DE102017116244A1 - Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor (10) zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges. Der Verbrennungsmotor weist einen Motorblock (12) und einen mit dem Motorblock (12) verbundenen Zylinderkopf (14) auf. In dem Verbrennungsmotor ist mindestens ein Brennraum (16) ausgebildet, in welchem ein mit einer Kurbelwelle (58) über einen Pleuel (34) verbundener Kolben (18) verschiebbar ist und ein Verbrennungsluftgemisch verdichtet. An dem Zylinderkopf (14) ist mindestens ein Kraftstoffinjektor (36) mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (20) angeordnet, über welchen Kraftstoff in den Brennraum (16) des Verbrennungsmotors (10) eingespritzt werden kann. Dabei weist die Kraftstoffeinspritzdüse (20) mehrere Einspritzöffnungen (22, 24) auf, welche auf einem ersten Lochkreis (26) und einem zweiten Lochkreis (28) der Kraftstoffeinspritzdüse (20) angeordnet sind.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor (10) in einem ersten Betriebszustand bei niedriger Last mit einem hohen Verdichtungsverhältnis (ε) betrieben wird und ausschließlich durch die Einspritzöffnungen (22) auf dem ersten Lochkreis (26) der Kraftstoffeinspritzdüse (20) Kraftstoff in den Brennraum (16) eingespritzt wird, und wobei der Verbrennungsmotor (10) in einem zweiten Betriebszustand bei hoher Last mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis (ε) betrieben wird, wobei durch die Einspritzöffnungen (22, 24) beider Lochkreise (26, 28) Kraftstoff in den Brennraum (16) eingespritzt wird.The invention relates to an internal combustion engine (10) for driving a motor vehicle. The internal combustion engine has an engine block (12) and a cylinder head (14) connected to the engine block (12). In the internal combustion engine, at least one combustion chamber (16) is formed, in which a piston (18) connected to a crankshaft (58) via a connecting rod (34) is displaceable and compresses a combustion air mixture. At least one fuel injector (36) with a fuel injection nozzle (20), via which fuel can be injected into the combustion chamber (16) of the internal combustion engine (10), is arranged on the cylinder head (14). In this case, the fuel injection nozzle (20) has a plurality of injection openings (22, 24) which are arranged on a first pitch circle (26) and a second pitch circle (28) of the fuel injection nozzle (20). The invention further relates to a method for operating such an internal combustion engine in which the internal combustion engine (10) is operated in a first operating state at low load with a high compression ratio (ε) and fuel into the combustion chamber (16) exclusively through the injection openings (22) on the first bolt circle (26) of the fuel injection nozzle (20). wherein the internal combustion engine (10) is operated in a second operating state at high load with a low compression ratio (ε), wherein in the combustion chamber (16) through the injection openings (22, 24) of both bolt circuits (26, 28). is injected.
Description
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to an internal combustion engine and a method for operating an internal combustion engine according to the preambles of the independent claims.
Das Verdichtungsverhältnis von modernen Verbrennungsmotoren, insbesondere von Dieselmotoren mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, hat maßgeblichen Einfluss auf den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors sowie die Emissionen. Zudem hängen das Kaltstartverhalten sowie das Aufheizen der Abgasnachbehandlungskomponenten maßgeblich vom Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors ab. Daher stellt das Verdichtungsverhältnis bei aus dem Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotoren mit konstantem Verdichtungsverhältnis stets einen Kompromiss aus den unterschiedlichen Anforderungen dar.The compression ratio of modern internal combustion engines, in particular diesel engines with direct fuel injection, has a significant influence on the efficiency of the internal combustion engine and the emissions. In addition, the cold start behavior and the heating of the exhaust aftertreatment components depend significantly on the compression ratio of the internal combustion engine. Therefore, the compression ratio in constant-compression ratio internal combustion engines known from the prior art always represents a compromise of the different requirements.
Darüber hinaus sind Verbrennungsmotoren mit einem variablen Verdichtungsverhältnis bekannt, bei denen das Verdichtungsverhältnis an den Betriebszustand des Verbrennungsmotors angepasst werden kann. Aus der
Nachteilig an den bekannten Verfahren ist jedoch, dass eine alleinige Anpassung des Verdichtungsverhältnisses nicht zu einer optimalen Betriebssituation des Verbrennungsmotors führt.A disadvantage of the known method, however, is that a sole adaptation of the compression ratio does not lead to an optimal operating situation of the internal combustion engine.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Kaltstartfähigkeit eines Verbrennungsmotors zu verbessern und gleichzeitig den thermodynamischen Wirkungsgrad zu erhöhen sowie die Emissionen zu minimieren.The object of the invention is to improve the cold start capability of an internal combustion engine and at the same time to increase the thermodynamic efficiency and to minimize emissions.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit einem Motorblock und einem Zylinderkopf gelöst, wobei der Verbrennungsmotor mindestens einen Brennraum umfasst, in welchem ein Kolben zur Verdichtung eines Verbrennungsluftgemisches angeordnet ist. Dabei ist in dem Zylinderkopf mindestens ein Kraftstoffeinspritzventil, vorzugsweise ein Kraftstoffinjektor eines Hochdruck-Einspritzungssystems, angeordnet, welches eine Kraftstoffeinspritzdüse umfasst. Der Verbrennungsmotor weist ein variables Verdichtungsverhältnis auf, welches im Betrieb des Verbrennungsmotors veränderbar ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse weist eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen auf, welche auf zwei unterschiedlichen Lochkreisen angeordnet sind. Durch die unterschiedlichen Einspritzöffnungen auf mehreren Lochkreisen in Verbindung mit einem variablen Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors ist es möglich, die steigenden Anforderungen an einen emissionsarmen, maximal-effizienten Motorbetrieb zu erfüllen und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden.According to the invention, the object is achieved by an internal combustion engine with an engine block and a cylinder head, wherein the internal combustion engine comprises at least one combustion chamber, in which a piston for compressing a combustion air mixture is arranged. In this case, at least one fuel injection valve, preferably a fuel injector of a high-pressure injection system, is arranged in the cylinder head, which comprises a fuel injection nozzle. The internal combustion engine has a variable compression ratio, which is variable during operation of the internal combustion engine. The fuel injector has a plurality of injection ports arranged on two different pitch circles. Due to the different injection openings on several bolt circuits in conjunction with a variable compression ratio of the internal combustion engine, it is possible to meet the increasing requirements for low-emission, maximum-efficient engine operation and to overcome the disadvantages known from the prior art.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verbrennungsmotors möglich.The features listed in the dependent claims advantageous improvements and developments of the internal combustion engine specified in the independent claim are possible.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises einen flacheren Einspritzwinkel als die Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises aufweisen. Die Anordnung der Einspritzöffnungen ist dabei bevorzugt so gewählt, dass die Strahlkegel des zweiten Lochkreises zwischen den Strahlkegeln des ersten Lochkreises liegen. Diese bedeutet, dass in Sicht auf das Kraftstoffeinspritzventil von unten oder oben die Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises von der Winkelhalbierenden zwischen zwei benachbarten Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises bevorzugt um weniger als 20° abweichen und besonders bevorzugt symmetrisch auf der Winkelhalbierenden angeordnet sind. Durch einen flachen Einspritzwinkel können die kleinen Einspritzmengen gezielt in eine Verbrennungsmulde des Kolbens eingebracht werden, sodass der eingebrachte Kraftstoff nicht oder nur in geringen Mengen auf die kalten Brennraumwände oder auf den Kolben trifft. Dabei kann eine effiziente Umsetzung des Kraftstoffes bei geringen Emissionen realisiert werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the injection openings of the first pitch circle have a shallower injection angle than the injection openings of the second pitch circle. The arrangement of the injection openings is preferably chosen so that the beam cone of the second circle of holes lie between the beam cones of the first circle of holes. This means that in view of the fuel injection valve from below or above, the injection openings of the second pitch circle of the bisecting line between two adjacent injection openings of the first pitch circle preferably differ by less than 20 ° and are particularly preferably arranged symmetrically on the bisector. Through a flat injection angle, the small injection quantities can be selectively introduced into a combustion bowl of the piston, so that the introduced fuel does not impinge or only in small quantities on the cold combustion chamber walls or on the piston. In this case, an efficient implementation of the fuel can be realized with low emissions.
In einer weiteren Verbesserung des Verbrennungsmotors ist vorgesehen, dass die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises einen kleineren Durchmesser als die Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises aufweisen. Dabei kann bei steigender Last die Einspritzmenge entsprechend angepasst werden, sodass die Zerstäubung von kleinen Mengen ebenso möglich ist wie das Einbringen von größeren Kraftstoffmengen zur Erzielung hoher Leistungswerte.In a further improvement of the internal combustion engine is provided that the injection openings of the first pitch circle have a smaller diameter than the injection openings of the second pitch circle. In this case, with increasing load, the injection quantity can be adjusted accordingly, so that the atomization of small amounts is just as possible as the introduction of larger amounts of fuel to achieve high performance.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der Einspritzöffnungen auf dem ersten Lochkreis größer als die Anzahl der Einspritzöffnungen auf dem zweiten Lochkreis ist. Dabei weist der erste Lochkreis vorzugsweise mindestens drei, besonders bevorzugt vier gleichmäßig über den Umfang der Kraftstoffeinspritzdüse verteilte Einspritzöffnungen auf, während der zweite Lochkreis vorzugsweise mindestens eine Einspritzöffnung weniger als der erste Lochkreis aufweist, besonders bevorzugt genau zwei Einspritzöffnungen, welche vorzugsweise um 180° über den Umfang der Kraftstoffeinspritzdüse voneinander beabstandet sind. Dabei liegt der Durchfluss der Summe der Spritzlöcher des zweiten Lochkreises bei 50 % bis 400 % des Durchflusses der Summe der Spritzlöcher des ersten Lochkreises, besonders bevorzugt im Bereich von 70 % bis 200 % des Durchflusses des ersten Lochkreises. Durch vergleichsweise viele kleine Einspritzöffnungen auf dem ersten Lochkreis kann eine gute Zerstäubung und Gleichverteilung des Kraftstoffs im Brennraum realisiert werden, wodurch die Rußbildungsneigung reduziert werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the number of injection openings on the first bolt circle is greater than the number of injection openings on the second bolt circle. In this case, the first bolt circle preferably at least three, more preferably four evenly distributed over the circumference of the fuel injection nozzle injection ports, while the second bolt circle preferably has at least one injection port less than the first bolt circle, more preferably exactly two injection ports, which preferably spaced apart by 180 ° around the circumference of the fuel injection nozzle are. In this case, the flow rate of the sum of the injection holes of the second pitch circle is 50% to 400% of the flow of the sum of the injection holes of the first pitch circle, particularly preferably in the range of 70% to 200% of the flow rate of the first pitch circle. By comparatively many small injection openings on the first bolt circle, a good atomization and uniform distribution of the fuel in the combustion chamber can be realized, whereby the Rußbildneigung can be reduced.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein dem Brennraum des Verbrennungsmotors zugewandter Abschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse konisch ausgebildet ist, sodass der erste Lochkreis einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner als ein Durchmesser des zweiten Lochkreises ist. Dabei liegt zumindest einer der Lochkreise, vorzugsweise beide Lochkreise, in dem konischen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse. Alternativ kann auch einer der beiden Abschnitte in einem zylindrischen Abschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse ausgebildet sein. Durch einen konischen Abschnitt kann auf vergleichsweise einfache Art und Weise ein relativ breiter Bereich von möglichen Einspritzwinkeln umgesetzt werden, sodass im Vergleich zu einem Einbringen der Einspritzöffnungen in einen zylindrischen Bereich steilere Einspritzwinkel umgesetzt werden können, was insbesondere für die Einspritzöffnungen auf dem zweiten Lochkreis vorteilhaft ist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a portion of the fuel injection nozzle facing the combustion chamber of the internal combustion engine is conical, so that the first bolt circle has a diameter which is smaller than a diameter of the second bolt circle. In this case, at least one of the hole circles, preferably both hole circles, lies in the conical section of the fuel injection nozzle. Alternatively, one of the two sections may be formed in a cylindrical portion of the fuel injection nozzle. By a conical section, a relatively wide range of possible injection angles can be implemented in a comparatively simple manner, so that steeper injection angles can be implemented compared to introducing the injection openings into a cylindrical region, which is advantageous in particular for the injection openings on the second circle ,
In einer vorteilhaften Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einspritzwinkel der Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises zwischen 155° und 175° und der Einspritzwinkel des zweiten Lochkreises zwischen 90° und 170° liegt. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Einspritzwinkel der Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises mindestens 5°größer als der Einspritzwinkel der Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises ist. Weisen die Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises einen steileren Einspritzwinkel als die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises auf, so gelangt auch der durch die Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises eindosierte Kraftstoff in die Verbrennungsmulde des Kolbens, sodass der Kraftstoff optimal umgesetzt werden kann.In an advantageous improvement of the invention it is provided that the injection angle of the injection openings of the first pitch circle between 155 ° and 175 ° and the injection angle of the second pitch circle is between 90 ° and 170 °. It is particularly advantageous if the injection angle of the injection openings of the first pitch circle is at least 5 ° greater than the injection angle of the injection openings of the second pitch circle. If the injection openings of the second pitch circle have a steeper injection angle than the injection openings of the first pitch circle, the fuel metered in through the injection openings of the second pitch circle also enters the combustion recess of the piston so that the fuel can be optimally reacted.
Der Verbrennungsmotor ist vorzugsweise als selbstzündender Verbrennungsmotor nach dem Diesel-Prinzip ausgeführt und weist keine zusätzlichen Zündmechanismen zur Fremdzündung eines Verbrennungsgemischs in den Brennräumen des Verbrennungsmotors auf.The internal combustion engine is preferably designed as a self-igniting internal combustion engine according to the diesel principle and has no additional ignition mechanisms for the spark ignition of a combustion mixture in the combustion chambers of the internal combustion engine.
Vorzugsweise liegt das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors zwischen
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das Verdichtungsverhältnis in einer ersten Stufe mit hoher Verdichtung zwischen
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor in einem ersten Betriebszustand, insbesondere bei niedriger Last, mit einem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben wird, wobei ausschließlich durch die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird. Durch eine Kombination von hohem Verdichtungsverhältnis und kleiner Einspritzmenge, welche ausschließlich durch die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises eindosiert wird, kann insbesondere in einer Kaltstartphase des Verbrennungsmotors das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors verbessert werden.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the internal combustion engine is operated in a first operating state, in particular at low load, with a high compression ratio, wherein fuel is injected into the combustion chamber exclusively through the injection openings of the first bolt circle. By a combination of high compression ratio and small injection quantity, which is metered exclusively through the injection openings of the first bolt circle, the operating behavior of the internal combustion engine can be improved, in particular in a cold start phase of the internal combustion engine.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor in einem zweiten Betriebszustand, insbesondere bei hoher Last, mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis betrieben wird, wobei Kraftstoff sowohl durch die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises als auch durch die Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises eingespritzt wird. Durch eine Einspritzung durch die Spritzöffnungen beider Lochkreise und ein reduziertes Verdichtungsverhältnis kann der Verbrennungsmotor im Normalbetrieb einen höheren Wirkungsgrad erzielen.In an advantageous embodiment it is provided that the internal combustion engine is operated in a second operating state, in particular at high load, with a low compression ratio, wherein fuel is injected both through the injection openings of the first pitch circle and through the injection openings of the second pitch circle. Through an injection through the injection openings of both hole circles and a reduced compression ratio of the internal combustion engine can achieve a higher efficiency in normal operation.
In einer vorteilhaften Verbesserung des Verbrennungsmotors ist vorgesehen, dass das Verdichtungsverhältnis durch eine Änderung der effektiven Pleuellänge eines mit dem Kolben verbundenen Pleuels veränderbar ist. Durch eine Änderung der effektiven Pleuellänge kann das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors angepasst werden, um die vorstehend genannten Vorteile zu erzielen In an advantageous improvement of the internal combustion engine, it is provided that the compression ratio can be changed by changing the effective connecting rod length of a connecting rod connected to the piston. By changing the effective connecting rod length, the compression ratio of the internal combustion engine can be adjusted to achieve the aforementioned advantages
In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kolben an seiner der Kraftstoffeinspritzdüse zugewandten Stirnfläche eine Verbrennungsmulde aufweist. Durch eine Verbrennungsmulde kann die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum begünstigt werden, wobei eine optimale Durchmischung von dem in den Brennraum eingespritzten Kraftstoff und der durch die Einlassventile zugeführten Luft möglich ist.In a further improvement of the invention, it is provided that the piston has a combustion recess on its end face facing the fuel injection nozzle. Through a combustion bowl, the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber can be favored, wherein an optimal mixing of the fuel injected into the combustion chamber and the air supplied through the intake valves is possible.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Motorblock und einem Zylinderkopf vorgeschlagen, wobei der Verbrennungsmotor mindestens einen Brennraum, vorzugsweise mindestens drei Brennräume, umfasst. In den Brennräumen ist ein über einen Pleuel mit einer Kurbelwelle verbundener Kolben verschiebbar, über welchen ein Verbrennungsgemisch in dem Brennraum des Verbrennungsmotors verdichtbar ist. An dem Zylinderkopf ist mindestens ein Kraftstoffeinspritzventil angeordnet, welches eine Kraftstoffeinspritzdüse umfasst. Dabei ist ein Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors, insbesondere durch eine Veränderung der effektiven Pleuellänge, veränderbar. Die Kraftstoffeinspritzdüse hat eine Mehrzahl von Einspritzöffnungen, welche auf einen ersten Lochkreis und einen zweiten Lochkreis verteilt über den Umfang der Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet sind. Dabei wird der Verbrennungsmotor in einem ersten Betriebszustand bei niedriger Last mit einem hohen Verdichtungsverhältnis von
In einer Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor bei niedrigen Temperaturen in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors, insbesondere bei Temperaturen unterhalb von 250°C, besonders bevorzugt bei Temperaturen von weniger als 150°C mit dem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben wird, um die Kaltstartphase des Verbrennungsmotors zu verbessern und das Aufheizen der Abgasnachbehandlungskomponenten zu begünstigen, und bei hohen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 350°C mit dem niedrigen Verdichtungsverhältnis zu betreiben. Dadurch können in einer Phase, in der kein weiteres Aufheizen der Komponenten der Abgasnachbehandlung in der Abgasanlage notwendig ist, die Laufruhe des Verbrennungsmotors verbessert und die Stickoxidemissionen verringert werden. Dadurch ist es möglich, bei niedriger Temperatur im Abgaskanal das Aufheizen der Abgasnachbehandlungskomponenten weiter zu verbessern und gegebenenfalls bei hohen Temperaturen im Abgaskanal kennfeldweit auf das hohe Verdichtungsverhältnis zu verzichten, wodurch die Effizienz des Verbrennungsmotors gesteigert werden kann.In an improvement of the method is provided that the internal combustion engine is operated at low temperatures in the exhaust system of the internal combustion engine, especially at temperatures below 250 ° C, more preferably at temperatures of less than 150 ° C with the high compression ratio to the cold start phase of To improve internal combustion engine and to promote the heating of the exhaust aftertreatment components, and to operate at high temperatures, especially at temperatures above 350 ° C with the low compression ratio. As a result, in a phase in which no further heating of the components of the exhaust aftertreatment in the exhaust system is necessary, the running smoothness of the internal combustion engine can be improved and the nitrogen oxide emissions can be reduced. This makes it possible, at low temperature in the exhaust duct to further improve the heating of the exhaust aftertreatment components and optionally omit the high compression ratio at high temperatures in the exhaust duct across the board, whereby the efficiency of the internal combustion engine can be increased.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei in den unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors mit einem veränderbaren Verdichtungsverhältnis und eine Kraftstoffeinspritzdüse mit mehreren Lochkreisen; -
2 eine Kraftstoffeinspritzdüse eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors, bei der mehrere Einspritzöffnungen auf zwei Lochkreise verteilt sind; -
3 eine schematische Darstellung eines ersten Betriebszustandes des Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor bei einer niedrigen Teillast mit einem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben wird und die Düsennadel nur soweit öffnet, dass der Kraftstoff ausschließlich durch die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises in den Brennraum eingebracht wird; und -
4 eine schematische Darstellung eines zweiten Betriebszustandes des Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor mit einer hohen Teillast oder Volllast mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis betrieben wird und die Düsennadel der Kraftstoffeinspritzdüse soweit öffnet, dass Kraftstoff sowohl durch die Einspritzöffnungen des ersten Lochkreises als auch durch die Einspritzöffnungen des zweiten Lochkreises in den Brennraum eingebracht wird.
-
1 a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention with a variable compression ratio and a fuel injector with a plurality of bolt holes; -
2 a fuel injection nozzle of an internal combustion engine according to the invention, in which a plurality of injection openings are distributed on two bolt holes; -
3 a schematic representation of a first operating state of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is operated at a low partial load with a high compression ratio and the nozzle needle opens only so far that the fuel is introduced exclusively through the injection openings of the first pitch circle in the combustion chamber; and -
4 a schematic representation of a second operating state of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine with a high part load or full load with a low compression ratio is operated and the nozzle needle of the fuel injector opens so far that fuel is introduced through both the injection openings of the first pitch circle and through the injection openings of the second pitch circle in the combustion chamber.
In
Die Schwerpunktlage der Verbrennung kann bei einem solch hohen Verdichtungsverhältnis
In
Die Festlegung des optimalen Verdichtungsverhältnisses erfolgt bevorzugt über ein Drehzahl- und Drehmoment-Kennfeld oder über ein Einspritzmengenkennfeld, wobei bevorzugt bei Drehzahlen
Die Verstellung des Verdichtungsverhältnisses
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 1212
- Motorblockblock
- 1414
- Zylinderkopfcylinder head
- 1616
- Brennraumcombustion chamber
- 1818
- Kolben piston
- 2020
- Kraftstoffeinspritzdüsefuel Injector
- 2222
- Einspritzöffnung (auf dem ersten Lochkreis)Injection opening (on the first bolt circle)
- 2424
- Einspritzöffnung (auf dem zweiten Lochkreis)Injection opening (on the second bolt circle)
- 2626
- erster Lochkreisfirst bolt circle
- 2828
- zweiter Lochkreis second bolt circle
- 3030
- Stirnfläche (des Kolbens)Face (of the piston)
- 3232
- Verbrennungsmuldecombustion bowl
- 3434
- Pleuelpleuel
- 3636
- KraftstoffeinspritzventilFuel injection valve
- 3838
- Zylinderwand cylinder wall
- 4040
- Einlassventilintake valve
- 4242
- Auslassventiloutlet valve
- 4444
- Düsenkörpernozzle body
- 4646
- Düsennadelnozzle needle
- 4848
- Ventilsitz valve seat
- 5050
- Düsenkuppeinjector cap
- 5252
- konischer Abschnittconical section
- 5454
- Einlassnockenwelleintake camshaft
- 5656
- Auslassnockenwelleexhaust
- 5858
- Kurbelwelle crankshaft
- εε
- Verdichtungsverhältniscompression ratio
- ε1 ε 1
- Verdichtungsverhältnis bei hoher KompressionCompression ratio at high compression
- ε2 ε 2
- Verdichtungsverhältnis bei niedriger Kompression Compression ratio at low compression
- D1 D 1
- Durchmesser der Einspritzöffnungen auf dem ersten LochkreisDiameter of injection ports on the first pitch circle
- D2 D 2
- Durchmesser der Einspritzöffnungen auf dem zweiten LochkreisDiameter of the injection openings on the second bolt circle
- D3 D 3
- Durchmesser des ersten LochkreisesDiameter of the first bolt circle
- D4 D 4
- Durchmesser des zweiten LochkreisesDiameter of the second bolt circle
- IP I P
- Länge des Pleuels Length of the connecting rod
- nn
- Drehzahlrotation speed
- TT
- Drehmomenttorque
- T1 T 1
- erste Temperatur im Abgaskanalfirst temperature in the exhaust duct
- T2 T 2
- zweite Temperatur im Abgaskanalsecond temperature in the exhaust duct
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2016/016194 A1 [0003]WO 2016/016194 A1 [0003]
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Legal Events
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---|---|---|---|
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|
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