DE102005028554A1 - Two-fuel internal combustion (IC) engine, forms exhaust boundary layer at inner wall of combustion chamber by recirculating part of exhaust gases back into combustion chamber through intake or exhaust valve - Google Patents

Two-fuel internal combustion (IC) engine, forms exhaust boundary layer at inner wall of combustion chamber by recirculating part of exhaust gases back into combustion chamber through intake or exhaust valve Download PDF

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Abstract

An exhaust boundary layer (32) is formed into the inner wall of a combustion chamber (14) by recirculating part of the exhaust gases back to the combustion chamber through opening an intake valve (18) or an exhaust valve (22). The intake or exhaust valve, as well as a gasoline injector (24) and a diesel injector (26), are controlled according to the engine operating point. An independent claim is also included for a method of operating an IC engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 10. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Hybrid-Kraftstoff-Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betrieb einer Hybrid-Kraftstoff-Brennkraftmaschine.The The invention relates to an internal combustion engine according to claim 1 and a method for operating an internal combustion engine according to claim 10. In particular The invention relates to a hybrid fuel internal combustion engine and a method of operating a hybrid fuel internal combustion engine.

Grundsätzlich sind Brennkraftmaschinen, die mit einem Ottokraftstoff (Benzin, Gas) betrieben werden, und Brennkraftmaschinen, die mit einem Dieselkraftstoff (Diesel) betrieben werden, bekannt. Beide Kraftstoffarten bieten jeweils verschiedene Vor- und Nachteile bezüglich der Leistungsfähigkeit der Brennkraftmaschine und der Schadstoffemissionen.Basically Internal combustion engines with a petrol (gasoline, gas) operated, and internal combustion engines, with a diesel fuel (Diesel) operated, known. Both types of fuel offer each different advantages and disadvantages in terms of performance the internal combustion engine and the pollutant emissions.

Zur Reduzierung der Schadstoffemissionen bei Diesel-Brennkraftmaschinen ist neben dem Einsatz von Partikelfiltern zum Beispiel auch das Zugeben eines zweiten Stoffes (z.B. Harnstoff) als Reduktionsmittel für bei der Verbrennung des Dieselkraftstoffes entstehende Stickoxide bekannt.to Reduction of pollutant emissions in diesel internal combustion engines is in addition to the use of particulate filters, for example, the Adding a second substance (e.g., urea) as a reducing agent for at the combustion of diesel fuel resulting nitrogen oxides known.

Weiter beschreiben zum Beispiel die DE 199 44 534 C2 und die US 6,550,430 B2 jeweils eine Brennkraftmaschine, die mit einem Hauptkraftstoff und einem Zündkraftstoff betrieben wird. Als leicht entzündlicher Zündkraftstoff wird zum Beispiel ein niedrig-oktaniger Kraftstoff (z.B. n-Heptan) verwendet, und als Hauptkraftstoff wird zum Beispiel ein hoch-oktaniger Kraftstoff (z.B. iso-Oktan) verwendet. Die beiden Kraftstoffarten können entweder in getrennten Tanks zur Verfügung gestellt werden oder durch chemische oder elektrolytische Trennung eines Ausgangskraftstoffes aus einem Tank gewonnen werden. Beide Kraftstoffarten werden jeweils durch ein eigenes Einspritzsystem in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.Next describe for example the DE 199 44 534 C2 and the US 6,550,430 B2 each an internal combustion engine, which is operated with a main fuel and a pilot fuel. For example, a low-octane fuel (eg, n-heptane) is used as the highly flammable pilot fuel, and as the main fuel, for example, a high-octane fuel (eg, iso-octane) is used. The two types of fuel can either be provided in separate tanks or obtained by chemical or electrolytic separation of a starting fuel from a tank. Both types of fuel are injected in each case by a separate injection system in the combustion chamber of the internal combustion engine.

Die EP 0 967 372 B1 offenbart eine Brennkraftmaschine, bei der im Brennraum zunächst ein homogenes Gemisch aus einem Kraftstoff/Luft-Gemisch, dem ein Konditionierungskraftstoff zum Ändern der Zündeigenschaften zugesetzt ist, gebildet wird und dann während des Kompressionstaktes ein Zündbrennstoff in den Brennraum eingespritzt und gezündet wird. Sowohl der Konditionierungskraftstoff als auch der Zündbrennstoff sind bevorzugt ein Dieselkraftstoff.The EP 0 967 372 B1 discloses an internal combustion engine in which a homogeneous mixture of a fuel / air mixture to which a conditioning fuel for changing the ignition properties is added is first formed in the combustion chamber, and then a pilot fuel is injected into the combustion chamber and ignited during the compression stroke. Both the conditioning fuel and the pilot fuel are preferably a diesel fuel.

Aus der DE 101 59 771 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit zwei separaten Einspritzsystemen, mit denen ein Dieselkraftstoff bzw. ein Ottokraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt werden können, bekannt. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird zunächst der Dieselkraftstoff in den Brennraum eingespritzt und gezündet, sodass sich der später eingespritzte Ottokraftstoff an der Flammenfront des Dieselkraftstoffes im Brennraum entzünden kann.From the DE 101 59 771 A1 is an internal combustion engine with two separate injection systems with which a diesel fuel or a gasoline can be injected directly into the combustion chamber, known. During operation of the internal combustion engine, the diesel fuel is first injected into the combustion chamber and ignited, so that the later injected petrol can ignite at the flame front of the diesel fuel in the combustion chamber.

Schließlich beschreiben die Druckschriften EP 1 460 250 A1 und US 5,050,550 jeweils eine Brennkraftmaschine, bei welcher in den Brennraum über einen Einlasskanal ein Ottokraftstoff/Luft-Gemisch eingeleitet wird und ein Dieselkraftstoff in eine Vorkammer eingespritzt, dort entzündet und dann in den Hauptbrennraum geleitet wird, um schließlich auch das Ottokraftstoff/Luft-Gemisch zu zünden.Finally, the pamphlets describe EP 1 460 250 A1 and US 5,050,550 in each case an internal combustion engine, in which in the combustion chamber via an inlet channel a gasoline / air mixture is introduced and injected a diesel fuel in an antechamber, ignited there and then passed into the main combustion chamber to finally ignite the gasoline / air mixture.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die mit Ottokraftstoff und Dieselkraftstoff betrieben wird und die jeweiligen Vorteile des Otto- und des Dieselkraftstoffes besser nutzt.Of the The present invention is based on the object, an internal combustion engine which is powered by gasoline and diesel fuel and the respective advantages of petrol and diesel fuel better uses.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.These Task is by an internal combustion engine with the characteristics of Claim 1 and a method for operating an internal combustion engine with the features of claim 10 solved. Advantageous embodiments and further developments of the invention are the subject of the respective dependent claims.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine enthält einen Brennraum, der von einem Zylinder und einem Kolben begrenzt ist; einen Einlasskanal zum Zuführen von Verbrennungsluft in den Brennraum; ein Einlassventil zum Öffnen und Schließen des Einlasskanals; eine erste Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Ottokraftstoffes in den Brennraum zur äußeren homogenen Gemischbildung im Brennraum; eine zweite Zuführvorrichtung zum Zuführen eines Dieselkraftstoffes in den Brennraum zur inneren Gemischbildung im Brennraum; eine dritte Zuführvorrichtung zum Zuführen von Verbrennungsgasen in den Brennraum zur Bildung einer Abgasgrenzschicht auf der Zylinderwandung im Brennraum; einen Auslasskanal zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum; ein Auslassventil zum Öffnen und Schließen des Auslasskanals; und eine Regel- und/oder Steuervorrichtung zum Regeln und/oder Steuern der ersten, der zweiten und der dritten Zuführvorrichtung in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine.The Internal combustion engine according to the invention contains a Combustion chamber bounded by a cylinder and a piston; an inlet channel for feeding combustion air into the combustion chamber; an inlet valve for opening and Shut down the inlet channel; a first feeding device for feeding a Petrol in the combustion chamber for external homogeneous mixture formation in the combustion chamber; a second feeding device for feeding of a diesel fuel into the combustion chamber for internal mixture formation in the combustion chamber; a third feeder for feeding of combustion gases in the combustion chamber to form an exhaust gas boundary layer the cylinder wall in the combustion chamber; an outlet channel for discharging Combustion gases from the combustion chamber; an outlet valve for opening and Shut down the outlet channel; and a control and / or control device for controlling and / or controlling the first, second and third feeders dependent on from the operating point of the internal combustion engine.

Durch die Bildung eines äußeren homogenen Ottokraftstoffgemisches und eines inneren Dieselkraftstoffgemisches im Brennraum sowie einer Abgasgrenzschicht auf der Zylinderwandung des Brennraums werden die beiden Kraftstoffarten und die Abgase im gesamten Brennraum zur Verbrennung optimal verteilt. Außerdem wird das Mischungsverhältnis von Ottokraftstoff zu Dieselkraftstoff zu Abgasen im Brennraum in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine geregelt, sodass der Verbrennungsprozess einerseits hinsichtlich Leistung und andererseits hinsichtlich Schadstoffemissionen optimiert werden kann.By forming an external homogeneous gasoline fuel mixture and an internal diesel fuel mixture in the combustion chamber and an exhaust gas boundary layer on the cylinder wall of the combustion chamber, the two types of fuel and the exhaust gases are optimally distributed throughout the combustion chamber for combustion. In addition, the mixing ratio of gasoline to diesel fuel to exhaust gases in the combustion chamber is regulated depending on the operating point of the internal combustion engine, so that the Combustion process can be optimized on the one hand in terms of performance and on the other hand with regard to pollutant emissions.

Die Verbrennungsgase können durch eine innere Rezirkulation aus dem Auslasskanal oder durch eine äußere Rezirkulation aus dem Einlasskanal in den Brennraum zurückgeführt werden. Im Fall der äußeren Rezirkulation können die Verbrennungsgase vorzugsweise gekühlt rückgeführt werden. Außerdem werden die Verbrennungsgase dem Brennraum vorzugsweise mit einer Drallströmung zum Beispiel um die Zylinderachse zugeführt, sodass die Zylinderwandung mit den Abgasen drallbehaftet belegt wird. Grundsätzlich sind aber auch andere Achslagen (z.B. Tumble) denkbar, um welche die Drallströmung gebildet werden kann.The Combustion gases can by an internal recirculation from the outlet duct or through an external recirculation be returned from the inlet channel into the combustion chamber. In the case of external recirculation can the combustion gases are preferably recycled cooled. In addition, will the combustion gases to the combustion chamber preferably with a swirl flow to Example supplied to the cylinder axis, so that the cylinder wall occupied with the exhaust gases swirling. Basically but also other axial positions (for example tumble) conceivable, around which the swirl flow can be formed.

Der Dieselkraftstoff kann zum Beispiel direkt durch einen Injektor in den Brennraum eingespritzt werden oder in eine mit dem Brennraum verbundene Vorkammer eingespritzt werden.Of the For example, diesel fuel can be injected directly through an injector the combustion chamber to be injected or into one with the combustion chamber connected antechamber be injected.

Der Ottokraftstoff wird vorzugsweise in den Verbrennungsluftstrom eingespritzt, sodass dem Brennraum durch den Einlasskanal ein Ottokraftstoff/Luft-Gemisch zugeführt wird. Dabei wird das Ottokraftstoff/Luft-Gemisch dem Brennraum bevorzugt mit einer Drallströmung um die Zylinderachse zugeführt, um den äußeren und homogenen Gemischanteil im Brennraum zu bilden.Of the Petrol is preferably injected into the combustion air stream, so that the combustion chamber through the inlet duct a gasoline / air mixture supplied becomes. The gasoline / air mixture is preferred with the combustion chamber a swirling flow fed around the cylinder axis, around the outside and to form homogeneous mixture content in the combustion chamber.

Ferner kann das Mischungsverhältnis von Ottokraftstoff zu Dieselkraftstoff zu Abgasen im Brennraum auch in Abhängigkeit von einer Zusammensetzung der Verbrennungsgase, die zum Beispiel mittels eines Abgassensors erfasst wird, geregelt werden.Further can the mixing ratio from gasoline to diesel fuel to exhaust gases in the combustion chamber, too dependent on from a composition of the combustion gases, for example detected by an exhaust gas sensor are controlled.

Die Zündung des Kraftstoff/Luft-Gemisches im Brennraum kann entweder mittels Fremdzündung (z.B. Zündkerze) oder mittels Selbstzündung (im Kompressionshub) erfolgen.The ignition the fuel / air mixture in the combustion chamber can either by means of Spark ignition (e.g. Spark plug) or by auto-ignition (in the compression stroke).

Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt die einzige 1 eine schematische Schnittdarstellung eines wesentlichen Teils einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.The above and other features and advantages of the invention will become more apparent from the following description of a preferred, non-limiting embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings. In it shows the only one 1 a schematic sectional view of an essential part of an internal combustion engine according to the invention.

1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Zylinder 10 einer Brennkraftmaschine. In dem Zylinder 10 ist ein Kolben 12 längsbeweglich geführt und begrenzt zusammen mit dem Zylinder 10 einen Brennraum 14. In dem Brennraum 14 wird in bekannter Weise ein zündfähiges Kraftstoff/Luft-Gemisch gezündet und verbrannt, um mechanische Energie zu gewinnen, die auf eine mit dem Kolben 12 verbundene Kurbelwelle übertragen wird. 1 schematically shows a longitudinal section through a cylinder 10 an internal combustion engine. In the cylinder 10 is a piston 12 longitudinally guided and limited together with the cylinder 10 a combustion chamber 14 , In the combustion chamber 14 In known manner, an ignitable fuel / air mixture is ignited and burned to recover mechanical energy, which in one with the piston 12 connected crankshaft is transmitted.

Über einen Einlasskanal 16 wird dem Brennraum 14 in bekannter Weise Verbrennungsluft zugeführt, wobei der Einlasskanal 16 durch ein Einlassventil 18 wahlweise offen oder geschlossen gesteuert wird. Die bei der Verbrennung des Kraftstoff/Luft- Gemisches im Brennraum 14 entstehenden Verbrennungsgase werden in bekannter Weise über einen Auslasskanal 20 abgeführt, der über ein Auslassventil 22 wahlweise offen oder geschlossen gesteuert wird.Via an inlet channel 16 gets to the combustion chamber 14 combustion air supplied in a known manner, wherein the inlet channel 16 through an inlet valve 18 optionally controlled open or closed. The combustion of the fuel / air mixture in the combustion chamber 14 resulting combustion gases are in a known manner via an outlet channel 20 drained off, via an outlet valve 22 optionally controlled open or closed.

In dem Einlasskanal 16 ist ferner ein erster Injektor 24 (erste Zuführvorrichtung der Erfindung) vorgesehen, über den ein Ottokraftstoff (Benzin, Gas) in den Verbrennungsluftstrom des Einlasskanals 16 eingespritzt wird. Dem Brennraum 14 wird somit von dem Einlasskanal 16 bei geöffnetem Einlassventil 18 ein Ottokraftstoff/Luft-Gemisch zugeführt. Vorzugsweise sind dabei Einlasskanal 16, Einlassventil 18 und/oder erster Injektor 24 so ausgebildet, dass das Ottokraftstoff/Luft-Gemisch mit einer Drallströmung 25 zum Beispiel um die Zylinderachse oder die Tumbleachse in den Brennraum 14 eingeleitet wird. In jedem Fall wird in dem Brennraum 14 aber ein äußeres und homogenes Ottokraftstoff/Luft-Gemisch gebildet.In the inlet channel 16 is also a first injector 24 (First supply device of the invention) is provided, via which a gasoline (gasoline, gas) into the combustion air flow of the inlet channel 16 is injected. The combustion chamber 14 thus becomes from the inlet channel 16 with the inlet valve open 18 supplied a petrol / air mixture. Preferably, in this case are inlet channel 16 , Inlet valve 18 and / or first injector 24 designed so that the gasoline / air mixture with a swirl flow 25 for example, about the cylinder axis or the tumble axis in the combustion chamber 14 is initiated. In any case, in the combustion chamber 14 but formed an outer and homogeneous petrol / air mixture.

Dem Brennraum 14 ist ferner ein zweiter Injektor (zweite Zuführvorrichtung der Erfindung) 26 zugeordnet, über den ein Dieselkraftstoff (Diesel) zentral in den Brennraum 14 eingespritzt wird, um ein inneres homogenes oder heterogenes Dieselkraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum 14 zu bilden.The combustion chamber 14 is also a second injector (second delivery device of the invention) 26 associated with a diesel fuel (diesel) centrally in the combustion chamber 14 is injected to an internal homogeneous or heterogeneous diesel fuel / air mixture in the combustion chamber 14 to build.

Das Dieselkraftstoff/Luft-Gemisch wird entweder während des Kompressionshubes des Kolbens 12 selbstgezündet oder kann zum Beispiel durch eine Zündkerze (nicht dargestellt) fremdgezündet werden.The diesel fuel / air mixture is either during the compression stroke of the piston 12 self-ignited or may be externally ignited, for example by a spark plug (not shown).

Wie in 1 veranschaulicht, ist auf der Brennraumoberfläche, d.h. hauptsächlich der Zylinderwandung, eine Abgasgrenzschicht 32 ausgebildet. Diese Abgasgrenzschicht 32 wird aus Verbrennungsgasen gebildet, die entweder durch eine innere Rezirkulation aus dem Auslasskanal 20 oder durch eine äußere Rezirkulation aus dem Einlasskanal 16 in den Brennraum 14 zurück geleitet werden. Im Fall der äußeren Rezirkulation werden die Verbrennungsgase vorzugsweise vor der Einleitung in den Einlasskanal 16 und den Brennraum 14 abgekühlt.As in 1 illustrated, is on the combustion chamber surface, ie mainly the cylinder wall, an exhaust gas boundary layer 32 educated. This exhaust boundary layer 32 is formed from combustion gases, either through an internal recirculation from the exhaust duct 20 or by external recirculation from the inlet channel 16 in the combustion chamber 14 be redirected. In the case of external recirculation, the combustion gases preferably become prior to introduction into the inlet duct 16 and the combustion chamber 14 cooled.

Die Einleitung der Verbrennungsgase in den Brennraum 14 erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Drallströmung um die Zylinderachse, sodass die Zylinderwandung des Brennraums mit den Abgasen drallbehaftet belegt wird. Die in den Brennraum zugeführten Abgase sind aber selbstverständlich nicht nur auf diese Abgasgrenzschicht beschränkt; so kann im Rahmen der Erfiondung zum Beispiel auch eine annähernd homogene Volldurchmischung des Brennraums bewirkt werden.The introduction of the combustion gases into the combustion chamber 14 advantageously takes place by means of a swirl flow around the cylinder axis, so that the cylinder wall of the combustion chamber is occupied by the exhaust gases swirling. The supplied in the combustion chamber Of course, led exhaust gases are not limited to this exhaust gas boundary layer; For example, in the context of the invention, an approximately homogeneous thorough mixing of the combustion chamber can also be effected.

Insgesamt setzt sich die Brennraumladung also aus den drei Zonen der Abgasgrenzschicht 32 auf der Zylinderwandung, dem äußeren homogenen Ottokraftstoff/Luft-Gemisch und dem inneren Dieselkraftstoff/Luft-Gemisch zusammen. Insbesondere können also beide Kraftstoffarten auch gleichzeitig verbrannt werden.Overall, therefore, the combustion chamber charge is made up of the three zones of the exhaust gas boundary layer 32 on the cylinder wall, the outer homogeneous petrol / air mixture and the inner diesel fuel / air mixture together. In particular, so both types of fuel can be burned at the same time.

Eine Regeleinheit 30 regelt neben dem Einlassventil 18 und dem Auslassventil 22 insbesondere auch den ersten Injektor 24 für den Ottokraftstoff und den zweiten Injektor 26 für den Dieselkraftstoff. Das Mischungsverhältnis zwischen Ottokraftstoff und Dieselkraftstoff im Brennraum kann so in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine optimal geregelt werden. Außerdem wird auch das Mischungsverhältnis zwischen den Abgasen und den Kraftstoffen im Brennraum durch die Regeleinheit 30 Steuerung geregelt. Diese Regelungen erfolgen beispielsweise über Regelparameter, die in einem entsprechenden Kennfeld abgelegt sind.A control unit 30 regulates next to the inlet valve 18 and the exhaust valve 22 especially the first injector 24 for the petrol and the second injector 26 for the diesel fuel. The mixing ratio between gasoline and diesel fuel in the combustion chamber can thus be optimally controlled as a function of the operating point of the internal combustion engine. In addition, the mixing ratio between the exhaust gases and the fuels in the combustion chamber by the control unit 30 Control regulated. These regulations are made for example via control parameters that are stored in a corresponding map.

Hierbei werden die Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine zum Beispiel in einen Bereich mit der Hauptgewichtung der äußeren homogenen Gemischbildung, einen Bereich mit der Hauptgewichtung der inneren Gemischbildung und einen Überlappungsbereich eingeteilt. Außerdem werden neben dem Mischungsverhältnis von Ottokraftstoff zu Dieselkraftstoff zu Abgasen im Brennraum 14 durch die Regeleinheit 30 auch die jeweiligen Einspritzzeitpunkte und Einspritzlängen, der Zündzeitpunkt, das Betriebsverfahren und das Verdichtungsverhältnis ε geregelt. Zur Variierung der effektiven Verdichtung ε ist hierbei eine variable Verstellung der Einlassventilöffnung erforderlich. Durch die mit dem Abgassensor 28 aufgebaute Regelungsschleife können die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine optimal eingestellt werden.Here, the operating ranges of the internal combustion engine are classified, for example, into an area having the main weight of the outer homogeneous mixture formation, an area having the main weight of the inner mixture formation, and an overlapping area. In addition, in addition to the mixing ratio of gasoline to diesel fuel to exhaust gases in the combustion chamber 14 through the control unit 30 also the respective injection times and injection lengths, the ignition timing, the operating method and the compression ratio ε regulated. In order to vary the effective compression ε, a variable adjustment of the inlet valve opening is required here. By the with the exhaust gas sensor 28 constructed control loop, the pollutant emissions of the internal combustion engine can be optimally adjusted.

Außerdem kann im Auslasskanal 20 ferner ein Abgassensor 28 angeordnet sein, der die Zusammensetzung der Verbrennungsgase erfasst. Das Messsignal des Abgassensors 28 wird der Regeleinheit 30 zugeführt, sodass das Mischungsverhältnis von Ottokraftstoff zu Dieselkraftstoff zu Abgasen im Brennraum 14 vorteilhafterweise auch in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Verbrennungsgase geregelt werden kann.In addition, in the exhaust duct 20 Further, an exhaust gas sensor 28 be arranged, which detects the composition of the combustion gases. The measuring signal of the exhaust gas sensor 28 becomes the control unit 30 supplied, so that the mixing ratio of petrol to diesel fuel to exhaust gases in the combustion chamber 14 can be advantageously controlled depending on the composition of the combustion gases.

Während die Erfindung oben anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vollständig beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass daran zahlreiche Varianten und Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.While the Invention completely described above with reference to a preferred embodiment it is for, it is for the expert of course, that numerous variants and modifications are possible without departing from the scope of the invention as defined by the pendant claims is defined.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt das Einbringen des Dieselkraftstoffes in den Brennraum 14 mittels Direkteinspritzung durch den Injektor 26. Es ist aber ebenso denkbar, den Dieselkraftstoff zunächst in eine Vorkammer ein zuspritzen, die mit dem Brennraum in Verbindung steht. Die Zündung des Dieselkraftstoffes erfolgt dann in dieser Vorkammer und breitet sich schließlich in den Brennraum 14 aus.In the embodiment described above, the introduction of the diesel fuel takes place in the combustion chamber 14 by direct injection through the injector 26 , However, it is also conceivable to first inject the diesel fuel into an antechamber which communicates with the combustion chamber. The ignition of the diesel fuel then takes place in this pre-chamber and finally spreads into the combustion chamber 14 out.

Des weiteren ist es von Vorteil, die Brennkraftmaschine zur Erhöhung ihrer spezifischen Leistung und zur Kraftstoffeinsparung mit Aufladeaggregaten (nicht dargestellt), wie beispielsweise einem Turbolader, zu versehen.Of Further, it is advantageous to the internal combustion engine to increase their specific performance and fuel economy with superchargers (not shown), such as a turbocharger to provide.

1010
Zylindercylinder
1212
Kolbenpiston
1414
Brennraumcombustion chamber
1616
Einlasskanalinlet channel
1818
Einlassventilintake valve
2020
Auslasskanalexhaust port
2222
Auslassventiloutlet valve
2424
erster Injektor (Ottokraftstoff)first Injector (petrol)
2525
Drallströmungswirl flow
2626
zweiter Injektor (Dieselkraftstoff)second Injector (diesel fuel)
2828
Abgassensorexhaust gas sensor
3030
Regeleinheitcontrol unit
3232
AbgasgrenzschichtExhaust gas boundary layer

Claims (20)

Brennkraftmaschine, mit einem Brennraum (14), der von einem Zylinder (10) und einem Kolben (12) begrenzt ist; einem Einlasskanal (16) zum Zuführen von Verbrennungsluft in den Brennraum (14); einem Einlassventil (18) zum Öffnen und Schließen des Einlasskanals (16); einer ersten Zuführvorrichtung (24) zum Zuführen eines Ottokraftstoffes in den Brennraum (14) zur äußeren homogenen Gemischbildung im Brennraum; einer zweiten Zuführvorrichtung (26) zum Zuführen eines Dieselkraftstoffes in den Brennraum (14) zur inneren Gemischbildung im Brennraum; einer dritten Zuführvorrichtung zum Zuführen von Verbrennungsgasen in den Brennraum zur Bildung einer Abgasgrenzschicht (32) auf einer Brennraumoberfläche; einem Auslasskanal (20) zum Abführen von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum (14); einem Auslassventil (22) zum Öffnen und Schließen des Auslasskanals (20); und einer Regel- und/oder Steuervorrichtung zum Regeln und/oder Steuern der ersten, der zweiten und der dritten Zuführvorrichtung (24, 26) in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine.Internal combustion engine, with a combustion chamber ( 14 ) of a cylinder ( 10 ) and a piston ( 12 ) is limited; an inlet channel ( 16 ) for supplying combustion air into the combustion chamber ( 14 ); an inlet valve ( 18 ) for opening and closing the inlet channel ( 16 ); a first delivery device ( 24 ) for supplying a gasoline in the combustion chamber ( 14 ) for the external homogeneous mixture formation in the combustion chamber; a second delivery device ( 26 ) for supplying a diesel fuel into the combustion chamber ( 14 ) for internal mixture formation in the combustion chamber; a third feed device for feeding combustion gases into the combustion chamber to form an exhaust gas boundary layer ( 32 ) on a combustion chamber surface; an outlet channel ( 20 ) for removing combustion gases from the combustion chamber ( 14 ); an outlet valve ( 22 ) for opening and closing the outlet channel ( 20 ); and a control and / or control device for controlling and / or controlling the first, second and third delivery devices ( 24 . 26 ) depending on the operating point of the internal combustion engine. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Zuführvorrichtung durch das Auslassventil (22) zur inneren Rezirkulation der Verbrennungsgase gebildet ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the third supply device through the exhaust valve ( 22 ) is formed for internal recirculation of the combustion gases. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Zuführvorrichtung durch das Einlassventil (18) zur äußeren Rezirkulation der Verbrennungsgase gebildet ist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the third supply device through the inlet valve ( 18 ) is formed for external recirculation of the combustion gases. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuführvorrichtung (26) ein Injektor zum direkten Einspritzen des Dieselkraftstoffes in den Brennraum (14) ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second supply device ( 26 ) an injector for direct injection of the diesel fuel into the combustion chamber ( 14 ). Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuführvorrichtung eine mit dem Brennraum (14) in Verbindung stehende Vorkammer und einen Injektor zum Einspritzen des Dieselkraftstoffes in die Vorkammer aufweist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second supply device with a combustion chamber ( 14 ) has an associated prechamber and an injector for injecting the diesel fuel into the prechamber. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuführvorrichtung (24) ein Injektor ist, der den Ottokraftstoff in den Einlasskanal (16) einspritzt, sodass dem Brennraum (14) durch den Einlasskanal (16) ein Ottokraftstoff/Luft-Gemisch zugeführt wird.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the first supply device ( 24 ) is an injector, the gasoline in the inlet channel ( 16 ), so that the combustion chamber ( 14 ) through the inlet channel ( 16 ) a gasoline / air mixture is supplied. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (16), das Einlassventil (18) und/oder die erste Zuführvorrichtung (24) derart ausgebildet ist bzw. sind, dass das Ottokraftstoff/Luft-Gemisch dem Brennraum (14) mit einer Drallströmung zum Beispiel um die Zylinderachse zugeführt wird.Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the inlet channel ( 16 ), the inlet valve ( 18 ) and / or the first delivery device ( 24 ) is / are formed such that the gasoline / air mixture the combustion chamber ( 14 ) is supplied with a swirl flow, for example, about the cylinder axis. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Abgassensor (28) zum Erfassen der Zusammensetzung der Verbrennungsgase vorgesehen ist; und dass die Regel- und/oder Steuervorrichtung die erste, die zweite und die dritte Zuführvorrichtung (24, 26) auch in Abhängigkeit von der durch den Abgassensor (28) erfassten Zusammensetzung der Verbrennungsgase regelt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that further comprises an exhaust gas sensor ( 28 ) is provided for detecting the composition of the combustion gases; and in that the regulation and / or control device comprises the first, the second and the third delivery device ( 24 . 26 ) as a function of the exhaust gas sensor ( 28 ) controls the detected composition of the combustion gases. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündkerze zur Fremdzündung des Kraftstoff/Luft-Gemisches im Brennraum (14) vorgesehen ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a spark plug for the spark ignition of the fuel / air mixture in the combustion chamber ( 14 ) is provided. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, bei dem einem Brennraum (14), der von einem Zylinder (10) und einem Kolben (12) begrenzt ist, durch einen Einlasskanal (16) Verbrennungsluft zugeführt wird und durch einen Auslasskanal (20) Verbrennungsgase abgeführt werden; in dem Brennraum (14) ein äußeres homogenes Ottokraftstoff/Luft-Gemisch gebildet wird; in dem Brennraum (14) ein inneres Dieselkraftstoff/Luft-Gemisch gebildet wird; auf einer Brennraumoberfläche eine Abgasgrenzschicht (32) gebildet wird; und das Mischungsverhältnis von Ottokraftstoff zu Diesel kraftstoff zu Abgasen im Brennraum (14) in Abhängigkeit vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine geregelt und/oder gesteuert wird.Method for operating an internal combustion engine, in which a combustion chamber ( 14 ) of a cylinder ( 10 ) and a piston ( 12 ) is limited by an inlet channel ( 16 ) Combustion air is supplied and through an outlet channel ( 20 ) Combustion gases are removed; in the combustion chamber ( 14 ) an external homogeneous gasoline / air mixture is formed; in the combustion chamber ( 14 ) an internal diesel fuel / air mixture is formed; on a combustion chamber surface an exhaust gas boundary layer ( 32 ) is formed; and the mixing ratio of gasoline to diesel fuel to exhaust gases in the combustion chamber ( 14 ) is controlled and / or controlled as a function of the operating point of the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Abgasgrenzschicht (32) auf der Brennraumoberfläche dem Brennraum (14) Verbrennungsgase aus dem Auslasskanal (20) zugeführt werden.A method according to claim 10, characterized in that for the formation of the exhaust gas boundary layer ( 32 ) on the combustion chamber surface of the combustion chamber ( 14 ) Combustion gases from the outlet channel ( 20 ). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Abgasgrenzschicht (32) auf der Brennraumoberfläche dem Brennraum (14) Verbrennungsgase aus dem Einlasskanal (16) zugeführt werden.A method according to claim 10, characterized in that for the formation of the exhaust gas boundary layer ( 32 ) on the combustion chamber surface of the combustion chamber ( 14 ) Combustion gases from the inlet duct ( 16 ). Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase dem Brennraum mit einer Drallströmung um die Zylinderachse zugeführt werden.Method according to claim 11 or 12, characterized that the combustion gases to the combustion chamber with a swirling flow around fed to the cylinder axis become. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselkraftstoff direkt in den Brennraum (14) eingespritzt wird.Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the diesel fuel directly into the combustion chamber ( 14 ) is injected. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dieselkraftstoff in eine mit dem Brennraum (14) in Verbindung stehende Vorkammer eingespritzt wird.Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the diesel fuel in one with the combustion chamber ( 14 ) is injected in communicating antechamber. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ottokraftstoff in den Einlasskanal (16) eingespritzt und dem Brennraum (14) so durch den Einlasskanal (16) ein Ottokraftstoff/Luft-Gemisch zugeführt wird.Method according to one of claims 10 to 15, characterized in that the gasoline in the inlet channel ( 16 ) and the combustion chamber ( 14 ) so through the inlet channel ( 16 ) a gasoline / air mixture is supplied. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ottokraftstoff/Luft-Gemisch dem Brennraum (14) mit einer Drallströmung zum Beispiel um die Zylinderachse zugeführt wird.A method according to claim 16, characterized in that the gasoline / air mixture the combustion chamber ( 14 ) is supplied with a swirl flow, for example, about the cylinder axis. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis von Ottokraftstoff zu Dieselkraftstoff zu Abgasen im Brennraum (14) auch in Abhängigkeit von einer Zusammensetzung der Verbrennungsgase geregelt wird.Method according to one of claims 10 to 17, characterized in that the mixing ratio of gasoline to diesel fuel to exhaust gases in the combustion chamber ( 14 ) depending on a composition of the combustion gases ge is regulated. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum (14) fremdgezündet wird.Method according to one of claims 10 to 18, characterized in that the fuel / air mixture in the combustion chamber ( 14 ) is externally ignited. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Brennraum (14) selbstgezündet wird.Method according to one of claims 10 to 18, characterized in that the fuel / air mixture in the combustion chamber ( 14 ) is self-ignited.
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