DE102013210116B3 - Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Brennkammer (3), einem Brennstoffreservoir (11) für einen Brennstoff (12), und mit einer ersten Fluidverbindung (13) zwischen dem Brennstoffreservoir (11) und der Brennkammer (3), wobei entlang der ersten Fluidverbindung (13) ein Verdampfer (15) und stromabwärts des Verdampfers (15) ein Reformer (17) angeordnet ist, sodass der Brennkammer (3) ein von dem Reformer (17) erzeugtes Reformat zuführbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass in die erste Fluidverbindung (13) eine Abzweigung (19) zwischen dem Verdampfer (15) und dem Reformer (17) mündet, wobei die Abzweigung (19) mit der Brennkammer (3) in Fluidverbindung ist, und dass die Brennkraftmaschine (1) eine Ventileinrichtung (23) aufweist, die mindestens ein in der ersten Fluidverbindung (13) stromabwärts des Reformers (17) und/oder in der Abzweigung (19) angeordnetes Stellglied (20) umfasst, sodass eine der Brennkammer (3) durch die erste Fluidverbindung (13) und/oder die Abzweigung (19) zugeführte Brennstoffzusammensetzung (22) mittels der Ventileinrichtung (23) beeinflussbar ist.The invention relates to an internal combustion engine (1), in particular a reciprocating piston internal combustion engine, with at least one combustion chamber (3), a fuel reservoir (11) for a fuel (12), and with a first fluid connection (13) between the fuel reservoir (11) and the Combustion chamber (3), an evaporator (15) being arranged along the first fluid connection (13) and a reformer (17) being arranged downstream of the evaporator (15), so that a reformate generated by the reformer (17) can be fed to the combustion chamber (3) . It is provided that a branch (19) between the evaporator (15) and the reformer (17) opens into the first fluid connection (13), the branch (19) being in fluid connection with the combustion chamber (3), and that the Internal combustion engine (1) has a valve device (23) which comprises at least one actuator (20) arranged in the first fluid connection (13) downstream of the reformer (17) and / or in the branch (19), so that one of the combustion chambers (3) fuel composition (22) supplied by the first fluid connection (13) and / or the branch (19) can be influenced by means of the valve device (23).

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 9.The invention relates to an internal combustion engine, in particular a reciprocating internal combustion engine according to the preamble of claim 1, and a method for operating an internal combustion engine according to claim 9.

Aus der US-amerikanischen Patentschrift US 7,263,967 B2 geht eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer Brennkammer und mit einem Brennstoffreservoir hervor. Dabei ist eine erste Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffreservoir und der Brennkammer vorgesehen, wobei entlang der ersten Fluidverbindung ein Verdampfer und stromabwärts des Verdampfers ein Reformer angeordnet ist. Der Brennkammer ist ein von dem Reformer erzeugtes Reformat zuführbar. Die Brennkraftmaschine wird dabei im Wesentlichen mit unbehandeltem Brennstoff betrieben. In bestimmten Betriebszuständen ist es allerdings möglich, der Brennkammer zusätzlich Reformat zuzuführen, um ihr Betriebsverhalten positiv zu beeinflussen. Dabei besteht jedoch – wie auch bei anderen bekannten Brennkraftmaschinen – das grundsätzliche Problem, dass ein für die Brennkraftmaschine gewähltes Motorkonzept abhängig von dem verwendeten Brennstoff ist, beziehungsweise dass umgekehrt eine Brennkraftmaschine, die ein bestimmtes Motorkonzept aufweist, im Wesentlichen nur mit einer oder mit wenigen ausgewählten Brennstoffarten betrieben werden kann. So ist es beispielsweise im Allgemeinen nicht möglich, selbstzündende Brennkraftmaschinen mit Benzin zu betreiben, während es umgekehrt im Allgemeinen nicht möglich ist, fremdzündende Brennkraftmaschine mit Diesel zu betreiben. Ein weiteres, grundsätzliches Problem ist, dass die Qualität des angebotenen Brennstoffs weltweit stark schwankt. Dabei benötigen moderne Brennkraftmaschinen häufig eine gewisse Mindestqualität an Brennstoff, die bei einem weltweiten Einsatz nicht überall gewährleistet werden kann. Eine entsprechend verkürzte Lebensdauer oder Schäden an der Brennkraftmaschine sind die Folge. Als weiteres Problem tritt hinzu, dass Emissionen der Brennkraftmaschine sowohl von dem verwendeten Brennstoff als auch von dem eingesetzten Motorkonzept abhängig sind. Speziell bei Gasmotoren besteht das Problem eines sogenannten Methanschlupfes, wobei unverbranntes Methan mit dem Abgas in die Atmosphäre gelangt. Dabei handelt es sich bei Methan um ein im Vergleich zu Kohlendioxid sehr viel klimarelevanteres Gas. Bei der aus der US 7,263,967 B2 bekannten Brennkraftmaschine besteht noch der Nachteil, dass die Zusammensetzung des Reformats kaum oder zumindest nicht ohne Weiteres variierbar ist.From the US patent US Pat. No. 7,263,967 B2 goes out an internal combustion engine with at least one combustion chamber and with a fuel reservoir. In this case, a first fluid connection between the fuel reservoir and the combustion chamber is provided, wherein along the first fluid connection, an evaporator and downstream of the evaporator, a reformer is arranged. The combustion chamber can be supplied with a reformate produced by the reformer. The internal combustion engine is operated essentially with untreated fuel. In certain operating states, however, it is possible to additionally supply reformate to the combustion chamber in order to positively influence its operating behavior. However, there is - as with other known internal combustion engines - the fundamental problem that an engine concept selected for the engine is dependent on the fuel used, or conversely an internal combustion engine having a specific engine concept, essentially only one or a few selected Fuel types can be operated. For example, it is generally not possible to run auto-ignition internal combustion engines with gasoline, while conversely it is generally not possible to run spark-ignition internal combustion engine with diesel. Another fundamental problem is that the quality of the offered fuel varies widely worldwide. Modern engines often require a certain minimum quality of fuel, which can not be guaranteed everywhere in a worldwide use. A correspondingly shortened life or damage to the internal combustion engine are the result. Another problem is that emissions of the internal combustion engine are dependent both on the fuel used and on the engine concept used. Especially in gas engines there is the problem of so-called methane slip, with unburned methane with the exhaust gas enters the atmosphere. Methane is a much more climate-relevant gas than carbon dioxide. At the time of the US Pat. No. 7,263,967 B2 known internal combustion engine still has the disadvantage that the composition of the reformate is hardly or at least not readily varied.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben derselben zu schaffen, bei welchen die genannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll die Brennkraftmaschine unabhängig von einem gerade vorliegenden Brennstoffangebot mit quasi beliebigen Brennstoffen betreibbar sein. Weiterhin soll die Brennkraftmaschine insbesondere unabhängig von der Qualität des eingesetzten Brennstoffs arbeiten, ohne deswegen Schäden zu erleiden oder eine verkürzte Lebensdauer aufzuweisen. Auch die Emissionen der Brennkraftmaschine sollen bevorzugt unabhängig von dem verwendeten Brennstoff sein. Schließlich soll insbesondere auch ein Methanschlupf der Brennkraftmaschine, wenn diese mit Gas betrieben wird, vermindert oder sogar weitestgehend vermieden werden.The invention has for its object to provide an internal combustion engine and a method for operating the same, in which the disadvantages mentioned do not occur. In particular, the internal combustion engine should be able to be operated independently of a currently available fuel supply with quasi arbitrary fuels. Furthermore, the internal combustion engine should work independently of the quality of the fuel used, in particular, without suffering damage or having a shortened service life. The emissions of the internal combustion engine should preferably be independent of the fuel used. Finally, in particular, a methane slip of the internal combustion engine, if it is operated with gas, to be reduced or even avoided as far as possible.

Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass in die erste Fluidverbindung eine Abzweigung zwischen dem Verdampfer und dem Reformer mündet. Die Abzweigung ist mit der Brennkammer in Fluidverbindung. Außerdem weist die Brennkraftmaschine eine Ventileinrichtung auf, die mindestens ein in der ersten Fluidverbindung stromabwärts des Reformers und/oder mindestens ein in der Abzweigung angeordnetes Stellglied umfasst, sodass eine der Brennkammer durch die erste Fluidverbindung und/oder die Abzweigung zugeführte Brennstoffzusammensetzung mittels der Ventileinrichtung beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar ist. Der Brennkammer ist somit nicht nur das von dem Reformer erzeugte Reformat, sondern über die Abzweigung auch der im Verdampfer verdampfte und zugleich vorzugsweise auch zumindest zum Teil gecrackte Brennstoff zuführbar, mithin also einerseits über die erste Fluidverbindung und andererseits über die Abzweigung verschiedene Brennstoffzusammensetzungen. Mittels der Ventileinrichtung ist es möglich, die letztlich der Brennkammer zugeführte Brennstoffzusammensetzung zu beeinflussen, insbesondere zu bestimmen, welcher Anteil derselben einerseits aus der ersten Fluidverbindung und andererseits über die Abzweigung zugeführt wird. Die Chemie der Brennstoffzusammensetzung, welche der Brennkammer zugeführt wird, kann somit beeinflusst, vorzugsweise gesteuert werden.The object is achieved by providing an internal combustion engine having the features of claim 1. This is characterized in that in the first fluid connection, a branch between the evaporator and the reformer opens. The branch is in fluid communication with the combustion chamber. In addition, the internal combustion engine has a valve device, which comprises at least one in the first fluid connection downstream of the reformer and / or at least one arranged in the branch actuator, so that one of the combustion chamber through the first fluid connection and / or the branch supplied fuel composition influenced by the valve means, is preferably controllable. The combustion chamber is thus not only supplied to the reformate produced by the reformer, but also via the diversion of the vaporized in the evaporator and at the same time preferably at least partially cracked fuel, thus on the one hand on the first fluid connection and on the other hand via the branch different fuel compositions. By means of the valve device, it is possible to influence the fuel composition ultimately supplied to the combustion chamber, in particular to determine which portion thereof is supplied on the one hand from the first fluid connection and on the other hand via the branch. The chemistry of the fuel composition which is supplied to the combustion chamber can thus be influenced, preferably controlled.

Hierdurch ist die Brennkraftmaschine unabhängig von dem angebotenen, in dem Brennstoffreservoir bevorrateten Brennstoff, weil über den Verdampfer einerseits und den Reformer andererseits quasi aus beliebigen Brennstoffen eine für die Verbrennung in der Brennkammer günstige Brennstoffzusammensetzung bereitet werden kann.As a result, the internal combustion engine is independent of the offered, stored in the fuel reservoir fuel, because of the evaporator on the one hand and the reformer on the other hand quasi from arbitrary fuels for the combustion in the combustion chamber favorable fuel composition can be prepared.

Wird als Brennstoff ein methanhaltiges Gas verwendet, ist der Methanschlupf der Brennkraftmaschine reduziert oder sogar nicht vorhanden, weil nur eine geringe Menge an Methan oder sogar gar kein Methan mehr in die Brennkammer gelangt. Der Brennstoff wird nämlich zumindest teilweise, gegebenenfalls vollständig, über den Verdampfer einerseits und den Reformer andererseits aufbereitet, wodurch zum einen der Methananteil im Brennstoff reduziert wird. Zum anderen entstehen bei der Aufbereitung Stoffe, die brennfreudiger sind als Methan, beispielsweise bei der Reformation Wasserstoff und Kohlenmonoxid, sodass eine Reaktionsgeschwindigkeit und insbesondere eine Flammgeschwindigkeit in der Brennkammer erhöht wird. Von dem noch in der Brennkammer verbleibenden Methananteil wird dann ein größerer Anteil umgesetzt, als dies bei einer reinen Verbrennung von Methan der Fall wäre. Die beiden Effekte wirken somit zusammen, um den Methanschlupf zu reduzieren.If a methane-containing gas is used as the fuel, the methane slip of the internal combustion engine is reduced or even absent, because only a small amount of methane or even no more methane gets into the combustion chamber. Of the Namely fuel is at least partially, possibly completely, processed via the evaporator on the one hand and the reformer on the other hand, whereby on the one hand, the methane content in the fuel is reduced. On the other hand arise in the treatment substances that are more fuel-efficient than methane, for example, in the hydrogen and carbon monoxide reforming, so that a reaction rate and in particular a flame speed is increased in the combustion chamber. From the still remaining in the combustion chamber methane content then a greater proportion is implemented, as would be the case with a pure combustion of methane. The two effects thus work together to reduce the methane slip.

Die Brennkraftmaschine ist auch unabhängig von schwankender Brennstoffqualität, weil der Brennstoff über den Verdampfer einerseits und den Reformer andererseits aufbereitet wird, sodass der Brennkammer insbesondere eine von der ursprünglich eingesetzten Brennstoffqualität im Wesentlichen unabhängige Brennstoffzusammensetzung zugeführt werden kann.The internal combustion engine is also independent of fluctuating fuel quality, because the fuel is treated via the evaporator on the one hand and the reformer on the other hand, so that the combustion chamber in particular can be supplied from the originally used fuel quality substantially independent fuel composition.

Somit sind schließlich auch die Emissionen unabhängig von dem eingesetzten Brennstoff einerseits und von dem eingesetzten Motorkonzept andererseits, weil die Brennstoffzusammensetzung stets auf die konkret vorliegenden Bedingungen abgestimmt werden kann, wobei es möglich ist, die Emissionen im Wesentlichen konstant zu halten.Thus, finally, the emissions are independent of the fuel used on the one hand and of the engine concept used on the other hand, because the fuel composition can always be adapted to the specific conditions present, it being possible to keep the emissions substantially constant.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf Brennkraftmaschinen beschränkt ist, welche die hier beschriebenen Nachteile beseitigen oder Probleme lösen. Diese dienen vielmehr der Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen sowie der Illustration von Vorteilen von Ausführungsbeispielen der Erfindung.It is understood that the invention is not limited to internal combustion engines which eliminate the disadvantages described herein or solve problems. These serve rather to describe advantageous embodiments and the illustration of advantages of embodiments of the invention.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine lediglich ein in der ersten Fluidverbindung stromabwärts des Reformers angeordnetes Stellglied umfasst. Damit ist es vorzugsweise möglich, den Anteil von Reformat an der Brennstoffzusammensetzung von mindestens 0% bis zu einem höchsten Wert, der auch von der konkreten Ausgestaltung der Abzweigung abhängt, zu variieren. Das Stellglied ist vorzugsweise in der Nähe der Brennkammer angeordnet.In one embodiment, it is provided that the internal combustion engine comprises only one in the first fluid connection downstream of the reformer arranged actuator. Thus, it is preferably possible to vary the proportion of reformate in the fuel composition of at least 0% to a maximum value, which also depends on the specific configuration of the branch. The actuator is preferably arranged in the vicinity of the combustion chamber.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Ventileinrichtung lediglich ein in der Abzweigung angeordnetes Stellglied umfasst. Damit ist es möglich, den Anteil des verdampften und zumindest teilweise gecrackten Brennstoffs, der noch nicht reformiert ist, von mindestens 0% bis zu einem höchsten Anteil zu variieren, wobei der höchste Anteil insbesondere auch von der konkreten Ausgestaltung der ersten Fluidverbindung abhängt. Es ist möglich, dass das Stellglied im Bereich der Mündung der Abzweigung in die erste Fluidverbindung, mithin mündungsseitig, oder brennkammerseitig, mithin in der Nähe der Brennkammer, angeordnet ist. Es ist möglich, dass das Stellglied als Injektor ausgebildet ist.In an alternative embodiment, it is possible that the valve means comprises only one actuator arranged in the branch. This makes it possible to vary the proportion of the vaporized and at least partially cracked fuel that has not yet been reformed, from at least 0% to a maximum proportion, wherein the highest proportion depends in particular on the specific embodiment of the first fluid connection. It is possible that the actuator is arranged in the region of the mouth of the branch in the first fluid connection, thus the mouth side, or combustion chamber side, thus in the vicinity of the combustion chamber. It is possible that the actuator is designed as an injector.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem die Ventileinrichtung sowohl in der ersten Fluidverbindung als auch in der Abzweigung jeweils ein Stellglied umfasst. Somit ist es möglich, sowohl den Anteil an Reformat, den die Brennstoffzusammensetzung aufweist, von mindestens 0% bis höchstens 100% zu variieren, als auch den Anteil an verdampftem und zumindest teilweise gecracktem Brennstoff, welcher den Reformer nicht passiert hat, von mindestens 0% bis höchstens 100% zu variieren. Die entsprechende Ausgestaltung ist demnach besonders flexibel. Auch hierbei ist es möglich, dass das Stellglied, welches in der Abzweigung angeordnet ist, mündungsseitig oder brennkammerseitig angeordnet ist.An embodiment is also preferred in which the valve device comprises an actuator both in the first fluid connection and in the branch. Thus, it is possible to vary both the proportion of reformate having the fuel composition from at least 0% to at most 100%, as well as the proportion of evaporated and at least partially cracked fuel which has not passed the reformer of at least 0%. to vary at most 100%. The corresponding embodiment is therefore particularly flexible. Again, it is possible that the actuator, which is arranged in the branch, is arranged on the outlet side or combustion chamber side.

Es ist möglich, dass mindestens ein Stellglied als Injektor ausgebildet ist, wobei bevorzugt für jede Brennstoffart, also die entlang der Abzweigung geförderte Brennstoffart einerseits, und die entlang der ersten Fluidverbindung geförderte Brennstoffart andererseits, ein separater Injektor vorgesehen ist. Alternativ ist es auch möglich, dass die Abzweigung und die erste Fluidverbindung stromaufwärts der Brennkammer zusammengeführt werden, wobei vorzugsweise im Bereich der Zusammenführung ein Stellglied zur Variation der Brennstoffzusammensetzung angeordnet ist. Hierbei kann es sich um ein Mischglied handeln, durch welches die verschiedenen Brennstoffarten miteinander mischbar sind. Dabei ist es möglich, dass das Ausführungsbeispiel lediglich ein Mischglied im Bereich der Zusammenführung aufweist, wobei das Mischglied somit quasi zugleich in der ersten Fluidverbindung als auch in der Abzweigung angeordnet ist.It is possible for at least one actuator to be designed as an injector, wherein a separate injector is preferably provided for each type of fuel, ie the fuel type conveyed along the branch, and the fuel type conveyed along the first fluid connection. Alternatively, it is also possible that the branch and the first fluid connection are brought together upstream of the combustion chamber, wherein preferably in the region of the merger, an actuator for varying the fuel composition is arranged. This may be a mixing element, by which the various types of fuel are miscible with each other. It is possible that the embodiment has only one mixing member in the region of the merge, wherein the mixing member is thus arranged quasi at the same time in the first fluid connection as well as in the branch.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine umfasst ein Steuergerät, welches mit der Ventileinrichtung zur Steuerung der Brennstoffzusammensetzung, die der Brennkammer zugeführt wird, wirkverbunden ist. Somit kann die Brennstoffzusammensetzung mithilfe des Steuergeräts vermittelt über die Ventileinrichtung beeinflusst werden. Vorzugsweise weist das Steuergerät einen Eingang zur Erfassung mindestens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine auf. Es ist bevorzugt derart ausgebildet und eingerichtet, dass es die Brennstoffzusammensetzung mittels der Ventileinrichtung abhängig von dem mindestens einen Betriebsparameter variieren kann.A preferred embodiment of the internal combustion engine comprises a control unit, which is operatively connected to the valve device for controlling the fuel composition, which is supplied to the combustion chamber. Thus, the fuel composition can be influenced by means of the control unit mediated via the valve device. Preferably, the control unit has an input for detecting at least one operating parameter of the internal combustion engine. It is preferably designed and set up such that it can vary the fuel composition by means of the valve device as a function of the at least one operating parameter.

Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich durch eine zweite Fluidverbindung auszeichnet, wobei sich die zweite Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffreservoir und der Brennkammer erstreckt, und wobei entlang der zweiten Fluidverbindung eine Pyrolyse-Einrichtung angeordnet ist. In der Pyrolyse-Einrichtung wird der aus dem Brennstoffreservoir geförderte Brennstoff pyrolysiert, wobei der Brennkammer entlang der zweiten Fluidverbindung ein Pyrolysat des Brennstoffs zuführbar ist. Dabei spricht der Begriff „Pyrolyse” bevorzugt eine thermochemische Spaltung des Brennstoffs an, wobei durch eine Temperatur von vorzugsweise mindestens 500°C bis höchstens 900°C ein Bindungsbruch innerhalb großer Moleküle erzwungen wird, wodurch kleinere Moleküle gebildet werden. Die Pyrolyse wird bevorzugt ausschließlich unter der Einwirkung von Wärme und ohne zusätzlich zugeführten Sauerstoff durchgeführt. Hierdurch unterscheidet sich die Funktionsweise der Pyrolyse-Einrichtung wesentlich von der Funktionsweise des Reformers, bei dem der verdampfte und vorzugsweise zumindest zum Teil gecrackte Brennstoff unter Einwirkung von Sauerstoff insbesondere zu Synthesegas, also einem Gemisch von Wasserstoff und Kohlenmonoxid, umgesetzt wird.It is also preferred an internal combustion engine, which is characterized by a second fluid connection, wherein the second fluid connection extends between the fuel reservoir and the combustion chamber, and wherein along the second fluid connection, a pyrolysis device is arranged. In the pyrolysis device, the fuel delivered from the fuel reservoir is pyrolyzed, wherein the combustion chamber along the second fluid connection, a pyrolysate of the fuel is supplied. In this case, the term "pyrolysis" preferably refers to a thermochemical cleavage of the fuel, wherein a bond breaking is forced within a large molecule by a temperature of preferably at least 500 ° C to at most 900 ° C, whereby smaller molecules are formed. The pyrolysis is preferably carried out exclusively under the action of heat and without additionally supplied oxygen. As a result, the operation of the pyrolysis device differs significantly from the operation of the reformer, in which the vaporized and preferably at least partially cracked fuel under the action of oxygen, in particular to synthesis gas, ie a mixture of hydrogen and carbon monoxide, implemented.

Entlang der zweiten Fluidverbindung ist mittels der Pyrolyse-Einrichtung der Brennkammer demnach eine dritte Brennstoffart, nämlich pyrolysierter Brennstoff, zusätzlich oder alternativ zu dem verdampften und zumindest teilweise gecracktem sowie dem reformierten Brennstoff zuführbar. Damit ist die der Brennkammer insgesamt zugeführte Brennstoffzusammensetzung noch flexibler wählbar, und insbesondere noch flexibler auf konkret vorliegende Bedingungen, wie beispielsweise mindestens einen Betriebsparameter der Brennstoffmaschine, den angebotenen Brennstoff, die Brennstoffqualität und/oder andere Bedingungen anpassbar.Accordingly, a third type of fuel, namely pyrolyzed fuel, can be supplied along the second fluid connection by means of the pyrolysis device of the combustion chamber, additionally or alternatively to the vaporized and at least partially cracked and to the reformed fuel. In this way, the fuel composition supplied to the combustion chamber as a whole is even more flexibly selectable, and in particular even more flexibly adaptable to concrete conditions such as, for example, at least one operating parameter of the fuel machine, the offered fuel, the fuel quality and / or other conditions.

Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung mindestens ein in der zweiten Fluidverbindung angeordnetes Stellglied auf, sodass eine der Brennkammer durch die erste Fluidverbindung, die Abzweigung und/oder die zweite Fluidverbindung zugeführte Brennstoffzusammensetzung mittels der Ventileinrichtung beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar ist. Es ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei dem lediglich in der ersten Fluidverbindung ein Stellglied vorgesehen ist. Ebenso ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei dem lediglich in der Abzweigung ein Stellglied vorgesehen ist. Weiterhin ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei dem lediglich in der zweiten Fluidverbindung ein Stellglied vorgesehen ist. Es ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem in zwei Brennstoffleitungen, beispielsweise in der ersten Fluidverbindung und in der Abzweigung, jeweils ein Stellglied vorgesehen ist, während in der dritten Brennstoffleitung, hier beispielsweise in der zweiten Fluidverbindung, kein Stellglied vorgesehen ist. Beliebige Permutationen sind möglich. Schließlich ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welcher in jeder der Brennstoffleitung ein Stellglied vorgesehen ist. Es ist möglich, dass mindestens eines der Stellglieder als Injektor ausgebildet ist. Insbesondere ist es möglich, dass für jede Brennstoffart ein eigener Injektor vorgesehen ist. Alternativ ist es möglich, dass ein Injektor für mindestens zwei Brennstoffarten gemeinsam vorgesehen ist, wobei mindestens zwei Brennstoffleitungen in eine Zuleitung zu dem Injektor münden, und wobei vorzugsweise ein Mischglied vorgesehen ist, um die beiden Brennstoffarten mischen zu können.Preferably, the valve device has at least one actuator arranged in the second fluid connection, so that a fuel composition supplied to the combustion chamber by the first fluid connection, the branch and / or the second fluid connection can be influenced, preferably controlled, by means of the valve device. It is also an embodiment possible in which only in the first fluid connection, an actuator is provided. Likewise, an embodiment is possible in which an actuator is provided only in the branch. Furthermore, an embodiment is possible in which an actuator is provided only in the second fluid connection. An embodiment is also possible in which in each case one actuator is provided in two fuel lines, for example in the first fluid connection and in the branch, while in the third fuel line, here for example in the second fluid connection, no actuator is provided. Any permutations are possible. Finally, an embodiment is possible in which an actuator is provided in each of the fuel line. It is possible that at least one of the actuators is designed as an injector. In particular, it is possible that a separate injector is provided for each type of fuel. Alternatively, it is possible that an injector for at least two types of fuel is provided in common, wherein at least two fuel lines open into a supply line to the injector, and wherein preferably a mixing member is provided in order to mix the two types of fuel.

Der Begriff „Brennstoffart” wird hier und im Folgenden für die verschiedenen, einzeln oder in Kombination miteinander der Brennkammer zuführbaren Stoffgemische verwendet. Somit wird das entlang der ersten Fluidverbindung geförderte Reformat als Brennstoffart bezeichnet. Ebenso wird der durch den Verdampfer verdampfte und zumindest teilweise gecrackte Brennstoff als Brennstoffart bezeichnet. Weiterhin wird der mittels der Pyrolyse-Einrichtung pyrolysierte Brennstoff als Brennstoffart bezeichnet. Schließlich wird der unbehandelte Brennstoff als Brennstoffart bezeichnet. Weiterhin wird der Begriff „Brennstoffleitung” allgemein für die Fluidpfade verwendet, entlang derer der Brennkammer Brennstoff beziehungsweise eine Brennstoffart zugeführt wird. So wird die erste Fluidverbindung als Brennstoffleitung bezeichnet. Auch die Abzweigung wird als Brennstoffleitung bezeichnet. Auch die zweite Fluidverbindung wird als Brennstoffleitung bezeichnet. Schließlich wird auch die dritte Fluidverbindung als Brennstoffleitung bezeichnet. Demnach werden die verschiedenen, der Brennkammer zuführbaren Stoffgemische durch den Begriff „Brennstoffart” verallgemeinert bezeichnet, während die verschiedenen Fluidpfade durch den Begriff „Brennstoffleitung” verallgemeinert bezeichnet werden.The term "fuel type" is used here and below for the various mixtures of substances which can be fed to the combustion chamber individually or in combination with one another. Thus, the reformate conveyed along the first fluid connection is referred to as a fuel type. Likewise, the vaporized by the evaporator and at least partially cracked fuel is referred to as fuel. Furthermore, the fuel pyrolyzed by means of the pyrolysis device is referred to as fuel type. Finally, the untreated fuel is referred to as fuel type. Furthermore, the term "fuel line" is generally used for the fluid paths along which fuel or a type of fuel is supplied to the combustion chamber. Thus, the first fluid connection is referred to as a fuel line. The branch is also referred to as fuel line. The second fluid connection is also referred to as fuel line. Finally, the third fluid connection is referred to as a fuel line. Accordingly, the various mixtures of substances that can be supplied to the combustion chamber are designated by the term "fuel type" in general, while the various fluid paths are designated by the term "fuel line" in general.

Die Pyrolyse-Einrichtung umfasst bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine elektrische Heizeinrichtung. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Pyrolyseeinrichtung durch Abgas der Brennkraftmaschine geheizt wird, wobei eine Abgas-Abzweigung zu der Pyrolyse-Einrichtung vorgesehen ist, und wobei die Pyrolyse-Einrichtung vorzugsweise einen Wärmetauscher aufweist, der mit der Abgas-Abzweigung in Fluidverbindung steht und so von dem heißen Abgas durchströmbar ist. Von dem Abgasstrom umfasste Wärmeenergie ist mittels des Wärmetauschers dem Abgasstrom entnehmbar und der Pyrolyse-Einrichtung zuführbar. Es ist möglich, dass die Pyrolyse-Einrichtung abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine mithilfe der elektrischen Heizeinrichtung und/oder über die Abgas-Abzweigung geheizt wird.The pyrolysis device comprises in a preferred embodiment, an electric heater. Alternatively or additionally, it is possible that the pyrolysis device is heated by exhaust gas of the internal combustion engine, wherein an exhaust branch to the pyrolysis device is provided, and wherein the pyrolysis device preferably has a heat exchanger which is in fluid communication with the exhaust branch and so can be flowed through by the hot exhaust gas. Heat energy comprised by the exhaust gas stream can be taken from the exhaust gas flow by means of the heat exchanger and fed to the pyrolysis device. It is possible that the pyrolysis device is heated depending on an operating state of the internal combustion engine by means of the electric heater and / or via the exhaust branch.

Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die alternativ oder zusätzlich zu der zweiten Fluidverbindung eine dritte Fluidverbindung zwischen dem Brennstoffreservoir und der Brennkammer aufweist. Dabei ist der Brennkammer über die dritte Fluidverbindung unbehandelter Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir zuführbar. Entlang der dritten Fluidverbindung ist also vorzugsweise keine den Brennstoff behandelnde Einrichtung vorgesehen, gegebenenfalls mit Ausnahme einer Filtereinrichtung, um den Brennstoff zu filtern. Die dritte Fluidverbindung erhöht die Flexibilität der Brennkraftmaschine insbesondere in Hinblick auf das Brennstoffangebot und die Brennstoffqualität.An internal combustion engine is also preferred which, alternatively or in addition to the second fluid connection, has a third fluid connection between the fuel reservoir and the combustion chamber. In this case, the combustion chamber via the third fluid connection untreated fuel from the fuel reservoir can be fed. Thus, no fuel treatment device is preferably provided along the third fluid connection, optionally with the exception of a filter device in order to filter the fuel. The third fluid connection increases the flexibility of the internal combustion engine, in particular with regard to the supply of fuel and the quality of the fuel.

Die Ventileinrichtung weist vorzugsweise mindestens ein Stellglied in der dritten Fluidverbindung auf. Eine der Brennkammer durch die erste Fluidverbindung, die Abzweigung, die zweite Fluidverbindung und/oder die dritte Fluidverbindung zugeführte Brennstoffzusammensetzung ist mittels der Ventileinrichtung beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar.The valve device preferably has at least one actuator in the third fluid connection. One of the combustion chamber through the first fluid connection, the branch, the second fluid connection and / or the third fluid connection supplied fuel composition can be influenced by means of the valve device, preferably controllable.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist lediglich eine der Brennstoffleitungen ein Stellglied auf. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weisen genau zwei Brennstoffleitungen ein Stellglied auf, wobei beliebige Permutationen denkbar sind. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen genau drei Brennstoffleitungen ein Stellglied auf, wobei beliebige Permutationen denkbar sind. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen schließlich alle Brennstoffleitungen Stellglieder auf, insbesondere bei einem Ausführungsbeispiel die erste Fluidverbindung, die Abzweigung, die zweite Fluidverbindung und die dritte Fluidverbindung, wobei eine maximale Flexibilität in Hinblick auf die variierbare Brennstoffzusammensetzung gegeben ist. Es ist möglich, dass mindestens ein Stellglied als Injektor ausgebildet ist. Dabei ist es möglich, dass jeder Brennstoffart ein eigener Injektor zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass allen oder aber ausgewählten Brennstoffarten ein gemeinsamer Injektor zugeordnet ist, wobei entsprechend verschiedene Brennstoffleitungen in eine Zuleitung des Injektors in mindestens einem Mündungsbereich münden. Dabei ist vorzugsweise mindestens ein Mischglied in dem mindestens einen Mündungsbereich vorgesehen, um die Brennstoffzusammensetzung, die in die Zuleitung einströmt, steuern zu können.In a preferred embodiment, only one of the fuel lines has an actuator. In another embodiment, exactly two fuel lines on an actuator, with any permutations are conceivable. In a further embodiment, exactly three fuel lines have an actuator, wherein any permutations are conceivable. Finally, in another embodiment, all of the fuel lines include actuators, in particular, in one embodiment, the first fluid connection, the branch, the second fluid connection, and the third fluid connection, with maximum flexibility with respect to the variable fuel composition. It is possible that at least one actuator is designed as an injector. It is possible that each type of fuel is assigned its own injector. Alternatively or additionally, it is possible that a common injector is assigned to all or selected fuel types, with correspondingly different fuel lines leading into a feed line of the injector in at least one opening region. In this case, preferably at least one mixing element is provided in the at least one opening region in order to be able to control the fuel composition flowing into the supply line.

Selbstverständlich ist es möglich, dass mindestens ein Injektor oder auch verschiedene Injektoren vorgesehen sind, wobei zusätzlich zu den Injektoren mindestens ein Stellglied, vorzugsweise eine Mehrzahl von Stellgliedern vorgesehen sind.Of course, it is possible that at least one injector or different injectors are provided, wherein in addition to the injectors at least one actuator, preferably a plurality of actuators are provided.

Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie mindestens einen Injektor aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass der Injektor als Einpunkt-Injektor zur Brennstoff-Einspritzung in ein gemeinsames Saugrohr ausgebildet ist. Dies spricht eine sogenannte Einpunkt-Einspritzung (Single Point Injection) an, wobei hier vorzugsweise mehreren Brennkammern ein gemeinsames Saugrohr (manifold) zugeordnet ist, und wobei die Einspritzung stromaufwärts einer Verzweigung in die einzelnen Brennkammern in das gemeinsame Saugrohr erfolgt.It is also preferred an internal combustion engine, which is characterized in that it has at least one injector. In one embodiment, it is possible that the injector is designed as a single-point injector for fuel injection in a common intake manifold. This is called a so-called single-point injection (Single Point Injection), in which case preferably a plurality of combustion chambers, a common intake manifold (manifold) is assigned, and wherein the injection takes place upstream of a branching into the individual combustion chambers in the common intake manifold.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Injektor als Mehrpunkt-Injektor zur Einspritzung in einen der Brennkammer zugeordneten Ansaugstutzen ausgebildet ist. Dies spricht eine sogenannte Mehrpunkt-Einspritzung (Multi Point Injection) an, wobei der Brennstoff oder die Brennstoffzusammensetzung stromabwärts des gemeinsamen Saugrohrs in einen der jeweiligen Brennkammer einzeln zugeordneten, zu der Brennkammer führenden Ansaugstutzen stromaufwärts der Brennkammer eingespritzt wird.Alternatively or additionally, it is possible for the injector to be designed as a multipoint injector for injection into an intake manifold assigned to the combustion chamber. This is referred to as a so-called multi-point injection, wherein the fuel or the fuel composition is injected downstream of the common intake manifold in one of the respective combustion chamber individually associated, leading to the combustion chamber intake manifold upstream of the combustion chamber.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Injektor als Direkt-Injektor zur Direkteinspritzung von Brennstoff beziehungsweise einer Brennstoffzusammensetzung in die Brennkammer ausgebildet ist. Dies spricht eine sogenannte Direkteinspritzung (Direct Injecton) an, bei welcher der Brennstoff oder die Brennstoffzusammensetzung unmittelbar durch den Injektor in die Brennkammer eingespritzt wird.Alternatively or additionally, it is possible that the injector is designed as a direct injector for the direct injection of fuel or a fuel composition into the combustion chamber. This is responsive to a so-called Direct Injection in which the fuel or fuel composition is injected directly into the combustion chamber through the injector.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass der Injektor als Vorkammer-Injektor zum Einspritzen des Brennstoffs oder der Brennstoffzusammensetzung in eine Vorkammer, die zur Zündunterstützung für die Verbrennung in einer Hauptbrennkammer vorgesehen ist, eingespritzt wird. Allerdings ist es bei der hier vorgeschlagenen Brennkraftmaschine ohne Weiteres möglich, auf eine Vorkammer zu verzichten.Alternatively or additionally, it is also possible for the injector to be injected as a pre-chamber injector for injecting the fuel or the fuel composition into an antechamber which is provided for ignition assistance for combustion in a main combustion chamber. However, it is readily possible to dispense with an antechamber in the internal combustion engine proposed here.

Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die mindestens zwei verschiedene Injektoren der hier angesprochenen Art aufweist. Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Einpunkt-Injektor, ein Mehrpunkt-Injektor und ein Direkt-Injektor vorgesehen sind. Somit ist es nicht nur möglich, die der Brennkammer zugeführte Brennstoffzusammensetzung zu variieren, sondern es ist auch möglich, den Ort der Einspritzung zu variieren, beziehungsweise bevorzugt verschiedene Brennstoffzusammensetzungen an verschiedenen Orten einzuspritzen. Dies bedeutet eine maximale Flexibilität in Hinblick auf den Betrieb der Brennkraftmaschine.An internal combustion engine which has at least two different injectors of the type discussed here is also preferred. Particularly preferred is an embodiment in which a single-point injector, a multi-point injector and a direct injector are provided. Thus, not only is it possible to vary the fuel composition supplied to the combustion chamber, but it is also possible to vary the location of the injection, or preferably to inject different fuel compositions at different locations. This means maximum flexibility with regard to the operation of the internal combustion engine.

Der mindestens eine Injektor ist vorzugsweise mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine wirkverbunden und ist insoweit insbesondere abhängig von mindestens einem Betriebsparameter der Bremskraftmaschine ansteuerbar. Auf diese Weise ist es besonders bevorzugt möglich, die Brennstoffzusammensetzung sowie zugleich die Art und den Ort ihrer Einspritzung abhängig von mindestens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine zu steuern.The at least one injector is preferably operatively connected to the control unit of the internal combustion engine and is so far particularly controlled as a function of at least one operating parameter of the brake motor. In this way, it is particularly preferably possible, the Fuel composition and at the same time to control the type and location of their injection depending on at least one operating parameter of the internal combustion engine.

Es ist möglich, dass für jede Brennstoffart ein eigener Injektor vorgesehen ist, wobei es zusätzlich oder alternativ möglich ist, dass für mindestens eine Brennstoffart verschiedene Injektoren zur Einspritzung der Brennstoffart an verschiedenen Orten vorgesehen sind. Auch ist es möglich, dass einem Injektor verschiedene Brennstoffarten oder ein Gemisch verschiedener Brennstoffarten zuführbar ist/sind. Dabei ist es insbesondere möglich, dass mindestens ein Injektor als Zwei-Brennstoff-Injektor (Dual Fuel Injector) ausgebildet ist, wobei mittels eines solchen Injektors zwei verschiedene Brennstoffarten beispielsweise im Rahmen einer Voreinspritzung einerseits und einer Haupteinspritzung andererseits oder auch alternierend beispielsweise im Rahmen einer Voreinspritzung oder im Rahmen einer Haupteinspritzung einspritzbar sind.It is possible that a separate injector is provided for each type of fuel, wherein it is additionally or alternatively possible that for at least one type of fuel different injectors are provided for injecting the fuel at different locations. It is also possible that an injector different types of fuel or a mixture of different types of fuel is / can be fed. It is particularly possible that at least one injector is designed as a dual-fuel injector (Dual Fuel Injector), by means of such an injector two different types of fuel, for example in the context of a pilot injection on the one hand and a main injection on the other hand or even alternately, for example in the context of a pilot injection or can be injected in the context of a main injection.

Es wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der mindestens eine Injektor eine Zuleitung aufweist, in welche die erste Fluidverbindung, die Abzweigung, die zweite Fluidverbindung und/oder die dritte Fluidverbindung mündet/münden. Es ist also möglich, dass nur eine der Brennstoffleitungen in die Zuleitung mündet, sodass der Injektor dieser fest zugeordnet ist. Alternativ ist es möglich, dass mindestens zwei der Brennstoffleitungen in die Zuleitung münden. Auch ist es möglich, dass drei Fluidverbindungen in die Zuleitung münden, wobei beliebige Permutationen möglich sind. Schließlich ist es möglich, dass alle vier Brennstoffleitungen in die Zuleitung münden.An internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the at least one injector has a feed line into which the first fluid connection, the branch, the second fluid connection and / or the third fluid connection opens / open. It is therefore possible that only one of the fuel lines opens into the supply line, so that the injector is permanently assigned. Alternatively, it is possible that at least two of the fuel lines open into the supply line. It is also possible that three fluid connections lead into the supply line, wherein any permutations are possible. Finally, it is possible that all four fuel lines open into the supply line.

Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung mindestens ein in der Zuleitung angeordnetes Ventilglied auf, sodass dem Injektor verschiedene Brennstoffarten oder Brennstoffzusammensetzungen zuführbar sind. Mittels des Ventilglieds ist vorzugsweise mindestens eine Brennstoffleitung freigebbar oder sperrbar, wobei vorzugsweise diskrete oder kontinuierliche Zwischenstufen zwischen einer vollständigen Freigabe oder einer vollständigen Sperrung möglich sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Ventileinrichtung mindestens ein in der Zuleitung angeordnetes Mischglied umfasst, wodurch dem Injektor verschiedene Brennstoffarten oder Brennstoffzusammensetzungen zuführbar sind. Mithilfe eines Mischglieds ist es vorzugsweise möglich, verschiedene Brennstoffarten aus verschiedenen Brennstoffleitungen miteinander zu mischen. Dabei ist vorzugsweise ein Mischungsverhältnis mittels des Mischglieds vorgebbar.Preferably, the valve device has at least one valve member arranged in the supply line, so that different types of fuel or fuel compositions can be fed to the injector. By means of the valve member, at least one fuel line is preferably releasable or lockable, wherein preferably discrete or continuous intermediate stages between a complete release or a complete blocking are possible. Alternatively or additionally, it is possible for the valve device to comprise at least one mixing element arranged in the feed line, as a result of which different types of fuel or fuel compositions can be supplied to the injector. By means of a mixing member, it is preferably possible to mix different types of fuel from different fuel lines with each other. In this case, preferably a mixing ratio can be predetermined by means of the mixing member.

Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Verdampfer einen Katalysator zur teilweisen partiellen Oxidation des Brennstoffs aufweist. Die Funktion des Verdampfers geht dabei über eine reine Verdampfung des Brennstoffs hinaus. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verdampfers weist insbesondere ein bevorzugt an einer äußeren Wandung desselben vorgesehenes Vlies auf, welches mit Brennstoff getränkt wird. Die äußere Wandung und/oder das Vlies wird/werden erwärmt, sodass insbesondere leicht-flüchtige Brennstoffanteile verdampfen. Zentral in dem Verdampfer ist vorzugsweise der Katalysator vorgesehen, durch welchen die verdampften, leicht-flüchtigen Brennstoffanteile katalytisch umgesetzt, insbesondere partiell oxidiert werden. Hierdurch wird wiederum Reaktionswärme frei, durch welche auch die schwerer-flüchtigen Brennstoffanteile aus dem Vlies verdampft werden. Außerdem wird der Brennstoff durch die freiwerdende Reaktionswärme vorzugsweise zumindest zum Teil gecrackt. Dabei kann der gecrackte Anteil des zunächst eingesetzten Brennstoffs von mindestens 0% bis höchstens 100% betragen.It is also preferred an internal combustion engine, which is characterized in that the evaporator comprises a catalyst for the partial partial oxidation of the fuel. The function of the evaporator goes beyond a pure evaporation of the fuel. A preferred embodiment of the evaporator has in particular a preferably provided on an outer wall thereof fleece, which is impregnated with fuel. The outer wall and / or the fleece is / are heated, so that in particular volatile volatile fuel components evaporate. The catalyst in the evaporator is preferably provided by means of which the vaporized, readily volatile fuel components are catalytically reacted, in particular partially oxidized. In turn, this heat of reaction is released, by which the heavier-volatile fuel components are evaporated from the nonwoven. In addition, the fuel is preferably at least partially cracked by the released heat of reaction. In this case, the cracked portion of the fuel used initially can be from at least 0% to at most 100%.

Die Brennstoffzusammensetzung, die den Verdampfer verlässt, weist also insbesondere Komponenten auf, die ausgewählt sind aus einer Gruppe bestehend aus: verdampften, unbehandelten Brennstoffanteilen, partiell oxidiertem Brennstoff sowie gecracktem Brennstoff. Bei der partiellen Oxidation entstehen als Reaktionsprodukte insbesondere oxidierte und nicht oxidierte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Formaldehyd, Acetaldehyd oder Alkohole, sowie Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Beim Cracken werden insbesondere längerkettige Kohlenwasserstoffe in solche mit kürzerer Kettenlänge umgesetzt. Die verdampften, unbehandelten Brennstoffanteile umfassen insbesondere schwer-flüchtige Brennstoffbestandteile. Je nach Ausbildung und Betriebsweise des Verdampfers ist es zusätzlich auch möglich, dass die den Verdampfer verlassende Brennstoffzusammensetzung auch unbehandelte, unverdampfte Brennstoffanteile umfasst.Thus, the fuel composition exiting the evaporator has, in particular, components selected from a group consisting of: vaporized, untreated fuel fractions, partially oxidized fuel, and cracked fuel. In the case of partial oxidation, the reaction products are in particular oxidized and unoxidized hydrocarbons, for example formaldehyde, acetaldehyde or alcohols, and also carbon monoxide and hydrogen. When cracking especially longer-chain hydrocarbons are converted into those with shorter chain length. The vaporized, untreated fuel constituents include, in particular, heavy-volatile fuel constituents. Depending on the design and operation of the evaporator, it is also possible that the fuel composition leaving the evaporator also includes untreated, unvaporized fuel components.

Die den Verdampfer verlassende Brennstoffzusammensetzung kann über die Abzweigung der Brennkammer zugeführt werden. Somit ist hier der Brennkammer eine erste Brennstoffart mit einer durch den Verdampfer, dessen Betriebsmodus und den eingesetzten Brennstoff vorgegebenen Chemie, zuführbar.The fuel composition leaving the evaporator may be supplied via the branch of the combustion chamber. Thus, the combustion chamber here is a first type of fuel with a predetermined by the evaporator, its operating mode and the fuel used chemistry fed.

Es wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Reformer zur katalytischen partiellen Oxidation ausgebildet ist. Dabei wird die von dem Verdampfer zugeführte Brennstoffzusammensetzung vorzugsweise im Wesentlichen zu Synthesegas, also zu einem Gasgemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, umgesetzt. Als Katalysatormaterialien für die katalytische partielle Oxidation sind insbesondere geeignete Katalysatorbeschichtungen, vorzugsweise edelmetallhaltige oder edelmetallfreie Materialien, bevorzugt Titan und/oder Zinn möglich.An internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the reformer is designed for catalytic partial oxidation. In this case, the fuel composition supplied by the evaporator is preferably essentially converted to synthesis gas, that is to say to a gas mixture of hydrogen and carbon monoxide. Suitable catalyst materials for the catalytic partial oxidation are particularly suitable Catalyst coatings, preferably noble metal-containing or non-noble metal materials, preferably titanium and / or tin possible.

Alternativ ist es möglich, dass der Reformer zur thermischen partiellen Oxidation ausgebildet ist. Weiter ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass der Reformer als autothermer Reformer ausgebildet ist. Auch bei den hier genannten Arten von Reformer wird die dem Reformer zugeführte Brennstoffzusammensetzung vorzugsweise im Wesentlichen zu Synthesegas umgesetzt.Alternatively, it is possible that the reformer is designed for thermal partial oxidation. Further, it is alternatively or additionally possible that the reformer is designed as an autothermal reformer. Also in the types of reformer mentioned here, the fuel composition fed to the reformer is preferably substantially converted to synthesis gas.

Das Reformat, mithin die von dem Reformer gebildete Brennstoffzusammensetzung verlässt diesen entlang der ersten Fluidverbindung in Richtung der Brennkammer. Somit ist der Brennkammer entlang der ersten Fluidverbindung eine durch den Reformer bereitgestellte, zweite Brennstoffart zuführbar, die im Wesentlichen Synthesegas, mithin eine Gasmischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, umfasst. Dabei ist gerade Wasserstoff besonders brennfreudig und weist eine hohe Flammgeschwindigkeit auf, was die Effizienz der Umsetzung in der Brennkammer erhöht. Dabei wird der Brennkammer vorteilhaft insbesondere dann eine wasserstoffreiche Brennstoffzusammensetzung zugeführt, wenn die Brennkraftmaschine noch kalt ist. Die hohe Flammgeschwindigkeit in dem wasserstoffhaltigen Gemisch wirkt sich günstig auf die Reaktionsgeschwindigkeit der Verbrennung auch gerade bei kalter Brennkraftmaschine aus. Es ist möglich, dass der Anteil an Wasserstoff, welcher der Brennkammer zugeführt wird, bei betriebswarmer Brennkraftmaschine reduziert wird.The reformate, and thus the fuel composition formed by the reformer, leaves it along the first fluid connection in the direction of the combustion chamber. Thus, along the first fluid connection, the combustion chamber can be supplied with a second fuel type provided by the reformer, which essentially comprises synthesis gas, thus a gas mixture of hydrogen and carbon monoxide. In this case, just hydrogen is particularly combustible and has a high flame velocity, which increases the efficiency of implementation in the combustion chamber. In this case, the combustion chamber is advantageously supplied to a hydrogen-rich fuel composition, in particular when the internal combustion engine is still cold. The high flame speed in the hydrogen-containing mixture has a favorable effect on the reaction rate of the combustion even with a cold internal combustion engine. It is possible that the proportion of hydrogen, which is supplied to the combustion chamber, is reduced at operating-warming internal combustion engine.

Schließlich wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie als selbstzündende Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Die Brennkraftmaschine arbeitet in diesem Fall insbesondere bevorzugt nach dem Diesel-Brennverfahren, also durch Kompressionszündung. Der Zündzeitpunkt wird dabei insbesondere durch Einspritzen einer Brennstoffzusammensetzung in die Brennkammer gesteuert, wobei die Brennkammer vorkomprimierte Ladeluft umfasst.Finally, an internal combustion engine is preferred, which is characterized in that it is designed as a self-igniting internal combustion engine. In this case, the internal combustion engine works particularly preferably according to the diesel combustion method, that is to say by compression ignition. The ignition time is controlled in particular by injecting a fuel composition into the combustion chamber, wherein the combustion chamber comprises precompressed charge air.

Alternativ wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die als fremdzündende Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Die Brennkraftmaschine arbeitet in diesem Fall insbesondere nach dem Otto-Brennverfahren, wobei ein brennbares Gemisch in der Brennkammer durch eine Zündeinrichtung, insbesondere eine Zündkerze, die einen Zündfunken erzeugt, gezündet wird. Der Zündzeitpunkt wird dabei durch die Fremdzündung, insbesondere durch die Auslösung des Zündfunkens, bestimmt.Alternatively, an internal combustion engine is preferred, which is designed as spark ignition internal combustion engine. The internal combustion engine operates in this case, in particular according to the Otto combustion process, wherein a combustible mixture in the combustion chamber by an ignition device, in particular a spark plug, which generates a spark is ignited. The ignition is determined by the spark ignition, in particular by the triggering of the spark.

Alternativ ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine nach dem Prinzip einer durch Zündstrahl zündenden Brennkraftmaschine arbeitet. In diesem Fall wird ein brennbares Gemisch in der Brennkammer vorgelegt und komprimiert. Der Zündzeitpunkt wird durch Eindüsung einer in der Kompressionswärme zündenden Brennstoffzusammensetzung, mithin einem sogenannten Zündstrahl, bestimmt.Alternatively, it is possible for the internal combustion engine to operate on the principle of an internal combustion engine igniting by ignition. In this case, a combustible mixture is placed in the combustion chamber and compressed. The ignition is determined by injection of a igniting in the compression heat fuel composition, thus a so-called ignition.

Alternativ wird eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die als HCCI-Brennkraftmaschine und/oder als PCCI-Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Eine HCCI-Brennkraftmaschine arbeitet nach dem Prinzip der Kompressionszündung einer homogenen Ladung (Homogeneous Charge Compression Ignition). Dabei werden in gewisser Weise die Prinzipien des Otto-Motors und des Dieselmotors miteinander kombiniert. Der Brennkammer wird ein homogenes Gemisch zugeführt, welches durch Kompression in der Brennkammer gezündet wird. Hieraus resultieren besondere Vorteile in Hinblick auf die Effizienz und die Emissionen der Brennkraftmaschine. Allerdings ist der Zündzeitpunkt im Rahmen des HCCI-Brennverfahrens nur schwer zu kontrollieren. Daher arbeiten HCCI-Brennkraftmaschinen bevorzugt nur in bestimmten Lastbereichen tatsächlich im HCCI-Brennverfahren, während sie in anderen Lastbereichen – teilweise abhängig von dem eingesetzten Brennstoff – gemäß anderer Brennverfahren, beispielsweise gemäß dem Dieselverfahren oder dem Otto-Prinzip, arbeiten. Die Brennkraftmaschine kann dabei alternativ oder zusätzlich auch als PCCI-Brennkraftmaschine betrieben werden, wobei hierbei eine teilweise vorgemischte Ladung durch Kompressionszündung und Einspritzung einer zündfähigen Brennstoffzusammensetzung gezündet wird (Premixed Charge Compression Ignition). Dieses Verfahren erlaubt eine bessere Kontrolle der Verbrennung, insbesondere des Zündzeitpunkts, als das HCCI-Verfahren, weist jedoch ebenfalls insbesondere sehr gute Emissionswerte auf.Alternatively, an internal combustion engine which is designed as an HCCI internal combustion engine and / or as a PCCI internal combustion engine is preferred. An HCCI internal combustion engine operates on the principle of compression ignition of a homogeneous charge (Homogeneous Charge Compression Ignition). In a certain way, the principles of the gasoline engine and the diesel engine are combined. The combustion chamber is supplied with a homogeneous mixture, which is ignited by compression in the combustion chamber. This results in particular advantages in terms of the efficiency and emissions of the internal combustion engine. However, the ignition timing is difficult to control in the HCCI combustion process. Therefore, HCCI engines preferably only operate in certain load ranges in the HCCI combustion process, while they work in other load ranges - partly depending on the fuel used - according to other combustion processes, for example according to the diesel process or the Otto principle. The internal combustion engine can alternatively or additionally be operated as a PCCI internal combustion engine, in which case a partially premixed charge is ignited by compression ignition and injection of an ignitable fuel composition (premixed charge compression ignition). This method allows a better control of the combustion, in particular of the ignition timing, than the HCCI method, but in particular also has very good emission values.

Es ist auch möglich, dass die Brennkraftmaschine mit variablem Zündverfahren betrieben wird. Insbesondere abhängig von einem Lastpunkt der Brennkraftmaschine, also beispielsweise in Teillast oder in Volllast, können verschiedene Brennverfahren und/oder Zündmechanismen verwendet werden. Auch Mischbrennverfahren sind möglich.It is also possible that the internal combustion engine is operated with a variable ignition method. In particular, depending on a load point of the internal combustion engine, that is, for example, at partial load or at full load, different combustion methods and / or ignition mechanisms can be used. Mixed firing processes are also possible.

Schließlich ist es auch möglich, dass die Brennkraftmaschine als nach dem Miller-Zyklus arbeitende Brennkraftmaschine ausgebildet ist. In diesem Fall wird der Brennkammer die Ladung unter hohem Druck zugeführt, wobei das Einlassventil über einen vorherbestimmten Bereich des Kompressionshubs geöffnet gehalten wird.Finally, it is also possible that the internal combustion engine is designed as operating after the Miller cycle internal combustion engine. In this case, the charge is supplied to the combustion chamber under high pressure with the intake valve kept open over a predetermined range of the compression stroke.

Die Brennkraftmaschine weist vorzugsweise einen Turbolader oder einen Kompressor auf. Dabei umfasst ein Turbolader einen Verdichter, der durch eine mit dem Abgasstrom beaufschlagte Turbine angetrieben wird. Ein Kompressor weist einen Verdichter auf, der durch die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird.The internal combustion engine preferably has a turbocharger or a compressor. In this case, a turbocharger comprises a compressor, which is acted upon by a turbine acted upon by the exhaust gas flow is driven. A compressor has a compressor that is driven by the crankshaft of the internal combustion engine.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine umfasst eine Abgasrückführ-Strecke sowie vorzugsweise eine Regeleinrichtung zur Regelung einer über die Abgasrückführstrecke der Ladeluft zugeführten Abgasmenge.A preferred embodiment of the internal combustion engine comprises an exhaust gas recirculation path and preferably a control device for controlling an amount of exhaust gas supplied via the exhaust gas recirculation path of the charge air.

Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise unabhängig von dem verfügbaren Brennstoff betreibbar, mithin vorzugsweise mit jedem möglichen Brennstoff. Sie kann also bevorzugt – je nach Brennstoffangebot – mit Diesel, Benzin, Biodiesel, Ethanol, Methanol, einem höheren Alkohol, Ether, insbesondere Dimethylether, Erdgas, Biogas, Sondergas, Magergas oder einem beliebigen anderen Brennstoff betrieben werden. Es sind Brennstoffe mit verschiedenem Schwefelgehalt einsetzbar, insbesondere auch Brennstoffe mit hohem Schwefelgehalt, beispielsweise Marine-Brennstoffe wie Schweröl oder Marines Rückstands-Öl (Marine Residual Fuel Oil, MFO). Dies ist möglich, weil die der Brennkammer letztlich zugeführte Brennstoffzusammensetzung hochflexibel und unabhängig von dem ursprünglich in dem Brennstoffreservoir vorhandenen Brennstoff steuerbar ist.The internal combustion engine is preferably operable independently of the available fuel, and thus preferably with each possible fuel. It can therefore - depending on the supply of fuel - with diesel, gasoline, biodiesel, ethanol, methanol, a higher alcohol, ether, especially dimethyl ether, natural gas, biogas, special gas, lean gas or any other fuel operated. It can be used fuels with different sulfur content, especially fuels with high sulfur content, such as marine fuels such as heavy oil or marine residual oil (Marine Residual Fuel Oil, MFO). This is possible because the fuel composition ultimately supplied to the combustion chamber is highly flexible and can be controlled independently of the fuel originally present in the fuel reservoir.

Dabei weist die Brennkraftmaschine vorzugsweise nur ein Brennstoffreservoir auf. Es ist allerdings möglich, dass die Brennkraftmaschine verschiedene Brennstoffreservoire für Brennstoffe umfasst, die unter Normalbedingungen verschiedene Aggregatzustände aufweisen. Es ist jedoch kein Zusatz-Tank für einen weiteren Brennstoff nötig, wie dies beispielsweise bei bekannten Brennkraftmaschinen zum Teil der Fall ist, bei denen einem Reformer ein separat bevorrateter Brennstoff zugeführt wird, der von einem hauptsächlich eingesetzten Brennstoff verschieden ist.The internal combustion engine preferably has only one fuel reservoir. However, it is possible for the engine to include different fuel reservoirs for fuels having different states of aggregation under normal conditions. However, there is no need for an additional tank for another fuel, as is the case for example in known internal combustion engines, in which a reformer a separately stored fuel is supplied, which is different from a fuel used mainly.

Besonders bevorzugt ist die Brennkraftmaschine frei von einer Vorkammer. Die mindestens eine Brennkammer der Brennkraftmaschine weist also bevorzugt keine Vorkammer auf. Es ist dabei ohne Weiteres möglich, die hier vorgeschlagene Brennkraftmaschine ohne Vorkammer zu betreiben.Particularly preferably, the internal combustion engine is free of an antechamber. The at least one combustion chamber of the internal combustion engine therefore preferably has no prechamber. It is readily possible to operate the internal combustion engine proposed here without prechamber.

Durch die flexible Wahl der Brennstoffzusammensetzung ist es bei der Brennkraftmaschine insbesondere möglich, ein HCCI- und/oder PCCI-Brennverfahren nicht nur im Teillast-Betrieb, sondern vielmehr im gesamten Kennfeld-Bereich zu fahren. Alternativ oder zusätzlich sind hohe Kompressionsraten möglich.Due to the flexible choice of the fuel composition, it is possible in particular for the internal combustion engine to drive an HCCI and / or PCCI combustion process not only in part-load operation, but rather in the entire map range. Alternatively or additionally, high compression rates are possible.

Die Brennkraftmaschine kann beispielsweise zum Antrieb von Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugen verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine zum Antrieb von Minenfahrzeugen, beispielsweise Muldenkippern, von schweren Landmaschinen, von Zügen, beispielsweise in einem Triebwagen oder einer Lokomotive, oder in Schiffen eingesetzt wird. Auch ein Antrieb von zur Verteidigung vorgesehenen Kraftfahrzeugen, beispielsweise von Panzer, mittels der Brennkraftmaschine ist möglich. Abhängig von der konkreten Anwendung kann die Brennkraftmaschine mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie gekoppelt werden. Auch ein stationärer Einsatz der Brennkraftmaschine, beispielsweise zur Stromversorgung, insbesondere im Dauerlastbetrieb, im Spitzenlastbetrieb oder im Notstrombetrieb, ist möglich. Insbesondere ist es möglich, die Brennkraftmaschine in einem Blockheizkraftwerk einzusetzen. Weiterhin ist der Einsatz der Brennkraftmaschine zum Betrieb von Nebenaggregaten in stationären Bereichen, beispielsweise zum Antrieb von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, möglich. Eine Vielzahl weiterer Anwendungsmöglichkeiten für die Brennkraftmaschine ist denkbar.The internal combustion engine can be used for example for driving land, water or air vehicles. In particular, it is possible for the internal combustion engine to be used to drive mining vehicles, for example dump trucks, heavy agricultural machines, trains, for example in a railcar or a locomotive, or in ships. Also, a drive provided for defense vehicles, such as tanks, by means of the internal combustion engine is possible. Depending on the specific application, the internal combustion engine can be coupled to a generator for generating electrical energy. A stationary use of the internal combustion engine, for example for power supply, especially in continuous load operation, in peak load operation or in emergency power operation, is possible. In particular, it is possible to use the internal combustion engine in a combined heat and power plant. Furthermore, the use of the internal combustion engine for operating ancillaries in stationary areas, for example for driving fire pumps on oil rigs, possible. A variety of other applications for the internal combustion engine is conceivable.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 9 geschaffen wird. Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine wird ein Brennstoff in einem Verdampfer verdampft und vorzugsweise zumindest zum Teil gecrackt. Dabei ist es möglich, dass der gecrackte Anteil des ursprünglich eingesetzten Brennstoffs von mindestens 0% bis höchstens 100% beträgt. Der verdampfte und bevorzugt zumindest zum Teil gecrackte Brennstoff wird zumindest teilweise in einem Reformer reformiert. Dies bedeutet zum einen, dass es möglich ist, den dem Reformer zugeführten Anteil des durch den Verdampfer behandelten Brennstoffs zu variieren, wobei es möglich ist, dem Reformer mindestens 0% bis höchstens 100% des von dem Verdampfer behandelten Brennstoffs zuzuführen. Zum anderen bedeutet dies, dass gegebenenfalls der dem Reformer zugeführte, durch den Verdampfer behandelte Brennstoff, nicht vollständig reformiert wird, sondern dass es möglich ist, dass ein unreformierter Teil den Reformer quasi unbehandelt verlässt. Einer Brennkammer der Brennkraftmaschine wird eine Brennstoffzusammensetzung zugeführt, wobei der Gehalt der Brennstoffzusammensetzung an verdampftem und vorzugsweise zumindest zum Teil gecracktem Brennstoff einerseits, sowie an reformiertem Brennstoff andererseits, abhängig von mindestens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine variiert wird. Der Brennkammer ist also eine Brennstoffzusammensetzung zuführbar, deren Anteile variabel einerseits dem Verdampfer und andererseits dem Reformer entnommen werden können. Auf diese Weise ist die Chemie der Brennstoffzusammensetzung, welche der Brennkammer zugeführt wird, flexibel abhängig von dem mindestens einen Betriebsparameter einstellbar. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine erläutert wurden.The object is also achieved by providing a method with the steps of claim 9. In the method of operating an internal combustion engine, a fuel in an evaporator is vaporized and preferably at least partially cracked. It is possible that the cracked portion of the originally used fuel from at least 0% to at most 100%. The vaporized and preferably at least partially cracked fuel is at least partially reformed in a reformer. This means, on the one hand, that it is possible to vary the proportion of the fuel treated by the evaporator to the reformer, it being possible to supply to the reformer at least 0% to at most 100% of the fuel treated by the evaporator. On the other hand, this means that, if necessary, the supplied to the reformer, treated by the evaporator fuel is not completely reformed, but that it is possible that an unreformed part leaves the reformer quasi untreated. A combustion chamber of the internal combustion engine is supplied with a fuel composition, wherein the content of the fuel composition is varied on vaporized and preferably at least partially cracked fuel on the one hand, and on reformed fuel, depending on at least one operating parameter of the internal combustion engine. Thus, the combustion chamber can be supplied with a fuel composition whose components can be taken from the evaporator on the one hand and the reformer on the other hand variably. In this way, the chemistry of the fuel composition supplied to the combustor is flexibly adjustable depending on the at least one operating parameter. In connection with the method, there are the advantages that already explained in connection with the internal combustion engine.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Brennstoff zusätzlich pyrolysiert wird. Zusätzlich zu dem Verdampfer und dem Reformer ist demnach auch eine Pyrolyse-Einrichtung zur Pyrolyse des Brennstoffs vorgesehen. Der Gehalt der Brennstoffzusammensetzung, welche der Brennkammer zugeführt wird, an verdampftem und vorzugsweise zumindest teilweise gecracktem Brennstoff, an reformiertem Brennstoff, und/oder an pyrolysiertem Brennstoff, wird abhängig von dem mindestens einen Betriebsparameter variiert. Somit ist es möglich, die Chemie der Brennstoffzusammensetzung noch flexibler einzustellen, weil Anteile von drei verschiedenen Brennstoffarten an der Gesamtzusammensetzung, die der Brennkammer zugeführt wird, variiert werden könnten.A method is also preferred which is characterized in that the fuel is additionally pyrolyzed. Accordingly, a pyrolysis device for pyrolysis of the fuel is provided in addition to the evaporator and the reformer. The content of the fuel composition supplied to the combustion chamber of vaporized and preferably at least partially cracked fuel, reformed fuel, and / or pyrolyzed fuel is varied depending on the at least one operating parameter. Thus, it is possible to more flexibly adjust the chemistry of the fuel composition because proportions of three different types of fuel could be varied in the overall composition supplied to the combustor.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass zusätzlich oder alternativ ein Gehalt der der Brennkammer zugeführten Brennstoffzusammensetzung an unbehandeltem Brennstoff abhängig von dem mindestens einen Betriebsparameter variiert wird. Damit ist eine weitere Brennstoffart vorgesehen, wodurch die Chemie der Brennstoffzusammensetzung flexibel variierbar ist.A method is also preferred which is characterized in that, additionally or alternatively, a content of the fuel composition supplied to the combustion chamber to untreated fuel is varied depending on the at least one operating parameter. Thus, another type of fuel is provided, whereby the chemistry of the fuel composition is flexibly variable.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Brennstoffzusammensetzung einer der Brennkammer zugeführten Ladeluft zugeführt wird. Dies ist beispielsweise über einen oder mehrere Einpunkt-Injektoren möglich. Dabei wird bei einer Ausführungsform des Verfahrens die der Brennkammer zuzuführende Brennstoffzusammensetzung vorgemischt und über einen Einpunkt-Injektor in ein gemeinsames Saugrohr eingespritzt. Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass eine Mehrzahl von Einpunkt-Injektoren vorgesehen ist, wobei verschiedene Mischungen von Brennstoffarten oder verschiedenen Brennstoffarten durch verschiedene Einpunkt-Injektoren in das gemeinsame Saugrohr eingespritzt werden.A method is also preferred which is characterized in that the fuel composition is supplied to a charge air supplied to the combustion chamber. This is possible, for example, via one or more single-point injectors. In one embodiment of the method, the fuel composition to be supplied to the combustion chamber is premixed and injected via a single-point injector into a common intake manifold. In another embodiment of the method, it is possible for a plurality of single-point injectors to be provided wherein different mixtures of fuel types or different types of fuel are injected through different single-point injectors into the common intake manifold.

Entsprechend ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Brennstoffzusammensetzung durch einen Mehrpunkt-Injektor oder durch eine Mehrzahl von Mehrpunkt-Injektoren in einen der Brennkammer zugeordneten Ansaugstutzen eingespritzt wird. Auch hierbei ist eine Vormischung oder eine separate Einspritzung verschiedener Brennstoffarten – wie oben beschrieben – möglich.Accordingly, it is alternatively or additionally possible that the fuel composition is injected through a multipoint injector or through a plurality of multipoint injectors into an intake manifold associated with the combustion chamber. Again, a premix or a separate injection of different types of fuel - as described above - possible.

Alternativ oder zusätzlich wird bei einer Ausführungsform des Verfahrens die Brennstoffzusammensetzung direkt in die Brennkammer eingespritzt. Dabei ist es möglich, dass die Brennstoffzusammensetzung durch einen Direkt-Injektor oder durch eine Mehrzahl von Direkt-Injektoren unmittelbar in die Brennkammer einspritzt wird, wobei die Brennstoffzusammensetzung zumindest teilweise vorgemischt sein kann, oder wobei verschiedene Brennstoffarten durch verschiedene Direkt-Injektoren eingspritzt werden.Alternatively or additionally, in one embodiment of the method, the fuel composition is injected directly into the combustion chamber. In this case, it is possible for the fuel composition to be injected directly into the combustion chamber through a direct injector or through a plurality of direct injectors, wherein the fuel composition may be at least partially premixed, or different fuel types may be injected through different direct injectors.

Es wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem die Brennstoffzusammensetzung als Piloteinspritzung in die Brennkammer eingespritzt wird. Im Rahmen einer Haupteinspritzung wird bevorzugt unbehandelter Brennstoff in die Brennkammer eingespritzt.A method is preferred in which the fuel composition is injected as a pilot injection into the combustion chamber. As part of a main injection, untreated fuel is preferably injected into the combustion chamber.

Alternativ ist es möglich, dass im Rahmen einer Piloteinspritzung eine erste Brennstoffzusammensetzung in die Brennkammer eingespritzt wird, wobei im Rahmen einer Haupteinspritzung eine zweite, von der ersten Brennstoffzusammensetzung verschiedene Brennstoffzusammensetzung in die Brennkammer eingespritzt wird. Auch mehrere Einspritzungen, beispielsweise zusätzlich oder alternativ eine Nacheinspritzung, sind möglich, wobei jedem Einspritzereignis eine je eigene Brennstoffzusammensetzung zugewiesen werden kann, die von mindestens einer der anderen Brennstoffzusammensetzungen verschieden sein kann.Alternatively, it is possible for a first fuel composition to be injected into the combustion chamber as part of a pilot injection, with a second fuel composition different from the first fuel composition being injected into the combustion chamber as part of a main injection. Also, multiple injections, for example additionally or alternatively a post-injection, are possible, wherein each injection event can be assigned a separate fuel composition that may be different from at least one of the other fuel compositions.

Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, der Brennkammer als Direkteinspritzung im Rahmen einer Piloteinspritzung Synthesegas aus dem Reformer zuzuführen, wobei das Synthesegas im Wesentlichen Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfasst. Im Rahmen einer Haupteinspritzung wird der Brennkammer dann bevorzugt unbehandelter Brennstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, durch Direkteinspritzung zugeführt.In particular, it is preferably provided to supply synthesis gas from the reformer to the combustion chamber as direct injection during a pilot injection, the synthesis gas essentially comprising hydrogen and carbon monoxide. As part of a main injection of the combustion chamber is then preferably untreated fuel, in particular diesel or gasoline supplied by direct injection.

Durch die im Rahmen des Verfahrens bestehenden Freiheitsgrade in der Brennstoffzusammensetzung ist es insbesondere möglich, die Zündfähigkeit der Brennstoffzusammensetzung in der Brennkammer in geeigneter Weise, insbesondere abhängig von dem mindestens einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, zu beeinflussen. Dies ist besonders interessant für den Einsatz des Verfahrens zum Betreiben einer HCCI-Brennkraftmaschine. Weiterhin ist im Rahmen des Verfahrens eine sogenannte Reaktionskontrolle der Verbrennungsreaktion in der Brennkammer möglich, indem die Brennstoffzusammensetzung geeignet variiert wird.By existing in the context of the method of freedom in the fuel composition, it is possible in particular to influence the ignitability of the fuel composition in the combustion chamber in a suitable manner, in particular depending on the at least one operating parameter of the internal combustion engine. This is particularly interesting for the use of the method for operating an HCCI internal combustion engine. Furthermore, within the scope of the method, a so-called reaction control of the combustion reaction in the combustion chamber is possible by suitably varying the fuel composition.

Die Brennkraftmaschine ist sowohl mit Abgasrückführung als auch ohne Abgasrückführung betreibbar. Vorzugsweise ist es im Rahmen des Verfahrens möglich, eine Abgasrückführung zu aktivieren oder zu deaktivieren, wobei besonders bevorzugt die aktivierte Abgasrückführung gesteuert oder geregelt wird.The internal combustion engine can be operated both with exhaust gas recirculation and without exhaust gas recirculation. In the context of the method, it is preferably possible to activate or deactivate exhaust gas recirculation, the activated exhaust gas recirculation being particularly preferably controlled or regulated.

Durch geeignete Wahl der Brennstoffzusammensetzung ist eine deutliche Schadstoffreduktion in dem Abgas der Brennkraftmaschine möglich, wobei dies unabhängig von dem konkreten Brennstoffangebot ist, mit welchem die Brennkraftmaschine betrieben wird. Außerdem kann die Brennkraftmaschine mit besserem Wirkungsgrad betrieben werden. By a suitable choice of the fuel composition, a significant pollutant reduction in the exhaust gas of the internal combustion engine is possible, this being independent of the specific fuel supply, with which the internal combustion engine is operated. In addition, the internal combustion engine can be operated with better efficiency.

Wird die Brennkraftmaschine mit einem Gas, insbesondere mit Erdgas, einem Sondergas oder Magergas betrieben, wird durch geeignete Wahl der Brennstoffzusammensetzung ein Methanschlupf der Brennkraftmaschine signifikant reduziert. Weiterhin ist es möglich, ein Kaltstartverhalten der Brennkraftmaschine zu optimieren, indem die Chemie der Brennstoffzusammensetzung, welche der Brennkammer zugeführt wird, so angepasst wird, dass sich bei einem Kaltstart insbesondere eine höhere Flammgeschwindigkeit und eine verbesserte Umsetzung der Brennstoffzusammensetzung in der Brennkammer ergibt. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass bei einem Kaltstart vermehrt Wasserstoff in die Brennkammer eingebracht wird.If the internal combustion engine is operated with a gas, in particular with natural gas, a special gas or lean gas, a methane slip of the internal combustion engine is significantly reduced by a suitable choice of the fuel composition. Furthermore, it is possible to optimize a cold start behavior of the internal combustion engine by adjusting the chemistry of the fuel composition, which is supplied to the combustion chamber, that results in a cold start in particular a higher flame speed and an improved implementation of the fuel composition in the combustion chamber. For this purpose, it can be provided, in particular, that during a cold start, more hydrogen is introduced into the combustion chamber.

Durch geeignete Wahl der Brennstoffzusammensetzung ist es auch möglich, ein Transientenverhalten der Brennkraftmaschine sowie insbesondere deren Verhalten bei Lastsprüngen zu verbessern, indem beispielsweise die Brennstoffzusammensetzung bei einem Lastsprung zu höherer Last mit brennfreudigerem Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, angereichert wird.By a suitable choice of the fuel composition, it is also possible to improve a transient behavior of the internal combustion engine and in particular their behavior in load jumps, for example, by the fuel composition is enriched in a load jump to higher load with brennfreudigerem fuel, such as hydrogen.

Es wird ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Brennstoff ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus Diesel, Biodiesel, Benzin, Ethanol, Methanol, einem höheren Alkohol, Ether, insbesondere Dimethylether, Erdgas, Biogas, Sondergas, Magergas, und einem Brennstoff mit hohem Schwefelgehalt, vorzugsweise einem Marine-Brennstoff, besonders bevorzugt Schweröl oder Mariner Rückstands-Öl. Dabei ist es möglich, die Brennkraftmaschine unabhängig von dem eingesetzten Brennstoff zu betreiben, beziehungsweise den Brennstoff beliebig, insbesondere aus der hier genannten Gruppe auszuwählen. Damit wird die Brennkraftmaschine unabhängig von dem aktuell vorliegenden Brennstoffangebot.A method is preferred in which the fuel is selected from a group consisting of diesel, biodiesel, gasoline, ethanol, methanol, a higher alcohol, ethers, in particular dimethyl ether, natural gas, biogas, special gas, lean gas, and a High sulfur fuel, preferably a marine fuel, more preferably heavy oil or marine residual oil. It is possible to operate the internal combustion engine independently of the fuel used, or to select the fuel arbitrarily, in particular from the group mentioned here. Thus, the internal combustion engine is independent of the currently available fuel supply.

Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, das als Betriebsparameter ein Lastpunkt der Brennkraftmaschine verwendet wird. Vorzugsweise gehen als Betriebsparameter sowohl eine Last- oder Drehmomentanforderung als auch eine Drehzahl der Brennkraftmaschine in das Verfahren ein. Damit ist es möglich, die Brennstoffzusammensetzung abhängig von einem aktuellen Lastpunkt der Brennkraftmaschine sowie bevorzugt auch abhängig von Lastpunktveränderungen, insbesondere Lastsprüngen, geeignet zu variieren.Finally, a method is preferred which is characterized in that a load point of the internal combustion engine is used as the operating parameter. As operating parameters, both a load or torque requirement and a rotational speed of the internal combustion engine preferably enter into the method. This makes it possible to suitably vary the fuel composition depending on a current load point of the internal combustion engine as well as preferably also dependent on load point changes, in particular load jumps.

Alternativ oder zusätzlich wird die Brennstoffzusammensetzung abhängig von einer Verbrennungsgeschwindigkeit variiert, oder es wird umgekehrt die Verbrennungsgeschwindigkeit in der Brennkammer durch geeignete Anpassung der Brennstoffzusammensetzung geregelt. Dies entspricht einer Reaktionskontrolle durch geeignete Anpassung der Brennstoffzusammensetzung zur Regelung der in der Brennkammer ablaufenden Verbrennungsreaktion, insbesondere der Verbrennungsgeschwindigkeit.Alternatively or additionally, the fuel composition is varied depending on a combustion rate, or conversely, the rate of combustion in the combustion chamber is regulated by appropriate adjustment of the fuel composition. This corresponds to a reaction control by suitable adaptation of the fuel composition for controlling the combustion reaction taking place in the combustion chamber, in particular the combustion speed.

Alternativ oder zusätzlich wird die Brennstoffzusammensetzung abhängig von einem Brennraumdruck variiert, oder es wird umgekehrt der Brennraumdruck in der Brennkammer durch geeignete Anpassung der Brennstoffzusammensetzung geregelt. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, einen effektive Mitteldruck und damit zugleich einen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine durch Variation der Brennstoffzusammensetzung zu beeinflussen.Alternatively or additionally, the fuel composition is varied depending on a combustion chamber pressure, or vice versa, the combustion chamber pressure in the combustion chamber is regulated by suitable adaptation of the fuel composition. In this way, it is possible, in particular, to influence an effective mean pressure and, at the same time, an efficiency of the internal combustion engine by varying the fuel composition.

Alternativ oder zusätzlich wird die Brennstoffzusammensetzung abhängig von einem Lambda-Wert variiert, oder es wird umgekehrt der Lambda-Wert durch geeignete Anpassung der Brennstoffzusammensetzung geregelt. Dabei ist der Lambda-Wert das Verbrennungsluftverhältnis, das die tatsächlich für eine Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmasse ins Verhältnis zur mindestens notwendigen stöchiometrischen Luftmasse für eine vollständige Verbrennung setzt. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, durch Variation der Brennstoffzusammensetzung stets – vorzugsweise lastpunktabhängig – einen geeigneten Lambda-Wert einzustellen.Alternatively or additionally, the fuel composition is varied as a function of a lambda value, or, conversely, the lambda value is regulated by suitable adaptation of the fuel composition. The lambda value is the combustion air ratio, which sets the actual air mass available for combustion in relation to the at least necessary stoichiometric air mass for complete combustion. In this way, it is possible in particular always to set a suitable lambda value by varying the fuel composition, preferably as a function of the load point.

Alternativ oder zusätzlich wird die Brennstoffzusammensetzung abhängig von einem eine Stickoxid-Rohemission kennzeichnenden Wert variiert, oder es wird umgekehrt der die Stickoxid-Rohemission kennzeichnende Wert durch geeignete Anpassung der Brennstoffzusammensetzung geregelt. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, gesetzliche Grenzwerte durch Variation der Brennstoffzusammensetzung einzuhalten.Alternatively or additionally, the fuel composition is varied depending on a value characterizing a nitrogen oxide raw emission, or, conversely, the value characterizing the raw nitrogen oxide emission is regulated by suitable adaptation of the fuel composition. In this way, it is possible in particular to comply with legal limits by varying the fuel composition.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Brennstoffzusammensetzung abhängig von einer Prozesstemperatur in der Brennkammer, oder abhängig von einer Temperatur der Brennkammer zu variieren beziehungsweise zu regeln. Dabei kann insbesondere die Prozesstemperatur als Regelparameter hinsichtlich der Verwendung verschiedener Brennstoffe zur Gewährleistung einer zeitlich konstanten Brennstoffzusammensetzung verwendet werden. Umgekehrt ist es auch möglich, die Prozesstemperatur durch geeignete Variation der Brennstoffzusammensetzung zu regeln.Alternatively or additionally, it is possible to vary or regulate the fuel composition as a function of a process temperature in the combustion chamber or as a function of a temperature of the combustion chamber. In particular, the process temperature can be used as a control parameter with regard to the use of different fuels to ensure a fuel composition of constant duration. Conversely, it is also possible to control the process temperature by suitable variation of the fuel composition.

Das Verfahren wird vorzugsweise durch ein Steuergerät der Brennkraftmaschine durchgeführt. The method is preferably carried out by a control unit of the internal combustion engine.

In diesem Zusammenhang wird auch ein Steuergerät bevorzugt, das eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ist es möglich, dass das Verfahren fest in die Struktur des Steuergeräts implementiert ist, was insbesondere eine Implementierung des Verfahrens in die Hardware des Steuergeräts anspricht. Alternativ ist es möglich, dass in das Steuergerät ein Computerprogramm geladen ist, welches Anweisungen enthält, aufgrund derer ein Verfahren nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen von dem Steuergerät durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf dem Steuergerät ausgeführt wird.In this context, a control device is also preferred, which is set up for carrying out a method according to one of the exemplary embodiments described above. In this case, it is possible that the method is firmly implemented in the structure of the control device, which in particular responds to an implementation of the method in the hardware of the control device. Alternatively, it is possible that a computer program is loaded into the control unit, which contains instructions on the basis of which a method according to one of the embodiments described above is performed by the control unit when the computer program is executed on the control unit.

In diesem Zusammenhang wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, welche ein Steuergerät umfasst, das zur Ausführung einer Ausführungsform des Verfahrens eingerichtet ist.In this context, an internal combustion engine is preferred which comprises a control device which is adapted to carry out an embodiment of the method.

Die Beschreibung der Brennkraftmaschine einerseits und des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Alle Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Verfahrensschritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Umgekehrt sind alle Merkmale der Brennkraftmaschine, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine.The description of the internal combustion engine on the one hand and the method on the other hand are to be understood as complementary to one another. All method steps that have been explained explicitly or implicitly in connection with the internal combustion engine are preferably individually or in combination with one another method steps of a preferred embodiment of the method. Conversely, all features of the internal combustion engine that have been explicitly or implicitly described in connection with the method, preferably individually or in combination with each other characteristics of a preferred embodiment of the internal combustion engine.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine 1, die als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist. Sie umfasst eine Brennkammer 3, die von einem Zylinder 5 umschlossen ist, in dem ein Kolben 7 repetierbar aufgenommen ist. Der Kolben 7 ist über ein Pleuel 9 mit einer in der Figur nicht dargestellten Kurbelwelle wirkverbunden.The figure shows an embodiment of an internal combustion engine 1 , which is designed as a reciprocating engine. It includes a combustion chamber 3 that of a cylinder 5 is enclosed, in which a piston 7 is recorded repetitively. The piston 7 is over a connecting rod 9 operatively connected to a crankshaft not shown in the figure.

Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine 1 als Viertaktmotor ausgebildet.Preferably, the internal combustion engine 1 designed as a four-stroke engine.

Bevorzugt weist die Brennkraftmaschine 1 eine Mehrzahl von Brennkammern 3 beziehungsweise Zylindern 5 auf, insbesondere vier, sechs, acht, zwölf, sechzehn, zwanzig oder auch mehr als zwanzig Brennkammern 3 beziehungsweise Zylinder 5.Preferably, the internal combustion engine 1 a plurality of combustion chambers 3 or cylinders 5 in particular four, six, eight, twelve, sixteen, twenty, or more than twenty combustion chambers 3 or cylinder 5 ,

Die Versorgung der Brennkammern 3 mit Brennstoff ist vorzugsweise für alle Brennkammern 3 der Brennkraftmaschine 1 identisch ausgebildet, sodass es auch für Brennkraftmaschinen 1, die eine Mehrzahl von Brennkammern 3 aufweisen, genügt, diese hier im Folgenden anhand einer ausgewählten Brennkammer 3 zu beschreiben.The supply of the combustion chambers 3 with fuel is preferable for all combustion chambers 3 the internal combustion engine 1 designed identically, so it also for internal combustion engines 1 containing a plurality of combustion chambers 3 have, suffice, these here below with reference to a selected combustion chamber 3 to describe.

Die Brennkraftmaschine 1 umfasst ein Brennstoffreservoir 11 für einen Brennstoff 12, das vorzugsweise als Brennstofftank ausgebildet ist. Insbesondere umfasst die Brennkraftmaschine bevorzugt genau ein Brennstoffreservoir 11 und insbesondere keinen Zusatztank für einen nachzubehandelnden Zusatzbrennstoff. Vielmehr wird eine der Brennkammer 3 zuzuführende Brennstoffzusammensetzung vollständig aus dem Brennstoff 12 hergestellt, der in dem Brennstoffreservoir 11 bevorratet wird.The internal combustion engine 1 includes a fuel reservoir 11 for a fuel 12 , which is preferably formed as a fuel tank. In particular, the internal combustion engine preferably comprises exactly one fuel reservoir 11 and in particular no additional tank for a post-treated additional fuel. Rather, one of the combustion chamber 3 to be supplied fuel composition completely from the fuel 12 made in the fuel reservoir 11 is stored.

Es ist allerdings bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 möglich, dass diese verschiedene Brennstoffreservoire für Brennstoffe umfasst, die sich in Hinblick auf ihren Aggregatzustand unter Normalbedingungen unterscheiden. Beispielsweise ist es möglich, dass die Brennkraftmaschine 1 ein erstes Brennstoffreservoir 11 für flüssige Brennstoffe und ein zweites, nicht dargestelltes Brennstoffreservoir für unter Normalbedingungen gasförmige Brennstoffe aufweist. Gegebenenfalls kann die Brennkraftmaschine 1 auch ein zusätzliches Brennstoffreservoir für tiefkalte Brennstoffe aufweisen.However, it is in a preferred embodiment of the internal combustion engine 1 possible that this includes different fuel reserves for fuels that differ in their aggregate state under normal conditions. For example, it is possible that the internal combustion engine 1 a first fuel reservoir 11 for liquid fuels and a second, not shown, fuel reservoir for gaseous fuels under normal conditions. Optionally, the internal combustion engine 1 also have an additional fuel reservoir for cryogenic fuels.

Wesentlich ist letztlich nicht, wie viele Brennstoffreservoire 11 die Brennkraftmaschine 1 umfasst. Vielmehr ist von Bedeutung, dass die Brennkraftmaschine 1 zu einem gegebenen Zeitpunkt bevorzugt lediglich aus einem Brennstoffreservoir 11 nur den einen Brennstoff 12 entnimmt und diesen einen Brennstoff 12 über verschiedene Behandlungsschritte behandelt, um letztlich eine flexibel variierbare Brennstoffzusammensetzung 22 der Brennkammer 3 zuzuführen. Es ist also durchaus auch möglich, dass die Brennkraftmaschine 1 verschiedene Brennstoffreservoire 11 für verschiedene Brennstoffe umfasst, die nicht gemischt werden sollen, beispielsweise Benzin und Diesel. Dabei wird jedoch zu einem gegebenen Zeitpunkt bevorzugt nur einer der Brennstoffe von der Brennkraftmaschine 1 tatsächlich verwendet und über verschiedene Behandlungsschritte in eine flexibel variierbare Brennstoffzusammensetzung 22 umgewandelt. Hierdurch unterscheidet sich die Brennkraftmaschine 1 von bekannten Brennkraftmaschinen, die einen Zusatztank für einen zu behandelnden Brennstoff, der beispielsweise einem Verdampfer und/oder einem Reformer zugeführt wird, sowie einen Haupttank für einen der Brennkammer unbehandelt zuzuführenden Brennstoff aufweisen.Ultimately, it is not essential how many fuel reserves 11 the internal combustion engine 1 includes. Rather, it is important that the internal combustion engine 1 at a given time, preferably only from a fuel reservoir 11 just the one fuel 12 takes this and a fuel 12 treated through various treatment steps, ultimately to a flexibly variable fuel composition 22 the combustion chamber 3 supply. So it is quite possible that the internal combustion engine 1 different fuel reserves 11 for different fuels that should not be mixed, such as gasoline and diesel. However, at a given time, only one of the fuels from the internal combustion engine is preferred 1 actually used and via various treatment steps in a flexibly variable fuel composition 22 transformed. This distinguishes the internal combustion engine 1 of known internal combustion engines having an additional tank for a fuel to be treated, which is supplied for example to an evaporator and / or a reformer, and a main tank for a combustion chamber to be supplied untreated fuel.

Eine erste Fluidverbindung 13 erstreckt sich von dem Brennstoffreservoir 11 zu der Brennkammer 3, wobei entlang der ersten Fluidverbindung 13 ein Verdampfer 15 und stromabwärts des Verdampfers 15 ein Reformer 17 angeordnet sind. A first fluid connection 13 extends from the fuel reservoir 11 to the combustion chamber 3 , wherein along the first fluid connection 13 an evaporator 15 and downstream of the evaporator 15 a reformer 17 are arranged.

In die erste Fluidverbindung 13 mündet eine Abzweigung 19 in einen Mündungsbereich 21. Die Abzweigung 19 steht ebenfalls mit der Brennkammer 3 in Fluidverbindung. Über die Abzweigung 19 ist zwischen dem Verdampfer 15 und dem Reformer 17 eine Brennstoffart entnehmbar, die durch den Verdampfer 15 behandelten Brennstoff, insbesondere verdampften und zumindest teilweise gecracktem Brennstoff, umfasst. Der dem Reformer 17 zugeführte, durch den Verdampfer 15 verdampfte und zumindest teilweise gecrackte Brennstoff wird in diesem reformiert, mithin in ein Reformat umgesetzt, welches vorzugsweise im Wesentlichen Wasserstoff und Kohlenmonoxid umfasst.In the first fluid connection 13 leads to a turnoff 19 into a mouth area 21 , The turnoff 19 also stands with the combustion chamber 3 in fluid communication. About the junction 19 is between the evaporator 15 and the reformer 17 a fuel type removable through the evaporator 15 treated fuel, in particular vaporized and at least partially cracked fuel. The reformer 17 fed through the evaporator 15 vaporized and at least partially cracked fuel is reformed therein, thus converted into a reformate, which preferably comprises substantially hydrogen and carbon monoxide.

Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem eine Ventileinrichtung 23 auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein in dem Mündungsbereich 21 angeordnetes, als Ventil 25 ausgebildetes Stellglied 20 umfasst, durch welches einerseits der dem Reformer 17 zugeführte Anteil und andererseits der in die Abzweigung 19 abgeleitete Anteil des von dem Verdampfer 15 behandelten Brennstoffs einstellbar ist. Dabei sind die Anteile vorzugsweise kontinuierlich von mindestens 0% bis höchstens 100% jeweils mittels des Ventils 25 variierbar.The internal combustion engine 1 also has a valve device 23 on, in the illustrated embodiment, a in the mouth area 21 arranged, as a valve 25 trained actuator 20 includes, on the one hand, the reformer 17 supplied share and on the other hand in the branch 19 derived portion of the evaporator 15 treated fuel is adjustable. The proportions are preferably continuous from at least 0% to at most 100% in each case by means of the valve 25 variable.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 werden die erste Fluidverbindung 13 und die Abzweigung 19 im Bereich von als Mischgliedern 27, 29, 31 ausgebildeten Stellgliedern 20 zusammengeführt, wobei die durch die erste Fluidverbindung 13 einerseits und durch die Abzweigung 19 andererseits geförderten Brennstoffarten durch die Mischglieder 27, 29, 31 miteinander mischbar sind.In the illustrated embodiment of the internal combustion engine 1 become the first fluid connection 13 and the turnoff 19 in the range of as mixing elements 27 . 29 . 31 trained actuators 20 merged, passing through the first fluid connection 13 on the one hand and through the branch 19 on the other hand promoted fuel types through the mixing elements 27 . 29 . 31 are miscible with each other.

Es ist eine zweite Fluidverbindung 33 vorgesehen, die sich zwischen dem Brennstoffreservoir 11 und der Brennkammer 3 erstreckt. Entlang der zweiten Fluidverbindung 33 ist eine Pyrolyse-Einrichtung 35 angeordnet, mittels derer der dem Brennstoffreservoir 11 entnommene Brennstoff 12 pyrolysierbar ist. Hierzu ist die Pyrolyse-Einrichtung 35 beheizbar. Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 umfasst eine elektrische Heizeinrichtung 37, durch welche die Pyrolyse-Einrichtung 35 beheizbar ist. Zusätzlich ist eine Abgas-Fluidverbindung 39 zwischen einer von der Brennkammer 3 zu einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 41 führenden Abgasleitung 43 und der Pyrolyse-Einrichtung 35 angeordnet. Die Abgas-Fluidverbindung 39 mündet also in die Abgasleitung 43 und führt zu der Pyrolyse-Einrichtung 35, sodass diese – insbesondere abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 – auch durch das Abgas derselben beheizbar ist. Hierzu ist vorzugsweise ein Wärmetauscher in der Pyrolyse-Einrichtung 35 vorgesehen, wobei besonders bevorzugt das Abgas nach Durchströmen der Pyrolyse-Einrichtung 35 durch eine in der Figur nicht dargestellte Abgasleitung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 41 zugeführt wird.It is a second fluid connection 33 provided, extending between the fuel reservoir 11 and the combustion chamber 3 extends. Along the second fluid connection 33 is a pyrolysis facility 35 arranged by means of which the fuel reservoir 11 taken fuel 12 is pyrolyzable. For this purpose, the pyrolysis device 35 heated. The illustrated embodiment of the internal combustion engine 1 includes an electric heater 37 through which the pyrolysis device 35 is heated. In addition, an exhaust fluid connection 39 between one of the combustion chamber 3 to an exhaust aftertreatment device 41 leading exhaust pipe 43 and the pyrolysis device 35 arranged. The exhaust fluid connection 39 flows into the exhaust pipe 43 and leads to the pyrolysis facility 35 so that these - in particular dependent on an operating point of the internal combustion engine 1 - Is also heated by the exhaust gas. For this purpose, preferably, a heat exchanger in the pyrolysis device 35 provided, wherein particularly preferably the exhaust gas after flowing through the pyrolysis device 35 by an exhaust gas line, not shown in the figure, of the exhaust gas aftertreatment device 41 is supplied.

Bevorzugt umfasst die Brennkraftmaschine 1 noch eine in der Figur nur schematisch angedeutete, dritte Fluidverbindung 44 zwischen dem Brennstoffreservoir 11 und der Brennkammer 3, wobei der Brennkammer 3 über die dritte Fluidverbindung 44 unbehandelter Brennstoff 12 aus dem Brennstoffreservoir 11 zuführbar ist.The internal combustion engine preferably comprises 1 another in the figure only schematically indicated, third fluid connection 44 between the fuel reservoir 11 and the combustion chamber 3 , where the combustion chamber 3 via the third fluid connection 44 untreated fuel 12 from the fuel reservoir 11 can be fed.

Die Brennkammer 3 wird über eine Ladeluftleitung 45 mit Ladeluft 46 versorgt. Entlang der Ladeluftleitung 45 ist vorzugsweise ein Verdichter 47 angeordnet, sodass der Brennkammer 3 verdichtete Ladeluft 46 zuführbar ist. Dabei ist es möglich, dass der Verdichter 47 von einer Turbine angetrieben wird, die im Abgasstrom der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist. In diesem Fall ist der Verdichter 47 Teil eines Turboladers. Es ist auch möglich, dass der Verdichter 47 durch die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird. In diesem Fall ist der Verdichter 47 Teil eines Kompressors. Selbstverständlich ist auch ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine 1 möglich, bei welchem entlang der Ladeluftleitung 45 zwei oder mehr Verdichter angeordnet sind, sodass eine zwei- oder mehrstufige Aufladung verwirklicht wird.The combustion chamber 3 is via a charge air line 45 with charge air 46 provided. Along the charge air line 45 is preferably a compressor 47 arranged so that the combustion chamber 3 compressed charge air 46 can be fed. It is possible that the compressor 47 is driven by a turbine, which is in the exhaust stream of the internal combustion engine 1 is arranged. In this case, the compressor is 47 Part of a turbocharger. It is also possible that the compressor 47 through the crankshaft of the internal combustion engine 1 is driven. In this case, the compressor is 47 Part of a compressor. Of course, an embodiment of the internal combustion engine is also 1 possible, in which along the charge air line 45 two or more compressors are arranged so that a two- or multi-stage charge is realized.

Von der Ladeluftleitung 45 zweigt eine erste Luftabzweigung 49 zu dem Verdampfer 15 ab. Über die erste Luftabzweigung 49 ist dem Verdampfer 15 Ladeluft 46 zuführbar, wobei der von der Ladeluft 46 umfasste Sauerstoff in dem Verdampfer 15 zur teilweisen partiellen Oxidation des verdampften Brennstoffs mittels eines von dem Verdampfer 15 umfassten Katalysators 50 eingesetzt wird. Durch die hierbei freiwerdende Reaktionswärme wird der Brennstoff bevorzugt zumindest zum Teil gecrackt.From the charge air line 45 branches off a first air branch 49 to the evaporator 15 from. About the first air branch 49 is the evaporator 15 charge air 46 can be fed, whereby the of the charge air 46 included oxygen in the evaporator 15 for partial partial oxidation of the vaporized fuel by means of one of the evaporator 15 included catalyst 50 is used. Due to the heat of reaction released in this case, the fuel is preferably at least partially cracked.

Weiter zweigt von der Ladeluftleitung 45 eine zweite Luftabzweigung 51 ab, die zu dem Reformer 17 führt. Entlang der zweiten Luftabzweigung 51 ist dem Reformer 17 Ladeluft zuführbar, wobei der von der Ladeluft umfasste Sauerstoff in dem Reformer 17 dazu verwendet wird, den von dem Verdampfer 15 behandelten Brennstoff zu reformieren. Hierzu arbeitet der Reformer 17 vorzugsweise nach dem Prinzip der katalytischen partiellen Oxidation. Alternativ ist der Reformer 17 als autothermer Reformer ausgebildet. Weiter alternativ ist es möglich, dass der Reformer 17 nach dem Prinzip der thermischen katalytischen Reformierung arbeitet. Jedenfalls wird in dem Reformer 17 der von dem Verdampfer 15 behandelte Brennstoff mithilfe des von der Ladeluft 46 umfassten Sauerstoffs in einbevorzugt wasserstoffreiches Reformat umgesetzt, das vorzugsweise im Wesentlichen aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid besteht.Further branches of the charge air line 45 a second air branch 51 from that to the reformer 17 leads. Along the second air branch 51 is the reformer 17 Charge air can be supplied, wherein the oxygen contained in the charge air in the reformer 17 This is used by the evaporator 15 treated fuel to reform. For this the reformer works 17 preferably according to the principle of catalytic partial oxidation. Alternatively, the reformer 17 trained as an autothermal reformer. Next alternatively, it is possible for the reformer 17 works on the principle of thermal catalytic reforming. Anyway, in the reformer 17 that of the evaporator 15 treated fuel with the help of the charge air 46 encompassed oxygen in a preferably hydrogen-rich reformate, which preferably consists essentially of hydrogen and carbon monoxide.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine weist einen ersten Injektor 53 auf, der als Einpunkt-Injektor ausgebildet ist, wobei mithilfe des ersten Injektors 53 eine Brennstoffzusammensetzung 22 in ein den Brennkammern 3 der Brennkraftmaschine 1 gemeinsam zugeordnetes Saugrohr 54 einspritzbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem ersten Injektor 53 eine erste Zuleitung 55 zugeordnet, in welche die erste Fluidverbindung 13, die Abzweigung 19 und die zweite Fluidverbindung 33 münden. Dabei ist das Mischglied 27 hier im Mündungsbereich der Abzweigung 19 sowie der ersten Fluidverbindung 13 in die Zuleitung 55 vorgesehen. Ein weiteres Mischglied 57 ist im Bereich der Mündung der zweiten Fluidverbindung 33 in die Zuleitung 55 vorgesehen. Mithilfe der Mischglieder 27, 57 ist die Brennstoffzusammensetzung 22, die über die erste Zuleitung 55 dem ersten Injektor 53 zugeführt und anschließend von diesem in das gemeinsame Saugrohr 54 eingespritzt wird, beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar.The illustrated embodiment of the internal combustion engine has a first injector 53 on, which is designed as a single-point injector, using the first injector 53 a fuel composition 22 in a the combustion chambers 3 the internal combustion engine 1 jointly assigned intake manifold 54 is injectable. In the illustrated embodiment, the first injector 53 a first supply line 55 assigned, in which the first fluid connection 13 , the diversion 19 and the second fluid connection 33 lead. Here is the mixing element 27 here in the mouth area of the diversion 19 and the first fluid connection 13 in the supply line 55 intended. Another mixing element 57 is in the region of the mouth of the second fluid connection 33 in the supply line 55 intended. Using the mixing elements 27 . 57 is the fuel composition 22 that over the first supply line 55 the first injector 53 fed and then from this in the common intake manifold 54 is injected, influenced, preferably controllable.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine umfasst außerdem einen zweiten Injektor 59, der als Mehrpunkt-Injektor zur Einspritzung von Brennstoff in einen der Brennkammer 3 zugeordneten Ansaugstutzen 61 ausgebildet ist. Der zweite Injektor 59 weist eine zweite Zuleitung 63 auf, in welche – genau wie bei ersten Zuleitung 55 – die erste Fluidverbindung 13, die Abzweigung 19 und die zweite Fluidverbindung 33 münden. Genau wie in der ersten Zuleitung 55 sind auch in der zweiten Zuleitung 63 das Mischglied 29 im Mündungsbereich der ersten Fluidverbindung 13 und der Abzweigung 19 sowie ein weiteres Mischglied 65 im Bereich der Mündung der zweiten Fluidverbindung 33 in die Zuleitung 63 vorgesehen. Entsprechend ist wie bereits in Zusammenhang mit der ersten Zuleitung 55 beschrieben auch die dem zweiten Injektor 59 zuführbare Brennstoffzusammensetzung mithilfe der Mischglieder 29, 65 beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar.The illustrated embodiment of the internal combustion engine also includes a second injector 59 used as a multipoint injector to inject fuel into one of the combustion chambers 3 associated intake manifold 61 is trained. The second injector 59 has a second supply line 63 in, in which - just as with the first supply line 55 - the first fluid connection 13 , the diversion 19 and the second fluid connection 33 lead. Just like in the first supply line 55 are also in the second supply line 63 the mixing member 29 in the mouth region of the first fluid connection 13 and the turnoff 19 as well as another mixing element 65 in the region of the mouth of the second fluid connection 33 in the supply line 63 intended. Accordingly, as already in connection with the first supply line 55 also described the second injector 59 Feedable fuel composition using the mixing elements 29 . 65 influenced, preferably controllable.

Ist eine dritte Fluidverbindung 44 vorgesehen, mündet diese vorzugsweise in analoger Weise auch in die erste Zuleitung 55 und/oder in die zweite Zuleitung 63. Für diese ist vorzugsweise ebenfalls ein Mischglied in den Zuleitungen 55, 63 vorgesehen.Is a third fluid connection 44 provided, this preferably opens in an analogous manner in the first supply line 55 and / or in the second supply line 63 , For these is preferably also a mixing element in the supply lines 55 . 63 intended.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Brennkraftmasehine 1 weist außerdem einen dritten Injektor 67 auf, der als Direkt-Injektor zur Direkteinspritzung von Brennstoff in die Brennkammer 3 ausgebildet und angeordnet ist. Dieser dritte Injektor 67 weist eine dritte Zuleitung 69 auf. In die dritte Zuleitung 69 münden die erste Fluidverbindung 13, die Abzweigung 19 und die zweite Fluidverbindung 33. Ist eine dritte Fluidverbindung 44 vorgesehen, mündet diese vorzugsweise ebenfalls in die dritte Zuleitung 69. In der dritten Zuleitung 69 ist das Mischglied 31 im Mündungsbereich der ersten Fluidverbindung 13 und der Abzweigung 19 angeordnet. Im Mündungsbereich der zweiten Fluidverbindung 33 ist ein weiteres Mischglied 71 angeordnet. Ist eine dritte Fluidverbindung 44 vorgesehen, ist in deren Mündungsbereich in die dritte Zuleitung 69 vorzugsweise ebenfalls ein Mischglied angeordnet. Über die Mischglieder 31, 71 ist eine dem dritten Injektor 67 zugeführte Brennstoffzusammensetzung 22, die von diesem wiederum in die Brennkammer 3 eingespritzt wird, beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar.The illustrated embodiment of the internal combustion engine 1 also has a third injector 67 acting as a direct injector for direct injection of fuel into the combustion chamber 3 is designed and arranged. This third injector 67 has a third supply line 69 on. In the third supply line 69 open the first fluid connection 13 , the diversion 19 and the second fluid connection 33 , Is a third fluid connection 44 provided, this preferably also flows into the third supply line 69 , In the third supply line 69 is the mixing element 31 in the mouth region of the first fluid connection 13 and the turnoff 19 arranged. In the mouth region of the second fluid connection 33 is another mixing element 71 arranged. Is a third fluid connection 44 is provided in the mouth area in the third supply line 69 preferably also arranged a mixing member. About the mixing links 31 . 71 is a third injector 67 supplied fuel composition 22 from this turn into the combustion chamber 3 is injected, influenced, preferably controllable.

Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Steuergerät 73 auf, welches mit der Ventileinrichtung 23 – wie durch einen gezackten Pfeil P angedeutet – wirkverbunden, sodass durch das Steuergerät 73 die Ventileinrichtung 23 und somit insbesondere die Stellglieder 20, nämlich das Ventil 25 sowie die Mischglieder 27, 57, 29, 65, 31, 71 ansteuerbar sind. Auf diese Weise ist durch das Steuergerät 73 die der Brennkammer 3 zugeführte Brennstoffzusammensetzung 22 und zusätzlich auch der Ort, an dem die Brennstoffzusammensetzung 22 zugeführt wird, steuerbar. Hierzu sind vorzugsweise auch die Injektoren 53, 59, 67 mit dem Steuergerät 73 wirkverbunden. Weiterhin weist das Steuergerät 73 vorzugsweise einen Eingang für einen Betriebsparameter auf, von dem abhängig die Brennstoffzusammensetzung 22 gesteuert beziehungsweise variiert wird. Damit ist/sind als Betriebsparameter durch das Steuergerät 73 vorzugsweise ein Lastpunkt, eine Verbrennungsgeschwindigkeit, ein Brennraumdruck, ein Lambda-Wert, ein eine Stickoxid-Rohemission kennzeichnender Wert und/oder eine Prozesstemperatur erfassbar. Es ist auch möglich, dass durch das Steuergerät 73 zusätzlich oder alternativ eine Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 erfassbar ist. Besonders bevorzugt ist auch eine Temperatur der Brennkraftmaschine 1 erfassbar, sodass das Steuergerät 73 insbesondere bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 1 diesen erkennen und die Brennstoffzusammensetzung 22 entsprechend anpassen kann, wobei der Brennkammer 3 insbesondere vermehrt brennfreudige Stoffe zugeführt werden. Beispielsweise ist es bei einem Kaltstart möglich, der Brennkammer 3 einen hohen Anteil an Reformat zuzuführen, weil insbesondere der von dem Reformat umfasste Wasserstoff hervorragende Kaltstarteigenschaften, nämlich insbesondere eine hohe Flammgeschwindigkeit, aufweist. Ist die Brennkraftmaschine 1 dagegen betriebswarm und/oder weist sie keine hohe Lastanforderung auf, kann der Anteil an Reformat reduziert werden, welcher der Brennkammer 3 zugeführt wird.The internal combustion engine 1 has a controller 73 on, which with the valve device 23 - As indicated by a jagged arrow P - operatively connected, so through the control unit 73 the valve device 23 and thus in particular the actuators 20 namely, the valve 25 as well as the mixing elements 27 . 57 . 29 . 65 . 31 . 71 are controllable. In this way is through the control unit 73 the combustion chamber 3 supplied fuel composition 22 and additionally also the location where the fuel composition 22 is fed, controllable. These are preferably also the injectors 53 . 59 . 67 with the control unit 73 operatively connected. Furthermore, the control unit 73 Preferably, an input for an operating parameter, depending on the fuel composition 22 is controlled or varied. This is / are as operating parameters by the controller 73 preferably a load point, a combustion speed, a combustion chamber pressure, a lambda value, a value indicative of a nitrogen oxide raw emission value and / or a process temperature can be detected. It is also possible that through the control unit 73 additionally or alternatively, a speed of the internal combustion engine 1 is detectable. Particularly preferred is also a temperature of the internal combustion engine 1 detectable, so that the control unit 73 especially during a cold start of the internal combustion engine 1 recognize this and the fuel composition 22 can adjust accordingly, the combustion chamber 3 In particular, more combustible substances are supplied. For example, it is possible for a cold start, the combustion chamber 3 to supply a high proportion of reformate, because in particular the hydrogen encompassed by the reformate excellent cold-start, namely in particular a high flame speed has. Is the internal combustion engine 1 while warm and / or has no high load requirement, the proportion of reformate can be reduced, which is the combustion chamber 3 is supplied.

Es zeigt sich, dass die Brennkraftmaschine 1 auch eine Abgasrückführstrecke 75 umfasst, wobei der Ladeluft 46 Abgas aus der Brennkammer 3 zuführbar ist. Die Abgasrückführstrecke 75 ist bei der Darstellung gemäß der Figur derart ausgeführt, dass von der Abgas-Fluidverbindung 39 eine Abgasrückführabzweigung 77 abzweigt, durch die entweder dem gemeinsamen Saugrohr 54 oder dem Ansaugstutzen 61 Abgas zuführbar ist. Jede andere geeignete Verwirklichung einer Abgasrückführstrecke 75 ist möglich.It turns out that the internal combustion engine 1 also an exhaust gas recirculation line 75 includes, wherein the charge air 46 Exhaust from the combustion chamber 3 can be fed. The exhaust gas recirculation line 75 is executed in the illustration according to the figure such that of the exhaust gas fluid connection 39 an exhaust gas recirculation branch 77 branches off, through either the common intake manifold 54 or the intake manifold 61 Exhaust gas is supplied. Any other suitable implementation of an exhaust gas recirculation line 75 is possible.

Es zeigt sich auch noch, dass von der ersten Fluidverbindung 13 vorzugsweise eine Reformatleitung 79 abzweigt, die in die Abgasleitung 43 mündet. Dabei umfasst die Ventileinrichtung 23 vorzugsweise ein als zweites Ventil 81 ausgebildetes Stellglied 20, durch das dem Abgas in der Abgasleitung 43 über die Reformatleitung 79 zugeführtes Reformat dosierbar ist. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird der Abgasleitung 43 vorzugsweise über die Reformatleitung 79 Reformat zugeführt, um – insbesondere abhängig von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 – die Abgasnachbehandlung in der Abgasnachbehandlungseinrichtung 41 zu verbessern. Beispielsweise ist es möglich, dass das Reformat entlang des Abgasstrangs der Brennkraftmaschine 1 umgesetzt wird, um ein Element der Abgasnachbehandlungseinrichtung 41 aufzuheizen, beispielsweise zur Regeneration eines Partikelfilters.It also shows that from the first fluid connection 13 preferably a reformate line 79 branches off into the exhaust pipe 43 empties. In this case, the valve device comprises 23 preferably as a second valve 81 trained actuator 20 through which the exhaust gas in the exhaust pipe 43 about the Reformatleitung 79 supplied reformate can be metered. In operation of the internal combustion engine 1 becomes the exhaust pipe 43 preferably via the reformate line 79 Reformat supplied to - in particular depending on an operating condition of the internal combustion engine 1 - The exhaust aftertreatment in the exhaust aftertreatment device 41 to improve. For example, it is possible that the reformate along the exhaust line of the internal combustion engine 1 is reacted to an element of the exhaust aftertreatment device 41 to heat up, for example, for the regeneration of a particulate filter.

Das Brennstoffreservoir 11 kann mit beliebigem Brennstoff 12, insbesondere mit Diesel, Biodiesel, Benzin, Ethanol, Methanol, einem höheren Alkohol, Ether, insbesondere Dimethylether, Erdgas, Biogas, Sondergas, Magergas und/oder einem Brennstoff 12 mit hohem Schwefelgehalt, vorzugsweise einem Marine-Brennstoff, besonders bevorzugt mit Schweröl oder Marinem Rückstands-Öl beschickt werden. Die Brennkraftmaschine 1 ist unabhängig vom Brennstoffangebot und von der Brennstoffqualität betreibbar. Dabei ergibt sich durch die flexible Zufuhr der variablen Brennstoffzusammensetzung 22 zu der Brennkammer 3 ein deutlich verringerter Schadstoffausstoß, ein besserer Wirkungsgrad sowie ein optimiertes Kaltstartverhalten für die Brennkraftmaschine 1. Zudem ist es möglich, die Zündwilligkeit zu beeinflussen und eine sogenannte Reaktionskontrolle durchzuführen. Das Kaltstartverhalten der Brennkraftmaschine 1 ist verbesserbar. Ein HCCI/PCCI-Brennverfahren kann im gesamten Kennfeldbereich und nicht nur in Teillast unterstützt werden. Hohe Kompressionsraten sind möglich. Wird die Brennkraftmaschine 1 mit einem methanhaltigen Brennstoff 12, insbesondere einem Gas, betrieben, ist der Methanschlupf im Vergleich zu einer herkömmlichen Brennkraftmaschine deutlich reduziert, weil der Brennstoff 12 durch den Verdampfer 15, den Reformer 17 und die Pyrolyse-Einrichtung 35 nachbehandelt wird, wobei der Methananteil reduziert und eine brennfreudigere Brennstoffzusammensetzung 22 erzeugt wird, sodass noch in die Brennkammer 3 gelangendes Methan zumindest nahezu vollständig umgesetzt wird.The fuel reservoir 11 can with any fuel 12 , in particular with diesel, biodiesel, gasoline, ethanol, methanol, a higher alcohol, ethers, in particular dimethyl ether, natural gas, biogas, special gas, lean gas and / or a fuel 12 high sulfur content, preferably a marine fuel, more preferably heavy oil or marine residual oil. The internal combustion engine 1 is independent of the fuel supply and the fuel quality operable. This results from the flexible supply of the variable fuel composition 22 to the combustion chamber 3 a significantly reduced pollutant emissions, a better efficiency and an optimized cold start behavior for the internal combustion engine 1 , In addition, it is possible to influence the ignitability and perform a so-called reaction control. The cold start behavior of the internal combustion engine 1 is improvable. An HCCI / PCCI combustion process can be supported throughout the map range and not just at partial load. High compression rates are possible. Will the internal combustion engine 1 with a methane-containing fuel 12 , in particular a gas operated, the methane slip is significantly reduced compared to a conventional internal combustion engine, because the fuel 12 through the evaporator 15 , the reformer 17 and the pyrolysis facility 35 after treatment, the methane content is reduced and a more fuel-volatile fuel composition 22 is generated, so still in the combustion chamber 3 reaching methane is at least almost completely implemented.

Claims (15)

Brennkraftmaschine (1), insbesondere Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit – mindestens einer Brennkammer (3), – einem Brennstoffreservoir (11) für einen Brennstoff (12), und mit – einer ersten Fluidverbindung (13) zwischen dem Brennstoffreservoir (11) und der Brennkammer (3), wobei – entlang der ersten Fluidverbindung (13) ein Verdampfer (15) und stromabwärts des Verdampfers (15) ein Reformer (17) angeordnet ist, sodass der Brennkammer (3) ein von dem Reformer (17) erzeugtes Reformat zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – in die erste Fluidverbindung (13) eine Abzweigung (19) zwischen dem Verdampfer (15) und dem Reformer (17) mündet, wobei – die Abzweigung (19) mit der Brennkammer (3) in Fluidverbindung ist, und dass – die Brennkraftmaschine (1) eine Ventileinrichtung (23) aufweist, die mindestens ein in der ersten Fluidverbindung (13) stromabwärts des Reformers (17) und/oder in der Abzweigung (19) angeordnetes Stellglied (20) umfasst, sodass eine der Brennkammer (3) durch die erste Fluidverbindung (13) und/oder die Abzweigung (19) zugeführte Brennstoffzusammensetzung (22) mittels der Ventileinrichtung (23) beeinflussbar ist.Internal combustion engine ( 1 ), in particular reciprocating internal combustion engine, with - at least one combustion chamber ( 3 ), - a fuel reservoir ( 11 ) for a fuel ( 12 ), and with - a first fluid connection ( 13 ) between the fuel reservoir ( 11 ) and the combustion chamber ( 3 ), wherein - along the first fluid connection ( 13 ) an evaporator ( 15 ) and downstream of the evaporator ( 15 ) a reformer ( 17 ) is arranged so that the combustion chamber ( 3 ) one from the reformer ( 17 ) fed reformer, characterized in that - in the first fluid connection ( 13 ) a branch ( 19 ) between the evaporator ( 15 ) and the reformer ( 17 ), where - the branch ( 19 ) with the combustion chamber ( 3 ) is in fluid communication, and that - the internal combustion engine ( 1 ) a valve device ( 23 ) having at least one in the first fluid connection ( 13 ) downstream of the reformer ( 17 ) and / or in the branch ( 19 ) arranged actuator ( 20 ), so that one of the combustion chamber ( 3 ) through the first fluid connection ( 13 ) and / or the branch ( 19 ) supplied fuel composition ( 22 ) by means of the valve device ( 23 ) is influenced. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Fluidverbindung (33) zwischen dem Brennstoffreservoir (11) und der Brennkammer (3), wobei entlang der zweiten Fluidverbindung (3) eine Pyrolyse-Einrichtung (35) angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung (23) vorzugsweise mindestens ein in der zweiten Fluidverbindung (33) angeordnetes Stellglied (20) umfasst, wobei eine der Brennkammer (3) durch die erste Fluidverbindung (13), die Abzweigung (19) und/oder die zweite Fluidverbindung (33) zugeführte Brennstoffzusammensetzung (22) mittels der Ventileinrichtung (23) beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to claim 1, characterized by a second fluid connection ( 33 ) between the fuel reservoir ( 11 ) and the combustion chamber ( 3 ), wherein along the second fluid connection ( 3 ) a pyrolysis device ( 35 ), wherein the valve device ( 23 ) preferably at least one in the second fluid connection ( 33 ) arranged actuator ( 20 ), wherein one of the combustion chamber ( 3 ) through the first Fluid connection ( 13 ), the diversion ( 19 ) and / or the second fluid connection ( 33 ) supplied fuel composition ( 22 ) by means of the valve device ( 23 ) influenced, preferably is controllable. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dritte Fluidverbindung (44) zwischen dem Brennstoffreservoir (11) und der Brennkammer (3), wobei der Brennkammer (3) über die dritte Fluidverbindung (44) unbehandelter Brennstoff (12) aus dem Brennstoffreservoir (11) zuführbar ist, und wobei die Ventileinrichtung (23) vorzugsweise mindestens ein Stellglied (20) in der dritten Fluidverbindung (44) umfasst, wobei eine der Brennkammer (3) durch die erste Fluidverbindung (13), die Abzweigung (19), die zweite Fluidverbindung (33) und/oder die dritte Fluidverbindung (44) zugeführte Brennstoffzusammensetzung (22) mittels der Ventileinrichtung (23) beeinflussbar, vorzugsweise steuerbar ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by a third fluid connection ( 44 ) between the fuel reservoir ( 11 ) and the combustion chamber ( 3 ), wherein the combustion chamber ( 3 ) via the third fluid connection ( 44 ) untreated fuel ( 12 ) from the fuel reservoir ( 11 ), and wherein the valve device ( 23 ) preferably at least one actuator ( 20 ) in the third fluid connection ( 44 ), wherein one of the combustion chamber ( 3 ) through the first fluid connection ( 13 ), the diversion ( 19 ), the second fluid connection ( 33 ) and / or the third fluid connection ( 44 ) supplied fuel composition ( 22 ) by means of the valve device ( 23 ) influenced, preferably is controllable. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) mindestens einen Injektor (53, 59, 67) aufweist, der als Einpunkt-Injektor (53) zur Brennstoff-Einspritzung in ein gemeinsames Saugrohr (54), als Mehrpunkt-Injektor (59) zur Einspritzung in einen der Brennkammer (3) zugeordneten Ansaugstutzen (61) und/oder als Direkt-Injektor (67) zur Direkteinspritzung in die Brennkammer (3) ausgebildet ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) at least one injector ( 53 . 59 . 67 ), which is used as a single-point injector ( 53 ) for fuel injection in a common intake manifold ( 54 ), as a multipoint injector ( 59 ) for injection into one of the combustion chambers ( 3 ) associated intake manifold ( 61 ) and / or as a direct injector ( 67 ) for direct injection into the combustion chamber ( 3 ) is trained. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Injektor (53, 59, 67) eine Zuleitung (55, 63, 69) aufweist, in welche die erste Fluidverbindung (13), die Abzweigung (19), die zweite Fluidverbindung (33) und/oder die dritte Fluidverbindung (44) mündet/münden, wobei die Ventileinrichtung (23) vorzugsweise mindestens ein in der Zuleitung (55, 63, 69) angeordnetes Ventilglied oder Mischglied (27, 29, 31; 57, 65, 71) umfasst, sodass dem Injektor (53, 59, 67) verschiedene Brennstoffzusammensetzungen (22) zuführbar sind.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one injector ( 53 . 59 . 67 ) a supply line ( 55 . 63 . 69 ) into which the first fluid connection ( 13 ), the diversion ( 19 ), the second fluid connection ( 33 ) and / or the third fluid connection ( 44 ) opens, the valve device ( 23 ) preferably at least one in the supply line ( 55 . 63 . 69 ) arranged valve member or mixing member ( 27 . 29 . 31 ; 57 . 65 . 71 ), so that the injector ( 53 . 59 . 67 ) various fuel compositions ( 22 ) can be supplied. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (15) einen Katalysator (50) zur teilweisen partiellen Oxidation des Brennstoffs aufweist.Internal combustion engine ( 1 ) According to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator ( 15 ) a catalyst ( 50 ) for partial partial oxidation of the fuel. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reformer (17) zur katalytischen partiellen Oxidation, zur thermischen partiellen Oxidation, oder als autothermer Reformer ausgebildet ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reformer ( 17 ) is designed for catalytic partial oxidation, for thermal partial oxidation, or as an autothermal reformer. Brennkraftmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) als selbstzündende Brennkraftmaschine (1), als fremdzündende Brennkraftmaschine (1), als durch Zündstrahl zündende Brennkraftmaschine (1), als HCCI- und/oder PCCI-Brennkraftmaschine (1), als Brennkraftmaschine (1) mit variablem Zündverfahren, oder als nach dem Miller-Zyklus arbeitende Brennkraftmaschine (1) ausgebildet ist.Internal combustion engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine ( 1 ) as a self-igniting internal combustion engine ( 1 ), as a spark ignition internal combustion engine ( 1 ), as ignition by firing internal combustion engine ( 1 ), as HCCI and / or PCCI internal combustion engine ( 1 ), as an internal combustion engine ( 1 ) with variable ignition method, or as after the Miller cycle internal combustion engine ( 1 ) is trained. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1), wobei – ein Brennstoff (12) in einem Verdampfer (15) verdampft wird, wobei – der verdampfte Brennstoff zumindest teilweise in einem Reformer (17) reformiert wird, und wobei – einer Brennkammer (3) der Brennkraftmaschine (1) eine Brennstoffzusammensetzung (22) zugeführt wird, wobei – der Gehalt der Brennstoffzusammensetzung (22) an verdampftem Brennstoff einerseits, sowie an reformiertem Brennstoff andererseits, abhängig von mindestens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (1) variiert wird.Method for operating an internal combustion engine ( 1 ), where - a fuel ( 12 ) in an evaporator ( 15 ) is vaporized, wherein - the vaporized fuel at least partially in a reformer ( 17 ), and wherein - a combustion chamber ( 3 ) of the internal combustion engine ( 1 ) a fuel composition ( 22 ), wherein - the content of the fuel composition ( 22 ) on vaporized fuel on the one hand, and on reformed fuel on the other hand, depending on at least one operating parameter of the internal combustion engine ( 1 ) is varied. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff (12) zusätzlich pyrolysiert wird, wobei der Gehalt der der Brennkammer (3) zugeführten Brennstoffzusammensetzung (22) an verdampftem Brennstoff, an reformiertem Brennstoff, und/oder an pyrolysiertem Brennstoff (12) abhängig von dem mindestens einen Betriebsparameter variiert wird.Method according to claim 9, characterized in that the fuel ( 12 ) is additionally pyrolyzed, wherein the content of the combustion chamber ( 3 ) supplied fuel composition ( 22 ) vaporized fuel, reformed fuel, and / or pyrolyzed fuel ( 12 ) is varied depending on the at least one operating parameter. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehalt der der Brennkammer (3) zugeführten Brennstoffzusammensetzung (22) an unbehandeltem Brennstoff (12) abhängig von dem mindestens einen Betriebsparameter variiert wird.Method according to one of claims 9 and 10, characterized in that a content of the combustion chamber ( 3 ) supplied fuel composition ( 22 ) on untreated fuel ( 12 ) is varied depending on the at least one operating parameter. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzusammensetzung (22) einer der Brennkammer (3) zugeführten Ladeluft (46) zugeführt wird.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the fuel composition ( 22 ) one of the combustion chamber ( 3 ) supplied charge air ( 46 ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzusammensetzung (22) direkt in die Brennkammer (3) eingespritzt wird, wobei die Brennstoffzusammensetzung (22) vorzugsweise als Piloteinspritzung in die Brennkammer (3) eingespritzt wird, wobei im Rahmen einer Haupteinspritzung unbehandelter Brennstoff (12) in die Brennkammer (3) eingespritzt wird.Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the fuel composition ( 22 ) directly into the combustion chamber ( 3 ), the fuel composition ( 22 ) preferably as a pilot injection into the combustion chamber ( 3 ), wherein as part of a main injection untreated fuel ( 12 ) in the combustion chamber ( 3 ) is injected. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff (12) ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus: Diesel, Biodiesel, Benzin, Ethanol, Methanol, einem höheren Alkohol, Ether, insbesondere Dimethylether, Erdgas, Biogas, Sondergas, Magergas, und einem Brennstoff (12) mit hohem Schwefelgehalt, vorzugsweise einem Marine-Brennstoff, besonders bevorzugt Schweröl oder Mariner Rückstands-Öl.Method according to one of claims 9 to 13, characterized in that the fuel ( 12 ) is selected from a group consisting of: diesel, biodiesel, gasoline, ethanol, methanol, a higher alcohol, ethers, in particular dimethyl ether, natural gas, biogas, special gas, lean gas, and a fuel ( 12 ) with a high sulfur content, preferably a marine fuel, more preferably heavy oil or Mariner residual oil. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter ein Lastpunkt, eine Verbrennungsgeschwindigkeit, ein Brennraumdruck, ein Lambda-Wert, ein eine Stickoxid-Rohemission kennzeichnender Wert, und/oder eine Prozesstemperatur verwendet wird.Method according to one of claims 9 to 14, characterized in that as operating parameters, a load point, a combustion rate, a combustion chamber pressure, a lambda value, a nitrogen oxide raw emission indicative value, and / or a process temperature is used.
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