-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Zur Realisierung einer insbesondere gesetzlich vorgegebenen Abgasemission einer Verbrennungskraftmaschine ist es erforderlich diese in einer ganz bestimmten Weise zu betreiben. Zur Erzielung einer bestimmten Abgasemission können bspw. Einlass- und/oder Auslasssteuerzeiten so abgestimmt werden, dass neben der Abgasemission auch einer Laufruhe der Verbrennungskraftmaschine, einem Ansprechverhalten und/oder einem Verbrauch Rechnung getragen werden kann.
-
Das heißt mit anderen Worten, dass die vorstehend genannten Eigenschaften der Verbrennungskraftmaschine miteinander in Wechselwirkung stehen, wobei eine Optimierung der einen Eigenschaft nicht zwingend ebenfalls eine Optimierung einer der anderen Eigenschaften herbeiführen muss. Das bedeutet, dass es einer besonderen Abstimmung bestimmter Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine bedarf, damit die zu realisierende Abgasemission keine oder nur unmerkliche Verschlechterungen der vorstehend genannten Eigenschaften der Verbrennungskraftmaschine hervorruft.
-
In einem Betriebsbereich bei hohen Lasten und mittleren bis hohen Drehzahlen weist die Verbrennungskraftmaschine üblicherweise hohe Abgastemperaturen auf, welche zu hohen Bauteiltemperaturen, insbesondere der Bauteile, welche in einem Abgastrakt der Verbrennungskraftmaschine aufgenommen sind, wie bspw. Turbinen von Abgasturbolader, Katalysatoren, Partikelfilter, Lambdasonden, und weiteren, führen. Diese Bauteile werden üblicherweise mit Hilfe eines so genannten unterstöchiometrischen Verbrennungsluftverhältnisses, mit anderen Worten mit Hilfe eines Kraftstoffüberschusses, vor Überlastung und Ausfall durch zu hohe Abgastemperaturen geschützt. Dies führt jedoch zu einer hohen Abgasemission aufgrund des Kraftstoffüberschusses.
-
Zur Reduktion der Abgastemperatur geht bspw. aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2013 109 551 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine hervor, wobei der Verbrennungskraftmaschine ein Abgasturbolader zugeordnet ist. Der Abgasturbolader ist in Form eines so genannten Wastegate-Laders ausgebildet und weist einen Umgehungskanal zur Umgehung eines Turbinenrades des Abgasturboladers auf, welcher mit Hilfe eines Ventils zu öffnen oder zu schließen ist. Zur Reduzierung einer Abgastemperatur wird bei Überschreitung eines Abgastemperaturschwellenwertes ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteigert, wobei Steuerzeiten dahingehend verändert werden, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erhöht wird. Hierbei ist darauf zu achten, dass insbesondere bei einem Ottomotor ein noch zündfähiges Gemisch in der Verbrennungskraftmaschine vorliegt.
-
Die Patentschrift
DE 199 24 274 B4 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader, welcher in Form des so genannten Wastegate-Laders ausgebildet ist, wobei zur Vermeidung einer einen bestimmten Schwellenwert übersteigenden Abgastemperatur der Umgehungskanal geschlossen wird.
-
Der Offenlegungsschrift
DE 10 2010 063 444 A1 kann ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader in Form des so genannten Wastegate-Laders entnommen werden, wobei der Verbrennungskraftmaschine ein so genannter SCR-Katalysator zugeordnet ist, und in Abhängigkeit einer Katalysatortemperatur der Umgehungskanal des Wastegate-Laders geöffnet oder geschlossen wird.
-
Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 222 464 A1 geht ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine hervor, wobei zur Kühlung einer Ladeluft der Verbrennungskraftmaschine Wasser in einen Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird, wodurch eine Kühlung eines Brennraumes der Verbrennungskraftmaschine herbeigeführt wird und daraus resultierend ein Zündzeitpunkt in Richtung einer Frühzündung eingestellt werden kann.
-
Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2018 126 095 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, wobei die Verbrennungskraftmaschine zumindest eine Brennkammer aufweist, in der eine chemische Energie eines Kraftstoff-Luft-Gemisches infolge einer Verbrennung in eine mechanische Energie umgewandelt wird. In einem ersten Schritt des Verfahrens wird ein erstes Gemisch aus Luft und Wasser gebildet, welches über eine Zuleitung der Brennkammer zugeführt werden kann. In einem zweiten Schritt werden Wasser und Kraftstoff in einer Einspritzleitung zu einem zweiten Gemisch gemischt, welches über eine Einspritzleitung der Brennkammer zugeführt wird.
-
Der Offenlegungsschrift
DE 10 2018 124 653 A1 kann ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine entnommen werden, wobei mit Hilfe einer Wastegateregelung ein Ladedruck erhöht wird, um eine Abgastemperatur der Verbrennungskraftmaschine zu reduzieren.
-
Die Offenlegungsschrift
DE 10 2014 200 857 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein Ladedruck mit Hilfe einer entsprechenden Ventilüberschneidung eingestellt wird, und ein Spülen zur Herbeiführung einer hohen Füllung des Brennraumes mit frischer Luft mit Hilfe von Wasser durchgeführt wird.
-
Der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 003 581 A1 kann ein Verfahren für eine Verbrennungskraftmaschine entnommen werden, wobei zur Reduzierung der Abgastemperatur ein Zündzeitpunkt nach vorne verlegt wird.
-
Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 222 474 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennung einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei das Verfahren einen Schritt aufweist, in dem eine Klopfstärke in dem Zylinder mit Hilfe eines Klopfsensors erfasst wird. In einem weiteren Schritt wird ein vorbestimmter Soll-Zündwinkel des Zylinders, der einer bestimmten Soll-Abgastemperatur entspricht, eingestellt. In einem weiteren Schritt wird ein Fluid, insbesondere Wasser, in den Zylinder in Abhängigkeit von der erfassten Klopfstärke eingespritzt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader bereitzustellen, mit dessen Hilfe keine oder eine nur geringe Reduktion eines maximalen Drehmomentes sowie einer maximalen Leistung bei einer reduzierten Abgastemperatur realisiert werden kann.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader ist zur Reduzierung einer Abgastemperatur in einem volllastnahen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ein Kurbelgehäuse aufweisend einen Zylinder und einen im Zylinder bewegbar aufgenommenen Kolben. Dem Kurbelgehäuse ist ein Zylinderkopf zugeordnet, wobei mit Hilfe des Zylinderkopfs ein Brennraum ausgebildet ist. Der Zylinderkopf weist zumindest ein Einlassventil und ein Auslassventil auf zum Schließen und Öffnen eines Einlasskanals bzw. eines Auslasskanals. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen mit dem Einlasskanal durchströmbar verbundenen Ansaugstrang und einen mit dem Auslasskanal durchströmbar verbundenen Abgastrakt. Der Verbrennungskraftmaschine ist der Abgasturbolader zugeordnet, dessen Luftführungsabschnitt im Ansaugstrang und dessen Abgasführungsabschnitt im Abgastrakt durchströmbar aufgenommen sind. Zum Einströmen von Frischluft in den Zylinder ist der Einlasskanal über eine Einlasszeitdauer geöffnet und zum Ausströmen von Abgas aus dem Zylinder ist der Auslasskanal über eine Auslasszeitdauer geöffnet. Der Abgasführungsabschnitt weist einen Umgehungskanal zur Umgehung eines im Abgasführungsabschnitt drehbar aufgenommenen Turbinenrades auf. Erfindungsgemäß wird zur Reduzierung einer Abgastemperatur stromab des Abgasturboladers im volllastnahen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine der Umgehungskanal geschlossen und es werden Steuerzeiten der Verbrennungskraftmaschine und/oder Zündzeitpunkte der Verbrennungskraftmaschine in Richtung „Früh“ verschoben und/oder Wasser mit Hilfe einer Wassereinspritzeinrichtung in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Der Vorteil der Schließung des Umgehungskanals ist die Herbeiführung einer reduzierten Abgastemperatur stromab des Turbinenrades aufgrund einer Entspannung des Abgases im Turbinenrad. Das heißt, dass im Vergleich zu einer üblicherweise im volllastnahen Betrieb durchgeführten Umgehung des Turbinenrades von einem Teil des Abgases die Abgastemperatur bereits durch die Maßnahme der Schließung des Umgehungskanals reduziert ist. Dies ist darin begründet, dass bei einer Umgehung des Turbinenrades zumindest der Teil des Abgases, welcher das Turbinenrad nicht durchströmt, keine oder nur eine unwesentliche Reduzierung seiner Abgastemperatur, bspw. durch Enthalpieverluste und auch Wandwärmeverluste, stromab des Turbinenrades aufweist. Die Verschiebung der Steuerzeiten, insbesondere von Steuerzeiten des Einlassventils und/oder die Verschiebung des Zündzeitpunktes, insbesondere in Richtung „Früh“ führt zu einem im Wesentlichen gleichen Drehmoment und einer gleichen Leistung, die im üblichen Betrieb, d.h. mit geöffnetem Umgehungskanal und ohne Verschiebung der Steuerzeiten und/oder Zündzeitpunkten, erreicht werden können. Eine Wassereinspritzung in den Brennraum führt zu einer Kühlung des Brennraumes, wodurch ebenfalls die Abgastemperatur gesenkt werden kann. Das bedeutet, dass mit den vorstehenden Maßnahmen, insbesondere bei einer Kombination der Maßnahmen, im volllastnahen Betrieb das ursprüngliche Drehmoment und die Leistung erreicht werden bei gleichzeitig geringer Abgastemperatur und somit unter Einhaltung eines Bauteilschutzes der Bauteile im Abgastrakt. Ebenso reduziert sich ein Wasserverbrauch der Wassereinspritzung um ca. 30%, wodurch ein Wassertank bei gleicher Reichweite eines mit der Verbrennungskraftmaschine bestückten Kraftfahrzeugs kleiner und demgemäß bauraumoptimiert ausgeführt werden kann.
-
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im volllastnahen Betrieb der Kraftstoffverbrauch gesenkt, da bspw. die im Abgastrakt angeordneten Katalysatoren zur Erhaltung ihrer Betriebsfähigkeit nicht mehr oder zumindest mit einer reduzierten Menge Kraftstoff gekühlt werden müssen.
-
In einer Ausgestaltung wird die Einlasszeitdauer verkürzt und ein mit Hilfe des Abgasturboladers erwirkter Ladedruck der Verbrennungskraftmaschine durch Schließen des Umgehungskanals erhöht.
-
Die Schließung des Umgehungskanals erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe eines Ventils. Mit Hilfe eines Ventils ist die Möglichkeit gegeben einen zu schließenden Querschnitt des Umgehungskanals im Wesentlichen dicht zu verschließen, bevorzugt sofern das Ventil in einem im Umgehungskanal ausgebildeten Ventilsitz angeordnet werden kann. Es könnte auch eine Klappe den Umgehungskanal verschließen, jedoch kann damit keine bevorzugte Strömungsdichtheit ohne aufwendige Dichtmaßnahmen erzielt werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens schließt eine im Ansaugstrang stromab des Luftführungsabschnitt angeordnete Strömungsregeleinrichtung einen Strömungsquerschnitt des Ansaugstranges teilweise. Das heißt mit anderen Worten, dass im volllastnahen Betrieb die Verbrennungskraftmaschine angedrosselt wird. In einer kostengünstigen Ausgestaltung ist die Strömungsregeleinrichtung eine Drosselklappe.
-
Die Erzielung der zum Erreichen des maximalen Drehmomentes und der maximalen Leistung notwendigen Füllung kann mit Hilfe einer Aktivierung eines im Ansaugstrang stromab des Luftführungsquerschnitts und stromauf des Einlasskanals angeordneten Ladeluftkühlers unterstützt werden. Durch die Kühlung der im Ansaugstrang stromauf des Einlasskanals strömenden Ladeluft ist die Möglichkeit geschaffen eine, im Vergleich zur Ansaugung ohne Kühlung, kältere Ladeluft im Zylinder zu erzielen.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Beschreibung von Ausführungsbeispielen genannten und/oder in den Ausführungsbeispielen 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.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Ansaugstrang und einen Abgastrakt, die durchströmbar mit einem Motorblock der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sind, welcher ein Kurbelgehäuse und einen Zylinderkopf aufweist. Über den Ansaugstrang wird Zylindern des Kurbelgehäuses, welches eine Mehrzahl von Zylindern, im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Zylinder umfasst, Ansaugluft zugeführt. Nach einer Verbrennung einer Mischung aus Ansaugluft und Kraftstoff in einer mit Hilfe des Zylinderkopfes ausgebildeten Brennkammer des Zylinders, strömt ein Verbrennungsendprodukt, das so genannte Abgas, über den Abgastrakt in die Umgebung. Selbstredend ist die Anzahl der Zylinder nicht auf Sechs beschränkt, sondern es kann das Kurbelgehäuse und somit die Verbrennungskraftmaschine auch eine andere Anzahl von Zylindern aufweisen. Ebenso ist die Bauform, bspw. Reihenmotor, V-Motor, Boxer-Motor, unabhängig von dem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
Jedem Zylinder ist zumindest ein im Zylinderkopf bewegbar aufgenommenes Einlassventil, welches einen im Zylinderkopf ausgebildeten Einlasskanal öffnet oder schließt, und über das Ansaugluft aus dem Ansaugstrang, und zumindest ein im Zylinderkopf bewegbar aufgenommenes Auslassventil, welches einen im Zylinderkopf ausgebildeten Auslasskanal öffnet oder schließt, und über das das Abgas in den Abgasstrang strömen kann, zugeordnet. An dieser Stelle sei erwähnt, dass in Abhängigkeit einer Bauweise der Verbrennungskraftmaschine zugleich mit der Ansaugluft der Kraftstoff einströmen kann, oder er kann unabhängig von der Ansaugluft in den Zylinder eingebracht werden.
-
Das Einlassventil weist so genannte Einlasssteuerzeiten und das Auslassventil weist so genannte Auslasssteuerzeiten auf. Diese Steuerzeiten können beispielsweise mit Hilfe einer so genannten variablen Ventilsteuerung von Betriebspunkt zu Betriebspunkt verändert werden. Die Steuerzeiten weisen eine Relevanz hinsichtlich einer Füllung des Zylinders und hinsichtlich einer Temperatur des Abgases auf. Eine weitere Relevanz bezüglich der Temperatur ist einem Zündzeitpunkt zugeordnet, bei welchem das im Zylinder vorliegende Luftkraftstoff-Gemisch, bestehend aus der Ansaugluft und dem zugeführten Kraftstoff, zündet. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Ansaugluft nicht zwingend nur Luft aufweisen muss, sondern die Ansaugluft kann bspw. auch Abgas enthalten, wenn bspw. eine so genannte Abgasrückführung durchgeführt wird.
-
Der der Verbrennungskraftmaschine zugeordnete Abgastrakt weist eine Turbine eines Abgasturboladers auf, welcher stromab der Auslassventile im Abgastrakt durchströmbar positioniert ist. Stromab der Turbine ist dem Abgastrakt in serieller Anordnung ein Katalysator, gegebenenfalls ein Partikelfilter und ein Schalldämpfer zugeordnet, die sämtliche durchströmbar im Abgastrakt aufgenommen sind. Eine so genannte Lambda-Sonde, welche zur Ermittlung eines Luft-Kraftstoffverhältnisses im Abgas ausgebildet ist, ist stromauf des Katalysators und stromab der Turbine im Abgastrakt positioniert.
-
Der Abgasturbolader besitzt einen Verdichter, welcher im Ansaugstrang stromauf des Einlassventils zur Ansaugung und Verdichtung der Ansaugluft ausgebildet ist. Ein im Verdichter drehbar aufgenommenes Verdichterrad ist mit einem in der Turbine drehbar aufgenommenen Turbinenrad mit Hilfe einer Welle, die üblicherweise in einem zwischen einem Abgasführungsgehäuse der Turbine und einem Luftführungsgehäuse des Verdichters angeordneten Lagerabschnitt drehbar gelagert ist, drehfest verbunden. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit einer Beaufschlagung des Turbinenrades mit Abgas das Verdichterrad ansaugt und verdichtet.
-
Zur Beeinflussung einer Anströmung des Turbinenrades weist der Abgasturbolader im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Umgehungseinrichtung zur Umgehung des Turbinenrades auf, bestehend aus einem Umgehungskanal, welcher stromauf des Turbinenrades von einem Durchströmkanal des Abgasführungsgehäuses abzweigend und stromab des Turbinenrades in den Durchströmkanal einmündend ausgebildet ist. Im Durchströmkanal ist das Turbinenrad mit Abgas beaufschlagbar und drehbar angeordnet.
-
Der Umgehungskanal kann mit Hilfe eines Ventils der Umgehungseinrichtung geöffnet oder geschlossen werden. Sofern der Umgehungskanal geschlossen ist, beaufschlagt das stromauf des Turbinenrades in den Durchströmkanal einströmende Abgas vollständig das Turbinenrad. Ist der Umgehungskanal vollständig geöffnet oder zumindest teilweise geöffnet, strömt das Abgas zumindest teilweise über den Umgehungskanal am Turbinenrad vorbei und stromab desselben wieder in den Durchström kanal.
-
In dem Turbinenrad wird das Abgas entspannt, da ein Teil seiner Enthalpie zur Herbeiführung einer Rotation des Turbinenrades genutzt wird. Das bedeutet, dass thermodynamische Parameter Druck und Temperatur des Abgases am Austritt des Turbinenrades im Vergleich zum Eintritt am Turbinenrad reduziert, oder mit anderen Worten, gesenkt sind.
-
An dieser Stelle sei erwähnt, dass unter dem Begriff des volllastnahen Betriebs ein Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine zu verstehen ist, die dem Volllastbetrieb nahe und diesen inkludierend ist.
-
Zur Reduzierung der Temperatur des Abgases wird somit ein Schließzeitpunkt des Einlassventils, ein so genannter Einlassschließzeitpunkt, nahe an einen unteren Totpunkt eines Kolbens des Zylinders gelegt, wobei eine das Einlassventil betätigende Nockenwelle bevorzugt mit einem Nockenwellenversteller gegenüber anderen Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine verändert wird. Das heißt mit anderen Worten, dass der Einlassschließzeitpunkt „nach früh“, oder mit anderen Worten in Richtung „Früh“, verstellt wird und der Umgehungskanal geschlossen wird.
-
Durch den im Vergleich mit dem im vorliegenden Betriebspunkt üblichen Schließzeitpunkt des Einlassventils (somit ohne Verstellung der Nockenwelle) vorgezogenen Schließzeitpunkt des Einlassventils ist ein Zeitraum, den die Frischluft, oder auch Ansaugluft genannt, zur Einströmung in den Zylinder zur Verfügung hat, verkürzt. Dieser Zeitraum kann auch als Einlasszeitdauer bezeichnet werden. Damit dennoch eine zur Herbeiführung des in diesem Betriebspunkt maximalen Drehmomentes und der maximalen Leistung benötigte Füllung erzielt wird, die einer Füllung ohne Änderung des Schließzeitpunktes entspricht, wird ein Ladedruck des Abgasturboladers angehoben. Somit kann eine der Füllung ohne Änderung des Schließzeitpunktes des Einlassventils entsprechende Masse der Frischluft auch bei Änderung des Schließzeitpunktes des Einlassventils in den Zylinder einströmen, wodurch das Drehmoment und die Leistung erhalten bleiben.
-
Zur Erzielung des notwendigen Ladedruckes wird der Umgehungskanal geschlossen, so dass das Abgas ausschließlich über das Turbinenrad strömt, wodurch - im Vergleich zum geöffneten Umgehungskanal bei keiner Änderung des Schließzeitpunktes - eine höhere Drehzahl des Turbinenrades und demgemäß des Verdichterrades erreicht wird. Aufgrund der höheren Drehzahl des Verdichterrades ergibt sich der notwendige, im Vergleich zum geöffneten Umgehungskanal ohne Änderung des Schließzeitpunktes, erhöhte Ladedruck. Ein weiterer Vorteil ist eine deutliche Kraftstoffreduzierung bei erzieltem Bauteilschutz, da der unterstöchiometrische Betrieb der Verbrennungskraftmaschine nicht mehr oder nur noch gering notwendig ist. Ebenso könnte der Umgehungskanal nur teilweise geschlossen werden, dies ist abhängig vom Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine, und zwar gerade soweit geschlossen werden, dass die zur Anhebung des Ladedruckes benötigte Leistung der Turbine erreicht ist.
-
In Abhängigkeit von einem Durchsatzvolumen des zur Verfügung stehenden Abgasturboladers kann es angeraten sein, diesen gegen einen Abgasturbolader mit einem höheren Durchsatzvolumen zu ersetzen.
-
In einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Hilfe einer im Ansaugstrang stromab des Luftführungsabschnitts angeordneten Strömungsregeleinrichtung ein Strömungsquerschnitt des Ansaugstranges teilweise geschlossen. Die Strömungsregeleinrichtung ist bevorzugt in Form einer Drosselklappe ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass die Drosselklappe gemäß ihren Stellungen in einem Teillastbetrieb angestellt wird, wodurch der übermäßige Ladedruck aufgrund von Verlusten an der Drosselklappe reduziert wird. Daraus ergibt sich eine notwendige höhere Verdichterleistung und eine Absenkung der Abgastemperatur, welche zu einem Anstieg einer Temperatur der Ansaugluft führt. Dieser Anstieg kann jedoch durch einen Einsatz eines Ladeluftkühlers, welcher stromab des Luftführungsabschnitts im Ansaugstrang aufgenommen ist, kompensiert werden.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Wasser mit Hilfe einer Wassereinspritzeinrichtung in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Die Einspritzung von Wasser kann dabei sowohl im Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel oder im Verfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel oder in einer Kombination der beiden Ausführungsbeispiele eingesetzt werden. Mit Hilfe der Wassereinspritzung wird die Abgastemperatur gesenkt, wodurch eine Temperaturbelastung der im Abgasstrakt angeordneten Bauteile reduziert wird.
-
Die Wassereinspritzung dient einer Kühlung des Brennraums. Damit kann eine Verschiebung eines Zündzeitpunktes in die sogenannte Richtung „Früh“ vorgenommen werden, oder mit anderen Worten es kann früher gezündet werden. Üblicherweise führt ein entsprechend früherer Zündzeitpunkt, das heißt mit anderen Worten ein zu früher Zündzeitpunkt, zu einem so genannten Klopfen der Verbrennung, welches ein unkontrolliertes Verbrennen ist. Durch die mit Hilfe einer Wassereinspritzeinrichtung durchgeführte Wassereinspritzung wird bei hohen Lasten und Drehzahlen der Brennraum abgekühlt, sodass unerwünschte Verbrennungsanomalien wie das Klopfen vermieden werden können. Damit wird eine Zündzeitpunktgrenze, welche eine Grenze zwischen einem gerade noch keine Verbrennungsanomalien erwirkenden Zündzeitpunkt und einen gerade schon Verbrennungsanomalien erwirkenden Zündzeitpunkt ist, in Richtung „Früh“ verschoben. Das heißt mit anderen Worten, dass eine so genannte Klopfgrenze in Richtung „Früh“ verschoben wird. Somit ist die Möglichkeit einer früheren Zündung, und damit einer frühen Verbrennung, und einem bei konstanter oder nahezu konstanter Brenndauer frühen Verbrennungsende erreicht. Ein Vorteil ist in einer schnelleren Verbrennung zu sehen, als dies ohne die Wassereinspritzung und die Zündzeitpunktverschiebung nach „Früh“ wäre. Damit ist ein innerer Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine, und somit ihre Effizienz, deutlich gesteigert, und bereits dadurch ein Kraftstoffverbrauch in diesem Betriebspunkt reduziert.