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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, insbesondere Verbrennungsmotoren, die im Scavenging-Betrieb betrieben werden können.
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Stand der Technik
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Um den Motorwirkungsgrad im Teillastbetrieb zu verbessern, werden die Hubräume von Verbrennungsmotoren kontinuierlich reduziert. Der damit verbundene Leistungsverlust wird dadurch ausgeglichen, dass Aufladeeinrichtungen vorgesehen sind, die dem Verbrennungsmotor Frischluft unter einem erhöhten Ladedruck bereitstellen. Insbesondere bei Abgasturboladern als Aufladeeinrichtungen ergeben sich Defizite beim schnellen Lastaufbau, der für die Gewährleistung eines guten Durchzugsverhaltens des Fahrzeugs für schnelle Beschleunigungen notwendig ist. Diese Nachteile können durch einen Scavenging-Betrieb kompensiert werden, bei dem durch einen Ventilüberschnitt der Öffnungsphase der Einlassventile und der Öffnungsphase der Auslassventile Frischluft durch die Zylinder gespült wird. Daraus ergeben sich ein höheres Motormoment und ein besserer Betriebspunkt des Abgasturboladers durch eine Erhöhung des geförderten Massenstroms.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors im Scavenging-Betrieb gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung, ein Motorsystem und ein Verbrennungsmotor gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem Zylinder vorgesehen, wobei der Zylinder ein erstes und ein zweites Auslassventil aufweist, wobei der Verbrennungsmotor im Scavenging-Betrieb betreibbar ist, indem die Schließzeitpunkte der Auslassventile nach einem Ausstoßtakt eines Viertaktbetriebs nach einem Öffnungszeitpunkt eines Einlassventils liegen, wobei das zweite Auslassventil im Scavenging-Betrieb zeitlich verzögert zu dem ersten Auslassventil geöffnet wird.
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Durch den Scavenging-Betrieb kann das instationäre und stationäre Verhalten der Aufladeeinrichtung verbessert, indem die Luftfüllung in den Zylindern des Verbrennungsmotors, d. h. der Frischluftmassenstrom, der durch die Zylinder gefördert wird, erhöht und dadurch der transiente Lastaufbau beschleunigt wird bzw. der stationäre Endwert des Motormoments erhöht wird. Der Grad des Scavengings, der von der durch die Zylinder beförderten Frischluftmasse bestimmt ist, wird abgasseitig unter anderem durch einen dort angeordneten Katalysator begrenzt. Zum einen kann die Konvertierung im Katalysator nur in einem begrenzten Lambdabereich stattfinden und zum anderen ist die maximale Katalysatorexothermie begrenzt.
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Um dennoch einen raschen Lastaufbau mittels eines Scavenging-Betriebs zu realisieren, muss möglichst viel der im Abgas vorhandenen Restenergie von einer Turbine des Abgasturboladers umgesetzt werden. Dazu müssen Nachreaktionen im Abgas vor der Turbine des Abgasturboladers erfolgen, so dass sich dort die Temperatur des Abgases erhöht und die Turbinenleistung gesteigert werden kann.
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Eine notwendige Voraussetzung für das Auftreten der Nachreaktionen vor dem Erreichen der Turbine des Abgasturboladers ist eine Durchmischung des unterstöchiometrischen (fetten) Abgases mit der Frischluft. Je homogener die Durchmischung ist, desto größer ist die freisetzbare Energie vor bzw. in der Turbine.
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Analysen haben gezeigt, dass, je nach Abgaskrümmerauslegung, die Durchmischung im Abgastrakt zwischen den Auslassventilen der Zylinder bis zur Turbine der Aufladeeinrichtung erfolgen kann, hauptsächlich unmittelbar vor, in und nach der Turbine stattfindet. Die dadurch bewirkte Erhöhung der Abgasenthalpie ist aber nur dann für die Aufladung nutzbar, wenn diese vor bzw. in dem Abgasturbolader umgesetzt werden kann.
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Das obige Verfahren ermöglicht es, den Mischungsprozess stromaufwärts der Turbine zu verbessern, so dass die Nachreaktion früher stattfindet. Durch den versetzten Betrieb der Auslassventile eines Zylinders wird zunächst die durch den Scavenging-Betrieb in die Teilauslasskanäle beförderte Frischluft eines der Teilauslasskanäle in Richtung der Turbine befördert und anschließend, nachdem ein Teil des Verbrennungsabgases, das durch das zuerst geöffnete Auslassventil und durch den Teilauslasskanal in den gemeinsamen Auslasskanal befördert wurde, wird ein weiteres Auslassventil geöffnet, um die Frischluftsäule des weiteren Teilauslasskanals in den gemeinsamen Auslasskanal zu befördern. Dadurch wird die Homogenisierung von Frischluft und Abgas im gemeinsamen Auslasskanal verbessert und es können Nachreaktionen im Auslasstrakt des Verbrennungsmotors früher vor Erreichen der Turbine der Aufladeeinrichtung erfolgen. Dies ermöglicht eine höhere Turbinenleistung, da die umsetzbare Abgasenthalpie in der Turbine größer ist.
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Durch das obige Verfahren wird allgemein die Nutzung der Abgasenthalpie beim Scavenging-Betrieb durch Abgasnachreaktionen gesteigert, indem die Durchmischung von fettem Abgas, d. h. einem Verbrennungsabgas mit unverbranntem Kraftstoffanteil, mit Frischluft verbessert und motornäher realisiert wird. Dadurch ergeben sich größere Freiheitsgrade für den Scavenging-Betrieb und eine kleinere Dimensionierung des Verbrennungsmotors wird ermöglicht. Dadurch können Verbrauchssenkungen und eine Verringerung der CO2-Emissionen realisiert werden.
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Insbesondere kann festgestellt werden, dass aufgrund des jeweils notwendigen Krümmerdesigns bei Zylinderzahlen, die einen Zündabstand von 180 °KW innerhalb einer Zylinderbank bedingen, die Durchmischung vor Erreichen der Turbine der Aufladeeinrichtung geringer wird. Da das obige Verfahren zum Betreiben des Verbrennungsmotors zur Verbesserung der Homogenisierung im Auslasstrakt unabhängig von der Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors ist, ist das vorgeschlagene Verfahren besonders effizient bei Verbrennungsmotoren mit den zuvor beschriebenen Zylinderzahlen.
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Das obige Verfahren sieht die zwei Phasen des herkömmlichen Scavenging-Betriebs vor, bei denen in einer ersten Phase die Auslassventile öffnen und das fette Abgas über Teilauslasskanäle in den gemeinsamen Auslasskanal strömt, der vom vorherigen Zyklus aufgrund des Scavenging-Betriebs mit Frischluft gefüllt ist. In einer nachfolgenden zweiten Phase öffnen die Einlassventile und Frischluft strömt in den Zylinder und in die Teilauslasskanäle, die mit dem fetten Abgas gefüllt sind.
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Bei Verbrennungsmotoren mit mehreren Auslassventilen pro Zylinder wird nun vorgeschlagen, die Auslassventile zeitversetzt zu öffnen, so dass in einem der Teilauslasskanäle Frischluft zurückgehalten und erst dann in den gemeinsamen Auslasskanal ausgeschoben wird, wenn nach der Zusammenführung in den gemeinsamen Auslasskanal bereits die Frischluft und unterstöchiometrisches Verbrennungsabgas nach dem Öffnen des ersten Auslassventils eingebracht wurden. Die Durchmischung erfolgt für den zurückgehaltenen Frischluftanteil in dem zweiten Teilauslasskanal somit nicht nur am Auslassventil selbst, sondern auch an der Zusammenführung der beiden Teilauslasskanäle zu dem gemeinsamen Auslasskanal.
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Ein weiterer Vorteil aus dem phasenversetzten Öffnen der Auslassventile ergibt sich durch das stark inhomogene Geschwindigkeitsprofil der Gase an der Zusammenführung der Teilauslasskanäle. So werden großskalige Verwirbelungen und eine stark ausgeprägte Drallströmung in einem nach der Zusammenführung angeordneten Abgaskrümmerrohr generiert. Die gesteigerte Rate an Nachreaktionen in Verbindung mit der Drallströmung führt zu einer zusätzlichen Homogenisierung in der Zusammenführung der Abgaskrümmerrohre der einzelnen Zylinder vor der Turbine der Aufladeeinrichtung.
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Ein weiterer Vorteil des obigen Verfahrens besteht in einer Verbesserung der Durchmischung, unabhängig von Einbauten oder Krümmergeometrie, wodurch für verschiedene Motortypen die Abgasenthalpie aufgrund der erhöhten Rate von Nachreaktionen erhöht und dadurch nutzbarer gemacht werden kann. Dadurch lässt sich der Scavenging-Betrieb ausweiten und Probleme beim transienten Lastaufbau können somit einfacher gelöst werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem Zylinder vorgesehen, wobei der Zylinder ein erstes und ein zweites Auslassventil aufweist, wobei der Verbrennungsmotor im Scavenging-Betrieb betreibbar ist, indem die Schließzeitpunkte der Auslassventile nach einem Ausstoßtakt eines Viertaktbetriebs nach einem Öffnungszeitpunkt eines Einlassventils liegen, wobei das zweite Auslassventil im Scavenging-Betrieb zeitlich verzögert zu dem ersten Auslassventil geöffnet wird.
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Weiterhin kann ein zweites Einlassventil zeitlich verzögert zu einem ersten Einlassventil vor einem Einlasstakt des Viertaktbetriebs geöffnet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das zweite Auslassventil im Scavenging-Betrieb zeitlich verzögert zu dem ersten Auslassventil geschlossen werden.
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Der Bereich der Überlappung des Schließens der Auslassventile und des Öffnens des Einlassventils kann zwischen 20 und 80° des Kurbelwellenwinkels betragen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem Zylinder vorgesehen, wobei der Zylinder mindestens ein erstes und ein zweites Auslassventil aufweist, wobei der Verbrennungsmotor im Scavenging-Betrieb betreibbar ist, indem die Schließzeitpunkte der Auslassventile nach einem Ausstoßtakt eines Viertaktbetriebs nach einem Öffnungszeitpunkt eines Einlassventils liegen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um das zweite Auslassventil im Scavenging-Betrieb zeitlich verzögert zu dem ersten Auslassventil zu öffnen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem mit einem Verbrennungsmotor und der obigen Vorrichtung vorgesehen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Verbrennungsmotor als Ottomotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung ausgebildet ist.
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Ferner kann der Verbrennungsmotor mindestens einen Zylinder aufweisen, aus dem Verbrennungsabgase über ein erstes und ein zweites Auslassventil in den Auslassventilen zugeordnete Teilauslasskanäle ausstoßbar sind, wobei Frischluft in den Zylinder durch ein Einlassventil zuführbar ist, wobei der Verbrennungsmotor im Scavenging-Betrieb betreibbar ist, indem die Schließzeitpunkte der Auslassventile nach einem Ausstoßtakt eines Viertaktbetriebs nach einem Öffnungszeitpunkt des Einlassventils liegen.
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Die Teilauslasskanäle können in einem Zusammenführungsbereich in einen Zylinderabgaskanal münden, wobei das Volumen des dem ersten Auslassventil zugeordneten Teilauslasskanals und/oder das Volumen des dem zweiten Auslassventil zugeordneten Teilauslasskanals dem 0.05-fachen bis 1-fachen des Hubvolumens des Zylinders entspricht.
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Die Teilauslasskanäle können weiterhin in einem Zusammenführungsbereich in einen Zylinderabgaskanal münden, wobei das Volumen des dem ersten Auslassventil zugeordneten Teilauslasskanals so bestimmt ist, dass während des Zeitbereichs, in dem nur das erste Auslassventil geöffnet ist, Verbrennungsabgas in den Zylinderabgaskanal gelangt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor;
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2 eine perspektivische Darstellung eines Zylinders des Verbrennungsmotors der 1 mit Teilauslasskanälen und Zylinderabgaskanal; und
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3a und 3b Diagramme zur Darstellung von zeitlichen Verläufen des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors der 1.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, der im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Zylinder 3 aufweist. Bei dem Verbrennungsmotor handelt es sich z. B. um einen Ottomotor. Die Zylinder 3 weisen jeweils zwei Einlassventile 4 auf, die mit einem Luftzuführungssystem 5 in Verbindung stehen. Über das Luftzuführungssystem 5 kann Frischluft zu den Einlassventilen 4 geführt werden, die entsprechend ihrer Ansteuerung abhängig von dem jeweiligen Arbeitstakt des Zylinders 3 die Frischluft in einen Brennraum des entsprechenden Zylinders 3 einlassen.
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Kraftstoff wird den Zylindern 3 vorzugsweise direkt über ein entsprechendes Einspritzventil (nicht gezeigt) zugeführt. Die Luftzuführung wird in dem Luftzuführungssystem 5 über eine Drosselklappe 6 eingestellt, wobei die Stellung der Drosselklappe 6 einen Saugrohrdruck in dem Saugrohrabschnitt 7 vorgibt. Der Saugrohrdruck bestimmt die beim Öffnen der entsprechenden Einlassventile 4 des betreffenden Zylinders 3 in den Brennraum des Zylinders 3 strömende bzw. eingesaugte Frischluftmenge.
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Die Zylinder 3 sind weiterhin mit Auslassventilen 8 versehen, die mit einem Abgasabführungssystem 9 verbunden sind. Über das Abgasabführungssystem 9 werden Verbrennungsabgase abgeführt und stromabwärts des Abgasabführungssystems 9 kann eine Turbine 10 eines Abgasturboladers vorgesehen sein. Die Turbine 10 des Abgasturboladers dient zur Umsetzung der Abgasenthalpie in Bewegungsenergie, um einen Verdichter 11 stromaufwärts der Drosselklappe 6 im Luftzuführungssystem 5 anzutreiben.
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Das Abgasabführungssystem 9 umfasst Teilauslasskanäle 91, die zwischen dem jeweiligen Auslassventil 8 und einem Zusammenführungsbereich 92 angeordnet sind, in dem jeweils die Teilauslasskanäle 91 eines Zylinders 3 zusammengeführt werden. Stromabwärts des Zusammenführungsbereichs 92 ist eine Zylinderabgasführung 93 vorgesehen, die, angedeutet durch einen Kreis, einen Abgaskanalkrümmer 94 aufweist. Die Zylinderabgasführungen 93 jedes der Zylinder 3 werden in einem weiteren Zusammenführungsbereich 95 zu einem gemeinsamen Auslasskanal 96 zusammengeführt, der in die Turbine 10 mündet. Es ist auch möglich, das der Abgaskrümmer Teilauslasskanäle aufweist und die Zusammenführung erst im Abgaskanalkrümmer stattfindet.
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2 zeigt eine detailliertere Darstellung eines Zylinderkopfs eines der Zylinder 3 mit Einlassventilen 4 und Auslassventilen 8, die über Teilauslasskanäle 91 und den Zusammenführungsbereich 92 in die Abgasführung 93 münden.
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Es ist eine Steuereinheit 15 vorgesehen, die das Öffnen und Schließen der Einlassventile 4 und der Auslassventile 8 variabel steuert. Alternativ können die Einlassventile 4 und die Auslassventile 8 auch durch eine verstellbare Nockenwelle (nicht gezeigt) gestellt werden. Weiterhin steuert die Steuereinheit 15 die Drosselklappe 6 und die Förderleistung des Abgasturboladers, insbesondere dessen Verdichters 11. Die Leistung des Abgasturboladers wird über ein Wastegate, über eine variable Turbinengeometrie der Turbine 10 oder dergleichen eingestellt.
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Ein Konzept, die Leistung des Verbrennungsmotors 2 zu steigern, besteht in einem Scavenging-Betrieb. Unter Scavenging (engl. ausräumen) versteht man die Betriebsweise eines Verbrennungsmotors, bei der sich die Öffnungszeiten von Einlass- und Auslassventil teilweise überschneiden. Dadurch spült ein Teil der angesaugten Frischluft das im Zylinder befindliche Verbrennungsabgas in den Abgaskrümmer, wodurch sich die Füllung im Vergleich zum konventionellen Betrieb wesentlich verbessert. Durch den Scavenging-Betrieb wird zudem die Abgasenthalpie, die der Turbine 10 über das Abgas bereitgestellt wird, erhöht, um so einen höheren Ladedruck der Frischluft zu erreichen. Im Detail wird dies in einem Scavenging-Betrieb dadurch erreicht, dass sich während eines Viertaktbetriebs des Ottomotors die Öffnungszeiten der Auslassventile 8 während eines Ausstoßtakts und die Öffnungszeiten der Einlassventile 4 während eines nachfolgenden Einlasstakts eines bestimmten Zylinders 3 überlappen, so dass während eines Zeitfensters um einen oberen Totpunkt eines Kolbens in dem betreffenden Zylinder 3 Frischluft bzw. ein Luft-/Kraftstoffgemisch ohne Verbrennung durch den Brennraum des betreffenden Zylinders 3 geleitet wird und so direkt von dem Luftzuführungssystem 5 in das Abgasabführungssystem 9 gelangt.
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Durch den erhöhten Massenstrom im Abgasabführungsabschnitt 9 verbessert sich das Ansprechverhalten des Turboladers insbesondere bei niedrigen Drehzahlen. Zudem begünstigt das hohe Sauerstoffangebot die Nachverbrennung der Abgase. Scavenging trägt also dazu bei, das so genannte „Turboloch“ zu vermeiden.
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Die Abgasenthalpie erhöht sich dadurch, dass die Verbrennung so durchgeführt wird, dass unverbrannter Kraftstoff im Abgas verbleibt. Dies kann durch Bereitstellen eines zu fetten (unterstöchiometrischen) Luft-/Kraftstoffgemischs in dem Brennraum der Zylinder 3 erreicht werden. Durch den Scavenging-Betrieb gelangt Frischluft in das Abgasabführungssystem 9, so dass sich diese mit dem dort vorhandenen Kraftstoff vermischen kann und in einer exothermen Reaktion Wärme freisetzt. Es ist wünschenswert, dass die Reaktionswärme vor der Turbine 10 entsteht, um so die Abgasenthalpie dort für den Antrieb des Verdichters 11 nutzen zu können. Voraussetzung für eine Reaktion des unverbrannten Kraftstoffs mit dem in das Abgasabführungssystem 9 eingebrachten Luftsauerstoff ist eine ausreichende Durchmischung des fetten Verbrennungsabgases und der Frischluft.
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Durch den Scavenging-Betrieb entstehen im Abgasabführungsabschnitt 9 abwechselnde Bereiche aus unverbrannten Kraftstoff enthaltendem Abgas und während der überlappenden Öffnungszeiten durch den Brennraum der Zylinder 3 geleiteter Frischluft, wobei die Durchmischung des fetten Verbrennungsabgases und der Frischluft nur eingeschränkt erfolgt, nämlich an den Stellen, an denen die Bereiche ineinander übergehen.
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Um eine bessere Durchmischung des fetten Verbrennungsabgases und der durch die Zylinder 3 geleiteten Frischluft zu erreichen, ist nun im Scavenging-Betrieb eine versetzte Ansteuerung der Auslassventile 8 an jedem der Zylinder 3 vorgesehen. Das heißt, dass während eines Ausstoßtakts zunächst ein erstes der Auslassventile 8 geöffnet wird, während ein anderes, zweites der Auslassventile 8 am gleichen Zylinder 3 noch geschlossen bleibt. Dadurch wird Verbrennungsabgas durch das erste Auslassventil 8 durch den zugehörigen Teilauslasskanal 91 in den Zusammenführungsbereich 92 befördert und schiebt dabei die in dem ersten Teilauslasskanal 91 befindliche Frischluft, die kurz vor dem vorherigen Schließen der Auslassventile 8 durch den betreffenden Zylinder geleitet wurde, in die Zylinderabgasführung 93. Das zweite Auslassventil 8 wird so lange geschlossen gehalten, bis der aus dem ersten Teilauslasskanal 91 in die Abgasführung 93 geschobenen Frischluft eine Säule von Verbrennungsabgas in die Abgasführung 93 folgt. Dann wird das zweite Auslassventil 8 geöffnet und die in dem zweiten Teilauslasskanal befindliche Frischluft wird durch das noch im Zylinder 3 befindliche Verbrennungsabgas in die Abgasführung 93 gedrückt.
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Anstelle der bei einem gleichzeitigen Öffnen der Auslassventile 8 erreichten zwei Bereiche aus Frischluft und (fettem) Verbrennungsabgas kann man durch das versetzte Öffnen der Auslassventile 8 vier aufeinanderfolgende Bereiche mit jeweils zwei Bereichen mit Verbrennungsabgas und zwei Bereichen mit Frischluft erhalten, die abwechselnd in die Zylinderabgasführung 93 gelangen. Durch Öffnen der Einlassventile 4 während eines Ansaugtakts, der auf den Ausstoßtakt folgt, kann nun bei noch geöffneten Auslassventilen 8 Frischluft wieder in die Teilauslasskanäle 91 und über den Zusammenführungsbereich 92 in die Abgasführung 93 geleitet werden, bevor die Auslassventile 8 geschlossen werden. Für den nachfolgend auftretenden Ausstoßtakt befinden sich nun in den Teilauslasskanälen 91 wieder Frischluftsäulen.
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In den 3a und 3b sind Diagramme zur Darstellung der Verläufe des Öffnens und Schließens der Einlassventile 4 und der Auslassventile 8 gezeigt. Die Diagramme zeigen die Verläufe einer Stellung B des Ventilstellers über dem Kurbelwellenwinkel KW während eines Ausstoßtakts und eines darauffolgenden Einlasstakts eines Zylinders 3. K1 zeigt den Verlauf der Position B des Ventilstellers der Auslassventile 8 und K2 den Verlauf der Stellung B des Ventilstellers der Einlassventile 4. In 3a ist ein zeitlicher Versatz des Öffnens und Schließens der Auslassventile 8 eines Zylinders 3 dargestellt, während die Einlassventile 4 des betreffenden Zylinders 3 gleichzeitig öffnen und schließen.
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In 3b ist als alternative Ausführungsform dargestellt, dass die Einlassventile 4 zeitlich versetzt geöffnet und geschlossen werden, um eine Durchmischung von Kraftstoff enthaltendem Verbrennungsabgas mit Frischluft weiter zu verbessern. Dann kann eine teilweise Durchmischung bereits im Brennraum der Zylinder 3 erfolgen.
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Das zeitlich versetzte Öffnen und/oder Schließen der Einlassventile 4 kann bei nicht versetzt angesteuerten Auslassventilen 8 und bei versetzt angesteuerten Auslassventilen 8, wie in 3a dargestellt, erfolgen.
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Ziel der versetzten Ansteuerung ist es, eine verbesserte Durchmischung in dem Abgasabführungssystem 9 zu erreichen, indem die Anzahl der durch das Abgasabführungssystem 9 in den Teilauslasskanälen 91, der Abgasführung 93 und dem gemeinsamen Auslasskanal 96 beförderten Luft- und Verbrennungsabgassäulen erhöht wird. Dadurch kommt es zu einer verbesserten Durchmischung des Kraftstoffs, der in dem Verbrennungsabgas enthalten ist, bzw. des fetten Verbrennungsabgases und der durch den Scavenging-Betrieb eingebrachten Frischluft, insbesondere in den Bereichen, in denen die Bereiche aufeinander treffen.
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Für die Ansteuerung der Auslassventile 8 können verschiedene Strategien angewandt werden. Die Auslassventile 8 können phasenversetzt geöffnet und gemeinsam, d. h. nicht phasenversetzt, geschlossen werden; sie können gemeinsam geöffnet und phasenversetzt geschlossen werden; und es kann ein Phasenversatz während des gesamten Öffnens und Schließens der Auslassventile 8 vorgesehen sein. Dabei sollte zumindest im dem ersten Auslassventil 8 zugeordneten Teilauslasskanal 91 nach dem Schließen des ersten Auslassventils 8 ein Bereich mit Frischluft vorhanden sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, die Länge der Teilauslasskanäle 91 zu erhöhen, so dass die Mischungszone im Bereich des ersten Zusammenführungsbereichs 92 vergrößert wird. Die Länge der Teilauslasskanäle 91 kann so gewählt sein, dass bei einem vorgegebenen Betriebspunkt die vor dem Öffnen des zweiten Auslassventils 8 des betreffenden Zylinders 3 ausgeschobene Menge an Verbrennungsabgas so bemessen ist, dass die Frischluft des dem ersten Auslassventil 8 zugeordneten Teilauslasskanals 91 und eine zusätzliche vorgegebene Menge an (fettem) Verbrennungsabgas in die Zylinderabgasführung 93 gelangt.
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Insbesondere sollte das Volumen des ersten Teilauslasskanals 91 abhängig von dem Hubvolumen des Kolbens in dem betreffenden Zylinder 3 und insbesondere abhängig von der Hubvolumenänderung während des Überlappens der Öffnungszeiten der Einlassventile 4 und der Auslassventile 8 gewählt werden. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass das Volumen der Teilauslasskanäle 91 zwischen dem 0,05-fachen und dem 1-fachen eines Hubraumvolumens des Zylinders beträgt. Insbesondere kann bei herkömmlichen Ottomotoren, die Länge der Teilauslasskanäle 91 mindestens 15 cm betragen.
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Dadurch kann erreicht werden, dass beim Ausschieben des Verbrennungsabgases in einem Zeitfenster zwischen dem Öffnen des ersten Auslassventils 8 und dem Öffnen des zweiten Auslassventils 8 die Frischluftsäule in dem ersten Teilauslasskanal 91 in die Zylinderabgasführung 93 geschoben wird und anschließend eine weitere Menge an unverbrannten Kraftstoff enthaltendem Verbrennungsabgas in die Zylinderabgasführung 93 eingebracht wird. Insbesondere sollte das Volumen des ersten Teilauslasskanals 91 abhängig von dem Hubvolumen des Kolbens in dem betreffenden Zylinder 3 von dem oberen Totpunkt bis zu dem Zeitpunkt des Öffnens des zweiten Auslassventils 8 gewählt werden.
