DE102014004263A1 - Device with an internal combustion engine and with a controller - Google Patents

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Abstract

Die Vorrichtung hat einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Katalysator und eine Steuerung. Mit ihrer Hilfe werden flüssiger und gasförmiger Kraftstoff zusammen mit angesaugter Luft in Verbrennungsräume des Verbrennungsmotors eingeleitet. Der Anteil des gasförmigen Kraftstoffes wird in Abhängigkeit von der Last und der Temperatur des Verbrennungsmotores und/oder des Katalysators und/oder des Anteils des Restgasgehaltes so gewählt, dass unterhalb der Betriebstemperatur des Katalysators der Anteil des gasförmigen Kraftstoffes so gering ist, dass der Ausstoss an schädlichen Emissionen unterhalb eines vorgeschriebenen Grenzwertes liegt. Dadurch wird ein optimaler Betrieb des Verbrennungsmotors mit geringsten schädlichen Emissionen zuverlässig erreicht.The device has an internal combustion engine with at least one catalytic converter and a controller. With their help liquid and gaseous fuel are introduced together with intake air into combustion chambers of the internal combustion engine. The proportion of the gaseous fuel is selected as a function of the load and the temperature of the internal combustion engine and / or the catalyst and / or the proportion of the residual gas content so that below the operating temperature of the catalyst, the proportion of the gaseous fuel is so low that the output of harmful emissions below a prescribed limit. As a result, optimum operation of the internal combustion engine with the lowest harmful emissions is reliably achieved.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Verbrennungsmotor und mit einer Steuerung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device with an internal combustion engine and with a controller according to the preamble of claim 1.

Es sind Verbrennungsmotoren bekannt, die mit flüssigem Kraftstoff, wie Benzin oder Diesel und gasförmigem Kraftstoff betrieben werden.There are known internal combustion engines, which are operated with liquid fuel, such as gasoline or diesel and gaseous fuel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass ein optimaler Betrieb des Verbrennungsmotors gewährleistet ist.The invention is based on the object, the generic device in such a way that an optimal operation of the engine is guaranteed.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved in the generic device according to the invention with the characterizing features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Anteil des gasförmigen Kraftstoffes in Abhängigkeit von der Last des Verbrennungsmotors im Betrieb und der Temperatur des Verbrennungsmotors und/oder des Katalysators und/oder des Anteiles des Restgasgehaltes eingesetzt. Unter Restgas ist das Abgas zu verstehen, das im Zylinder bzw. im Brennraum nach dem Schließen des Auslassventils verbleibt oder bewusst in den Brennraum zurückgeführt wird. Der Anteil des gasförmigen Kraftstoffes wird so gewählt, dass er, wenn die Betriebstemperatur des Katalysators noch nicht erreicht ist, so gering ist, dass der Ausstoß an schädlichen Emissionen unterhalb eines vorgeschriebenen Grenzwertes liegt. Unterhalb der Betriebstemperatur wird vorteilhaft nur der flüssige Kraftstoff eingesetzt. Hat der Katalysator seine Betriebstemperatur nicht erreicht, dann ist die Katalysatorwirkung gering oder nicht vorhanden. Wird beispielsweise als gasförmiger Kraftstoff Methan eingesetzt, würde eine nicht vorhandene oder nur geringe Katalysatorwirkung zu einem erhöhten Methanausstoß führen. Methan hat einen wesentlichen größeren nachteiligen Einfluss auf den Treibhauseffekt als CO2. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur der Lastanteil berücksichtigt wird, sondern auch die Temperatur des Verbrennungsmotors und/oder des Katalysator und/oder der Anteil des Restgasgehaltes, wird ein optimaler Betrieb des Verbrennungsmotors mit geringsten schädlichen Emissionen zuverlässig erreicht.In the apparatus according to the invention, the proportion of the gaseous fuel in dependence on the load of the internal combustion engine during operation and the temperature of the internal combustion engine and / or the catalyst and / or the proportion of the residual gas content is used. Residual gas is to be understood as the exhaust gas which remains in the cylinder or in the combustion chamber after the exhaust valve has been closed or is consciously returned to the combustion chamber. The proportion of gaseous fuel is chosen so that, when the operating temperature of the catalyst has not yet been reached, it is so low that the emission of harmful emissions is below a prescribed limit. Below the operating temperature advantageously only the liquid fuel is used. If the catalyst has not reached its operating temperature, then the catalyst effect is low or absent. If, for example, methane is used as the gaseous fuel, a nonexistent or only small catalytic effect would lead to increased methane emissions. Methane has a significantly greater negative impact on the greenhouse effect than CO 2 . Since in the device according to the invention not only the load proportion is taken into account, but also the temperature of the internal combustion engine and / or the catalyst and / or the proportion of the residual gas content, optimum operation of the internal combustion engine with the lowest harmful emissions is reliably achieved.

Der gasförmige Kraftstoff kann zentral oder sequentiell in die Verbrennungsräume eingedüst werden. Ist der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor, dann wird der gasförmige Kraftstoff der Luft zugemischt, während der flüssige Kraftstoff direkt in die Verbrennungsräume eingespritzt wird.The gaseous fuel can be injected centrally or sequentially into the combustion chambers. If the internal combustion engine is a diesel engine, then the gaseous fuel is admixed with the air while the liquid fuel is injected directly into the combustion chambers.

Ist der Verbrennungsmotor ein Ottomotor, dann kann der flüssige Kraftstoff der Luft zugemischt werden, was vor allem bei Saugmotoren der Fall ist. Insbesondere bei Turbomotoren kann der flüssige Kraftstoff auch direkt in die Verbrennungsräume eingespritzt werden. Der gasförmige Kraftstoff kann bei Ottomotoren der Luft zugemischt oder ebenfalls direkt in die Verbrennungsräume eingespritzt werden.If the internal combustion engine is a gasoline engine, then the liquid fuel can be added to the air, which is the case especially with naturally aspirated engines. In particular, in turbo engines, the liquid fuel can also be injected directly into the combustion chambers. The gaseous fuel can be mixed with gasoline engines of the air or injected directly into the combustion chambers.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird in der Start- und in der Kaltphase des Verbrennungsmotors nur der flüssige Kraftstoff eingeleitet. Da in diesen Phasen der Katalysator seine Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat, wird durch die Verwendung ausschließlich von Flüssigkraftstoff sichergestellt, dass die Abgaswerte unterhalb der vorgeschriebenen Abgasnormwerte liegen.In an advantageous embodiment, only the liquid fuel is introduced in the start and in the cold phase of the internal combustion engine. Since the catalyst has not yet reached its operating temperature in these phases, the use of liquid fuel alone ensures that the exhaust gas values are below the prescribed exhaust gas standard values.

Bei einer Gas-Diesel-Mischverbrennung wird die Verbrennungsgeschwindigkeit durch den Gasanteil langsamer. Damit wird der Druckaufbau verzögert und die Verbrennungstemperatur reduziert. Durch die Abgasrückführung wird die Verbrennungsgeschwindigkeit ebenso reduziert. Deshalb muss der Gasanteil an die Last, den Restgasanteil und die Temperatur angepasst werden. Durch den Gasanteil steigen die HC-Emissionen stark an. Diese HC-Emissionen sind in erster Linie CH4-Emissionen bei einem Erdgaseinsatz. Diese CH4-Emissionen sind für den Treibhauseffekt besonders schädlich. Deshalb wird dem kalten Motor, d. h. wenn der Katalysator nicht auf Betriebstemperatur ist, kein CH4 zugemischt. Auch im Leerlauf wird der Motor nur mit Diesel betrieben.In a gas-diesel mixed combustion, the burning rate is slowed by the gas content. This delays the pressure build-up and reduces the combustion temperature. The exhaust gas recirculation also reduces the combustion speed. Therefore, the gas content must be adapted to the load, the residual gas content and the temperature. Due to the gas content, the HC emissions rise sharply. These HC emissions are primarily CH 4 emissions when using natural gas. These CH 4 emissions are particularly damaging to the greenhouse effect. Therefore, no CH 4 is added to the cold engine, that is, when the catalyst is not at operating temperature. Even at idle, the engine is only operated with diesel.

Vorteilhaft wird der gasförmige Kraftstoff in Abhängigkeit von der Temperatur des Katalysators dem flüssigen Kraftstoff zugegeben. Solange der Katalysator noch nicht seine Betriebstemperatur erreicht hat, erfolgt keine Zuleitung des gasförmigen Kraftstoffes.Advantageously, the gaseous fuel is added to the liquid fuel as a function of the temperature of the catalyst. As long as the catalyst has not yet reached its operating temperature, there is no supply of gaseous fuel.

Bevorzugt sind die Daten zur Steuerung der Zufuhr des gasförmigen Kraftstoffes in wenigstens einem Kennfeld abgelegt, auf das die Steuerung der Vorrichtung zugreift.The data for controlling the supply of the gaseous fuel is preferably stored in at least one characteristic map which is accessed by the control of the device.

Im Kennfeld sind beispielhaft die optimalen Zumischungsverhältnisse in Abhängigkeit von der Last und/oder der Temperatur und/oder der Drehzahl und/oder der Abgasrückführraten abgelegt. Die Steuerung, die auf das Kennfeld zugreift, kann somit auf die einzelnen Einflussgrößen, aber auch auf eine Kombination dieser Einflussgrößen zugreifen. Auf diese Weise ist es möglich, die Zuführung des gasförmigen Kraftstoffes auf die jeweilige Situation abzustimmen.In the map, the optimal admixing ratios are stored by way of example as a function of the load and / or the temperature and / or the rotational speed and / or the exhaust gas recirculation rates. The controller, which accesses the map, can thus access the individual influencing variables, but also a combination of these influencing variables. In this way it is possible to tailor the supply of gaseous fuel to the respective situation.

Vorteilhaft wird im Volllastbereich und in transienten Beschleunigungsphasen der Verbrennungsmotor mit bis zu 100% flüssigem Kraftstoff betrieben. Es ist allerdings möglich, durch Zufuhr eines geringen Anteiles von gasförmigem Kraftstoff, beispielsweise von etwa 10%, bei einem Ottomotor den Zündwinkel und somit den CO2-Ausstoß bzw. den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.Advantageously, the internal combustion engine is operated with up to 100% liquid fuel in the full load range and in transient acceleration phases. However, it is possible by supplying a small proportion of gaseous fuel, for example of about 10%, in a gasoline engine, the ignition angle and thus to improve CO 2 emissions and fuel consumption.

Im Teillastbereich des Verbrennungsmotors und bei Erreichen der Betriebstemperatur des Katalysators wird vorteilhaft bis zu 100% gasförmiger Kraftstoff zugeführt. Dadurch können die CO2- und NOx-Emissionen erheblich reduziert werden.In the partial load range of the internal combustion engine and when the operating temperature of the catalyst is reached, advantageously up to 100% gaseous fuel is supplied. This can significantly reduce CO 2 and NO x emissions.

Bei einem Dieselmotor als Verbrennungsmotor wird bei einer bevorzugten Ausführungsform im Volllastbereich gasförmiger Kraftstoff zur Reduzierung des Rußausstoßes zugeführt.In a diesel engine as an internal combustion engine, in a preferred embodiment in the full load range, gaseous fuel is supplied to reduce soot emissions.

Vorteilhaft legt die Steuerung unter Berücksichtigung von Einflussgrößen die Zumischungsstrategie fest. Dadurch kann das Mischungsverhältnis von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff zuverlässig optimiert werden.The control system advantageously determines the blending strategy, taking account of influencing variables. As a result, the mixing ratio of liquid and gaseous fuel can be reliably optimized.

Als Einflussgrößen dienen vorteilhaft das optimale Drehmoment und/oder die Minimierung des Partikel- bzw. Gasausstoßes und/oder der optimale Verbrauch des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffes.The influencing variables are advantageously the optimum torque and / or the minimization of the particle or gas emission and / or the optimal consumption of the liquid and the gaseous fuel.

Vorteilhaft ist es, wenn die Steuerung außerdem die Fahrstrategie und/oder das Fahrprofil des Fahrzeuges und/oder die Zuladung des Fahrzeuges und/oder die Position des Fahrzeuges bei der Zumischungsstrategie berücksichtigt.It is advantageous if the controller also takes into account the driving strategy and / or the driving profile of the vehicle and / or the payload of the vehicle and / or the position of the vehicle in the blending strategy.

Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject of the application results not only from the subject matter of the individual claims, but also by all the information and features disclosed in the drawings and the description. They are, even if they are not the subject of the claims, claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination over the prior art.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Die Erfindung wird anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to several embodiments shown in the drawings. Show it

1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung, 1 a schematic representation of a device according to the invention,

2 in einer Darstellung entsprechend 1 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 2 in a representation accordingly 1 a second embodiment of a device according to the invention,

3 in schematischer Darstellung ein Saugrohr, in das exzentrisch eine Einspritzdüse für gasförmigen Kraftstoff ragt, 3 a schematic representation of a suction pipe in which eccentrically a nozzle for gaseous fuel protrudes,

4 in Draufsicht die exzentrische Eindüsung des gasförmigen Kraftstoffes in die Saugrohre der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 4 in plan view, the eccentric injection of the gaseous fuel into the suction pipes of the device according to the invention,

5 in einem Diagramm den Ventilhub eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel für das Einlass- und das Auslassventil. 5 in a diagram, the valve lift of an internal combustion engine as a function of the crank angle for the intake and the exhaust valve.

Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung ist dazu geeignet, einen Verbrennungsmotor 1 mit flüssigem Kraftstoff, mit einer Mischung aus einem flüssigen und einem gasförmigen Kraftstoff oder aus einer Mischung von unterschiedlichen Gasen oder einem gasförmigen Kraftstoff zu betreiben. Beim nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden ein flüssiger und ein gasförmiger Kraftstoff eingesetzt.The apparatus described below is suitable for an internal combustion engine 1 to operate with liquid fuel, with a mixture of a liquid and a gaseous fuel or a mixture of different gases or a gaseous fuel. In the embodiment described below, a liquid and a gaseous fuel are used.

Die Erfindung ist allerdings auf eine solche Ausführungsform nicht beschränkt.However, the invention is not limited to such an embodiment.

Der Verbrennungsmotor 1 kann ein Otto- oder Dieselmotor sein. Der in den Zeichnungen dargestellte Verbrennungsmotor 1 ist ein Dieselmotor. Er weist je nach Ausstattung eine entsprechende Zahl von Zylindern auf, in deren Brennkammern der Dieselkraftstoff direkt eingespritzt wird. Der flüssige Kraftstoff, der in diesem Falle Dieselkraftstoff ist, wird aus einem Tank 2 über Ventile 3 in die jeweiligen Verbrennungsräume eingespritzt. Die Abgase werden über eine Abgasleitung 4, einen Katalysator 6 und/oder einen Rußfilter und eine Auspuffleitung 7 einem Auspuff des Fahrzeuges zugeführt. Der Katalysator 6 ist mit der Abgasleitung 4 durch eine Leitung 5 verbunden.The internal combustion engine 1 can be a gasoline or diesel engine. The internal combustion engine shown in the drawings 1 is a diesel engine. He has depending on the equipment a corresponding number of cylinders in the combustion chambers of the diesel fuel is injected directly. The liquid fuel, which in this case is diesel fuel, is taken from a tank 2 over valves 3 injected into the respective combustion chambers. The exhaust gases are via an exhaust pipe 4 , a catalyst 6 and / or a soot filter and an exhaust line 7 supplied to an exhaust of the vehicle. The catalyst 6 is with the exhaust pipe 4 through a pipe 5 connected.

Den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors 1 kann zusätzlich ein gasförmiger Kraftstoff aus einem Gastank 9 zugeführt werden. Als gasförmiger Kraftstoff kommen Erdgas, Methan, Wasserstoff, Flüssiggas, Biogas und andere bekannte Gase in Betracht. Der Gastank 9 ist über eine Zuführleitung 10 an ein Common Rail 11 angeschlossen, über das der gasförmige Kraftstoff mit Hilfe von Einspritzdüsen 12 der Ansaugluft zugemischt und so in die Verbrennungsräume des Verbrennungsmotors 1 geführt wird. In der Zuführleitung 10 sitzen ein Druckregelventil 13, ein Gaseinfüllstutzen 14 und ein Gasfilter 15. Über den Gaseinfüllstutzen 14 wird das Gas in den Tank 9 eingefüllt. Mit dem Druckregelventil 13 wird sichergestellt, dass das Gas im Tank 9 unter dem notwendigen Druck steht. Der Gasfilter 15 sorgt dafür, dass keine Schmutzteilchen in den Verbrennungsraum gelangen. Beim Nachfüllvorgang ist beispielsweise durch ein entsprechendes Ventil sichergestellt, dass das nachzufüllende Gas nicht in das Common Rail 11 gelangt.The combustion chambers of the internal combustion engine 1 In addition, a gaseous fuel from a gas tank 9 be supplied. Suitable gaseous fuels are natural gas, methane, hydrogen, liquid gas, biogas and other known gases. The gas tank 9 is via a supply line 10 to a common rail 11 connected via which the gaseous fuel by means of injectors 12 admixed with the intake air and so in the combustion chambers of the internal combustion engine 1 to be led. In the supply line 10 sit a pressure control valve 13 , a gas filler neck 14 and a gas filter 15 , About the gas filler neck 14 the gas gets into the tank 9 filled. With the pressure control valve 13 Ensures that the gas is in the tank 9 is under the necessary pressure. The gas filter 15 ensures that no dirt particles enter the combustion chamber. During refilling, it is ensured, for example, by means of a corresponding valve, that the gas to be replenished does not enter the common rail 11 arrives.

Von der Leitung 5 zweigt eine Querleitung 16 ab, in der ein Abgasrückführventil 17 sitzt. Mit ihm kann ein Teil des Abgases über die Querleitung 16 einer Zuführleitung 18, in die Ansaugluft geführt wird, zugeführt werden, über welche Abgase rückgeführt wird. Das Ventil 17 ist Teil einer Rückführeinheit 19, mit der in bekannter Weise ein Teil der Abgase dem Gemisch aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff zugeführt wird, um die Verbrennungsgeschwindigkeit zu beeinflussen sowie um den λ-Wert (Luft/Brenn-stoff-Verhältnis) zu optimieren. Solche Rückführeinheiten 19 sind bekannt und werden darum auch nicht näher erläutert.From the line 5 branches a transverse line 16 starting in which an exhaust gas recirculation valve 17 sitting. With him can be a part of the exhaust gas over the transverse line 16 a supply line 18 , is fed into the intake air, are supplied, via which exhaust gases is recycled. The valve 17 is part of a recycling unit 19 in which a part of the exhaust gases is supplied to the mixture of liquid and gaseous fuel in a known manner in order to influence the combustion speed and to optimize the λ value (air / fuel ratio). Such recycling units 19 are known and are therefore not explained in detail.

Mit einem Turbolader 20 kann Außenluft über einen nachgeschalteten Zwischenkühler 21 sowie eine nachgeschaltete Drosselklappe 22 den Verbrennungsräumen der Verbrennungsmaschine 1 in bekannter Weise zugeführt werden. Die Zuführung der Frischluft mit Hilfe des Turboladers 20 erfolgt über die gleiche Zuführleitung 18, über die auch ein Teil des Abgases mit Hilfe der Rückführeinheit 19 zugeführt wird.With a turbocharger 20 can external air via a downstream intercooler 21 and a downstream throttle 22 the combustion chambers of the internal combustion engine 1 be supplied in a known manner. The supply of fresh air with the help of the turbocharger 20 takes place via the same supply line 18 , about which also a part of the exhaust gas with the help of the feedback unit 19 is supplied.

Mit Hilfe von Sonden 23 und 24 wird der Schadstoffanteil in dem durch die Abgasleitung 5 strömenden Abgas erfasst. Beispielsweise wird mit der Sonde 23 in Strömungsrichtung hinter dem Katalysator 6 der HC-Gehalt und mit der Sonde 24 in Strömungsrichtung vor dem Katalysator 6 der O2-Gehalt im Abgas erfasst. Die Messwerte werden einer Steuereinheit 25 zugeführt, die in noch zu beschreibender Weise die Bedingungen in den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors 1 so steuert, dass die von den Sonden 23, 24 gemessenen Werte unterhalb bzw. oberhalb vorgegebener gesetzlicher Grenzwerte liegen.With the help of probes 23 and 24 is the pollutant content in the through the exhaust pipe 5 detected flowing exhaust gas. For example, with the probe 23 in the flow direction behind the catalyst 6 the HC content and with the probe 24 in the flow direction in front of the catalyst 6 the O 2 content in the exhaust gas is detected. The measured values become a control unit 25 supplied in a manner to be described, the conditions in the combustion chambers of the internal combustion engine 1 so controls that from the probes 23 . 24 measured values below or above prescribed legal limits.

Zur Steuerung der Gaszuführung ist eine gesonderte Steuereinheit 26 vorgesehen.To control the gas supply is a separate control unit 26 intended.

Bei der Vorrichtung kann der flüssige Kraftstoff zusammen mit dem gasförmigen Kraftstoff oder auch unabhängig von ihm genutzt werden. Der für die Gaszuführung vorgesehene Teil der Vorrichtung kann als Um- bzw. Nachrüstsatz ausgebildet sein, so dass auch bestehende Verbrennungsmotoren 1 mit der beschriebenen Technik ausgerüstet werden können. Die Vorrichtung ist für PKWs, Busse, Lastwagen und dergleichen geeignet.In the device, the liquid fuel can be used together with the gaseous fuel or independently of it. The intended for the gas supply part of the device may be designed as a conversion or retrofit kit, so that existing internal combustion engines 1 can be equipped with the described technique. The device is suitable for cars, buses, trucks and the like.

Von der Zuführleitung 18 gelangt die Ansaugluft in Saugrohre 27, die die Ansaugluft zu den Verbrennungsräumen führen. Die Saugrohre 27 sind in vorteilhafter Weise als Drallrohre ausgebildet. Die jeweilige Gaseinspritzdüse 12 ist nahe an einem oder an beiden Einlassventilen zum Verbrennungsraum vorgesehen.From the supply line 18 the intake air enters intake pipes 27 , which lead the intake air to the combustion chambers. The suction pipes 27 are formed in an advantageous manner as swirl tubes. The respective gas injection nozzle 12 is provided close to one or both inlet valves to the combustion chamber.

Bei einer vorteilhaften Ausführung sind die Saugrohre 27 so ausgeführt, dass die Einspritzdüse 12 durch asymmetrische Befüllung eine Schichtladung zwischen dem Gemisch aus flüssigem Kraftstoff und Luft und dem Gemisch aus Luft und gasförmigen Kraftstoff ermöglicht, wodurch eine hervorragende gleichmäßige Verbrennung des Gemisches im Brennraum des Motorzylinders erreicht wird.In an advantageous embodiment, the suction pipes 27 designed so that the injector 12 by asymmetric filling allows a layer charge between the mixture of liquid fuel and air and the mixture of air and gaseous fuel, whereby an excellent uniform combustion of the mixture is achieved in the combustion chamber of the engine cylinder.

Wie 3 zeigt, mündet die Einspritzdüse 12 nahe einem Einlassventil 28 so in das Saugrohr 27, dass der aus der Einspritzdüse 12 austretende gasförmige Kraftstoff in gleicher Richtung strömt wie die Ansaugluft durch das Saugrohr 27. Erkennbar ist, dass die Mündung der Einspritzdüse 12 Abstand von der Längsmittelebene 29 des Saugrohre 27 hat. Das freie Ende der Einspritzdüse 12 bildet ein Gaseindüsrohr, dessen Längsachse mit der Längsmittelachse 29 des Saugrohres 27 den spitzen Winkel α bildet.As 3 shows, the injection nozzle opens 12 near an inlet valve 28 so in the intake manifold 27 that's from the injector 12 Exiting gaseous fuel flows in the same direction as the intake air through the intake manifold 27 , It can be seen that the mouth of the injector 12 Distance from the longitudinal center plane 29 of the suction tube 27 Has. The free end of the injector 12 forms a gas injection tube, whose longitudinal axis with the longitudinal central axis 29 of the suction pipe 27 forms the acute angle α.

4 zeigt, dass vorteilhaft sämtliche Einspritzdüsen 12 exzentrisch in Bezug auf die Saugrohre 27 angeordnet und vorteilhaft nahe den Einlassventilen zu den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors 1 angeordnet sind. Die Ladeluft bzw. Ansaugluft ist durch einen Strömungspfeil in 4 angedeutet. 4 shows that advantageous all injectors 12 eccentric with respect to the suction tubes 27 arranged and advantageous near the intake valves to the combustion chambers of the internal combustion engine 1 are arranged. The charge air or intake air is through a flow arrow in 4 indicated.

Das Saugrohr 27 kann so ausgebildet sein, dass die Einspritzdüse 12 nahe an einem der Einlassventile des jeweiligen Brennraumes angeordnet ist (3 und 4).The suction tube 27 can be designed so that the injection nozzle 12 is arranged close to one of the inlet valves of the respective combustion chamber ( 3 and 4 ).

Das Saugrohr 27 ist so vorgesehen, dass eine optimale Mischung zwischen der Ansaugluft, dem Abgas und dem frisch zugeführten Gas ermöglicht wird. Außerdem ist das Saugrohr 27 so ausgebildet, dass es eine optimale Mischung zwischen dem frischen Gas und dem rückgeführten Abgas über die Rückführeinheit 19 gewährleistet. Die Saugrohre 11 können je nach Anwendungsfall beheizt oder gekühlt werden. Sie können vorteilhaft Teil eines Moduls sein, das bei den gängigen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden kann, insbesondere bei allen 6-, 8-, 10- und 12-Zylinder-Motoren.The suction tube 27 is provided so that an optimal mixture between the intake air, the exhaust gas and the freshly supplied gas is made possible. In addition, the suction tube 27 designed so that there is an optimal mix between the fresh gas and the recirculated exhaust gas via the recirculation unit 19 guaranteed. The suction pipes 11 can be heated or cooled depending on the application. They can be advantageous part of a module that can be used in the conventional internal combustion engines, especially in all 6-, 8-, 10- and 12-cylinder engines.

Das Druckregelventil 13 ist vorteilhaft direkt am Gasaustritt des Gastanks 9 angebracht und vorteilhaft so ausgebildet, dass es auch als Sicherheitsventil dienen kann. Das Druckregelventil 13 wird durch mechanische und/oder elektrische Signale betätigt, um die Arbeitsdruckhöhe einzustellen. Hierzu ist das Druckregelventil 13 an die Steuereinheit 26 angeschlossen. Das Druckregelventil 13 ist so ausgebildet, dass eine vorgegebene Druckhöhe des Gases nicht überschritten wird. Vorteilhaft steuert die Steuereinheit 26 das Druckregelventil 13 so, dass eine vorgegebene Druckhöhe des Gases nicht überschritten wird. Vorteilhaft steuert die Steuereinheit 26 das Druckregelventil 13 so, dass der Einspritzdruck in die Verbrennungsräume des Motors 1 angepasst wird an den Lastbereich, in dem der Motor betrieben wird.The pressure control valve 13 is advantageous directly at the gas outlet of the gas tank 9 attached and advantageously designed so that it can also serve as a safety valve. The pressure control valve 13 is operated by mechanical and / or electrical signals to adjust the working pressure level. For this purpose, the pressure control valve 13 to the control unit 26 connected. The pressure control valve 13 is designed so that a predetermined pressure level of the gas is not exceeded. Advantageously, the control unit controls 26 the pressure control valve 13 so that a predetermined pressure level of the gas is not exceeded. Advantageously, the control unit controls 26 the pressure control valve 13 so that the injection pressure into the combustion chambers of the engine 1 is adapted to the load range in which the engine is operated.

Sollte der Druck des Gases einen vorgegebenen Wert überschreiten, kann das Druckregelventil 13 eine Beschädigung des Systems verhindern. If the pressure of the gas exceeds a predetermined value, the pressure regulating valve 13 prevent damage to the system.

Bei einer Ausführungsform wird in diesem Falle ein Sicherheitsventil geöffnet, so dass bei einem zu hohen Gasdruck Gas freigegeben werden kann. Bei einer anderen Ausführungsform wird mit dem Druckregelventil 13 in einem solchen kritischen Fall der Gasdruck im Arbeitsanschluss auf Null geregelt.In one embodiment, a safety valve is opened in this case so that gas can be released if the gas pressure is too high. In another embodiment, with the pressure control valve 13 in such a critical case the gas pressure in the working connection is regulated to zero.

Mit dem Druckregelventil 13 kann der Einspritzdruck für den gasförmigen Kraftstoff für alle Betriebszustände angepasst werden. Da das Druckregelventil 13 an die Steuereinheit 26 angeschlossen ist, kann mit ihr der Gaseinspritzdruck lastabhängig, emissionsabhängig oder drehzahlabhängig geregelt werden, um einen optimal arbeitenden Verbrennungsmotor mit möglichst wenig Schadstoffausstoß zu erhalten. Beispielsweise kann mit der Steuereinheit 26 ein Einspritzdruck zwischen etwa 0 und etwa 50 bar eingestellt werden.With the pressure control valve 13 For example, the injection pressure for the gaseous fuel for all operating conditions can be adjusted. As the pressure control valve 13 to the control unit 26 is connected, the gas injection pressure can be controlled depending on the load, emission-dependent or speed-dependent, in order to obtain an optimally working internal combustion engine with the least possible emission of pollutants. For example, with the control unit 26 an injection pressure between about 0 and about 50 bar can be adjusted.

Die Signale zwischen der Steuereinheit 26 und dem Druckregelventil 13 können drahtlos oder drahtgebunden übertragen werden. Das Druckregelventil 13 kann über ein Bussystem mit der Steuereinheit 26 verbunden sein.The signals between the control unit 26 and the pressure control valve 13 can be transmitted wireless or wired. The pressure control valve 13 can via a bus system with the control unit 26 be connected.

Für eine drahtlose Datenübertragung können beispielhaft Funksignale eingesetzt werden.For wireless data transmission, radio signals can be used by way of example.

Der Gastank 9 erfüllt die Sicherheitsanforderungen hinsichtlich Auslaufsicherheit und Drucksicherheit. Der Gastank 9 ist mit dem wenigstens einen Einfüllstutzen 14 versehen, der in 1 nur der Übersichtlichkeit wegen neben dem Gastank 9 eingezeichnet ist. Über die wenigstens eine Zuführleitung 10 ist der Gastank 9 mit dem Common Rail 11 leitungsverbunden.The gas tank 9 Meets the safety requirements with regard to leak safety and pressure safety. The gas tank 9 is with the at least one filler neck 14 provided in 1 just for the sake of clarity next to the gas tank 9 is drawn. About the at least one supply line 10 is the gas tank 9 with the common rail 11 line-connected.

Das Druckregelventil 13 kann unmittelbar am Gastank 9 vorgesehen sein, so dass sich eine einfache und kompakte Ausbildung ergibt. Ebenso kann der Gastank 9 auch alle notwendigen Sensoren enthalten. Damit von außen einfach der Druck des Gases in Gastank 9 erkennbar ist, ist er vorteilhaft mit einer entsprechenden Druckanzeige versehen.The pressure control valve 13 can be directly at the gas tank 9 be provided so that there is a simple and compact training. Likewise, the gas tank 9 also contain all necessary sensors. So from the outside simply the pressure of the gas in the gas tank 9 can be seen, it is advantageously provided with a corresponding pressure indicator.

Der Gastank 9 kann so ausgebildet sein, dass mehr als eine Art von Gas aufnehmen kann. Dann ist der Tankraum mit zwei oder mehr Kammern versehen. In diesem Fall ist der Gaseinfüllstutzen 14 vorteilhaft so ausgebildet, dass er das kombinierte Betanken wenigstens zweier gasförmiger Kraftstoffe ermöglicht.The gas tank 9 may be configured to accommodate more than one type of gas. Then the tank room is provided with two or more chambers. In this case, the gas filler neck 14 Advantageously designed so that it allows the combined refueling of at least two gaseous fuels.

Die Wände des Gastankes 9 sowie – bei einer eventuellen Unterteilung in zwei oder mehr Kammern – die Zwischenwände sind so ausgebildet, dass der gasförmige Kraftstoff nicht nach außen bzw. durch die Trennwände in die benachbarten Kammern gelangen, insbesondere diffundieren kann. Der Gastank 9 kann je nach Ausführung beispielhaft Erdgas, Biogas oder Wasserstoff aufnehmen.The walls of the gas tank 9 and - in a possible subdivision into two or more chambers - the intermediate walls are formed so that the gaseous fuel does not reach the outside or through the partitions in the adjacent chambers, in particular can diffuse. The gas tank 9 Depending on the model, it can absorb natural gas, biogas or hydrogen as an example.

Die verschiedenen Gase können in der Zuführleitung 10 gemischt werden, so dass die Gase gemischt in das jeweilige Saugrohr 27 gelangen.The different gases can be in the supply line 10 be mixed so that the gases are mixed in the respective intake manifold 27 reach.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, die verschiedenen Gase im Gastank 9 vorzumischen und das Gasgemisch dann über die Zuführleitung 10 dem jeweiligen Saugrohr 27 zuzuführen.In one embodiment, not shown, it is also possible, the various gases in the gas tank 9 premix and then the gas mixture via the feed line 10 the respective intake manifold 27 supply.

Die unterschiedlichen Gase können auch in verschiedenen Gastanks untergebracht sein. In 1 ist beispielhaft mit gestrichelten Linien ein weiterer Gastank 9' dargestellt, der an die Zuführleitung 10 angeschlossen ist. Die beiden Gastanks 9, 9' enthalten jeweils ein anderes Gas. So kann der Gastank 9 beispielsweise Wasserstoff und der Gastank 9' beispielsweise Erdgas (CNG) oder Biogas enthalten.The different gases can also be accommodated in different gas tanks. In 1 is an example with dashed lines another gas tank 9 ' shown connected to the supply line 10 connected. The two gas tanks 9 . 9 ' each contain a different gas. So can the gas tank 9 for example, hydrogen and the gas tank 9 ' For example, natural gas (CNG) or biogas included.

Die beiden Gastanks 9, 9' sind über jeweils ein Regelventil 41 an die Zuführleitung 10 angeschlossen. Mit dem Regelventil 41 kann der Druck, mit dem das Gas in die Zuführleitung 10 strömt, eingestellt werden.The two gas tanks 9 . 9 ' are each a control valve 41 to the supply line 10 connected. With the control valve 41 may be the pressure with which the gas enters the delivery line 10 flows, be set.

Es ist möglich, die Gase aus den Gastanks 9, 9' gleichzeitig in die Zuführleitung 10 einzugeben, so dass bereits in der Zuführleitung die Vermischung der beiden unterschiedlichen Gase erfolgt. Das Gasgemisch gelangt dann über die entsprechende Einspritzdüse 12 in das Saugrohr 27.It is possible to remove the gases from the gas tanks 9 . 9 ' at the same time in the supply line 10 to enter, so that already in the supply line, the mixing of the two different gases takes place. The gas mixture then passes through the corresponding injection nozzle 12 in the suction pipe 27 ,

Weiter ist es möglich, die unterschiedlichen Gase in den Gastanks 9, 9' nicht gleichzeitig, sondern wechselseitig zuzuführen. Dann wird je nach den vorgegebenen Einsatzbedingungen nur das eine oder das andere Gas dem Saugrohr 27 zugeführt.Further, it is possible the different gases in the gas tanks 9 . 9 ' not simultaneously but reciprocally. Then, depending on the given conditions of use, only one or the other gas to the intake manifold 27 fed.

Mit einem Sensor 42 lässt sich das Gas oder das Gasgemisch in der Zuführleitung 10 erkennen. Der Sensor sendet ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 25, die in bekannter Weise die Bedingungen in den Verbrennungsräumen des Verbrennungsmotors 1 so steuert, dass das Gas bzw. Gasgemisch in erforderlichem Masse bzw. Mischungsverhältnis zugeführt wird.With a sensor 42 can the gas or the gas mixture in the supply line 10 detect. The sensor sends a corresponding signal to the control unit 25 in a known manner the conditions in the combustion chambers of the internal combustion engine 1 controls so that the gas or gas mixture is supplied in required mass or mixing ratio.

Das vom Sensor 42 an die Steuereinheit 25 gelieferte Signal kann dazu herangezogen werden, in der Steuereinheit 25 hinterlegte Kennfelder automatisch auszuwählen.That of the sensor 42 to the control unit 25 Delivered signal can be used in the control unit 25 Automatically select stored maps.

Die Steuereinheit 26 kann als stand-alone-Einheit eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die Steuereinheit 26 als slave-Einheit in Verbindung mit der Steuereinheit 25 einzusetzen (master-slave-Prinzip). Mit Hilfe der Steuereinheit 26 kann der Füllgrad der Treibstoffanlage erfasst und das Mischungsverhältnis zwischen dem flüssigen und dem gasförmigen Kraftstoff in Abhängigkeit von der geforderten Motorleistung optimiert werden. Hierzu wird die Leistungskennlinie des Motors herangezogen, wobei auch die Emissionen aus CO2, NOx, CH4 oder Dieselrußausstoß berücksichtigt werden, die von den Sensoren 23, 24 im Abgas gemessen werden. Die Steuereinheit 26 ist in diesem Falle Teil einer Regeleinheit, mit der in Abhängigkeit von den von den Sensoren 23, 24 gemessenen Schadstoffwerten das optimale Mischungsverhältnis zwischen flüssigem und gasförmigem Kraftstoff so eingestellt wird, dass die Emissionswerte unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte liegen. The control unit 26 can be used as a stand-alone unit. It is also possible the control unit 26 as a slave unit in conjunction with the control unit 25 to use (master-slave principle). With the help of the control unit 26 The degree of filling of the fuel system can be detected and the mixing ratio between the liquid and the gaseous fuel can be optimized in dependence on the required engine power. For this purpose, the performance curve of the engine is used, whereby the emissions from CO 2 , NO x , CH 4 or diesel soot ejection are taken into account by the sensors 23 . 24 be measured in the exhaust gas. The control unit 26 is in this case part of a control unit, with the function of the sensors 23 . 24 measured pollutant values, the optimum mixing ratio between liquid and gaseous fuel is set so that the emission values are below the legally prescribed limit values.

Mit der Steuereinheit 26 kann auch festgestellt werden, ob der Gastank 9 eine ausreichende Menge an gasförmigem Kraftstoff enthält. Der Gastank 9 ist beispielhaft über einen Füllstandsmesser mit der Steuereinheit 26 verbunden. Wird ein ungenügender Ladezustand des Gastankes 9 festgestellt, sorgt die Steuereinheit 26 dafür, dass die Zuführung des gasförmigen Kraftstoffes abgestellt und auf den vollständigen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 mit dem flüssigen Kraftstoff umgestellt wird. In diesem Falle wird der Verbrennungsmotor 1 ausschließlich mit dem flüssigen Kraftstoff so lange betrieben, bis eine Nachfüllung des gasförmigen Kraftstoffes vorgenommen wird.With the control unit 26 can also be determined if the gas tank 9 contains a sufficient amount of gaseous fuel. The gas tank 9 is an example of a level gauge with the control unit 26 connected. Is an insufficient state of charge of the gas tank 9 detected, the control unit ensures 26 that the supply of gaseous fuel is turned off and on the complete operation of the internal combustion engine 1 is switched with the liquid fuel. In this case, the internal combustion engine 1 operated exclusively with the liquid fuel until a refill of the gaseous fuel is made.

Die Steuereinheiten 25 und/oder 26 können vorteilhaft so ausgebildet sein, dass sie bei Bedarf Diagnosesignale liefern, um etwa Wartungen, Reparaturen und dergleichen durchführen zu können.The control units 25 and or 26 can be advantageously designed so that they provide diagnostic signals when needed to perform about maintenance, repairs and the like.

Die Einspritzdüsen 2, 12 können gemeinsam oder abwechselnd angesteuert werden, so dass die Zuführung des flüssigen sowie des gasförmigen Kraftstoffes zur gleichen Zeit oder zeitlich nacheinander erfolgt. Hierbei können die Einspritzzeiten auch unterschiedlich eingestellt werden, je nach dem erforderlichen Mischverhältnis.The injectors 2 . 12 can be controlled jointly or alternately, so that the supply of liquid and gaseous fuel at the same time or in succession takes place. In this case, the injection times can also be set differently, depending on the required mixing ratio.

Die beiden Steuereinheiten 25, 26 wirken zusammen, so dass der flüssige und der gasförmige Kraftstoff im gewünschten Maße in die jeweiligen Brennräume der Zylinder eingespritzt werden.The two control units 25 . 26 act together so that the liquid and the gaseous fuel are injected to the desired extent in the respective combustion chambers of the cylinder.

Mit den Steuereinheiten 25, 26 ist es außerdem möglich, zusätzlich einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch einzustellen. Somit erfolgt nicht nur eine Optimierung in Hinblick auf die Abgaswerte, sondern auch im Hinblick auf den günstigsten Kraftstoffverbrauch. Der flüssige und/oder der gasförmige Kraftstoff können kontinuierlich oder sequentiell in die Brennkammern eingespritzt werden. Vorteilhaft erfolgt die Einspritzung entsprechend dem Sauerstoffanteil ebenfalls geregelt kontinuierlich oder auch sequentiell.With the control units 25 . 26 In addition, it is possible to additionally adjust economical fuel consumption. Thus, not only an optimization in terms of exhaust emissions, but also in terms of the most economical fuel consumption. The liquid and / or gaseous fuel may be injected continuously or sequentially into the combustion chambers. Advantageously, the injection is carried out according to the oxygen content also regulated continuously or sequentially.

Auf diese Weise ist es möglich, die Zuführung des jeweiligen Kraftstoffes optimal im Hinblick auf die Emissionswerte und den Kraftstoffverbrauch für jeden Betriebspunkt (Drehzahl/Drehmoment) einzustellen.In this way it is possible to optimally adjust the supply of the respective fuel with regard to the emission values and the fuel consumption for each operating point (rotational speed / torque).

Die Steuereinheiten 25, 26 können auch so programmiert sein, dass der Verbrauch an flüssigem und gasförmigen Kraftstoff etwa gleich ist, so dass beide Kraftstoffarten gleichzeitig nachgefüllt werden können.The control units 25 . 26 can also be programmed so that the consumption of liquid and gaseous fuel is about the same, so that both types of fuel can be replenished simultaneously.

Es ist auch eine Programmierung im Hinblick auf eine große Reichweite möglich. Dies ist beispielsweise dann von Interesse, wenn das Tankstellennetz nicht sehr dicht ist.It is also possible to program in terms of a long range. This is of interest, for example, if the filling station network is not very dense.

Der gasförmige Kraftstoff wird der Ansaugluft zugemischt und der flüssige Kraftstoff direkt eingespritzt. Durch die Voreinspritzung des flüssigen Kraftstoffes wird die Verbrennung so eingestellt, dass die Haupteinspritzung in bereits entzündetes Gas in den Brennraum erfolgt.The gaseous fuel is added to the intake air and the liquid fuel is injected directly. By the pre-injection of the liquid fuel, the combustion is adjusted so that the main injection takes place in already ignited gas into the combustion chamber.

Mit Hilfe der Steuereinheit 26 ist es möglich, den gasförmigen Kraftstoff über eine oder mehrere der Einspritzdüsen 12 so in die Brennräume einzuspritzen, dass eine Schichtladung im Brennraum erzielt wird. Dadurch wird eine hervorragende Verbrennung des Gemisches aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff gewährleistet.With the help of the control unit 26 it is possible to use the gaseous fuel through one or more of the injectors 12 to inject into the combustion chambers so that a layer charge is achieved in the combustion chamber. This ensures excellent combustion of the mixture of liquid and gaseous fuel.

Mit Hilfe der Rückführeinheit 19 ist es möglich, auch einen Teil des Abgases über das Abgasrückführventil 14 zurückzuführen und dem Gemisch aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff beizufügen. Dieses Abgas kann den Einspritzdüsen 3 und/oder den Einspritzdüsen 12 zugeführt werden. Über den Anteil des rückgeführten Abgases ist eine weitere Variationsmöglichkeit gegeben, um einen optimalen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 bei minimalen Emissionswerten und einen minimalen Kraftstoffverbrauch zu erreichen. Dabei ist dafür gesorgt, dass die Verbrennung in den Brennräumen optimal abläuft, so dass auch ein Verschleiß der mechanischen Teile des Verbrennungsmotors 1 minimal gehalten werden kann.With the help of the return unit 19 It is also possible to use a part of the exhaust gas via the exhaust gas recirculation valve 14 attributed to the mixture of liquid and gaseous fuel. This exhaust gas can be the injectors 3 and / or the injectors 12 be supplied. About the proportion of the recirculated exhaust gas, a further variation possibility is given to optimum operation of the internal combustion engine 1 to achieve minimum emissions and minimum fuel consumption. It is ensured that the combustion proceeds optimally in the combustion chambers, so that also a wear of the mechanical parts of the internal combustion engine 1 can be kept minimal.

Die Steuereinheiten 25, 26 sind so ausgebildet, dass bei Bedarf nur der flüssige oder der gasförmige Kraftstoff in die Brennräume eingespritzt wird. Insbesondere wird nur ein Kraftstoff eingesetzt, wenn beispielsweise die Kohlenwasserstoffemissionen einen vorgeschriebenen Normwert überschreiten oder die anderen Emissionen zulässige Werte über- oder unterschreiten.The control units 25 . 26 are designed so that if necessary only the liquid or gaseous fuel is injected into the combustion chambers. In particular, only one fuel is used if, for example, the hydrocarbon emissions exceed a prescribed standard value or the other emissions exceed or fall below permitted levels.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der gasförmige Kraftstoff vom Gastank 9 aus in das Common Rail 11 eingeleitet. Der gasförmige Kraftstoff wird zusammen mit Luft in das Common Rail 11 eingeleitet. Der gasförmige Kraftstoff wird zusammen mit Luft in das Common Rail eingeführt, so dass über die an das Common Rail 11 angeschlossenen Saugrohre 27 in die jeweiligen Zylinder ein Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff gelangt. Der Luftanteil wird über die Steuereinheit 26 eingestellt, mit der eine (nicht dargestellte) Drosselklappe zur Bestimmung der Luftmenge gesteuert werden kann. Der flüssige Kraftstoff wird vorteilhaft unmittelbar in den Brennraum eingespritzt, nachdem das Gemisch aus Luft und gasförmigem Kraftstoff eingebracht worden ist. Aufgrund der hohen Temperaturen und des hohen Druckes in den Brennräumen beginnt der flüssige Kraftstoff zu verbrennen, wodurch auch der gasförmige Kraftstoff verbrannt wird.In the described embodiment, the gaseous fuel from the gas tank 9 out into the common rail 11 initiated. The gaseous fuel is mixed with air in the common rail 11 initiated. The gaseous fuel is introduced together with air into the common rail, so that over to the common rail 11 connected suction pipes 27 in the respective cylinder a mixture of air and gaseous fuel passes. The proportion of air is via the control unit 26 set, with a (not shown) throttle valve for determining the amount of air can be controlled. The liquid fuel is advantageously injected directly into the combustion chamber after the mixture of air and gaseous fuel has been introduced. Due to the high temperatures and the high pressure in the combustion chambers of the liquid fuel begins to burn, whereby the gaseous fuel is burned.

Bei einem Dieselmotor als Verbrennungsmotor 1 müssen die Partikel-, Stickoxid-, CO2- und CH4- Emissionen gering gehalten werden. Bei einem Ottomotor als Verbrennungsmaschine 1 sind die CO2- und CH4-Emissionen auf niedrigen Werten zu halten.In a diesel engine as an internal combustion engine 1 the particulate, nitrogen oxide, CO 2 and CH 4 emissions must be kept low. In a gasoline engine as an internal combustion engine 1 The CO 2 and CH 4 emissions are to be kept low.

Die Zumischungsrate des gasförmigen Kraftstoffes muss für Otto- und Dieselmotoren unterschiedlich abgestimmt werden in Abhängigkeit von der Temperatur des Verbrennungsmotors und des Katalysators 6, der Last, der mitgeführten Abgasmenge und der Motordrehzahl. Die optimalen Zumischungsverhältnisse werden dabei in Kennfeldern der Steuereinheit 25 in Abhängigkeit von der Last, der Temperatur, der Drehzahl und der Abgasrückführungsraten abgelegt. Diese Kennfelder sind bei Otto- und bei Dieselmotoren unterschiedlich.The admixing rate of the gaseous fuel must be different for gasoline and diesel engines depending on the temperature of the engine and the catalyst 6 , the load, the amount of exhaust gas entrained and the engine speed. The optimal admixing ratios are in maps of the control unit 25 stored as a function of the load, the temperature, the speed and the exhaust gas recirculation rates. These maps are different for petrol and diesel engines.

Die in der Steuereinheit 25 hinterlegten Kennfelder gelten jeweils nur für einen Motor bzw. eine Motorgröße bzw. einen Motortyp.The in the control unit 25 stored maps apply in each case only for one engine or an engine size or an engine type.

Bei Ottomotoren mit zugeführtem gasförmigem Kraftstoff, insbesondere Methan, gelangen große Mengen an Methan in das Abgas. 5 zeigt den Ventilhub eines Einlass- und eines Auslassventils eines Ottomotors in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel. Die Kurve AV für das Auslassventil und die Kurve EV des Einlassventils haben eine ausgeprägte Überschneidungsphase, in der beide Ventile offen sind. Dadurch gelangen verhältnismäßig große Mengen an Methan in das Abgas. Ottomotoren haben üblicherweise einen 4-Wege-Katalysator, mit dem das Methan aus dem Abgas abgefangen werden muss. Aufgrund der großen Methanmenge werden die Palladium-, Platin- oder Rhodium-Teile des Katalysators sehr stark belastet.In gasoline engines with supplied gaseous fuel, especially methane, get large amounts of methane in the exhaust gas. 5 shows the valve lift of an intake and exhaust valve of a gasoline engine as a function of the crank angle. The exhaust valve curve AV and the inlet valve curve EV have a pronounced overlap phase in which both valves are open. As a result, relatively large amounts of methane get into the exhaust gas. Gasoline engines usually have a 4-way catalytic converter, with which the methane from the exhaust gas must be intercepted. Due to the large amount of methane, the palladium, platinum or rhodium parts of the catalyst are very heavily loaded.

Da Methan eine wesentlich stärkere Wirkung auf den Treibhauseffekt hat als CO2, muss der Ausstoß von Methan begrenzt werden, insbesondere in der Phase, in welcher der Katalysator noch nicht seine zum Abfangen des Methans erforderliche Temperatur erreicht hat. Darum sind die Kennfelder für den Ottomotor so ausgelegt, dass er mit 100% flüssigem Kraftstoff (Ottokraftstoff) betrieben wird, solange der Katalysator noch nicht die zum Abfangen des Methans erforderliche Betriebstemperatur erreicht hat. Die durch den Einsatz von Ottokraftstoff entstehenden HC-Emissionen beeinflussen den Treibhauseffekt nur wenig, so dass die kurze Phase, in der der Ottomotor ausschließlich mit dem flüssigen Kraftstoff betrieben wird, keine nachteiligen Wirkungen für die Umwelt hat. Sobald der Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat, kann das Methan im Abgas durch die palladium-, platin- oder rhodiumhaltigen Teile oxidiert und damit aus dem Abgas entfernt werden. Die geringe Temperatur tritt beispielsweise beim Start des Verbrennungsmotors oder beim Fahren mit Teillast, beispielsweise bei einer Bergabfahrt, auf.Since methane has a much greater effect on the greenhouse effect than CO 2 , the emission of methane must be limited, especially in the phase in which the catalyst has not yet reached its required for the interception of methane temperature. Therefore, the gasoline engine maps are designed to run on 100% liquid fuel (petrol) as long as the catalyst has not yet reached the operating temperature required to trap the methane. The HC emissions generated by the use of petrol have little effect on the greenhouse effect, so that the short phase in which the gasoline engine is operated exclusively with the liquid fuel has no adverse effects on the environment. Once the catalyst has reached its operating temperature, the methane in the exhaust gas can be oxidized by the palladium, platinum or rhodium-containing parts and thus removed from the exhaust gas. The low temperature occurs, for example, at the start of the internal combustion engine or when driving at partial load, for example when driving downhill on.

Arbeitet der Verbrennungsmotor unter Volllast oder bei transienten Beschleunigungsphasen, kann der Ottomotor mit bis zu 100% flüssigem Kraftstoff betrieben werden. Mit einer Beigabe von beispielsweise etwa 10% von gasförmigem Kraftstoff, insbesondere von Methan, können die Zündwinkel und damit der CO2-Ausstoß sowie der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.If the combustion engine operates under full load or during transient acceleration phases, the gasoline engine can be operated with up to 100% liquid fuel. With an addition of, for example, about 10% of gaseous fuel, in particular methane, the ignition angle and thus the CO 2 emissions and the fuel consumption can be improved.

Arbeitet der Verbrennungsmotor im Teillastbereich, wird der Gasanteil erhöht, wenn der Katalysator 6 seine Betriebstemperatur erreicht hat. Der Gasanteil kann bis zu 100% betragen, so dass der Verbrennungsmotor ausschließlich mit dem gasförmigen Kraftstoff betrieben wird. Durch Einsatz des höheren Gasanteiles werden die CO2-, CH4- und NOx-Emissionen erheblich reduziert. Im Teillastbereich wird der Gasanteil außerdem in Abhängigkeit vom Restgasanteil optimiert, um die Menge an Emissionen zu reduzieren. Eine schnelle Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffes führt zu hohen und eine langsame Verbrennung zu niedrigen Emissionen. Die langsamere Verbrennung wird dadurch erreicht, dass die Abgase rückgeführt werden. Da die Abgase eine geringere Temperatur haben, erfolgt die Verbrennung des gasförmigen Kraftstoffes oder des Gemisches aus flüssigem und gasförmigem Kraftstoff langsamer, was dementsprechend zu geringeren schädlichen Emissionen führt.If the internal combustion engine operates in the partial load range, the gas content is increased when the catalyst 6 has reached its operating temperature. The gas content can be up to 100%, so that the internal combustion engine is operated exclusively with the gaseous fuel. By using the higher proportion of gas, the CO 2 , CH 4 and NO x emissions are significantly reduced. In the partial load range, the gas content is also optimized depending on the residual gas content in order to reduce the amount of emissions. Fast combustion of the gaseous fuel leads to high and slow combustion to low emissions. The slower combustion is achieved by recycling the exhaust gases. Since the exhaust gases are at a lower temperature, the combustion of the gaseous fuel or the mixture of liquid and gaseous fuel is slower, which accordingly leads to lower harmful emissions.

Dieselmotoren werden im Volllastbetrieb mit Luftüberschuss betrieben. Darum führt eine Zumischung von gasförmigem Kraftstoff nicht zu einer Reduzierung des Volllastdrehmomentes. Durch Zumischung des gasförmigen Kraftstoffes wird der Rußausstoß erheblich reduziert. Wird beispielsweise 20% Methan dem flüssigen Kraftstoff zugemischt, wird der Rußausstoß um etwa 30% reduziert, ohne dass das Drehmoment verringert wird.Diesel engines are operated in full load operation with excess air. Therefore, admixture of gaseous fuel does not reduce the full load torque. By adding the gaseous fuel, the soot emissions are significantly reduced. For example, if 20% of methane is added to the liquid fuel, The soot emissions are reduced by about 30% without reducing the torque.

Dieselmotoren zeichnen sich aufgrund des inhomogenen Verbrennungsvorganges durch sehr geringe HC-Emissionen aus. Der Ersatz eines Teils des Dieselkraftstoffes durch gasförmigen Kraftstoff, beispielsweise Methan, führt infolge der homogenen/inhomogenen Verbrennung dieses Gemisches zu deutlich erhöhten HC-Emissionen. Darum wird im oberen Teillastbereich der gasförmige Kraftstoff, wie Erdgas oder Methan, erst dann beigegeben, wenn der Oxidationskatalysator auf Betriebstemperatur ist. Dann ist sichergestellt, dass durch den Katalysator die HC-Emissionen gering gehalten werden können.Diesel engines are characterized by very low HC emissions due to the inhomogeneous combustion process. Replacement of a portion of the diesel fuel with gaseous fuel, such as methane, results in significantly increased HC emissions due to the homogeneous / inhomogeneous combustion of this mixture. Therefore, in the upper part-load range, the gaseous fuel, such as natural gas or methane, is added only when the oxidation catalyst is at operating temperature. Then it is ensured that the HC emissions can be kept low by the catalyst.

Bei Dieselmotoren stehen die Partikelemissionen im Vordergrund. Insbesondere in den Lastpunkten, bei denen der Dieselmotor mit den größten Betriebszeitanteilen betrieben wird, wird die Zumischung des gasförmigen Kraftstoffes so optimiert, dass der Partikelausstoß minimal ist. Bei dieser Optimierung wird auch der Verbrauch des gasförmigen Kraftstoffes in Bezug auf den Füllstand des Gastanks 9 bei der Zumischungsstrategie berücksichtigt.Diesel engines focus on particulate emissions. Especially in the load points where the diesel engine is operated with the largest operating time shares, the admixture of the gaseous fuel is optimized so that the particle emission is minimal. In this optimization, the consumption of the gaseous fuel in relation to the level of the gas tank 9 considered in the blending strategy.

Bei der Zumischungsstrategie werden außer der Motor- und Katalysatortemperatur, dem Restgasgehalt und dem Lastanteil weitere verschiedene Einflussgrößen vorteilhaft berücksichtigt, wie optimales Drehmoment, Minimierung des Partikelausstoßes, geringer CO2- und NOx-Ausstoß oder die Reichweitenoptimierung.Apart from the engine and catalyst temperature, the residual gas content and the load fraction, further different influencing variables are advantageously taken into account in the admixing strategy, such as optimum torque, minimization of particle emissions, low CO 2 and NO x emissions or range optimization.

Das optimale Drehmoment wird insbesondere dann herangezogen, wenn das Fahrzeug bergauf fährt. Der minimale Partikelausstoß kommt insbesondere dann zum Zuge, wenn Stadtfahrten durchgeführt werden. Dann wird die Zumischung des gasförmigen Kraftstoffes so eingestellt, dass bei der geringen Fahrzeuggeschwindigkeit der Partikelausstoß eines Dieselmotors gering ist.The optimum torque is used in particular when the vehicle is driving uphill. The minimum particulate emissions come into play especially when city trips are carried out. Then, the admixture of the gaseous fuel is adjusted so that at the low vehicle speed of the particulate emissions of a diesel engine is low.

Die CO2- und NOx-Emissionen werden insbesondere dann berücksichtigt, wenn das Fahrzeug bergab fährt. Dann wird der gasförmige Kraftstoff so zugemischt, dass diese Emissionen minimal sind.The CO 2 - and NO x emissions are especially considered when the vehicle is traveling downhill. Then, the gaseous fuel is mixed so that these emissions are minimal.

Bei der Reichweitenoptimierung wird der gasförmige Kraftstoff so beigemischt, dass der Gastank 9 sowie der Tank für den flüssigen Kraftstoff etwa zur gleichen Zeit nachgefüllt werden müssen. Diese Strategie wird insbesondere dann angewendet, wenn das Gastankstellennetz dünn ist. In diesem Falle wird die Zumischungsstrategie so ausgelegt, dass der Verbrauch des gasförmigen Kraftstoffes optimiert wird.In range optimization, the gaseous fuel is added so that the gas tank 9 and the tank for the liquid fuel at about the same time must be refilled. This strategy is particularly useful when the gas station network is thin. In this case, the blending strategy is designed to optimize the consumption of the gaseous fuel.

Die Steuerung des Verbrennungsmotors ist so ausgelegt, dass je nach Fahrzustand bzw. Fahrgegebenheiten die beispielhaft beschriebenen Einflussgrößen auch miteinander kombiniert werden können. Die Zumischung des gasförmigen Kraftstoffes wird von der Steuerung in Verbindung mit dem jeweiligen Kennfeld optimal so durchgeführt, dass beispielsweise ein optimales Drehmoment und/oder ein minimaler Partikelausstoß und/oder minimale CO2- und NOx-Emissionen erreicht werden.The control of the internal combustion engine is designed so that the influencing variables described by way of example can also be combined with one another depending on the driving condition or driving conditions. The admixing of the gaseous fuel is optimally carried out by the controller in conjunction with the respective characteristic map in such a way that, for example, an optimum torque and / or a minimum particle emission and / or minimum CO 2 and NO x emissions are achieved.

Die Steuerung des Verbrennungsmotors 1 ist weiter so ausgelegt, dass auch die Fahrstrategie im Kennfeld berücksichtigt wird. So erkennt die Elektronik der Steuerung, wenn das Fahrzeug im Stop-and-go-Betrieb ist, wie es häufig bei Stadtfahrten der Fall ist. Dann wird von der Steuerung das entsprechend im Kennfeld abgelegte Programm aufgerufen und danach die Zumischung des gasförmigen Kraftstoffes im Hinblick auf die erforderliche Zumischungsstrategie zugegeben.The control of the internal combustion engine 1 is further designed so that the driving strategy is taken into account in the map. Thus, the electronics of the controller recognizes when the vehicle is in stop-and-go operation, as is often the case with city driving the case. Then, the program stored in the map corresponding program is called by the controller and then added the admixture of the gaseous fuel in view of the required blending strategy.

Weiter ist es möglich, der Steuerung GPS-Daten zuzuführen, so dass der jeweilige Standort des Fahrzeuges bekannt ist. So ist einfach erkennbar, ob das Fahrzeug in der Stadt fährt oder beispielsweise auf der Autobahn. Dementsprechend wird das im Kennfeld abgelegte Programm abgerufen, um den gasförmigen Kraftstoff optimal unter Berücksichtigung der jeweiligen Strategie zu optimieren.Furthermore, it is possible to supply the controller with GPS data, so that the respective location of the vehicle is known. This makes it easy to see whether the vehicle is driving in the city or, for example, on the motorway. Accordingly, the program stored in the map is retrieved to optimize the gaseous fuel optimally taking into account the respective strategy.

Ebenso ist es möglich, dass selbsttätig das Fahrverhalten des Fahrers erfasst und in der Steuerung gespeichert wird. Auch kann beispielsweise mit Hilfe von GPS-Daten festgestellt werden, ob der Fahrer stets die gleiche Fahrstrecke zurücklegt. Dies ist beispielsweise bei öffentlichen Verkehrsmitteln der Fall, die stets vorgegebene Strecken abzufahren haben. In einem solchen Fall kann die Steuerung bereits vorausschauend den gasförmigen Kraftstoff optimiert dem flüssigen Kraftstoff zuführen.It is also possible that the driving behavior of the driver is automatically detected and stored in the controller. It can also be determined, for example with the aid of GPS data, whether the driver always travels the same route. This is the case, for example, in the case of public transport, which always have to depart from predetermined routes. In such a case, the controller can already anticipate the gaseous fuel optimally supplied to the liquid fuel.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Beladung des jeweiligen Fahrzeuges durch entsprechende Sensoren zu erfassen. Ein höheres Gewicht des Fahrzeuges führt zu einem entsprechend höheren Kraftstoffverbrauch. Auf diese Weise kann auch unter Berücksichtigung der Zuladung der Kraftstoffverbrauch durch entsprechende Beimischung des gasförmigen Kraftstoffes optimiert werden.Another possibility is to detect the loading of the respective vehicle by means of corresponding sensors. A higher weight of the vehicle leads to a correspondingly higher fuel consumption. In this way, taking into account the payload, the fuel consumption can be optimized by appropriate admixing of the gaseous fuel.

Nutzfahrzeuge fahren über längere Strecken etwa mit annähernd konstanter Geschwindigkeit auf Autobahnen. Dies trifft insbesondere für den Fernkraftverkehr zu. Die konstante Geschwindigkeit wird von der Steuerung erfasst und zur Optimierung der Zufuhr des gasförmigen Kraftstoffes herangezogen. Nutzfahrzeuge haben in der Regel Dieselmotoren als Verbrennungsmotoren. Bei konstanter Fahrgeschwindigkeit werden die Dieselfilter nicht ausreichend warm, was zur Folge hat, dass die Katalysatorfunktion nicht ausreichend ist. Dementsprechend sorgt die Steuerung dafür, dass die Dieselkraftstoffmenge verringert wird, um die Partikelemissionen gering zu halten. Hierbei wird vorteilhaft auch der Anteil des gasförmigen Kraftstoffes entsprechend verringert, um schädliche, durch den gasförmigen Kraftstoff verursachte Emissionen, wie CH4, zu minimieren.Commercial vehicles drive over long distances at approximately constant speed on highways. This is especially true for long distance traffic. The constant speed is detected by the controller and used to optimize the supply of gaseous fuel. Commercial vehicles usually have diesel engines as internal combustion engines. At constant driving speed, the diesel filters are not sufficiently warm, with the result that the catalyst function is not sufficient. Accordingly, the controller ensures that the amount of diesel fuel is reduced to keep particulate emissions low. In this case, the proportion of the gaseous fuel is advantageously reduced accordingly in order to minimize harmful emissions caused by the gaseous fuel, such as CH 4 .

Bei Dieselmotoren von Schiffen wird der Ausstoß von Emissionen des gasförmigen Kraftstoffes bei der normalen Fahrgeschwindigkeit nur in einem begrenzten Lastbereich unter Berücksichtigung des Partikelausstoßes optimiert. Bei solchen Schiffsantriebsmotoren wird als gasförmiger Kraftstoff häufig Erdgas eingesetzt. Dieser gasförmige Kraftstoff wird durch die Steuerung so dem flüssigen Kraftstoff zugemischt, dass die NOx-Emissionen minimal sind.In marine diesel engines, emissions of gaseous fuel at normal vehicle speed are optimized only in a limited load range, taking into account particulate emissions. In such marine propulsion engines, natural gas is often used as the gaseous fuel. This gaseous fuel is mixed by the controller so the liquid fuel that the NO x emissions are minimal.

Die beschriebene Zumischungsstrategie berücksichtigt, wie beispielhaft beschrieben worden ist, unterschiedliche Einflussgrößen, um beispielsweise den Partikelausstoß zu minimieren und/oder ein optimales Drehmoment zu erreichen und/oder den Verbrauch des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffes so zu steuern, dass mit dem jeweiligen Tankinhalt eine maximale Reichweite erreicht wird.As has been described by way of example, the admixing strategy described takes into account different influencing variables in order, for example, to minimize particulate emissions and / or to achieve optimum torque and / or to control the consumption of the liquid and gaseous fuels in such a way that the respective tank contents are maximized Range is reached.

In allen Fällen ist die Steuerung so eingestellt, dass in der Startphase sowie in einer Kaltphase des Verbrennungsmotors, wenn der Katalysator 6 seine Betriebstemperatur nicht erreicht hat, nur flüssiger Kraftstoff eingesetzt wird. Insbesondere bei Verwendung von Methan würde bei Zuführung in der Start- sowie in der Kaltphase das Methan durch den Katalysator nicht oder nur in beschränktem Maße oxidiert werden. Dies würde zu einem Ausstoß von Methananteilen führen. Da Methan eine deutlich höhere Wirkung auf den Treibhauseffekt hat als CO2, wird somit verhindert, dass Methan bereits dann in den flüssigen Kraftstoff eingebracht wird, wenn der Katalysator noch nicht seine Betriebstemperatur erreicht hat.In all cases, the control is set so that in the starting phase as well as in a cold phase of the internal combustion engine when the catalyst 6 has not reached its operating temperature, only liquid fuel is used. Especially when methane is used, the methane would not be oxidized by the catalyst or only to a limited extent when it is fed in the start and in the cold phase. This would lead to an emission of methane fractions. Since methane has a much higher effect on the greenhouse effect than CO 2 , it is thus prevented that methane is already introduced into the liquid fuel when the catalyst has not yet reached its operating temperature.

Die Steuerung des Verbrennungsmotors 1 wird mit den beschriebenen unterschiedlichen Datensätzen versehen, die über Sensoren oder GPS-Signale gesteuert bzw. durch sensorgeführte Modelle aufgerufen werden können. Die Steuerung ermöglicht es, den Ausstoß der Emissionen von Diesel- und Ottomotoren zu minimieren und/oder den Kraftstoffverbrauch des flüssigen Kraftstoffes und/oder des gasförmigen Kraftstoffes zu optimieren. Wie beispielhaft beschrieben worden ist, kann hierbei eine Minimierung im Hinblick auf den geringsten Kraftstoffverbrauch oder im Hinblick auf einen optimierten Verbrauch des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffes eingesetzt werden, um eine maximale Reichweite des Fahrzeuges zu erzielen.The control of the internal combustion engine 1 is provided with the described different data sets, which can be controlled via sensors or GPS signals or called by sensor-guided models. The control makes it possible to minimize the emissions of diesel and gasoline engines and / or to optimize the fuel consumption of the liquid fuel and / or the gaseous fuel. As has been described by way of example, a minimization with regard to the lowest fuel consumption or with regard to an optimized consumption of the liquid and the gaseous fuel can be used to achieve a maximum range of the vehicle.

Die Steuerung kann außerdem so ausgelegt sein, dass über entsprechende Sensordaten die Art des Kraftstoffes und/oder die Kraftstoffqualität erfasst und dann eine Optimierung der Ansteuerung ermöglicht wird, um die optimale Menge des jeweiligen Kraftstoffes zuzuführen. Dadurch ist beispielsweise eine automatische Anpassung der Zumischungsstrategie auf verschiedene Arten von gasförmigen Kraftstoffen möglich, wie beispielsweise Biogas, CNG, LNG, LPG oder Wasserstoff sein können.The controller may also be configured to detect the type of fuel and / or fuel quality via corresponding sensor data and then to optimize the drive to supply the optimal amount of fuel. As a result, for example, an automatic adaptation of the admixing strategy to different types of gaseous fuels is possible, such as biogas, CNG, LNG, LPG or hydrogen.

Da der gasförmige Kraftstoff wesentlich kostengünstiger ist als der flüssige Kraftstoff, ergibt sich eine erhebliche Einsparung an Kraftstoffverbrauchskosten. Der teilweise Ersatz des flüssigen durch den gasförmigen Kraftstoff führt zu keiner Beeinträchtigung der Motorleistung, des Drehmoments und der Lebensdauer des Verbrennungsmotors. Der gasförmige Kraftstoff wird sehr homogen verbrannt.Since the gaseous fuel is much cheaper than the liquid fuel, there is a considerable saving in fuel consumption costs. The partial replacement of the liquid by the gaseous fuel does not lead to any impairment of the engine power, the torque and the life of the internal combustion engine. The gaseous fuel is burned very homogeneously.

Mit der Vorrichtung lassen sich bei Diesel-Verbrennungsmotoren die Euro-Normen III bis V sicher erreichen. Die NOx- sowie die Partikel-Emissionen können bis zu 50% verringert werden. Auch der CO2-Ausstoß wird erheblich vermindert.With the device, the Euro standards III to V can be safely achieved in diesel internal combustion engines. The NO x - and particulate emissions can be up to 50%. Also, the CO 2 emissions are significantly reduced.

Bei der Ausführungsform nach 2 sind die Zuführung des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffes im Vergleich zur Ausführungsform gemäß 1 vertauscht. Der gasförmige Kraftstoff wird über die Ventile 3 direkt in die Brennräume eingespritzt. Dafür wird der flüssige Kraftstoff vom Tank 2 aus mit Niederdruck in das Saugrohr eingespritzt. Eine solche Vorgehensweise hat den Vorteil, dass eine teure Hochdruck-Benzin-Pumpe sowie das teure Rail eingespart werden können. Diese Ausführungsform eignet sich daher hervorragend für den Einsatz bei Ottomotoren. Als gasförmiger Kraftstoff wird vorteilhaft Erdgas (CNG) eingesetzt. Es können ebenfalls zwei oder mehr Gastanks 9, 9' vorgesehen sein, die in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach 1 eingesetzt werden können.In the embodiment according to 2 are the supply of the liquid and the gaseous fuel in comparison to the embodiment according to FIG 1 reversed. The gaseous fuel is passing through the valves 3 injected directly into the combustion chambers. For this, the liquid fuel from the tank 2 from injected with low pressure into the intake manifold. Such an approach has the advantage that an expensive high-pressure gasoline pump and the expensive rail can be saved. This embodiment is therefore ideal for use in gasoline engines. As gaseous fuel, natural gas (CNG) is advantageously used. There may also be two or more gas tanks 9 . 9 ' be provided in the same manner as in the embodiment according to 1 can be used.

Claims (10)

Vorrichtung mit einem Verbrennungsmotor, der mindestens einen Katalysator aufweist, und mit einer Steuerung, mit deren Hilfe flüssiger und gasförmiger Kraftstoff zusammen mit angesaugter Luft in Verbrennungsräume des Verbrennungsmotors eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des gasförmigen Kraftstoffes in Abhängigkeit von der Last und der Temperatur des Verbrennungsmotors (1) und/oder des Katalysators (6) und/oder des Anteils des Restgasgehaltes so gewählt wird, dass unterhalb der Betriebstemperatur des Katalysators (6) der Anteil des gasförmigen Kraftstoffes so gering ist, dass der Ausstoß an schädlichen Emissionen unterhalb eines vorgeschriebenen Grenzwertes liegt.Device having an internal combustion engine having at least one catalyst, and having a control by means of which liquid and gaseous fuel are introduced together with intake air into combustion chambers of the internal combustion engine, characterized in that the proportion of gaseous fuel as a function of the load and the Temperature of the internal combustion engine ( 1 ) and / or the catalyst ( 6 ) and / or the proportion of the residual gas content is selected so that below the operating temperature of the catalyst ( 6 ) the proportion of gaseous fuel is so low that the emission of harmful emissions is below a prescribed limit. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Start- und in der Kaltphase des Verbrennungsmotors (1) nur der flüssige Kraftstoff eingeleitet wird.Apparatus according to claim 1, characterized in that in the start and in the cold phase of Internal combustion engine ( 1 ) only the liquid fuel is introduced. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten zur Steuerung der Zufuhr des gasförmigen Kraftstoffes in mindestens einem Kennfeld abgelegt sind, auf das die Steuerung (26) zugreift.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the data for controlling the supply of the gaseous fuel are stored in at least one characteristic map, to which the controller ( 26 ) accesses. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kennfeld die optimalen Zumischungsverhältnisse in Abhängigkeit von der Last und/oder der Temperatur und/oder der Drehzahl und/oder der Abgasrückführraten abgelegt sind.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the optimum mixing ratios are stored as a function of the load and / or the temperature and / or the speed and / or the exhaust gas recirculation rates in the map. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Volllastbereich und in transienten Beschleunigungsphasen der Verbrennungsmotor (1) mit bis zu 100% flüssigem Kraftstoff betrieben wird.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the full load range and in transient acceleration phases of the internal combustion engine ( 1 ) is operated with up to 100% liquid fuel. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Teillastbereich des Verbrennungsmotors (1) und bei Erreichen der Betriebstemperatur des Katalysators (6) bis zu 100% gasförmiger Kraftstoff zugeführt wird.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the partial load range of the internal combustion engine ( 1 ) and upon reaching the operating temperature of the catalyst ( 6 ) up to 100% gaseous fuel is supplied. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Dieselmotoren als Verbrennungsmotor (1) im Volllastbereich gasförmiger Kraftstoff zur Reduzierung des Rußausstoßes zugeführt wird.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that in diesel engines as an internal combustion engine ( 1 ) is supplied in the full load gaseous fuel to reduce the soot emissions. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (26) unter Berücksichtigung von Einflussgrößen eine Zumischungsstrategie festlegt.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the controller ( 26 ) determines a blending strategy taking into account influencing factors. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einflussgrößen ein optimales Drehmoment und/oder eine Minimierung des Partikel- bzw. Gasausstoßes und/oder ein optimaler Verbrauch des flüssigen und des gasförmigen Kraftstoffes sind.Apparatus according to claim 8, characterized in that the influencing variables are an optimal torque and / or a minimization of the particle or gas emission and / or an optimal consumption of the liquid and the gaseous fuel. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (26) die Fahrstrategie und/oder das Fahrprofil des Fahrzeuges und/oder die Zuladung des Fahrzeuges und/oder die Position des Fahrzeuges berücksichtigt.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the controller ( 26 ) takes into account the driving strategy and / or the driving profile of the vehicle and / or the payload of the vehicle and / or the position of the vehicle.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102018128917A1 (en) * 2018-11-16 2020-05-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Procedure for determining a fuel quality

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