion engine pass through the method in succession. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Implementierung als Reinigungsmodus als Betriebsstrategie in einem Steuergerät eines Fahrzeugs.Method according to one of claims 1 to 7, characterized by an implementation as a cleaning mode as an operating strategy in a control unit of a vehicle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Implementierung als Reinigungsmodus auf einem externen Motorsteuergerät oder einer Computereinheit.Method according to one of claims 1 to 7, characterized by an implementation as a cleaning mode on an external engine control unit or a computer unit.
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