DE102011121641B4 - Dieselmotor für ein Fahrzeug und Verfahren zum Regeln bzw. Steuern desselben - Google Patents

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Abstract

Dieselmotor für ein Fahrzeug, umfassend: einen Motorkörper (1), welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder (11a) aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis (ε) des Zylinders (11a) innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt ist; und ein EGR System, um zu ermöglichen, dass ein Teil von verbranntem Gas in das Innere des Zylinders (11a) rückgeführt wird, wenn sich der Motorkörper (1) wenigstens in einem bestimmten Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl relativ niedrig sind, wobei das EGR System einen EGR Durchtritt (51) für ein Rückführen in einen Einlassdurchtritt (30) eines Teils des verbrannten Gases im Inneren eines Auslassdurchtritts (17, 40), ein EGR Steuerventil (51a), welches in einem Verlauf des EGR Durchtritts (51) vorgesehen ist und dem Einstellen einer Strömungsrate des verbrannten Gases im Inneren des EGR Durchtritts (51) dient, und eine Regel- oder Steuereinrichtung (10) für ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des EGR Steuerventils (51a) beinhaltet, wobei in dem bestimmten Betriebszustand der Motorkörper (1) betrieben wird, so dass eine Beziehung (G/F) zwischen einer Masse an gesamtem Gas (G) im Inneren des Zylinders (11a) und einer Masse des Kraftstoffs (F), welcher in das Innere des Zylinders (11a) zuzuführen ist, erfüllt: 30 ≤ G/F ≤ 60, und wobei, wenn sich der Motorkörper (1) in dem bestimmten Betriebszustand befindet, die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) die Öffnung des EGR Steuerventils (51a) derart regelt bzw. steuert, dass ein EGR Verhältnis [%], welches durch ein Volumsverhältnis des verbrannten Gases relativ zu dem gesamten Gas im Inneren des Zylinders definiert ist (Menge verbranntes Gas/gesamte Gasmenge im Inneren des Zylinders), erfüllt (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%](hier α = 0,2 × Außentemperatur [°C]) unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis (ε) des Motorkörpers (1).

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dieselmotor für ein Fahrzeug, und sie bezieht sich insbesondere auf einen Dieselmotor mit einem vergleichsweise niedrigen Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis, in welchem sein geometrisches Kompressionsverhältnis innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis 15:1 eingestellt ist. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Dieselmotors und insbesondere auf ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines EGR Verhältnisses des Dieselmotors.
  • In Dieselmotoren, welche mit Kraftstoff, von welchem eine Hauptkomponente Dieselkraftstoff ist, in Zylinder versorgt werden und eine Verbrennung dadurch durchführen, dass der Kraftstoff komprimiert bzw. verdichtet wird, um eine Selbstentzündung zu bewirken, wird ein vergleichsweise niedriges Kompressionsverhältnis, in welchem ein geometrisches Kompressionsverhältnis beispielsweise 15:1 oder niedriger ist, eingestellt bzw. festgelegt, um beispielsweise eine Reduktion einer Austrags- bzw. Abgabemenge von NOx zu erzielen. D. h., das niedrige Kompressionsverhältnis reduziert eine Geschwindigkeit der Verbrennung in jedem der Zylinder und unterdrückt eine Erzeugung von NOx (siehe JP 2008-261236 A ). Darüber hinaus ist, da das verringerte Kompressionsverhältnis des Motors einen Verlust eines mechanischen Widerstands reduziert, es auch vorteilhaft beim Verbessern einer thermischen Effizienz des Motors.
  • Jedoch wird, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis des Dieselmotors niedrig eingestellt wird, eine Temperatur des Motors an dem Ende des Kompressions- bzw. Verdichtungshubs entsprechend dem niedrigen Kompressionsverhältnis verringert. Daher wird es schwierig, dass Selbstentzündungsbedingungen beispielsweise innerhalb eines Betriebsbereichs erfüllt werden, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit niedrig sind. Darüber hinaus verschlechtert sich insbesondere in dem Dieselmotor, welcher in JP 2008-261236 A offenbart ist, eine Zündleistung, wenn eine Cetan-Zahl in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des zuzuführenden bzw. zu liefernden Kraftstoffs niedriger wird. Daher wird es, wenn diese Faktoren, welche sich auf die Betriebsbedingungen des Motors und die Eigenschaft des Kraftstoffs beziehen, kombiniert werden, noch schwieriger, dass die Selbstentzündungsbedingungen erfüllt werden. Im Zusammenhang mit dem Obigen offenbart JP 2008-261236 A eine Regelung bzw. Steuerung zum Verbessern einer Startleistung des Motors, indem die Cetan-Zahl des Kraftstoffs abgeschätzt wird, wenn der Motor gestartet wird, und gemäß dem Abschätzungs- bzw. Beurteilungsresultat eine Temperatur einer Glühkerze und ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt geändert werden.
  • Darüber hinaus offenbart JP 2007-040218 A einen Stand der Technik für ein Erhöhen, wenn ein Kompressionsverhältnis eines Fremdzündungsmotors, welcher eine Zündungsverbrennung in dem Kompressionshub durchführt, aufgrund einer Verschlechterung eines Kompressionssystems davon abnimmt, einer internen EGR Menge durch ein Vorrücken bzw. Vorstellen von Schließzeitpunkten von Auslassventilen und dadurch ein Erhöhen einer Temperatur im Inneren von Zylindern, um eine Entzündbarkeit darin sicherzustellen.
  • US 2010/0154753 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einem EGR System, wobei eine Beschädigung von Elementen nahe der EGR Leitung verhindert wird.
  • EP 1 491 740 B1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines Dieselmotors, bei dem eine Kraftstoffmenge für eine homogene Verbrennung zweiphasig eingespritzt wird.
  • US 6 918 384 B2 offenbart einen Dieselmotor mit Nockenverstellern für eine Steuerung der Zylinderinnentemperatur.
  • Wie oben beschrieben, ist beim Erzielen des verringerten Kompressionsverhältnisses mit dem Dieselmotor ein sicheres Sicherstellen der Entzündbarkeit des Kraftstoffs unabhängig von den Betriebsbedingungen des Motors und der Eigenschaft des zuzuführenden Kraftstoffs wichtig.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situationen gemacht und stellt eine Kraftstoffentzündbarkeit in einem Dieselmotor insbesondere mit bzw. bei einem niedrigen Kompressionsverhältnis sicher, welcher für eine Montage an einem Kraftfahrzeug dient.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Der Dieselmotor der Erfindung mit einem vergleichsweise niedrigen Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis, in welchem ein geometrisches Kompressionsverhältnis innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt bzw. festgelegt ist, ist dahingehend konfiguriert, dass innerhalb eines Betriebsbereichs, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit niedrig sind, Temperaturen im Inneren von Zylindern an einem Ende des Kompressionshubs erhöht werden, indem erlaubt wird, dass verbranntes Gas im Inneren der Zylinder existiert bzw. vorliegt. Unter Berücksichtigung der minimalen Erhöhung in der Temperatur, welche innerhalb der Zylinder an dem Ende des Kompressionshubs erforderlich ist, um Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen, ist bzw. wird eine existierende Menge des verbrannten Gases im Inneren der Zylinder, welche die minimale Anstiegsgröße bzw. Größe eines minimalen Anstiegs in den Temperaturen an dem Ende des Kompressionshubs erzielen kann, durch ein EGR Verhältnis, wenn externes EGR Gas verwendet wird, und Schließzeitpunkte der Auslassventile spezifiziert bzw. bestimmt, wenn internes EGR Gas verwendet wird.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Dieselmotor für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, welcher einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis des Zylinders innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt bzw. festgelegt ist, und ein EGR System beinhaltet, um zu ermöglichen, dass ein Teil von verbranntem Gas in das Innere des Zylinders rückgeführt wird, wenn sich der Motorkörper wenigstens in einem besonderen Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl relativ niedrig sind.
  • Das EGR System beinhaltet einen EGR Durchtritt, welcher vorzugsweise wenigstens teilweise im Inneren des Motorkörpers ausgebildet ist, für ein Rezirkulieren bzw. Rückführen in einen Einlassdurchtritt eines Teils des verbrannten Gases im Inneren eines Auslassdurchtritts, ein EGR Regel- bzw. Steuerventil, welches in dem Verlauf des EGR Durchtritts vorgesehen ist und dem Einstellen einer Fluss- bzw. Strömungsrate des verbrannten Gases im Inneren des EGR Durchtritts dient, und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einen Controller für ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des EGR Regel- bzw. Steuerventils. In dem besonderen Betriebszustand wird der Motorkörper betrieben, so dass eine Beziehung zwischen einer Masse an gesamtem Gas im Inneren des Zylinders und einer Masse des Kraftstoffs, welcher in das Innere des Zylinders zuzuführen bzw. zu liefern ist, erfüllt 30 ≤ G/F ≤ 60, wenn G die Masse an gesamtem Gas im Inneren des Zylinders bezeichnet und F die Masse an Kraftstoff bezeichnet, welche in den Zylinder zuzuführen ist. Wenn sich der Motorkörper in dem besonderen Betriebszustand befindet, regelt die Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. der Controller die Öffnung des EGR Regel- bzw. Steuerventils derart, dass ein EGR Verhältnis [%], welches durch ein Volumsverhältnis des verbrannten Gases relativ zu dem gesamten Gas im Inneren des Zylinders definiert ist (Menge verbranntes Gas/gesamte Gasmenge im Inneren des Zylinders), erfüllt (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (1) (hier a = 0,2 × Umgebungstemperatur [°C])
    unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers.
  • Das EGR Verhältnis kann wie folgt berechnet werden: EGR Verhältnis = CO2 Konzentration in Einlassluft/CO2 Konzentration in Abgas × 100 [%].
  • Darüber hinaus ist das G/F (die Masse des gesamten Gases (verbranntes Gas + neue Luft bzw. Frischluft) im Inneren des Zylinders/die Masse des Kraftstoffs, welche zu dem Zylinder zuzuführen ist) einer der Parameter, welche sich auf die Zylinderinnentemperatur (Verbrennungstemperatur) und das EGR Verhältnis beziehen, und das Einstellen bzw. Festlegen des G/F auf innerhalb von 30 bis 60, d. h. etwa 45, ist geeignet, beispielsweise unter Berücksichtigung der Abgasemissionsleistung von Ruß und NOx. Es ist festzuhalten, dass ein Festlegen des G/F, um etwa 45 zu sein, einem Einstellen eines Überschussluftverhältnisses λ entspricht, um geringfügig magerer als λ = 1,1 zu sein.
  • Somit ist in Gleichung bzw. Bedingung (1) das Teil für ein Erhalten des minimalen Werts des EGR Verhältnisses, (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α, ein minimaler Wert des EGR Verhältnisses, welcher erforderlich ist, um die Selbstentzündungsbedingungen unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers zu erfüllen, und durch ein Einstellen des EGR Verhältnisses höher als den minimalen Wert wird die minimale Menge des erforderlichen verbrannten Gases (des externen EGR Gases) in den Zylinder eingebracht und es wird die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs in einem Ausmaß erhöht, um die Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen.
  • Hier sind bzw. werden die Selbstentzündungsbedingungen, welche für ein Erstellen von Gleichung (1) eingestellt werden, in wünschenswerter Weise in Bezug auf den Kraftstoff mit der schlechtesten Entzündbarkeit eingestellt, und Gleichung (1) wird unter der Annahme berechnet, dass der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetan-Zahl, welcher für den Motor zu verwenden ist (Cetan-Zahl = ungefähr 40), verwendet wird. Dadurch können die Selbstentzündungsbedingungen erfüllt werden, solange Gleichung (1) erfüllt wird, selbst wenn der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetan-Zahl verwendet wird. Es ist festzuhalten, dass, wenn ein Kraftstoff mit einer vergleichsweise höheren Cetan-Zahl verwendet wird, naturgemäß die Selbstentzündungsbedingungen durch ein Erfüllen von Gleichung bzw. Bestimmung (1) erfüllt werden.
  • Darüber hinaus verringert sich, wenn eine externe Umgebungstemperatur T eingestellt bzw. festgelegt ist, um konstant zu sein (d. h. α ist ein konstanter Wert), der minimale Wert, welcher basierend auf Gleichung (1) erhalten wird, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε höher ist, und der minimale Wert steigt an, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε niedriger ist. D. h., es nimmt, da die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs ansteigt, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε höher ist, eine minimale Anstiegs- bzw. Erhöhungsgröße einer Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs ab, welche erforderlich ist, um die Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen, und daher nimmt die Menge des verbrannten Gases, welche in die Zylinder einzubringen ist, ab. Andererseits steigt, da die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs abnimmt, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε niedriger ist, die minimale Anstiegsgröße der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs an, welche erforderlich ist, um die Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen, und daher muss die Menge des verbrannten Gases, welche in die Zylinder einzubringen ist, erhöht werden.
  • Darüber hinaus ist bzw. wird der Wert von ungefähr 60% als der maximale Wert des EGR Verhältnisses für einen Fall eingestellt bzw. festgelegt, wo der Motorkörper mit dem Überschussluftverhältnis von λ = 1,1 betrieben wird, wobei bzw. wenn eine Lastvariation bzw. -änderung des Motorkörpers beispielsweise aufgrund einer Beschleunigung berücksichtigt wird. D. h., wenn das EGR Verhältnis eingestellt bzw. festgelegt ist, um vergleichsweise hoch zu sein, um beispielsweise 60% zu übersteigen, wird die übermäßige bzw. überschüssige Menge des verbrannten Gases in den Zylinder eingebracht, und die erforderliche Menge von neuer bzw. Frischluft, um das Überschussverhältnis λ = 1,1 zu erfüllen, kann nicht in die Zylinder strömen.
  • Somit kann durch ein Einstellen des EGR Verhältnisses, um Gleichung (1) in dem besonderen Betriebszustand zu erfüllen, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind, beinhaltend bei einem Starten des Motors, selbst wenn der Kraftstoff mit niedriger Entzündbarkeit verwendet wird, die Entzündbarkeit des Kraftstoffs sicher sichergestellt werden. Dadurch wird der Dieselmotor mit dem vergleichsweise niedrigen Kompressionsverhältnis, in welchem das geometrische Kompressionsverhältnis innerhalb des Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt bzw. festgelegt wird, erzielt. Der Dieselmotor mit dem niedrigen Kompressionsverhältnis weist eine signifikant reduzierte NOx Austragsmenge aufgrund einer langsamen Verbrennung auf und weist dadurch eine hohe Abgasemissionsleistung auf und weist darüber hinaus durch eine verbesserte thermische Effizienz gemäß einem reduzierten Verlust eines mechanischen Widerstands einen exzellenten Kraftstoffverbrauch auf.
  • Hier ist bzw. wird in dieser Konfiguration wenigstens ein Teil des EGR Durchtritts innerhalb des Motorkörpers ausgebildet. Dadurch ist diese Konfiguration vorteilhaft bei einem Unterdrücken einer Freigabe bzw. Freisetzung von Wärme von dem verbrannten Gas, während es durch den EGR Durchtritt fließt bzw. strömt. Dies erlaubt, dass das verbrannte Gas mit der höchst möglichen Temperatur in den Zylinder eingebracht wird, und ist vorteilhaft beim Erhöhen der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs. D. h., in dem Motor mit dem niedrigen geometrischen Kompressionsverhältnis ist es vorteilhaft bei einem sicheren Sicherstellen der Entzündbarkeit in dem besonderen Betriebsbereich, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind. Demgegenüber ist beispielsweise in der konventionellen Konfiguration, wo der EGR Durchtritt zur Außenseite des Motorkörpers freigelegt ist, die Freigabemenge an Wärme von dem verbrannten Gas groß, während es durch den EGR Durchtritt strömt, und die Temperaturen des verbrannten Gases, welches in die Zylinder einzubringen ist, werden verringert, wodurch es nachteilig beim Erhöhen der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs ist. Als ein Ergebnis davon kann der Motor mit dem niedrigen Kompressionsverhältnis nicht die Entzündbarkeit nur durch ein Einstellen des EGR Verhältnisses sicherstellen, wie dies oben beschrieben ist.
  • Im Hinblick auf die Freigabe- bzw. Freisetzungsmenge von Wärme nimmt, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε fixiert ist, der minimale Wert des EGR Verhältnisses basierend auf Gleichung (1) ab, wenn die externe Umgebungstemperatur T höher ist, und der minimale Wert nimmt zu, wenn die externe Umgebungstemperatur T niedriger ist. D. h., wenn die externe Umgebungstemperatur T abnimmt, wird die Temperatur der neuen bzw. Frischluft verringert, welche in den Zylinder einzubringen ist, ebenso wie die Freisetzungsmenge von Wärme von dem verbrannten Gas erhöht wird, während es durch den EGR Durchtritt fließt, wodurch die Temperatur des verbrannten Gases, welches in den Zylinder einzubringen ist, leicht abnimmt. Dies ist nachteilig im Hinblick auf die Entzündbarkeit. In einem derartigen Fall, wo das verbrannte Gas in den Zylinder über den EGR Durchtritt eingebracht wird, mit anderen Worten, wo das externe EGR Gas verwendet wird, beeinflusst die externe Umgebungstemperatur T stark, wenn das EGR Verhältnis eingestellt ist, um die Entzündbarkeit sicherzustellen, weshalb beim Regeln bzw. Steuern des EGR Verhältnisses die externe Umgebungstemperatur T wünschenswert als einer der Parameter wie in Gleichung (1) erachtet wird.
  • Ein Teil des Abgasdurchtritts kann im Inneren des Motorkörpers ausgebildet sein, und der EGR Durchtritt kann mit dem Auslassdurchtritt verbunden sein, welcher im Inneren des Motorkörpers ausgebildet ist. Hier kann der ”Auslassdurchtritt”, wie dies überflüssig ist zu erwähnen, Auslass- bzw. Austrittsöffnungen bzw. -ports, welche innerhalb eines Zylinderkopfs des Motorkörpers ausgebildet sind, und beispielsweise einen Auslassverteiler für ein Zusammenführen der Auslassöffnungen beinhalten, welche in dem Zylinderkopf ausgebildet sind.
  • In diesen Konfigurationen sind ein Teil des Auslassdurchtritts und ein Teil des EGR Durchtritts im Inneren des Motorkörpers ausgebildet. Dadurch kann, wie oben beschrieben, die Abgabe bzw. Freisetzung von Wärme während eines Strömens durch den Auslassdurchtritt und EGR Durchtritt weiter unterdrückt werden. Dies kann weiters vorteilhaft beim Erhöhen der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs durch ein Einbringen von verbranntem Gas mit der höchstmöglichen Temperatur insbesondere in dem Motor sein, welcher ein geometrisches Kompressionsverhältnis aufweist, welches vergleichsweise niedrig ist, so dass ein Sicherstellen der Entzündbarkeit nicht mit dem EGR Durchtritt mit der konventionellen Konfiguration erzielt werden kann.
  • Der Zylinder des Motorkörpers kann eine Mehrzahl von Zylindern beinhalten, welche in Serie ausgerichtet bzw. angeordnet sind. Die Länge des EGR Durchtritts kann auf eine Länge der Zylinder in ihrer ausgerichteten Richtung des Motorkörpers (axiale Richtung einer Kurbelwelle) oder kürzer eingestellt bzw. festgelegt sein.
  • Dies bedeutet, dass die Länge des EGR Durchtritts eingestellt ist, um beträchtlich kürzer im Vergleich zu dem EGR Durchtritt mit bzw. bei der konventionellen Konfiguration zu sein, welche außerhalb des Motorkörpers angeordnet ist, und der EGR Durchtritt mit der kürzestmöglichen Länge wird eingestellt, um der Größe des Motorkörpers zu entsprechen. Daher ist es vorteilhaft beim Erhöhen der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs durch ein Unterdrücken der Freigabe von Wärme von dem verbrannten Gas, während es durch den EGR Durchtritt fließt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Dieselmotor für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt. Das EGR System beinhaltet wenigstens ein Auslassventil, welches zwischen einem Auslassdurchtritt und dem Zylinder vorgesehen ist, und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung für ein Regeln bzw. Steuern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Auslassventils, und die Regel- bzw. Steuereinrichtung stellt den Schließzeitpunkt des Auslassventils ein, um während eines Auslasshubs zu liegen, welcher um einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel von seinem oberen Totpunkt vorgestellt bzw. vorgerückt ist, um das Teil des verbrannten Gases im Inneren des Zylinders zu belassen.
  • Darüber hinaus wird in dem bestimmten Betriebszustand der Motorkörper betrieben, so dass eine Beziehung zwischen einer Masse an gesamtem Gas im Inneren des Zylinders und einer Masse des Kraftstoffs, welcher in das Innere des Zylinders zuzuführen ist, 30 ≤ G/F ≤ 60 erfüllt, wenn G die Masse an gesamtem Gas im Inneren des Zylinders bezeichnet und F die Masse an Kraftstoff bezeichnet, welcher in das Innere des Zylinders zuzuführen bzw. zu liefern ist. Wenn sich der Motorkörper in dem bestimmten Betriebszustand befindet, regelt bzw. steuert die Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. der Controller den Schließzeitpunkt [BTDC°CA] des Auslassventils, um zu erfüllen 16 × (15 – ε) + 20 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] (2) unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers.
  • Hier kann der Schließzeitpunkt des Auslassventils in einer Anhebekurve des Auslassventils, welche in ein Teil einer offenen bzw. Öffnungsrampe, ein Glockenkurventeil und ein Teil einer Schließrampe unterteilt ist, als ein Schalt- bzw. Umschaltpunkt zwischen dem Glockenkurventeil und dem Schließrampenteil definiert sein bzw. werden. Spezifischer kann ein Anhebepunkt von 0,5 mm als der Schließzeitpunkt des Auslassventils eingestellt oder definiert sein bzw. werden.
  • Wenn der Schließzeitpunkt θ des Auslassventils in Gleichung bzw. Bedingung (2) früher wird (wenn bzw. da der Wert von θ, welcher durch den Kurbelwellenwinkel [deg] vor einem oberen Totpunkt an dem Kompressionshub angezeigt ist, größer wird), wird eine Periode einer negativen Überlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an den Auslass- und Einlasshüben geschlossen sind, länger und die Menge des verbrannten Gases, welches innerhalb des Zylinders verbleibt, wird erhöht. D. h., das EGR System in dieser Konfiguration ist konfiguriert, um das EGR Verhältnis durch ein Verwenden eines internen EGR Gases einzustellen. Ein Erfüllen der Beziehung (2) entspricht einem Einstellen des Schließzeitpunkts θ des Auslassventils früher als einen vorbestimmten Zeitpunkt und einem Verbleiben einer vorbestimmten Menge an verbranntem Gas, wodurch die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs erhöht wird und die Selbstentzündungsbedingungen erfüllt werden.
  • Darüber hinaus ist in Gleichung (1) das Teil für ein Erhalten eines minimalen Werts des Schließzeitpunkts θ des Auslassventils, 16 × (15 – ε) + 20, ein minimaler Wert, welcher erforderlich ist, um die Selbstentzündungsbedingungen in Bezug auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers zu erfüllen. Durch ein Einstellen des Schließzeitpunkts θ des Auslassventils höher als den minimalen Wert, wird die minimale Menge an erforderlichem Gas im Inneren des Zylinders zurückgelassen und die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs wird erhöht, um die Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen.
  • Ähnlich zu dem minimalen Wert des EGR Verhältnisses basierend auf Gleichung (1) weist der minimale Wert des Schließzeitpunkts θ basierend auf Gleichung (2) eine Charakteristik dahingehend auf, dass er kleiner wird, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε größer wird, und größer wird, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε kleiner wird. Darüber hinaus ist bzw. wird der Wert 80 [BTDC°CA] als der maximale Wert des Schließzeitpunkts θ basierend auf Gleichung (2) als ein maximaler Wert davon in einem Fall eingestellt bzw. festgelegt, wo der Motorkörper mit dem Überschussluftverhältnis λ = 1,1 betrieben wird.
  • Wie oben kann, indem die Regel- bzw. Steuereinrichtung den Schließzeitpunkt des Auslassventils regelt bzw. steuert, um Gleichung (2) zu erfüllen, in dem bestimmten Betriebszustand, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind, beinhaltend bei einem Starten des Motors, selbst wenn der Kraftstoff mit niedriger Entzündbarkeit verwendet wird, die Entzündbarkeit des Kraftstoffs sicher sichergestellt werden. Ähnlich zu der obigen Beschreibung erzielt bzw. ergibt dies einen Dieselmotor mit einem vergleichsweise niedrigen Kompressionsverhältnis, in welchem sein geometrisches Kompressionsverhältnis innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt ist, und eine NOx Austragsmenge des Dieselmotors signifikant aufgrund einer langsamen Verbrennung reduziert ist bzw. wird, und dadurch eine hohe bzw. gute Abgasemissionsleistung aufweist und darüber hinaus durch eine thermische Effizienz, welche gemäß einem reduzierten Verlust eines mechanischen Widerstands verbessert ist, einen hohen bzw. guten Kraftstoffverbrauch aufweist.
  • Eine derartige Erhöhung der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs durch ein Verwenden des internen EGR Gases ist vorteilhaft dahingehend, dass die Freigabe von Wärme von dem verbrannten Gas verhindert oder unterdrückt bzw. beschränkt wird und der Einfluss von der externen Umgebungstemperatur klein im Vergleich zu dem Fall eines Verwendens des externen EGR Gases über den oben beschriebenen EGR Durchtritt sein kann. Als ein Resultat davon ist, wie oben beschrieben, die Erhöhung der Temperatur durch ein Verwenden des internen EGR Gases besonders effektiv bzw. wirksam für den Motor mit dem vergleichsweise niedrigen Kompressionsverhältnis, so dass eine Entzündbarkeit davon nicht mit einer konventionellen Konfiguration gesichert werden kann, wo der EGR Durchtritt außerhalb des Motorkörpers angeordnet ist.
  • Ein Auslassdrosselventil kann in dem Auslassdurchtritt angeordnet sein. Wenn sich der Motorkörper in dem bestimmten Betriebszustand befindet und das Auslassdrosselventil zu einer vorbestimmten Öffnung geschlossen wird, kann die Regel- bzw. Steuereinrichtung den Schließzeitpunkt θ [BTDC°CA] des Auslassventils regeln bzw. steuern, um 10 × (15 – ε) + 15 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] (3) unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers zu erfüllen.
  • Hier bedeutet die Phrase ”das Auslassdrosselventil ist bzw. wird zu einer vorbestimmten Öffnung geschlossen”, dass die Öffnung des Drosselventils in einem Ausmaß geregelt bzw. gesteuert wird, dass das Abgas davon leckt bzw. austritt, und es kann mit anderen Worten darauf Bezug genommen werden als ”das Auslassdrosselventil ist teilweise geöffnet”. Darüber hinaus kann es derart definiert sein, dass das Drosselventil teilweise geöffnet ist bzw. wird, so dass der Abgasgegendruck des Motorkörpers höher ist als der Abgasgegendruck davon, wenn das Drosselventil vollständig geöffnet ist (oder das Drosselventil nicht vorgesehen bzw. nicht zur Verfügung gestellt ist), und niedriger als ein theoretischer kritischer Druck an der Auslassseite.
  • Gemäß dieser Konfiguration steigt, da der Abgasgegendruck des Motorkörpers durch ein Schließen des Auslassdrosselventils erhöht wird, beispielsweise selbst in einem Fall, wo das Auslassventil zu demselben Zeitpunkt geschlossen wird, wenn das Auslassdrosselventil geschlossen wird, die Menge des verbrannten Gases, welche im Inneren des Zylinders verbleibt, im Vergleich dazu an, wenn das Auslassdrosselventil nicht geschlossen ist bzw. wird oder das Auslassdrosselventil nicht existiert, und daher steigt das EGR Verhältnis an. D. h., bei einem Vergleich von Gleichung (2) und (3) kann der minimale Wert des Schließzeitpunkts basierend auf Gleichung (3) kleiner sein. Dies kann weiter vorteilhaft in dem Motorkörper mit dem vergleichsweise niedrigen geometrischen Kompressionsverhältnis sein. Mit anderen Worten wird, wie oben beschrieben, das erforderliche minimale EGR Verhältnis höher, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis des Motorkörpers kleiner wird und es für das Auslassventil erforderlich wird, früher geschlossen zu werden. Jedoch kann eine maximale Vorstellgröße des Schließzeitpunkts des Auslassventils auf eine vorbestimmte Größe beispielsweise gemäß einer Charakteristik einer Form einer Verbrennungskammer und einer Charakteristik eines Mechanismus für ein Ändern des Schließzeitpunkts des Auslassventils beschränkt sein bzw. werden. In einem derartigen Fall belässt ein Verzögern des Schließzeitpunkts des Auslassventils durch ein Schließen des Auslassdrosselventils die erforderliche Menge des verbrannten Gases im Inneren des Zylinders ohne eine Regulierung des Schließzeitpunkts und stellt die Entzündbarkeit selbst in dem Motor mit einem vergleichsweise niedrigen Kompressionsverhältnis sicher.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines EGR Verhältnisses eines Dieselmotors für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt. Der Motor beinhaltet einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis ε des Zylinders innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt ist, und ein EGR System, um zu erlauben, dass ein Teil von verbranntem Gas im Inneren des Zylinders des Motorkörpers existiert, wenn sich der Motorkörper wenigstens in einem bestimmten Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig sind. Das EGR System beinhaltet einen EGR Durchtritt, welcher vorzugsweise wenigstens teilweise im Inneren des Motorkörpers gebildet ist, für ein Rezirkulieren bzw. Rückführen in einen Einlassdurchtritt eines Teils des verbrannten Gases im Inneren eines Auslassdurchtritts, und welcher eine vorbestimmte oder kürzere Durchtrittslänge aufweist, ein EGR Regel- bzw. Steuerventil, welches in dem Verlauf des EGR Durchtritts vorgesehen ist und für ein Einstellen einer Fluss- bzw. Strömungsrate des verbrannten Gases im Inneren des EGR Durchtritts, und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung für ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des EGR Regel- bzw. Steuerventils. Das Verfahren beinhaltet ein Betreiben des Motorkörpers in dem bestimmten Betriebszustand, so dass ein Verhältnis bzw. eine Beziehung zwischen einer Masse an gesamtem Gas (G) im Inneren des Zylinders und einer Masse des Kraftstoffs (F), welcher in das Innere des Zylinders (G/F) zuzuführen ist, erfüllt 30 ≤ G/F ≤ 60, und wenn sich der Motorkörper in dem bestimmten Betriebszustand befindet, ein Bewirken, dass die Regel- bzw. Steuereinrichtung die Öffnung des EGR Regel- bzw. Steuerventils derart regelt bzw. steuert, dass ein EGR Verhältnis [%], welches durch ein Volumsverhältnis des verbrannten Gases relativ zu dem gesamten Gas im Inneren des Zylinders definiert wird (Menge verbranntes Gas/gesamte Gasmenge im Inneren des Zylinders), erfüllt, (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (hier α = 0,2 × Umgebungstemperatur [°C])
    unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers.
  • Das EGR Verhältnis kann wie folgt berechnet werden: EGR Verhältnis = CO2 Konzentration in Einlassluft/CO2 Konzentration in Abgas × 100 [%].
  • Ein Teil des Auslassdurchtritts kann im Inneren des Motorkörpers ausgebildet werden. Der EGR Durchtritt kann mit dem Auslassdurchtritt verbunden werden, welcher im Inneren des Motorkörpers ausgebildet ist.
  • Der Zylinder des Motorkörpers kann eine Mehrzahl von Zylindern beinhalten, welche in Serie angeordnet bzw. ausgerichtet sind. Die Länge des EGR Durchtritts kann auf eine Länge der Zylinder in ihrer ausgerichteten Richtung des Motorkörpers (axialen Richtung einer Kurbelwelle) oder kürzer eingestellt bzw. festgelegt sein.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines EGR Verhältnisses eines Dieselmotors für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt. Der Motor beinhaltet einen Motorkörper, welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis ε des Zylinders innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt ist, und ein EGR System, um zu erlauben, dass ein Teil von verbranntem Gas im Inneren des Zylinders des Motorkörpers existiert, wenn sich der Motorkörper wenigstens in einem bestimmten Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig sind. Das EGR System beinhaltet ein Auslassventil, welches zwischen einem Auslassdurchtritt und dem Zylinder vorgesehen ist, und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung für ein Regeln bzw. Steuern eines von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Auslassventils, und wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung den Schließzeitpunkt des Auslassventils einstellt, um während eines Auslasshubs zu liegen, wobei der Schließzeitpunkt des Auslassventils um einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel von seinem oberen Totpunkt vorgestellt bzw. vorgerückt wird, um einen Teil des verbrannten Gases im Inneren des Zylinders zu belassen. Das Verfahren beinhaltet ein Betreiben des Motorkörpers in dem bestimmten Betriebszustand, so dass ein Verhältnis zwischen einer Masse an gesamtem Gas im Inneren des Zylinders und einer Masse des Kraftstoffs, welcher in das Innere des Zylinders zuzuführen ist, die Bedingung 30 ≤ G/F ≤ 60 erfüllt, wenn G die Masse des gesamten Gases im Inneren des Zylinders bezeichnet und F die Masse an Kraftstoff bezeichnet, welcher in das Innere des Zylinders zuzuführen bzw. zu liefern ist; und wenn sich der Motorkörper in dem bestimmten Betriebszustand befindet, ein Bewirken, dass die Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. der Controller den Schließzeitpunkt θ [BTDC°CA] des Auslassventils regelt bzw. steuert, um die Bedingung 16 × (15 – ε) + 20 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers zu erfüllen.
  • Ein Auslassdrosselventil ist in dem Auslassdurchtritt angeordnet. Wenn sich der Motorkörper in dem bestimmten Betriebszustand befindet und das Auslassdrosselventil zu einer vorbestimmten Öffnung geschlossen ist, regelt bzw. steuert die Regel- bzw. Steuereinrichtung den Schließzeitpunkt θ [BTDC°CA] des Auslassventils, um zu erfüllen 10 × (15 – ε) + 15 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motorkörpers.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Konfiguration eines Dieselmotors zeigt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches sich auf eine Regelung bzw. Steuerung des Dieselmotors bezieht.
  • 3 ist eine schematische Draufsicht, welche einen EGR Durchtritt illustriert, welcher innerhalb eines Zylinderkopfs des Motors ausgebildet ist.
  • 4 ist ein Konturendiagramm, welches sich auf eine Erhöhung in einer Temperatur eines Zylinders an dem Ende eines Kompressions- bzw. Verdichtungshubs gemäß einer Beziehung zwischen einem geometrischen Kompressionsverhältnis ε und einem EGR Verhältnis bezieht und Zusammenhänge bzw. Beziehungen des EGR Verhältnisses zeigt, welche Bedingungen eines Sicherstellens einer Entzündbarkeit mit einer internen EGR, einer externen EGR und einer externen EGR in der konventionellen Konfiguration jeweils als Beispiele erfüllen können.
  • 5 ist ein Konturendiagramm, welches sich auf die Erhöhung der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs gemäß der Beziehung zwischen dem geometrischen Kompressionsverhältnis ε und einem EGR Verhältnis bezieht und Unterschiede zeigt, wenn sich eine externe Umgebungstemperatur ändert.
  • 6 ist eine Ansicht entsprechend 3 mit einem anderen Beispiel des EGR Durchtritts verschieden von demjenigen in 3.
  • 7 ist ein Konturendiagramm, welches sich auf die Erhöhung in einer Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs gemäß einer Beziehung zwischen dem geometrischen Kompressionsverhältnis ε und einem Schließzeitpunkt eines Auslassventils bezieht.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird ein Dieselmotor gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben. Es ist festzuhalten, dass die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen lediglich eine Illustration ist.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 und 2 zeigen schematische Konfigurationen eines Motors 1 der ersten Ausführungsform. Der Motor 1 ist ein Dieselmotor, welcher in einem Fahrzeug montiert bzw. angeordnet ist und mit Kraftstoff versorgt wird, von welchem eine Hauptkomponente Dieselkraftstoff ist. Der Dieselmotor beinhaltet einen Zylinderblock 11, welcher mit einer Mehrzahl von Zylindern 11a (nur ein Zylinder ist illustriert), einem Zylinderkopf 12, welcher auf dem Zylinderblock 11 angeordnet ist, und einer Ölwanne 13 versehen ist, welche unterhalb des Zylinderblocks 11 angeordnet ist und wo ein Schmiermittel gespeichert ist. Obwohl, wie dies in 3 gezeigt ist, der Motor 1 dieser Ausführungsform ein Vierzylinder-Inline- bzw. -Reihenmotor ist, wo vier des ersten bis vierten Zylinders 11a in Serie angeordnet sind, ist er nicht auf den Vierzylinder-Reihenmotor beschränkt. Im Inneren der Zylinder 11a des Motors 1 sind hin und her gehende Kolben 14 eingepasst, und Hohlräume, welche teilweise rückspringende Verbrennungskammern 14a bilden, sind jeweils an oberen Oberflächen der Kolben 14 ausgebildet. Jeder der Kolben 14 ist mit einer Kurbelwelle 15 über eine Verbindungsstange 14b gekoppelt.
  • In dem Zylinderkopf 12 sind Einlassöffnungen bzw. -ports 16 und Auslassöffnungen bzw. -ports 17 ausgebildet, und Einlassventile 21 für ein Öffnen und Schließen der Öffnungen der Einlassports 16 an der Seite der Verbrennungskammer 14a und Auslassventile 22 für ein Öffnen und Schließen der Öffnungen der Auslassports 17 an der Seite der Verbrennungskammer 14a sind für jeden der Zylinder 11a angeordnet. Wie dies schematisch in 3 gezeigt ist, ist jeder der Zylinder 11a mit zwei Öffnungen der Einlassports 16 und zwei Öffnungen der Auslassports 17 ausgebildet, d. h. jeder der Zylinder 11a ist mit zwei Einlassventilen 21 und zwei Auslassventilen 22 angeordnet. Innerhalb eines Ventiltriebsystems des Motors 1 für ein Betreiben bzw. Betätigen der Einlass- und Auslassventile 21 und 22 (die Illustration bzw. Darstellung davon ist in 1 weggelassen), ist ein Einlassmechanismus mit variabler Ventilsteuerung bzw. -einstellung (variable Ventilsteuerung, Variable Valve Timing: VVT), welcher hydraulisch oder mechanisch betätigt wird, für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten der Einlassventile 21 an der Einlassventilseite vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt. Eine andere VVT, welche hydraulisch oder mechanisch betätigt ist bzw. wird, für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten der Auslassventile 22 ist in ähnlicher Weise an der Auslassventilseite vorgesehen (siehe das Bezugszeichen 71).
  • Einspritzeinrichtungen 18 für ein Einspritzen des Kraftstoffs und Glühkerzen 19 für ein Verbessern einer Entzündbarkeit des Kraftstoffs durch ein Heizen bzw. Erwärmen von Einlassluft in einem kalten Zustand des Motors 1 sind innerhalb des Zylinderkopfs 12 vorgesehen. Die Einspritzeinrichtungen 18 sind derart angeordnet, dass Kraftstoffeinspritzöffnungen bzw. -ports davon zu den Verbrennungskammern 14a jeweils von Deckenoberflächen der Verbrennungskammern 14a gerichtet sind, und die Einspritzeinrichtungen 18 liefern den Kraftstoff zu den Verbrennungskammern 14a durch ein direktes Einspritzen des Kraftstoffs zu einem Zeitpunkt nahe einem oberen Totpunkt in einem Kompressions- bzw. Verdichtungshub.
  • Ein Einlassdurchtritt 30 ist mit einer Seitenoberfläche des Motors 1 verbunden, um mit den Einlassöffnungen 16 der Zylinder 11a zu kommunizieren bzw. in Verbindung zu stehen. Demgegenüber ist ein Auslassdurchtritt 40 für ein Ausbringen bzw. Austragen von verbranntem Gas (d. h. Abgas) von den Verbrennungskammern 14a der Zylinder 11a mit der anderen Seitenoberfläche des Motors 1 verbunden. Ein großer Turbolader 61 und ein kompakter Turbolader 62 für ein Aufladen der Einlassluft (im Detail unten beschrieben) sind in dem Einlass- und Auslassdurchtritt 30 und 40 angeordnet.
  • Eine Luftreinigungseinrichtung 31 für ein Filtern der Einlassluft ist in einem stromaufwärtigen Endteil des Einlassdurchtritts 30 angeordnet. Ein Druckausgleichsbehälter 33 ist nahe einem stromabwärtigen Ende des Einlassdurchtritts 30 angeordnet. Ein Teil des Einlassdurchtritts 30 an der stromabwärtigen Seite des Druckausgleichsbehälters 33 ist verzweigt, um unabhängige Durchtritte zu sein, welche sich in Richtung zu den jeweiligen Zylindern 11a erstrecken, und stromabwärtige Enden der unabhängigen Durchtritte sind mit den Einlassöffnungen 16 der Zylinder 11a verbunden. Der Druckausgleichsbehälter 33 und die unabhängigen Durchtritte sind innerhalb eines Einlassverteilers bzw. Ansaugkrümmers 34 ausgebildet, welcher an einer Seitenoberfläche des Motors festgelegt ist (siehe auch 3).
  • Ein Kompressor bzw. Verdichter 61a des großen Turboladers 61, ein Verdichter 62a des kompakten Turboladers 62, ein Zwischenkühler 35 für ein Kühlen von Luft, welche durch die Verdichter 61a und 62a verdichtet ist bzw. wird, und ein Drosselventil 36 für ein Einstellen einer Menge der Einlassluft, welche in die Verbrennungskammern 14a der Zylinder 11a fließt bzw. strömt, sind in dem Einlassdurchtritt 30 zwischen der Luftreinigungseinrichtung 31 und dem Druckausgleichsbehälter 33 angeordnet. Das Drosselventil 36 ist im Wesentlichen vollständig geöffnet; es ist jedoch vollständig geschlossen, wenn der Motor 1 angehalten ist bzw. wird, um einen Stoß bzw. Schlag zu verhindern.
  • Während die Einlassseite die Konfiguration wie oben aufweist, ist ein Teil des Auslassdurchtritts 40 an der stromaufwärtigen Seite mit Auslassöffnungen bzw. -ports 17, welche zu jedem der Zylinder 11a verzweigt sind, einem Auslassverteiler bzw. Abgaskrümmer 37, welcher unabhängige Durchtritte aufweist, welche mit den entsprechenden Auslassöffnungen 17 verbunden sind, und einem zusammenführenden Teil ausgebildet bzw. versehen, wo die unabhängigen Durchtritte miteinander zusammengeführt werden bzw. sich miteinander verbinden. Wie dies in 3 gezeigt ist, ist der Auslassverteiler 37 dieser Ausführungsform innerhalb des Zylinderkopfs 12 des Motors 1 ausgebildet.
  • In einem Teil des Auslassdurchtritts 40 stromabwärts von dem Auslassverteiler 37 sind eine Turbine 62b des kompakten Turboladers 62, eine Turbine 61b des großen Turboladers 61, eine Abgasbehandlungseinrichtung 41 für ein Reinigen von gefährlichen Komponenten, welche in dem Abgas enthalten sind, und ein Schalldämpfer 42 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite angeordnet.
  • Die Abgasbehandlungseinrichtung 41 beinhaltet einen Oxidationskatalysator 41a und ein Dieselpartikelfilter 41b (nachfolgend als das Filter bezeichnet), und diese Komponenten sind in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite angeordnet. Der Oxidationskatalysator 41a und das Filter 41b sind in einem Gehäuse aufgenommen. Der Oxidationskatalysator 41a weist einen Oxidationskatalysator auf, welcher beispielsweise Platin oder mit Palladium gemischtes Platin trägt, und unterstützt eine Reaktion, welche CO2 und H2O durch ein Oxidieren von in dem Abgas enthaltenem CO und HC erzeugt. Das Filter 41b fängt Teilchen bzw. Partikel, wie beispielsweise Russ, welche in dem Abgas von dem Motor 1 enthalten sind. Es ist festzuhalten, dass das Filter 41b mit dem Oxidationskatalysator beschichtet sein kann. Wie dies später beschrieben wird, wird die Erzeugung von NOx signifikant bzw. merkbar in dem Motor 1 unterdrückt oder eliminiert aufgrund des niedrigen Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnisses, weshalb der NOx Katalysator gegebenenfalls nicht verwendet werden muss.
  • Die Auslass- und Einlassseite in dem Motor 1 kommunizieren bzw. stehen in Verbindung miteinander durch einen Abgasrezirkulationsdurchtritt (EGR Durchtritt) 51 für ein Zirkulieren eines Teils des verbrannten Gases zurück zu dem Einlassdurchtritt 30. Die Illustration des EGR Durchtritts 51 ist in 1 weggelassen. Der EGR Durchtritt 51 ist innerhalb des Zylinderkopfs 12 des Motors 1 ausgebildet. Spezifisch ist, wie dies in 3 gezeigt ist, an der im Wesentlichen zentralen Position des Motors 1 in einer Reihenrichtung der Zylinder ein Ende des EGR Durchtritts 51 mit dem Auslassverteiler 37 verbunden, welcher innerhalb des Zylinderkopfs 12 ausgebildet ist. Der EGR Durchtritt 51 ist ausgebildet, um sich im Inneren des Zylinderkopfs 12 von einer Position des Auslassverteilers 37 und zwischen dem zweiten und dritten Zylinder in Richtung zu einer Richtung im Wesentlichen normal auf die Reihenrichtung der Zylinder zu erstrecken, um die Einlassseite zu erreichen. Eine Reihenrichtung der Zylinder bedeutet eine sich erstreckende Richtung oder eine axiale Richtung der Kurbelwelle 15. Das andere Ende des EGR Durchtritts 51 ist innerhalb des Einlassverteilers 34 positioniert, welcher an dem Motor 1 festgelegt ist. Dadurch wird eine Durchtrittslänge des EGR Durchtritts 51, welche durch die mit einem Punkt strichlierte Linie in 3 angezeigt ist, ungefähr dieselbe wie eine Abmessung des Motors 1 in der Richtung normal auf die Reihenrichtung der Zylinder, und ist eingestellt bzw. festgelegt, um kürzer als eine Abmessung des Motors 1 in der Reihenrichtung der Zylinder zu sein. Die Durchtrittslänge des EGR Durchtritts 51 ist, wie dies virtuell in 3 illustriert ist, signifikant bzw. beträchtlich kürzer als ein konventioneller EGR Durchtritt 52, welcher außerhalb des Motors 1 angeordnet ist. Ein Ausbilden des EGR Durchtritts 51 im Inneren des Zylinderkopfs 12 wie oben ist günstig beim Unterdrücken einer Freigabe bzw. Freisetzung von Wärme von dem verbrannten Gas, während es durch den Durchtritt strömt, und dadurch kann das verbrannte Gas in die Zylinder 11a eingebracht werden, während eine hohe Temperatur davon beibehalten wird. Es ist festzuhalten, dass ein EGR Regel- bzw. Steuerventil 51a für ein Einstellen einer einzubringenden Menge des verbrannten Gases in die Zylinder 11a in der Mitte des EGR Durchtritts 51 vorgesehen ist.
  • Der große Turbolader 61 weist den großen Verdichter 61a in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet und die große Turbine 61b in dem Auslassdurchtritt 40 angeordnet auf. Der große Verdichter 61a ist in dem Einlassdurchtritt 30 zwischen der Luftreinigungseinrichtung 31 und dem Zwischenkühler 35 angeordnet. Die große Turbine 61b ist in dem Auslassdurchtritt 40 zwischen dem Auslassverteiler 37 und dem Oxidationskatalysator 41a angeordnet.
  • Der kompakte Turbolader 62 weist den kompakten Verdichter 62a in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet und die kompakte Turbine 62b in dem Auslassdurchtritt 40 angeordnet auf. Der kompakte Verdichter 62a ist in dem Einlassdurchtritt 30 stromabwärts von dem großen Verdichter 61a angeordnet. Die kompakte Turbine 62b ist in dem Auslassdurchtritt 40 stromaufwärts von der großen Turbine 61b angeordnet.
  • D. h., der große Verdichter 61a und der kompakte Verdichter 62a sind in Serie in dem Einlassdurchtritt 30 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite angeordnet, und die kompakte Turbine 62b und die große Turbine 61b sind in Serie in dem Auslassdurchtritt 40 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite angeordnet. Die große und kompakte Turbine 61b und 62b werden durch den Strom des Abgases gedreht, und der große und kompakte Verdichter 61a und 62a, welche mit der großen und kompakten Turbine 61b und 62b gekoppelt sind, werden jeweils durch die Drehbewegungen der großen und kompakten Turbine 61b und 62b betätigt.
  • Der kompakte Turbolader 62 ist kleiner und der große Turbolader 61 ist größer in Relation zueinander. D. h., eine Trägheit der großen Turbine 61b des großen Turboladers 61 ist größer als diejenige der kompakten Turbine 62b des kompakten Turboladers 62.
  • Ein kleiner Einlassbypassdurchtritt 63 für ein Umgehen des kleinen Verdichters 62a ist mit dem Einlassdurchtritt 30 verbunden. Ein kleines Einlassbypassventil 63a für ein Einstellen einer Menge der Luft, welche in den kleinen Einlassbypassdurchtritt 63 fließt bzw. strömt, ist in dem kleinen Einlassbypassdurchtritt 63 angeordnet. Das kleine Einlassbypassventil 63a ist vollständig geschlossen (d. h. normalerweise geschlossen), wenn keine elektrische Leistung zu diesem verteilt bzw. zugeführt wird.
  • Ein kleiner Auslassbypassdurchtritt 64 für ein Umgehen der kleinen Turbine 62b und ein großer Auslassbypassdurchtritt 65 für ein Umgehen der großen Turbine 61b sind mit dem Auslassdurchtritt 40 verbunden. Ein Regulierventil 64a für ein Einstellen einer Menge des Abgases, welches zu dem kleinen Auslassbypassdurchtritt 64 strömt, ist in dem kleinen Auslassbypassdurchtritt 64 angeordnet, und ein Ladedruckregelventil 65a für ein Einstellen einer Abgasmenge, welche zu dem großen Auslassbypassdurchtritt 65 strömt, ist in dem großen Auslassbypassdurchtritt 65 angeordnet. Das Regulierventil 64a und der Ladedruckregler 65a sind beide vollständig geöffnet (d. h. normalerweise geöffnet), wenn keine elektrische Leistung zu diesen zugeführt wird.
  • Der Dieselmotor 1 mit der Konfiguration, wie sie oben beschrieben ist, wird durch ein Powertrain- bzw. Antriebsstrang-Regel- bzw. -Steuermodul 10 (welches nachfolgend als PCM oder einfach als Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. Controller bezeichnet werden kann) geregelt bzw. gesteuert. Das PCM 10 ist bzw. wird durch eine CPU, einen Speicher, eine Zähler-Zeitgeber-Gruppe, ein Interface und einen Mikroprozessor mit Pfaden für ein Verbinden dieser Einheiten konfiguriert. Das PCM 10 stellt eine Regel- bzw. Steuervorrichtung dar. Wie dies in 2 gezeigt ist, können dem PCM 10 Detektionssignale von einem Fluidtemperatursensor SW1 für ein Detektieren einer Temperatur eines Motorkühlmittels, einem Turboladedrucksensor SW2, welcher an dem Druckausgleichsbehälter 33 festgelegt ist und für ein Detektieren eines Drucks der Luft dient, welche zu den Verbrennungskammern 14a zuzuführen ist, einem Einlasslufttemperatursensor SW3 für ein Detektieren einer Temperatur der Einlassluft, einem Kurbelwellenwinkelsensor SW4 für ein Detektieren eines Drehwinkels der Kurbelwelle 15, einem Beschleunigungseinrichtungs-Positionssensor SW5 für ein Detektieren einer Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgröße entsprechend einem Winkel eines Beschleunigungspedals (nicht illustriert) des Fahrzeugs, und einem O2 Sensor SW6 für ein Detektieren einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Abgases zugeführt werden. Das PCM 10 führt verschiedene Arten von Berechnungen basierend auf den Detektionssignalen durch, um die Zustände des Motors 1 und des Fahrzeugs zu bestimmen, und gibt darüber hinaus Regel- bzw. Steuersignale zu den Einspritzeinrichtungen 18, den Glühkerzen 19, der VVT 71 des Ventilsystems und den Betätigungsgliedern bzw. Stellgliedern der Ventile 36, 51a, 63a, 64a und 65a gemäß den bestimmten Zuständen aus.
  • Somit ist der Motor 1 konfiguriert, um ein vergleichsweise niedriges Kompressionsverhältnis aufzuweisen, in welchem sein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis innerhalb eines Bereichs von 12:1 bis unter 15:1 liegt, wodurch die Abgasemissionsleistung verbessert wird und eine thermische Effizienz verbessert wird. Andererseits ist bzw. wird als ein Resultat eines niedrigen Einstellens bzw. Festlegens des geometrischen Kompressionsverhältnisses eine Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs insbesondere innerhalb des Betriebsbereichs verringert, wo eine Motorlast und eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl niedrig sind, und es kann daher eine Selbstentzündung schwierig durchzuführen sein und Selbstentzündungsbedingungen können in Abhängigkeit von der Eigenschaft des Kraftstoffs, welcher zu dem Motor 1 zuzuführen bzw. zu liefern ist, (beispielsweise einem Kraftstoff mit einer niedrigen Cetan-Zahl) nicht erfüllt werden.
  • Daher führt der Motor 1 die Rezirkulation bzw. Rückführung des verbrannten Gases durch den EGR Durchtritt 51 durch und dadurch wird wenigstens innerhalb des bestimmten Betriebszustands, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind, eine vergleichsweise große Menge an externem EGR Gas in die Zylinder 11a eingebracht, um die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs zu erhöhen. Insbesondere mit bzw. bei dem Motor 1 mit niedrigem Kompressionsverhältnis ist bzw. wird für ein sicheres Sicherstellen der Entzündbarkeit des Kraftstoffs unabhängig von Betriebsbedingungen des Motors und der Eigenschaft des Kraftstoffs ein EGR Verhältnis, welches für ein Sicherstellen der Entzündbarkeit erforderlich ist, gemäß dem geometrischen Kompressionsverhältnis des Motors 1 eingestellt. Hier beinhaltet der bestimmte Betriebszustand, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind, wenn der Motor 1 startet, und ein Starten des Motors beinhaltet eine Zeitperiode von dem Start des Motors 1 bis dahin, wenn der Motor 1 hoch dreht und sich die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl davon stabilisiert, und darüber hinaus die Fluidtemperatur des Motors 1 anzusteigen beginnt (bis dahin, wenn die Fluidtemperatur etwa 40 bis 50°C erreicht). Nachfolgend wird die Regelung bzw. Steuerung des Motors 1 im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben.
  • 4 ist ein Konturendiagramm (Isolinien-Diagramm), welches sich auf eine Erhöhungs- bzw. Anstiegsgröße (ΔT) der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs gemäß einer Beziehung zwischen dem geometrischen Kompressionsverhältnis ε (horizontale Achse) und dem EGR Verhältnis bezieht (es ist festzuhalten, dass die Konturendiagramme in 4, 5 und 7 Beispielsfälle mit der Cetan-Zahl = 40 in dem Kraftstoff zeigen). Mit anderen Worten zeigt das Konturendiagramm die Anstiegsmenge bzw. -größe der Temperatur des Zylinders, welche gemäß der Einstellung bzw. Festlegung des EGR Verhältnisses in Bezug auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motors 1 erwartet werden kann. Das Diagramm wird erhalten durch ein Durchführen von Abschätzungsberechnungen für die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs für jedes geometrische Kompressionsverhältnis des Motors 1 unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Motors 1, wie dies unten beschrieben ist, während das EGR Verhältnis geändert wird. Im Wesentlichen bzw. grundlegend steigt die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs an, da ein Verhältnis des verbrannten Gases hoher Temperatur relativ zu dem gesamten Gas im Inneren des Zylinders 11a ansteigt, wenn das EGR Verhältnis ansteigt, und die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs sinkt, wenn das EGR Verhältnis sinkt. Die durchbrochenen Linien in 4 zeigen Isothermen (ΔT1 bis ΔT4) für die Anstiegsgröße der Temperatur an. Hier beinhaltet, wie dies unten beschrieben ist, 4 drei beispielhafte Fälle: den Fall eines Verwendens der internen EGR, den Fall eines Verwendens der externen EGR durch den kurzen EGR Durchtritt 51, der in 3 gezeigt ist, und den Fall eines Verwendens der externen EGR durch den konventionellen EGR Durchtritt 52, welcher schematisch in 3 gezeigt ist, und die Temperaturen, welche durch die Isothermen von ΔT1 bis ΔT4 angezeigt sind, sind unterschiedlich in den jeweiligen Fällen. D. h., ΔT1 = 80 K, ΔT2 = 60 K, ΔT3 = 40 K und ΔT4 = 20 K in dem Fall eines Verwendens der internen EGR, ΔT1 = 60 K, ΔT2 = 45 K, ΔT3 = 30 K und ΔT4 = 15 K in dem Fall eines Verwendens der externen EGR durch den kurzen EGR Durchtritt 51, der in 3 gezeigt ist, und ΔT1 = 20 K, ΔT2 = 15 K, ΔT3 = 10 K und ΔT4 = 5 K in dem Fall eines Verwendens der externen EGR durch den konventionellen EGR Durchtritt 52, der virtuell bzw. schematisch in 3 gezeigt ist.
  • Somit zeigt jede der dicken durchgehenden Linien in 4 ein minimales EGR Verhältnis, welches erforderlich ist, um die Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen, unter der vorbestimmten Betriebsbedingung des Motors 1, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl relativ niedrig sind (entsprechend dem bestimmten Betriebszustand). Zuerst dient, als ein Referenz- bzw. Bezugsbeispiel, Gleichung (4a): y = 9 × (15 – ε) + 18 (4a) für ein Erhalten des minimalen Werts des EGR Verhältnisses, welches für den Fall abgeleitet ist bzw. wird, wo das verbrannte Gas im Inneren des Zylinders 11a verbleibt, ohne durch den EGR Durchtritt 51 zu strömen, mit anderen Worten, wenn die interne EGR verwendet wird und der Motor 1 betrieben wird, während ein G/F zwischen 30 bis 60 (d. h. etwa 45) gehalten wird. Durch ein Einstellen des EGR Verhältnisses höher als der minimale Wert, werden die Selbstentzündungsbedingungen erfüllt. Hier bezeichnet ”G” eine Masse des gesamten Gases (verbranntes Gas + neue bzw. Frischluft) im inneren des Zylinders, und ”F” bezeichnet eine Kraftstoffmenge (Masse), welche zu dem Zylinder zuzuführen ist. Das G/F ist einer der Parameter, welcher sich auf die Zylinderinnentemperatur (Verbrennungstemperatur) und das EGR Verhältnis bezieht, und das Einstellen bzw. Festlegen des G/F, um innerhalb von 30 bis 60 zu sein, d. h. etwa 45, ist geeignet, wenn beispielsweise die Abgasemissionsleistung von Russ und NOx betrachtet bzw. berücksichtigt wird. Es ist festzuhalten, dass ein Festlegen des G/F, um etwa 45 zu sein, einem Einstellen bzw. Festlegen eines Überschussluftverhältnisses λ entspricht, um geringfügig magerer als λ = 1,1 zu sein.
  • Durch ein Festlegen des EGR Verhältnisses höher als der minimale Wert, wird die Menge des verbrannten Gases, welche in den Zylinder 11a einzubringen ist, höher als eine vorbestimmte Menge und die Anstiegsgröße bzw. das Anstiegsausmaß der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs kann höher als eine vorbestimmte Größe sein. Dadurch können die Selbstentzündungsbedingungen erfüllt werden. Hier werden die Selbstentzündungsbedingungen, welche bei der Berechnung des minimalen Werts erforderlich sind, in Bezug auf einen Kraftstoff mit der schlechtesten Entzündbarkeit eingestellt (Kraftstoff mit der niedrigsten Cetan-Zahl, d. h. Kraftstoff mit einer Cetan-Zahl = 40). Dadurch können die Zündbedingungen erfüllt werden, selbst wenn der Kraftstoff mit der niedrigsten Cetan-Zahl verwendet wird. Es ist festzuhalten, dass, wenn Kraftstoff mit einer höheren Cetan-Zahl verwendet wird, die Selbstentzündungsbedingungen entsprechend leichter zu treffen bzw. zu erreichen sind und natürlich erfüllt werden.
  • Hier nimmt der minimale Wert, welcher durch Gleichung (4a) angedeutet ist, ab, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε ansteigt, und der Wert steigt an bzw. nimmt zu, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε abnimmt. D. h., da die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs ansteigt, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε ansteigt, nimmt die minimale Temperaturanstiegsgröße, welche erforderlich ist, um die Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen, ab und es nimmt daher die Menge des erforderlichen verbrannten Gases ab und das EGR Verhältnis nimmt ab. Andererseits steigt, da die Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs abnimmt, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis ε abnimmt, die minimale Temperaturanstiegsgröße an, welche erforderlich ist, um die Selbstentzündungsbedingungen zu erfüllen, und es steigt daher die Menge des erforderlichen verbrannten Gases und es steigt das EGR Verhältnis.
  • Darüber hinaus erhöht das erhöhte EGR Verhältnis das Verhältnis des verbrannten Gases mit hoher Temperatur und es kann vorteilhaft beim Erhöhen der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs sein. Jedoch reduziert ein Erhöhen der Menge des verbrannten Gases ebenso die Menge der neuen Luft, welche in den Zylinder 11a einzubringen ist. Daher kann ein maximaler Wert des EGR Verhältnisses im Hinblick auf ein Sicherstellen der Menge der neuen Luft eingestellt bzw. festgelegt werden, welche erforderlich ist, um den Motor 1 mit einem vorbestimmten Überschussluftverhältnis λ zu betreiben. Die dicke durchgehende Linie bei dem EGR Verhältnis = 60% in 4 zeigt den maximalen Wert des EGR Verhältnisses an, welcher eingestellt ist, um das Überschussluftverhältnis λ = 1,1 mit einer Lastvariation des Motorkörpers aufgrund beispielsweise einer berücksichtigten Beschleunigung beizubehalten. Der maximale Wert des EGR Verhältnisses ist konstant unabhängig von dem geometrischen Kompressionsverhältnis des Motors 1, da kein Zusammenhang dazwischen besteht.
  • Daher erfüllt in dem Fall eines Verwendens der internen EGR, basierend auf Gleichung (4a), wenn das EGR Verhältnis [%] eingestellt ist, um Bedingung (4) zu erfüllen: 9 × (15 – ε) + 18 ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (4) der Motor 1 die Selbstentzündungsbedingungen selbst mit bzw. bei dem niedrigen Kompressionsverhältnis, und die Entzündbarkeit des Kraftstoffs kann sicher unabhängig von dem Betriebszustand des Motors 1 und der Eigenschaft des Kraftstoffs sichergestellt werden.
  • Verglichen mit dem Fall eines Verwendens der internen EGR wie oben, nimmt in dem Fall eines Verwendens der externen EGR die Temperatur des verbrannten Gases aufgrund der Freisetzung seiner Wärme ab, während es durch den EGR Durchtritt strömt bzw. fließt, und die Menge des EGR Gases, welche erforderlich ist, um die Entzündbarkeit sicherzustellen, steigt dementsprechend an. D. h., der minimale Wert des EGR Verhältnisses steigt an. In 4 dient Gleichung (5a): y = 12 × (15 – ε) + 22 (5) für ein Erhalten des minimalen Werts des EGR Verhältnisses in dem Fall eines Ausbildens, wie in 3 gezeigt, des kürzest möglichen EGR Durchtritts 51 innerhalb des Zylinderkopfs 12 und eines Verwendens des externen EGR Gases. Die Durchtrittslänge des EGR Durchtritts 51 dieser Ausführungsform beträgt etwa 200 bis 250 mm. Die Gleichung (5a) wird abgeleitet unter der Annahme, dass, wenn eine Charakteristik bzw. ein Merkmal in einem Temperaturanstieg basierend auf dem Zusammenhang zwischen dem EGR Verhältnis (x) und dem Temperaturanstieg im Inneren des Zylinders 11a (y) in dem Fall eines Verwendens der internen EGR, welche oben beschrieben ist, durch eine primäre Funktion mit einer vorbestimmten Steigung (α) ausgedrückt ist (y = ax), die Größe des Temperaturanstiegs im Inneren des Zylinders 11a auf 75% (die Neigung bzw. Steigung wird 0,75 × α) im Vergleich zu der internen EGR aufgrund der Freisetzung der Wärme abnimmt, welche oben beschrieben ist. Somit wird durch ein Vergleichen von Gleichungen (4a) und (5a), wie dies oben beschrieben ist, in dem Fall eines Verwendens der externen EGR der minimale Wert des EGR Verhältnisses höher im Vergleich zu dem Fall eines Verwendens der internen EGR, und darüber hinaus regelt bzw. steuert, wenn der EGR Durchtritt 51, welcher in 3 gezeigt ist, verwendet wird, das PCM 10 das EGR Regel- bzw. Steuerventil 51a, um zu erfüllen 12 × (15 – ε) + 22 ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (5) wodurch, obwohl der Motor 1 das niedrige Kompressionsverhältnis aufweist, die Selbstentzündungsbedingungen erfüllt werden und die Entzündbarkeit des Kraftstoffs sicher unabhängig von dem Betriebszustand des Motors 1 und der Eigenschaft des Kraftstoffs sichergestellt werden kann.
  • Darüber hinaus dient als ein Vergleichsbeispiel Gleichung (6a) in 4: y = 36 × (15 – ε) + 30 (6a)
  • Für ein Erhalten des minimalen Werts des EGR Verhältnisses in dem Fall, wo, wie dies durch die strichlierte Linie mit einem Punkt in 3 angedeutet ist, der EGR Durchtritt 52 außerhalb des Motors 1 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt ist, mit anderen Worten, die Konfiguration mit dem konventionellen EGR Durchtritt verwendet wird. In diesem Fall bewirken der EGR Durchtritt 52, welcher nach außen freigelegt ist, gemeinsam mit der Durchtrittslänge davon, welche vergleichsweise lang, etwa 800 bis 1000 mm ist, dass die Freisetzungsmenge an Wärme ansteigt und die Temperatur des verbrannten Gases stark abnimmt. Somit wird Gleichung (6a) für die Konfiguration mit dem konventionellen EGR Durchtritt unter der Annahme erstellt, dass die Temperaturanstiegsgröße des Zylinders 11a um 25 (Steigung wird 0,25 × α) im Vergleich zu der internen EGR aufgrund der Freisetzung von Wärme abnimmt. Daher muss für die Konfiguration mit dem konventionellen EGR Durchtritt das EGR Verhältnis eingestellt bzw. festgelegt werden, um zu erfüllen 36 × (15 – ε) + 30 ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (6).
  • Hier kann, wie dies unter Bezugnahme auf 4 klar ist, mit dem Motor 1, wo sein geometrisches Kompressionsverhältnis 14:1 oder niedriger ist, die Entzündbarkeit nicht unabhängig von dem Wert des EGR Verhältnisses sichergestellt werden. D. h., in dem Motor 1, wo sein geometrisches Kompressionsverhältnis relativ niedrig ist, ist die Konfiguration mit dem konventionellen externen EGR Durchtritt nicht effektiv bzw. wirksam beim Sicherstellen der Entzündbarkeit. Mit anderen Worten können die Konfiguration mit wenigstens einem Teil des EGR Durchtritts, welcher innerhalb des Motors 1 ausgebildet ist, wie beispielsweise der EGR Durchtritt 51, der in 3 gezeigt ist, und/oder die Konfiguration, in welcher die Durchtrittslänge des EGR Durchtritts verkürzt ist, um den Temperaturabfall des verbrannten Gases zu unterdrücken, und das verbrannte Gas hoher Temperatur in den Zylinder 11a eingebracht wird, wirksam beim Sicherstellen der Entzündbarkeit des Dieselmotors 1 mit einem vergleichsweise niedrigen Kompressionsverhältnis unter dem bestimmten Betriebszustand verwendet werden, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl niedrig sind.
  • Demgegenüber wird in dem Fall, wo die Entzündbarkeit in dem Dieselmotor 1 durch ein Verwenden des externen EGR Gases sicherzustellen ist, wie dies oben beschrieben ist, die Entzündbarkeit durch eine externe Umgebungstemperatur beeinflusst und die Freigabe- bzw. Freisetzungsmenge an Wärme in dem EGR Durchtritt ändert sich gemäß einer Änderung in einer externen Umgebungstemperatur, weshalb der Einfluss davon auf die Entzündbarkeit größer wird. Darüber hinaus kann in dem Fall, wo die vergleichsweise große Menge an verbranntem Gas in den Zylinder 11a des Motors 1 mit einem vergleichsweise niedrigen Kompressionsverhältnis einzubringen ist, der Temperaturabfall des verbrannten Gases aufgrund der niedrigen äußeren Umgebungstemperatur stärker die Entzündbarkeit beeinflussen. Beispielsweise zeigt 5 einen Zusammenhang des minimalen Werts des EGR Verhältnisses unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis ε des Motors 1, wenn die externe Umgebungstemperatur auf entsprechende Temperaturen –30°C, –10°C und 10°C in dem Fall geändert wird, wo der EGR Durchtritt 51, welcher in 3 gezeigt ist, verwendet wird. Da die Entzündbarkeit abnimmt bzw. sich verschlechtert, wenn die externe Umgebungstemperatur sinkt, wird der minimale Wert des EGR Verhältnisses, welcher für ein Sicherstellen der Entzündbarkeit erforderlich ist, größer. Hier wird, wenn die externe Umgebungstemperatur festgelegt ist, um der Parameter T zu sein, Gleichung (5a) umgeschrieben als y = (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α (5b).
  • Es ist festzuhalten, dass α = 0,2 × T [°C]. Daher kann in dem Fall, wo der EGR Durchtritt 51, welcher in 3 gezeigt ist, verwendet wird, durch ein Einstellen des EGR Regel- bzw. Steuerventils 51a, so dass das EGR Verhältnis (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (1) in dem Motor 1 mit niedrigem Kompressionsverhältnis erfüllt, die Entzündbarkeit sicher unabhängig von dem Wert der Änderung in einer externen Umgebungstemperatur sichergestellt werden.
  • Es ist festzuhalten, dass die Konfiguration des EGR Durchtritts 51 nicht auf die in 3 gezeigte Konfiguration beschränkt ist, und andere Konfigurationen, wie beispielsweise diejenige, welche in 6 gezeigt ist, annehmen kann. In dieser beispielhaften Konfiguration ist der EGR Durchtritt nicht an der Position entsprechend zwischen dem zweiten und dritten Zylinder angeordnet, sondern ein Teil eines EGR Durchtritts 53 ist in einem rückwärtigen Endteil des Zylinderkopfs 12 (linkem Endteil in 6) angeordnet. D. h., ähnlich zu der Konfiguration des Motors 1, welcher in 3 gezeigt ist, erstreckt sich der EGR Durchtritt 53 in der Reihenrichtung der Zylinder von dem rückwärtigen Ende des Auslassverteilers 37, welcher innerhalb des Zylinderkopfs 12 ausgebildet ist, in Richtung zu der Aufnahme- bzw. Einlassseite durch die Seite entlang des vierten Zylinders und darüber hinaus im Wesentlichen zu der zentralen Position des Einlassverteilers 34. In einem derartigen EGR Durchtritt 53, wie dies in 6 illustriert ist, kann das EGR Regel- bzw. Steuerventil 51a ungefähr in seinem Eckteil an der Einlassseite des Zylinderkopfs 12 angeordnet sein. In der beispielhaften Konfiguration von 6 ist, obwohl die Länge des EGR Durchtritts 53 eingestellt bzw. festgelegt ist, etwa 400 bis 450 mm zu sein, obwohl dies kürzer als die Länge des Motors 1 in der Reihenrichtung der Zylinder ist, sie länger als der EGR Durchtritt 51, welcher in 3 gezeigt ist. Darüber hinaus kann mit dem Teil des EGR Durchtritts 53, welcher außerhalb des Zylinderkopfs 12 gebildet ist, verglichen mit der beispielhaften Konfiguration in 3, die Freigabemenge an Wärme von dem verbrannten Gas, während es durch den EGR Durchtritt 53 strömt, ansteigen. Jedoch kann, wenn verglichen mit der Konfiguration mit dem konventionellen EGR Durchtritt 52, welcher virtuell bzw. schematisch in 3 gezeigt ist, da die Freigabemenge an Wärme signifikant unterdrückt bzw. verringert ist, wie dies oben beschrieben ist, die sichere Entzündbarkeit in dem Motor 1 mit dem vergleichsweise niedrigen geometrischen Kompressionsverhältnis unter dem besonderen Betriebszustand sichergestellt werden, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind.
  • Es ist festzuhalten, dass als ein anderes Beispiel des EGR Durchtritts, welcher im Inneren des Zylinderkopfs 12 auszubilden ist, beispielsweise eine Konfiguration derart, dass die Öffnungen bzw. Ports an der Auslass- und Einlassseite miteinander verbunden sind, angewandt bzw. eingesetzt werden kann (die Illustration davon ist in den Zeichnungen weggelassen).
  • Zweite Ausführungsform
  • In der ersten Ausführungsform wird das gewünschte EGR Verhältnis durch ein Einbringen des verbrannten Gases in den Zylinder 11a über einen der EGR Durchtritte 51 und 53 erzielt, und dadurch wird die Entzündbarkeit sichergestellt. Alternativ kann das gewünschte EGR Verhältnis erzielt werden und die Entzündbarkeit kann sichergestellt werden, indem das interne EGR Gas verwendet wird. Obwohl verschiedene Arten von Methoden bzw. Verfahren beim Erzielen der internen EGR angewandt werden können, wird hier die interne EGR durch ein vorgerücktes bzw. vorgezogenes Schließen des Auslassventils 22 erzielt. D. h., es wird eine negative Überlappungsperiode, in welcher die Einlass- und Auslassventile 21 und 22 beide an den Auslass- und Einlasshüben geschlossen sind, eingestellt bzw. festgelegt, um ein Teil des verbrannten Gases innerhalb des Zylinders 11a zurückzulassen.
  • In der zweiten Ausführungsform ist ein Auslassschließventil 43, welches virtuell bzw. schematisch in 1 und 2 illustriert ist, in dem Auslassdurchtritt 40 zwischen der Auslassbehandlungseinrichtung 41 und dem Schalldämpfer 42 angeordnet. Eine Öffnung des Auslassschließventils 43 wird durch das PCM 10 geregelt bzw. gesteuert. Das Auslassschließventil 43 ist normalerweise geöffnet, wobei es jedoch in dieser Ausführungsform, wie unten beschrieben, in dem bestimmten Betriebszustand geschlossen sein kann, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind (beinhaltend die Zeit eines Startens des Motors). Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der EGR Durchtritt 52 mit der konventionellen Konfiguration, welche schematisch in 3 gezeigt ist, alternativ zu den EGR Durchtritten 51 und 53 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt, welche im Inneren des Zylinderkopfs 12 ausgebildet sind, wie dies in 3 und 6 gezeigt ist. Es ist festzuhalten, dass stattdessen einer der EGR Durchtritte 51 und 53, welche im Inneren des Zylinderkopfs 12 ausgebildet sind, wie dies in 3 und 6 gezeigt ist, verwendet werden kann.
  • 7 ist ein Konturendiagramm, welches sich auf die Anstiegsmenge (ΔT) der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs gemäß einer Beziehung zwischen dem geometrischen Kompressionsverhältnis ε (horizontale Achse) und dem Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 (vertikale Achse) bezieht. Hier ist bzw. wird der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 durch BTDC°CA relativ zu dem oberen Totpunkt des Auslasses angezeigt. Der Ventilschließzeitpunkt kann definiert sein bzw. werden, in einer Anhebekurve des Auslassventils 22, welche in ein Öffnungsrampen- bzw. -anstiegsteil, ein Glockenkurventeil und ein Schließrampenteil unterteilt ist, als ein Umschalt- bzw. Schaltpunkt zwischen dem Glockenkurventeil und dem Schließrampenteil. Spezifischer kann ein Anhebepunkt von 0,5 mm als der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 eingestellt bzw. festgelegt werden. Dadurch steigt, da das Auslassventil 22 früher schließt, da der Schließzeitpunkt davon vorgerückt bzw. vorgestellt ist (da der Wert der vertikalen Achse ansteigt) und die Menge des verbrannten Gases, welche im Inneren des Zylinders 11a verbleibt, ansteigt, daher das EGR Verhältnis an. D. h., ein Vorrücken des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 ist günstig beim Erhöhen der Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs, und andererseits verzögert ein Verzögern des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 den Schließzeitpunkt davon (da der Wert entlang der vertikalen Achse kleiner ist) und es nimmt die Menge des verbrannten Gases, welches im Inneren des Zylinders 11a verbleibt, ab, und es nimmt daher das EGR Verhältnis ab.
  • In 7 ist die durchgehende Linie, wo der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 80 BTDC°CA ist, wie oben beschrieben, ein Schließzeitpunkt entsprechend dem maximalen Wert des EGR Verhältnisses in einem Fall, wo der Motor 1 mit dem Überschussluftverhältnis λ = 1,1 betrieben wird. Darüber hinaus dient in 7 die folgende Gleichung (2a) y = 16 × (15 – ε) + 20 (2a) für ein Erhalten des minimalen Werts des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22. Der minimale Wert ist ein Wert unter einer Bedingung, in welcher das Drosselventil 36 nicht gedrosselt ist und das Auslassschließventil 43 nicht geschlossen ist. Da ein negativer bzw. Unterdruck der Einlassluft verringert wird, wenn bzw. indem das Drosselventil 36 nicht gedrosselt wird, nimmt eine Menge des externen EGR Gases, welche in den Zylinder 11a über den EGR Durchtritt 52 einzubringen ist, relativ ab. Daher muss eine Menge des internen EGR Gases erhöht werden, um das erforderliche EGR Verhältnis zu erzielen. Darüber hinaus kann unter der Bedingung, in welcher das Auslassschließventil 43 nicht geschlossen ist, da ein Abgasgegendruck des Motors 1 niedrig ist, eine erforderliche Menge an verbranntem Gas nicht im Inneren des Zylinders 11a verbleiben, außer der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 wird vorgerückt. Daher ist bzw. wird unter der Bedingung, in welcher das Drosselventil 36 nicht gedrosselt ist und das Auslassschließventil 43 nicht geschlossen ist, der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 eingestellt, um vergleichsweise früh zu sein.
  • Darüber hinaus dient in 7 die folgende Gleichung (7): y = 6 × (15 – ε) + 10 (7) dazu, um den minimalen Wert des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 zu erhalten, wenn angenommen wird, dass sich der Druck auf der Auslassseite bei einem theoretischen kritischen Druck befindet. Demgegenüber wird als ein praktischer Fall der minimale Wert des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 in einem Fall, wo das Auslassschließventil 43 geschlossen ist, in einem Ausmaß, dass das Abgas davon leckt bzw. austritt (mit anderen Worten das Auslassschließventil 43 teilweise geöffnet ist, wobei nachfolgend auf diesen Zustand einfach Bezug genommen wird, dass das Auslassschließventil 43 geschlossen ist), in 7 angezeigt als y = 10 × (15 – ε) + 15 (3a).
  • Durch ein Vergleichen von Gleichungen (2a) und (3a) kann, da durch ein Schließen des Auslassschließventils 43, um den Abgasgegendruck des Motors 1 zu erhöhen, die Menge des verbrannten Gases, welche im Inneren des Zylinders verbleibt, ansteigt, selbst wenn der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 derselbe ist, der Fall, wo das Auslassschließventil 43 geschlossen ist, den minimalen Wert des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 im Vergleich zu dem Fall verzögert aufweisen, wo das Auslassschließventil 43 geöffnet ist bzw. wird. Dies ist insbesondere günstig bzw. vorteilhaft, da das EGR Verhältnis erhöht werden muss, wenn das geometrische Kompressionsverhältnis des Motors 1 niedriger wird. D. h., der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 auf der Vorrückungsseite wird auf einen vorbestimmten Zeitpunkt durch eine Beschränkung basierend auf den Mechanismen der VVTs 71 jeweils auf der Einlass- und Auslassseite reguliert. Darüber hinaus wird der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 auf der Vorrückungsseite durch einen vorbestimmten Zeitpunkt basierend auf der Form bzw. Gestalt einer Bodenoberfläche des Zylinderkopfs 12 und der Form der Verbrennungskammer reguliert, welche die Form bzw. Gestalt der oberen Oberfläche des Kolbens 14 ist, um ein Zusammenwirken bzw. eine Beeinflussung zwischen dem Auslassventil 22 und dem Kolben 14 zu vermeiden. Hier wird für das Limit des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 beispielsweise angenommen, dass es ungefähr 40 BTDC°CA ist. In diesem Fall kann in dem Motor, wo das geometrische Kompressionsverhältnis ε beispielsweise ungefähr 14:1 ist, da der minimale Wert basierend auf Gleichung (2a) 40 BTDC°CA oder niedriger wird, die gewünschte Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs durch die Regelung bzw. Steuerung des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 ohne ein Schließen des Auslassschließventils 43 (oder ohne dass das Auslassschließventil 43 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt ist) erzielt werden, und dadurch kann die Entzündbarkeit sicher sichergestellt werden. Andererseits kann in dem Motor, wo das geometrische Kompressionsverhältnis ε beispielsweise etwa 13:1 ist, da der minimale Wert basierend auf Gleichung (2a) 40 BTDC°CA übersteigt, die gewünschte Temperatur des Zylinders an dem Ende des Kompressionshubs nicht lediglich durch die Steuerung des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 erzielt werden. Hier sind ein Schließen des Auslassschließventils 43 und ein Verringern des minimalen Werts des erforderlichen Schließzeitpunkts sehr günstig beim Sicherstellen der Entzündbarkeit. D. h., insbesondere in dem Motor 1, wo das geometrische Kompressionsverhältnis niedrig ist, ist die Kombination der Regelung bzw. Steuerung des Auslassschließventils 43 und der Regelung bzw. Steuerung des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 günstig bzw. vorteilhaft beim Sicherstellen der Entzündbarkeit in dem bestimmten bzw. besonderen Betriebszustand, wo die Motorlast und die Motorgeschwindigkeit niedrig sind.
  • Daher kann unter der Bedingung, wo das Auslassschließventil 43 geöffnet ist, der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 geregelt bzw. gesteuert werden, um zu erfüllen 16 × (15 – ε) + 20 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] (2) basierend auf Gleichung (2a). Andererseits kann unter der Bedingung, wo das Auslassschließventil 43 geschlossen ist, der Schließzeitpunkt des Auslassventils 22 geregelt bzw. gesteuert werden, um zu erfüllen 10 × (15 – ε) + 15 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] (3) basierend auf Gleichung (3a).
  • Es ist festzuhalten, dass bei einem Verwenden des internen EGR Gases wie oben, da die vergleichsweise große Menge an verbranntem Gas in den Zylinder 11a eingebracht wird und daher das Verhältnis der neuen bzw. Frischluft vergleichsweise niedrig ist und der Wärmeverlust des verbrannten Gases vernachlässigbar ist, der Einfluss von der externen Umgebungstemperatur auf die Entzündbarkeit vergleichsweise klein ist. D. h., selbst wenn sich die externe Umgebungstemperatur ändert, ist die Änderung in dem minimalen Wert des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 vergleichweise klein.
  • Wie oben beschrieben, kann durch ein Einstellen des EGR Verhältnisses innerhalb des vorbestimmten Bereichs durch die Regelung bzw. Steuerung des EGR Regel- bzw. Steuerventils 51a und ein Einstellen des Schließzeitpunkts des Auslassventils 22 auf einen vorbestimmten Zeitpunkt in dem Dieselmotor 1 mit einem vergleichsweise niedrigen Kompressionsverhältnis, wie beispielsweise zwischen 12:1 und 15:1, selbst wenn der Kraftstoff mit einer niedrigen Cetan-Zahl, dessen Entzündbarkeit niedrig ist, zugeführt wird, die Entzündbarkeit sicher unabhängig von dem Betriebsbereich des Motors 1 sichergestellt werden. Daher kann eine langsame Verbrennung aufgrund der Reduktion des Kompressionsverhältnisses des Dieselmotors 1 erzielt werden, die NOx Austragsmenge kann reduziert oder verhindert werden, die Russerzeugung wird unterdrückt und die Abgasemissionsleistung kann verbessert werden. Als ein Resultat kann der NOx Katalysator unnotwendig sein bzw. werden. Darüber hinaus reduziert die Reduktion des Kompressionsverhältnisses des Motors 1 einen Verlust eines mechanischen Widerstands und verbessert eine thermische Effizienz und verbessert darüber hinaus einen Kraftstoffverbrauch.
  • Es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsformen hierin illustrativ und nicht beschränkend sind, da der Rahmen bzw. Umfang der Erfindung durch die beigeschlossenen Ansprüche eher als durch die diesen vorangehende Beschreibung definiert wird, und alle Änderungen, welche innerhalb der Grenzen und Begrenzungen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente derartiger Grenzen und Begrenzungen davon daher durch die Ansprüche mitumfasst sein sollen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Dieselmotor (Motorkörper)
    10
    PCM (Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. Controller)
    11a
    Zylinder
    12
    Zylinderkopf
    17
    Auslassöffnung bzw. -port (Auslassdurchtritt)
    22
    Auslassventil
    30
    Einlassventil
    34
    Einlassverteiler (Einlassdurchtritt)
    37
    Auslassverteiler (Auslassdurchtritt)
    43
    Auslassschließventil (Auslassdrosselventil)
    51
    EGR Durchtritt
    51a
    EGR Regel- bzw. Steuerventil
    53
    EGR Durchtritt

Claims (10)

  1. Dieselmotor für ein Fahrzeug, umfassend: einen Motorkörper (1), welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder (11a) aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis (ε) des Zylinders (11a) innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt ist; und ein EGR System, um zu ermöglichen, dass ein Teil von verbranntem Gas in das Innere des Zylinders (11a) rückgeführt wird, wenn sich der Motorkörper (1) wenigstens in einem bestimmten Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl relativ niedrig sind, wobei das EGR System einen EGR Durchtritt (51) für ein Rückführen in einen Einlassdurchtritt (30) eines Teils des verbrannten Gases im Inneren eines Auslassdurchtritts (17, 40), ein EGR Steuerventil (51a), welches in einem Verlauf des EGR Durchtritts (51) vorgesehen ist und dem Einstellen einer Strömungsrate des verbrannten Gases im Inneren des EGR Durchtritts (51) dient, und eine Regel- oder Steuereinrichtung (10) für ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des EGR Steuerventils (51a) beinhaltet, wobei in dem bestimmten Betriebszustand der Motorkörper (1) betrieben wird, so dass eine Beziehung (G/F) zwischen einer Masse an gesamtem Gas (G) im Inneren des Zylinders (11a) und einer Masse des Kraftstoffs (F), welcher in das Innere des Zylinders (11a) zuzuführen ist, erfüllt: 30 ≤ G/F ≤ 60, und wobei, wenn sich der Motorkörper (1) in dem bestimmten Betriebszustand befindet, die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) die Öffnung des EGR Steuerventils (51a) derart regelt bzw. steuert, dass ein EGR Verhältnis [%], welches durch ein Volumsverhältnis des verbrannten Gases relativ zu dem gesamten Gas im Inneren des Zylinders definiert ist (Menge verbranntes Gas/gesamte Gasmenge im Inneren des Zylinders), erfüllt (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (hier α = 0,2 × Außentemperatur [°C]) unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis (ε) des Motorkörpers (1).
  2. Dieselmotor nach Anspruch 1, wobei das EGR Verhältnis wie folgt berechnet wird: EGR Verhältnis = CO2 Konzentration in Einlassluft/CO2 Konzentration in Abgas × 100 [%].
  3. Dieselmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Teil des Auslassdurchtritts (17) im Inneren des Motorkörpers (1) gebildet ist, und wobei der EGR Durchtritt (51) mit dem Auslassdurchtritt (17) verbunden ist, welcher im Inneren des Motorkörpers (1) ausgebildet ist, und/oder der EGR Durchtritt (51) wenigstens teilweise im Inneren des Motorkörpers (1) ausgebildet ist.
  4. Dieselmotor nach Anspruch 3, wobei der Zylinder (11a) des Motorkörpers (1) eine Mehrzahl von Zylindern (11a) beinhaltet, welche in Reihe ausgerichtet sind, und die Länge des EGR Durchtritts (51) auf eine Abmessung des Motorkörpers (1) in der Reihenrichtung der Zylinder oder kürzer festgelegt ist.
  5. Dieselmotor für ein Fahrzeug, umfassend: einen Motorkörper (1), welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder (11a) aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis (ε) des Zylinders innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt ist; und ein EGR System, um zu ermöglichen, dass ein Teil von verbranntem Gas in das Innere des Zylinders (11a) rückgeführt wird, wenn sich der Motorkörper (1) wenigstens in einem bestimmten Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl relativ niedrig sind, wobei das EGR System ein Auslassventil (22), welches zwischen einem Auslassdurchtritt (17) und dem Zylinder (11a) vorgesehen ist, und eine Regel- oder Steuereinrichtung (10) für ein Regeln bzw. Steuern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Auslassventils (22) beinhaltet, und wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) den Schließzeitpunkt des Auslassventils (22) einstellt, um während eines Auslasshubs zu liegen, welcher um einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel (CA) von seinem oberen Totpunkt vorgerückt ist, um das Teil des verbrannten Gases im Inneren des Zylinders (11a) zu belassen, wobei in dem bestimmten Betriebszustand der Motorkörper (1) betrieben wird, so dass eine Beziehung (G/F) zwischen einer Masse an gesamtem Gas (G) im Inneren des Zylinders (11a) und einer Masse des Kraftstoffs (F), welcher in das Innere des Zylinders (11a) zuzuführen ist, erfüllt: 30 ≤ G/F ≤ 60, und wobei, wenn sich der Motorkörper (1) in dem bestimmten Betriebszustand befindet, die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) den Schließzeitpunkt (θ) [BTDC°CA] des Auslassventils (22) regelt bzw. steuert, um zu erfüllen 16 × (15 – ε) + 20 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis (ε) des Motorkörpers (1).
  6. Dieselmotor nach Anspruch 5, wobei ein Auslassdrosselventil (43) in dem Auslassdurchtritt (40) angeordnet ist, und wobei, wenn sich der Motorkörper (1) in dem bestimmten Betriebszustand befindet und das Auslassdrosselventil (43) auf eine vorbestimmte Öffnung geschlossen ist, die Regel- oder Steuereinrichtung (10) den Schließzeitpunkt (θ) [BTDC°CA] des Auslassdrosselventils (22) regelt bzw. steuert, um zu erfüllen 10 × (15 – ε) + 15 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis (ε) des Motorkörpers (1).
  7. Verfahren zum Regeln oder Steuern eines EGR Verhältnisses eines Dieselmotors für ein Fahrzeug, wobei der Motor beinhaltet: einen Motorkörper (1), welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder (11a) aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis (ε) des Zylinders (11a) innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt wird; und ein EGR System, um zu ermöglichen, dass ein Teil von verbranntem Gas in das Innere des Zylinders (11a) rückgeführt wird, wenn sich der Motorkörper (1) wenigstens in einem bestimmten Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl relativ niedrig sind, wobei das EGR System einen EGR Durchtritt (51), welcher wenigstens teilweise im Inneren des Motorkörpers (1) gebildet ist, für ein Rückführen in einen Einlassdurchtritt (30) eines Teils des verbrannten Gases im Inneren eines Auslassdurchtritts (17, 40), ein EGR Steuerventil (51a), welches in dem Verlauf des EGR Durchtritts (51) vorgesehen ist und für ein Einstellen einer Strömungsrate des verbrannten Gases im Inneren des EGR Durchtritts (51), und eine Regel- oder Steuereinrichtung (10) für ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des EGR Steuerventils (51a) beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst: ein Betreiben des Motorkörpers (1) in dem bestimmten Betriebszustand, so dass ein Verhältnis (G/F) zwischen einer Masse an gesamtem Gas (G) im Inneren des Zylinders (11a) und einer Masse des Kraftstoffs (F), welcher in das Innere des Zylinders (11a) zuzuführen ist, erfüllt: 30 ≤ G/F ≤ 60, und wenn sich der Motorkörper (1) in dem bestimmten Betriebszustand befindet, ein Bewirken, dass die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) die Öffnung des EGR Steuerventils (51a) derart regelt bzw. steuert, dass ein EGR Verhältnis [%], welches durch ein Volumenverhältnis des verbrannten Gases relativ zu dem gesamten Gas im Inneren des Zylinders definiert wird (Menge verbranntes Gas/gesamte Gasmenge im Inneren des Zylinders), erfüllt, (10 – α) × (15 – ε) + 20 – α ≤ EGR Verhältnis ≤ 60 [%] (hier α = 0,2 × Außentemperatur [°C]) unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis (ε) des Motorkörpers (1).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das EGR Verhältnis wie folgt berechnet wird: EGR Verhältnis = CO2 Konzentration in Einlassluft/CO2 Konzentration in Abgas × 100 [%].
  9. Verfahren zum Regeln oder Steuern eines EGR Verhältnisses eines Dieselmotors für ein Fahrzeug, wobei der Motor beinhaltet: einen Motorkörper (1), welcher in dem Fahrzeug zu montieren ist und wenigstens einen Zylinder (11a) aufweist, welcher mit Kraftstoff zu versorgen ist, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, wobei ein geometrisches Kompressionsverhältnis (ε) des Zylinders (11a) innerhalb eines Bereichs von etwa 12:1 bis etwa 15:1 eingestellt wird; und ein EGR System, um zu ermöglichen, dass ein Teil von verbranntem Gas in das Innere des Zylinders (11a) rückgeführt wird, wenn sich der Motorkörper (1) wenigstens in einem bestimmten Betriebszustand befindet, wo eine Motorlast und eine Motordrehzahl relativ niedrig sind, wobei das EGR System ein Auslassventil (22), welches zwischen einem Auslassdurchtritt (17) und dem Zylinder (11a) vorgesehen ist, und eine Regel- oder Steuereinrichtung (10) für ein Regeln oder Steuern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Auslassventils (22) beinhaltet, und wobei die Regel- oder Steuereinrichtung (10) den Schließzeitpunkt des Auslassventils (22) einstellt, um während eines Auslasshubs zu liegen, welcher um einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel (CA) von seinem oberen Totpunkt vorgerückt wird, um den Teil des verbrannten Gases im Inneren des Zylinders (11a) zu belassen, wobei das Verfahren umfasst: ein Betreiben des Motorkörpers (1) in dem bestimmten Betriebszustand, so dass ein Verhältnis zwischen einer Masse an gesamtem Gas (G) im Inneren des Zylinders (11a) und einer Masse des Kraftstoffs (F), welcher in das Innere des Zylinders (G/F) zuzuführen ist, erfüllt 30 ≤ G/F ≤ 60; und wenn sich der Motorkörper (1) in dem bestimmten Betriebszustand befindet, ein Bewirken, dass die Regel- bzw. Steuereinrichtung den Schließzeitpunkt (θ) [BTDC°CA] des Auslassventils (22) regelt bzw. steuert, um zu erfüllen 16 × (15 – ε) + 20 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis (ε) des Motorkörpers (1).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Auslassdrosselventil (43) in dem Auslassdurchtritt (40) angeordnet wird, und wobei, wenn sich der Motorkörper (1) in dem bestimmten Betriebszustand befindet und das Auslassdrosselventil (43) zu einer vorbestimmten Öffnung geschlossen wird, die Regel- bzw. Steuereinrichtung (10) den Schließzeitpunkt (θ) [BTDC°CA] des Auslassventils (22) regelt bzw. steuert, um zu erfüllen 10 × (15 – ε) + 15 ≤ θ ≤ 80 [BTDC°CA] unter Bezugnahme auf das geometrische Kompressionsverhältnis (ε) des Motorkörpers (1).
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