DE102015200707A1 - A method for reducing the tendency to knock of a spark-ignited supercharged internal combustion engine and apparatus for carrying out the method - Google Patents

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Abstract

Der Gegenstand der Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Vermindern der Klopfneigung eines fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotors (1) mit einer Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) aufweisend zumindest die Schritte: a) Kondensieren zumindest eines Teils von im Abgas, welches die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) durchströmt, enthaltenem gasförmigem Wasser; b) Zwischenspeichern des entstandenen Kondensates in einem Zwischenspeicher (15) und c) Zuführen des Kondensats aus dem Zwischenspeicher (15) in einen Frischgastrakt (2) oder Einspritzen des Kondensats in einen Brennraum (23) des Verbrennungsmotors (1), sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The subject of the application relates to a method for reducing the tendency to knock of a spark-ignited supercharged internal combustion engine (1) with a low-pressure exhaust gas recirculation device (11) comprising at least the steps: a) condensing at least a portion of the exhaust gas recirculating device (11) flows through, contained gaseous water; b) buffering of the resulting condensate in a buffer (15) and c) feeding the condensate from the buffer (15) into a fresh gas tract (2) or injecting the condensate into a combustion chamber (23) of the internal combustion engine (1), and a device for Perform the procedure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermindern der Klopfneigung eines fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotors und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for reducing the tendency to knock of a spark-ignited supercharged internal combustion engine and to an apparatus for carrying out the method.

Fremdgezündete, aufgeladene Verbrennungsmotoren sind üblicherweise in einen Betriebszustand hoher Last oder Volllast wegen der stark verdichteten Ansaugluft hinsichtlich ihrer Klopfgrenze begrenzt. Dieser Erscheinung wird üblicherweise mit einer Verlegung des Zündzeitpunktes in Richtung „spät“ begegnet, was allerdings einen Verlust an Effizienz des Motors bedeutet. Weiterhin wird zur Erhöhung der Klopfgrenze bei fremdgezündeten, aufgeladenen Motoren das Verdichtungsverhältnis reduziert, was ebenfalls einen Effizienzverlust bewirkt.Third-party, supercharged internal combustion engines are usually limited to a high load or full load operating state because of the highly compressed intake air in terms of knock limit. This phenomenon is usually met with a shift of the ignition timing in the direction of "late", but this means a loss of efficiency of the engine. Furthermore, the compression ratio is reduced to increase the knock limit in spark-ignited, supercharged engines, which also causes a loss of efficiency.

Aus der DE 10 2006 054 227 A1 ist ein Verfahren zur Verringerung des Schadstoffausstoßes einer Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung hierfür bekannt geworden, bei dem Kondensat eines Ladeluftkühlers und Kondensat eines Verdampfers einer Klimaanlage einem Speicherbehälter zugeführt wird. Dieses Kondensat wird mittels einer Dosierpumpe in einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit dem Kraftstoff vermengt, sodass eine Emulsion entsteht, die dem Brennraum eines Dieselmotors zugeführt wird.From the DE 10 2006 054 227 A1 is a method for reducing the emission of pollutants of an internal combustion engine and a device known for this purpose, in which condensate of a charge air cooler and condensate of an evaporator of an air conditioner is supplied to a storage container. This condensate is mixed by means of a metering pump in a fuel injection pump with the fuel, so that an emulsion is formed, which is supplied to the combustion chamber of a diesel engine.

Aus der DE 10 2010 048 466 A1 , die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, ist eine Abgasrückführungsvorrichtung (AGR-Vorrichtung) bekannt geworden, die als Niederdruckabgas-Rückführungsvorrichtung ausgebildet ist und einen Abgasrückführungskühler aufweist, wobei eine Kondensat-Abführvorrichtung zur Abführung von Kondensat aus dem Abgasrückführungs-Pfad vorgesehen ist. Es wird vorgeschlagen, das entstehende Kondensat mittels einer Kondensatrückleitung wieder dem Abgasstrom zuzuführen oder in die Umwelt abzuführen.From the DE 10 2010 048 466 A1 As the closest prior art, an exhaust gas recirculation (EGR) device is known, which is formed as a low-pressure exhaust gas recirculation device and having an exhaust gas recirculation cooler, wherein a condensate discharge device is provided for the discharge of condensate from the exhaust gas recirculation path. It is proposed to supply the resulting condensate by means of a condensate return line back to the exhaust stream or dissipate it into the environment.

Aus der US 2011/0168128 A1 ist es bekannt, einem Hauptabgasstrom Wasser zu entziehen und einer Speichereinrichtung zuzuführen. Es wird vorgeschlagen, das entstehende Wasser zur Klopfunterdrückung zu verwenden.From the US 2011/0168128 A1 It is known to withdraw water from a main exhaust gas stream and to supply it to a storage device. It is proposed to use the resulting water for knock suppression.

Aus der EP 2 161 438 A2 ist eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Hochdruck-Abgasrückführungseinrichtung bekannt geworden, bei der aus einem abgezweigten Abgas des Hochdruckteils des Abgassystems Kondensat abgeschieden wird. Dieses Kondensat wird zumindest teilweise über eine Entsorgungsleitung in den Niederdruckteil des Abgassystems eingeleitet, wobei zusätzlich oder alternativ das Kondensat mittels einer Dosiereinheit in zumindest einen Zufuhrlufteinlasskanal eines Verbrennungszylinders einbringbar ist. From the EP 2 161 438 A2 An internal combustion engine with a high-pressure exhaust gas recirculation device has become known in which condensate is separated off from a branched off exhaust gas of the high-pressure part of the exhaust system. This condensate is at least partially introduced via a discharge line in the low pressure part of the exhaust system, wherein additionally or alternatively, the condensate can be introduced by means of a metering unit in at least one feed air inlet passage of a combustion cylinder.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Vermindern der Klopfneigung eines fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotors sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens anzugeben, mit welchem ein Betrieb des Verbrennungsmotors mit höherer Effizienz möglich ist. Insbesondere soll das Verfahren ermöglichen, die Klopfneigung des Verbrennungsmotors zu vermindern, sodass eine stärkere Frühzündung des fremdgezündeten Motors ermöglicht ist. Insbesondere soll ein optimierter MB50-Zeitpunkt erreicht werden.The object of the invention is to provide a method for reducing the tendency to knock of a spark-ignited, supercharged internal combustion engine and an apparatus for performing the method, with which an operation of the internal combustion engine with higher efficiency is possible. In particular, the method should make it possible to reduce the tendency to knock of the internal combustion engine, so that a stronger pre-ignition of the spark-ignition engine is made possible. In particular, an optimized MB50 time should be achieved.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 und 12 bis 17 angegeben. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 11. Advantageous embodiments are given in the subclaims 2 to 10 and 12 to 17.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass bei einem fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotor, der eine Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung aufweist, die Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass zumindest die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden:

  • a) Kondensieren zumindest eines Teils von im Abgas, welches die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung durchströmt, enthaltenem gasförmigem Wasser;
  • b) Zwischenspeichern des entstandenen Kondensates in einem Zwischenspeicher und
  • c) Zuführen des Kondensats aus dem Zwischenspeicher in einen Frischgastrakt oder Einspritzen des Kondensats in einen Brennraum des Verbrennungsmotors.
According to the invention, it has been recognized that in a spark-ignited, supercharged internal combustion engine having a low-pressure exhaust gas recirculation device, the object can be achieved by carrying out at least the following steps:
  • a) condensing at least a portion of gaseous water contained in the exhaust gas, which flows through the low-pressure exhaust gas recirculation device;
  • b) buffering of the resulting condensate in a buffer and
  • c) feeding the condensate from the buffer into a fresh gas tract or injecting the condensate into a combustion chamber of the internal combustion engine.

Dabei macht sich die Erfindung zunutze, dass bei einem fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotor, insbesondere einem Ottomotor das Vorsehen einer Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung und das Kondensieren einer in der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung strömenden Menge des Abgases eine erhebliche Menge an Kondensat zur Verfügung stellen kann während der Motor in einem Teillastbereich betrieben wird. Dies liegt daran, dass das Abgas einen hohen Anteil an gasförmigem Wasser in sich trägt. Der Kerngedanke der Erfindung ist dabei, das Kondensat aus dem die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung durchströmenden Abgas zu extrahieren und in einem separaten Zwischenspeicher zu speichern. Das im Zwischenspeicher gespeicherte Kondensat wird einem Frischgastrakt des Verbrennungsmotors zugeführt oder direkt in einen Brennraum des Motors, im Wege einer direkten Wassereinspritzung eingespritzt. Durch eine derartige Kondensatzuführung oder Kondensateinspritzung kann die Klopfgrenze hin zu einem effizienteren Motorenbetrieb verlagert werden. Wenn die Menge des eingespritzten Wassers erhöht wird, kann dies zu einer Verbesserung, insbesondere zu einer Vorverlegung des sogenannten MB50-Zeitpunkts beitragen. Der MB50-Zeitpunkt gibt dabei denjenigen Zeitpunkt an, an dem 50 % des im Brennraum befindlichen Kraftstoffes durch Verbrennung desselben umgesetzt sind. Dieser MB50-Zeitpunkt liegt idealer Weise 6° bis 8° nach dem oberen Totpunkt (OT) eines Kolbens des Verbrennungsmotors. Ohne dem erfindungsgemäßen Verfahren muss – wie oben einleitend beschrieben – beispielsweise ein Zündzeitpunkt derart weit nach „spät“ verlagert werden, um Klopfen zu vermeiden, dass der MB50-Zeitpunkt nicht mehr innerhalb des Idealfensters von 6° bis 8° nach dem oberen Totpunkt (OT) gehalten werden kann, sondern ebenfalls in unerwünschter Weise Richtung „spät“ verschoben würde. Der Begriff MB50-Zeitpunkt ist eine Abkürzung für den englischen Fachbegriff „mass fraction burns 50“, was den Zeitpunkt angibt, zu welchem 50 % der Masse des Brenngases oder des Brenngas-Luft-Gemisches chemisch umgesetzt sind.The invention makes use of the fact that in a spark-ignited, supercharged internal combustion engine, in particular a gasoline engine, the provision of a low-pressure exhaust gas recirculation device and condensing a flowing in the low-pressure exhaust gas recirculation device amount of exhaust gas can provide a significant amount of condensate available during the engine in a partial load range is operated. This is because the exhaust gas carries a high proportion of gaseous water in itself. The core idea of the invention is to extract the condensate from the exhaust gas flowing through the low-pressure exhaust gas recirculation device and to store it in a separate intermediate store. The condensate stored in the buffer is fed to a fresh gas tract of the internal combustion engine or injected directly into a combustion chamber of the engine, by means of direct water injection. By such a condensate injection or condensate injection, the knock limit can be shifted towards a more efficient engine operation. If the amount of injected water is increased, this can lead to an improvement, in particular to an advancement of the so-called MB50 time contribute. The MB50 point in time indicates the time at which 50% of the fuel located in the combustion chamber are converted by combustion thereof. This MB50 timing is ideally 6 ° to 8 ° after top dead center (TDC) of a piston of the internal combustion engine. Without the method according to the invention, as described above, for example, an ignition point must be shifted so far "late" to avoid knocking that the MB50 point is no longer within the ideal window of 6 ° to 8 ° after top dead center (TDC) ), but would also be undesirably moved towards "late". The term MB50 time is an abbreviation for the English term "mass fraction burns 50", which indicates the time at which 50% of the mass of the fuel gas or the fuel gas-air mixture are chemically converted.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Zuführen des Kondensats in den Frischgastrakt oder das Einspritzen des Kondensats in den Brennraum des Verbrennungsmotors in einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors, bei dem die Abgasrückführung inaktiv oder gedrosselt ist, was insbesondere in einem hohen Teillast- oder Volllastbetriebszustand bewirkt wird. Somit wird in dieser Ausführungsform bevorzugt in einem niedrigen oder mittleren Teillastbereich die Abgasrückführungseinrichtung aktiviert und in diesen Betriebszuständen Kondensat aus dem Abgas extrahiert. In diesen Betriebszuständen findet allerdings keine Einspritzung oder Zuführung des Kondensats in den Brennraum oder in den Frischgastrakt statt. Das hierbei entstehende Kondensat wird in dem Zwischenspeicher zwischengespeichert und für einen nachfolgenden Betrieb des Verbrennungsmotors in hohem Teillast- oder Volllastbetriebszustand bereitgestellt. In hohem Teillast- oder Volllastbetriebszustand ist erfindungsgemäß die Abgasrückführung inaktiv oder gedrosselt, sodass kein weiteres Kondensat anfällt oder Kondensat nur in verringertem Maß anfällt.In a preferred embodiment, the feeding of the condensate into the fresh gas tract or the injection of the condensate into the combustion chamber of the internal combustion engine in an operating state of the internal combustion engine, in which the exhaust gas recirculation is inactive or throttled, which is effected in particular in a high part-load or full load operating condition. Thus, in this embodiment, the exhaust gas recirculation device is preferably activated in a low or medium part-load range and condensate is extracted from the exhaust gas in these operating states. In these operating states, however, no injection or supply of the condensate takes place in the combustion chamber or in the fresh gas tract. The resulting condensate is temporarily stored in the buffer and provided for subsequent operation of the internal combustion engine in high part load or full load operating condition. In high partial load or full load operating state exhaust gas recirculation according to the invention is inactive or throttled, so that no further condensate is obtained or condensate is obtained only to a reduced extent.

Ein aufgeladener, fremdgezündeter Verbrennungsmotor weist üblicherweise eine Ladeluftkühlung der durch einen Lader komprimierten Frischluft oder des komprimierten Frischgases auf. Im Wege dieser Ladeluftkühlung kann Ladeluftkondensat anfallen, insbesondere dann, wenn die angesaugte Frischluft besonders feucht ist, das heißt besonders viel gasförmiges Wasser aufweist. Während der Ladeluftkühlung, die über den gesamten Betriebsbereich, also vom Leerlaufzustand bis zum Volllastbetriebszustand des Verbrennungsmotors stattfindet, fällt beispielsweise in einem Ladeluftkühler ständig Ladeluftkondensat an, welches vorteilhafterweise ebenfalls dem Zwischenspeicher zugeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Zwischenspeicher auch dann mit Kondensat versorgt wird, wenn die Abgasrückführung inaktiv ist und somit stets genug Kondensat enthält um auch für sehr lang andauernde hohe Teillast- oder Volllastbetriebszustände des Verbrennungsmotors ausreichend Kondensat zur Verfügung zu stellen.A supercharged, spark-ignited internal combustion engine usually has a charge air cooling of the compressed by a supercharger fresh air or the compressed fresh gas. In the way of this intercooler charge air condensate may be incurred, especially if the intake fresh air is particularly humid, that is, has a particularly large amount of gaseous water. During intercooling, which takes place over the entire operating range, that is, from the idle state to the full load operating state of the internal combustion engine, charge air condensate constantly accumulates, for example, in an intercooler, which charge is advantageously likewise supplied to the intermediate store. This has the advantage that the buffer is also supplied with condensate, if the exhaust gas recirculation is inactive and thus always contains enough condensate to provide sufficient condensate even for very long-lasting high part-load or full load operating conditions of the internal combustion engine.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Kondensat dem Frischgastrakt in Strömungsrichtung des Frischgases nach einem Ladeluftkühler, insbesondere nach einer Drosselklappe zugeführt, oder im Wege einer Direkteinspritzung direkt in den Brennraum des Verbrennungsmotors eingespritzt. Dabei kann das Kondensat über Kondensatinjektoreinrichtungen dem Frischgastrakt oder dem Brennraum zugeführt werden, wobei die Kondensatinjektoreinrichtungen zusätzliche Injektoren zu den Kraftstoffinjektoren sind. In einer Abwandlung kann das Kondensat auch von einem gemeinsamen Injektor für Kraftstoff und Kondensat insbesondere vermischt werden und mittels des Kraftstoffinjektors ein Kraftstoff/Kondensatgemisch dem Frischgastrakt zugeführt oder in den Brennraum eingespritzt werden.In a further preferred embodiment, the condensate is the Frischgastrakt in the flow direction of the fresh gas to a charge air cooler, in particular fed to a throttle valve, or injected by direct injection directly into the combustion chamber of the engine. In this case, the condensate can be supplied via Kondensatinjektoreinrichtungen the Frischgastrakt or the combustion chamber, the Kondensatinjektoreinrichtungen are additional injectors to the fuel injectors. In a modification, the condensate can also be mixed in particular by a common injector for fuel and condensate, and a fuel / condensate mixture can be supplied to the fresh gas tract or injected into the combustion chamber by means of the fuel injector.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Kondensat aus dem Zwischenspeicher einer Kondensateinspritzeinrichtung zugeführt, wobei dies insbesondere mit einer Fördereinrichtung, insbesondere Förderpumpe oder einer Dosierpumpe erfolgt.In an advantageous embodiment, the condensate is supplied from the intermediate storage of a condensate injector, this being done in particular with a conveyor, in particular feed pump or a metering pump.

Zweckmäßigerweise wird das Abgas, welches zur Druchströmung der Niederdruck-Abgasrückführungseirichtung und damit zur Extraktion von Kondensat vorgesehen ist, in Strömungsrichtung eines Hauptabgasstranges nach einer Antriebseinrichtung eines abgasangetriebenen Laders, z. B. eines Turboladers vom Hauptabgasstrom abgezweigt. Dies hat den Vorteil, dass für den Antrieb des abgasangetriebenen Laders der gesamte Massenstrom an Abgas des Hauptabgasstroms zur Verfügung steht.Conveniently, the exhaust gas, which is provided for Druchströmung the low-pressure Abgasrückführungseirichtung and thus for the extraction of condensate, in the flow direction of a Hauptabgasstranges after a drive means of an exhaust gas driven supercharger, for. B. a turbocharger diverted from the main exhaust stream. This has the advantage that the entire mass flow of exhaust gas of the main exhaust gas flow is available for driving the exhaust-driven supercharger.

Insbesondere ist es dabei sinnvoll, dass das Abgas, welches zur Durchströmung der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung vorgesehen ist, in Strömungsrichtung des Hauptabgasstranges nach einer Abgasreinigungseinrichtung z. B. einem Katalysator oder einem Partikelfilter, abgezweigt wird.In particular, it makes sense that the exhaust gas, which is provided for the flow through the low-pressure exhaust gas recirculation device, in the flow direction of the main exhaust line after an exhaust gas purification device z. As a catalyst or a particulate filter, is branched off.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, erfolgt das Zuführen des Kondensats in den Frischgastrakt oder die Einspritzung des Kondensats in den Brennraum bei einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors, welcher mehr als 75 % des Volllastbetriebszustandes, insbesondere mehr als 85 % des Volllastbetriebszustandes beträgt. Bei derartigen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors (mehr als 75 %, insbesondere mehr als 85 % des Volllastbetriebszustandes) ist in besonderes bevorzugter Weise die Abgasrückführung innerhalb der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung inaktiv oder zumindest gedrosselt, sodass in diesen Betriebszuständen kein oder weniger Kondensat aus der Abgasrückführungseinrichtung anfällt.In a particular embodiment of the invention, the feeding of the condensate into the fresh gas tract or the injection of the condensate into the combustion chamber takes place in an operating state of the internal combustion engine which is more than 75% of the full load operating state, in particular more than 85% of the full load operating state. In such operating conditions of the internal combustion engine (more than 75%, in particular more than 85% of the full load operating state), the exhaust gas recirculation within the low-pressure exhaust gas recirculation device is inactive or at least throttled in a particularly preferred manner, so that in these Operating conditions no or less condensate is obtained from the exhaust gas recirculation device.

Um dauerhaft eine ausreichende Menge an Kondensat im Zwischenspeicher vorrätig halten zu können, wird vorteilhafterweise zumindest ein weiteres Kondensat aus einer anderen Kondensatquelle als der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung dem Zwischenspeicher zugeführt. Eine derartige andere Kondensatquelle kann beispielsweise der Kondensator der Klimaanlage oder ein Ladeluftkühler oder andere kondensatbildende Einrichtungen eines Kraftfahrzeuges sein. Denkbar ist auch, in einem separaten Tank eine gewisse Menge an Wasser zur Verfügung zu halten, welches dem Zwischenspeicher zugeführt werden kann, wenn die Gefahr besteht, dass bei überlangem Betrieb des Verbrennungsmotors im Volllast- oder hohem Teillastbereich gegebenenfalls ein Mangel an Kondensat im Zwischenspeicher auftritt.In order to be able to permanently store a sufficient amount of condensate in the intermediate store, at least one further condensate from a different condensate source than the low-pressure exhaust gas recirculation device is advantageously fed to the intermediate store. Such another condensate source may be, for example, the condenser of the air conditioner or a charge air cooler or other condensate-forming devices of a motor vehicle. It is also conceivable to keep a certain amount of water available in a separate tank, which can be supplied to the buffer if there is the danger that over-long operation of the internal combustion engine at full load or high part-load range may result in a lack of condensate in the buffer ,

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe einen fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotor mit einer Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung auf, wobei die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung zumindest einen Kondensator, z. B. einen Ladeluftkühler, der z. B. eine Kondensatabscheidereinrichtung besitzt zum Kondensieren zumindest eines Teils von im Abgas, welches die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung durchströmt, enthaltenem gasförmigem Wasser aufweist und einen Zwischenspeicher zur Aufnahme des entstandenen Kondensats besitzt, welcher fluidisch mit dem Kondensator verbunden ist. Die Vorrichtung ist dadurch weiter gebildet, dass sie eine Kondensatzuführungseinrichtung zum Zuführen des Kondensats in einen Frischgastrakt oder zum direkten Einspritzen des Kondensats in einen Brennraum des Verbrennungsmotors hat.A device according to the invention has to solve the problem of the invention a spark-ignited, supercharged internal combustion engine with a low-pressure exhaust gas recirculation device, wherein the low-pressure exhaust gas recirculation device at least one capacitor, for. B. a charge air cooler, the z. B. a Kondensatabscheidereinrichtung has for condensing at least a portion of the exhaust gas, which flows through the low-pressure exhaust gas recirculation means contained gaseous water and has a buffer for receiving the resulting condensate, which is fluidly connected to the capacitor. The device is further formed by having a condensate supply device for feeding the condensate into a fresh gas tract or for directly injecting the condensate into a combustion chamber of the internal combustion engine.

Mit einer derartigen Vorrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren unter Erreichung der gewünschten Vorteile durchgeführt werden. With such a device, the inventive method can be carried out while achieving the desired advantages.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Ladeluftkühler vorhanden, welcher fluidisch mit dem Zwischenspeicher in Verbindung steht, sodass im Wege einer Ladeluftkühlung anfallendes Ladeluftkondensat dem Zwischenspeicher zuführbar ist.In a preferred embodiment, there is a charge air cooler, which is fluidically connected to the intermediate storage, so that charge air condensate accumulating in the way of charge air cooling can be fed to the intermediate storage.

Die Kondensatzuführeinrichtung weist bevorzugt zumindest eine Dosiereinrichtung auf, mit welcher in Strömungsrichtung des Frischgastraktes nach einem Ladeluftkühler, insbesondere nach einer Drosselklappe und vor einem Brennraum des Verbrennungsmotors das Kondensat aus dem Zwischenspeicher dem Frischgas zudosierbar ist oder das Kondensat direkt in einen Brennraum des Verbrennungsmotor einspritzbar ist. Hierdurch gelingt es, einen aufgeladenen, fremdgezündeten Verbrennungsmotor mit einer direkten oder indirekten Wassereinspritzung auszurüsten.The condensate supply device preferably has at least one metering device, with which in the flow direction of Frischgastraktes after a charge air cooler, in particular after a throttle and in front of a combustion chamber of the internal combustion engine, the condensate from the buffer to the fresh gas is metered or the condensate can be injected directly into a combustion chamber of the engine. This makes it possible to equip a supercharged, spark-ignition internal combustion engine with a direct or indirect water injection.

Weiterhin ist zweckmäßigerweise eine Fördereinrichtung, z. B. eine Dosierpumpe oder Förderpumpe vorhanden, mittels der das Kondensat aus dem Zwischenspeicher der Wasserzuführeinrichtung zuführbar ist. Furthermore, suitably a conveyor, z. B. a metering pump or delivery pump, by means of which the condensate from the buffer of the water supply is supplied.

Bevorzugt ist eine Abzweigstelle der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung in Strömungsrichtung eines Abgases in einem Hauptabgasstrang einer Antriebseinrichtung eines abgasangetriebenen Laders und/oder einem Katalysator und/oder einem Partikelfilter nachgeordnet angeordnet.Preferably, a branch point of the low-pressure exhaust gas recirculation device in the flow direction of an exhaust gas in a main exhaust line of a drive device of an exhaust gas driven supercharger and / or a catalyst and / or a particulate filter arranged downstream.

In bevorzugter Art und Weise sind ein oder mehrere weitere, im Betrieb eines Kraftfahrzeugs entstehende Kondensate, dem Zwischenspeicher zuführbar.In a preferred manner, one or more further, resulting in the operation of a motor vehicle condensates, the intermediate memory can be supplied.

Zweckmäßig ist es, dass eine Steuereinrichtung vorhanden ist, mittels der die Kondensatzuführeinrichtung in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors und/oder eine Stellung eines Abgasrückführungsventils betreibbar ist, wobei die Kondensatzuführeinrichtung aktivierbar ist, wenn sich das Abgasrückführungsventil in einer Drosselstellung befindet oder geschlossen ist.It is useful that a control device is provided, by means of which the Kondensatzuführeinrichtung in response to operating parameters of the internal combustion engine and / or a position of an exhaust gas recirculation valve is operable, wherein the Kondensatzuführeinrichtung is activated when the exhaust gas recirculation valve is in a throttle position or closed.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung angegeben. Further advantageous embodiments are given in the following description of the drawing.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Die einzige 1 zeigt, schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawing. The only 1 schematically shows a device according to the invention, with which the inventive method is feasible.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen Verbrennungsmotor 1 mit einem einlassseitig vorhandenen Frischgastrakt 2 und einem auslassseitig vorhandenen Hauptabgasstrang 3 auf. Im Frischgastrakt 2 strömt Frischgas in einer ersten Strömungsrichtung 4. Im Hauptabgasstrang 3 strömt Abgas in einer zweiten Strömungsrichtung 5. Im Hauptabgasstrang 3 ist vom Verbrennungsmotor 1 aus gesehen, stromabwärts, zunächst eine Antriebseinrichtung 6 eines abgasgetriebenen Laders 7, insbesondere eines Turboladers angeordnet. Die Antriebseinrichtung 6 des Laders 7 steht mechanisch mit einer Ladereinrichtung 8 zum Verdichten von Frischgas in Verbindung. Die Ladereinrichtung 8 ist als Verdichter, die Antriebseinrichtung 6 bevorzugt als Turbine, ausgebildet.A device according to the invention for carrying out the method according to the invention has an internal combustion engine 1 with a fresh gas tract on the inlet side 2 and a main exhaust line on the exhaust side 3 on. In the fresh gas tract 2 fresh gas flows in a first flow direction 4 , In the main exhaust line 3 exhaust gas flows in a second flow direction 5 , In the main exhaust line 3 is from the combustion engine 1 seen from downstream, first a drive device 6 an exhaust-driven supercharger 7 , in particular a turbocharger arranged. The drive device 6 the loader 7 is mechanically with a charger 8th for compressing fresh gas in connection. The loader device 8th is as a compressor, the drive device 6 preferably as a turbine.

Weiter stromabwärts ist im Hauptabgasstrang 3 eine Abgasreinigungseinrichtung 9, wie zum Beispiel ein Katalysator und/oder ein Partikelfilter angeordnet. Weiter stromabwärts in der zweiten Strömungsrichtung 5 der Abgasreinigungseinrichtung 9 nachgelagert, ist eine Abzweigstelle 10 vorhanden, an der zumindest ein Teil des im Hauptabgasstrang 3 strömenden Abgases einer Niederdruck-Abgas-rückführungseinrichtung 11 (im Folgenden ND-AGR genannt) zuführbar ist. Die ND-AGR 11 bildet einen Nebenabgasstrang. Stromabwärts hinter der Abzweigstelle 10 ist das verbleibende Abgas weiteren Bestandteilen (nicht gezeigt) einer Abgasanlage zuführbar. Diese weiteren Bestandteile können beispielsweise Schalldämpfer sein. Die ND-AGR 11 weist in einer dritten Strömungsrichtung 12 nacheinander zumindest einen Kondensator 13, z. B. einen Abgaskühler auf, mit Hilfe dessen das durch die ND-AGR strömende Abgas kühlbar ist und in diesem Abgas enthaltene Bestandteile in einen flüssigen Zustand überführbar, das heißt kondensierbar sind, in Kondensat umgewandelt werden können. Ein zu kondensierender Bestandteil des Abgases ist insbesondere gasförmiges Wasser, welches im Abgas enthalten ist und durch Kondensierung in flüssiges Wasser übergeführt wird. Das so im Abgaskühler 13 entstehende Kondensat ist über eine erste Kondensatleitung 14 einem Zwischenspeicher 15 zum Zwischenspeichern von Kondensat zuführbar. Further downstream is in the main exhaust line 3 an exhaust gas purification device 9 , such as a catalyst and / or a particulate filter arranged. Further downstream in the second flow direction 5 the exhaust gas purification device 9 downstream, is a branch point 10 present, at least part of the main exhaust line 3 flowing exhaust gas of a low pressure exhaust gas recirculation device 11 (hereinafter referred to as ND-AGR) can be fed. The LP-EGR 11 forms a Nebenabgasstrang. Downstream behind the junction 10 is the remaining exhaust further components (not shown) of an exhaust system fed. These other components may be silencers, for example. The LP-EGR 11 points in a third flow direction 12 one after the other at least one capacitor 13 , z. Example, an exhaust gas cooler, by means of which the exhaust gas flowing through the LP EGR is cooled and contained in this exhaust gas constituents can be converted into a liquid state, that is, condensable, can be converted into condensate. A component of the exhaust gas to be condensed is in particular gaseous water, which is contained in the exhaust gas and is converted by condensation into liquid water. The way in the exhaust gas cooler 13 resulting condensate is via a first condensate line 14 a cache 15 for temporary storage of condensate can be supplied.

In Richtung der dritten Strömungsrichtung 12 ist dem Abgaskühler 13 ein Abgasrückführungsventil 16 nachgeordnet, mittels dem ein Abgasstrom durch die ND-AGR 11 freigebbar, drosselbar und/oder sperrbar ist. In Richtung der dritten Strömungsrichtung 12 gesehen, mündet die ND-AGR 11 an einer Mündungsstelle 17 in den Frischgastrakt 2, so dass das Abgas, welches die ND-AGR 11 durchströmt, dem Frischgas zuführbar ist. Im Frischgastrakt 2 sitzt, von der Mündungsstelle 17 aus gesehen stromaufwärts, entgegen der ersten Strömungsrichtung 4 des Frischgases ein Luftfilter 18 zum Reinigen von angesaugter Frischluft. In Strömungsrichtung 4 von der Mündungsstelle 17 stromabwärts, also der Mündungsstelle 17 nachgeordnet, gelangt das Frischgas, welches gegebenenfalls mit Abgas aus der ND-AGR 11 versetzt ist, in die Ladeeinrichtung 8 des Laders 7 und wird verdichtet. Nach der Ladeeinrichtung 8 ist im Frischgastrakt 2 ein Ladeluftkühler 19 angeordnet, mit dem verdichtetes Frischgas kühlbar ist. Hierbei fällt unter bestimmten Betriebsbedingungen ein zweites Kondensat an, welches über eine zweite Kondensatleitung 20 dem Zwischenspeicher 15 zuführbar ist. Dieses zweite Kondensat ist größtenteils Wasser und wird im folgenden Ladeluftkondensat genannt. Dem Ladeluftkühler 19 in Strömungsrichtung 4 nachgeordnet sitzt eine Drosselklappeneinrichtung 21 mittels der der Frischgasvolumenstrom im Frischgastrakt 2 freigebbar und/oder drosselbar ist.In the direction of the third flow direction 12 is the exhaust gas cooler 13 an exhaust gas recirculation valve 16 downstream, by means of which an exhaust gas flow through the LP EGR 11 is releasable, throttable and / or lockable. In the direction of the third flow direction 12 seen, the ND-AGR flows 11 at a confluence point 17 in the fresh gas tract 2 so that the exhaust, which is the ND-EGR 11 flows through, the fresh gas can be supplied. In the fresh gas tract 2 sits, from the estuary 17 seen upstream, against the first flow direction 4 of fresh gas an air filter 18 for cleaning sucked fresh air. In the flow direction 4 from the confluence point 17 downstream, ie the mouth point 17 downstream, passes the fresh gas, which optionally with exhaust gas from the LP EGR 11 is offset, in the charging device 8th the loader 7 and is condensed. After the charging device 8th is in the fresh gas tract 2 a charge air cooler 19 arranged, with the compressed fresh gas is coolable. In this case, under certain operating conditions, a second condensate accumulates, which flows via a second condensate line 20 the cache 15 can be fed. This second condensate is largely water and is called in the following charge air condensate. The intercooler 19 in the flow direction 4 downstream sits a throttle valve device 21 by means of the fresh gas volume flow in the fresh gas tract 2 is releasable and / or throttled.

Nach der Drosselklappeneinrichtung 21 gelangt das Frischgas über Einlasskanäle 22 in Brennräume 23 des Verbrennungsmotors 1.After the throttle valve device 21 the fresh gas passes through inlet channels 22 in combustion chambers 23 of the internal combustion engine 1 ,

Vom Zwischenspeicher 15 aus ist dort zwischengespeichertes Kondensat 24, welches zumindest Kondensat enthält, welches vom Abgaskühler 13 stammt, zwischengespeichert.From the cache 15 out there is cached condensate 24 which at least contains condensate, which from the exhaust gas cooler 13 comes, cached.

Über eine dritte Kondensatleitung 25 ist das Kondensat 24 aus dem Zwischenspeicher 15 mittels einer Fördereinrichtung 26 für das Kondensat 24, insbesondere einer Förderpumpe oder einer Dosierpumpe einer Kondensatzuführeinrichtung 27 zuführbar. Die Kondensatzuführeinrichtung 27 besitzt Injektoren 28, mittels denen Kondensat dosiert und insbesondere abhängig von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors zuführbar ist. Die Zufuhr erfolgt über eine Steuerungseinrichtung 29 gesteuert und/oder geregelt in die Einlasskanäle 22 oder direkt in die Brennräume 23. Bei einer derartigen Kondensatzuführeinrichtung handelt es sich um eine sogenannte Wassereinspritzeinrichtung, bei der das Wasser vor den Brennräumen dem Frischgas zugemengt wird. Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, die Kondensatzuführeinrichtung 27 als direkt einspritzende Wassereinspritzung auszubilden, bei der die Injektoren 28 direkt in die Brennräume 23 des Verbrennungsmotors 1 münden und somit das den Injektoren zugeführte Kondensat 23 direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung von Einlasskanälen 22, in die Brennräume einspritzbar ist.Via a third condensate line 25 is the condensate 24 from the cache 15 by means of a conveyor 26 for the condensate 24 , In particular a feed pump or a metering pump Kondensatzufüinrichtunginrichtung 27 fed. The condensate feed device 27 has injectors 28 , by means of which condensate is metered and, in particular, can be supplied as a function of operating parameters of the internal combustion engine. The supply takes place via a control device 29 controlled and / or regulated in the inlet channels 22 or directly into the combustion chambers 23 , In such a Kondensatzuführeinrichtung is a so-called water injection device, in which the water is added to the fresh gas before the combustion chambers. Of course, it is alternatively also possible, the condensate feed 27 to train as directly injecting water injection, in which the injectors 28 directly into the combustion chambers 23 of the internal combustion engine 1 lead and thus the injector supplied condensate 23 directly, that is without the interposition of inlet channels 22 into which combustion chambers can be injected.

Solange die ND-AGR 11 von Abgas durchströmt wird, fällt im Abgaskühler 13 Kondensat an, welches dem Zwischenspeicher 15 zugeführt wird.As long as the ND-AGR 11 Exhaust gas flows through, falls in the exhaust gas cooler 13 Condensate on which the buffer 15 is supplied.

Im Leerlauf-, niedrigem Teillast- und mittleren Teillastbestrieb des Verbrennungsmotors 1 ist das Abgasrückführungsventil 16 zumindest teilweise geöffnet, sodass ein Teilabgasstrom die ND-AGR 11 durchströmt und den Massenstrom an Frischgas nach der Mündungsstelle 17 erhöht. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass eine Zuführung oder Einspritzung von Kondensat mittels der Kondensatzuführungseinrichtung 27 in die Brennräume 23 oder in die Einlasskanäle 22 dann erfolgt, wenn der Verbrennungsmotor 1 sich in einen Betriebszustand im Bereich hoher Teillast oder Volllast befindet. In solchen Betriebszuständen ist bevorzugt, das Abgasrückführungsventil 16 in einer Drosselstellung oder in einer Schließstellung, sodass nur eine verminderte oder gar keine Abgasmenge durch die ND-AGR 11 strömt. Somit entsteht in diesem Betriebszustand am Abgaskühler 13 kein Kondensat. Um ein unzulässig, niedriges Niveau an Kondensat 24 im Zwischenspeicher 15 zu vermeiden, ist es vorteilhaft ein zweites Kondensat aus einer zweiten Kondensatquelle, beispielsweise dem Ladeluftkühler 19, dem Zwischenspeicher 15 zuzuführen. Dies hat den Vorteil, dass im Rahmen der Ladeluftkühlung unabhängig vom Lastzustand des Verbrennungsmotors über den gesamten Lastbereich Ladeluftkondensat entsteht, wobei dies insbesondere im hohem Teillast- oder Volllastbetrieb des Verbrennungsmotors in größerer Menge anfällt. Die Grenze zwischen mittlerem Teillast- und hohem Teillastbereich liegt im Bereich zwischen 75 % und 85 % des Volllastbetriebs des Verbrennungsmotors. Innerhalb dieses Bereiches kann ein Umschaltpunkt gewählt werden, bei dem das Abgasrückführungsventil 16 schließt und die Zuführung von Kondensat mittels der Kondensatzuführeinrichtung 27 beginnt. Ein solcher Umschaltpunkt kann durch Prüfstandläufe eines individuellen Verbrennungsmotors oder eines individuellen Verbrennungsmotortyps mit den angrenzenden Aggregaten ermittelt werden.In idle, low part-load and middle part-load torque of the internal combustion engine 1 is the exhaust gas recirculation valve 16 at least partially open, so that a partial exhaust stream, the LP-EGR 11 flows through and the mass flow of fresh gas to the confluence 17 elevated. It has proven to be advantageous that a supply or injection of condensate by means of the condensate supply device 27 in the combustion chambers 23 or in the inlet channels 22 then takes place when the internal combustion engine 1 is in an operating state in the range of high partial load or full load. In such operating states, the exhaust gas recirculation valve is preferred 16 in a throttle position or in a closed position, so that only a reduced or no amount of exhaust gas through the LP EGR 11 flows. Thus arises in this operating condition on the exhaust gas cooler 13 no condensate. To an inadmissible, low level of condensate 24 in the cache 15 To avoid, it is advantageous a second condensate from a second condensate source, such as the intercooler 19 the cache 15 supply. This has the advantage that in the Intercooling independent of the load condition of the internal combustion engine over the entire load range charge air condensate is formed, and this is particularly in the high part load or full load operation of the internal combustion engine accumulates in large quantities. The boundary between the medium part-load and the high part-load range is between 75% and 85% of the full load operation of the internal combustion engine. Within this range, a switching point can be selected, in which the exhaust gas recirculation valve 16 closes and the supply of condensate by means of Kondensatzuführeinrichtung 27 starts. Such a switching point can be determined by test bench runs of an individual internal combustion engine or of an individual combustion engine type with the adjacent units.

Alternativ ist es auch möglich, insbesondere innerhalb der Grenzen von 75 % bis 85 % des Volllastbetriebs bei einer Laststeigerung den Abgasstrom durch die ND-AGR 11 kontinuierlich oder stufenförmig zu reduzieren bis kein Abgas mehr durch die ND-AGR 11 strömt. Lastversetzt oder synchron zum Schließen des Abgasrückführungsventils 16 kann die Kondensatzuführungseinrichtung 27 mit steigender Last kontinuierlich höhere Wassermengen (Kondensatmengen) einspritzen, sodass ein Überlappungsbereich, in dem sowohl noch Abgas durch die ND-AGR 11 strömt, als auch bereits eine Zuführung vom Kondensat zum Frischgas oder in den Brennraum stattfindet. Bevorzugt ist allerdings, dass die Wassereinspritzung/ Kondensateinspritzung dann erfolgt, wenn die ND-AGR 11 inaktiv ist. Dies bedeutet, dass zunächst in einem Übergangsbereich zwischen mittlerer Teillast und hoher Teillast der Abgasstrom durch die ND-AGR 11 verringert wird und bis zu einem vorbestimmten Betriebspunkt auf null reduziert wird, das heißt, dass das AGR-Ventil 16 geschlossen wird. Erst nachdem das AGR-Ventil 16 vollständig geschlossen ist, beginnt mit weiter steigender Motorlast die Kondensatzuführung, zum Beispiel mittels der Wassereinspritzeinrichtung. Die Erhöhung der eingespritzten Wassermenge mit steigender Last kann dabei kontinuierlich oder stufenförmig erfolgen, wobei bei Volllast bevorzugt eine maximale Wassermenge pro Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors 1 eingespritzt oder zugeführt wird.Alternatively, it is also possible, in particular within the limits of 75% to 85% of full load operation with a load increase, the exhaust gas flow through the LP EGR 11 continuously or gradually reduced until no more exhaust gas through the LP EGR 11 flows. Load balanced or synchronous to close the exhaust gas recirculation valve 16 may the condensate feeding device 27 with increasing load continuously higher amounts of water (condensate quantities) inject, so that an overlap area, in which both exhaust still by the ND-EGR 11 flows as well as a supply of condensate to the fresh gas or takes place in the combustion chamber. However, it is preferred that the water injection / condensate injection takes place when the LP EGR 11 is inactive. This means that initially in a transition region between the middle part load and the high part load, the exhaust gas flow through the LP EGR 11 is reduced and reduced to zero to a predetermined operating point, that is, the EGR valve 16 is closed. Only after the EGR valve 16 is completely closed, begins with further increasing engine load, the condensate feed, for example by means of the water injection device. The increase of the injected amount of water with increasing load can be carried out continuously or stepwise, at full load preferably a maximum amount of water per cycle of the internal combustion engine 1 injected or supplied.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bewusst eine ND-AGR 11 zur Bildung von Kondensat aus durch die ND-AGR 11 geführtem Abgas gewählt. Als ND-AGR 11 ist erfindungsgemäß eine Abgasrückführungseinrichtung zu verstehen, bei der die Abzweigstelle 10 zumindest nach einer Antriebseinrichtung 6 eines Laders 7 angeordnet ist, sodass an der Abzweigstelle 10 nach dem Durchströmen der Antriebseinrichtung 6 bereits ein teilentspanntes und teilabgekühltes Abgas, verglichen mit dem Abgas im Zustand vor dem Eintritt in die Antriebseinrichtung 6 des Laders, vorliegt. Hierdurch gelingt es mittels einer geringeren Abkühlung, das heißt einem geringeren Wärmeentzug des durch den Abgaskühler 13 strömenden Abgases, bereits Kondensat in ausreichender Menge zu erhalten. Würde Abgas im Wege einer Hochdruckabgasrückführung, also in Strömungsrichtung 5 gesehen, vor der Antriebseinrichtung 6 abgezweigt werden, so ist das Abgas für die Hochdruckabgasrückführungseinrichtung wesentlich heißer und muss bis zum Erreichen eines Taupunktes einer Komponente im Abgas wesentlich stärker abgekühlt werden, sodass ein höherer Kühlungsbedarf besteht. Weiterhin hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass durch das Vorsehen einer ND-AGR 11 der gesamte Abgasvolumenstrom zum Antrieb der Antriebseinrichtung 6 zur Verfügung steht, da vor der Antriebseinrichtung 6 kein Abgasvolumenstrom abgezweigt wird.In the method according to the invention deliberately becomes an LP-EGR 11 to form condensate from the ND-EGR 11 guided exhaust selected. As ND-AGR 11 According to the invention, an exhaust gas recirculation device is to be understood, in which the branching point 10 at least after a drive device 6 a loader 7 is arranged so that at the branch point 10 after flowing through the drive device 6 already a partially relaxed and partially cooled exhaust gas, compared with the exhaust gas in the state before entering the drive device 6 of the loader, is present. This makes it possible by means of a lower cooling, that is, a lower heat removal of the exhaust gas cooler 13 flowing exhaust gas, already to obtain condensate in sufficient quantity. Would exhaust by way of high pressure exhaust gas recirculation, ie in the flow direction 5 seen before the drive device 6 be diverted so the exhaust gas for the high-pressure exhaust gas recirculation device is much hotter and must be cooled much more strong until reaching a dew point of a component in the exhaust gas, so that there is a higher cooling demand. Furthermore, the inventive method has the advantage that by providing a LP-EGR 11 the entire exhaust gas volume flow to drive the drive device 6 is available because before the drive device 6 no exhaust gas flow is diverted.

Des Weiteren ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und beim erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil, dass weitere Kondensatquellen im Betrieb eines Kraftfahrzeugs genutzt werden, mit denen sichergestellt werden kann, dass auch bei einem langandauernden Betrieb des Verbrennungsmotors 1 im hohen Teillast- oder Volllastbetrieb, während dessen die ND-AGR 11 inaktiv oder zumindest gedrosselt ist, immer genug Kondensat 24 im Zwischenspeicher 15 vorrätig ist um auch bei langartigen derartigen Betriebszuständen genügend Kondensat für die Kondensatzuführungseinrichtung 27 zur Verfügung steht. Damit der Beginn der Kondensateinspritzung und die Menge des eingespritzten Kondensats mit steigender Last in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Abgasrückführungsventils 16 ermittelt werden kann, ist beispielsweise eine Signalleitung 30 vorhanden, welche eine aktuelle Stellung des Abgasrückführungsventils 16 der Steuereinrichtung 29 zur Verfügung stellt.Furthermore, it is advantageous in the device according to the invention and in the method according to the invention that further condensate sources are used in the operation of a motor vehicle, with which it can be ensured that even during long-term operation of the internal combustion engine 1 in high part-load or full-load operation, during which the LP EGR 11 is inactive or at least throttled, always enough condensate 24 in the cache 15 In stock is enough condensate for the condensate supply device even at langartigen such operating conditions 27 is available. Thus, the beginning of the condensate injection and the amount of injected condensate with increasing load depending on the operating state of the exhaust gas recirculation valve 16 can be determined, for example, is a signal line 30 present, which is a current position of the exhaust gas recirculation valve 16 the control device 29 provides.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbrennungsmotor internal combustion engine
22
Frischgastrakt Fresh gas tract
33
Hauptabgasstrang Main exhaust line
44
1. Strömungsrichtung 1st flow direction
55
2. Strömungsrichtung 2nd flow direction
66
Antriebseinrichtung driving means
77
Lader loaders
88th
Ladereinrichtung Charging device
99
Abgasreinigungseinrichtung exhaust gas cleaning device
1010
Abzweigstelle branching point
1111
Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (ND-AGR) Low pressure exhaust gas recirculation (ND-EGR)
1212
3. Strömungsrichtung 3rd flow direction
1313
Kondensator capacitor
1414
1. Kondensatleitung 1. condensate line
1515
Zwischenspeicher cache
1616
Abgasrückführungsventil Exhaust gas recirculation valve
1717
Mündungsstelle opening point
1818
Luftfilter air filter
19 19
Ladeluftkühler Intercooler
2020
2. Kondensatleitung 2nd condensate line
2121
Drosselklappeneinrichtung throttle device
2222
Einlasskanäle intake ports
2323
Brennräume combustion chambers
2424
Kondensat condensate
2525
3. Kondensatleitung 3. condensate line
2626
Fördereinrichtung Conveyor
2727
Kondensatzuführeinrichtung Kondensatzuführeinrichtung
2828
Injektoren injectors
2929
Steuerungseinrichtung control device
3030
Signalleitung signal line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006054227 A1 [0003] DE 102006054227 A1 [0003]
  • DE 102010048466 A1 [0004] DE 102010048466 A1 [0004]
  • US 2011/0168128 A1 [0005] US 2011/0168128 A1 [0005]
  • EP 2161438 A2 [0006] EP 2161438 A2 [0006]

Claims (17)

Verfahren zum Vermindern der Klopfneigung eines fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotors (1) mit einer Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) aufweisend zumindest die Schritte: a) Kondensieren zumindest eines Teils von im Abgas, welches die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) durchströmt, enthaltenem gasförmigem Wasser; b) Zwischenspeichern des entstandenen Kondensates in einem Zwischenspeicher (15) und c) Zuführen des Kondensats aus dem Zwischenspeicher (15) in einen Frischgastrakt (2) oder Einspritzen des Kondensats in einen Brennraum (23) des Verbrennungsmotors (1).Method for reducing the tendency to knock of a spark-ignited, supercharged internal combustion engine ( 1 ) with a low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ) comprising at least the steps of: a) condensing at least a portion of the exhaust gas that contains the low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ) flows through, contained gaseous water; b) temporarily storing the resulting condensate in a buffer ( 15 ) and c) feeding the condensate from the buffer ( 15 ) into a fresh gas tract ( 2 ) or injecting the condensate into a combustion chamber ( 23 ) of the internal combustion engine ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen des Kondensats in den Frischgastrakt (2) oder das Einspritzen des Kondensats in den Brennraum (23) des Verbrennungsmotors (1) in einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) erfolgt, bei dem die Abgas-Rückführung inaktiv oder gedrosselt ist, insbesondere in einem hohen Teillast- oder Volllastbetriebszustand.A method according to claim 1, characterized in that the feeding of the condensate into the fresh gas tract ( 2 ) or the injection of the condensate into the combustion chamber ( 23 ) of the internal combustion engine ( 1 ) in an operating state of the internal combustion engine ( 1 ), in which the exhaust gas recirculation is inactive or throttled, in particular in a high part-load or full-load operating state. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wege einer Ladeluftkühlung anfallendes Ladeluftkondensat dem Zwischenspeicher (15) zugeführt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a charge air cooling accumulating charge air condensate the buffer ( 15 ) is supplied. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat dem Frischgastrakt (2) in Strömungsrichtung eines Frischgases nach einem Ladeluftkühler (19), insbesondere nach einer Drosselklappe (21) zugeführt wird oder direkt in den Brennraum (23) des Verbrennungsmotors (1) eingespritzt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the condensate the fresh gas tract ( 2 ) in the flow direction of a fresh gas after a charge air cooler ( 19 ), in particular after a throttle valve ( 21 ) or directly into the combustion chamber ( 23 ) of the internal combustion engine ( 1 ) is injected. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kondensat aus dem Zwischenspeicher (15), mittels einer Fördereinrichtung (26) oder einer Dosierpumpe einer Kondensatzuführeinrichtung (27) zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that condensate from the buffer ( 15 ), by means of a conveyor ( 26 ) or a metering pump of a condensate feed device ( 27 ) is supplied. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas, welches zur Durchströmung der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) vorgesehen ist, in Strömungsrichtung eines Hauptabgasstranges (3) nach einer Antriebseinrichtung (6) eines abgasangetriebenen Laders (7) vom Hauptabgasstrom abgezweigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas, which flows through the low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ), in the flow direction of a main exhaust line ( 3 ) after a drive device ( 6 ) of an exhaust-driven supercharger ( 7 ) is diverted from the main exhaust stream. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abgas, welches zur Durchströmung der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) vorgesehen ist, in Strömungsrichtung des Hauptabgasstranges (3) nach einer Abgasreinigungseinrichtung (9) abgezweigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that exhaust gas, which flows through the low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ), in the flow direction of the main exhaust line ( 3 ) after an exhaust gas purification device ( 9 ) is diverted. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen des Kondensats in den Frischgastrakt (2) oder die Einspritzung des Kondensats in den Brennraum (23) bei einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1), welcher mehr als 75 % des Volllastbetriebszustandes, insbesondere mehr als 85 % des Volllastbetriebszustandes beträgt, erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the feeding of the condensate into the fresh gas tract ( 2 ) or the injection of the condensate into the combustion chamber ( 23 ) in an operating state of the internal combustion engine ( 1 ), which is more than 75% of the full load operating state, in particular more than 85% of the full load operating state, takes place. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zwischenspeicher (15) zumindest ein weiteres Kondensat aus einer anderen Kondensatquelle als der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) zugeführt wird, welches auch dann anffällt, wenn die Niederdruck-Abgasrückführung inaktiv oder gedrosselt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the buffer ( 15 ) at least one further condensate from a different condensate source than the low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ) is supplied, which also occurs when the low-pressure exhaust gas recirculation is inactive or throttled. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführung in einem Betriebszustand oberhalb von 75 %, insbesondere oberhalb von 85 % des Vollastbetriebszustandes des Verbrennungsmotors (1) inaktiv ist oder gedrosselt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas recirculation in an operating state above 75%, in particular above 85% of the full load operating state of the internal combustion engine ( 1 ) is inactive or throttled. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweisend einen fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotor (1) mit einer Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11), wobei die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) zumindest einen Kondensator (13) zum Kondensieren zumindest eines Teils von im Abgas, welches die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung durchströmt, enthaltenem gasförmigem Wasser aufweist und einen Zwischenspeicher (15) zur Aufnahme des entstandenen Kondensates, welcher fluidisch mit dem Kondensator (13) verbunden ist, hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kondensatzuführeinrichtung (27) zum Zuführen des Kondensats in einen Frischgastrakt (2) oder zum Einspritzen des Kondensats in einem Brennraum (23) des Verbrennungsmotors (1) besitzt.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 10, comprising a spark-ignited, supercharged combustion engine ( 1 ) with a low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ), wherein the low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ) at least one capacitor ( 13 ) for condensing at least a portion of gaseous water contained in the exhaust gas, which flows through the low-pressure exhaust gas recirculation device, and a buffer ( 15 ) for receiving the resulting condensate, which fluidly with the capacitor ( 13 ), characterized in that the device comprises a condensate feed device ( 27 ) for feeding the condensate into a fresh gas tract ( 2 ) or for injecting the condensate in a combustion chamber ( 23 ) of the internal combustion engine ( 1 ) owns. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladeluftkühler (19) vorhanden ist, welcher fluidisch mit dem Zwischenspeicher (15) in Verbindung steht, sodass im Wege einer Ladeluftkühlung anfallendes Ladeluftkondensat dem Zwischenspeicher (15) zuführbar ist.Apparatus according to claim 11, characterized in that a charge air cooler ( 19 ), which fluidly with the buffer ( 15 ) is connected, so that in the way of a charge air cooling accumulating charge air condensate the buffer ( 15 ) can be fed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatzuführeinrichtung (27) zumindest einen Injektor (28) aufweist, mit welchem in Strömungsrichtung des Frischgastraktes (2) nach dem Ladeluftkühler (19), insbesondere nach einer Drosselklappe (21) und vor einem Brennraum (23) des Verbrennungsmotors (1) das Kondensat aus dem Zwischenspeicher (15) dem Frischgas zudosierbar ist oder das Kondensat direkt in einen Brennraum (23) des Verbrennungsmotors (1) einspritzbar ist.Device according to one of claims 11 or 12, characterized in that the Kondensatzuführeinrichtung ( 27 ) at least one injector ( 28 ), with which in the flow direction of the fresh gas tract ( 2 ) after the intercooler ( 19 ), in particular after a throttle valve ( 21 ) and in front of a combustion chamber ( 23 ) of Internal combustion engine ( 1 ) the condensate from the buffer ( 15 ) can be added to the fresh gas or the condensate directly into a combustion chamber ( 23 ) of the internal combustion engine ( 1 ) is injectable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung (26) vorhanden ist, mittels der Kondensat aus dem Zwischenspeicher (15) der Kondensatzuführeinrichtung (27) zuführbar ist. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that a conveyor ( 26 ) is present, by means of the condensate from the buffer ( 15 ) of the condensate feed device ( 27 ) can be fed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abzweigstelle (10) der Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung (11) in Strömungsrichtung eines Abgases in einem Hauptabgasstrang (3) einer Antriebseinrichtung (6) eines abgasangetriebenen Laders (7) und/oder einer Abgasreinigungseinrichtung (9) nachgeordnet ist. Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that a branch point ( 10 ) of the low-pressure exhaust gas recirculation device ( 11 ) in the flow direction of an exhaust gas in a main exhaust line ( 3 ) a drive device ( 6 ) of an exhaust-driven supercharger ( 7 ) and / or an exhaust gas purification device ( 9 ) is subordinate. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass weitere, im Betrieb eines Kraftfahrzeugs entstehende Kondensate dem Zwischenspeicher (15) zuführbar sind.Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that further, resulting in the operation of a motor vehicle condensates the buffer ( 15 ) can be supplied. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (29) vorhanden ist, mittels der die Kondensatzuführeinrichtung (27) in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Verbrennungsmotors (1) und/oder einer Stellung eines Abgasrückführungsventils (16) betreibbar ist, wobei die Kondensatzuführeinrichtung (27) aktivierbar ist, wenn sich das Abgasrückführungsventil (16) in einer Drosselstellung befindet oder geschlossen ist.Device according to one of claims 11 to 16, characterized in that a control device ( 29 ) is present, by means of the Kondensatzuführeinrichtung ( 27 ) as a function of operating parameters of the internal combustion engine ( 1 ) and / or a position of an exhaust gas recirculation valve ( 16 ) is operable, the Kondensatzuführeinrichtung ( 27 ) is activated when the exhaust gas recirculation valve ( 16 ) is in a throttle position or is closed.
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