BR112018006861B1

BR112018006861B1 - METHOD FOR A DIESEL ENGINE AND DIESEL ENGINE

Info

Publication number: BR112018006861B1
Application number: BR112018006861-6A
Authority: BR
Inventors: Mats Hedman
Original assignee: Hedman Ericsson Patent Ab
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2023-08-22

Abstract

MÉTODO PARA UM MOTOR DIESEL E MOTOR DIESEL. A presente invenção refere- se a um procedimento para minimizar NOx durante variações de cargas de motores em um motor a diesel de 4 tempos compreendendo pelo menos um cilindro com uma cabeça de cilindro (1), um primeiro pistão alternativo (2) montado em uma haste de conexão (3) um atuador (4) montado na cabeça do cilindro e um do segundo pistão acionado pelo atuador (5) que pode ser travado através de um circuito hidráulico (6) em várias posições em uma câmara de combustão (7), pelo menos um dos cilindros pode direcionar válvulas de saída existentes (8) para evacuação de gases de escape, pelo menos uma na cabeça de cilindros existente (10) para o fornecimento de ar de combustão, pelo menos um para a câmara de combustão (7) ligada ao injetor (9) para injeção de combustível na referida câmara. O procedimento é caracterizado pelo segundo pistão (5), o mais tardar durante o curso de compressão atual, ser acionado pelo atuador (4) e ser travado pelo circuito hidráulico (6) em uma posição na câmara de combustão (7), onde pelo primeiro pistão (2) o ar introduzido é comprimido em uma taxa de compressão predeterminada para atender a uma carga de motor existente onde a válvula de entrada operada livremente (10) é levada para (...).METHOD FOR A DIESEL ENGINE AND DIESEL ENGINE. The present invention relates to a procedure for minimizing NOx during engine load variations in a 4-stroke diesel engine comprising at least one cylinder with a cylinder head (1), a first reciprocating piston (2) mounted on a connecting rod (3) an actuator (4) mounted in the cylinder head and a second piston driven by the actuator (5) which can be locked via a hydraulic circuit (6) in various positions in a combustion chamber (7) , at least one of the cylinders can direct existing outlet valves (8) for evacuation of exhaust gases, at least one in the existing cylinder head (10) for the supply of combustion air, at least one for the combustion chamber ( 7) connected to the injector (9) for fuel injection into said chamber. The procedure is characterized by the second piston (5), at the latest during the current compression stroke, being driven by the actuator (4) and being locked by the hydraulic circuit (6) in a position in the combustion chamber (7), where at first piston (2) the introduced air is compressed at a predetermined compression ratio to meet an existing engine load where the freely operated inlet valve (10) is taken to (...).

Description

TECHNICAL AREA

[001] A invenção refere-se a motores a diesel onde as emissões na forma de óxidos de nitrogênio (NOx) representam um grande problema.[001] The invention relates to diesel engines where emissions in the form of nitrogen oxides (NOx) represent a major problem.

[002] Um motor a diesel a 4 tempos comum, com a chamada combustão qualitativa, causa uma alta formação de NOx.[002] A common 4-stroke diesel engine, with so-called qualitative combustion, causes a high formation of NOx.

BACKGROUND

[003] Em um motor de combustão interna, um pistão se move entre duas posições, um ponto de giro superior e um inferior. Um curso de entrada é seguido por um curso de compressão que é seguido por um curso de trabalho que, por sua vez, é seguido por um curso de exaustão terminando o procedimento, de modo a dizer um procedimento padrão de 4 tempos. Em um motor a diesel comum, as válvulas de entrada e saída abrem com o auxílio de uma árvore de cames. Além disso, a relação entre o volume do cilindro e o volume da câmara de combustão, a taxa de compressão, é constante, por exemplo 16:1 ou 17:1 ou de outra forma. A alta taxa de compressão causa alta eficiência.[003] In an internal combustion engine, a piston moves between two positions, an upper and a lower pivot point. An intake stroke is followed by a compression stroke which is followed by a working stroke which in turn is followed by an exhaust stroke finishing the procedure, so to say a standard 4-stroke procedure. In a common diesel engine, the inlet and outlet valves open with the help of a camshaft. Furthermore, the relationship between the cylinder volume and the combustion chamber volume, the compression ratio, is constant, for example 16:1 or 17:1 or otherwise. High compression ratio causes high efficiency.

[004] Um problema a ser resolvido nos atuais motores a diesel é reduzir o NOx, que é o resultado de uma mistura de oxigênio e nitrogênio no ar e aumenta rapidamente com o aumento da temperatura de combustão. A combustão a altas temperaturas reduz tanto o HC como o CO, bem como a criação de partículas e contribui para uma redução do consumo de combustível. Por outro lado, há um aumento no NOx que é indesejado por causa dos riscos à saúde associados à inalação, particularmente no trânsito da cidade.[004] A problem to be solved in current diesel engines is to reduce NOx, which is the result of a mixture of oxygen and nitrogen in the air and increases rapidly with increasing combustion temperature. Combustion at high temperatures reduces both HC and CO, as well as the creation of particles and contributes to a reduction in fuel consumption. On the other hand, there is an increase in NOx which is unwanted because of the health risks associated with inhalation, particularly in city traffic.

[005] Sabe-se que o NOx é produzido a temperaturas elevadas e durante condições enxutas, por exemplo, pouco combustível e muito ar, o chamado excedente de ar.[005] It is known that NOx is produced at high temperatures and during dry conditions, for example, little fuel and a lot of air, the so-called surplus air.

[006] Os motores diesel usam a chamada combustão qualitativa, o que significa que, em princípio, o mesmo volume de ar é comprimido ciclo após ciclo e as diferentes necessidades de energia são fornecidas pela injeção de quantidades variáveis de combustível. Como resultado disso, as condições muitas vezes mais ou menos magras ocorrem com mais ou menos excesso de ar, o que leva à formação de mais ou menos NOx. A combustão qualitativa forma, assim, as diferentes quantidades de NOx nos gases de combustão, dependendo da carga atual do motor, e isso é precisamente o que torna difícil encontrar um método para reduzir continuamente o NOx. O problema pode ser resumido ao fato de que a combustão qualitativa leva à variação do excesso de ar e à formação de NOx que hoje muitas vezes tenta ser reduzida pela recirculação EGR (Recirculação de Gases de Escape) dos gases de escape resfriados para a entrada.[006] Diesel engines use so-called qualitative combustion, which means that, in principle, the same volume of air is compressed cycle after cycle and different energy needs are provided by injecting varying amounts of fuel. As a result of this, often more or less lean conditions occur with more or less excess air, which leads to the formation of more or less NOx. Qualitative combustion thus forms different amounts of NOx in the combustion gases, depending of the current engine load, and this is precisely what makes it difficult to find a method to continuously reduce NOx. The problem can be summarized as the fact that qualitative combustion leads to excess air variation and the formation of NOx that today many times tries to be reduced by EGR (Exhaust Gas Recirculation) recirculation of the cooled exhaust gases to the inlet.

THE PURPOSE OF THE INVENTION

[007] O principal objetivo da invenção é conseguir um motor diesel que em todas as cargas do motor tenha alta eficiência e ao mesmo tempo gere significativamente menos NOx em comparação com os motores diesel existentes.[007] The main objective of the invention is to achieve a diesel engine that at all engine loads has high efficiency and at the same time generates significantly less NOx compared to existing diesel engines.

[008] Este objeto é obtido pela invenção a que foram dadas as cláusulas características mencionadas nas reivindicações abaixo.[008] This object is obtained by the invention to which the characteristic clauses mentioned in the claims below were given.

[009] Através de uma combustão em que as quantidades de combustível na variação das cargas do motor são continuamente adaptada à quantidade de ar - a chamada combustão quantitativa - dará a cada taxa de compressão, ciclo após ciclo, a mesma taxa de compressão efetiva. Isso minimiza o NOx ao mesmo tempo com a obtenção de uma alta eficiência do motor em todas as cargas do motor.[009] Through combustion in which the quantities of fuel in varying engine loads are continuously adapted to the quantity of air - the so-called quantitative combustion - will give each compression rate, cycle after cycle, the same effective compression rate. This minimizes NOx while achieving high engine efficiency at all engine loads.

DESCRIPTION OF THE INVENTION

[010] A solução do problema e o núcleo da invenção: O ar comprimido pode continuamente, ciclo após ciclo, durante variadas cargas do motor, ser adaptado à quantidade de combustível que produz a quantidade mínima de NOx nos gases de combustão. Isso é feito para cada carga de motor que um volume selecionado de ar é comprimido para essencialmente o mesmo ciclo de pressão final após o ciclo. Isto é possível pela câmara de combustão, onde o ar é comprimido, é variado através do sistema de controle do motor em relação ao dito volume selecionado de ar dependendo da demanda da carga de força/motor e que é carregado através das válvulas operadas livremente durante o curso de admissão e que são mantidos abertos no momento selecionado pelo sistema de controle do motor. Após a compressão, a quantidade de combustível é injetada, produzindo o mínimo de NOx. A massa do combustível, que proporciona um NOx mínimo em relação à massa do ar comprimido, será, em princípio, igual ciclo após ciclo, independentemente da carga do motor atual. A percentagem restante de NOx nos gases de escape torna-se continua substancialmente a mesma o que facilita a possível necessidade de encontrar o método apropriado para qualquer pós-tratamento.[010] The solution to the problem and the core of the invention: Compressed air can continuously, cycle after cycle, during varying engine loads, be adapted to the amount of fuel that produces the minimum amount of NOx in the combustion gases. This is done for each engine load a selected volume of air is compressed to essentially the same final pressure cycle after cycle. This is made possible by the combustion chamber, where the air is compressed, is varied through the engine control system in relation to said selected volume of air depending on the power/engine load demand and which is charged through the freely operated valves during the intake stroke and which are kept open at the time selected by the engine control system. After compression, the amount of fuel is injected, producing the minimum NOx. The mass of fuel, which provides minimum NOx in relation to the mass of compressed air, will, in principle, be the same cycle after cycle, regardless of engine load current. The remaining percentage of NOx in the exhaust remains substantially the same which facilitates the possible need to find the appropriate method for any post-treatment.

[011] Com válvulas operadas livremente na cabeça do cilindro, válvulas reguladoras como nos motores modernos de 4 tempos e volume de compressão variável, os problemas de NOx podem ser bastante reduzidos. Isto, evitando as condições enxutas acima mencionadas. A árvore de cames do dia a dia para controlar as válvulas de saída pode ser mantida, mas as válvulas de entrada devem ser operadas livremente apenas para a melhor economia de operação, regulando a quantidade de ar de entrada. Se também as válvulas de entrada forem operadas como hoje pelo comando de válvulas, a quantidade de ar de entrada deve ser regulada com qualquer tipo de restritor de ar que, no entanto, não explore todo o potencial para uma eficiência verdadeiramente elevada.[011] With freely operated valves in the cylinder head, regulating valves as in modern 4-stroke engines and variable compression volume, NOx problems can be greatly reduced. This, avoiding the lean conditions mentioned above. The everyday camshaft to control the outlet valves can be retained, but the inlet valves must be operated freely only for the best economy of operation by regulating the amount of inlet air. If the inlet valves are also operated as today by valve control, the quantity of inlet air must be regulated with any type of air restrictor, which, however, does not exploit the full potential for truly high efficiency.

[012] Válvulas operadas pneumaticamente livres que são preferidas, abertas com gás pressurizado, preferivelmente ar. O ar é comprimido por um compressor para uma pressão que é personalizada para válvulas abertas estáveis (ver patente SE535886 C2, SE110 0435 (Al). Mas também outros métodos para válvulas operadas livres, como válvulas operadas hidráulicas ou eletromagnéticas, podem ser usadas. A compressão variável pode ser conseguida de maneiras diferentes, o que sugere que um método onde o espaço atual no pistão, a chamada cavidade do pistão, pode ser dita como transferida para a cabeça do cilindro e é chamada de câmara de combustão cujo volume é variável por exemplo, de acordo com o princípio das patentes acima mencionadas, isto é ilustrado abaixo em ligação com a descrição da modalidade preferida.[012] Free pneumatically operated valves are preferred, opened with pressurized gas, preferably air. The air is compressed by a compressor to a pressure that is tailored for stable open valves (see patent SE535886 C2, SE110 0435 (Al). But also other methods for free operated valves, such as hydraulic or electromagnetic operated valves, can be used. Variable compression can be achieved in different ways, which suggests that a method where the current space in the piston, the so-called piston cavity, can be said to be transferred to the cylinder head and is called a combustion chamber whose volume is variable by example, in accordance with the principle of the above-mentioned patents, this is illustrated below in connection with the description of the preferred embodiment.

[013] Assim, o objetivo da invenção é como mencionado acima para conseguir um motor diesel que em todas as cargas/potências do motor tenha alta eficiência e ao mesmo tempo gere menos NOx tangível do que os motores a diesel de hoje.[013] Thus, the objective of the invention is as mentioned above to achieve a diesel engine that at all engine loads/powers has high efficiency and at the same time generates less tangible NOx than today's diesel engines.

[014] Através do controle dos tempos de abertura da válvula de entrada em relação ao volume da câmara de combustão na cabeça do cilindro, ou diferentemente expresso, controlando o volume da câmara de combustão em relação ao tempo de abertura das válvulas de entrada, a taxa de compressão do dito motor pode ser mantida em diferentes cargas do motor ao mesmo tempo que a massa do combustível injetado a ser adaptado e direcionado para a minimização do NOx, isto é, as ditas condições de escassez, são evitadas. Isto proporciona simultaneamente uma alta pressão de combustão, altas temperaturas de combustão e alta eficiência. Se o volume da câmara de combustão deve ser alterado para se adaptar a uma nova carga do motor, o mais adequado para minimizar o NOx, o mais tardar durante o curso de compressão, após o último período de abertura das válvulas de admissão durante o curso anterior mas alternativamente durante o curso de escape prévio. A conversão da carga parcial para a máxima do motor pode ser vantajosamente feita sob cursos de combustão quando existe alta pressão no cilindro.[014] By controlling the opening times of the inlet valve in relation to the volume of the combustion chamber in the cylinder head, or differently expressed, controlling the volume of the combustion chamber in relation to the opening time of the inlet valves, the Compression ratio of said engine can be maintained at different engine loads at the same time as the mass of injected fuel to be adapted and directed towards the minimization of NOx, i.e., said starvation conditions, are avoided. This simultaneously provides high combustion pressure, high combustion temperatures and high efficiency. If the volume of the combustion chamber must be changed to adapt to a new engine load, the most appropriate to minimize NOx, at the latest during the compression stroke, after the last period of opening of the intake valves during the stroke previous but alternatively during the previous escape stroke. The conversion from partial to maximum engine load can be advantageously done under combustion strokes when there is high pressure in the cylinder.

[015] Se para um determinado volume do cilindro a relação de compressão é por exemplo 16:1 e as válvulas de admissão foram em princípio abertas durante todo o curso de admissão, e a massa do combustível injetado na câmara de combustão está adaptada para minimizar o NOx. Se então para baixar a potência do motor, metade do ar de combustão durante o curso de admissão pelas válvulas de admissão do sistema de controle do motor deve ser fechada mais cedo, a princípio na metade do curso de admissão para queimar o volume do compartimento na cabeça do cilindro deve ser reduzido tanto quanto, em princípio, ser reduzido à metade, de modo que a taxa de compressão seja mantida no padrão, quando metade do combustível deve ser implementado. O resultado é alta temperatura de combustão, alta pressão de combustão e também um aumento acentuado da eficiência por curso de trabalho que será mais longo que o ciclo de entrada, um chamado Ciclo de Miller. Uma redução de 50% do tamanho da câmara de combustão pode ser feita durante um ou alguns ciclos individuais. O tamanho da câmara de combustão, que é constantemente ajustada contra a taxa de compressão decidida, é menor na velocidade baixa e maior na carga máxima do motor, que pode incluir a carga de retorno, por exemplo uma turbina de exaustão. Alternativamente, pode a carga baixa, por exemplo ser possível alternar a marcha lenta com o chamado desligamento do cilindro, no qual os cilindros de fechamento não são acionados para fornecer mais potência para manter o motor funcionando.[015] If for a given cylinder volume the compression ratio is for example 16:1 and the intake valves were in principle open throughout the intake stroke, and the mass of fuel injected into the combustion chamber is adapted to minimize the NOx. If then to lower engine power, half of the combustion air during the intake stroke by the engine control system intake valves must be closed earlier, in principle at half the intake stroke to burn the volume of the compartment in the cylinder head must be reduced as much as, in principle, be halved, so that the compression ratio is maintained at standard when half the fuel must be implemented. The result is high combustion temperature, high combustion pressure and also a sharp increase in efficiency per working stroke that will be longer than the input cycle, a so-called Miller Cycle. A 50% reduction in combustion chamber size can be made during one or a few individual cycles. The size of the combustion chamber, which is constantly adjusted against the decided compression ratio, is smaller at low speed and larger at maximum engine load, which may include the return load, for example an exhaust turbine. Alternatively, it may be possible at low load, for example it may be possible to alternate idling with so-called cylinder shutdown, in which the closing cylinders are not actuated to provide more power to keep the engine running.

[016] Mesmo que o controle das válvulas de entrada forneça uma boa precisão para o fornecimento, pelo sistema de controle do motor adotado massa de ar um chamado medidor de massa de ar pode vantajosamente ser usado para atingir com segurança a quantidade de ar e calcular a massa de combustível a ser injetada na câmara de combustão com base nisso.[016] Even though the control of the inlet valves provides good accuracy for the supply, by the engine control system adopted air mass a so-called air mass meter can advantageously be used to safely reach the amount of air and calculate the mass of fuel to be injected into the combustion chamber based on this.

[017] A invenção será agora descrita em conexão com os desenhos anexos mostrando exemplos preferenciais onde: Fig. 1 é esquematicamente uma seção transversal da parte superior de um cilindro do motor com o pistão em seu modo de curso superior em carga baixa; Fig. 2 é esquematicamente uma seção transversal da parte superior de um cilindro do motor com o pistão em seu modo de curso superior na carga máxima; e em que A Fig. 3 é esquematicamente uma seção transversal da parte superior de um cilindro de motor com o pistão no seu modo de curso superior em carga média.[017] The invention will now be described in connection with the accompanying drawings showing preferred examples where: Fig. 1 is schematically a cross-section of the upper part of an engine cylinder with the piston in its upper stroke mode at low load; Fig. 2 is schematically a cross-section of the upper part of an engine cylinder with the piston in its upper stroke mode at maximum load; and wherein Fig. 3 is schematically a cross-section of the upper part of an engine cylinder with the piston in its upper stroke mode at medium load.

[018] A Figura 1 é esquematicamente uma seção transversal da parte superior de um cilindro de motor com cabeça de cilindro onde o volume da câmara de combustão é adaptado para carga pequena do motor e com o pistão do motor no seu modo de curso superior após um curso de compressão. Em princípio, todo o ar que foi carregado sob o curso de entrada está bloqueado no dito volume.[018] Figure 1 is schematically a cross-section of the upper part of an engine cylinder with cylinder head where the volume of the combustion chamber is adapted to small engine load and with the engine piston in its upper stroke mode after a compression stroke. In principle, all the air that was carried under the inlet path is blocked in said volume.

[019] A Fig. 2 é esquematicamente uma seção transversal da parte superior de um cilindro de motor com cabeça de cilindro onde o volume da câmara de combustão está adaptado para carga máxima do motor e o pistão do motor está no seu modo de curso superior após um curso de compressão. No íntimo, todo o ar do curso de entrada é bloqueado no volume acima mencionado.[019] Fig. 2 is schematically a cross-section of the upper part of an engine cylinder with cylinder head where the volume of the combustion chamber is adapted to maximum engine load and the engine piston is in its upper stroke mode after a compression stroke. Inwardly, all air from the inlet course is blocked in the aforementioned volume.

[020] A Fig. 3 é esquematicamente uma seção transversal da parte superior de um cilindro de motor com cabeça de cilindro onde o volume da câmara de combustão é adequado para carga de motor de tamanho médio e o pistão do motor no seu modo de curso superior após um curso de compressão. No íntimo, todo o ar do curso de admissão é bloqueado no volume acima mencionado.[020] Fig. 3 is schematically a cross-section of the upper part of an engine cylinder with cylinder head where the volume of the combustion chamber is suitable for medium-sized engine load and the engine piston in its stroke mode upper after a compression stroke. Inwardly, all air from the intake stroke is blocked in the aforementioned volume.

[021] Um cilindro do motor com cabeça de cilindro 1 com um pistão 2 montado em uma haste de conexão 3 é mostrado na Fig. 1. Um atuador 4, em princípio a execução de patentes (SE535886 C2, SE110 0435 (Al). A válvula do motor de acordo com a patente acima mencionada foi substituída por um pistão 5 que pode ser deslocado em uma câmara de combustão 7. O pistão 5 pode, através do sinal do sistema de controle do motor, não mostrado aqui, ser controlado para adotar diferentes posições na câmara de combustão e assim variar o volume da parte abaixo do pistão em que uma parte substancial da combustão ocorre quando o combustível é injetado através do injetor 9. Os diferentes modos são bloqueados por um circuito hidráulico 6 descrito na dita patente. Uma válvula de saída 8 é controlada por um comando de válvulas ou por um atuador como, por exemplo, na referida patente representada simbolicamente, bem como uma válvula de entrada 10 que é vantajosamente, mas não necessariamente, aberta e fechada por um atuador sobre o sinal do sistema de controle do motor com uma função em de acordo com as patentes acima mencionadas. Um medidor de massa de ar 11 é disposto para a medição da quantidade de suprimento de ar no curso de entrada da válvula de entrada 10. Pistão 2 mostrado em seu modo de curso superior onde não deve ser permitido alcançar um contato mecânico com a trava cilíndrica, incluindo as válvulas de reguladoras 8, 10.[021] An engine cylinder with cylinder head 1 with a piston 2 mounted on a connecting rod 3 is shown in Fig. 1. An actuator 4, in principle running patents (SE535886 C2, SE110 0435 (Al). The engine valve according to the above-mentioned patent has been replaced by a piston 5 which can be moved in a combustion chamber 7. The piston 5 can, through the signal from the engine control system, not shown here, be controlled to adopt different positions in the combustion chamber and thus vary the volume of the part below the piston in which a substantial part of the combustion occurs when the fuel is injected through the injector 9. The different modes are blocked by a hydraulic circuit 6 described in said patent. An outlet valve 8 is controlled by a valve control or by an actuator as, for example, in said patent symbolically represented, as well as an inlet valve 10 which is advantageously, but not necessarily, opened and closed by an actuator on the engine control system signal with a function in accordance with the aforementioned patents. An air mass meter 11 is arranged for measuring the quantity of air supply in the inlet stroke of the inlet valve 10. Piston 2 shown in its upper stroke mode where it must not be allowed to reach a mechanical contact with the cylindrical lock , including regulator valves 8, 10.

[022] A Fig. 2 mostra o pistão 5 na sua posição superior, onde a câmara de combustão está no seu máximo e o motor pode, mas não necessariamente, ser carregado ao máximo. Ainda hoje, mais ou menos carga do motor pode ser cobrada, dependendo de quanto combustível é injetado, neste caso, com as maiores emissões de escape de hoje. No entanto, pode ser vantajoso com um pequeno recesso no pistão onde a cavidade do pistão está localizada, isto é, no meio da câmara de combustão.[022] Fig. 2 shows piston 5 in its upper position, where the combustion chamber is at its maximum and the engine can, but not necessarily, be loaded to its maximum. Even today, more or less engine load can be taken depending on how much fuel is injected, in this case with today's higher exhaust emissions. However, it can be advantageous with a small recess in the piston where the piston cavity is located, that is, in the middle of the combustion chamber.

[023] A Fig. 3 é esquematicamente uma seção transversal da parte superior de um cilindro de motor com uma cabeça de cilindro onde o volume da câmara de combustão é adequado para carga de motor de tamanho médio e o pistão do motor no seu modo de curso superior após um curso de compressão. Basicamente, todo o ar do curso de admissão está bloqueado no volume acima mencionado. Um modo de condução interessante é quando, por exemplo um motorista de veículo repentinamente pressiona o pedal do acelerador na parte inferior e, portanto, exige potência máxima do motor. Durante o curso de expansão subsequente, o circuito hidráulico 6 que bloqueia o pistão 5 na câmara de combustão 7 desativa o pistão e em poucos ms se move para a posição superior na Fig 2 e ao mesmo tempo a válvula de entrada 5 operada livremente na entrada seguinte do curso deve ser mantido aberto para suprimento máximo de ar. No final da compressão, a quantidade adequada de combustível é injetada para minimizar o NOx. As referidas atividades são operadas pelo sistema de controle do motor.[023] Fig. 3 is schematically a cross-section of the upper part of an engine cylinder with a cylinder head where the volume of the combustion chamber is suitable for medium-sized engine load and the engine piston in its operating mode upper stroke after a compression stroke. Basically, all the air in the intake stroke is blocked in the aforementioned volume. An interesting driving mode is when, for example, a vehicle driver suddenly presses the accelerator pedal to the bottom and therefore demands maximum engine power. During the subsequent expansion stroke, the hydraulic circuit 6 which locks the piston 5 in the combustion chamber 7 deactivates the piston and within a few ms moves to the upper position in Fig 2 and at the same time the inlet valve 5 operates freely at the inlet following stroke must be kept open for maximum air supply. At the end of compression, the appropriate amount of fuel is injected to minimize NOx. These activities are operated by the engine control system.

[024] Deve-se notar que um sistema de controle de motor baseado em computador de hoje é óbvio e, portanto, não precisa ser mencionado aqui a maneira de conseguir a abertura e fechamento das válvulas livres e o posicionamento do pistão 5 na câmara de combustão 7 e que a injeção de combustível através do comutador seletor de injeção 9 comandado pelo sistema de controle do motor que também está ligado aos sensores e sondas necessários.[024] It should be noted that a computer-based engine control system of today is obvious and therefore need not be mentioned here the way to achieve the opening and closing of the free valves and the positioning of the piston 5 in the engine chamber. combustion 7 and fuel injection through the injection selector switch 9 controlled by the engine control system which is also connected to the necessary sensors and probes.

[025] Deve-se dizer que a combustão não ocorrerá totalmente na câmara de combustão, correspondendo a atual cavidade do pistão com a diferença de que o tamanho da mesma pode variar dependendo da quantidade de ar introduzida no curso de entrada. A combustão cessa depois que o pistão 2 sai do modo de curso superior e a pressão dos gases de combustão em expansão atua sobre toda a superfície do pistão. A dita variedade e tempo de abertura da válvula de entrada sob o curso de admissão decidido por um sistema de controle do motor que se presume existir sem estar representado nas figuras ou ser mencionado de outro modo.[025] It must be said that combustion will not occur entirely in the combustion chamber, corresponding to the current piston cavity with the difference that its size may vary depending on the amount of air introduced into the inlet stroke. Combustion stops after piston 2 leaves the upper stroke mode and the pressure of the expanding combustion gases acts on the entire surface of the piston. Said variety and time of opening of the inlet valve under the intake stroke is decided by an engine control system which is presumed to exist without being represented in the figures or otherwise mentioned.

Claims

1. Method for minimizing NOx during various engine loads in a 4-stroke diesel engine, said engine comprising at least one cylinder with a cylinder head (1), a first reciprocating piston (2) mounted on a connecting rod (3), an actuator (4) mounted in the cylinder head and a second piston operated by the actuator (5), said second piston being configured to be locked through a hydraulic circuit (6) at various positions in a combustion chamber ( 7), wherein the cylinder head is provided with at least one outlet valve (8) for the evacuation of exhaust gas, and at least one freely operated inlet valve (10) for the supply of combustion air, in that at least one injector (9) is connected to the combustion chamber (7) for injection of fuel into said chamber, CHARACTERIZED by the fact that said method comprises: actuating the second piston (5), at the latest during the current compression stroke , using the actuator (4) locking the second piston by the hydraulic circuit (6) in a position in the combustion chamber (7), so that the air introduced into the piston (2) is compressed at a predetermined compression rate to satisfy a existing engine load; terminating the inlet stroke by closing the freely operated inlet valve (10) at a piston position where a volume of combustion air introduced at the end of the compression stroke provides the predetermined compression ratio and injecting a quantity of fuel using the injector (9), the amount of fuel corresponding to the desired engine load.

2. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the amount of fuel is calculated based on the values measured from an air mass meter (11).

3. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the actuation step comprises actuating the second piston (5) to move to an altered position in the combustion chamber (7), at the latest during the compression stroke , after the changed opening time for at least one inlet valve during the previous inlet stroke.

4. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the actuation step comprising actuating the second piston (5) to move to an altered position in the combustion chamber (7), or no later than during the exhaust stroke previous.

5. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by further comprising changing the engine load from partial load to the maximum engine load during the work strokes.

6. 4-stroke diesel engine comprising at least one cylinder with a cylinder head (1), a first reciprocating piston (2) mounted on a connecting rod (3), an actuator (4) mounted on the cylinder head or second piston operated by the actuator (5), said second piston configured to be locked by a hydraulic circuit (6) in various positions in a combustion chamber (7), wherein the cylinder head is provided with at least one outlet valve (8) for evacuating exhaust gases, and at least one freely operated inlet valve (10) for introducing combustion air, wherein at least one injector (9) is connected to the combustion chamber (7) for fuel injection in the chamber, CHARACTERIZED by the fact that the diesel engine further comprises an engine control system configured to: control the actuator (4) to move the second piston (5) and control the hydraulic circuit (6) to block the second piston) in a position in the combustion chamber (7) so that combustion air introduced by the piston is compressed to a predetermined compression ratio to meet a desired engine load, control the free inlet valve (10) to close during the stroke inlet a piston position where the volume of combustion air has been introduced and which at the end of the compression stroke gives the predetermined compression ratio and control the injector to inject an amount of fuel that corresponds to the desired engine load.