-
Die Erfindung betrifft eine Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, aufweisend wenigstens eine Zylindereinheit mit einem Arbeitszylinder, einem darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf, wobei ein Kolbenkrone des Arbeitskolbens kurbelwellenabseitig mit wenigstens einer Kolbenmulde versehen ist.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
-
Im Betrieb einer Dieselbrennkraftmaschine werden bei relativ hohen Verbrennungstemperaturen oberhalb von 2000 K und bei relativ hohen Verbrennungsgeschwindigkeiten bzw. Reaktionsgeschwindigkeiten Stickoxide (NOx) gebildet. Bekanntermaßen ist es erstrebenswert, den Ausstoß von Stickoxiden möglichst gering zu halten. Hierzu wird eine Dieselbrennkraftmaschine üblicherweise mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung ausgestattet.
-
Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung von Stickoxiden in Abgasen von Dieselbrennkraftmaschinen ist die gezielte Abgasrückführung, bei der Abgas der Dieselbrennkraftmaschine der Frischluft beigemengt wird, wobei die mit dem rückgeführten Abgas angereicherte Frischluft der Dieselbrennkraftmaschine zugeführt wird. Die dadurch gegebene Anwesenheit von inertem Abgas in den Zylindereinheiten der Dieselbrennkraftmaschine geht mit einer Reduzierung von in der Frischluft enthaltenem Sauerstoff einher, wodurch die Bildung von Stickoxiden verringert bzw. verhindert wird. Insbesondere wird durch eine solche Abgasrückführung die Verbrennungsgeschwindigkeit bzw. Reaktionsgeschwindigkeit deutlich reduziert.
-
Eine Abgasrückführung kann als interne oder externe Abgasrückführung ausgebildet sein. Bei Letzterer können die Abgase aus den Zylindereinheiten in den Ansaugkrümmer eingeleitet und dort mit einer Ladeluft vermischt werden, was als Hochdruck-Abgasrückführung bekannt ist. Alternativ können die Abgase aus den Zylindereinheiten in einen Kompressor eines Abgasturboladers eingeleitet und dort mit einer Frischluft vermischt werden, was als Niederdruck-Abgasrückführung bekannt ist.
-
Eine Kraftstoffausnutzung wird besser, je mehr Sauerstoff Zugang zu dem Kraftstoff hat. Durch die Mischung der Frischluft mit rückgeführtem Abgas im Zuge der Abgasrückführung wird jedoch der Zugang von Sauerstoff zu dem Kraftstoff verringert, was herkömmlich mit einer schlechteren Kraftstoffausnutzung einhergeht.
-
Die
US 2008/0149078 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Dieselbrennkraftmaschine und eine Dieselbrennkraftmaschine. Die Dieselbrennkraftmaschine umfasst wenigstens eine Zylindereinheit mit einem Arbeitszylinder, einen darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben und einen den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf. Eine Kolbenkrone des Arbeitskolbens ist kurbelwellenabseitig mit einer Kolbenmulde versehen. Des Weiteren ist die Dieselbrennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung ausgestattet.
-
Aus der
DE 601 15 841 T2 ist eine kompressionsgezündete Brennkraftmaschine der direkt eingespritzten Bauart bekannt. Die Brennkraftmaschine umfasst wenigstens eine Zylindereinheit mit einem Arbeitszylinder, einem darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf. Eine Kolbenkrone des Arbeitskolbens ist kurbelwellenabseitig mit einer Kolbenmulde versehen. An dem Zylinderkopf ist ein Einlass angeordnet, über den eine mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft während eines Ansaugtakts der Zylindereinheit in einen Brennraum der Zylindereinheit einleitbar ist. Hierdurch wird eine Wirbelströmung erzeugt, die an einer Innenmantelfläche des Brennraums umläuft. Die mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft bewegt sich in der Wirbelströmung bedingt durch Zentrifugalkräfte außerhalb der zentralen Kolbenmulde. Erst in einer letzten Hälfte eines Kompressionshubs, in welchem eine Quetschströmung erzeugt wird, wird die Wirbelströmung in dem Umfangsteil der oberen Fläche des Kolbens durch die Quetschströmung in die Kolbenmulde in dem zentralen Teil der oberen Fläche des Kolbens gebracht.
-
Die
DE 101 61 853 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, die fremd- oder selbstgezündet sein kann. Die Brennkraftmaschine umfasst wenigstens eine Zylindereinheit mit einem Arbeitszylinder, einem darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf.
-
Die
US 7 987 833 B2 offenbart ein Verbrennungssystem für ein Fahrzeug. Das Verbrennungssystem umfasst wenigstens eine Zylindereinheit mit einem Arbeitszylinder, einem darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf. Eine Kolbenkrone des Arbeitskolbens ist kurbelwellenabseitig mit einer zweistufigen Kolbenmulde versehen. An dem Zylinderkopf sind zwei Einlässe angeordnet, über die eine mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft im Wechsel mit Frischluft während eines Ansaugtakts der Zylindereinheit in einen Brennraum der Zylindereinheit einleitbar ist
-
FR 2 887 583 A1 offenbart eine Dieselbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, aufweisend wenigstens eine Zylindereinheit mit einem Arbeitszylinder, einem darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf. Eine Kolbenkrone des Arbeitskolbens ist kurbelwellenabseitig mit einer Kolbenmulde versehen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Betrieb von Dieselbrennkraftmaschinen dahingehend zu optimieren, dass eine Stickoxidbildung weitestgehend reduziert und eine Kraftstoffausnutzung weitestgehend verbessert wird.
-
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
-
Eine erfindungsgemäße Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfasst wenigstens eine Zylindereinheit mit einem Arbeitszylinder, einem darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf, wobei ein Kolbenkrone des Arbeitskolbens kurbelwellenabseitig mit wenigstens einer Kolbenmulde versehen ist. An dem Zylinderkopf ist wenigstens ein erster Einlass angeordnet, über den eine mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft während eines Ansaugtakts und/oder eines Verdichtungstakts der Zylindereinheit in einen Brennraum der Zylindereinheit einleitbar ist, dass zumindest ein Großteil der eingeleiteten, mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft in die Kolbenmulde gelangt. An dem Zylinderkopf ist zudem wenigstens ein zweiter Einlass angeordnet, über den Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit derart in den Brennraum einleitbar ist, dass sich zumindest ein Großteil der eingeleiteten Frischluft außerhalb der Kolbenmulde befindet. An dem Zylinderkopf ist des Weiteren wenigstens eine Einspritzdüse angeordnet, mit der ein Dieselkraftstoff derart in den Brennraum einspritzbar ist, dass zumindest ein Großteil des Dieselkraftstoffs in die Kolbenmulde des sich im Bereich seines oberen Totpunkts befindlichen Arbeitskolbens gelangt. Die Kolbenmulde ist derart ausgebildet, dass sich, nach einer Zündung eines in der Kolbenmulde befindlichen, aus dem Dieselkraftstoff und der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft gebildeten Gemischs, ein in der Kolbenmulde befindliches Verbrennungsgas zumindest teilweise während eines Arbeitstakts der Zylindereinheit mit der außerhalb der Kolbenmulde befindlichen Frischluft vermischt.
-
Erfindungsgemäß wird ein Vermischen des Gemischs aus dem Dieselkraftstoff und der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft mit der außerhalb der Kolbenmulde befindlichen Frischluft vor der Zündung des Gemischs weitestgehend unterbunden, da das Gemisch relativ geschützt in der Kolbenmulde angeordnet ist und hierdurch auch bei einer Hubbewegung des Arbeitskolbens nur geringfügig aus der Kolbenmulde austritt. Durch diese Trennung des Gemischs von der außerhalb der Kolbenmulde befindlichen Frischluft kann eine gezielte Verbrennung bewirkt werden. Ungünstige Mischeffekte zwischen dem Gemisch bzw. dem darin enthaltenen rückgeführten Abgas und der Frischluft außerhalb der Kolbenmulde, die durch eine Aufwärtsbewegung eines Arbeitskolbens während eines Verdichtungstakts der Zylindereinheit bedingt sein könnten, können weitestgehend reduziert werden. Solche Mischeffekte wären insbesondere für eine Maximierung der Reduktion von Stickoxiden nachteilig. Bei der erfindungsgemäßen Dieselbrennkraftmaschine kann die vorteilhafte Trennung des Brennraums in einen sauerstoffreichen Bereich außerhalb der Kolbenmulde einerseits und einen sauerstoffarmen Bereich in der Kolbenmulde andererseits vor der Zündung des Gemischs selbst bei Hubbewegungen des Arbeitskolbens weitestgehend aufrechterhalten werden.
-
Durch die Zündung des Gemischs in der Kolbenmulde beginnt die Verbrennung in einem sauerstoffarmen Bereich des Brennraums, wodurch weniger heftige lokale Reaktionen und niedrigere lokale Verbrennungstemperaturen erreichbar sind, was mit einer Reduzierung der Stickoxidbildung bei der Verbrennung einhergeht. Ein finales Ausbrennen der in dem Brennraum insgesamt befindlichen Zylinderladung wird durch die spätere Durchmischung des aus der Kolbenmulde austretenden Verbrennungsgases mit der außerhalb der Kolbenmulde vorhandenen Frischluft bewirkt, was eine Reduktion von Kohlenwasserstoffemissionen, von Kohlenmonoxidemissionen und von Rußpartikelemissionen zur Folge hat. Insbesondere tritt bei einer Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens während eines Arbeitstakts der Zylindereinheit das in der Kolbenmulde befindliche, vollständig oder unvollständig verbrannte Verbrennungsgas aus der Kolbenmulde aus und vermischt sich mit der außerhalb der Kolbenmulde vorhandenen Frischluft. Abhängig von der Temperatur und dem Sauerstoffgehalt in dem Brennraum findet dort eine weitere Umsetzung des unverbrannten Kraftstoffs statt, was mit einer verbesserten Kraftstoffausnutzung einhergeht.
-
Die Frischluft kann in Form einer von einem Abgasturbolader stammenden Ladeluft gegeben sein. Zur Einbringung der Frischluft in den außerhalb der Kolbenmulde liegenden Bereich des Brennraums kann ausschließlich Frischluft oder eine mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft in den Brennraum eingeleitet werden.
-
Die Zusammensetzung der insgesamt in den Brennraum eingebrachten Zylinderladung kann beispielsweise in Abhängigkeit einer gewünschten Kraftstoffeinsparung, gewünschter niedriger Emissionen der Dieselbrennkraftmaschine oder unter Berücksichtigung einer zu erreichenden Maschinenleistung gewählt werden.
-
Der Dieselkraftstoff kann in die Kolbenmulde eingespritzt werden, kurz bevor der Arbeitskolben seinen oberen Totpunkt erreicht hat. Der Zylinderkopf kann monolithisch mit dem Arbeitszylinder oder separat davon hergestellt sein. An dem ersten Einlass und dem zweiten Einlass kann jeweils ein ansteuerbares Einlassventil angeordnet sein. Die Verbrennung kann durch eine geeignete zeitliche Ansteuerung der Einlassventile mittels einer Motorsteuerung der Dieselbrennkraftmaschine optimiert werden. Die Dieselbrennkraftmaschine kann auch zwei oder mehrere entsprechende erste Einlässe und/oder zweite Einlässe aufweisen. Die Zylindereinheit umfasst zudem wenigstens einen Auslass, über den Verbrennungsgase aus dem Brennraum abführbar und einer Abgasrückführung zuführbar sind.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mit dem zweiten Einlass die Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit in Richtung einer Innenmantelfläche des Arbeitszylinders in den Brennraum einleitbar. Hierdurch kann weitestgehend verhindert werden, dass die Frischluft in die Kolbenmulde gelangt. Tritt während der Hubbewegung des Arbeitskolbens etwas von dem Gemisch aus der Kolbenmulde aus, was nicht vollständig verhindert werden kann, befindet sich in einem mittleren Bereich des Brennraums ein sauerstoffärmeres Gas als in einem zylinderwandnahen Bereich des Brennraums. Diese Verteilung kann dadurch begünstigt werden, dass die Frischluft derart in den Brennraum eingeleitet wird, dass die Frischluft einen Drall um die Längsmittelachse des Arbeitszylinders aufweist.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein sich an eine Öffnung der Kolbenmulde anschließender Abschnitt der Kolbenmulde zumindest teilweise eine größere Querschnittsfläche als die Öffnung auf. Die Kolbenmulde kann beispielsweise bauchig ausgebildet sein. Durch die geringere Querschnittsfläche der Öffnung der Kolbenmulde ist das darin befindliche Gemisch noch besser von dem außerhalb der Kolbenmulde liegenden Bereich des Brennraums getrennt, wodurch ein Austreten von Gemisch aus der Kolbenmulde noch weitergehender verhindert werden kann.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wird über wenigstens einen ersten Einlass einer Zylindereinheit der Dieselbrennkraftmaschine eine mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft während eines Ansaugtakts und/oder eines Verdichtungstakts der Zylindereinheit derart in einen Brennraum der Zylindereinheit eingeleitet, dass zumindest ein Großteil der eingeleiteten, mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft in eine kurbelwellenabseitige Kolbenmulde einer Kolbenkrone eines Arbeitskolbens der Zylindereinheit gelangt. Zudem wird über wenigstens einen zweiten Einlass der Zylindereinheit eine Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit derart in den Brennraum eingeleitet, dass sich zumindest ein Großteil der eingeleiteten Frischluft außerhalb der Kolbenmulde befindet. Des Weiteren wird über wenigstens eine Einspritzdüse der Zylindereinheit ein Dieselkraftstoff derart in den Brennraum eingespritzt, dass zumindest ein Großteil des Dieselkraftstoffs in die Kolbenmulde des sich im Bereich seines oberen Totpunkts befindlichen Arbeitskolbens gelangt. Ferner wird, nach einer Zündung eines in der Kolbenmulde befindlichen, aus dem Dieselkraftstoff und der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft gebildeten Gemischs, ein in der Kolbenmulde befindliches Verbrennungsgas zumindest teilweise während eines Arbeitstakts der Zylindereinheit mit der außerhalb der Kolbenmulde befindlichen Frischluft vermischt.
-
Mit dem Verfahren sind die oben mit Bezug auf die Dieselbrennkraftmaschine genannten Vorteile entsprechend verbunden. Insbesondere kann die Dieselbrennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet sein.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit in Richtung einer Innenmantelfläche des Arbeitszylinders in den Brennraum eingeleitet. Mit dieser Ausgestaltung sind die oben mit Bezug auf die entsprechende Ausgestaltung der Dieselbrennkraftmaschine genannten Vorteile entsprechend verbunden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Dieselbrennkraftmaschine in den Brennraum eingeleitet wird. Hierdurch kann beispielsweise die Anreicherung der Frischluft mit dem rückgeführten Abgas und/oder die eingeleitete Menge der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft variiert werden, um die Stickoxidbildung weitestgehend zu reduzieren.
-
Vorteilhafterweise wird als Betriebsparameter eine momentan an der Dieselbrennkraftmaschine anliegende Last, eine momentane Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine oder eine Temperatur der Dieselbrennkraftmaschine berücksichtigt. Bei einer niedrigen Last an der Dieselbrennkraftmaschine, einer niedrigen Drehzahl der Dieselbrennkraftmaschine und/oder bei niedrigen Temperaturen der Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere bei einem Kaltstart, kann die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sinnvoll und vorteilhaft bezüglich der Reduktion der Stickoxidbildung sein.
-
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Dieselbrennkraftmaschine;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Zylindereinheit eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Dieselbrennkraftmaschine während eines Verdichtungstakts der Zylindereinheit;
- 3 eine schematische Schnittdarstellung der in 2 gezeigten Zylindereinheit während einer Einspritzung des Dieselkraftstoffs; und
- 4 eine schematische Schnittdarstellung der in 2 gezeigten Zylindereinheit während eines Arbeitstakts der Zylindereinheit.
-
In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Dieselbrennkraftmaschine 1. Die Dieselbrennkraftmaschine 1 umfasst drei Zylindereinheiten 2, die jeweils einer ersten Einlass 3 bzw. 4, einen zweiten Einlass 4 bzw. 3 und einen Auslass 5 aufweisen. An die Auslässe 5 schließen sich Auslasskanäle 6 an, über die Verbrennungsgase aus den Zylindereinheiten 2 in einen nicht gezeigten Abgastrakt der Dieselbrennkraftmaschine 1 abführbar und einer Abgasrückführungseinrichtung 7 der Dieselbrennkraftmaschine 1 zuführbar sind. An die Einlässe 3 und 4 schließen sich Einlasskanäle 8a, 8b an, über welche die Einlässe 3 und 4 mit einer Frischluftzuführeinrichtung 9 verbunden sind. Die Frischluftzuführeinrichtung 9 umfasst eine Kammer 10, die durch eine Trennwand 11 in zwei Kammerteile 12 und 13 getrennt ist. Die Abgasrückführeinrichtung 7 umfasst zwei ansteuerbare Ventileinheiten 14a, 14b, über deren Ansteuerung mittels einer nicht gezeigten Motorelektronik Abgase wahlweise in einen der beiden Kammerteile 12 bzw. 13 oder in beide Kammerteile 12 und 13 einleitbar ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Abgas lediglich in einen der beiden Kammerteile 12 bzw. 13 eingeleitet.
-
Jede Zylindereinheit 2 umfasst einen in 1 nicht gezeigten Arbeitszylinder, einen darin längsverschiebbar angeordneten, in 1 nicht gezeigten Arbeitskolben und einen den Arbeitszylinder kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf 15. Eine Kolbenkrone des Arbeitskolbens ist kurbelwellenabseitig mit einer Kolbenmulde versehen.
-
An jedem Zylinderkopf 15 ist ein erster Einlass 3 bzw. 4 angeordnet, über den eine mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft während eines Ansaugtakts und/oder eines Verdichtungstakts der Zylindereinheit 2 derart in einen in 1 nicht gezeigten Brennraum der Zylindereinheit 2 einleitbar ist, dass zumindest ein Großteil der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft in die Kolbenmulde gelangt. An dem Zylinderkopf 15 ist zudem ein zweiter Einlass 4 bzw. 3 angeordnet, über den Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit 2 derart in den Brennraum einleitbar ist, dass sich zumindest ein Großteil der eingeleiteten Frischluft außerhalb der Kolbenmulde befindet. An dem Zylinderkopf 15 ist des Weiteren eine in 1 nicht gezeigte Einspritzdüse angeordnet, mit der ein Dieselkraftstoff derart in den Brennraum einspritzbar ist, dass zumindest ein Großteil des Dieselkraftstoffs in die Kolbenmulde des sich im Bereich seines oberen Totpunkts befindlichen Arbeitskolbens gelangt. Die Kolbenmulde ist derart ausgebildet, dass sich, nach einer Zündung eines in der Kolbenmulde befindlichen, aus dem Dieselkraftstoff und der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft gebildeten Gemischs, ein in der Kolbenmulde befindliches Verbrennungsgas zumindest teilweise während eines Arbeitstakts der Zylindereinheit 2 mit der außerhalb der Kolbenmulde befindlichen Frischluft vermischt. Mit dem zweiten Einlass 4 bzw. 3 kann die Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit 2 in Richtung einer Innenmantelfläche des Arbeitszylinders in den Brennraum eingeleitet werden. Ein sich an eine Öffnung der Kolbenmulde anschließender Abschnitt der Kolbenmulde weist zumindest teilweise eine größere Querschnittsfläche als die Öffnung auf.
-
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Zylindereinheit 2 eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Dieselbrennkraftmaschine 1 während eines Verdichtungstakts der Zylindereinheit 2. Die Zylindereinheit 2 umfasst einen Arbeitszylinder 16, einen darin längsverschiebbar angeordneten Arbeitskolben 17 und einen den Arbeitszylinder 16 kurbelwellenabseitig verschließenden Zylinderkopf 15. Eine Kolbenkrone 18 des Arbeitskolbens 17 ist kurbelwellenabseitig mit einer Kolbenmulde 19 versehen. Der Arbeitskolben 17 wird über einen an einer nicht gezeigten Kurbelwelle angreifendes Pleuel 20 betätigt. Die Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens 17 ist durch die Pfeile angedeutet.
-
An dem Zylinderkopf 15 ist ein erster Einlass 3 bzw. 4 angeordnet, über den eine mit rückgeführtem Abgas angereicherte Frischluft während eines Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit 2 derart in einen Brennraum 21 der Zylindereinheit 2 einleitbar ist, dass zumindest ein Großteil der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft in die Kolbenmulde 19 gelangt. An dem Zylinderkopf 15 ist zudem ein zweiter Einlass 4 bzw. 3 angeordnet, über den Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit 2 derart in den Brennraum 21 einleitbar ist, dass sich zumindest ein Großteil der eingeleiteten Frischluft außerhalb der Kolbenmulde 19 befindet. An dem Zylinderkopf 15 ist des Weiteren eine Einspritzdüse 22 angeordnet, mit der ein Dieselkraftstoff derart in den Brennraum 21 einspritzbar ist, dass zumindest ein Großteil des Dieselkraftstoffs in die Kolbenmulde 19 des sich im Bereich seines oberen Totpunkts befindlichen Arbeitskolbens 17 gelangt, wie es in 3 gezeigt ist. Die Kolbenmulde 19 ist derart ausgebildet, dass sich, nach einer Zündung eines in der Kolbenmulde 19 befindlichen, aus dem Dieselkraftstoff und der mit rückgeführtem Abgas angereicherten Frischluft gebildeten Gemischs 23, ein in der Kolbenmulde 19 befindliches Verbrennungsgas zumindest teilweise während eines Arbeitstakts der Zylindereinheit 2 mit der außerhalb der Kolbenmulde 19 befindlichen Frischluft vermischt, wie es in 4 gezeigt ist. Mit dem zweiten Einlass 4 bzw. 3 kann die Frischluft während des Ansaugtakts und/oder des Verdichtungstakts der Zylindereinheit 2 in Richtung einer Innenmantelfläche 24 des Arbeitszylinders 16 in den Brennraum 21 eingeleitet werden. Ein sich kurbelwellenseitig an eine Öffnung 25 der Kolbenmulde 19 anschließender Abschnitt der Kolbenmulde 19 weist zumindest teilweise eine größere Querschnittsfläche als die Öffnung 25 auf. Insbesondere ist die Kolbenmulde 19 bauchig ausgebildet.
-
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in 2 gezeigten Zylindereinheit 2 während einer Einspritzung des Dieselkraftstoffs 26 in den Brennraum 21. Es ist insbesondere zu sehen, wie mittels der Einspritzdüse 22 der Dieselkraftstoff 26 in die Kolbenmulde 19 eingespritzt wird, wenn sich der Arbeitskolben 17 im Bereich seines oberen Totpunkts befindet. Nach der Einspritzung des Dieselkraftstoffs 26 erfolgt die Zündung des dadurch in der Kolbenmulde 19 gebildeten Gemischs 23.
-
4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der in 2 gezeigten Zylindereinheit 2 während eines Arbeitstakts der Zylindereinheit 2. Bei der durch die Pfeile angedeuteten Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 17 während des Arbeitstakts tritt das durch die Verbrennung gebildete, in der Kolbenmulde 19 befindliche Verbrennungsgas 27, wie durch die Pfeile angedeutet, zumindest teilweise aus der Kolbenmulde 19 aus und wird mit der außerhalb der Kolbenmulde 19 befindlichen Frischluft vermischt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Dieselbrennkraftmaschine
- 2
- Zylindereinheit
- 3
- Einlass
- 4
- Einlass
- 5
- Auslass
- 6
- Auslasskanal
- 7
- Abgasrückführeinrichtung
- 8a
- Einlasskanal
- 8b
- Einlasskanal
- 9
- Frischluftzuführeinrichtung
- 10
- Kammer
- 11
- Trennwand
- 12
- Kammerteil
- 13
- Kammerteil
- 14a
- Ventileinheit
- 14b
- Ventileinheit
- 15
- Zylinderkopf
- 16
- Arbeitszylinder
- 17
- Arbeitskolben
- 18
- Kolbenkrone
- 19
- Kolbenmulde
- 20
- Pleuel
- 21
- Brennraum
- 22
- Einspritzdüse
- 23
- Gemisch
- 24
- Innenmantelfläche
- 25
- Öffnung
- 26
- Dieselkraftstoff
- 27
- Verbrennungsgas
