DE102006042587B4

DE102006042587B4 - Motor mit dualer Verbrennungsbetriebsart

Info

Publication number: DE102006042587B4
Application number: DE102006042587.1A
Authority: DE
Inventors: John Edward Brevick; Diana D. Brehob; Cliff Robert Carlson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2026-09-12
Also published as: DE102006042587A1

Abstract

Verbrennungsmotor, umfassend: mindestens einen Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis; und mindestens einen Zylinder mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis, wobei sich das höhere Verdichtungsverhältnis und das niedrigere Verdichtungsverhältnis um einen Betrag von mindestens Δε = 2 unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis dafür ausgelegt ist, unter einer homogenen Kompressionszündungsverbrennung zu arbeiten, und der Zylinder mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis dafür ausgelegt ist, unter Fremdzündungsverbrennung zu arbeiten.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, bei dem ein Teil der Zylinder ausschließlich unter einer Fremdzündungsverbrennungsbetriebsart arbeiten und die übrigen Zylinder ausschließlich unter einer homogener Kompressionszündungsbetriebsart arbeiten.
Hintergrund der Erfindung
Dem Fachmann ist bekannt, dass die homogene Kompressionszündungsverbrennung (HCCI, vom engl. Homogeneous-Charge, Compression Ignition) bei Verbrennungsmotoren niedrigen Kraftstoffverbrauch und Betrieb bei niedrigen Emissionen liefert. Der HCCI-Betrieb ist aber in einem schmalen Motordrehmomentbereich, etwa einem Drittel des Drehmomentbereichs eines herkömmlichen fremdgezündeten Motors, realisierbar. Daher sind die meisten HCCI-Motoren, die entwickelt werden, Motoren mit dualer Betriebsart, bei denen HCCI bei niedrigen Drehmomentbedingungen eingesetzt wird. Wenn ein höheres Drehmoment erwünscht ist, wechselt der Betrieb zu einer alternativen Verbrennungsbetriebsart, beispielsweise einer fremdgezündeten Verbrennung oder einer heterogenen Kompressionszündungsverbrennung (Diesel). Die mit solchen Übergängen einhergehenden Probleme umfassen: Drehmoment-Anpassen (Liefern des vom Fahrer geforderten Drehmoments während der Übergangszeitspanne), Wahren der Schadstoffbegrenzung und stabiles Zurückkehren zur HCCI-Verbrennung, um nur einige zu nennen. Eine andere Schwierigkeit, die bei Motoren auftritt, die von einer Verbrennungsbetriebsart zu einer anderen wechseln, besteht darin, dass die Verbrennungsanlagengeometrie für keine Verbrennungsbetriebsart optimiert werden kann, sondern stattdessen ein Kompromiss ist. Ein wünschenswertes Verdichtungsverhältnis für die HCCI-Verbrennung liegt zum Beispiel bei etwa 15:1 und bei der Fremdzündungsverbrennung bei etwa 10,5:1.
Ein Nachteil der HCCI-Verbrennung ist ihre schlechtere transiente Reaktion auf eine Forderung nach einer Drehmomentänderung, die um Größenordnungen langsamer als die fremdgezündete Verbrennung ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass ein HCCI-Betrieb einem Fahrzeugbediener nicht die Reaktionsfähigkeit liefern kann, die er mittlerweile von einem fremdgezündeten Motor (SI, vom engl. Spark Ignition) erwartet.
In der U.S. Patentanmeldung 2004/0182359 wird ein 8-Zylinder-HCCI/SI-Motor beschrieben, bei dem Übergänge von HCCI auf SI an einem Zylinder zu einem Zeitpunkt erfolgen, d. h. bei einer niedrigeren Drehmomentforderung arbeiten alle 8 Zylinder in der HCCI-Verbrennungsbetriebsart und wenn die Drehmomentforderung größer ist als das, was die HCCI-Verbrennung liefern kann, werden die Zylinder einzeln auf den SI-Betrieb geschaltet. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass es wegen der bei der Konstruktion eines Zylinders für einen stabilen und leistungsstarken Betrieb sowohl in der HCCI- als auch in der SI-Verbrennungsbetriebsart über einem breiten Betriebsbereich innewohnenden Kompromisse wünschenswert wäre, einen Motor zu haben, der den erwünschten Ausgangsdrehmomentbereich bei dem hohen Wirkungsgrad der HCCI-Verbrennung liefert, ohne in einem bestimmten Zylinder einen Wechsel der Verbrennungsbetriebsart zu durchlaufen.
Ferner offenbart die DE 33 06 319 A1 einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1.
Die DE 28 05 519 C2 offenbart einen Verbrennungsmotor, bei dem ein Zylinder nach einer Kompressionszündungsverbrennung und ein weiterer Zylinder nach einer Fremdzündungsverbrennung arbeitet.
Kurzdarstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß arbeiten einige Zylinder nur in der SI-Verbrennungsbetriebsart und einige Zylinder arbeiten nur in der HCCI-Verbrennungsbetriebsart, was die Nachteile des Wechselns zwischen Betriebsarten in einem einzelnen Zylinder sowie Motorkonstruktionskompromisse behebt. Insbesondere wird ein Verbrennungsmotor offenbart, der mindestens einen Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis und mindestens einen Zylinder mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis mit einer Verdichtungsverhältnisdifferenz von mindestens 2 Verdichtungsverhältnissen aufweist. Zum Beispiel ist der Zylinder mit dem höheren Verdichtungsverhältnis größer als 14:1 und der Zylinder mit dem niedrigeren Verdichtungsverhältnis liegt bei unter 12:1. Der Zylinder mit dem höheren Verdichtungsverhältnis ist dafür ausgelegt, unter homogener Kompressionszündungsverbrennung zu arbeiten, und der Zylinder mit dem niedrigeren Verdichtungsverhältnis ist dafür ausgelegt, unter Fremdzündungsverbrennung zu arbeiten.
Der Motor hat getrennte Ein- und Auslässe, so dass Gase zu und von dem HCCI-Zylinder von den Gasen zu und von dem SI-Zylinder getrennt bleiben. Beide Einlässe weisen eine Drosselklappe für die individuelle Steuerung von Ansaugluft auf. Durch Trennen der Abgase werden Abgasnachbehandlungsvorrichtungen basierend auf der für jede Verbrennungsart spezifische Nachbehandlung gewählt. Für den SI-Zylinder wird ein Dreiwegekatalysator eingesetzt. Verschiedene Ausführungen umfassen einen Oxidationskatalysator, einen Mager-NOx-Filter, einen Mager-NOx-Katalysator oder eine Kombination dieser Nachbehandlungsvorrichtungen für den HCCI-Zylinder. Abgassensoren sind mit dem Auslass bezüglich der Nachbehandlungsvorrichtung stromaufwärts, stromabwärts oder beides verbunden.
Bevorzugt weist der Motor Ventildeaktivatoren auf, die mit dem Zylinder mit dem niedrigeren Verdichtungsverhältnis verbunden sind. Der Zylinder mit dem niedrigeren Verdichtungsverhältnis kann deaktiviert werden, wenn er nicht zum Vorsehen von Drehmoment benötigt wird, um den Kraftstoffverbrauch weiter zu senken.
Der Motor weist eine Abgasrückführungsleitung, die einen Auslass des Zylinders mit niedrigem Verdichtungsverhältnis mit einem Einlass des Zylinders mit hohem Verdichtungsverhältnis verbindet, und ein Abgasrückführungsventil in der Abgasrückführungsleitung auf.
In einer Ausführung ist ein Verdichter mit dem Einlass des Zylinders mit dem höheren Verdichtungsverhältnis verbunden, um ein Spitzenleistungsdefizit aufgrund von HCCI-Verbrennung zu beheben.
In einer Ausführung ist ein Verbrennungssensor in dem Zylinder mit dem höheren Verdichtungsverhältnis vorgesehen. Aus der Sensorausgabe kann ein Kurbelwinkel des Spitzendrucks ermittelt werden.
Ferner wird ein Verbrennungsmotor offenbart, der eine erste Menge von Motorzylindern, die jeden zweiten Zylinder in der Zündfolge des Motors umfasst, und eine zweite Menge von Motorzylindern, die jeden zweiten Zylinder in der Zündfolge des Motors umfasst, aufweist. Die erste und die zweite Menge schließen sich gegenseitig aus, und die erste Menge an Motorzylindern hat ein Verdichtungsverhältnis, das mindestens um zwei Verhältnisse höher als das der zweiten Menge von Motorzylindern ist.
Die vorliegende Erfindung behebt die Probleme bei der Auslegung eines HCCI-fähigen Motors, bei dem die Zylinder sowohl in der HCCI- als auch in einer anderen Verbrennungsbetriebsart arbeiten, abhängig von der Forderung nach Motordrehzahl/-drehmoment. In der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Zylinder für den HCCI-Betrieb bestimmt und mindestens ein Zylinder ist für den SI-Betrieb bestimmt. Auf diese Weise wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit von HCCI ohne die Betriebsartwechselschwierigkeiten vorbekannter HCCI-Motoren verwirklicht. Durch Deaktivieren der SI-Zylinder, wenn die HCCI-Zylinder das erwünschte Drehmoment liefern können, wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit weiter verbessert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Abgasnachbehandlung für jede Verbrennungsbetriebsart optimiert werden kann, die die Abgasleitungen getrennt sind. Auf dem Gebiet ist die Abgasnachbehandlungsanlage sowohl für das sehr magere HCCI-Abgas niedriger Temperatur als für auch stöchiometrisches SI-Abgas zuständig, was die Abgasnachbehandlung, insbesondere während Übergängen, sehr kompliziert.
Durch Druckbeaufschlagen der HCCI-Zylinder kann das von den HCCI-Zylindern erzeugte Drehmoment enger dem der SI-Zylinder entsprechen, wodurch ein mögliches Drehmomentdefizit bei Saug-HCCI-Betrieb überwunden wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Vorteile werden durch Lesen eines Beispiels einer Ausführung, bei dem die Erfindung vorteilhaft genutzt wird, welches hierin als eingehende Beschreibung bezeichnet wird, unter Bezug auf die Zeichnungen besser verständlich. Hierbei zeigen:
1 ein Schemabild eines Verbrennungsmotors gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung;
2a–2c Kurven von Drehmoment ./. Kraftstoffwirtschaftlichkeit für vorbekannte SI- und HCCI-Motoren und einen Motor gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung;
3 ein Flussdiagramm der Kaltstartstrategie;
4a und 4b Kurven des vom Fahrer geforderten Drehmoments im zeitlichen Verlauf für einen erfindungsgemäßen Motor; und
5 ein Schemabild der Abgasrückführung nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung.
Eingehende Beschreibung
In 1 wird ein Verbrennungsmotor 10 mit mehreren Zylindern gezeigt. Der Motor 10 wird beispielhaft mit sechs Zylindern, zwei Reihen zu jeweils 3 Zylindern gezeigt. Eine Reihe von Zylindern 12 ist dafür ausgelegt, in einer herkömmlichen Fremdzündungsbetriebsart (SI) zu arbeiten. Die andere Reihe von Zylindern 14 ist dafür ausgelegt, in einer homogenen Kompressionszündungsbetriebsart (HCCI) zu arbeiten. Mittels eines Ansaugkrümmers 30, der so getrennt ist, dass Luft für die Zylinderreihe 12 sich nicht mit Luft für Zylinderreihe 14 mischt, wird den Zylinderreihen Verbrennungsluft geliefert. Jede Reihe ist mit einer Drosselklappe 24 oder anderen Mitteln zum Steuern von Strömen versehen. Die SI-Verbrennung erfolgt charakteristischerweise bei stöchiometrischen Anteilen von Luft und Kraftstoff, was bedeutet, dass bei vollständiger Verbrennung der gesamte Kraftstoff und Sauerstoff vollständig zu H₂O und CO₂ verbrannt wären. Zum Steuern des bei SI-Verbrennung erzeugten Drehmomentbetrags wird die Luftmenge durch die Drosselklappe 24 gesteuert. Die der Luft mittels einer Einspritzdüse 26 zugesetzte Kraftstoffmenge wird bemessen, um ein stöchiometrisches Gemisch vorzusehen. Der Übersichtlichkeit halber wird in 1 für die 3 Zylinder der Reihe 12 nur eine Kraftstoffeinspritzdüse 26 gezeigt. Es ist aber jeder Zylinder mit einer Kraftstoffeinspritzdüse versehen. Analog ist jeder Zylinder in der Reihe 14 mit einer kraftstoffeinspritzdüsenartigen Kraftstoffeinspritzdüse 28 versehen. In 1 wird die Reihe 12 mit einer Kanaleinspritzdüse gezeigt, in die Kraftstoff außerhalb des Zylinders gespritzt wird und mit der Verbrennungsluft in den Zylinder gebracht wird, und Reihe 14 wird mit einer Direktkraftstoffeinspritzdüse gezeigt, bei der Kraftstoff direkt in die Verbrennungsluft eingespritzt wird, die in den Zylinder gesaugt wurde. Diese Arten von Kraftstoffeinspritzanlagen werden beispielhaft gezeigt. Beide Reihen könnten mit Kanaleinspritzung oder beide könnten mit Direkteinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen werden. D. h. es können sowohl HCCI- als auch SI-Verbrennung mit Kanaleinspritzung, Direkteinspritzung oder einer Kombination aus Kanal- und Direkteinspritzung verwirklicht werden. Alternativ wird durch eine Zentraleinspritzung für jede Verbrennungsbetriebsart Kraftstoff geliefert.
Der Übersichtlichkeit halber wird wiederum nur eine der drei Zündkerzen für jeden der Zylinder der Reihe 12 gezeigt. Die Zylinder der Reihe 14 können ebenfalls Zündkerzen haben. Wenngleich die Zylinder der Reihe 14 HCCI-Zylinder sind, was anzeigt, dass die Verbrennung durch Kompressionszündung eingeleitet wird, ist es dem Fachmann bekannt, dass es bei bestimmten Betriebsbedingungen nützlich ist, Zündunterstützung zum Auslösen der Verbrennung einzusetzen. Alternativ könnte zur Zündunterstützung bei HCCI eine andere Zündunterstützungsvorrichtung wie zum Beispiel Glühkerzen, Plasmastrahlzünder, katalytisch unterstützte Glühkerzen, verwendet werden. Bei der SI-Verbrennung löst ein Funke einen Flammenkern aus, und eine Flammenfront breitet sich durch den ganzen Zylinder aus. Bei der zündunterstützten HCCI löst ein Funke einen Flammenkern an der Position der Zündkerze aus. Das Gemisch im Zylinder ist aber zu schwach (nicht genügend Kraftstoff oder zuviel verbrannte Abgase im Gemisch), um eine sich durch die Zylindergase bewegende Flammenfront aufrechtzuerhalten. Der Flammenkern verbrennt das Kraftstoff-/Luftgemisch nahe der Zündkerze. Die Freisetzung von Energie durch die Verbrennung des Gemisches nahe der Zündkerze erhöht den Druck im Zylinder, wodurch bewirkt wird, dass die Gase fern der Zündkerze ihre Zündtemperatur erreichen und selbst zünden. Wird eine zündunterstützte HCCI erwogen, werden alle HCCI-Zylinder mit einer Zündkerze 58 versehen.
Der Motor 10 wird beispielhaft als 6-Zylinder mit einer Reihe 12 als SI und einer Reihe 14 als HCCI gezeigt. Dies ist nicht einschränkend gedacht. Der Motor 10 weist eine beliebige Anzahl an Zylindern über 1 und in beliebiger Konfiguration auf: in Reihe, V, W, radial, gegenüberliegend oder in einer beliebigen anderen Anordnung. Die HCCI- und SI-Zylinder müssen nicht nach Reihen getrennt sein. Es könnten HCCI- und SI-Zylinder an jeder vorgegebenen Reihe vorhanden sein. Wie aber vorstehend erwähnt, bleiben die Ansauggase zu den HCCI-Zylindern und den SI-Zylindern getrennt, und die von den HCCI-Zylindern und SI-Zylindern kommenden Abgase bleiben ebenfalls getrennt. Dadurch können solche Anordnungen eine komplizierte Krümmerauslegung erfordern, um die Trennung zu wahren. Eine erwartete Anordnung besteht darin, dass jeder zweite Zylinder in der Zündfolge abwechselnd HCCI und SI ist.
SI-Motoren werden typischerweise mit einem Verdichtungsverhältnis von 9,5–10,5:1 erzeugt, was das Verhältnis des Volumens im Zylinder über dem Kolben ist, wenn sich der Kolben am oberen Ende seines Wegs befindet, dividiert durch das Volumen im Zylinder über dem Kolben, wenn sich der Kolben an dem unteren Ende seines Wegs befindet. Die HCCI-Verbrennung erfolgt höchst vorteilhaft bei einem höheren Verdichtungsverhältnis: 13–15:1. Bei vorbekannten Motoren, bei denen die Verbrennungsbetriebsart wechselt, ist das gewählte Verdichtungsverhältnis ein Kompromiss zwischen den beiden Verdichtungsverhältnissen. Da aber erfindungsgemäß jeder Zylinder für eine einzige Verbrennungsbetriebsart optimiert ist, wird für den Motor das für die bestimmte Verbrennungsbetriebsart geeignete Verdichtungsverhältnis erzeugt. Somit weist der erfindungsgemäße Motor im Gegensatz zu vorbekannten Motoren einige Zylinder mit einem wesentlich höheren Verdichtungsverhältnis als andere Zylinder auf.
Die HCCI-Verbrennung erfolgt in einem verdünnten Gemisch, entweder sehr überstöchiometrisch mit Luftüberschuss und/oder mit einem sehr hohen Wert an Abgasverdünnung. Es ist dem Fachmann bekannt, eine Abgasverdünnung entweder durch Rückführen von Abgasen in den Motoreinlass, was als Abgasrückführung (AGR) bekannt ist, die manchmal als externe AGR bezeichnet wird, vorzusehen oder die Abgase im Zylinder von einem vorherigen Verbrennungsereignis zum Mischen mit den Verbrennungsgasen eines bevorstehenden Verbrennungsereignisses zurückzuhalten, was allgemein als interne AGR bekannt ist. Die letztere wird oft durch Ventilsteuerzeitänderungen verwirklicht. Typischerweise werden Abgase mittels eines Steuerventils (AGR-Ventil) von einem Auslasskanal zu einem Einlasskanal geleitet. Die vorliegende Erfindung sieht eine alternative Konfiguration für AGR vor, bei der von der SI-Zylinderreihe 12 abgelassene Gase mittels eines Ventils 39 zum Einlass der HCCI-Zylinderreihe 14 geleitet werden. In 1 werden die Abgase stromabwärts der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 20 gesammelt. Dies wird beispielhaft gezeigt und ist nicht einschränkend gedacht. Die Abgase können von jeder Position in dem Auslasskanal genommen werden. Für das Umwälzen von Abgasen von der SI-Reihe 12 zu der HCCI-Reihe 14 gibt es zwei Vorteile. Typischerweise erfolgt die SI-Verbrennung bei einem stöchiometrischen Gemisch, das vorrangig CO₂, H₂O und N₂ enthaltende Verbrennungsgase liefert. HCCI-Zylinder verbrennen dagegen Magergemische, die Luftüberschuss aufweisen. Somit weist das HCCI-Abgas erhebliche O₂-Werte und mehr N₂ als ein SI-Abgas auf. Um einen erwünschten Verdünnungsteil zu erhalten, wird verglichen mit der SI-Abgasmenge eine größere Menge HCCI-Abgas rückgeführt. Dem Fachmann ist bekannt, dass es zum Verwirklichen von Zündung bei HCCI üblich ist, die Ansaugluft zu erwärmen. Da die Abgastemperatur bei SI-Verbrennung höher ist, ist weniger Einlasserwärmung erforderlich, wenn die verwendete AGR von SI verbrennenden Zylindern kommt. Insbesondere wird unter Bezug auf 1 Gas von dem mit der Zylinderreihe 12 verbundenen Auslasskanal durch die AGR-Anlage 39 gesaugt und mittels eines Steuerventils dem Einlass der Zylinderreihe 14 zugeführt Weiter mit 7 ist jede Zylinderbank mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung 20 und 22 versehen. In einer Ausführung ist die Vorrichtung 20 ein Dreiwegekatalysator, der CO und Kohlenwasserstoffe effizient oxidiert und Stickstoffoxide (NOx) reduziert, wenn ihm ein stöchiometrisches Abgas geliefert wird. Wie vorstehend erwähnt ist die HCCI-Entwicklung durch das Erhalten einer besseren Kraftstoffwirtschaftlichkeit motiviert. Ein anderer Vorteil der HCCI-Verbrennung, der in einem sehr mageren oder verdünnten Gemisch eintritt, ist, dass sie sehr niedrige NOx-Werte erzeugt, insbesondere verglichen mit dem SI-Betrieb. In einer Ausführung erfordern die HCCI-Zylinder keine NOx-Nachbehandlung, und die Nachbehandlungsvorrichtung 22 ist ein Oxidationskatalysator zum Aufbereiten von unverbranntem Kraftstoff und CO. In einer anderen Ausführung wird eine Mager-NOx-Nachbehandlungsvorrichtung eingesetzt, um die niedrigen NOx-Werte aufzubereiten, wenn sehr niedrige NOx-Werte erforderlich sind oder wenn der HCCI-Betrieb in Bereiche ausgeweitet wird, bei denen das erzeugte NOx etwas höher als bei der typischen HCCI-Verbrennung ist. In dieser Ausführung ist die Mager-NOx-Nachbehandlungsvorrichtung entweder ein Mager-NOx-Filter oder ein Mager-NOx-Katalysator. Ein Mager-NOx-Filter speichert NOx während des Magerbetriebs. Wenn der Filter nicht länger weiteres NOx speichern kann, wird der Filter durch mageres Arbeiten über einen Zeitraum gespült. Während des Magerbetriebs wird das NOx von dem Filter desorbiert und mit N₂ und O₂ reagiert. Um einen fetten Betrieb mit HCCI zu verwirklichen, besteht eine Alternative darin, mit einem sehr hohen AGR-Wert zum Verdrängen von Überschussluft zu arbeiten. Ein Mager-NOx-Katalysator bereitet NOx bei Vorhandensein eines Reduktionsmittels, entweder Kraftstoff oder Harnstoff, auf.
In 1 wird eine Anzeige von Abgasbestandteilen durch einen Abgassensor 60 und 62 geliefert, der in den aus jeder Zylinderreihe austretenden Auslasskanälen angeordnet ist. In 1 wird nur ein einziger Sensor gezeigt. Der Abgassensor 60 ist ein entweder erhitzter oder nicht erhitzter Sauerstoffsensor, der eine Angabe liefert, ob sich das Abgas nahe der Stöchiometrie befindet. In einer anderen Ausführung ist der Sensor 60 ein Sauerstoffsensor für einen großen Bereich, der ein Maß der Abgasstöchiometrie liefert. Der Abgassensor 62 misst die NOx-Konzentration. Alternativ ist der Sensor 62 ein Sauerstoffsensor für einen großen Bereich. In jedem der Auslasskanäle des Motors 10 ist nur ein Abgassensor gezeigt. Es ist aber bekannt, mehrere Abgassensoren zu verwenden. In einer Ausführung werden sowohl ein Sauerstoffsensor für einen großen Bereich als auch ein NOx-Sensor an Stelle des Sensors 62 positioniert. Ferner ist es gang und gäbe, einen Sensor sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung vorzusehen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung erwägen jede bekannte Abgassensorart an einer beliebigen Position in den Auslasskanälen.
Das Signal von einem Abgassauerstoffsensor 60 wird häufig für eine Kraftstoff-/Luftverhältnis-Regelung der SI-Verbrennung verwendet. Analog wird gemäß einer alternativen Ausführung die HCCI-Verbrennungszeitsteuerung durch Anpassen von Einlasstemperatur gesteuert. Die Anpassung von Einlasstemperatur wird anhand eines Verbrennungsparameters wie Kurbelwinkel des Spitzendrucks geregelt. Beispiele für Sensoren, aus denen der Kurbelwinkel des Spitzendrucks bestimmt werden kann, umfassen: Kopfschrauben-Dehnungsmessstreifen, Zylinderinnendrucksensor, Ionisationssensor, Kopfdichtungssensor, ein Sensor, der die momentane Schwungraddrehzahl misst etc. Bei der stöchiometrischen SI-Verbrennung ist es dem Fachmann bekannt, dass der Kurbelwinkel des Spitzendrucks, der dem Spitzenleistungsbetrieb (bei einer vorgegebenen Drehzahl-/Drehmomentbedingung) entspricht, in etwa bei 15 Grad nach dem oberen Totpunkt eintritt. Alternative Verbrennungssysteme, insbesondere mager verbrennende, neigen dazu, dass der Kurbelwinkel des Spitzendrucks bei einem etwas früheren Zeitpunkt eintritt, z. B. 12 Grad nach dem oberen Totpunkt, um eine Spitzenleistung zu verwirklichen. Ferner gibt es neben dem Verwirklichen der Spitzenleistung weitere Ziele, beispielsweise Schadstoffbegrenzung, die einen anderen erwünschten Kurbelwinkel des Spitzendrucks als dem Spitzenleistung liefernden Kurbelwinkel bewirken. Es wird erwartet, dass ein erwünschter Kurbelwinkel des Spitzendrucks in einem Bereich von 8 bis 20 Grad nach dem oberen Totpunkt liegt. Verschiedene Verbrennungssteuerparameter wie: Einlasstemperatur, AGR-Ventilstellung, Drosselklappenstellung, Strömen durch einen Einlasswärmetauscher und Druckbeaufschlagen, können anhand des Kurbelwinkels des Spitzendrucks geregelt werden, insbesondere für die HCCI-Zylinder.
Da die HCCI-Verbrennung verdünnt ist, ist das von einem vorgegebenen Zylinder mögliche Spitzendrehmoment viel geringer als das Spitzendrehmoment eines SI-Zylinders. Zum Steigern des Drehmomentbetrags von einem HCCI-Zylinder erhöht der Verdichter 34 den Ansaugkrümmerdruck an den HCCI-Zylindern, was eine erhöhte Kraftstoffmengenzufuhr ermöglicht, während eine hohe Verdünnung gewahrt wird. Wie in 1 gezeigt wird, ist der Verdichter 34 durch eine Welle mit einer Turbine 32 verbunden, eine Vorrichtung, die als Turbolader bekannt ist. Die ungewöhnliche Leitungsführung von 1 bewirkt, dass die Turbine 32 Arbeit von den SI-Zylinderabgasen abzieht, die Ansauggase der HCCI-Zylinder mittels des Verdichters 34 verdichten. Es ist bekannt, dass die HCCI-Verbrennung gegenüber der SI-Verbrennung eine ausgezeichnete Kraftstoffwirtschaftlichkeit liefert. Somit weisen HCCI-Abgase eine geringere Enthalpie als SI-Abgase auf, da HCCI erlaubt, mehr von der Energiefreisetzung der Verbrennung zu entziehen. Somit ist es wünschenswert, die SI-Abgasenergie zu entziehen, um den HCCI-Einlass mit Druck zu beaufschlagen. In einer anderen Ausführung ist die Abgasturbine 32 mit dem HCCI-Auslasskanal verbunden. Der Turbolader von 1 ist ein Turbolader variabler Geometrie. In einer noch anderen Ausführung ist ein Lader an Stelle des Turboladers (der die Elemente 32, 34 und 36 umfasst) vorgesehen. Ein Lader ist ein Verdichter, wie Verdichter 34 von 1, der durch den Motor 10 angetrieben wird. Ein Lader ist nicht mit einer Turbine verbunden.
In 1 ist ein Ansauggaswärmetauscher 38 mit dem mit den SI-Zylindern verbundenen Auslasskanal enthalten. Auf dem Gebiet ist es bekannt, dass eines der Verfahren zum Steuern der Zündsteuerzeiten der HCCI-Verbrennung durch Steuern der Ansaugtemperatur erfolgt. Ein Luft-Steuerventil 37 ermöglicht die Einstellung der Menge an HCCI-Ansauggasen, die durch den Wärmetauscher 38 treten, und der Menge, die durch den Bypass-Kanal 35 strömt, wodurch eine Steuerung der HCCI-Einlasstemperatur vorgesehen wird.
Weiter unter Bezug auf 1 ist ein elektronisches Steuergerät (ECU) 40 zum Steuern des Motors 10 vorgesehen. Das ECU 40 weist einen Mikroprozessor 46, der als zentrale Recheneinheit (CPU) bezeichnet wird, in Verbindung mit der Speicherverwaltungseinheit (MMU) 48 auf. Die MMU 48 steuert die Bewegung von Daten unter den verschiedenen maschinell lesbaren Speichermedien und kommuniziert Daten zu und von der CPU 46. Die maschinell lesbaren Speichermedien umfassen zum Beispiel bevorzugt flüchte und nichtflüchtige Speicherung in einem Festwertspeicher (ROM) 50, Arbeitsspeicher (RAM) 54 und Dauerspeicher (KAM) 52. KAM 52 kann zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden, während die CPU 46 ausgeschaltet ist. Die maschinell lesbaren Speichermedien können mit Hilfe einer eine Reihe von bekannten Speichervorrichtungen wie PROMs (programmierbare Festwertspeicher), EPROMs (elektrischer PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash Memory oder beliebige andere elektrische, magnetische, optische oder kombinierte Speichervorrichtungen, die Daten speichern können, wovon einige ausführbare Befehle darstellen, die von der CPU 46 beim Steuern des Motors oder Fahrzeugs, in dem der Motor installiert ist, verwendet werden. Die maschinell lesbaren Speichermedien können auch Disketten, CD-ROMs, Festplatten und dergleichen umschließen. Die CPU 46 kommuniziert mittels einer Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (E/A) mit verschiedenen Sensoren und Aktoren. Beispiele für Elemente, die unter Steuerung der CPU 46 durch die E/O-Schnittstelle betätigt werden, sind Befehle an die Kraftstoffeinspritzdüsen 26 und 28 wie Kraftstoffeinspritzsteuerzeiten, Kraftstoffeinspritzrate und Kraftstoffeinspritzdauer. Zusätzliche Parameter unter der Steuerung der CPU 46 sind die Stellung der Drosselklappen 24, die Zeitsteuerung der Zündkerze 58, die Stellung der AGR-Steuerventile 39, anderer Steuerventile 37, die Düsenstellung des Turboladers variabler Geometrie, die Ein- und Auslassventilzeitsteuerung usw. Sensoren 42, die Eingabe durch die E/A-Schnittstelle 44 kommunizieren, können Kolbenstellung, Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Kühlmitteltemperatur, Ansaugkrümmerdruck, Gaspedalstellung, Drosselklappenstellung, Lufttemperatur, Abgastemperatur, Abgasstöchiometrie, Abgaskomponentenkonzentration und Luftmenge umfassen. Einige Architekturen des ECU 40 enthalten keine MMU 48. Wird keine MMU 48 eingesetzt, verwaltet die CPU 46 Daten und bindet direkt an ROM 50, RAM 54 und KAM 52 an. Natürlich könnte die vorliegende Erfindung mehr als eine CPU 46 zum Vorsehen von Motorsteuerung nutzen, und das ECU 40 kann mehrere ROM 50, RAM 54 und KAM 52 enthalten, die abhängig von der jeweiligen Anwendung mit MMU 48 oder CPU 46 verbunden sind.
Unter Bezug auf 2a wird für einen herkömmlichen SI-Motor eine Kurve des thermischen Wirkungsgrads als Funktion von Drehmoment als Kurve 100 gezeigt. Kurve 104 zeigt den höheren thermischen Wirkungsgrad an, der bei Betreiben des gleichen Hubraummotors in der HCCI-Verbrennungsbetriebsart möglich ist. Der thermische Wirkungsgrad ist merklich verbessert. HCCI liefert aber nicht den gleichen Drehmomentbereich wie ein SI-Motor gleichen Hubraums. Um den gleichen Drehmomentwert vorzusehen, muss entweder der Hubraum des Motors in etwa verdoppelt werden oder es muss die Verbrennungsbetriebsart von HCCI bei niedrigem Drehmoment und dann SI, wenn höheres Drehmoment gefordert wird, geändert werden.
Ferner werden in 2a Kurven 102 und 106 gezeigt, die nur eine Hälfe der bei SI bzw. HCCI arbeitenden Motorzylinder ist. Der thermische Spitzenwirkungsgrad ist gleich den entsprechenden Kurven 100 und 104, wenn der Motor mit allen Zylindern in SI bzw. HCCI betrieben wird. Der Drehmomentbereich liegt bei der Hälfte des Werts bei Laufen des gesamten Motors.
Nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden die Hälfte der Zylinder mit HCCI-Verbrennung betrieben und die Hälfte der Zylinder werden mit SI-Verbrennung betrieben, wobei die Wirkung eines solchen Betriebs auf Drehmoment und thermischen Wirkungsgrad in 2b gezeigt wird. Zu beachten ist, dass 2b einen Saugmotor betrifft, bei dem kein Lader oder Turbolader zum Druckbeaufschlagen von Ansauggasen vorhanden ist. Aufgrund des hohen Wirkungsgrads der HCCI-Verbrennung ist es wünschenswert, bei niedrigen Drehmomentforderungen nur die HCCI-Zylinder zu betreiben. Somit sind die Kurven 106 der 2a und 2b identisch, d. h. die Hälfte der Zylinder arbeiten in HCCI und die anderen Zylinder sind deaktiviert. Wird eine höhere Drehmomentforderung erwünscht, werden SI-Zylinder aktiviert und das Drehmoment wird sowohl durch die SI- als auch die HCCI-Zylinder geliefert, was in 2b als Kurve 108 gezeigt wird. Da HCCI-Zylinder nicht den gleichen Drehmomentbereich wie SI liefern können, ist das Spitzendrehmoment in 2b kleiner als das in 2a gezeigte. Der in 2b gezeigte Wirkungsgrad übersteigt den Wirkungsgrad des SI-Motors, Kurve 102, von 2a bei allen Drehmomentwerten.
Um das in 2b gezeigte geringere Drehmoment des Motors auszugleichen, kann entweder der Hubraum des Motors vergrößert oder ein Ladedruck angelegt werden. Ein Ladedruck kann an den HCCI-Zylindern oder an allen Motorzylindern angelegt werden. Da aber wie vorstehend erläutert HCCI weniger Drehmoment liefert, besteht zum Angleichen des Drehmoments eine Strategie bei HCCI-Zylindern darin, nur HCCI-Zylindern Ladedruck zu liefern. Die Kurve 116 von 2c zeigt den thermischen Wirkungsgrad, wenn Ladedruck durch einen Lader geliefert wird. Der Drehmomentbereich von Kurve 116 ist aufgrund der den HCCI-Zylindern durch den Lader gelieferten größeren Luftmenge breiter als der von Kurve 106 (von 2b). Der Drehmomentwert, bei dem zur Hälfte HCCI und zur Hälfte SI (Kurve 118 von 2c) aufgerufen wird, ist höher als in 2b. Das maximale Drehmoment in 2c ist etwa das von 2a.
Bei Verwendung eines Turboladers an Stelle eines Laders ist keine Steigerung des Drehmomentbereichs mit reinem HCCI-Betrieb möglich, da die SI-Zylinder deaktiviert sind, somit kein Abgas zum Antreiben des Turboladers.
Da das Erreichen einer ausreichend hohen Temperatur zum Bewirken von Selbstzündung bei HCCI-Verbrennung von vorrangiger Bedeutung ist, stellt das Vorsehen eines stabilen Kaltstarts eine ernsthafte Hürde für die HCCI-Verbrennung dar. Fachleute diskutieren das Starten bei SI-Verbrennung und das Wechseln zu HCCI-Verbrennung, nachdem der Motor eine geeignete Betriebstemperatur erreicht hat. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Zylinder aber nur für den Betrieb in einer Verbrennungsart ausgelegt. Zur Lösung erwägen die Erfinder der vorliegenden Erfindung das Starten mit SI-Zylindern. Während des Zeitraums der SI-Verbrennung kann durch den Wärmetauscher 38 den HCCI-Zylindern Luft zugeführt werden. Durch Blasen warmer Luft durch die HCCI-Zylinderreihe 14 können die Motoroberflächen vorgewärmt werden und können für die HCCI-Verbrennung bereit sein. Ferner wird das Motorkühlmittel durch die SI-Zylinder erhitzt und wärmt die HCCI-Zylinder vor.
Nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die SI-Zylinder mit (nicht dargestellten) Ventildeaktivatoren ausgestattet. Die SI-Zylinder werden nur während des HCCI-Betriebs durch Verschließen der Ein- und Auslassventile deaktiviert. Der Kolben bewegt sich weiter hin und her, doch das Gas in dem Zylinder beim letzten Verbrennungsereignis bleibt in dem Zylinder eingeschlossen. Würde man den Ventilen erlauben, aktiv zu bleiben, würde der Luftstrom durch die SI-Zylinderreihe 12 in die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 20 strömen. Wenn die Vorrichtung 20 ein Dreiwegekatalysator ist, würde Sauerstoff auf die Oberflächen absorbiert, und bei Reaktivieren der SI-Zylinder wäre der Dreiwegekatalysator nicht in der Lage, NOx zu reduzieren, bis dieser Sauerstoff von der Vorrichtung 20 beseitigt ist. Ferner kühlt der Luftstrom durch die SI-Zylinderreihe 20 den Motor ab, wodurch ein Neustarten erschwert wird.
In einer Ausführung sind für die (nicht in 1 gezeigten) HCCI-Zylinder Ventildeaktivatoren vorgesehen. Da aber HCCI-Verbrennung leistungsfähiger als SI-Verbrennung ist, ist es wünschenswert, wann immer es möglich ist, die HCCI-Zylinder zu betreiben. Wenn die HCCI-Zylinder keine geeignete Betriebstemperatur erreicht haben, können die HCCI-Zylinder deaktiviert werden. Nach einer vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird aber Abgasabenergie von den SI-Zylindern mittels des Wärmetauschers 38 zu der HCCI-Ansaugluft weitergeleitet. Somit kann es bevorzugt sein, die Ventile in HCCI-Zylinder normal arbeiten zu lassen, um ein Erwärmen zuzulassen.
Unter Bezug auf 3 wird in Block 150 ein Kaltstart ausgelöst. Der Motor beginnt nur an den SI-Zylindern zu arbeiten, Block 152. Ansaugluft strömt durch den Wärmetauscher 138 und dann durch die HCCI-Zylinder, um die HCCI-Zylinder aufzuwärmen, Block 154. In Block 156 wird ermittelt, ob eine ausreichende Temperatur erreicht ist. Wenn ja, wird bei Block 158 der Betrieb in den HCCI-Zylinder ausgelöst. Wenn das Drehmoment, das durch die HCCI-Zylinder erzeugt werden kann, ausreicht, um die (in Block 160 ermittelte) Drehmomentforderung zu erfüllen, geht die Steuerung zu Block 162, in dem die SI-Zylinder deaktiviert werden. Wenn nicht ausreichend Drehmoment in den HCCI-Zylindern erzeugt werden kann, wird der Motor mit allen Zylindern aktiv betrieben, Block 164.
In 4a wird eine hypothetische Drehmomentforderung des Fahrers als Funktion von Zeit als Linie 200 gezeigt. Zwischen Zeit 0 und Zeit a fordert der Fahrer ein relativ geringes Drehmoment, bei Zeit a tritt der Fahrer auf das Gaspedal, was eine Forderung nach höherem Drehmoment anzeigt. Bei den Zeiten b und c fordert der Fahrer erneut ein erhöhtes Drehmoment. Zwischen den Zeiten O und a sind nur die HCCI-Zylinder aktiv. Da die HCCI-Verbrennungsbetriebsart eine ausgezeichnete Kraftstoffwirtschaftlichkeit liefert und die HCCI-Zylinder das erwünschte Drehmoment liefern können, werden die SI-Zylinder deaktiviert. Wenn sich die Drehmomentforderung nicht ändert, besteht bezüglich der langsamen transienten Reaktion der HCCI-Verbrennung keine Besorgnis. Wird der Übergang zu einem höheren Drehmoment zu Zeit a gefordert, können die HCCI-Zylinder nicht schnell genug reagieren, um das neue, höhere Drehmoment zu erreichen. Zu Zeit a' haben die HCCI-Zylinder den erwünschten Drehmomentwert erreicht. Wenn aber zwischen Zeit a und a' nur HCCI-Zylinder aktiv wären, würde die Drehmomentreaktion des Fahrzeugs für den Fahrer des Fahrzeugs unannehmbar. Somit werden erfindungsgemäß die SI-Zylinder zu Zeit a aktiviert, so dass das vom Fahrer geforderte Drehmoment enger befolgt werden kann als mit HCCI-Zylindern allein. Da die HCCI-Zylinder ihre Drehmomenterzeugung hochfahren, werden die SI-Zylinder heruntergefahren und bei Zeit a' schließlich abgeschaltet. Zu Zeit b wird ein weiterer schneller Drehmomentanstieg gefordert. Die SI-Zylinder werden wiederum aktiviert, um einzuspringen, und das von den HCCI-Zylindern erzeugte Drehmoment wird hochgefahren. Wenn zu Zeit a ein schneller Drehmomentanstieg gefordert wird, sind die HCCI-Zylinder zu langsam, um die geforderte transiente Reaktion zu liefern. Somit werden die SI-Zylinder zu Zeit b reaktiviert. Bei Zeit b' haben die HCCI-Zylinder ihren maximalen Drehmomentabgabezustand erreicht. Somit bleiben bei Zeit b' die SI-Zylinder aktiv. Zu Zeit c wird der weitere Anstieg des geforderten Drehmoments allein von den SI-Zylindern geliefert, da die HCCI-Zylinder bereits bei ihrer Spitzenleistung arbeiten.
In 4b wird ein ähnlicher Anstieg des Drehmoments gezeigt, aber mit einer viel langsameren Forderung nach einer transienten Drehmomentreaktion. Von Zeit O bis Zeit b' ist die Fahrerforderung so langsam, dass die HCCI-Zylinder die gewünschte Drehmomentforderung liefern können. Bei Zeit b' haben die HCCI-Zylinder ihre Leistung erreicht und die SI-Zylinder werden aktiviert. Weitere Drehmomentanstiege werden von den SI-Zylindern geliefert.
In einer anderen Ausführung bleiben die SI-Zylinder ständig aktiv. In einem Beispiel dieser Ausführung wird ein 8-Zylinder-Motor an 2-SI-Zylindern gestartet. Die verbleibenden 6 Zylinder sind HCCI-Zylinder, die eingeschaltet werden, wenn sie eine geeignete Temperatur erreichen, die eine stabile HCCI-Verbrennung unterstützt. In dieser Ausführung bleiben die SI-Zylinder im Einsatz, selbst nachdem die HCCI-Verbrennung in den 6 HCCI-Zylindern erreicht wurde.
Unter Bezug nun auf 5 werden eine HCCI-Reihe 14 und eine SI-Reihe 12 in den Motor 10 integriert. (Dies dient einfach der einfacheren Darstellung. Wie vorstehend erläutert werden von den Erfindern der vorliegenden Erfindung verschiedene Anordnungen erwogen, in einem Beispiel weist jede Reihe einen HCCI-Zylinder und drei SI-Zylinder mit komplizierter Krümmerführung auf, um deren Ein- und Auslassgase getrennt zu halten.) Die Reihe 12 ist mit einem Auslass 16 versehen und Reihe 14 ist mit einem Auslass 18 versehen. Ein Teil der Abgase von Reihe 12 kann durch das AGR-Ventil 70 von einer AGR-Anlage abgesaugt werden. Analog werden Abgase von einem Auslass von Reihe 14 durch das AGR-Ventil 72 abgesaugt. Beide AGR-Leitungen fließen in den Einlass zu Reihe 14. Der Einlass zu Reihe 14 ist ferner mit einer Drosselklappe 24 versehen. Die Drosselklappe 24, das AGR-Ventil 70 und das AGR-Ventil 72 werden durch das elektronische Steuergerät 40 gesteuert.
Da die HCCI-Verbrennung sehr verdünnt ist, haben die HCCI-Verbrennungsgase eine viel niedrigere Temperatur als SI-Verbrennungsgase. Durch Steuern des Anteils an AGR-Gasen, die von Reihe 12 und von Reihe 14 kommen, wird die Temperatur in den HCCI-Zylindern gesteuert. Wie vorstehend erwähnt besteht eine der dem Fachmann bekannten Möglichkeiten zum Steuern der HCCI-Verbrennungssteuerung aus dem Verändern der Temperatur der Gase in dem HCCI-Zylinder. Durch Fortsetzen des Betriebs der SI-Zylinder, während die HCCI-Zylinder arbeiten, sind die Abgase von SI-Zylindern zum Rückführen zu den HCCI-Zylindern zum Steuern der Temperatur in den HCCI-Zylindern verfügbar.
Während eingehend mehrere Arten zum Ausführen der Erfindung beschrieben wurden, wird der Fachmann, auf den diese Erfindung gerichtet ist, alternative Auslegungen und Ausführungen zum Praktizieren der Erfindung erkennen. Die oben beschriebenen Ausführungen sollen die Erfindung veranschaulichen, die innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche abgewandelt werden kann.

Claims

Verbrennungsmotor, umfassend: mindestens einen Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis; und mindestens einen Zylinder mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis, wobei sich das höhere Verdichtungsverhältnis und das niedrigere Verdichtungsverhältnis um einen Betrag von mindestens Δε = 2 unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis dafür ausgelegt ist, unter einer homogenen Kompressionszündungsverbrennung zu arbeiten, und der Zylinder mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis dafür ausgelegt ist, unter Fremdzündungsverbrennung zu arbeiten.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis ein Verdichtungsverhältnis von über 14:1 aufweist und der Zylinder mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis ein Verdichtungsverhältnis von unter 12:1 aufweist.
Motor nach Anspruch 1, welcher weiterhin umfasst: mit dem Zylinder mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis verbundene Ventildeaktivatoren.
Motor nach Anspruch 1, welcher weiterhin umfasst: eine Abgasrückführungsleitung, die einen Auslass des Zylinders mit niedrigem Verdichtungsverhältnis mit einem Einlass des Zylinders mit hohem Verdichtungsverhältnis verbindet; und ein Abgasrückführungsventil in der Abgasrückführungsleitung.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlass des Zylinders mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis von einem Einlass des Zylinders mit höherem Verdichtungsverhältnis getrennt ist.
Motor nach Anspruch 5, welcher weiterhin umfasst: eine erste Drosselklappe, die mit dem Einlass des Zylinders mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis verbunden ist, und eine zweite Drosselklappe, die mit dem Einlass des Zylinders mit höherem Verdichtungsverhältnis verbunden ist.
Motor nach Anspruch 5, welcher weiterhin umfasst: einen mit dem Einlass des Zylinders mit höherem Verdichtungsverhältnis verbundenen Verdichter.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslass des Zylinders mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis von einem Auslass des Zylinders mit höherem Verdichtungsverhältnis getrennt ist.
Motor nach Anspruch 8, welcher weiterhin umfasst: einen mit dem Auslass des Zylinders mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis verbundenen Dreiwegekatalysator.
Motor nach Anspruch 9, welcher weiterhin umfasst: einen Abgassensor, der mit dem Auslass des Zylinders mit niedrigerem Verdichtungsverhältnis verbunden ist, der stromaufwärts des Dreiwegekatalysators angeordnet ist.
Motor nach Anspruch 8, welcher weiterhin umfasst: eine NOx reduzierende Nachbehandlungsvorrichtung, die mit dem Auslass des Zylinders mit höherem Verdichtungsverhältnis verbunden ist.
Motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx reduzierende Nachbehandlungsvorrichtung ein Mager-NOx-Filter ist.
Motor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die NOx reduzierende Nachbehandlungsvorrichtung ein Mager-NOx-Katalysator ist.
Motor nach Anspruch 11, welcher weiterhin umfasst: einen Abgassensor, der mit dem Auslass des Zylinders mit höherem Verdichtungsverhältnis verbunden ist, der stromaufwärts der NOx reduzierenden Nachbehandlungsvorrichtung angeordnet ist
Motor nach Anspruch 1, welcher weiterhin umfasst: eine mit einem Auslass des Zylinders mit niedrigem Verdichtungsverhältnis verbundene Turbine; einen mit einem Einlass des Zylinders mit hohem Verdichtungsverhältnis verbundenen Verdichter; und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende Welle.
Motor nach Anspruch 8, welcher weiterhin umfasst: eine mit dem Auslass des Zylinders mit höherem Verdichtungsverhältnis verbundene Oxidationskatalysator-Nachbehandlungsvorrichtung.
Motor nach Anspruch 1, welcher weiterhin umfasst: einen mit dem Motor verbundenen Verbrennungssensor, wobei der Verbrennungssensor ein Signal liefert, aus dem der Kurbelwinkel des Spitzendrucks in dem Zylinder mit höherem Verdichtungsverhältnis ermittelt werden kann.
Motor nach Anspruch 1, welcher weiterhin umfasst: einen mit dem Motor verbundenen Verbrennungssensor, wobei der Verbrennungssensor eines von Drucksensor, Dehnungsmessstreifen, Ionisationssensor und Lichtstärkesensor ist.