DE102006045422A1

DE102006045422A1 - Ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb und Brennkraftmaschine für ein ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb

Info

Publication number: DE102006045422A1
Application number: DE102006045422A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Ing. Hagelstein; Jörg Dr. Ing. Theobald; Jens Kühlmeyer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb sowie eine Brennkraftmaschine für ein ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb, wobei eine Brennkraftmaschine bei Vollast mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisch und im Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Vollast mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben wird und beim Betrieb der Brennkraftmaschine in zumindest einem Teillastbereich des Betriebsbereiches dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb sowie eine Brennkraftmaschine für ein Ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb.
In den letzten Jahren war die Entwicklung im Bereich der Otto-Motoren von dem Bestreben gekennzeichnet, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren ohne bei der Leistung und Fahrdynamik Einbußen hinnehmen zu müssen.
Deutliche Leistungssteigerungen lassen sich durch eine Aufladung des Motors erreichen. Bei Otto-Motoren mit äußerer Gemischbildung ist der Ladedruck durch die entstehende Verdichtungswärme des Kraftstoff-Luftgemisches begrenzt. Bei einer Überschreitung kommt es zu ungesteuerten Selbstentzündungen und damit zu einer klopfenden Verbrennung. Durch Einsatz fetter Gemische, eine effektive Ladeluftkühlung oder, wie beispielsweise in der DE 32 36 233 C2 beschrieben, durch Einspritzen von Wasser in die Saugrohranlage des Motors, kann ein Klopfen auch bei höheren Verdichtungsdrücken vermieden werden.
Durch den Magerbetrieb eines Otto-Motors mit Lambda > 1 in Teillastbereichen lassen sich deutliche Kraftstoffeinsparungen realisieren. Deswegen wird die Entwicklung von Verfahren, bei denen ein Magergemisch verbrannt wird, weiter vorangetrieben. Der Magerbetrieb bei Otto-Motoren ist jedoch durch die stark ansteigende NOx-Emission auf einen engen Bereich des Betriebskennfeldes des Motors begrenzt, wenn ein gewöhnlicher Dreiwegekatalysator zur Abgasreinigung verwendet wird, da bei einem mageren Gemisch die Reduktion von NOx nicht mehr voll wirksam durchgeführt wird. Im Volllastbereich und weiteren Teillastbereichen wird der Motor daher mit einem stöchiometrischen oder fetten Gemisch betrieben.
Weiterhin gibt es, wie beispielsweise in der DE 697 30 539 T2 beschrieben, Bestrebungen, geeignete Abgasbehandlungstechniken zur Reduktion von NOx für den Magerbetrieb zu entwickeln. Derartige Abgasnachbehandlungstechniken zur Reduzierung der NOx-Emission sind sehr aufwändig und teuer.
Für direkt einspritzende Dieselmotoren ist es zur NOx-Reduktion bekannt, Wasser in den Brennerraum einzuspritzen, um die Verbrennungstemperatur zu erniedrigen. Dazu sind Kraftstoff- und Wassereinspritzsysteme bekannt, die ein schichtweises oder bifluides Einspritzen von Wasser und Kraftstoff aus ein und der selben Einspritzdüse ermöglichen.
Die DE 199 02 349 A1 beschreibt ein Konzept zur NOx-Reduktion für einen Dieselmotor mit AGR-System und Wassereinspritzung, bei welchem die einzuspritzende Wassermenge in Abhängigkeit vom Laufzustand des Motors und des Betriebszustandes des AGR-Systems erfolgt, um die NOx-senkende Wirkung der Wassereinspritzung synergetisch mit der den Brennschlußgrenzwert erhöhenden Wirkung der Abgasrückführung zu verbinden. Die Wassereinspritzung kann dabei unabhängig von der Kraftstoffeinspritzung erfolgen.
Eine ebenfalls von der Kraftstoffeinspritzung unabhängige Wassereinspritzung wird in der DE 199 55 344 A1 offenbart.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Kraftstoffverbrauch von Otto-Motoren unter Einhaltung der Emissionsgrenzwerte weiter zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die NOx-Emission beim Magerbetrieb von ottomotorischen Brennkraftmaschinen zu Reduzieren.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 19. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den jeweils abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße ottomotorische Brennverfahren mit Magerbetrieb umfasst ein Verfahren, bei welchem eine Brennkraftmaschine im Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Vollast mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ > 1 betrieben wird und beim Betrieb der Brennkraftmaschine in zumindest einem Teillastbereich des Betriebsbereiches dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Vorzugsweise wird bei Vollast ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ = 1 eingestellt.
Eine zur Ausführung dieses Brennverfahrens geeignete erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst eine Gemischregelung, mit welcher im Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Vollast ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ > 1 eingestellt wird, sowie ein Kühlmittel-Einspritzsystem, mit welchem beim Betrieb der Brennkraftmaschine in zumindest einem Teillastbereich des Betriebsbereiches dem Kraftstoff-Luftgemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Vorzugsweise ist die Gemischregelung derart ausgelegt, dass beim Betrieb der Brennkraftmaschine mit Vollast und ggf. auch unter Zugabe des Kühlmittels bei Vollast ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ = 1 einstellbar ist.
Der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine ist im Zusammenhang dieser Erfindung durch die Summe aller möglichen Betriebspunkte definiert und in einem Kennfeld darstellbar, wobei ein Betriebspunkt durch eine Drehzahl und ein Drehmoment der Brennkraftmaschine definiert ist. Die Summe aller möglichen Betriebspunkte spannen in einer zweidimensionalen Darstellung das Kennfeld des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine auf, in welchem der Betriebsbereich durch die Volllastkurve sowie die minimale und maximale Drehzahl begrenzt ist. Anstatt über das Drehmoment kann das Kennfeld des Betriebsbereiches der Brennkraftmaschine auch über die auf den Hubraum der Brennkraftmaschine bezogenen spezifischen Kenngrößen der Last dargestellt werden. Die Volllastkurve stellt dabei die den Drehzahlen zugeordneten maximalen Drehmomente dar.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann die Brennkraftmaschine im gesamten Betriebsbereich unterhalb der Volllast, d.h. im gesamten Bereich des Kennfeldes unterhalb der Volllastkurve, mit einem mageren Gemisch betrieben werden, wobei durch die Zugabe des Kühlmittels beim Betrieb der Brennkraftmaschine in bestimmten, definierten Teillastbereichen des Betriebsbereiches die NOx-Emission verringert wird und/oder deren Entstehung bereits bei der Verbrennung vermieden wird, da das Temperaturniveau während des gesamten Hochdruckprozesses in der Brennkraftmaschine sehr niedrig bzw. unter der NOx-Bildungstemperatur von ca. 2200°C gehalten werden kann. Je weiter die Laufgrenze der Brennkraftmaschine dabei im mageren Gemischbereich liegt, desto größer ist die Einsparung an Kraftstoff.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Kühlmittel dem Luft-Kraftstoff-Gemisch beim Betrieb der Brennkraftmaschine in einem ersten Teillastbereich des Betriebsbereiches zugegeben. Dieser erste Teillastbereich ist definiert als ein Bereich unterhalb der Volllast, d.h. unterhalb der im Kennfeld dargestellten Volllastkurve, bis zu einer NOx-Betriebsgrenze, wobei die Betriebspunkte auf der NOx-Betriebsgrenze von diesem ersten Teillastbereich mit erfasst sind. Die NOx-Betriebsgrenze ist ebenfalls im Kennfeld als Kurve darstellbar und umfasst die Betriebspunkte, bei welchen ein magerer Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer maximal zulässigen NOx-Emission ohne Zugabe des Kühlmittels möglich ist. Die NOx-Betriebsgrenze ist abhängig vom emittierten NOx-Massenstrom der Brennkraftmaschine. Der maximal zulässige NOx-Massenstrom wird durch die Abgasgesetzgebung vorgegeben. Diese vom Gesetzgeber festgelegte zulässige Menge kann im Magerbetrieb, beispielsweise mit einem üblichen Dreiwegekatalysator, nur in einem eingeschränkten, durch die NOx-Betriebsgrenze definierten Teillastbereich unterhalb dieser NOx-Betriebsgrenze eingehalten werden. Bei Erreichen und Überschreiten der NOx-Betriebsgrenze wird das Kühlmittel dem Luft-Kraftstoff-Gemisch zugegeben. Im Teillastbereich unterhalb dieser NOx-Betriebsgrenze kann die Zugabe des Kühlmittels vorzugsweise entfallen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Zugabe des Kühlmittels auch bei Vollast der Brennkraftmaschine, insbesondere im unteren Drehzahlbereich von ca. 1000 bis ca. 4000 min^–1 und im oberen Drehzahlbereich von ca. 4000 bis 6000 min^–1.
Ein stabiler Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem magerem Gemisch wird vorzugsweise durch eine Aufladung der Brennkraftmaschine, bei welcher eine hohe Ladungsbewegung erzeugt wird, begünstigt.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen dazu:
1: ein Kennfeld der Brennkraftmaschine mit den Bereichen A, B und C für eine Wassereinspritzung
2: ein Kennfeld der Brennkraftmaschine mit einem Betriebsbereich für einen NOx-freien Magerbetrieb mit Wassereinspritzung ohne Schichtbetrieb
3: ein Kennfeld der Brennkraftmaschine mit einem Betriebsbereich für einen NOx-freien Magerbetrieb mit Wassereinspritzung mit Schichtbetrieb
Die beispielhafte ottomotorische Brennkraftmaschine weist einen Abgasturbolader, eine Gemischregelung mit zumindest einer Breitbandsonde und ein Kühlmittel-Einspritzsystem auf, wobei als Kühlmittel Wasser verwendet wird.
Das Kühlmittel-Einspritzsystem umfasst Einspritzdüsen für die Zugabe des Kühlmittels in die Brennräume, wobei jeder Brennraum der Brennkraftmaschine mit einer Einspritzdüse bestückt ist, Injektoren für die Zugabe des Kühlmittels in die Verdichtungskammer des Abgasturboladers, einen Wasser-Vorratstank mit einem Füllstandssensor sowie eine Förderpumpe und Verbindungsleitungen zur Beförderung des Wassers vom Wasser-Vorratstank zu den Einspritzdüsen und Injektoren. Je nach Einbausituation kann das Kühlmittel-Einspritzsystem zusätzlich eine Entlüftungsvorrichtung umfassen.
Vorzugsweise kommen Einspritzdüsen zum Einsatz, die als in sich abgeschlossenes Bauteil den Kraftstoff und das Wasser direkt in den Brennraum einspritzen können. Dabei können sowohl Einspritzdüsen verwendet werden, welche den Kraftstoff und das Wasser getrennt führen und einspritzen als auch Einspritzdüsen, welche den Kraftstoff und das Wasser vermischen und zusammen einspritzen.
Da beim Betrieb der Brennkraftmaschine ständig Wasser zur Kühlung verdampft wird, sollte der Wasser-Vorratstank idealerweise eine Fassungsvermögen aufweisen, welches ausreicht für den Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Tankfüllung. Ein Nachtanken des Wassers kann dann bei jeder Betankung mit Kraftstoff erfolgen.
Sollte der Wasserstand, detektiert durch den Füllstandssensor, unter einen Mindestwert fallen, wird vorzugsweise durch die Motorsteuerung auf einen Notbetrieb mit einem herkömmlichen Brennverfahren umgestellt, bei welchem ein Magerbetrieb in Betriebsbereichen oberhalb der NOx-Betriebsgrenze vermieden wird.
Die Zumessung der Wassermenge in die einzelnen Brennräume und Aufladeaggregate der Brennkraftmaschine erfolgt insbesondere über entsprechende Kennfelder, aus denen die jeweils einzuspritzende Wassermenge in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine ablesbar ist oder mit Hilfe eines im Steuergerät hinterlegten Modells/Rechenalgorithmus berechnet wird. Auf diese Weise kann eine vorgesteuerte Einspritzmenge eingestellt und ggf. von Reglern feinjustiert werden.
Die Regelung der Wasserzumessung kann dabei in den in 1 gezeigten drei Bereichen mit Wassereinspritzung A, B und C unterschiedlich sein.
Durch die Zugabe des Kühlmittels im Bereich A, welcher den oberen Teillastbereich nahe der Vollast im unteren Drehzahlbereich, innerhalb des vor definierten ersten Teillastbereiches und zusätzlich die Vollast im unteren Drehzahlbereich umfasst, soll die Klopfneigung der Brennkraftmaschine vermieden werden, da das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die zugegebene Kühlmittelmenge während der Verdichtung gekühlt wird. Eine Zumessung der Kühlmittelmenge kann hier beispielsweise aufgrund von detektierten Signalen von Klopfsensoren erfolgen. Dabei kann auf Wirkungsgrad verschlechternde Maßnahmen, wie beispielsweise eine Verstellung des Zündwinkels nach spät zur Reduzierung der Klopfneigung, verzichtet werden.
Durch die Kühlung im Bereich A wird die Selbstentflammung des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Brennraum auch bei hohen Verdichtungsdrücken vermieden und der Zündwinkel kann entsprechend optimaler Motorwirkungsgrade eingestellt werden. Dies führt zu einem deutlich reduziertem Volllastverbrauch und einer deutlich besseren Laufruhe und eröffnet zum anderen Potential für eine weitere Steigerung der Leistung der Brennkraftmaschine und damit die Möglichkeit für höhere Downsizinggrade.
Durch die Zugabe des Kühlmittels im Bereich B, welcher den oberen Teillastbereich nahe der Vollast im oberen Drehzahlbereich, innerhalb des vor definierten ersten Teillastbereiches und zusätzlich die Vollast im oberen Drehzahlbereich, insbesondere im Bereich des Nennleistungspunktes umfasst, soll die maximale Abgastemperatur reduziert werden, so dass auf eine Gemischanfettung aus Gründen des Bauteilschutzes verzichtet werden kann. Eine Regelung und Zumessung der Kühlmittelmenge kann hier vorzugsweise in Abhängigkeit von Temperatursignalen entsprechend positionierter Temperatursensoren erfolgen. Ein ungeregelter Betrieb lediglich auf der Basis der vorgesteuerten Kennfeldwerte ist ebenso möglich.
Eine Kühlung im Bereich B führt ebenfalls zu einem deutlich reduzierten Volllastverbrauch. Darüber hinaus können weniger temperaturstabile Materialien für Komponenten der Brennkraftmaschine eingesetzt und damit ein Teil der Mehrkosten für ein Kühlmittel-Einspritzsystem ausgeglichen werden.
Durch die Zugabe des Kühlmittels im Bereich C, der den restlichen ersten Teillastbereich unterhalb der Volllast, d.h. unterhalb der im Kennfeld dargestellten Volllastkurve, bis zur NOx-Betriebsgrenze umfasst, wird eine Reduktion der NOx-Emission beim Magerbetrieb der Brennkraftmaschine erreicht. Dieser Bereich wird vorzugsweise ungeregelt auf der Basis der vorgesteuerten Kennfeldwerte betrieben. Eine Regelung mittels eines NOx-Sensor ist jedoch ebenfalls möglich.
Das beispielhafte Brennverfahren sieht vor, die Volllast mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisch zu betreiben.
Möglichkeiten der Laststeuerung sind in den 1 und 2 dargestellt.
Eine Laststeuerung erfolgt vorzugsweise in einem zweiten Teillastbereich, der den Bereich unterhalb der Volllast bis zu einer Laufgrenze umfasst, durch eine Qualitätsregelung. Dabei wird bei ungedrosselter Luftzufuhr und durch eine Reduktion der eingespritzten Kraftstoffmenge die Last reduziert. Bei sinkender Last und konstanter Motordrehzahl nimmt der Luftüberschuss immer weiter zu und das Gemisch wird zunehmend mager bis zum Erreichen der Laufgrenze. Die Laufgrenze umfasst dabei die Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, bei welchen ein Magerbetrieb der Brennkraftmaschine mit maximal zulässigem magerlauffähigem λ = λ_G noch möglich ist, d.h. das Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ = λ_G ist noch sicher entflammbar und die Brennkraftmaschine läuft mit gerade noch zulässiger Laufunruhe. Bei Erreichen der Laufgrenze wird daher auf eine Quantitätssteuerung mit einem konstanten Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ = λ_G umgestellt, wobei die konkreten Lastpunkte per Drosselklappe durch Androsselung der Luftzufuhr eingestellt werden. Die Quantitätssteuerung kann dabei, wie in 2 gezeigt in einem dritten Teillastbereich, welche den gesamten Teillastbereich unterhalb der Laufgrenze umfasst erfolgen oder, wie in 3 gezeigt, in einem dritten Teillastbereich erfolgen, welcher den Teillastbereich unterhalb der Laufgrenze bis zu einer Schichtbetriebsgrenze umfasst.
Bei einer Laststeuerung gemäß 3 wird bei einem Absinken der Last unter eine Schichtbetriebsgrenze auf einen Schichtladebetrieb der Brennkraftmaschine umgestellt, statt wie gemäß 2 gezeigt weiter anzudrosseln. Der Schichtladebetrieb erfolgt somit in einem vierten Teillastbereich, welcher den gesamten Teillastbereich unterhalb der Schichtbetriebsgrenze, bis zu welcher ein aussetzungsfreier Schichtladebetrieb der Brennkraftmaschine möglich ist, umfasst
Die Brennkraftmaschine wird somit im gesamten Kennfeld unterhalb der Volllast mit einem mageren Gemisch betrieben.

Claims

Ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb, bei welchem eine Brennkraftmaschine im Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb einer Vollast mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben wird und beim Betrieb der Brennkraftmaschine zumindest in einem Teillastbereich des Betriebsbereiches dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine bei Vollast mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem ersten Teillastbereich des Betriebsbereiches unterhalb der Volllast und bis zu einer NOx-Betriebsgrenze, bei welcher ein magerer Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer maximal zulässigen NOx-Emission ohne Zugabe des Kühlmittels möglich ist, dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Teillastbereich des Betriebsbereiches zwischen der Volllast und einer Laufgrenze, bei welcher ein Betrieb der Brennkraftmaschine mit maximal zulässigem magerlauffähigem λ = λ_G möglich ist, eine Laststeuerung über die eingebrachte Kraftstoffmenge bei ungedrosselter Luftzufuhr mit 1 < λ < λ_G erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Teillastbereich unterhalb der Laufgrenze, bei welcher ein Betrieb der Brennkraftmaschine mit maximal mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch mit λ = λ_G mit gerade noch zulässiger Laufunruhe möglich ist, eine Laststeuerung über eine Drosselung der Luftzufuhr bei konstantem λ_G erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Teillastbereich unterhalb einer Schichtbetriebsgrenze, bis zu welcher ein aussetzungsfreier Schichtladebetrieb der Brennkraftmaschine möglich ist, eine Umstellung auf einen Schichtladebetrieb erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vollast dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, das bei Vollast im unteren Drehzahlbereich dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vollast im Bereich des Nennleistungspunktes dem Luft-Kraftstoff-Gemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittel Wasser verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine aufgeladen wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mit zumindest einem Abgasturbolader und/oder zumindest einem mechanischen Lader aufgeladen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmittel in zumindest ein Aufladeaggregat eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzuspritzende Menge an Kühlmittel in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einzuspritzende Menge an Kühlmittel in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die einzuspritzende Menge an Kühlmittel aus Drehzahl-Last-Kennfeldern ermittelt wird.
Brennkraftmaschine für ein ottomotorisches Brennverfahren mit Magerbetrieb, umfassend eine Gemischregelung, mit welcher beim Betrieb der Brennkraftmaschine im Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Vollast ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch eingestellt wird, sowie ein Kühlmittel-Einspritzsystem, mit welchem beim Betrieb der Brennkraftmaschine zumindest in einem Teillastbereich des Betriebsbereiches dem Kraftstoff-Luftgemisch ein Kühlmittel zugegeben wird.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischregelung zur Einstellung eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisches bei Vollast ausgelegt ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Gemischregelung zur Einstellung eines stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Gemisches bei Vollast unter Zugabe des Kühlmittels ausgelegt ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel-Einspritzsystem Düsen zum Einspritzen des Kühlmittels direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine umfasst.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel-Einspritzsystem Düsen zum Einspritzen des Kühlmittels und des Kraftstoffs umfasst.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel-Einspritzsystem eine Förderpumpe und einen Kühlmittel-Vorratsbehälter umfasst.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittel-Vorratsbehälter einen Füllstandssensor aufweist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen Lader aufweist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen mechanischen Lader und/oder zumindest einen Abgas-Turbo-Lader aufweist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel-Einspritzsystem Injektoren zum Einspritzen von Kühlmittel in Aggregate des zumindest einen Laders umfasst.