DE102017116648A1 - Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and method for operating such an internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and method for operating such an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Brennraum (14), welcher mit Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) versorgbar ist, wobei die Verbrennungskraftmaschine (10) zumindest einen als Magerbetrieb ausgebildeten Betriebszustand aufweist, wobei eine Einblaseinrichtung (16), mittels welcher der Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) direkt in den Brennraum (14) einblasbar ist, und wobei das direkte Einblasen des Wasserstoffs in den Brennraum (14) mit einem Druck erfolgt, welcher in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 100 bar liegt.
Figure DE102017116648A1_0000
The invention relates to an internal combustion engine (10), in particular for a motor vehicle, having at least one combustion chamber (14) which can be supplied with hydrogen for operating the internal combustion engine (10), wherein the internal combustion engine (10) has at least one operating state designed as a lean operation, wherein an injection device (16), by means of which the hydrogen for the operation of the internal combustion engine (10) directly into the combustion chamber (14) is blown, and wherein the direct injection of hydrogen into the combustion chamber (14) is carried out with a pressure which in a range of including 10 bar up to and including 100 bar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.The invention relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1 and a method for operating such an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 8.
  • Eine solche Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein solches Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine sind beispielsweise bereits der DE 103 21 794 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen Brennraum auf, welcher mit Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine versorgbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist somit als Wasserstoffmotor ausgebildet und kann in ihrem befeuerten Betrieb mit Wasserstoff als Kraftstoff betrieben werden. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine zumindest einen als Magerbetrieb ausgebildeten Betriebszustand auf. Mit anderen Worten ist es im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in ihrem befeuerten Betrieb, mittels Wasserstoff als Kraftstoff betrieben wird, wobei der Wasserstoff in den Brennraum eingebracht wird. Dabei wird die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere während ihres befeuerten Betriebs, in einem Magerbetrieb betrieben. Unter einem solchen Magerbetrieb ist zu verstehen, dass das Verbrennungsluftverhältnis (λ) größer als 1 ist. So wird die Verbrennungskraftmaschine mit Luftüberschuss und somit mit einem mageren oder armen Gemisch betrieben. Wie allgemein bekannt ist, ist unter einem Magerbetrieb zu verstehen, dass die tatsächlich in dem Brennraum für eine Verbrennung des Wasserstoffes zur Verfügung stehende Luft beziehungsweise Luftmasse größer ist als die mindestens notwendige stöchiometrische Luftmasse, die für eine vollständige Verbrennung des in den Brennraum eingebrachten Wasserstoffes benötigt wird.Such an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, and such a method for operating such an internal combustion engine, for example, already DE 103 21 794 A1 to be known as known. The internal combustion engine has at least one combustion chamber, which can be supplied with hydrogen for operating the internal combustion engine. The internal combustion engine is thus designed as a hydrogen engine and can be operated in their fired operation with hydrogen as fuel. In this case, the internal combustion engine has at least one operating state designed as a lean operation. In other words, it is provided in the context of the method that the internal combustion engine, in particular in its fired operation, is operated by means of hydrogen as fuel, wherein the hydrogen is introduced into the combustion chamber. In this case, the internal combustion engine, in particular during its fired operation, operated in a lean operation. Under such a lean operation is to be understood that the combustion air ratio (λ) is greater than 1. Thus, the internal combustion engine is operated with excess air and thus with a lean or poor mixture. As is well known, a lean operation is to be understood as meaning that the air or air mass actually available in the combustion chamber for combustion of the hydrogen is greater than the at least necessary stoichiometric air mass required for complete combustion of the hydrogen introduced into the combustion chamber becomes.
  • Des Weiteren offenbart die DE 103 21 793 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, welche mager mittels eines Kraftstoffes mit weiten Zündgrenzen wie beispielsweise Wasserstoff betreibbar ist.Furthermore, the DE 103 21 793 A1 a method of operating an internal combustion engine, which is lean by means of a fuel with wide ignition limits such as hydrogen operable.
  • Des Weiteren ist aus der US 6,823,852 B2 ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Bei dem Verfahren wird ein gasförmiger Kraftstoff, welcher Wasserstoff aufweist, bereitgestellt.Furthermore, from the US 6,823,852 B2 a method for operating an internal combustion engine is known. In the method, a gaseous fuel comprising hydrogen is provided.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist.Object of the present invention is to further develop an internal combustion engine and a method of the type mentioned in such a way that a particularly efficient and low-emission operation of the internal combustion engine can be realized.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of patent claim 1 and by a method having the features of claim 8. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Nutzfahrzeug, ausgebildete Kraftfahrzeug ist mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum oder eine Mehrzahl von Brennräumen auf. Der jeweilige Brennraum ist beispielsweise als ein Zylinder ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet, wobei die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise wenigstens eine insbesondere als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle aufweist. Über die Abtriebswelle kann die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.A first aspect of the invention relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle. The example, as a motor vehicle, especially as a commercial vehicle, trained motor vehicle can be driven by means of the internal combustion engine. The internal combustion engine has at least one combustion chamber or a plurality of combustion chambers. The respective combustion chamber is designed, for example, as a cylinder. The internal combustion engine is designed, for example, as a reciprocating piston engine, wherein the internal combustion engine has, for example, at least one output shaft designed in particular as a crankshaft. Via the output shaft, the internal combustion engine can provide torques for driving the motor vehicle.
  • Der Brennraum ist mit Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in einem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, versorgbar. Die Verbrennungskraftmaschine ist somit als Wasserstoffmotor ausgebildet, welcher, insbesondere in seinem befeuerten Betrieb, mit dem genannten Wasserstoff als Kraftstoff betreibbar ist. Mit anderen Worten, zumindest in dem befeuerten Betrieb der als Gasmotor und dabei als Wasserstoffmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine wird der Brennraum mit Wasserstoff als Kraftstoff versorgt, wobei der in den Brennraum eingebrachte Wasserstoff mit in den Brennraum eingebrachter Luft verbrannt wird. Beispielsweise ist die Verbrennungskraftmaschine als Ottomotor ausgebildet beziehungsweise ist nach Art eines Ottomotors betreibbar oder wird nach Art eines Ottomotors betrieben, sodass beispielsweise ein Gemisch, welches den in den Brennraum eingebrachten Wasserstoff und die in den Brennraum eingebrachte Luft umfasst, mittels einer Fremdzündeinrichtung wie beispielsweise einer Zündkerze gezündet wird.The combustion chamber can be supplied with hydrogen for operating the internal combustion engine, in particular in a fired operation of the internal combustion engine. The internal combustion engine is thus designed as a hydrogen engine, which, in particular in its fired operation, is operable with said hydrogen as fuel. In other words, at least in the fired operation of the internal combustion engine designed as a gas engine and thereby as a hydrogen engine, the combustion chamber is supplied with hydrogen as fuel, wherein the hydrogen introduced into the combustion chamber is burned with air introduced into the combustion chamber. For example, the internal combustion engine is designed as a gasoline engine or is operated in the manner of a gasoline engine or is operated in the manner of a gasoline engine, so that for example a mixture which comprises the introduced into the combustion chamber hydrogen and introduced into the combustion chamber air, by means of a spark ignition device such as a spark plug is ignited.
  • Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei zumindest einen als Magerbetrieb ausgebildeten Betriebszustand auf. Mit anderen Worten wird die Verbrennungskraftmaschine in dem zumindest einen Betriebszustand in einem Magerbetrieb betrieben, sodass das Verbrennungsluftverhältnis (λ) größer als 1 ist. Mit anderen Worten gilt während des Magerbetriebs: λ > 1.The internal combustion engine has at least one operating state designed as a lean operation. In other words, the internal combustion engine is operated in the at least one operating state in a lean operation, so that the combustion air ratio (λ) is greater than 1. In other words, during lean operation, λ> 1.
  • Um nun einen besonders effizienten und somit kraftstoffverbrauchsarmen sowie emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist erfindungsgemäß eine Einblaseinrichtung vorgesehen, mittels welcher der Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in dem befeuerten Betrieb, direkt in den Brennraum einblasbar ist beziehungsweise eingeblasen wird. Somit ist bei der Verbrennungskraftmaschine eine innere Gemischbildung vorgesehen, da das zuvor genannte Gemisch derart gebildet wird, dass sich die in den Brennraum eingebrachte Luft erst in dem Brennraum mit dem Wasserstoff vermischt. Mit anderen Worten wird das Gemisch erst in dem Brennraum und nicht etwa stromauf des Brennraums beispielsweise in einem zum Führen der Luft ausgebildeten Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine gebildet. In order to be able to realize a particularly efficient and thus fuel-efficient and low-emission operation of the internal combustion engine, according to the invention a blowing device is provided, by means of which the hydrogen for operating the internal combustion engine, in particular in the fired operation, directly into the combustion chamber is blown or is blown. Thus, in the internal combustion engine internal mixture formation is provided, since the aforementioned mixture is formed such that the introduced into the combustion chamber air mixed only in the combustion chamber with the hydrogen. In other words, the mixture is formed only in the combustion chamber and not approximately upstream of the combustion chamber, for example in an intake tract of the internal combustion engine designed to guide the air.
  • Dabei ist es ferner erfindungsgemäß vorgesehen, dass das direkte Einblasen des Wasserstoffes in den Brennraum mit einem Druck erfolgt, welcher in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 100 bar liegt. Mit anderen Worten wird der Wasserstoff in den Brennraum bei einem Druck beziehungsweise mittels eines Drucks direkt eingeblasen, welcher in einem Bereich von einschließlich 20 bar bis einschließlich 90 bar liegt. Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist somit eine Mitteldruckeinblasung vorgesehen, in deren Rahmen der Wasserstoff in den Brennraum bei mittleren Drücken eingeblasen wird, die in dem zuvor genannten Bereich von einschließlich 20 bar bis einschließlich 90 bar liegen. Dieser Bereich wird auch als Mitteldruckbereich bezeichnet.It is further provided according to the invention that the direct injection of hydrogen into the combustion chamber takes place at a pressure which is in a range of 10 bar inclusive up to and including 100 bar. In other words, the hydrogen is injected directly into the combustion chamber at a pressure or by means of a pressure which is within a range of from 20 bar to 90 bar inclusive. In the internal combustion engine according to the invention thus a medium-pressure injection is provided, in the context of which the hydrogen is injected into the combustion chamber at medium pressures, which are in the above-mentioned range of 20 bar including up to 90 bar. This area is also known as the medium pressure area.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass gerade durch Kombination des Magerbetriebs mit der Mitteldruckeinblasung bei einem Wasserstoffmotor ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, das heißt ein besonders hoher Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine, realisiert werden kann, sodass ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb darstellbar ist. Außerdem können die Emissionen, insbesondere Schadstoffemissionen, der Verbrennungskraftmaschine in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.Surprisingly, it has been found that it is precisely by combining the lean operation with the medium-pressure injection in a hydrogen engine, a particularly efficient operation of the internal combustion engine, that is, a particularly high efficiency of the internal combustion engine can be realized, so that a particularly efficient and thus fuel-efficient operation can be displayed. In addition, the emissions, in particular pollutant emissions, of the internal combustion engine can be kept to a particularly low level.
  • Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Wasserstoff ist der einzig bekannte Kraftstoff, bei dessen Verbrennung zumindest nahezu kein Kohlendioxid (CO2) entsteht, das emittiert werden kann. Somit stellen Wasserstoffmotoren eine kostengünstige und kurzfristig einsatzfähige beziehungsweise einsatzbereite Alternative zu ebenfalls kohlendioxidfreien Antriebsaggregaten mit Elektromotoren in Verbindung mit Akkumulatoren und/oder mit wasserstoffgespeisten Brennstoffzellen dar.The invention is based in particular on the following finding: Hydrogen is the only known fuel, upon combustion of which at least almost no carbon dioxide (CO 2 ) is produced which can be emitted. Thus, hydrogen engines represent a cost-effective and short-term operational or ready for use alternative to likewise carbon dioxide-free drive units with electric motors in conjunction with batteries and / or with hydrogen-fuel cells.
  • Durch die Abwesenheit von Kohlenstoff in dem Wasserstoff entsteht bei der Verbrennung des Wasserstoffes zudem kein Kohlenmonoxid. Ferner entstehen keine Kohlenwasserstoffverbindungen. Da die als Oxidationsmittel eingesetzte Luft stickstoffhaltig ist, können jedoch bei einem innermotorischen Verbrennungsprozess, in dessen Rahmen in dem Brennraum der Wasserstoff mit Luft verbrannt wird, grundsätzlich Stickstoffoxide entstehen, welche auch als Stickoxide bezeichnet werden. Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine ist es nun jedoch möglich, die Entstehung von solchen Stickstoffoxiden zu vermeiden oder besonders gering zu halten und insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen bis an die Nachweisbarkeitsgrenze zu reduzieren. Mit anderen Worten können bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine insbesondere die Stickstoffoxidemissionen besonders geringgehalten werden, was insbesondere durch die Kombination aus Magerbetrieb und Mitteldruckeinblasung realisierbar ist.The absence of carbon in the hydrogen also produces no carbon monoxide when the hydrogen is burned. Furthermore, no hydrocarbon compounds are formed. Since the air used as the oxidizing agent is nitrogen-containing, however, in an internal engine combustion process, in the context of which the hydrogen is burned with air in the combustion chamber, basically nitrogen oxides are formed, which are also referred to as nitrogen oxides. In the case of the internal combustion engine according to the invention, however, it is now possible to prevent or minimize the formation of such nitrogen oxides and, in particular, to reduce them to the detectability limit in comparison with conventional internal combustion engines. In other words, in particular, the nitrogen oxide emissions can be kept particularly low in the internal combustion engine according to the invention, which can be realized in particular by the combination of lean operation and medium-pressure injection.
  • Bisherige, im Straßenverkehr eingesetzte Wasserstoffmotoren arbeiten üblicherweise nach dem Ottoprinzip und somit nach Art eines Ottomotors sowie mit folgenden Merkmalen:
    • - sequentielle zylinderindividuelle Einblasung des Wasserstoffs in Saugrohrarme eines Ansaugrohrs;
    • - Saugmotor ohne Aufladung;
    • - Fremdzündung mittels kennfeldgesteuerter ruhender Zündanlage;
    • - stöchiometrischer Betrieb;
    • - Abgasnachbehandlung mittels Lambda-geregeltem Reduktionskatalysator.
    Previous hydrogen engines used in road traffic usually operate according to the Otto principle and thus in the manner of a gasoline engine and with the following features:
    • sequential cylinder-individual injection of hydrogen into intake manifold arms of an intake manifold;
    • - Suction motor without charging;
    • - Ignition by means of map-controlled static ignition system;
    • stoichiometric operation;
    • - Exhaust gas aftertreatment by means of lambda-controlled reduction catalyst.
  • Nachteilig an den bisher bekannten Verbrennungskraftmaschinen sind insbesondere die folgenden Punkte:
    • - Emissionen: Wie oben beschrieben, emittieren Wasserstoffmotoren so gut wie kein Kohlendioxid, kein Kohlenmonoxid und keine anderen Kohlenwasserstoffverbindungen. Bei einem stöchiometrischen Betrieb (λ=1) können jedoch hohe Temperaturen entstehen, sodass während eines in dem Brennraum stattfindenden Verbrennungsprozesses Stickstoffoxide in erheblichem Maße entstehen können. Somit weisen herkömmliche Wasserstoffmotoren hohe Emissionen mit hohem Stickstoffoxidgehalt auf. Um die Stickstoffoxid-Emissionen an die Umwelt gering zu halten, kann ein hochwirksamer Reduktionskatalysator nachgeschaltet werden. Als Reduktionsmittel wird hierbei eine geringe Menge an Wasserstoff genutzt, welcher beispielsweise über den stöchiometrischen Bedarf hinaus zugegeben, insbesondere in den Brennraum eingebracht, wird. Dadurch lassen sich die Stickstoffoxidemissionen zumindest nahezu vollständig vermeiden. Es besteht jedoch die Gefahr, dass während der katalytischen Reduktion Ammoniak entsteht. Um dies zu vermeiden, muss die Lambda-Regelung sehr hohen Anforderungen genügen.
    • - Leistungsdichte: Durch die geringe Dichte von Wasserstoffen verdrängt der im Saugrohr zugeführte Wasserstoff circa ein Drittel der, insbesondere bei Benzinbetrieb, eingesaugten Luft. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Reduzierung der maximalen Motorleistung und des im Drehzahlband erreichten Drehmoments.
    • - Wirkungsgrad: Wasserstoff ist ein Kraftstoff mit extrem geringer Klopffestigkeit (definitionsgemäß Methanzahl 0) und hoher Selbstzündungsneigung. Um der Klopfgefahr und der Gefahr von Rückzündungen vorzubeugen, werden Wasserstoffmotoren beispielsweise mit geringem Verdichtungsverhältnis betrieben. Ein solch geringes Verdichtungsverhältnis bewirkt einen relativ geringen Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad wird im Teil- und Schwachlastbetrieb durch die ottomotorisch typischen, bei stöchiometrischem Betrieb besonders hohen Ladungswechselverluste weiter reduziert.
    A disadvantage of the previously known internal combustion engines are in particular the following points:
    • Emissions: As described above, hydrogen engines emit virtually no carbon dioxide, carbon monoxide and other hydrocarbon compounds. In a stoichiometric operation (λ = 1), however, high temperatures can arise, so that during a combustion process taking place in the combustion chamber nitrogen oxides can occur to a considerable extent. Thus, conventional hydrogen engines have high emissions with high nitrogen oxide content. In order to keep the nitrogen oxide emissions to the environment low, a highly effective reduction catalytic converter can be connected downstream. As a reducing agent in this case a small amount of hydrogen is used, which added, for example, beyond the stoichiometric demand addition, in particular in the combustion chamber is introduced. As a result, the nitrogen oxide emissions can be at least almost completely avoided. However, there is a risk that ammonia will form during the catalytic reduction. To avoid this, the lambda control must meet very high requirements.
    • - Power density: Due to the low density of hydrogen, the hydrogen supplied in the intake pipe displaces about one third of the air sucked in, especially in gasoline operation. This results in a significant reduction of the maximum engine power and the torque achieved in the speed range.
    • - Efficiency: Hydrogen is a fuel with extremely low knock resistance (by definition, methane number 0 ) and high auto-ignition tendency. To prevent the risk of knocking and the risk of flashback, hydrogen engines are operated, for example, with a low compression ratio. Such a low compression ratio causes a relatively low efficiency. The efficiency is further reduced in partial and low load operation by the Otto engine typical, in stoichiometric operation particularly high charge exchange losses.
  • Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine bildet nun die Grundlage, die zuvor genannten Probleme und Nachteile zu vermeiden, sodass ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb mit einer hohen Leistungsdichte darstellbar ist.The internal combustion engine according to the invention now forms the basis for avoiding the aforementioned problems and disadvantages, so that a particularly efficient operation with a high power density can be represented.
  • Im Rahmen des Magerbetriebs kann die Verbrennungskraftmaschine in einem sehr hohen Lambda-Bereich, das heißt mit einem sehr großen Verbrennungsluftverhältnis, betrieben werden. So zündet beispielsweise das zuvor genannte und auch als Wasserstoff-Luft-Gemisch genannte Gemisch bis zu einem Lambda (Verbrennungsluftverhältnis), dessen Wert größer als 6 ist. Der Wert des Verbrennungsluftverhältnisses wird auch als Lambda-Wert bezeichnet. Bei LambdaWerten, welche größer als 2 sind, nehmen die Klopfneigung und die Selbstzündungsneigung stark ab. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine während des Magerbetriebs mit einem Verbrennungsluftverhältnis betrieben wird, welches größer als 2, insbesondere kleiner als 4 und vorzugsweise größer als 2,3 und kleiner als 2,6, ist. Das Verdichtungsverhältnis kann bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen deutlich angehoben werden, wodurch der Wirkungsgrad relevant verbessert wird. Die Ladungswechselverluste werden dadurch reduziert, dass die Drosselung der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine im Vergleich zu herkömmlichen Wasserstoffmotoren reduziert werden kann. Es ergibt sich ein deutlich gesteigerter Wirkungsgrad (mehr als 30 %). Außerdem können Verbrennungstemperaturen in dem Brennraum besonders geringgehalten werden, sodass eine nur geringe Menge an Stickstoffoxiden entsteht. Es ist möglich, nur durch optimal ausgelegten Magerbetrieb aktuelle Emissionsanforderungen für Nutzfahrzeuge nach Euro VI ohne Abgasnachbehandlung einzuhalten. Gleichzeitig ergeben sich Wirkungsgrade, die nur unwesentlich unterhalb der Wirkungsgrade vergleichbarer Dieselmotoren liegen, dabei aber deutlich die Wirkungsgrade von Ottomotoren die mit anderen Kraftstoffen betrieben werden übertreffen.In the context of lean operation, the internal combustion engine in a very high lambda range, that is, with a very large combustion air ratio, operated. For example, the mixture mentioned above and also referred to as hydrogen-air mixture ignites up to a lambda (combustion air ratio) whose value is greater than 6. The value of the combustion air ratio is also referred to as lambda value. At lambda values which are greater than 2 are the knock tendency and the auto ignition tendency decrease sharply. Thus, it is preferably provided that the internal combustion engine is operated during the lean operation with a combustion air ratio which is greater than 2 , especially smaller than 4 and preferably greater than 2 . 3 and less than 2 . 6 , is. The compression ratio can be significantly increased in the internal combustion engine according to the invention compared to conventional internal combustion engines, whereby the efficiency is improved relevant. The charge cycle losses are reduced in that the throttling of the internal combustion engine according to the invention can be reduced compared to conventional hydrogen engines. This results in a significantly increased efficiency (more than 30%). In addition, combustion temperatures in the combustion chamber can be kept particularly low, so that only a small amount of nitrogen oxides is formed. It is possible to comply with current emission requirements for commercial vehicles according to Euro VI without exhaust aftertreatment only by optimally designed lean operation. At the same time there are efficiencies that are only marginally below the efficiencies of comparable diesel engines, but significantly exceed the efficiencies of gasoline engines that are operated with other fuels.
  • Da bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine der Wasserstoff direkt in den Brennraum eingebracht, insbesondere eingeblasen, wird, ist eine innere Gemischbildung vorgesehen. Der Wasserstoff wird somit nicht in Saugrohrarme des Ansaugtrakts, sondern direkt in den Brennraum eingeblasen. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Wasserstoff während eines Verdichtungstaktes der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Brennraums in diesen direkt eingeblasen wird. Dadurch kann eine unerwünschte Verdrängung von Luft vermieden werden, sodass eine besonders hohe Leistungsdichte der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.Since in the internal combustion engine according to the invention, the hydrogen is introduced directly into the combustion chamber, in particular blown, is, an internal mixture formation is provided. The hydrogen is thus not injected into Saugrohrarme the intake tract, but directly into the combustion chamber. In particular, it is preferably provided that the hydrogen is injected directly into it during a compression stroke of the internal combustion engine or the combustion chamber. Thereby, an undesirable displacement of air can be avoided, so that a particularly high power density of the internal combustion engine can be realized.
  • Die Einblasung direkt in den Brennraum nach Schließen der Einlassventile ergibt eine Druckerhöhung im Brennraum mit der Folge eines erhöhten Verdichtungsenddrucks. Die Einblasung nach Einlass schließt, bewirkt ähnlich wie eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses eine Steigerung des Wirkungsgrades.The injection directly into the combustion chamber after closing the inlet valves results in an increase in pressure in the combustion chamber with the result of an increased compression end pressure. The injection after inlet closes causes an increase in efficiency similar to increasing the compression ratio.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung liegt der Druck, bei beziehungsweise mit welchem das direkte Einblasen des Wasserstoffes in den Brennraum erfolgt, in einem Bereich von einschließlich 10 bis 20, bei anderen Anwendungen im Bereich 30 bar bis einschließlich 50 bar. Dadurch kann eine besonders hohe Leistungsdichte realisiert werden, sodass ein besonders effizienter und emissionsgünstiger Betrieb darstellbar ist.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the pressure is at or with which the direct injection of hydrogen into the combustion chamber, in a range of inclusive 10 to 20 , in other applications in the field 30 bar up to and including 50 bar. As a result, a particularly high power density can be realized, so that a particularly efficient and low-emission operation can be represented.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Abgasrückführeinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher Abgas aus dem Brennraum rückführbar und in den Brennraum einbringbar ist. Mit anderen Worten, während des befeuerten Betriebs resultiert aus der Verbrennung des Gemisches Abgas, welches mittels der Abgasrückführeinrichtung rückgeführt und in den Brennraum eingebracht werden kann. Das rückgeführte Abgas kann beispielsweise bei einer folgenden Verbrennung als Inertgas wirken, um, insbesondere lokale, übermäßige Temperaturen in dem Brennraum zu vermeiden. Dadurch kann die Entstehung von Stickstoffoxiden, welche auch als Stickoxide (NOx) bezeichnet werden, in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.Another embodiment is characterized in that at least one exhaust gas recirculation device is provided, by means of which exhaust gas from the combustion chamber is traceable and can be introduced into the combustion chamber. In other words, during the fired operation results from the combustion of the mixture exhaust gas, which can be recycled by means of the exhaust gas recirculation device and introduced into the combustion chamber. For example, the recirculated exhaust gas may act as an inert gas in a subsequent combustion to avoid, in particular local, excessive temperatures in the combustion chamber. This allows the Formation of nitrogen oxides, which are also referred to as nitrogen oxides (NO x ), are kept in a particularly small frame.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Abgasrückführeinrichtung zum Durchführen einer externen Abgasrückführung ausgebildet ist.It has been found to be particularly advantageous if the exhaust gas recirculation device is designed to perform an external exhaust gas recirculation.
  • Die Abgasrückführeinrichtung beziehungsweise die durch die Abgasrückführeinrichtung bewirkbare Rückführung des Abgases, welche auch als Abgasrückführung bezeichnet wird, hat eine ähnliche Wirkung wie der Magerbetrieb hat. Das während der Verbrennung vorhandene und als Inertgas wirkende Abgas ermöglicht beispielsweise die Anhebung des Verdichtungsverhältnisses der Verbrennungskraftmaschine, und die als Wasserstoffmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine kann weiter entdrosselt werden. In der Folge steigt der Wirkungsgrad weiter an, und die Verbrennungstemperatur sinkt, wodurch auch die Stickstoffoxidbildung sinkt.The exhaust gas recirculation device or the exhaust gas recirculation system which can be effected by the exhaust gas recirculation device, which is also referred to as exhaust gas recirculation, has a similar effect as the lean operation. For example, the exhaust gas present during combustion and acting as an inert gas makes it possible to increase the compression ratio of the internal combustion engine, and the internal combustion engine designed as a hydrogen engine can be further throttled. As a result, the efficiency continues to increase, and the combustion temperature drops, which also reduces the formation of nitrogen oxides.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein von Abgas aus dem Brennraum durchströmbarer SCR-Katalysator vorgesehen (SCR - selektive katalytische Reduktion). Mittels des SCR-Katalysators ist unter Nutzung von Wasserstoff als Reduktionsmittel zumindest ein hoher Teil von in dem Abgas enthaltenen Stickoxiden (NOx) aus dem Abgas zu entfernen. Dieses zumindest teilweise Entfernen von Stickoxiden aus dem Abgas wird auch als Entsticken bezeichnet und wird mittels des SCR-Katalysators und insbesondere in dem SCR-Katalysator unter Zuhilfenahme von Wasserstoff als Reduktionsmittel bewirkt beziehungsweise durchgeführt. Dabei unterstützt beziehungsweise bewirkt der SCR-Katalysator eine selektive katalytische Reduktion, in deren Rahmen zumindest ein Teil der im Abgas enthaltenen Stickoxide mit beispielsweise im Abgas beziehungsweise im SCR-Katalysator enthaltenem Wasserstoff als Reduktionsmittel reagieren, insbesondere zu Wasser und Stickstoff.In a particularly advantageous embodiment of the invention, at least one of the exhaust gas from the combustion chamber through-flow SCR catalyst is provided (SCR - selective catalytic reduction). By means of the SCR catalyst, at least a high proportion of nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas is to be removed from the exhaust gas by using hydrogen as the reducing agent. This at least partial removal of nitrogen oxides from the exhaust gas is also referred to as Entsticken and is effected or carried out by means of the SCR catalyst and in particular in the SCR catalyst with the aid of hydrogen as the reducing agent. In this case, the SCR catalyst supports or effects a selective catalytic reduction, in the context of which at least some of the nitrogen oxides contained in the exhaust gas react with hydrogen contained, for example, in the exhaust gas or in the SCR catalyst as the reducing agent, in particular to water and nitrogen.
  • Da als das Reduktionsmittel Wasserstoff verwendet wird, mittels welchem auch der befeuerte Betrieb der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird, kann der Einsatz eines von dem Wasserstoff unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen Reduktionsmittels ebenso vermieden werden wie die Verwendung eines zusätzlichen Tanks zum Speichern von separatem, zusätzlichem Reduktionsmittel. Dadurch können beispielsweise die Teileanzahl und das Gewicht des Kraftfahrzeugs gering gehalten werden, wodurch ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist.Since hydrogen is used as the reducing agent, by means of which also the fired operation of the internal combustion engine is carried out, the use of a reducing agent other than hydrogen, additionally provided for it, can be avoided as well as the use of an additional tank for storing separate, additional reducing agent. As a result, for example, the number of parts and the weight of the motor vehicle can be kept low, whereby a particularly efficient operation can be displayed.
  • Vorteilhaft ist auch, dass nicht verbrannter Wasserstoff (Wasserstoffschlupf) einen Teil des Reduktionsmittels bilden kann, und somit die separat in den Katalysator einzubringende Wasserstoffmenge reduziert.It is also advantageous that unburned hydrogen (hydrogen slip) can form part of the reducing agent, and thus reduces the amount of hydrogen to be introduced separately into the catalyst.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Verdichter vorgesehen ist, mittels welchem die dem Brennraum zuzuführende Luft zu verdichten ist. Mit anderen Worten wird die Luft, welche dem Brennraum zugeführt wird, mittels des Verdichters verdichtet. Der Verdichter kann grundsätzlich als elektrischer Verdichter oder Kompressor beziehungsweise mechanischer Lader ausgebildet sein, wobei der Verdichter beziehungsweise ein Verdichterrad beispielsweise mechanisch von der zuvor genannten Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist.A further embodiment is characterized in that at least one compressor is provided, by means of which the air to be supplied to the combustion chamber is to be compressed. In other words, the air supplied to the combustion chamber is compressed by means of the compressor. The compressor may in principle be designed as an electric compressor or compressor or mechanical supercharger, wherein the compressor or a compressor wheel, for example, mechanically driven by the aforementioned output shaft of the internal combustion engine.
  • Zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs hat es sich jedoch als vorteilhaft gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Abgasturbolader aufweist, der eine von Abgas aus dem Brennraum antreibbare Turbine und den Verdichter aufweist. Der Verdichter beziehungsweise dessen zum Verdichten der Luft ausgebildete Verdichterrad ist dabei von der Turbine antreibbar. Somit kann im Abgas enthaltene Energie, welche ansonsten ungenutzt insbesondere in Form von Wärme verloren ginge, genutzt werden, um die Turbine und somit den Verdichter anzutreiben und somit die dem Brennraum zuzuführende Luft zu verdichten.To realize a particularly efficient operation, however, it has proven to be advantageous if the internal combustion engine has at least one exhaust gas turbocharger which has a turbine which can be driven by exhaust gas from the combustion chamber and the compressor. The compressor or its compressor wheel designed for compressing the air can be driven by the turbine. Thus, energy contained in the exhaust gas, which would otherwise be lost unused, especially in the form of heat, be used to drive the turbine and thus the compressor and thus to compress the air to be supplied to the combustion chamber.
  • Das Verdichten der dem Brennraum zuzuführenden Luft und das Einleiten der verdichteten Luft in den Brennraum werden auch als Aufladen oder Aufladung bezeichnet, sodass die Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise als aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Hintergrund dieser Ausführungsform ist insbesondere, dass der Magerbetrieb große Luftmengen erfordert, um den befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren. Die Aufladung ermöglicht es dabei, besonders hohe Leistungs- und Drehmomentwerte der Verbrennungskraftmaschine zu erreichen. Die Aufladung kann insbesondere als Abgasturboaufladung oder als Fremdaufladung sowie einer Kombination aus Fremd- und Abgasturboaufladung ausgeführt sein.The compression of the air supplied to the combustion chamber and the introduction of the compressed air into the combustion chamber are also referred to as charging or charging, so that the internal combustion engine is preferably designed as a supercharged internal combustion engine. In particular, the background of this embodiment is that the lean operation requires large amounts of air in order to realize the fired operation of the internal combustion engine. The charging makes it possible to achieve particularly high power and torque values of the internal combustion engine. The charging can be carried out in particular as turbocharging or as external charging and a combination of foreign and turbocharging.
  • Der zuvor beschriebene SCR-Katalysator wird auch als H2-SCR-Katalysator bezeichnet, da der SCR-Katalysator Wasserstoff (H2 ) als Reduktionsmittel nutzt, um im Rahmen der SCR (selektive katalytische Reduktion) das Abgas zumindest teilweise zu entsticken. Wie bereits beschrieben, kann durch den Magerbetrieb die Stickstoffoxidbildung besonders gering gehalten werden. Um dabei jedoch Stickstoffoxidemissionen besonders gering zu halten oder gar zu vermeiden und somit nur Nullemission zu verringern, findet eine Abgasnachbehandlung mittels des H2-SCR-Katalysators statt. Der H2-SCR-Katalysator ist ein spezieller Katalysator, mittels welchem unter Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel in dem Abgas etwaig vorhandene Stickstoffoxide in Stickstoff und Wasser beziehungsweise Wasserdampf überführt werden, insbesondere im Rahmen der zuvor genannten selektiven katalytischen Reduktion (SCR).The SCR catalyst described above is also referred to as H2-SCR catalyst, since the SCR catalyst hydrogen ( H 2 ) is used as a reducing agent to at least partially de-excite the exhaust gas in the context of SCR (selective catalytic reduction). As already described, the nitrogen oxide formation can be kept particularly low by the lean operation. However, in order to keep nitrogen oxide emissions particularly low or even avoided and thus only zero emission reduce exhaust gas treatment takes place by means of the H2-SCR catalyst. Of the H2 -SCR catalyst is a special catalyst, by means of which, using hydrogen as the reducing agent in the exhaust gas, any nitrogen oxides present are converted into nitrogen and water or water vapor, in particular in the context of the abovementioned selective catalytic reduction (SCR).
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn bei dem zumindest teilweisen Entfernen der Stickoxide aus dem Abgas in dem SCR-Katalysator eine Temperatur herrscht, die in einem Bereich von einschließlich 100 Grad Celsius bis einschließlich 300 Grad Celsius liegt. Mit anderen Worten erfolgt das zumindest teilweise Entfernen von Stickoxiden aus dem Abgas bei einer, insbesondere in dem Katalysator herrschenden, Temperatur, insbesondere des Abgases, wobei diese auch als Entstickungstemperatur bezeichnete Temperatur in einem Bereich von einschließlich 100 Grad bis einschließlich 300 Grad Celsius liegt.It has been found to be particularly advantageous if, in the at least partial removal of the nitrogen oxides from the exhaust gas in the SCR catalyst, a temperature prevails which is in a range of from 100 degrees Celsius up to and including 300 degrees Celsius. In other words, the at least partial removal of nitrogen oxides from the exhaust gas takes place at a, in particular prevailing in the catalyst, temperature, in particular the exhaust gas, which is also denitrified as temperature in a range of 100 degrees to 300 degrees Celsius inclusive.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen insbesondere als Zylinder ausgebildeten Brennraum auf. Bei dem Verfahren wird die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere während ihres befeuerten Betriebs, mittels eines gasförmigen Kraftstoffes in Form von Wasserstoff betrieben, welcher in den Brennraum eingebracht wird. Ferner wird bei dem Verfahren die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere während ihres befeuerten Betriebs, in einem Magerbetrieb betrieben.A second aspect of the invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine according to the first aspect of the invention. The internal combustion engine has at least one combustion chamber designed in particular as a cylinder. In the method, the internal combustion engine, in particular during its fired operation, operated by means of a gaseous fuel in the form of hydrogen, which is introduced into the combustion chamber. Furthermore, in the method, the internal combustion engine, in particular during its fired operation, operated in a lean operation.
  • Um nun einen besonders effizienten und emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels einer Einblaseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine der Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in dem befeuerten Betrieb, direkt in den Brennraum mit einem auch als Einblasdruck bezeichneten Druck eingeblasen wird, welcher in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 100 bar liegt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to be able to realize a particularly efficient and low-emission operation of the internal combustion engine, it is provided according to the invention that blown by means of a blowing device of the internal combustion engine, the hydrogen for operating the internal combustion engine, especially in the fired operation, directly into the combustion chamber with a pressure also called injection pressure which is in a range of from 10 bar up to and including 100 bar. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt der Druck, bei beziehungsweise mit welchem der Wasserstoff direkt in den Brennraum eingeblasen wird, in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 20 bar bei anderen Anwendungen im Bereich 30 bar bis einschließlich 50 bar.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the pressure at or with which the hydrogen is blown directly into the combustion chamber, in a range of 10 bar inclusive including 20 bar in other applications in the range of 30 bar to 50 bar inclusive.
  • Schließlich hat es sich im Rahmen des zweiten Aspekts als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn mittels wenigstens einer, insbesondere externen, Abgasrückführeinrichtung Abgas aus dem Brennraum rückgeführt und in den Brennraum eingebracht wird. Dadurch kann insbesondere die Entstehung von Stickoxid in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden, sodass bereits die Stickoxidrohemissionen der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können.Finally, in the context of the second aspect, it has proved to be particularly advantageous if exhaust gas is recirculated from the combustion chamber and introduced into the combustion chamber by means of at least one, in particular external, exhaust gas recirculation device. As a result, in particular the formation of nitrogen oxide can be kept in a particularly small framework, so that even the nitrogen oxide emissions of the internal combustion engine can be kept particularly low.
  • Ein von dem ersten Aspekt und von dem zweiten Aspekt unabhängiger dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Brennraum, welcher mit Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine versorgbar ist. Außerdem ist wenigstens ein von Abgas aus dem Brennraum durchströmbarer SCR-Katalysator vorgesehen, mittels welchem unter Nutzung von Wasserstoff als Reduktionsmittel zumindest ein Teil von im Abgas enthaltenen Stickoxiden aus dem Abgas zu entfernen ist. Somit ist der SCR-Katalysator bei dem dritten Aspekt der Erfindung als ein zuvor beschriebener H2-SCR-Katalysator ausgebildet. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine zumindest einen als Magerbetrieb ausgebildeten Betriebszustand auf. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn bei dem Entfernen zumindest des Teils der Stickoxide aus dem Abgas in dem SCR-Katalysator eine Temperatur, insbesondere des Abgases, herrscht, die in einem Bereich von einschließlich 100 Grad Celsius bis einschließlich 300 Grad Celsius liegt. Dabei können die Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung auch auf den dritten Aspekt der Erfindung übertragen werden und umgekehrt.A third aspect of the invention independent of the first aspect and of the second aspect relates to an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, having at least one combustion chamber, which can be supplied with hydrogen for operating the internal combustion engine. In addition, at least one SCR catalytic converter through which exhaust gas can flow from the combustion chamber is provided, by means of which, with the use of hydrogen as the reducing agent, at least part of nitrogen oxides contained in the exhaust gas is to be removed from the exhaust gas. Thus, in the third aspect of the invention, the SCR catalyst is formed as a previously described H2-SCR catalyst. In this case, the internal combustion engine has at least one operating state designed as a lean operation. It has proven to be particularly advantageous if during the removal of at least the portion of the nitrogen oxides from the exhaust gas in the SCR catalyst a temperature, in particular of the exhaust gas, prevails, which is in a range of from 100 degrees Celsius up to and including 300 degrees Celsius , The advantages and advantageous embodiments of the first aspect and of the second aspect of the invention can also be transferred to the third aspect of the invention, and vice versa.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.
  • Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.The drawing shows in the single FIGURE is a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention, in particular for a motor vehicle.
  • Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine inklusive peripherer Komponenten, wobei die Verbrennungskraftmaschine 10, wie im Folgenden noch erläutert wird, als Wasserstoffmotor ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist beispielsweise Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar ist. Das Kraftfahrzeug ist dabei als Kraftwagen und vorzugsweise als Nutzfahrzeug ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst wenigstens einen Motorblock 12, durch welchen wenigstens ein Brennraum 14 der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet beziehungsweise begrenzt ist. Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Verbrennungskraftmaschine 10 mehrere Brennräume 14 aufweist, welche durch den Motorblock 12 gebildet sind. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Verbrennungskraftmaschine 10 als Hubkolbenmaschine ausgebildet, wobei der jeweilige Brennraum 14 als Zylinder ausgebildet ist. Hierbei ist der Motorblock 12 als Zylindergehäuse ausgebildet. The single FIGURE shows a schematic representation of a designated as a whole with 10 internal combustion engine including peripheral components, wherein the internal combustion engine 10 , as will be explained below, is designed as a hydrogen engine. The internal combustion engine 10 is for example part of a motor vehicle, which by means of the internal combustion engine 10 is drivable. The motor vehicle is designed as a motor vehicle and preferably as a commercial vehicle. The internal combustion engine 10 includes at least one engine block 12 through which at least one combustion chamber 14 the internal combustion engine 10 is formed or limited. From the Fig. It can be seen that the internal combustion engine 10 several combustion chambers 14 which passes through the engine block 12 are formed. In the embodiment illustrated in the figure, the internal combustion engine 10 designed as a reciprocating engine, the respective combustion chamber 14 is designed as a cylinder. Here is the engine block 12 designed as a cylinder housing.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 kann wenigstens ein weiteres Gehäuseelement aufweisen, welches in der Fig. nicht erkennbar und beispielsweise als Kurbelgehäuse ausgebildet ist. Das Kurbelgehäuse ist beispielsweise einstückig mit dem Motorblock 12 (Zylindergehäuse) ausgebildet, sodass beispielsweise der Motorblock 12 und das Kurbelgehäuse ein Zylinderkurbelgehäuse bilden. Ferner ist es denkbar, dass der Motorblock 12 und das Kurbelgehäuse als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile ausgebildet sind.The internal combustion engine 10 may comprise at least one further housing element, which is not visible in the figure and, for example, designed as a crankcase. The crankcase is for example integral with the engine block 12 (Cylinder housing) formed so that, for example, the engine block 12 and the crankcase form a cylinder crankcase. Furthermore, it is conceivable that the engine block 12 and the crankcase are formed as separately formed and interconnected housing parts.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ferner eine Abtriebswelle auf, welche beispielsweise als Kurbelwelle 13 ausgebildet ist. Die Kurbelwelle 13 ist drehbar an dem Kurbelgehäuse gelagert und kann sich somit um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse und relativ zu dem Zylindergehäuse beziehungsweise Motorblock 12 drehen. Insbesondere in ihrem befeuerten Betrieb kann die Verbrennungskraftmaschine 10 über die Abtriebswelle (Kurbelwelle 13) Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Um einen ruhigen Lauf zu realisieren, ist die Abtriebswelle drehfest mit einem Schwungrad 15 verbunden.The internal combustion engine 10 also has an output shaft which, for example, as a crankshaft 13 is trained. The crankshaft 13 is rotatably mounted on the crankcase and thus can be about an axis of rotation relative to the crankcase and relative to the cylinder housing or engine block 12 rotate. In particular, in their fired operation, the internal combustion engine 10 via the output shaft (crankshaft 13 ) Provide torques for driving the motor vehicle. To realize a smooth running, the output shaft is non-rotatable with a flywheel 15 connected.
  • In den jeweiligen Brennraum 14 ist ein in der Fig. nicht dargestellter Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Der jeweilige Kolben ist gelenkig mit der Abtriebswelle gekoppelt, sodass die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem jeweiligen Brennraum 14 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle um ihre Drehachse umgewandelt werden.In the respective combustion chamber 14 is recorded in the figure, not shown piston translationally movable. The respective piston is pivotally coupled to the output shaft, so that the translational movements of the piston in the respective combustion chamber 14 be converted into a rotational movement of the output shaft about its axis of rotation.
  • Der jeweilige Brennraum 14 ist mit Wasserstoff als Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere in dem befeuerten Betrieb, versorgbar. Mit anderen Worten ist es im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehen, dass Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 und zum Bewirken des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 in den jeweiligen Brennraum 14 eingebracht wird. In den jeweiligen Brennraum 14 wird auch zumindest Luft eingebracht, sodass in dem jeweiligen Brennraum 14 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches einfach auch als Gemisch bezeichnet wird, entsteht. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird gezündet und dadurch verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 resultiert. Das Gemisch wird im Rahmen einer Verbrennung beziehungsweise eines Verbrennungsprozesses verbrannt. Durch die Verbrennung dehnt sich das Gemisch aus, wodurch der jeweilige Kolben angetrieben wird. Dadurch wird wiederum die Abtriebswelle angetrieben und somit um ihre Drehachse gedreht.The respective combustion chamber 14 is with hydrogen as fuel for operating the internal combustion engine 10 , especially in the fired operation, supplyable. In other words, it is within the context of a method for operating the internal combustion engine 10 provided that hydrogen to operate the internal combustion engine 10 and for effecting the fired operation of the internal combustion engine 10 in the respective combustion chamber 14 is introduced. In the respective combustion chamber 14 At least air is introduced so that in the respective combustion chamber 14 a fuel-air mixture, which is simply referred to as a mixture arises. The fuel-air mixture is ignited and thereby burned, resulting in exhaust gas of the internal combustion engine 10 results. The mixture is burned as part of a combustion or a combustion process. As a result of the combustion, the mixture expands, whereby the respective piston is driven. As a result, in turn, the output shaft is driven and thus rotated about its axis of rotation.
  • Außerdem ist es vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 10 zumindest einen als Magerbetrieb ausgebildeten Betriebszustand aufweist. Mit anderen Worten ist es im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere während ihres befeuerten Betriebs, in einem Magerbetrieb betrieben wird. In diesem Magerbetrieb wird die Verbrennungskraftmaschine 10 mager, das heißt mit einem Verbrennungsluftverhältnis (λ) betrieben, welches größer als 1 ist. Mit anderen Worten gilt während des Magerbetriebs: A > 1.In addition, it is envisaged that the internal combustion engine 10 has at least one designed as a lean operation operating state. In other words, it is provided in the context of the method that the internal combustion engine 10 , in particular during its fired operation, is operated in a lean operation. In this lean operation, the internal combustion engine 10 lean, ie operated with a combustion air ratio (λ), which is greater than 1. In other words, during lean operation: A> 1.
  • Um einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit effizienten sowie emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 zu realisieren, umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 eine Einblaseinrichtung 16, mittels welcher der Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere in dem befeuerten Betrieb, direkt in den jeweiligen Brennraum 14 einblasbar ist beziehungsweise eingeblasen wird. Somit wird die Verbrennungskraftmaschine 10 mit einer inneren Gemischbildung betrieben, in deren Rahmen das zuvor beschriebene Gemisch nicht etwa stromauf der Brennräume 14 in einem von der Luft durchströmbaren Ansaugtrakt 18 der Verbrennungskraftmaschine 10, sondern erst in dem jeweiligen Brennraum 14 gebildet wird. Dabei liegt ein Druck, mit beziehungsweise bei welchem der Wasserstoff direkt in den jeweiligen Brennraum 14 eingeblasen wird, in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 100 bar, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 20 bar, bei anderen Anwendungen im Bereich 30 bar bis einschließlich 50 bar. Die in der Fig. dargestellte Verbrennungskraftmaschine 10 kann als ein Hybridmotor, das heißt als eine Mischform aus Otto- und Dieselmotor angesehen werden, weil die Verbrennungskraftmaschine 10 mit Fremdzündung, die üblicherweise Merkmal eines Ottomotors ist, und mit innerer Gemischbildung arbeitet, die üblicherweise Merkmal eines Dieselmotors ist. Ferner ist es denkbar, dass die auch als Motor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 10 auch für stationäre Anlagen wie beispielsweise als Generatorantrieb zur Stromerzeugung und/oder in Blockheizkraftwerken verwendet werden kann.To a particularly efficient and therefore efficient and low-emission operation of the internal combustion engine 10 To realize includes the internal combustion engine 10 a blowing device 16 , by means of which the hydrogen for operating the internal combustion engine 10 , especially in the fired operation, directly into the respective combustion chamber 14 is inflatable or is blown. Thus, the internal combustion engine 10 operated with an internal mixture formation, in the context of which the mixture described above not just upstream of the combustion chambers 14 in an air intake through the intake tract 18 the internal combustion engine 10 but only in the respective combustion chamber 14 is formed. There is a pressure, with or at which the hydrogen directly into the respective combustion chamber 14 is blown in a range of from 10 bar up to and including 100 bar, in particular in a range of from 10 bar up to and including 20 bar, in other applications in the field 30 bar up to and including 50 bar. The internal combustion engine shown in FIG 10 can be considered as a hybrid engine, that is as a hybrid of petrol and diesel engine be viewed because the internal combustion engine 10 with spark ignition, which is usually feature of a gasoline engine, and works with internal mixture formation, which is usually a feature of a diesel engine. Furthermore, it is conceivable that the internal combustion engine, which is also referred to as an engine 10 can also be used for stationary systems such as a generator drive for power generation and / or in combined heat and power plants.
  • Das Kraftfahrzeug weist beispielsweise in seinem vollständig hergestellten Zustand einen in der Fig. nicht gezeigten Tank zum Aufnehmen und Speichern des Wasserstoffes auf. Dabei umfasst die Einblaseinrichtung 16 je Brennraum 14 einen Injektor 20, mittels welchem der Wasserstoff direkt in den jeweiligen Brennraum 14 einblasbar ist beziehungsweise eingeblasen wird. Der jeweilige Injektor 20 wird auch als H2-lnjektor bezeichnet. Ferner umfasst die Einblaseinrichtung 16 beispielsweise ein den Injektoren 20 gemeinsames Verteilungselement 22, welches auch als Wasserstoffverteilungselement, Rail oder Wasserstoffrail bezeichnet wird. Beispielsweise über wenigstens eine Versorgungsleitung 24 kann der Wasserstoff aus dem Tank in das Verteilungselement 22 eingeleitet werden. Der in das Verteilungselement 22 eingeleitete Wasserstoff kann zunächst in dem Verteilungselement 22, insbesondere mit dem Einblasdruck, gespeichert beziehungsweise zwischengespeichert werden. Mit anderen Worten weist beispielsweise der in dem Verteilungselement 22 gespeicherte Wasserstoff den Einblasdruck auf. Mittels des Verteilungselements 22 wird der Wasserstoff, insbesondere mit dem genannten Einblasdruck, auf die Injektoren 20 verteilt, sodass mittels der Injektoren 20 der Wasserstoff aus dem Verteilungselement 22 mit dem genannten Einblasdruck direkt in die jeweiligen Brennräume 14 eingeblasen wird beziehungsweise eingeblasen werden kann. In der Versorgungsleitung 24, welche Bestandteil der Einblaseinrichtung 16 sein kann, ist beispielsweise ein Druckregler 26 angeordnet, welcher auch als H2-Druckregler bezeichnet wird. Mittels des Druckreglers 26 kann beispielsweise der, insbesondere in dem Verteilungselement 22 herrschende, Einblasdruck, bei beziehungsweise mit welchem der Wasserstoff mittels der Injektoren 20 direkt in die Brennräume 14 eingeblasen wird, eingestellt werden.For example, in its fully manufactured state, the motor vehicle has a tank, not shown in the figure, for receiving and storing the hydrogen. In this case, the injection device comprises 16 each combustion chamber 14 an injector 20 , by means of which the hydrogen directly into the respective combustion chamber 14 is inflatable or is blown. The respective injector 20 is also referred to as H2 injector. Furthermore, the injection device comprises 16 for example, the injectors 20 common distribution element 22 , which is also referred to as hydrogen distribution element, rail or hydrogen rail. For example, via at least one supply line 24 can the hydrogen from the tank into the distribution element 22 be initiated. The in the distribution element 22 Initiated hydrogen can first in the distribution element 22 , in particular with the injection pressure, are stored or temporarily stored. In other words, for example, in the distribution element 22 stored hydrogen to the injection pressure. By means of the distribution element 22 the hydrogen, in particular with the said injection pressure, is applied to the injectors 20 distributed so that by means of the injectors 20 the hydrogen from the distribution element 22 with the mentioned injection pressure directly into the respective combustion chambers 14 blown or can be blown. In the supply line 24 which is part of the injection device 16 may be, for example, a pressure regulator 26 arranged, which is also referred to as H2-pressure regulator. By means of the pressure regulator 26 for example, the, in particular in the distribution element 22 prevailing, injection pressure, at or with which the hydrogen by means of the injectors 20 directly into the combustion chambers 14 is blown.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine als externe Abgasrückführeinrichtung ausgebildete Abgasrückführeinrichtung 28 zum Durchführen einer externen Abgasrückführung. Im Rahmen der Abgasrückführung wird zumindest ein Teil des Abgases aus dem jeweiligen Brennraum 14 rückgeführt und in den jeweiligen Brennraum 14 eingebracht.The internal combustion engine 10 further comprises an exhaust gas recirculation device configured as an external exhaust gas recirculation device 28 for performing an external exhaust gas recirculation. As part of the exhaust gas recirculation is at least a portion of the exhaust gas from the respective combustion chamber 14 returned and into the respective combustion chamber 14 brought in.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst einen Abgastrakt 30, welcher von dem jeweiligen Abgas aus dem jeweiligen Brennraum 14 durchströmbar ist. Dabei umfasst die Abgasrückführeinrichtung 28 wenigstens eine Abgasrückführleitung 32, welche einerseits mit dem Abgastrakt 30 und andererseits mit dem Ansaugtrakt 18 fluidisch verbunden ist. Dabei ist die Abgasrückführleitung 32 an einer ersten Verbindungsstelle V1 fluidisch mit dem Abgastrakt 30 verbunden. Die erste Verbindungsstelle V1 ist dabei in dem Abgastrakt 30 stromab der Brennräume 14 angeordnet. Ferner ist die Abgasrückführleitung 32 an einer zweiten Verbindungsstelle V2 fluidisch mit dem Ansaugtrakt 18 verbunden. Die zweite Verbindungsstelle V2 ist dabei in dem Ansaugtrakt 18 stromauf der Brennräume 14 angeordnet. Mittels der Abgasrückführleitung 32 kann zumindest ein Teil des den Abgastrakt 30 durchströmenden Abgases an der ersten Verbindungsstelle V1 aus dem Abgastrakt 30 abgezweigt werden. Das abgezweigte Abgas durchströmt die Abgasrückführleitung 32 und wird mittels dieser zu dem Ansaugtrakt 18, insbesondere zu der zweiten Verbindungsstelle V2, rückgeführt. An der zweiten Verbindungsstelle V2 kann das die Abgasrückführleitung 32 durchströmende Abgas aus der Abgasrückführleitung 32 aus- und in den Ansaugtrakt 18 einströmen. Hierdurch wird das die Abgasrückführleitung 32 durchströmende Abgas in den Ansaugtrakt 18 und insbesondere in die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft, welche mittels des Ansaugtrakts 18 zu den und insbesondere in die Brennräume 14 geleitet wird, eingeleitet, sodass die zweite Verbindungsstelle V2 eine Einleitstelle für das abgezweigte und rückgeführte Abgas ist. Die Luft transportiert das rückgeführte Abgas in die Brennräume 14, in welchen es bei der jeweiligen Verbrennung als Inertgas wirken kann.The internal combustion engine 10 includes an exhaust tract 30 , which of the respective exhaust gas from the respective combustion chamber 14 can be flowed through. In this case, the exhaust gas recirculation device comprises 28 at least one exhaust gas recirculation line 32 , which on the one hand with the exhaust tract 30 and on the other hand with the intake tract 18 is fluidically connected. Here is the exhaust gas recirculation line 32 at a first junction V1 fluidly with the exhaust tract 30 connected. The first connection point V1 is in the exhaust tract 30 downstream of the combustion chambers 14 arranged. Furthermore, the exhaust gas recirculation line 32 at a second connection point V2 fluidic with the intake tract 18 connected. The second connection point V2 is in the intake tract 18 upstream of the combustion chambers 14 arranged. By means of the exhaust gas recirculation line 32 can be at least part of the exhaust tract 30 flowing exhaust gas at the first connection point V1 from the exhaust tract 30 be diverted. The branched off exhaust gas flows through the exhaust gas recirculation line 32 and by means of this to the intake tract 18 , in particular to the second connection point V2 , returned. At the second junction V2 this can be the exhaust gas recirculation line 32 flowing exhaust gas from the exhaust gas recirculation line 32 out and into the intake tract 18 flow. As a result, this becomes the exhaust gas recirculation line 32 flowing exhaust gas into the intake tract 18 and in particular in the intake tract 18 flowing air, which by means of the intake tract 18 to the and especially in the combustion chambers 14 is initiated, so that the second connection point V2 is a discharge point for the branched and recirculated exhaust gas. The air transports the recirculated exhaust gas into the combustion chambers 14 in which it can act as an inert gas in the respective combustion.
  • Die Abgasrückführeinrichtung 28 umfasst dabei ein Ventilelement 34, mittels welchem eine Menge des die Abgasrückführleitung 32 durchströmenden Abgases einstellbar ist. Dabei ist das Ventilelement 34 beispielsweise als Abgasrückführventil (AGR-Ventil) beziehungsweise als AGR-Regelklappe ausgebildet. Mittels des Ventilelements 34 kann somit eine Menge des rückzuführenden Abgases eingestellt werden, sodass mittels des Ventilelements 34 eine Abgasrückführrate (AGR-Rate) eingestellt werden kann. Das Ventilelement 34 ist dabei in der Abgasrückführleitung 32 angeordnet. Die Abgasrückführeinrichtung 28 umfasst ferner einen Abgasrückführkühler 36, welcher in der Abgasrückführleitung 32, insbesondere stromab des Ventilelements 34, angeordnet ist. Mittels des Abgasrückführkühlers 36 (AGR-Kühler) kann das die Abgasrückführleitung 32 durchströmende und rückgeführte beziehungsweise rückzuführende Abgas gekühlt werden, insbesondere bevor es in den Ansaugtrakt 18 einströmt.The exhaust gas recirculation device 28 includes a valve element 34 , by means of which a quantity of the exhaust gas recirculation line 32 flowing exhaust gas is adjustable. Here is the valve element 34 For example, designed as an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) or as EGR control valve. By means of the valve element 34 Thus, an amount of recirculated exhaust gas can be adjusted, so that by means of the valve element 34 an exhaust gas recirculation rate (EGR rate) can be set. The valve element 34 is in the exhaust gas recirculation line 32 arranged. The exhaust gas recirculation device 28 further includes an exhaust gas recirculation cooler 36 , which in the exhaust gas recirculation line 32 , in particular downstream of the valve element 34 , is arranged. By means of the exhaust gas recirculation cooler 36 (EGR cooler), the exhaust gas recirculation line 32 be flowed through and recycled or recirculated exhaust gas to be cooled, in particular before it in the intake 18 flows.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst außerdem wenigstens einen von dem Abgas aus den Brennräumen 14 durchströmbaren SCR-Katalysator 38, mittels welchem unter Nutzung von Wasserstoff als Reduktionsmittel zumindest ein Teil von im Abgas enthaltenen Stickoxiden, welche auch als Stickstoffoxide bezeichnet werden, aus dem Abgas zu entfernen ist. Mittels des SCR-Katalysators 38 wird eine selektive katalytische Reduktion (SCR) bewirkt beziehungsweise unterstützt, in deren Rahmen im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide unter Zuhilfenahme von Wasserstoff in Stickstoff und Wasser beziehungsweise Wasserdampf umgewandelt werden. Da der SCR-Katalysator 38 Wasserstoff und nicht etwa ein anderes Reduktionsmittel wie beispielsweise eine Harnstofflösung zum zumindest teilweisen Entfernen von im Abgas enthaltenen Stickoxiden aus dem Abgas nutzt, wird der SCR-Katalysator 38 auch als H2-SCR-Katalysator bezeichnet.The internal combustion engine 10 also includes at least one of the exhaust gas from the combustion chambers 14 permeable SCR catalyst 38 , by means of which using hydrogen as reducing agent, at least a portion of nitrogen oxides contained in the exhaust gas, which are also referred to as nitrogen oxides, is to be removed from the exhaust gas. By means of the SCR catalyst 38 a selective catalytic reduction (SCR) is effected or supported, in the context of which nitrogen oxides contained in the exhaust gas are converted with the aid of hydrogen into nitrogen and water or water vapor. Because the SCR catalyst 38 Using hydrogen and not some other reducing agent such as a urea solution for at least partially removing nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the exhaust gas is the SCR catalyst 38 also referred to as H2-SCR catalyst.
  • Das zumindest teilweise Entfernen von im Abgas enthaltenen Stickoxiden aus dem Abgas wird auch als Entsticken bezeichnet. Der zum Entsticken genutzte Wasserstoff wird beispielsweise in das Abgas eingebracht, insbesondere an einer Einbringstelle. Die Einbringstelle ist beispielsweise in dem Abgastrakt 30 angeordnet, wobei die Einbringstelle stromauf des SCR-Katalysators 38 angeordnet sein kann. Insbesondere ist die Einbringstelle stromab der Brennräume 14 in dem Abgastrakt 30 angeordnet. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Einbringstelle, welche in der Fig. mit E bezeichnet ist, in dem SCR-Katalysator 38 angeordnet, sodass der Wasserstoff zum Entsticken des Abgases, insbesondere direkt, in den SCR-Katalysator 38 eingebracht wird. Hierzu ist beispielsweise ein Leitungselement 40 vorgesehen, welches einerseits fluidisch mit der Einblaseinrichtung 16, insbesondere mit dem Verteilungselement 22, verbunden ist. Andererseits ist das Leitungselement 40 fluidisch mit einem weiteren, dem SCR-Katalysator 38 zugeordneten und als H2-lnjektor ausgebildeten Injektor 42 verbunden. Mittels des Leitungselements 40 wird beispielsweise zumindest ein Teil des in dem Verteilungselement 22 aufgenommenen Wasserstoffes aus dem Verteilungselement 22 abgezweigt. Der aus dem Verteilungselement 22 abgezweigte Wasserstoff kann das Leitungselement 40 durchströmen und wird mittels des Leitungselements 40 von dem Verteilungselement 22 zu dem Injektor 42 geführt. Mittels des Injektors 42 kann der das Leitungselement 40 durchströmende Wasserstoff an der Einleitstelle E in den Abgastrakt 30 und vorliegend direkt in den SCR-Katalysator 38 eingebracht, insbesondere eingeblasen, werden. Der auf diese Weise in das Abgas eingebrachte Wasserstoff als Reduktionsmittel kann mit im Abgas etwaig enthaltenen Stickoxiden reagieren, und zwar im Rahmen der SCR zu Stickstoff und Wasser. Hierdurch kann das Abgas besonders vorteilhaft nachbehandelt werden, sodass Stickoxidemissionen besonders gering gehalten oder gar vermieden werden können.The at least partial removal of nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the exhaust gas is also referred to as Entsticken. The hydrogen used for Entsticken is introduced, for example, in the exhaust gas, in particular at a Einbringstelle. The introduction point is, for example, in the exhaust tract 30 arranged, wherein the introduction point upstream of the SCR catalyst 38 can be arranged. In particular, the introduction point is downstream of the combustion chambers 14 in the exhaust tract 30 arranged. In the embodiment illustrated in the figure, the point of introduction, designated E in the figure, is in the SCR catalyst 38 arranged so that the hydrogen for Entsticken the exhaust gas, in particular directly into the SCR catalyst 38 is introduced. For this purpose, for example, a line element 40 provided, which on the one hand fluidly with the injection device 16 , in particular with the distribution element 22 , connected is. On the other hand, the line element 40 fluidic with another, the SCR catalyst 38 associated and designed as an H2 injector injector 42 connected. By means of the conduit element 40 For example, at least part of that in the distribution element 22 absorbed hydrogen from the distribution element 22 diverted. The one from the distribution element 22 branched hydrogen can be the conduit element 40 flow through and is by means of the conduit element 40 from the distribution element 22 to the injector 42 guided. By means of the injector 42 can the the line element 40 flowing through hydrogen at the discharge E into the exhaust tract 30 and in this case directly into the SCR catalyst 38 introduced, in particular blown. The hydrogen introduced as a reducing agent in this way into the exhaust gas can react with nitrogen oxides possibly contained in the exhaust gas, in the context of the SCR to nitrogen and water. As a result, the exhaust gas can be aftertreated particularly advantageous, so that nitrogen oxide emissions can be kept particularly low or even avoided.
  • Zur Realisierung einer besonders hohen Leistungsdichte umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 ferner wenigstens einen Verdichter 44, mittels welchem die den Ansaugtrakt 18 durchströmende und dem jeweiligen Brennraum 14 zuzuführende Luft zu verdichten ist beziehungsweise verdichtet wird. Dabei ist der Verdichter 44 in dem Ansaugtrakt 18 angeordnet. Der Verdichtet 44 umfasst wenigstens ein Verdichterrad 46, mittels welchem die den Ansaugtrakt 18 durchströmende und dem Brennraum 14 zuzuführende Luft verdichtbar ist beziehungsweise verdichtet wird.To realize a particularly high power density includes the internal combustion engine 10 further at least one compressor 44 , by means of which the intake tract 18 flowing through and the respective combustion chamber 14 To be compressed air is compressed or compressed. Here is the compressor 44 in the intake tract 18 arranged. The condensed 44 comprises at least one compressor wheel 46 , by means of which the intake tract 18 flowing through and the combustion chamber 14 supplied air is compressible or is compressed.
  • Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind der Verdichter 44 und somit das Verdichterrad 46 Bestandteile eines Abgasturboladers 48, welcher den Verdichter 44 und somit das Verdichterrad 46 sowie ein in dem Abgastrakt 30 angeordnete Turbine 50 aufweist. Die Turbine 50 weist ein Turbinenrad 52 auf, welches von dem Abgas antreibbar ist. Das Verdichterrad 46 und das Turbinenrad 52 sind Bestandteile eines Rotors 54 des Abgasturboladers 48. Der Rotor 54 umfasst ferner eine Welle 56, welche drehfest mit dem Turbinenrad 52 und drehfest mit dem Verdichterrad 46 verbunden ist. Dadurch ist das Verdichterrad 46 über die Welle 56 von dem Turbinenrad 52 antreibbar, sodass der Verdichter 44 von der Turbine 50 antreibbar ist. Durch das Antreiben des Verdichterrads 46 wird die den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft verdichtet, sodass im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden kann. Mittels des Verdichters 44 kann die Luft auf einen Ladedruck verdichtet werden. Der Ladedruck ist beispielsweise mittels einer auch als Wastegate bezeichneten Umgehungseinrichtung 58 des Abgasturboladers 48 einstellbar.In the embodiment illustrated in the figure, the compressor is 44 and thus the compressor wheel 46 Components of an exhaust gas turbocharger 48 , which is the compressor 44 and thus the compressor wheel 46 and one in the exhaust tract 30 arranged turbine 50 having. The turbine 50 has a turbine wheel 52 which is drivable by the exhaust gas. The compressor wheel 46 and the turbine wheel 52 are components of a rotor 54 the exhaust gas turbocharger 48 , The rotor 54 further includes a shaft 56 , which rotatably with the turbine wheel 52 and rotationally fixed with the compressor wheel 46 connected is. This is the compressor wheel 46 over the wave 56 from the turbine wheel 52 drivable so that the compressor 44 from the turbine 50 is drivable. By driving the compressor wheel 46 becomes the intake tract 18 compressed air flowing through, so that energy contained in the exhaust gas can be used to compress the air. By means of the compressor 44 the air can be compressed to a boost pressure. The boost pressure is, for example, by means of a bypass device, also referred to as wastegate 58 the exhaust gas turbocharger 48 adjustable.
  • Hierzu umfasst die Umgehungseinrichtung 58, welche der Turbine 50 zugeordnet ist, wenigstens eine Umgehungsleitung 60, welche auch als Wastegate-Leitung oder Bypass bezeichnet wird. Die Umgehungsleitung 60 ist an einer stromauf des Turbinenrads 52 angeordneten dritten Verbindungsstelle V3 und an einer stromab des Turbinenrads 52 angeordneten vierten Verbindungsstelle V4 fluidisch mit dem Abgastrakt 30 verbunden. Ferner umfasst die Umgehungseinrichtung 58 ein auch als Wastegate-Ventil bezeichnetes Ventilelement 62, welches in der Umgehungsleitung 60 angeordnet ist. Mittels der Umgehungsleitung 60 kann an der dritten Verbindungsstelle V3 zumindest ein Teil des den Abgastrakt 30 durchströmenden Abgases abgezweigt werden, welches dann die Umgehungsleitung 60 durchströmt. Das die Umgehungsleitung 60 durchströmende Abgas umgeht das Turbinenrad 52, sodass das die Umgehungsleitung 60 durchströmende Abgas das Turbinenrad 52 nicht antreibt. Mittels des Ventilelements 62 kann dabei eine Menge des die Umgehungsleitung 60 durchströmenden Abgases bedarfsgerecht eingestellt werden. Durch Einstellen der Menge des die Umgehungsleitung 60 durchströmenden Abgases kann der zuvor genannte Ladedruck eingestellt werden.For this purpose, the bypass device comprises 58 , which the turbine 50 is assigned, at least one bypass line 60 , which is also referred to as wastegate line or bypass. The bypass line 60 is at an upstream of the turbine wheel 52 arranged third junction V3 and at a downstream of the turbine wheel 52 arranged fourth junction V4 fluidly with the exhaust tract 30 connected. Furthermore, the bypass device comprises 58 a valve element also called a wastegate valve 62 which is in the bypass line 60 is arranged. By means of the bypass line 60 can at the third junction V3 at least part of the exhaust tract 30 be diverted by flowing exhaust gas, which then the bypass line 60 flows through. The bypass line 60 flowing exhaust gas bypasses the turbine wheel 52 so that's the bypass 60 exhaust gas flowing through the turbine wheel 52 does not drive. By means of the valve element 62 can do a lot of the the bypass line 60 flowing exhaust gas can be adjusted as needed. By adjusting the amount of the bypass 60 flowing through the exhaust gas, the aforementioned charge pressure can be adjusted.
  • Mittels der Turbine 50 wird das Abgas expandiert beziehungsweise entspannt. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die erste Verbindungsstelle V1 stromauf des Turbinenrads 52 beziehungsweise der Turbine 50 angeordnet, sodass die Abgasrückführung als Hochdruck-Abgasrückführung (HD-AGR) durchgeführt wird. Der SCR-Katalysator 38 ist dabei stromab des Turbinenrads 52 beziehungsweise der Turbine 50 angeordnet.By means of the turbine 50 the exhaust gas is expanded or expanded. In the embodiment illustrated in the figure, the first connection point is V1 upstream of the turbine wheel 52 or the turbine 50 arranged so that the exhaust gas recirculation as high-pressure exhaust gas recirculation (HD-EGR) is performed. The SCR catalyst 38 is thereby downstream of the turbine wheel 52 or the turbine 50 arranged.
  • In dem Abgastrakt 30 ist ferner eine beispielsweise als Breitband-Lambdasonde ausgebildete Lambdasonde 64 angeordnet, mittels welcher beispielsweise das Verbrennungsluftverhältnis einstellbar ist beziehungsweise eingestellt wird. Insbesondere wird mittels der Lambdasonde 64 eine Lambdaregelung durchgeführt. Die Lambdasonde 64 ist dabei stromauf des Turbinenrads 52 und insbesondere stromauf der ersten Verbindungsstelle V1 angeordnet. In dem Abgastrakt 30 ist außerdem ein Schalldämpfer 66 angeordnet, welcher stromauf des SCR-Katalysators 38 und stromab des Turbinenrads 52 angeordnet ist. Durch den Einsatz des Schalldämpfers 66 können übermäßige Geräuschemissionen vermieden werden.In the exhaust tract 30 is also formed for example as a broadband lambda probe lambda probe 64 arranged, by means of which, for example, the combustion air ratio is adjustable or adjusted. In particular, by means of the lambda probe 64 a lambda control performed. The lambda probe 64 is upstream of the turbine wheel 52 and in particular upstream of the first connection point V1 arranged. In the exhaust tract 30 is also a silencer 66 which is upstream of the SCR catalyst 38 and downstream of the turbine wheel 52 is arranged. By using the silencer 66 Excessive noise emissions can be avoided.
  • Des Weiteren ist in dem Abgastrakt 30 ein Abgaskühler 68 angeordnet, welcher vorliegend stromauf des SCR-Katalysators 38 und stromab des Turbinenrads 52 angeordnet ist. Mittels des Abgaskühlers 68 kann das Abgas gekühlt und dadurch auf eine besonders vorteilhafte Temperatur gebracht werden, sodass beispielsweise mittels des SCR-Katalysators 38 die SCR bei einer besonders vorteilhaften Temperatur durchgeführt beziehungsweise bewirkt oder unterstützt werden kann. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, dass die SCR zum Entsticken des Abgases bei einer Temperatur durchgeführt wird, welche in einem Bereich von einschließlich 100 Grad Celsius bis einschließlich 300 Grad Celsius liegt und beispielsweise in dem SCR-Katalysator 38 herrscht und/oder eine Temperatur des Abgases ist.Furthermore, in the exhaust tract 30 an exhaust gas cooler 68 which is present upstream of the SCR catalyst 38 and downstream of the turbine wheel 52 is arranged. By means of the exhaust gas cooler 68 The exhaust gas can be cooled and thereby brought to a particularly advantageous temperature, so that for example by means of the SCR catalyst 38 the SCR can be carried out or effected or supported at a particularly advantageous temperature. In particular, it is possible in this way that the SCR is carried out for removing the exhaust gas at a temperature which is in a range of from 100 degrees Celsius up to and including 300 degrees Celsius and, for example, in the SCR catalyst 38 prevails and / or is a temperature of the exhaust gas.
  • In dem Ansaugtrakt 18 ist stromauf des Verdichterrads 46 ein Luftfilter 70 angeordnet, mittels welchem die in den Ansaugtrakt 18 einströmende und den Ansaugtrakt 18 durchströmende Luft gefiltert wird. Des Weiteren ist in dem Ansaugtrakt 18 stromauf der Brennräume 14 eine Drosselklappe 78 angeordnet, mittels welcher eine den Menge der den Ansaugtrakt 18 durchströmenden und den Brennräume 14 zuzuführenden Luft und/oder ein Druckverhältnis in dem Ansaugtrakt 18 eingestellt werden kann.In the intake tract 18 is upstream of the compressor wheel 46 an air filter 70 arranged, by means of which in the intake 18 incoming and the intake tract 18 air flowing through is filtered. Furthermore, in the intake tract 18 upstream of the combustion chambers 14 a throttle 78 arranged, by means of which a the amount of the intake tract 18 flowing through and the combustion chambers 14 supplied air and / or a pressure ratio in the intake tract 18 can be adjusted.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine Schubumlufteinrichtung 72 mit einer Schubumluftleitung 74 und einem in der Schubumluftleitung 74 angeordneten Schubumluftventil 76, wobei die Schubumluftleitung 74 an einer fünften Verbindungsstelle V5 und an einer sechsten Verbindungsstelle V6 fluidisch mit dem Ansaugtrakt 18 verbunden ist. Die fünfte Verbindungsstelle V5 ist dabei stromauf des Verdichterrads 46 angeordnet, wobei die sechste Verbindungsstelle V6 stromab des Verdichterrads 46 angeordnet ist. Mittels des Schubumluftventils 76 kann eine die Schubumluftleitung 74 durchströmende Menge an Luft eingestellt werden. Mittels der Schubumlufteinrichtung 72 kann insbesondere dann, wenn die Drosselklappe 78 zunächst geöffnet wird und dann plötzlich geschlossen wird, ein Pumpen des Verdichters vermieden werden, da beispielsweise mittels der Schubumlufteinrichtung 72, insbesondere mittels der Schubumluftleitung 74, zumindest ein Teil der mittels des Verdichters 44 verdichteten Luft an der sechsten Verbindungsstelle V6 aus dem Ansaugtrakt 18 abgezweigt und zu der stromauf des Verdichterrads 46 angeordneten fünften Verbindungsstelle V5 geführt werden kann. Hierdurch kann ein übermäßiger Drehzahlabfall des Verdichterrads 46 vermieden werden.The internal combustion engine 10 further comprises a scavenging device 72 with a diverting air duct 74 and one in the diverting air duct 74 arranged diverting valve 76 , wherein the diverting air duct 74 at a fifth junction V5 and at a sixth junction V6 fluidic with the intake tract 18 connected is. The fifth junction V5 is upstream of the compressor wheel 46 arranged, wherein the sixth connection point V6 downstream of the compressor wheel 46 is arranged. By means of the diverter valve 76 can one the diverting air duct 74 be adjusted by flowing amount of air. By means of the diverting device 72 especially if the throttle 78 is first opened and then suddenly closed, a pumping of the compressor can be avoided, as for example by means of the diverter device 72 , in particular by means of the diverting air line 74 , at least part of the means of the compressor 44 compressed air at the sixth junction V6 from the intake tract 18 branched off and to the upstream of the compressor wheel 46 arranged fifth connection point V5 can be performed. This can cause an excessive speed drop of the compressor wheel 46 be avoided.
  • Durch das Verdichten der Luft wird diese erwärmt. Um dennoch einen besonders hohen Aufladegrad zu realisieren, ist in dem Ansaugtrakt 18, insbesondere stromab des Verdichterrads 46, ein Ladeluftkühler 80 angeordnet. Mittels des Ladeluftkühlers 80 wird die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt. Dabei ist der Ladeluftkühler 80 stromauf der Drosselklappe 78 angeordnet.By compressing the air, it is heated. Nevertheless, to realize a particularly high degree of supercharging, is in the intake 18 , in particular downstream of the compressor wheel 46 , a charge air cooler 80 arranged. By means of the intercooler 80 the compressed and thus heated air is cooled. Here is the intercooler 80 upstream of the throttle 78 arranged.
  • Außerdem ist in der Fig. besonders schematisch eine Kühleinrichtung 82 zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine 10 beziehungsweise des Motorblocks 12 erkennbar. Die Kühleinrichtung 82 umfasst einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf 84, wobei das Kühlmittel beispielsweise eine Kühlflüssigkeit ist. Die Kühlflüssigkeit wird auch als Kühlwasser oder einfach als Wasser bezeichnet. Das Wasser kann beispielsweise den Motorblock 12 durchströmen, wobei der Motorblock 12 infolge eines Wärmeübergangs von dem Motorblock 12 an das Kühlmittel gekühlt wird. Daraufhin kann das Kühlmittel beispielsweise einen in dem Kühlkreislauf 84 angeordneten und auch als Wasserkühler bezeichneten Kühler 86 der Kühleinrichtung 82 durchströmen. Mittels des Kühlers 86 wird das Kühlmittel gekühlt. Ferner ist der Abgasrückführkühler 36 in dem Kühlkreislauf 84 angeordnet, sodass beispielsweise ein Wärmeübergang von dem rückgeführten, die Abgasrückführleitung 32 durchströmenden Abgas über den Abgasrückführkühler 36 an das Kühlmittel erfolgen kann. Hierdurch wird das die Abgasrückführleitung 32 durchströmende Abgas gekühlt und das Kühlmittel wird erwärmt.In addition, in the figure is particularly schematically a cooling device 82 for cooling the internal combustion engine 10 or the engine block 12 recognizable. The cooling device 82 comprises a cooling circuit through which a coolant can flow 84 wherein the coolant is, for example, a cooling fluid. The cooling liquid is also referred to as cooling water or simply as water. The water can, for example, the engine block 12 flow through, with the engine block 12 due to a heat transfer from the engine block 12 is cooled to the coolant. Thereupon, the coolant may, for example, one in the cooling circuit 84 arranged and also referred to as a radiator radiator 86 the cooling device 82 flow through. By means of the cooler 86 the coolant is cooled. Furthermore, the exhaust gas recirculation cooler 36 in the cooling circuit 84 arranged so that, for example, a heat transfer from the recirculated, the exhaust gas recirculation line 32 flowing exhaust gas through the exhaust gas recirculation cooler 36 can be done to the coolant. As a result, this becomes the exhaust gas recirculation line 32 flowing exhaust gas cooled and the coolant is heated.
  • Der Ladeluftkühler 80 und/oder der Kühler 86 sind beispielsweise als Luft-Luft-Wärmetauscher beziehungsweise als Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher ausgebildet und können die verdichtete Luft beziehungsweise das Kühlmittel dadurch kühlen, dass ein Wärmeübergang von der verdichteten Luft beziehungsweise von dem Kühlmittel über den Ladeluftkühler 30 beziehungsweise über den Kühler 86 an Luft erfolgt, die den Ladeluftkühler 80 beziehungsweise den Kühler 86 umströmt. Diese den Ladeluftkühler 80 beziehungsweise den Kühler 86 umströmende Luft resultiert beispielsweise aus Fahrtwind während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs. Um auch beispielsweise während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs die verdichtete Luft beziehungsweise das Kühlmittel hinreichend kühlen zu können, ist beispielsweise ein insbesondere elektrisch oder hydraulisch betreibbarer Lüfter 88 mit einem Lüfterrad 90 vorgesehen. Mittels des Lüfterrads 90 kann Luft gefördert und dadurch ein Luftstrom bewirkt werden, welcher den Ladeluftkühler 80 und den Kühler 86 umströmt. The intercooler 80 and / or the radiator 86 For example, they are designed as air-air heat exchangers or as liquid-air heat exchangers and can cool the compressed air or the coolant in that a heat transfer from the compressed air or from the coolant via the intercooler 30 or over the radiator 86 takes place in air, which the intercooler 80 or the radiator 86 flows around. This the intercooler 80 or the radiator 86 Air flowing around results, for example, from the wind during a drive of the motor vehicle. In order, for example, to be able to sufficiently cool the compressed air or the coolant during a standstill of the motor vehicle, for example, a fan that can be operated, in particular, electrically or hydraulically 88 with a fan 90 intended. By means of the fan wheel 90 Air can be promoted and thereby an air flow can be effected, which the intercooler 80 and the radiator 86 flows around.
  • Ferner ist aus der Fig. besonders gut erkennbar, dass die als Gasmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 beispielsweise ottomotorisch, das heißt nach dem Ottoprinzip beziehungsweise nach Art eines Ottomotors, arbeitet. Hierzu wird das jeweilige Gemisch in dem jeweiligen Brennraum 14 fremdgezündet. Dabei ist je Brennraum 14 eine beispielsweise als Zündkerze 92 ausgebildete Fremdzündeinrichtung vorgesehen, mittels welcher wenigstens ein Zündfunke zum Zünden des Gemisches erzeugbar ist beziehungsweise erzeugt wird.Furthermore, it can be seen particularly clearly from the figure that the internal combustion engine designed as a gas engine 10 For example, ottomotor, that is, after the Ottoprinzip or in the manner of a gasoline engine works. For this purpose, the respective mixture in the respective combustion chamber 14 spark ignition. It is per combustion chamber 14 for example, as a spark plug 92 formed Fremdzündeinrichtung provided by means of which at least one spark for igniting the mixture is generated or generated.
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Claims (10)

  1. Verbrennungskraftmaschine (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Brennraum (14), welcher mit Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) versorgbar ist, wobei die Verbrennungskraftmaschine (10) zumindest einen als Magerbetrieb ausgebildeten Betriebszustand aufweist, gekennzeichnet durch eine Einblaseinrichtung (16), mittels welcher der Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) direkt in den Brennraum (14) einblasbar ist, wobei das direkte Einblasen des Wasserstoffs in den Brennraum (14) mit einem Druck erfolgt, welcher in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 100 bar liegt.Internal combustion engine (10), in particular for a motor vehicle, having at least one combustion chamber (14) which can be supplied with hydrogen for operating the internal combustion engine (10), the internal combustion engine (10) having at least one operating state designed as a lean operation, characterized by an injection device ( 16), by means of which the hydrogen for operating the internal combustion engine (10) directly into the combustion chamber (14) is blown, wherein the direct injection of hydrogen into the combustion chamber (14) takes place at a pressure which in a range of 10 bar to including 100 bar.
  2. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck, mit welchem das direkte Einblasen des Wasserstoffes in den Brennraum (14) erfolgt, in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 20 bar, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 30 bar bis einschließlich 50 bar liegt.Internal combustion engine (10) after Claim 1 , characterized in that the pressure with which the direct injection of hydrogen into the combustion chamber (14), in a range of 10 bar inclusive up to and including 20 bar, in particular in a range of from 30 bar to 50 bar inclusive.
  3. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine Abgasrückführeinrichtung (28), mittels welcher Abgas aus dem Brennraum (14) rückführbar und in den Brennraum (14) einbringbar ist.Internal combustion engine (10) after Claim 1 or 2 , characterized by at least one exhaust gas recirculation device (28), by means of which exhaust gas from the combustion chamber (14) is traceable and in the combustion chamber (14) can be introduced.
  4. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführeinrichtung (28) zum Durchführen einer externen Abgasrückführung ausgebildet ist.Internal combustion engine (10) after Claim 3 , characterized in that the exhaust gas recirculation device (28) is designed for performing an external exhaust gas recirculation.
  5. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen von Abgas aus dem Brennraum (14) durchströmbaren SCR-Katalysator (38), mittels welchem unter Nutzung von Wasserstoff als Reduktionsmittel zumindest ein Teil von in dem Abgas enthaltenen Stickoxiden aus dem Abgas zu entfernen ist.Internal combustion engine (10) according to one of the preceding claims, characterized by at least one exhaust gas from the combustion chamber (14) through which SCR catalyst (38), by means of which using hydrogen as a reducing agent, at least a portion of nitrogen oxides contained in the exhaust gas from the exhaust gas to remove.
  6. Verbrennungskraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Verdichter (44), mittels welchem dem Brennraum (14) zuzuführende Luft zu verdichten ist.Internal combustion engine (10) according to one of the preceding claims, characterized by at least one compressor (44) by means of which the air to be supplied to the combustion chamber (14) is to be compressed.
  7. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch wenigstens einen Abgasturbolader (48), welcher eine von Abgas aus dem Brennraum (14) antreibbare Turbine (50) und den Verdichter (44) aufweist, welcher von der Turbine (50) antreibbar ist.Internal combustion engine (10) after Claim 6 characterized by at least one exhaust gas turbocharger (48) having a turbine (50) drivable by exhaust gas from the combustion chamber (14) and the compressor (44) drivable by the turbine (50).
  8. Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (14) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei welchem: - die Verbrennungskraftmaschine (10) mittels Wasserstoff betrieben wird, welcher in den Brennraum (14) eingebracht wird; und - die Verbrennungskraftmaschine (10) in einem Magerbetrieb betrieben wird; dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Einblaseinrichtung (16) der Verbrennungskraftmaschine (10) der Wasserstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) direkt in den Brennraum (14) mit einem Druck eingeblasen wird, welcher in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 100 bar liegt.Method for operating an internal combustion engine (10) having at least one combustion chamber (14), in particular for a motor vehicle, in which: - the internal combustion engine (10) is operated by means of hydrogen, which is introduced into the combustion chamber (14); and - the internal combustion engine (10) is operated in a lean operation; characterized in that by means of a blowing device (16) of the internal combustion engine (10) the hydrogen for operating the internal combustion engine (10) is injected directly into the combustion chamber (14) at a pressure which is in a range of 10 bar inclusive up to and including 100 bar ,
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck, mit welchem der Wasserstoff direkt in den Brennraum (14) eingeblasen wird, in einem Bereich von einschließlich 10 bar bis einschließlich 20 bar, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 30 bar bis einschließlich 50 bar, liegt.Method according to Claim 8 , characterized in that the pressure with which the hydrogen is blown directly into the combustion chamber (14), in a range of 10 bar inclusive including 20 bar, in particular in a range of from 30 bar to 50 bar inclusive.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Abgasrückführeinrichtung (28) Abgas aus dem Brennraum (14) rückgeführt und in den Brennraum (14) eingebracht wird.Method according to Claim 8 or 9 , characterized in that by means of at least one exhaust gas recirculation device (28) exhaust gas from the combustion chamber (14) is returned and introduced into the combustion chamber (14).
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