DE102021105780A1 - Method for operating a drive device and drive device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (21) umfassenden Antriebseinrichtung (10), bei welchem wenigstens ein Oxidationsmittel und wenigstens ein Kraftstoff in den Brennraum (21) eingeleitet werden, woraufhin wenigstens ein zusätzlicher, von dem Kraftstoff unterschiedlicher, erster Stoff in den Brennraum (21) eingebracht wird, wobei der in den Brennraum (21) eingebrachte erste Stoff durch Atomzerfall und/oder eine chemische Reaktion zu wenigstens einem von dem ersten Stoff unterschiedlichen, zweiten Stoff reagiert, welcher bei Normbedingungen ein höheres Volumen einnimmt als der erste Stoff, wodurch eine Druckerhöhung in dem Brennraum (21) und eine daraus resultierende Selbstzündung des Gemisches (35) bewirkt werden.

Figure DE102021105780A1_0000
The invention relates to a method for operating a drive device (10) comprising at least one combustion chamber (21), in which at least one oxidizing agent and at least one fuel are introduced into the combustion chamber (21), whereupon at least one additional first substance different from the fuel is introduced into the combustion chamber (21), the first substance introduced into the combustion chamber (21) reacting by atomic decomposition and/or a chemical reaction to form at least one second substance which is different from the first substance and which, under standard conditions, occupies a larger volume than the first substance, whereby an increase in pressure in the combustion chamber (21) and a resulting self-ignition of the mixture (35) are brought about.
Figure DE102021105780A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine Antriebseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a method for operating a drive device according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a drive device according to the preamble of patent claim 10.

Der EP 2 876 275 A1 ist eine Hubkolben-Brennkraftmaschine als bekannt zu entnehmen, mit mindestens einem an einem Zylinderkopf angeordneten Lufteinlassventil und mindestens einem am Zylinderkopf angeordneten Luftauslassventil. Dabei ist es vorgesehen, dass am Zylinderkopf ein elektromagnetisches Ventil zur Lufteinbringung in einen Brennraum und/oder zur Luftausbringung aus dem Brennraum angeordnet ist.Of the EP 2 876 275 A1 a reciprocating piston internal combustion engine can be seen as known, with at least one air inlet valve arranged on a cylinder head and at least one air outlet valve arranged on the cylinder head. It is provided that an electromagnetic valve for introducing air into a combustion chamber and/or for discharging air from the combustion chamber is arranged on the cylinder head.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie eine solche Antriebseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, sodass ein besonders kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Antriebseinrichtung realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a method for operating a drive device, in particular for a motor vehicle, and such a drive device, in particular for a motor vehicle, so that particularly fuel-efficient operation of the drive device can be implemented.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a method having the features of patent claim 1 and by a drive device having the features of patent claim 10 . Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Antriebseinrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, und ganz insbesondere eines vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Antriebseinrichtung umfasst und mittels der Antriebseinrichtung zumindest teilweise antreibbar ist, insbesondere in beziehungsweise durch deren befeuerten Betrieb. Andere Anwendungsfälle sind selbstverständlich ohne weiteres möglich. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise als Hybridfahrzeug ausgebildet sein und zumindest teilweise von wenigstens einer elektrischen Maschine antreibbar sein. Es kann ein mittelbarer und/oder teilenergetischer Antrieb des Kraftfahrzeugs mittels der Antriebseinrichtung vorgesehen sein, wobei die Antriebseinrichtung beispielsweise als Range-Extender ausgeführt sein kann.A first aspect of the invention relates to a method for operating a drive device preferably designed as an internal combustion engine, in particular a vehicle, for example a motor vehicle, and very particularly a motor vehicle preferably designed as a passenger car. This means that the motor vehicle includes the drive device in its fully manufactured state and can be driven at least partially by means of the drive device, in particular in or by its fired operation. Other applications are of course easily possible. The motor vehicle can be designed as a hybrid vehicle, for example, and can be driven at least partially by at least one electric machine. An indirect and/or partially energetic drive of the motor vehicle can be provided by means of the drive device, it being possible for the drive device to be designed as a range extender, for example.

Alternativ kann die Antriebseinrichtung dazu vorgesehen sein, ein insbesondere als Schienenfahrzeug bezeichnetes schienengebundenes Fahrzeug, ein Wasserfahrzeug, insbesondere ein Schiff, oder ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Flugzeug, oder ein Raumfahrzeug, insbesondere eine Rakete, anzutreiben oder die Antriebseinrichtung kann als ein stationärer Stromgenerator vorgesehen sein. Die Antriebseinrichtung kann als Flüssigkeitsraketentriebwerk ausgeführt sein. Alternativ kann die Antriebseinrichtung beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine als Strahltriebwerk, insbesondere als Turboprop, oder als, insbesondere stationäre, Gasturbine ausgebildet sein.Alternatively, the drive device can be provided to drive a rail-bound vehicle, referred to in particular as a rail vehicle, a watercraft, in particular a ship, or an aircraft, in particular an airplane, or a spacecraft, in particular a rocket, or the drive device can be provided as a stationary power generator . The drive device can be designed as a liquid rocket engine. Alternatively, the drive device or the internal combustion engine can be designed as a jet engine, in particular as a turboprop, or as a gas turbine, in particular a stationary one.

Die Antriebseinrichtung weist wenigstens einen Brennraum auf. Die Antriebseinrichtung kann wenigstens einen Kolben umfassen, welcher den Brennraum zumindest teilweise begrenzt. In dem befeuerten Betrieb laufen in dem Brennraum insbesondere als Verbrennung bezeichnete Verbrennungsvorgänge ab, bei welchen ein Gemisch, welches wenigstens ein Oxidationsmittel und wenigstens einen Kraftstoff umfasst, verbrannt wird. Bei der Verbrennungskraftmaschine handelt es sich bei dem Oxidationsmittel um insbesondere als Frischluft bezeichnete Luft, sodass bei den Verbrennungsvorgängen in dem Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird. Insbesondere bei dem Flüssigkeitsraketentriebwerk kann es sich bei dem Oxidationsmittel um Sauerstoff, insbesondere reinen Sauerstoff, handeln. Die Antriebseinrichtung weist beispielsweise ein Gehäuseelement auf, durch welches der Brennraum teilweise begrenzt ist. Die Antriebseinrichtung kann als jedwede Verbrennungskraftmaschine und somit beispielsweise als Wankelmotor oder Hubkolbenmaschine beziehungsweise Hubkolbenmotor ausgebildet sein. Insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise, das heißt als mögliche aber nicht zwingend vorgesehen Ausführungsform als ein Hubkolbenmotor ausgebildet ist, weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Zylinder auf, welcher beispielsweise durch das Gehäuseelement, insbesondere durch ein Zylindergehäuse, der Verbrennungskraftmaschine gebildet beziehungsweise begrenzt ist. Dabei ist der Kolben, insbesondere translatorisch, bewegbar in dem Zylinder angeordnet. Dabei begrenzen der Zylinder und der Kolben jeweils teilweise den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine.The drive device has at least one combustion chamber. The drive device can include at least one piston, which at least partially delimits the combustion chamber. In fired operation, combustion processes, referred to in particular as combustion, take place in the combustion chamber, in which a mixture comprising at least one oxidizing agent and at least one fuel is burned. In the internal combustion engine, the oxidizing agent is air, referred to in particular as fresh air, so that a fuel-air mixture is burned in the combustion chamber during the combustion processes. In the liquid rocket engine in particular, the oxidizing agent can be oxygen, in particular pure oxygen. The drive device has, for example, a housing element by which the combustion chamber is partially delimited. The drive device can be designed as any internal combustion engine and thus, for example, as a Wankel engine or reciprocating engine or reciprocating engine. In particular, if the internal combustion engine is designed as a reciprocating engine, for example, i.e. as a possible but not mandatory embodiment, the internal combustion engine has at least one cylinder, which is formed or delimited, for example, by the housing element, in particular by a cylinder housing, of the internal combustion engine. The piston is arranged in the cylinder so that it can move, in particular in a translatory manner. The cylinder and the piston each partially delimit the combustion chamber of the internal combustion engine.

Bei der als Verbrennungskraftmaschine ausgeführten Antriebseinrichtung kann dem Brennraum wenigstens oder vorzugsweise genau eine Ventilanordnung zugeordnet sein, welche im Folgenden noch genauer erläutert wird. Bei dem Verfahren wird innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine die dem Brennraum zugeordnete Ventilanordnung geöffnet. Unter dem Arbeitsspiel ist insbesondere folgendes zu verstehen: Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Abtriebswelle, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente, insbesondere zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, bereitstellen kann. Der Kolben kann beispielsweise mit der Abtriebswelle, insbesondere gelenkig, gekoppelt sein, sodass die Abtriebswelle von dem Kolben antreibbar und dadurch, insbesondere relativ zu dem Gehäuseelement, drehbar ist. Insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine beispielhaft als Hubkolbenmotor ausgebildet ist, kann die Abtriebswelle als eine Kurbelwelle ausgebildet sein, deren jeweilige Drehstellung, in die die Abtriebswelle innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels kommt beziehungsweise von der Abtriebswelle eingenommen wird, auch als Kurbelwinkel oder Grad Kurbelwinkel bezeichnet wird. Die beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle kann beispielsweise über einen Pleuel gelenkig mit dem Kolben verbunden sein. Dadurch können, insbesondere translatorische, Bewegungen des Kolbens, insbesondere in dem Zylinder, in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle beziehungsweise Kurbelwelle umgewandelt werden, welche beispielsweise um eine Drehachse relativ zu dem zuvor genannten Gehäuseelement drehbar an dem Gehäuseelement gelagert ist. Dabei umfasst das jeweilige Arbeitsspiel, insbesondere dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine als ein Vier-Takt-Motor ausgebildet ist, genau zwei vollständige Umdrehungen der Abtriebswelle beziehungsweise Kurbelwelle, mithin genau 720 Grad Kurbelwinkel. Das Verfahren ist jedoch auch für andere Motoren wie beispielsweise Zweitaktmotoren verwendbar.In the case of the drive device designed as an internal combustion engine, at least or preferably exactly one valve arrangement can be assigned to the combustion chamber, which is explained in more detail below. In the method, the valve arrangement assigned to the combustion chamber is opened within a respective working cycle of the internal combustion engine. The working cycle is to be understood in particular as follows: The internal combustion engine has an output shaft, via which the internal combustion engine generates torques, in particular for driving Ben of the motor vehicle can provide. The piston can, for example, be coupled to the output shaft, in particular in an articulated manner, so that the output shaft can be driven by the piston and can therefore be rotated, in particular relative to the housing element. In particular when the internal combustion engine is designed as a reciprocating engine, for example, the output shaft can be designed as a crankshaft, the respective rotational position of which the output shaft comes within the respective working cycle or is assumed by the output shaft is also referred to as the crank angle or crank angle degrees. The output shaft, which is designed as a crankshaft, for example, can be connected to the piston in an articulated manner, for example via a connecting rod. As a result, particularly translational movements of the piston, particularly in the cylinder, can be converted into a rotary movement of the output shaft or crankshaft, which is mounted on the housing element such that it can rotate about an axis of rotation relative to the aforementioned housing element. The respective work cycle, particularly when the internal combustion engine is designed as a four-stroke engine, includes exactly two complete revolutions of the output shaft or crankshaft, and therefore exactly 720 degrees of crank angle. However, the method can also be used for other engines such as two-stroke engines.

Bei dem Verfahren werden das Oxidationsmittel und der Kraftstoff in den Brennraum der Antriebseinrichtung eingeleitet. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels kann über die geöffnete Ventilanordnung das Oxidationsmittel, insbesondere Frischluft, in den Brennraum eingeleitet werden. Die Ventilanordnung umfasst beispielsweise wenigstens oder genau ein Einlassventil, insbesondere wenigstens oder genau zwei Einlassventile, wobei unter dem Merkmal, dass die Ventilanordnung geöffnet ist beziehungsweise wird, zu verstehen ist, dass das Einlassventil beziehungsweise die oder alle Einlassventile der Ventilanordnung geöffnet ist, sind, wird beziehungsweise werden beziehungsweise dass wenigstens ein, mehrere oder alle dem Brennraum zugeordnete Einlasskanäle geöffnet ist, sind, wird beziehungsweise werden, wobei über den jeweiligen Einlasskanal dann, wenn er offen ist, das Oxidationsmittel beziehungsweise die Frischluft in den Brennraum einleitbar ist beziehungsweise einströmt, insbesondere innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels.In the method, the oxidizing agent and the fuel are introduced into the combustion chamber of the drive device. Within the respective work cycle, the oxidizing agent, in particular fresh air, can be introduced into the combustion chamber via the open valve arrangement. The valve arrangement comprises, for example, at least or exactly one inlet valve, in particular at least or exactly two inlet valves, the feature that the valve arrangement is or is open being understood to mean that the inlet valve or the or all inlet valves of the valve arrangement is or are open or will or that at least one, several or all of the intake ports assigned to the combustion chamber is, are, will or will be open, with the oxidizing agent or the fresh air being able to be introduced or flowing into the combustion chamber via the respective intake port when it is open, in particular inside of the respective work cycle.

Nach dem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindenden Einleiten des Oxidationsmittels, insbesondere der Frischluft, in den Brennraum, insbesondere über die geöffnete Ventilanordnung, kann die Ventilanordnung geschlossen werden. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Einlassventil beziehungsweise die oder alle Einlassventile der Ventilanordnung geschlossen werden kann beziehungsweise werden können, sodass dann das Einlassventil beziehungsweise die oder alle Einlassventile geschlossen sein kann beziehungsweise sein können. Insbesondere nach dem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindenden schließen und somit bei geschlossener Ventilanordnung, das heißt bei geschlossenem Einlassventil beziehungsweise bei geschlossenen Einlassventilen, kann innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels ein das Oxidationsmittel beziehungsweise die Frischluft umfassendes Gemisch in dem Brennraum mittels des Kolbens verdichtet werden, insbesondere derart, dass insbesondere dann, wenn die Antriebseinrichtung beispielhaft als ein Hubkolbenmotor ausgebildet ist, sich innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Kolben in Richtung seines oberen Totpunkts bewegt und dabei beispielsweise zumindest eine Teil einer Strecke oder eines Wegs zurücklegt, die beziehungsweise der sich von einem unteren Totpunkt des Kolbens bis zu seinem oberen Totpunkt, insbesondere durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei, erstreckt.After the oxidizing agent, in particular the fresh air, has been introduced into the combustion chamber, in particular via the open valve arrangement, the valve arrangement can be closed within the respective working cycle. This is to be understood in particular as meaning that the inlet valve or the or all inlet valves of the valve arrangement can be closed, so that the inlet valve or the or all inlet valves can then be closed. In particular after the closing that takes place within the respective working cycle and thus with the valve arrangement closed, i.e. with the intake valve or intake valves closed, a mixture comprising the oxidizing agent or the fresh air can be compressed in the combustion chamber by means of the piston within the respective working cycle, in particular in such a way that in particular when the drive device is designed, for example, as a reciprocating piston engine, the piston moves towards its top dead center within the respective working cycle and, for example, covers at least part of a distance or path that extends from a bottom dead center of the piston up to its top dead center, in particular continuously or without interruption.

Das zuvor genannte Gemisch umfasst beispielsweise auch den insbesondere flüssigen Kraftstoff, welcher innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird. Beispielsweise ist dem Brennraum wenigstens oder genau eine Ventileinrichtung zugeordnet, welche beispielsweise wenigstens oder genau ein Auslassventil oder wenigstens oder genau zwei Auslassventile umfasst. Über die Ventileinrichtung kann insbesondere dann, wenn die Ventileinrichtung innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels geöffnet ist, ein Abgas aus dem Brennraum ausströmen, wobei das Abgas daraus resultiert, dass das Gemisch innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels gezündet und in der Folge zumindest teilweise verbrannt wird. Unter dem Merkmal, dass die Ventileinrichtung geöffnet wird beziehungsweise ist, ist insbesondere zu verstehen, dass das Auslassventil beziehungsweise die oder alle Auslassventile geöffnet wird, werden, ist beziehungsweise sind. Unter dem Merkmal, dass die Ventilanordnung geschlossen wird beziehungsweise ist, ist insbesondere zu verstehen, dass das jeweilige Auslassventil beziehungsweise die oder alle Auslassventile geschlossen wird, werden, ist beziehungsweise sind. Das zuvor genannte, innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindende und mittels des Kolbens bewirkte Verdichten des Gemisches kann insbesondere stattfinden, während die Ventilanordnung und die Ventileinrichtung, insbesondere gleichzeitig, geschlossen sein können.The aforementioned mixture also includes, for example, the fuel, in particular liquid fuel, which is introduced into the combustion chamber within the respective working cycle, in particular injected directly. For example, at least or precisely one valve device is assigned to the combustion chamber, which valve device comprises, for example, at least or precisely one exhaust valve or at least or precisely two exhaust valves. An exhaust gas can flow out of the combustion chamber via the valve device, in particular when the valve device is open within the respective working cycle, the exhaust gas resulting from the fact that the mixture is ignited within the respective working cycle and is subsequently at least partially burned. The feature that the valve device is or is opened is to be understood in particular as meaning that the outlet valve or the or all outlet valves is, will, is or are open. The feature that the valve arrangement is or is closed is to be understood in particular as meaning that the respective outlet valve or the or all outlet valves is, will, is or are closed. The aforementioned compression of the mixture, which takes place within the respective working cycle and is brought about by means of the piston, can take place in particular while the valve arrangement and the valve device can be closed, in particular simultaneously.

Bei dem Verfahren wird wenigstens ein zusätzlicher, von dem Kraftstoff unterschiedlicher, erster Stoff in den Brennraum, insbesondere direkt, eingebracht. Vorzugweise wird der erste Stoff innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels über die geöffnete Ventilanordnung und/oder insbesondere während die Ventilanordnung und vorzugsweise auch die Ventileinrichtung geschlossen ist, mittels wenigstens eines zusätzlich zu der Ventilanordnung und vorzugsweise auch zusätzlich zu der Ventileinrichtung vorgesehenen Ventilelements in den Brennraum eingebracht.In the method, at least one additional first substance, different from the fuel, is introduced into the combustion chamber, in particular directly. Preferably, the first substance is inner half of the respective working cycle via the open valve arrangement and/or in particular while the valve arrangement and preferably also the valve device is closed, introduced into the combustion chamber by means of at least one valve element provided in addition to the valve arrangement and preferably also in addition to the valve device.

Bei dem ersten Stoff kann es sich um ein Stoffgemisch handeln. Der erste Stoff kann in flüssiger, fester oder in gasförmiger Form in den Brennraum eingebracht werden. Somit kann der erste Stoff, insbesondere beim Einbringen in den Brennraum, als Flüssigkeit, als Gas oder als Feststoff vorliegen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Stoff um ein Fluid. Vorzugsweise wird das Fluid innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mittels des Ventilelements in den Brennraum, insbesondere direkt, eingeblasen. Das Einblasen des Fluids in den Brennraum wird auch als Zusatzeinblasung bezeichnet, die innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindet.The first substance can be a mixture of substances. The first substance can be introduced into the combustion chamber in liquid, solid or gaseous form. The first substance can therefore be present as a liquid, as a gas or as a solid, in particular when it is introduced into the combustion chamber. The first substance is preferably a fluid. The fluid is preferably blown into the combustion chamber, in particular directly, within the respective working cycle by means of the valve element. The injection of the fluid into the combustion chamber is also referred to as additional injection, which takes place within the respective work cycle.

Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb, insbesondere befeuerten Betrieb, der Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der in den Brennraum eingebrachte erste Stoff durch Atomzerfall und/oder wenigstens eine chemische Reaktion zu wenigstens einem von dem ersten Stoff unterschiedlichen, zweiten Stoff reagiert beziehungsweise zerfällt, welcher bei Normbedingungen sowie bei Bedingungen innerhalb des Brennraums, insbesondere vor der Zündung, ein höheres Volumen einnimmt als der erste Stoff, wodurch eine Druckerhöhung in dem Brennraum, das heißt eine Erhöhung der Verdichtung bzw. des Drucks bewirkt wird und vorzugsweise eine daraus resultierende Selbstzündung des Gemisches, insbesondere bei oder nach dessen durch den Kolben bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung, bewirkt wird. Es können ein erster Stoff oder mehrere erste Stoffe vorliegen, welche als Edukt beziehungsweise Edukte bezeichnet werden können. Es können ein zweiter Stoff oder mehrere zweite Stoffe vorliegen, welche als Produkt, insbesondere Reaktionsprodukt, beziehungsweise Produkte, insbesondere Reaktionsprodukte, bezeichnet werden können. Das Reaktionsprodukt beziehungsweise die Reaktionsprodukte erweitern in Summe das Volumen gegenüber dem Edukt beziehungsweise den Edukten. Der zweite Stoff kann insbesondere als sekundärer Stoff bezeichnet werden. Bei dem zweiten Stoff kann es sich um ein Stoffgemisch handeln. Der zweite Stoff kann in flüssiger, fester oder in gasförmiger Form im Brennraum vorliegen.In order to be able to implement a particularly efficient and thus fuel-efficient operation, in particular fired operation, of the drive device, it is provided according to the invention that within the respective working cycle the first substance introduced into the combustion chamber is converted by atomic decomposition and/or at least one chemical reaction to at least one of second substance, which is different from the first substance, reacts or decomposes, which takes up a higher volume than the first substance under standard conditions and under conditions within the combustion chamber, in particular before ignition, causing an increase in pressure in the combustion chamber, i.e. an increase in compression or of the pressure is effected and preferably a resultant self-ignition of the mixture is effected, in particular at or after its maximum geometric compression effected by the piston. A first substance or several first substances can be present, which can be referred to as starting material or starting materials. A second substance or several second substances can be present, which can be referred to as a product, in particular a reaction product, or products, in particular a reaction product. The total volume of the reaction product or the reaction products increases compared to the starting material or the starting materials. The second substance can in particular be referred to as a secondary substance. The second substance can be a mixture of substances. The second substance can be in liquid, solid or gaseous form in the combustion chamber.

Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Insbesondere wenn die Antriebseinrichtung als Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist, kann dadurch, dass der Kolben beispielsweise in seinem oberen Totpunkt bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird, insbesondere während die Ventileinrichtung und vorzugsweise auch die Ventilanordnung geschlossen sind, zunächst ohne Betrachtung des Atomzerfalls und/oder der chemischen Reaktion des ersten Stoffs, das Gemisch mittels des Kolbens maximal geometrisch verdichtet werden, wobei beispielsweise die maximale geometrische Verdichtung des Gemisches dann vorliegt, wenn sich der Kolben in seinem oberen Totpunkt befindet und insbesondere die Ventilanordnung sowie vorzugsweise auch die Ventileinrichtung geschlossen sind beziehungsweise wenn ein Volumen des Brennraums innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels minimal ist und insbesondere die Ventilanordnung sowie vorzugsweise auch die Ventileinrichtung geschlossen sind. Über diese, maximale geometrische und mittels des Kolbens bewirkbare oder bewirkte Verdichtung des Gemisches hinaus wird durch den Atomzerfall und/oder die chemische Reaktion des ersten Stoffs, welche insbesondere dann stattfinden, während die Ventilanordnung und vorzugsweise auch die Ventileinrichtung geschlossen sind, eine Zusatz- oder Nachverdichtung des Gemisches bewirkt, da in Folge des Atomzerfalls und/oder der chemischen Reaktion der erste Stoff, insbesondere mehrere Edukte, zumindest teilweise in den zweiten Stoff, insbesondere mehrere Reaktionsprodukte, umgewandelt ist, welcher bei Normbedingungen das höhere Volumen einnimmt als der erste Stoff. Somit tritt bei aufgrund des Atomzerfalls und/oder der chemischen Reaktion eine Volumenerweiterung des zweiten Stoffs bezogen auf den ersten Stoff auf, wodurch der Atomzerfall und/oder die chemische Reaktion insbesondere als Volumenerweiterungsmechanismus bezeichnet werden können. Daraus resultiert in dem Brennraum die Druckerhöhung, wobei nicht ausgeschlossen werden soll, dass die Reaktionsprodukte dieses Volumenerweiterungsmechanismus nicht auch dann am Verbrennungsprozess teilnehmen und/oder eine zusätzliche exotherme Nachreaktion- oder Kettenreaktion hervorrufen können. Hierdurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Antriebseinrichtungen, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen, bei denen das Gemisch nur durch die maximale geometrische Verdichtung des Kolbens verdichtet wird und eine Zusatz- beziehungsweise Nachverdichtung durch Atomzerfall und/oder durch die chemische Reaktion des in den Brennraum eingebrachten ersten Stoffs unterbleibt, der energetische Wirkungsgrad der Antriebseinrichtung, insbesondere der auch als Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine, erhöht werden.This is to be understood in particular as follows: In particular if the drive device is designed as an internal combustion engine, in particular as a reciprocating piston machine, the fact that the piston can be moved or is moved, for example in its top dead center, in particular while the valve device and preferably also the valve arrangement are closed, initially without considering the atomic decay and/or the chemical reaction of the first substance, the mixture can be maximally geometrically compressed by means of the piston, with, for example, the maximum geometric compression of the mixture occurring when the piston is at its top dead center and in particular the valve arrangement as well as preferably the valve device is also closed or when a volume of the combustion chamber is minimal within the respective working cycle and in particular the valve arrangement and preferably also the valve device are closed . Beyond this maximum geometric compression of the mixture that can be effected or caused by the piston, the atomic decomposition and/or the chemical reaction of the first substance, which take place in particular while the valve arrangement and preferably also the valve device are closed, results in an additional or The mixture is recompacted because, as a result of the atomic decomposition and/or the chemical reaction, the first substance, in particular several reactants, is at least partially converted into the second substance, in particular several reaction products, which, under standard conditions, occupies a larger volume than the first substance. Thus, due to the atomic decay and/or the chemical reaction, a volume expansion of the second substance occurs in relation to the first substance, as a result of which the atomic decay and/or the chemical reaction can in particular be referred to as a volume expansion mechanism. This results in the pressure increase in the combustion chamber, although it should not be ruled out that the reaction products of this volume expansion mechanism then also take part in the combustion process and/or can cause an additional exothermic after-reaction or chain reaction. In comparison to conventional drive devices, in particular internal combustion engines, in which the mixture is compressed only by the maximum geometric compression of the piston and additional or post-compression due to atomic decay and/or due to the chemical reaction of the first substance introduced into the combustion chamber, the energetic efficiency of the drive device, in particular the internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine, can be increased.

Unter der Druckerhöhung kann somit insbesondere verstanden werden, dass der Druck im Brennraum infolge der chemischen Reaktion und/oder des Atomzerfalls höher ist als bei einer herkömmlichen Antriebseinrichtung, bei welcher das Einbringen des ersten Stoffs beziehungsweise die chemische Reaktion und/oder der Atomzerfall unterbleibt.The pressure increase can thus be understood in particular to mean that the pressure in the combustion chamber as a result of the chemical reaction and/or atomic decomposition is higher than in a conventional drive device in which the introduction of the first substance or the chemical reaction and/or atomic decomposition does not take place.

Unter dem Atomzerfall kann insbesondere verstanden werden, dass eine Atomsorte beziehungsweise ein Atomkern des ersten Stoffs vor dem Atomzerfall in Folge des Atomzerfalls unterschiedlich von einer Atomsorte beziehungsweise einem Atomkern nach dem Atomzerfall ist oder, dass die Atomsorte beziehungsweise der Atomkern des ersten Stoffs vor dem Atomzerfall unterschiedlich von einer Atomsorte beziehungsweise einem Atomkern des zweiten Stoffs ist, wobei der zweite Stoff in Folge des Atomzerfalls aus dem ersten Stoff entsteht. Bei dem Atomzerfall kann es sich um einen insbesondere als Kernzerfall bezeichneten radioaktiven Zerfall oder um eine Kernreaktion, insbesondere Kernspaltung, handeln. Bei der chemischen Reaktion kann es sich beispielsweise um eine insbesondere als Dissoziation oder Zerfall bezeichnete Dissoziationsreaktion, insbesondere thermische Dissoziation, handeln. Bei der Dissoziation kann es sich insbesondere um einen Molekülzerfall handeln, was bedeutet, dass ein Molekül in Atome beziehungsweise Elemente oder in wenigstens ein von dem Molekül unterschiedliches, weiteres Molekül, insbesondere thermisch, zerfällt. Der erste Stoff beziehungsweise mehrere erste Stoffe sind das Edukt beziehungsweise Edukte und der zweite Stoff beziehungsweise mehrere zweite Stoffe sind das Produkt beziehungsweise Produkte der chemischen Reaktion.Atomic decay can be understood in particular to mean that an atomic type or an atomic nucleus of the first substance before atomic decay as a result of atomic decay is different from an atomic type or an atomic nucleus after atomic decay or that the atomic type or atomic nucleus of the first substance before atomic decay is different is of a type of atom or an atomic nucleus of the second substance, the second substance being formed from the first substance as a result of atomic decay. The atomic decay can be a radioactive decay, referred to in particular as nuclear decay, or a nuclear reaction, in particular nuclear fission. The chemical reaction can be, for example, a dissociation reaction referred to in particular as dissociation or decomposition, in particular thermal dissociation. The dissociation can in particular be a molecule breakdown, which means that a molecule breaks down, in particular thermally, into atoms or elements or into at least one other molecule that is different from the molecule. The first substance or several first substances are the reactant or reactants and the second substance or several second substances are the product or products of the chemical reaction.

Die Normbedingungen können insbesondere als Standardbedingungen oder STP-Bedingungen bezeichnet werden, wobei bei den Normbedingungen eine Temperatur von 273,15 Kelvin und ein Druck von 1 bar vorliegt. Zudem kann unter den Normbedingungen insbesondere verstanden werden, dass der erste Stoff und der zweite Stoff sich in einem nicht abgeschlossenen Behältnis befinden, wodurch die Stoffe, wenn sie als Gase vorliegen, jeweils ihr molares Normvolumen von 22,4 Litern pro Mol einnehmen können. Der erste Stoff kann beispielsweise als chemische Verbindung, insbesondere als Molekül, als Reinstoff, als Element, als Atom oder als Stoffgemisch vorliegen. Der zweite Stoff kann beispielsweise als chemische Verbindung, als Reinstoff, als Element, als Molekül, als Atom oder als Stoffgemisch vorliegen. Beispielsweise kann der erste Stoff ein Gas sein, welches, zu zwei zweiten Stoffen reagiert, welche als Gas vorliegen, wobei die Stoffmenge des ersten Stoffs und somit des Edukts geringer sein kann als eine Summe der Stoffmengen der zweiten Stoffe und somit der Edukte, wodurch das Volumen des ersten Stoffs geringer sein kann als das Volumen der zweiten Stoffe. Zum Beispiel kann Wasserstoffperoxid als der erste Stoff zu Wasserstoff und Sauerstoff als die zweiten Stoffe zerfallen. Dabei können ein Mol von Wasserstoffperoxid als ersten Stoff bei Normbedingungen ein erstes Volumen von 22,4 Litern einnehmen und ein Mol Wasserstoff und ein Mol Sauerstoff als zweite Stoffe gemeinsam ein Volumen von 44,8 Litern einnehmen, woraus sich aus der chemischen Reaktion die Volumenerweiterung ergeben kann.The standard conditions can in particular be referred to as standard conditions or STP conditions, with the standard conditions having a temperature of 273.15 Kelvin and a pressure of 1 bar. In addition, the standard conditions can be understood in particular to mean that the first substance and the second substance are in an open container, which means that the substances, if they are present as gases, can each assume their molar standard volume of 22.4 liters per mole. The first substance can be present, for example, as a chemical compound, in particular as a molecule, as a pure substance, as an element, as an atom or as a mixture of substances. The second substance can be present, for example, as a chemical compound, as a pure substance, as an element, as a molecule, as an atom or as a mixture of substances. For example, the first substance can be a gas, which reacts to form two second substances, which are present as a gas, in which case the amount of substance of the first substance and thus of the starting material can be less than a sum of the amounts of substance of the second substances and thus of the starting materials, whereby the Volume of the first substance can be less than the volume of the second substances. For example, hydrogen peroxide as the first species can decompose into hydrogen and oxygen as the second species. One mole of hydrogen peroxide as the first substance can occupy a first volume of 22.4 liters under standard conditions and one mole of hydrogen and one mole of oxygen as the second substances together can occupy a volume of 44.8 liters, which results in the chemical reaction expanding the volume can.

Im Brennraum kann der zweite Stoff gegenüber dem ersten Stoff kein höheres Volumen einnehmen, da das Volumen des Brennraums durch den Kolben beziehungsweise Brennraumwände begrenzt ist. Dadurch resultiert die Druckerhöhung, worunter insbesondere zu verstehen ist, dass beim Vorliegen des ersten Stoffs ein erster Druck und beim Vorliegen des zweiten Stoffs ein gegenüber dem ersten Druck größerer, zweiter Druck, in dem Brennraum herrscht, wobei die Druckerhöhung infolge der chemischen Reaktion oder des Atomzerfalls stattfindet. Beispielsweise kann der zweite Druck um wenigstens 0,5 bar, vorzugsweise wenigstens 1,0 bar oder 5,0 bar höher sein als der erste Druck.In the combustion chamber, the second substance cannot take up a larger volume than the first substance, since the volume of the combustion chamber is limited by the piston or the combustion chamber walls. This results in the pressure increase, which means in particular that when the first substance is present there is a first pressure and when the second substance is present there is a second pressure that is greater than the first pressure in the combustion chamber, with the pressure increase as a result of the chemical reaction or the atomic decay takes place. For example, the second pressure can be at least 0.5 bar, preferably at least 1.0 bar or 5.0 bar higher than the first pressure.

Vorzugsweise ist der erste Stoff inert, beispielsweise ein inertes Gas oder eine inerte Flüssigkeit, und nimmt dadurch nicht an der Verbrennung Teil, worunter insbesondere zu verstehen ist, dass der erste Stoff, insbesondere während die Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum ablaufen, nicht mit Sauerstoff der in dem Brennraum vorhanden Luft zu dem zweiten Stoff reagiert und somit oxidiert. Mit anderen Worten ausgedrückt handelt es sich bei der chemischen Reaktion um keine insbesondere als Oxidation bezeichnete Oxidationsreaktion. Das hätte den Vorteil bzw. die Eigenschaft, dass durch Einbringung, Einblasung bzw. Einspritzung des ersten Stoffs lediglich der Druck (und die Temperatur) verändert wird aber nicht das Verbrennungsluftverhältnis Lambda. Vorzugsweise weist der erste Stoff eine besonders geringe Affinität auf, worunter insbesondere zu verstehen ist, dass der erste Stoff eine besonders geringe Neigung aufweist mit Sauerstoff zu reagieren. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Stoff nicht um Luft und nicht um Wasser. Die chemische Reaktion kann exotherm oder endotherm sein. Ein Energiebeitrag, insbesondere bezogen auf die Verbrennungsvorgänge, kann dabei vernachlässigbar und somit quasi irrelevant sein, sofern die chemische Reaktion nicht enorm endotherm und somit besonders endotherm abläuft.The first substance is preferably inert, for example an inert gas or an inert liquid, and therefore does not take part in the combustion, which means in particular that the first substance, in particular while the combustion processes are taking place in the combustion chamber, does not react with oxygen in The air present in the combustion chamber reacts to form the second substance and is therefore oxidized. In other words, the chemical reaction is not an oxidation reaction specifically referred to as oxidation. This would have the advantage or the property that only the pressure (and the temperature) is changed by introducing, blowing in or injecting the first substance, but not the combustion air ratio lambda. The first substance preferably has a particularly low affinity, which means in particular that the first substance has a particularly low tendency to react with oxygen. Preferably, the first substance is not air and not water. The chemical reaction can be exothermic or endothermic. An energy contribution, in particular related to the combustion processes, can be negligible and thus virtually irrelevant, provided that the chemical reaction is not extremely endothermic and therefore particularly endothermic.

Die chemische Reaktion oder der Atomzerfall des ersten Stoffs ist somit eine nachträgliche beziehungsweise zusätzlich zur mittels des Kolbens bewirkbaren, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches vorgesehene Verdichtung, wodurch sich ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb der Antriebseinrichtung realisieren lässt. Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die chemische Reaktion oder der Atomzerfall des ersten Stoffs derart durchgeführt wird, dass durch die chemische Reaktion oder durch den Atomzerfall innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels eine Zündung in Form einer Selbstzündung des Gemisches bewirkt wird, wobei diese Selbstzündung vorzugsweise bei oder nach oder vor der mittels des Kolbens bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches stattfindet, das heißt beginnt, da es bei besonders geringer Geschwindigkeit eines Verbrennungsprozesses sinnvoll sein kann, die Selbstzündung bereits vor dem oberen Totpunkt (OT) zu beginnen. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann ein Zündzeitpunkt beziehungsweise Zündwinkel, zu welchem das Gemisch per Selbstzündung zündet beziehungsweise gezündet wird, bei oder nach oder vor dem Punkt beziehungsweise Zeitpunkt der maximalen geometrischen, durch den Kolben bewirkten Verdichtung, das heißt insbesondere nach dem oberen Totpunkt des Kolbens liegen. Der Zündzeitpunkt beziehungsweise Zündwinkel kann somit direkt durch das Einbringen des ersten Stoffs, insbesondere durch dessen Beginn und/oder Geschwindigkeit, und/oder durch einen Beginn beziehungsweise einen Start des Atomzerfalls oder der chemischen Reaktion eingestellt beziehungsweise gesteuert oder geregelt werden. Somit kann ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb realisiert werden. Vorteilhaft ist, dass auch gering klopffeste Kraftstoffe bzw. Kraftstoffe mit weit streuender Selbstzündungstemperatur so gezielt zur Selbstzündung am bzw. nach dem oberen Totpunkt gebracht werden können, was allein über Kinematik bzw. Ventiltrieb schwieriger bzw. gar nicht realisierbar wäre. Bei Kraftstoffen mit gut vorhersagbarer und ggf. hoher Selbstzündungstemperatur würde dieses Verfahren zu einer Absenkung der mittleren Zylindertemperatur führen, weil im Verdichtungstakt die Temperatur zum oberen Totpunkt (OT) hin nicht so schnell und/oder stark ansteigt als wie bei einer kinematisch gesteuerten Selbstzündung. Letzteres bringt vermutlich keinen wesentlichen Verbrauchsvorteil aber einen Kostenvorteil, weil die in der direkten Umgebung verbauten Maschinenelemente weniger hochtemperaturfest sein müssen und sich die Kühlung bzw. die Auslegung des Kühlsystems vermutlich einfacher gestaltet bzw. kleiner dimensionieren lässt, was folglich ebenfalls Kosten sparen kann Insbesondere werde ein Beginn oder Startzeitpunkt, zu welchem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mit dem Einbringen des ersten Stoffs begonnen wird, und/oder bei welchem der Atomzerfall oder die chemische Reaktion startet, derart abgestimmt, dass die Zündung bzw. Selbstzündung des Gemisches nicht vor dem oberen Totpunkt, sondern danach geschieht.The chemical reaction or the atomic decomposition of the first substance is therefore a subsequent or in addition to the means of the piston achievable, maximum geometric compression of the mixture provided compression, whereby a particularly efficient operation of the drive device can be realized. Furthermore, it is provided according to the invention that the chemical reaction or the atomic decomposition of the first substance is carried out in such a way that the chemical reaction or the atomic decomposition within the respective working cycle causes ignition in the form of self-ignition of the mixture, this self-ignition preferably occurring at or after or before the maximum geometric compression of the mixture effected by the piston, that is to say begins, since it can be useful at a particularly low speed of a combustion process to begin self-ignition before top dead center (TDC). In other words, an ignition time or ignition angle at which the mixture ignites or is ignited by self-ignition can be at or after or before the point or time of the maximum geometric compression caused by the piston, i.e. in particular after the top dead center of the piston lie. The ignition time or ignition angle can thus be set or controlled or regulated directly by introducing the first substance, in particular by its beginning and/or speed, and/or by a beginning or start of atomic decomposition or the chemical reaction. A particularly efficient and therefore fuel-efficient operation can thus be implemented. It is advantageous that even low knock-resistant fuels or fuels with widely varying self-ignition temperatures can be made to self-ignite in a targeted manner at or after top dead center, which would be more difficult or impossible to achieve solely via kinematics or valve train. In the case of fuels with an easily predictable and possibly high self-ignition temperature, this method would lead to a reduction in the average cylinder temperature, because in the compression stroke the temperature towards top dead center (TDC) does not rise as quickly and/or as much as with kinematically controlled self-ignition. The latter probably does not bring any significant consumption advantage but a cost advantage, because the machine elements installed in the immediate vicinity do not have to be as resistant to high temperatures and the cooling or the design of the cooling system can probably be designed more easily or have smaller dimensions, which can consequently also save costs Beginning or start time at which the introduction of the first substance begins within the respective working cycle and/or at which the atomic decomposition or the chemical reaction starts, coordinated in such a way that the ignition or self-ignition of the mixture does not occur before top dead center, but afterwards happens.

Die Erfindung basiert insbesondere auf folgenden Erkenntnissen und Überlegungen. Der Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors wird im Wesentlichen durch zwei Prozessgrößen bestimmt: eine erste der Prozessgrößen ist die Länge des Expansionswegs, mithin des zuvor genannten Wegs vom oberen Totpunkt in den unteren Totpunkt beziehungsweise umgekehrt. Genauer ausgedrückt ist die erste Prozessgröße ein effektiver Expansionsweg und somit ein Weg, den der Kolben zwischen Zündungszeitpunkt und Auslassventilöffnung zurücklegt. Der Zündungszeitpunkt beziehungsweise ein Verbrennungsbeginn kann zumindest näherungsweise im Bereich des oberen Totpunkts stattfinden. Die Auslassventilöffnung kann zumindest näherungsweise im Bereich des unteren Totpunkts stattfinden. Die zweite Prozessgröße ist der so genannte Kolben- oder Brennraummitteldruck, also eigentlich der Wert der Integration über pdV - bedingt durch pmax und pmin - und damit letztendlich durch p_mittel. Üblicherweise ist der Kolbenmitteldruck beziehungsweise seine Anhebung, die aus Sicht der Wirkungsgradsteigerung erwünscht wäre, technisch-konzeptionell durch physikalische Eigenschaften des Kraftstoffs begrenzt. Wird als der Kraftstoff ein Benzin beziehungsweise Ottokraftstoff verwendet, so ist der Kolbenmitteldruck durch die Klopffestigkeit des Ottokraftstoffes begrenzt. Wird als der Kraftstoff ein Dieselkraftstoff verwendet, so ist der Kolbenmitteldruck durch den Druck beziehungsweise die Temperatur begrenzt, bei dem beziehungsweise bei der es zur Selbstzündung kommt. Beide Grenzen machen eine Anhebung von pmax beziehungsweise T_max insbesondere im Hinblick auf den Wirkungsgrad ohne nennenswerte, konstruktive und/oder softwaretechnische Änderungen unmöglich. Durch den Atomzerfall oder die chemische Reaktion des ersten Stoffs kann jedoch die Verdichtung des Gemisches über die mittels des Kolbens bewirkbare beziehungsweise bewirkte, maximale geometrische Verdichtung hinaus verdichtet werden, vorteilhafter Weise bis mindestens hin zur Selbstzündungsgrenze, sodass ein besonders vorteilhafter Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine darstellbar ist. Durch den Atomzerfall oder die chemische Reaktion kann ein Druckanstieg im Brennraum besonders beschleunigt und ein Maximaldruck besonders erhöht werden, wodurch der Wirkungsgrad verbessert werden kann, weil der insbesondere als Basis-Kraftstoff bezeichnete Kraftstoff, welcher einen Hauptanteil einer im Brennraum freigesetzten Energie bereitstellt, stärker verdichtet wird als dies allein durch kinematische Randbedingungen einer starrkörpermechanischen Volumenverringerung des Brennraums mittels des Kolbens möglich wäre. Durch den Atomzerfall oder die chemische Reaktion kann beispielsweise die über die maximale geometrische Verdichtung des Gemisches hinausgehende, maximale Verdichtung des Gemisches hinter den oberen Totpunkt des Kolbens verschoben werden im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren, bei welchen die chemische Reaktion oder der Atomzerfall unterbleibt. Somit kann der erste Stoff mit solchen Eigenschaften, welche zu dem Atomzerfall oder der chemischen Reaktion führen, die Selbstzündung triggern und zusätzlich die Verdichtung des reaktiven Gemischs beziehungsweise eines reaktiven Gemischanteils besonders stark zu erhöhen. Der Expansionsweg beeinflusst auch den Kolbenmitteldruck. Somit kann gesagt werden, dass der Wirkungsgrad umso höher ist, je größer die Differenz zwischen A) pmax und B) pmin ist. Das erreicht man A) durch Erhöhung von pmax, also der Verdichtung und/oder B) durch Verringerung von pmin also durch Verlängerung des Expansionsweges.The invention is based in particular on the following findings and considerations. The efficiency of an internal combustion engine is essentially determined by two process variables: a first of the process variables is the length of the expansion path, ie the previously mentioned path from top dead center to bottom dead center or vice versa. To put it more precisely, the first process variable is an effective expansion path and thus a path that the piston travels between the point of ignition and the opening of the exhaust valve. The point of ignition or the start of combustion can take place at least approximately in the region of top dead center. The exhaust valve opening can take place at least approximately in the area of bottom dead center. The second process variable is the so-called piston or combustion chamber mean pressure, i.e. actually the value of the integration over pdV - caused by pmax and pmin - and thus ultimately by p_mean. Usually, the piston mean pressure or its increase, which would be desirable from the point of view of increasing efficiency, is technically and conceptually limited by the physical properties of the fuel. If a gasoline or Otto fuel is used as the fuel, then the mean piston pressure is limited by the knock resistance of the Otto fuel. If a diesel fuel is used as the fuel, then the mean piston pressure is limited by the pressure or the temperature at which or at which self-ignition occurs. Both limits make it impossible to increase pmax or T_max, in particular with regard to efficiency, without significant design and/or software changes. Due to the atomic decay or the chemical reaction of the first substance, however, the compression of the mixture can be increased beyond the maximum geometric compression that can be effected or caused by the piston, advantageously at least up to the self-ignition limit, so that a particularly advantageous efficiency of the internal combustion engine can be achieved. As a result of the atomic decay or the chemical reaction, a pressure increase in the combustion chamber can be accelerated and a maximum pressure can be increased in particular, which means that the efficiency can be improved because the fuel, which is referred to in particular as the base fuel and which provides a major proportion of the energy released in the combustion chamber, is compressed more strongly than this would be possible solely through the kinematic boundary conditions of a rigid body mechanical volume reduction of the combustion chamber by means of the piston. Through the atomic decay or the chemical reaction, for example, the maximum geomet ric compression of the mixture, the maximum compression of the mixture can be shifted past the top dead center of the piston compared to conventional internal combustion engines, in which the chemical reaction or atomic decomposition does not take place. Thus, the first substance with such properties that lead to the atomic decomposition or the chemical reaction can trigger the self-ignition and additionally increase the compression of the reactive mixture or a reactive mixture portion in a particularly strong manner. The expansion path also influences the mean effective pressure of the piston. It can thus be said that the greater the difference between A) pmax and B) pmin, the higher the efficiency. This is achieved A) by increasing pmax, i.e. the compression, and/or B) by reducing pmin, i.e. by lengthening the expansion path.

Es sind einige Variablen denkbar:

  • - Wahl und Anzahl der Kraftstoffe (Benzin, Diesel... ggf. in Kombination mit anderen Kraftstoffen z. B. Erdgas...)
  • - Fremdzündung oder Selbstzündung (ggf. betriebspunktabhängig - Querwirkung zur Konzeption des Motorstarts)
  • - Techn. Konzept zur Bereitstellung eines notwendigen Einspritzdrucks beziehungsweise Einpressdruckes des ersten Stoffs (Verdichterrad vs. Hubkolbenpumpe... ; Energiequelle für die Verdichtung: Abgasdruck und/oder Kurbelwelle und/oder elektrisches Bordnetz...)
  • - Gemisch des ersten Stoffs für die Nachverdichtung (flüssig/gasförmig, inert ja/nein, Mischungsverhältnis, Quelle: mitgeführtes Fluid, mehrere Einbringelemente vs. kombiniert)
A few variables are conceivable:
  • - Choice and number of fuels (petrol, diesel... possibly in combination with other fuels, e.g. natural gas...)
  • - External ignition or self-ignition (possibly depending on the operating point - interference with the design of the engine start)
  • - Technical concept for providing a necessary injection pressure or injection pressure of the first substance (compressor wheel vs. reciprocating pump...; energy source for compression: exhaust gas pressure and/or crankshaft and/or electrical system...)
  • - Mixture of the first substance for post-compression (liquid/gaseous, inert yes/no, mixing ratio, source: entrained fluid, multiple injection elements vs. combined)

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Antriebseinrichtung den Kolben, welcher den Brennraum teilweise begrenzt. Dabei ist der Kolben, insbesondere translatorisch, bewegbar in dem Zylinder angeordnet. Dabei begrenzen der Zylinder und der Kolben jeweils teilweise den Brennraum der Antriebseinrichtung. Dem Brennraum ist wenigstens oder vorzugsweise genau eine Ventilanordnung zugeordnet. Bei dem Verfahren wird innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Antriebseinrichtung die dem Brennraum zugeordnete Ventilanordnung geöffnet. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird über die geöffnete Ventilanordnung das Oxidationsmittel, bei welchem es sich vorzugsweise um Frischluft handelt, in den Brennraum eingeleitet. Die Ventilanordnung umfasst beispielsweise wenigstens oder genau ein Einlassventil, insbesondere wenigstens oder genau zwei Einlassventile, wobei unter dem Merkmal, dass die Ventilanordnung geöffnet ist beziehungsweise wird, zu verstehen ist, dass das Einlassventil beziehungsweise die oder alle Einlassventile der Ventilanordnung geöffnet ist, sind, wird beziehungsweise werden beziehungsweise dass wenigstens ein, mehrere oder alle dem Brennraum zugeordnete Einlasskanäle geöffnet ist, sind, wird beziehungsweise werden, wobei über den jeweiligen Einlasskanal dann, wenn er offen ist, das Oxidationsmittel, insbesondere die Frischluft, in den Brennraum einleitbar ist beziehungsweise einströmt, insbesondere innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels. Nach dem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindenden Einleiten des Oxidationsmittels, insbesondere der Frischluft, in den Brennraum über die geöffnete Ventilanordnung wird die Ventilanordnung geschlossen. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Einlassventil beziehungsweise die oder alle Einlassventile der Ventilanordnung geschlossen wird beziehungsweise werden, sodass dann das Einlassventil beziehungsweise die oder alle Einlassventile geschlossen ist beziehungsweise sind. Insbesondere nach dem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindenden Schließen und somit bei geschlossener Ventilanordnung, das heißt bei geschlossenem Einlassventil beziehungsweise bei geschlossenen Einlassventilen, wird innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels das Oxidationsmittel, insbesondere die Frischluft, oder ein das Oxidationsmittel, insbesondere die Frischluft, umfassendes Gemisch in dem Brennraum mittels des Kolbens verdichtet, insbesondere derart, dass insbesondere dann, wenn die Antriebseinrichtung beispielhaft als ein Hubkolbenmotor ausgebildet ist, sich innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Kolben in Richtung seines oberen Totpunkts bewegt und dabei beispielsweise zumindest einen Teil einer Strecke oder eines Wegs zurücklegt, die beziehungsweise der sich von einem unteren Totpunkt des Kolbens bis zu seinem oberen Totpunkt, insbesondere durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei, erstreckt. Das zuvor genannte Gemisch umfasst beispielsweise auch den insbesondere flüssigen Kraftstoff, welcher innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den Brennraum eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird. Beispielsweise ist dem Brennraum wenigstens oder genau eine Ventileinrichtung zugeordnet, welche beispielsweise wenigstens oder genau ein Auslassventil oder wenigstens oder genau zwei Auslassventile umfasst. Über die Ventileinrichtung kann insbesondere dann, wenn die Ventileinrichtung innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels geöffnet ist, ein Abgas aus dem Brennraum ausströmen, wobei das Abgas daraus resultiert, dass das Gemisch innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels gezündet und in der Folge zumindest teilweise verbrannt wird. Unter dem Merkmal, dass die Ventileinrichtung geöffnet wird beziehungsweise ist, ist insbesondere zu verstehen, dass das Auslassventil beziehungsweise die oder alle Auslassventile geöffnet wird, werden, ist beziehungsweise sind. Unter dem Merkmal, dass die Ventilanordnung geschlossen wird beziehungsweise ist, ist insbesondere zu verstehen, dass das jeweilige Auslassventil beziehungsweise die oder alle Auslassventile geschlossen wird, werden, ist beziehungsweise sind. Das zuvor genannte, innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindende und mittels des Kolbens bewirkte Verdichten des Oxidationsmittels beziehungsweise des Gemisches findet insbesondere statt, während die Ventilanordnung und die Ventileinrichtung, insbesondere gleichzeitig, geschlossen sind. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird mittels wenigstens eines zusätzlich zu der Ventilanordnung vorgesehenen Ventilelements der erste Stoff innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels während und/oder nach und/oder vor dem Verdichten des Oxidationsmittels beziehungsweise des Gemisches und während die Ventilanordnung und vorzugsweise auch die Ventileinrichtung geschlossen ist in den Brennraum eingebracht. Mit anderen Worten ausgedrückt erfolgt das Einbringen des ersten Stoffs innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels während und/oder nach und/oder vor der Verdichtung und bei geschlossener Ventilanordnung mittels des Ventilelements. Dadurch kann der erste Stoff zumindest kurz vor, insbesondere unmittelbar, vor dem gewünschten Start des Atomzerfalls beziehungsweise der chemischen Reaktion in den Brennraum eingebracht werden, wodurch der Start beziehungsweise ein Startzeitpunkt besonders vorteilhaft eingestellt werden kann. Zudem kann ein ungewolltes Abführen des ersten Stoffs aus dem Brennraum über die geöffnete Ventilanordnung vermieden werden.In a further embodiment of the invention, the drive device includes the piston, which partially delimits the combustion chamber. The piston is arranged in the cylinder so that it can move, in particular in a translatory manner. The cylinder and the piston each partially delimit the combustion chamber of the drive device. At least or preferably precisely one valve arrangement is assigned to the combustion chamber. In the method, the valve arrangement assigned to the combustion chamber is opened within the respective working cycle of the drive device. Within the respective work cycle, the oxidizing agent, which is preferably fresh air, is introduced into the combustion chamber via the open valve arrangement. The valve arrangement comprises, for example, at least or exactly one inlet valve, in particular at least or exactly two inlet valves, the feature that the valve arrangement is or is open being understood to mean that the inlet valve or the or all inlet valves of the valve arrangement is or are open or will or that at least one, several or all of the intake ports assigned to the combustion chamber is, are, will or will be open, with the oxidizing agent, in particular the fresh air, being able to be introduced or flowing into the combustion chamber via the respective intake port when it is open, especially within the respective work cycle. After the oxidizing agent, in particular the fresh air, has been introduced into the combustion chamber via the open valve arrangement within the respective working cycle, the valve arrangement is closed. This means in particular that the inlet valve or the or all inlet valves of the valve arrangement is or are closed, so that the inlet valve or the or all inlet valves is or are closed. In particular, after the closing that takes place within the respective working cycle and thus with the valve arrangement closed, i.e. with the intake valve or intake valves closed, the oxidizing agent, in particular the fresh air, or a mixture comprising the oxidizing agent, in particular the fresh air, is contained within the respective working cycle in the Combustion chamber is compressed by means of the piston, in particular in such a way that, in particular when the drive device is designed, for example, as a reciprocating piston engine, the piston moves in the direction of its top dead center within the respective working cycle and, for example, covers at least part of a distance or a path that or which extends from a bottom dead center of the piston to its top dead center, in particular continuously or without interruption. The aforementioned mixture also includes, for example, the fuel, in particular liquid fuel, which is introduced into the combustion chamber within the respective working cycle, in particular injected directly. For example, at least or precisely one valve device is assigned to the combustion chamber, which valve device comprises, for example, at least or precisely one exhaust valve or at least or precisely two exhaust valves. An exhaust gas can flow out of the combustion chamber via the valve device, in particular when the valve device is open within the respective working cycle, the exhaust gas resulting from the fact that the mixture is ignited within the respective working cycle and is subsequently at least partially burned. The feature that the valve device is or is opened is to be understood in particular as meaning that the outlet valve or the or all outlet valves is, will, is or are open. Under the feature that the valve assembly is closed respectively is, it is to be understood in particular that the respective outlet valve or the or all outlet valves is, will, is or are closed. The aforementioned compression of the oxidizing agent or the mixture, which takes place within the respective working cycle and is brought about by means of the piston, takes place in particular while the valve arrangement and the valve device are closed, in particular simultaneously. Within the respective working cycle, by means of at least one valve element provided in addition to the valve arrangement, the first substance within the respective working cycle during and/or after and/or before the compression of the oxidizing agent or the mixture and while the valve arrangement and preferably also the valve device is closed in the introduced combustion chamber. In other words, the first substance is introduced within the respective working cycle during and/or after and/or before the compression and with the valve arrangement closed by means of the valve element. As a result, the first substance can be introduced into the combustion chamber at least shortly before, in particular immediately, before the desired start of the atomic decomposition or the chemical reaction, as a result of which the start or a start time can be set particularly advantageously. In addition, an unintentional discharge of the first substance from the combustion chamber via the open valve arrangement can be avoided.

In weiterer Ausgestaltung wird eine Aktivierungsenergie zum Starten der chemischen Reaktion von im Brennraum vorliegender Wärme aufgebracht, wenn eine im Brennraum vorliegende Temperatur eine Aktivierungstemperatur überschreitet. Mit anderen Worten ausgedrückt ist für den Beginn der chemischen Reaktion eine Aktivierungsenergie erforderlich, sodass die chemische Reaktion ablaufen kann. Die Aktivierungsenergie wird von im Brennraum vorliegender Energie in Form von Wärme aufgebracht, wodurch die chemische Reaktion beginnt, wenn die Temperatur im Brennraum größer ist als eine Aktivierungstemperatur, welche für den Start der chemischen Reaktion erforderlich ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist ein Trigger für die Volumenerweiterung aufgrund der chemischen Reaktion eine Überschreitung einer kritischen Temperatur in dem Brennraum. Dadurch kann der Start der chemischen Reaktion besonders einfach ohne weitere Zusatzmaßnahmen und somit besonders kostengünstig erfolgen.In a further refinement, activation energy is applied to start the chemical reaction of heat present in the combustion chamber when a temperature present in the combustion chamber exceeds an activation temperature. In other words, activation energy is required to start the chemical reaction so that the chemical reaction can proceed. The activation energy is provided by energy present in the combustion chamber in the form of heat, as a result of which the chemical reaction begins when the temperature in the combustion chamber is greater than an activation temperature which is required for the start of the chemical reaction. To put it another way, a trigger for the volume expansion due to the chemical reaction is when a critical temperature in the combustion chamber is exceeded. As a result, the chemical reaction can be started in a particularly simple manner without further additional measures and thus particularly cost-effectively.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Aktivierungsenergie von einer in dem Brennraum angeordneten Fremdzündeinrichtung aufgebracht. Mit anderen Worten ausgedrückt stellt die Fremdzündeinrichtung Energie bereit, wodurch sich die Temperatur im Brennraum beziehungsweise wenigstens die Temperatur des ersten Stoffs derart erhöht, sodass die chemische Reaktion abläuft. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist der Trigger für die Volumenerweiterung mittels der chemischen Reaktion ein Fremdzündungsmechanismus, wodurch der erste Stoff insbesondere als Sekundärkraftstoff bezeichnet werden kann. Dadurch kann der Beginn der chemischen Reaktion besonders vorteilhaft gesteuert werden. Die Fremdzündeinrichtung kann beispielsweise als Zündkerze ausgeführt sein, wodurch die Fremdzündeinrichtung Aktivierungsenergie für die chemische Reaktion in Form einer elektrischen Zündung und/oder eines Lichtbogens aufbringen kann. Bei dem Fremdzündungsmechanismus zum Starten des Atomzerfalls und/oder der chemischen Reaktion kann es vorzugsweise vorgesehen sein, das der insbesondere als Hauptkraftstoff bezeichnete Kraftstoff beziehungsweise das Gemisch nicht entzündet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt werden mittels der Fremdzündeinrichtung die Verbrennungsvorgänge zumindest nicht mittelbar ausgelöst. Das Triggern des Atomzerfalls und/oder der chemischen Reaktion könnte also auch auf eine Art erfolgen, die den Kraftstoff beziehungsweise das Gemisch nicht entzündet beispielsweise mittels Licht, insbesondere UV-Licht, und/oder sonstiger elektromagnetischer Strahlung und/oder Teilchenstrahlung, beispielsweise eine Neutronenquelle oder Elektronenquelle. Eine derart getriggerte Kettenreaktion für den Atomzerfall und/oder die chemische Reaktion kann dann ebenfalls über solche physikalischen Größen erfolgen, beispielsweise durch Emission von UV-Licht und/oder auf thermodynamische Weise, beispielsweise Erhöhung von Druck und/oder Temperatur im Brennraum.In a further embodiment, the activation energy is applied by an external ignition device arranged in the combustion chamber. In other words, the external ignition device provides energy, as a result of which the temperature in the combustion chamber or at least the temperature of the first substance increases in such a way that the chemical reaction takes place. In other words, the trigger for the volume expansion by means of the chemical reaction is an external ignition mechanism, as a result of which the first substance can in particular be referred to as a secondary fuel. As a result, the start of the chemical reaction can be controlled in a particularly advantageous manner. The external ignition device can, for example, be designed as a spark plug, as a result of which the external ignition device can apply activation energy for the chemical reaction in the form of electrical ignition and/or an arc. In the case of the external ignition mechanism for starting the atomic decomposition and/or the chemical reaction, it can preferably be provided that the fuel, which is referred to in particular as the main fuel, or the mixture, is not ignited. In other words, the combustion processes are at least not indirectly triggered by means of the external ignition device. The triggering of the atomic decay and/or the chemical reaction could also take place in a way that does not ignite the fuel or the mixture, for example by means of light, in particular UV light, and/or other electromagnetic radiation and/or particle radiation, for example a neutron source or electron source. A chain reaction triggered in this way for atomic decay and/or the chemical reaction can then also take place via such physical quantities, for example by emitting UV light and/or in a thermodynamic manner, for example increasing the pressure and/or temperature in the combustion chamber.

In weiterer Ausgestaltung ist der erste Stoff ein insbesondere als zusätzliches Fluid oder Zusatzfluid bezeichnetes Fluid oder das Zusatzfluid ist zusätzlich zu dem ersten Stoff vorgesehen und somit zu dem ersten Stoff unterschiedlich, wobei durch das Einbringen des Zusatzfluids, insbesondere durch das Einblasen des Zusatzfluids, eine Druckerhöhung in dem Brennraum, das heißt eine Erhöhung der Verdichtung bzw. des Drucks und eine dadurch resultierende Selbstzündung des Gemisches bei oder nach oder vor dessen maximaler, durch den Kolben bewirkter geometrischer Verdichtung bewirkt werden.In a further embodiment, the first substance is a fluid referred to in particular as an additional fluid or additional fluid, or the additional fluid is provided in addition to the first substance and is therefore different from the first substance, with the introduction of the additional fluid, in particular by blowing in the additional fluid, causing an increase in pressure in the combustion chamber, ie an increase in the compression or the pressure and the resultant self-ignition of the mixture at or after or before its maximum geometric compression effected by the piston.

Mit anderen Worten ausgedrückt wird über die maximale geometrische und mittels des Kolbens bewirkbare oder bewirkte Verdichtung des Gemisches hinaus durch das Einbringen des Zusatzfluids in den Brennraum, die insbesondere dann stattfindet, während die Ventilanordnung und vorzugsweise auch die Ventileinrichtung geschlossen sind, eine Zusatz- oder Nachverdichtung des Gemisches bewirkt, welches in Folge des Einbringens des Zusatzfluids, insbesondere infolge des Einblasens des zusätzlichen Fluids, beispielsweise auch das in den Brennraum eingebrachte Zusatzfluid umfasst. In other words, beyond the maximum geometric compression of the mixture that can be effected or caused by the piston, the introduction of the additional fluid into the combustion chamber, which takes place in particular while the valve arrangement and preferably also the valve device are closed, results in additional or post-compression of the mixture causes, which as a result of the introduction of the Additional fluids, in particular as a result of the injection of the additional fluid, for example also includes the additional fluid introduced into the combustion chamber.

Hierdurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen, bei denen das Gemisch nur durch die maximale geometrische Verdichtung des Kolbens verdichtet wird und eine Zusatz- beziehungsweise Nachverdichtung durch Einbringen von Zusatzfluid unterbleibt, der energetische Wirkungsgrad der Antriebseinrichtung, insbesondere der auch als Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine, erhöht werden. Vorzugsweise wird das Zusatzfluid innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels während und/oder nach und/oder vor dem mittels des Kolbens innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels bewirkten Verdichten des Gemisches eingebracht. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt wird der Druck in dem Brennraum unabhängig von der chemischen Reaktion oder des Atomzerfalls und somit zusätzlich zu der chemischen Reaktion oder dem Atomzerfall aufgrund dem Einbringen des Zusatzfluids besonders erhöht. Somit ist nach dem Einbringen des ersten Stoffs beziehungsweise des Zusatzfluids der Druck in dem Brennraum bereits in Folge des Einbringens des Zusatzfluids besonders hoch, wodurch der Druck mittels der chemischen Reaktion oder mittels des Atomzerfalls darüber hinaus noch weiter erhöht werden kann. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch der Antriebseinrichtung besonders gering gehalten werden. Beispielsweise kann es aufgrund einer besonders langsamen Ausbreitung einer Flammenfront sinnvoll sein, die Selbstzündung derart zu steuern, dass die Selbstzündung vor der maximalen geometrischen Verdichtung bewirkt wird. Ansonsten könnte das Druckmaximum besonders weit nach dem geometrischen Verdichtungsmaximum liegen, wodurch der Wirkungsgrad verschlechtert werden könnte. Zudem kann auch ein Erzielen besonders geringer Rohemissionen von Schadstoffen eine Querwirkung auf einen insbesondere als Zündwinkel bezeichneten Zeitpunkt der Selbstzündung und/oder einen Verdichtungsgrad bewirken.In comparison to conventional internal combustion engines, in which the mixture is compressed only by the maximum geometric compression of the piston and additional or post-compression by introducing additional fluid is omitted, the energy efficiency of the drive device, in particular of the internal combustion engine, also referred to as an internal combustion engine, can be increased . The additional fluid is preferably introduced within the respective working cycle during and/or after and/or before the compression of the mixture effected by means of the piston within the respective working cycle. Expressed again in other words, the pressure in the combustion chamber is particularly increased independently of the chemical reaction or the atomic decomposition and thus in addition to the chemical reaction or the atomic decomposition due to the introduction of the additional fluid. Thus, after the introduction of the first substance or the additional fluid, the pressure in the combustion chamber is already particularly high as a result of the introduction of the additional fluid, as a result of which the pressure can be increased even further by means of the chemical reaction or by means of atomic decomposition. As a result, the fuel consumption of the drive device can be kept particularly low. For example, due to a particularly slow propagation of a flame front, it can make sense to control the self-ignition in such a way that the self-ignition is brought about before the maximum geometric compression. Otherwise, the maximum pressure could be particularly far after the geometric compression maximum, which could degrade the efficiency. In addition, achieving particularly low raw emissions of pollutants can also have a side effect on a point in time of self-ignition, referred to in particular as the ignition angle, and/or a degree of compression.

Das Einbringen des Zusatzfluids kann insbesondere als Zusatzfluideinbringung bezeichnet werden und ist somit eine nachträgliche beziehungsweise zusätzlich zur mittels des Kolbens bewirkbaren, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches vorgesehene Verdichtung, wodurch sich ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb der Antriebseinrichtung realisieren lässt. Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Einbringen des Zusatzfluids derart durchgeführt wird, dass durch das Einbringen des Zusatzfluids innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels die Zündung in Form einer Selbstzündung des Gemisches bewirkt wird, wobei diese Selbstzündung bei oder vorzugsweise nach oder vor der mittels des Kolbens bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches stattfindet, das heißt beginnt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt liegt der Zündzeitpunkt beziehungsweise Zündwinkel, zu welchem das Gemisch per Selbstzündung zündet beziehungsweise gezündet wird, bei oder nach dem Punkt beziehungsweise Zeitpunkt der maximalen geometrischen, durch den Kolben bewirkten Verdichtung, das heißt insbesondere nach dem oberen Totpunkt des Kolbens. Der Zündzeitpunkt beziehungsweise Zündwinkel kann somit direkt durch das Einbringen des Zusatzfluids, insbesondere durch dessen Beginn, eingestellt beziehungsweise gesteuert oder geregelt werden. Somit kann ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb realisiert werden. Vorteilhaft ist, dass auch gering klopffeste Kraftstoffe bzw. Kraftstoffe mit weit streuender Selbstzündungstemperatur so gezielt zur Selbstzündung am bzw. nach dem oberen Totpunkt gebracht werden können, was allein über Kinematik bzw. Ventiltrieb schwieriger bzw. gar nicht realisierbar wäre. Bei Kraftstoffen mit gut vorhersagbarer und ggf. hoher Selbstzündungstemperatur würde dieses Verfahren zu einer Absenkung der mittleren Zylindertemperatur führen, weil im Verdichtungstakt die Temperatur zum oberen Totpunkt (OT) hin nicht so schnell und/oder stark ansteigt als wie bei einer kinematisch gesteuerten Selbstzündung. Letzteres bringt vermutlich keinen wesentlichen Verbrauchsvorteil aber einen Kostenvorteil, weil die in der direkten Umgebung verbauten Maschinenelemente weniger hochtemperaturfest sein müssen und sich die Kühlung bzw. die Auslegung des Kühlsystems vermutlich einfacher gestaltet bzw. kleiner dimensionieren lässt. Insbesondere werde ein Beginn oder Startzeitpunkt, zu welchem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mit dem Einbringen des Zusatzfluids begonnen wird, und eine Geschwindigkeit, mit welcher das Zusatzfluid in den Brennraum eingebracht wird, derart abgestimmt, dass die Zündung bzw. Selbstzündung des Gemisches nicht vor dem oberen Totpunkt, sondern danach geschieht.The introduction of the additional fluid can in particular be referred to as the introduction of additional fluid and is therefore a subsequent compression or a compression provided in addition to the maximum geometric compression of the mixture that can be effected by means of the piston, as a result of which a particularly efficient operation of the drive device can be implemented. Furthermore, it is provided according to the invention that the introduction of the additional fluid is carried out in such a way that the introduction of the additional fluid within the respective working cycle causes ignition in the form of self-ignition of the mixture, with this self-ignition occurring during or preferably after or before the by means of the piston effected, maximum geometric compression of the mixture takes place, that is, begins. In other words, the ignition point or ignition angle at which the mixture ignites or is ignited by self-ignition is at or after the point or point in time of the maximum geometric compression caused by the piston, i.e. in particular after the top dead center of the piston. The ignition point or ignition angle can thus be adjusted or controlled or regulated directly by the introduction of the additional fluid, in particular by its beginning. A particularly efficient and therefore fuel-efficient operation can thus be implemented. It is advantageous that even low knock-resistant fuels or fuels with widely varying self-ignition temperatures can be made to self-ignite in a targeted manner at or after top dead center, which would be more difficult or impossible to achieve solely via kinematics or valve train. In the case of fuels with an easily predictable and possibly high self-ignition temperature, this method would lead to a reduction in the average cylinder temperature, because in the compression stroke the temperature towards top dead center (TDC) does not rise as quickly and/or as much as with kinematically controlled self-ignition. The latter probably does not bring any significant consumption advantage but a cost advantage, because the machine elements installed in the immediate vicinity do not have to be as resistant to high temperatures and the cooling or the design of the cooling system can probably be designed more easily or have smaller dimensions. In particular, a beginning or start time, at which the introduction of the additional fluid is started within the respective working cycle, and a speed at which the additional fluid is introduced into the combustion chamber, are coordinated in such a way that the ignition or self-ignition of the mixture does not occur before the upper Dead center, but happens afterwards.

Um einen besonders wirkungsgradgünstigen Betrieb der Antriebseinrichtung zu realisieren, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels das Einbringen des Zusatzfluids, insbesondere das Einblasen des zusätzlichen Fluids, vor und/oder nach und/oder während durch den Kolben die maximale geometrische Verdichtung bewirkt wird beginnt. Mit anderen Worten beginnt das Einbringen des Zusatzfluids innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels vor und/oder nach und/oder während sich der Kolben in seinem oberen Totpunkt befindet. Vorteilhafterweise ist es insbesondere vorgesehen, dass der Beginn des Einbringens des Zusatzfluids nicht vor, sondern beispielsweise am OT oder kurz danach erfolgt. Je nach Druck bzw. Geschwindigkeit, mit der das zusätzliche Fluid eingeblasen wird, ergibt sich dann zeitlich zurückgerechnet aus dem Zündzeitpunkt, der nicht vor dem oberen Zündtotpunkt OT stattfinden soll, der Zeitpunkt des Beginns des Einbringens. Wieder mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels das Einbringen des zusätzlichen Fluids beginnt, wenn innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels durch den Kolben die maximale geometrischen Verdichtung bewirkt wird beziehungsweise ist.In order to achieve particularly efficient operation of the drive device, one embodiment of the invention provides that, within the respective working cycle, the introduction of the additional fluid, in particular the blowing in of the additional fluid, before and/or after and/or during the maximum geometric compaction is effected begins. In other words, the introduction of the additional fluid begins within the respective working cycle before and/or after and/or while the piston is at its top dead center. In particular, it is advantageously provided that the start of the introduction of the additional fluid does not take place before but, for example, at TDC or shortly thereafter. Depending on the pressure or speed with which the additional fluid is blown in, then calculated back in time from the ignition point, which should not take place before the ignition top dead center OT, the time of the start of the introduction. In other words, it is preferably provided that the introduction of the additional fluid begins within the respective working cycle when the maximum geometric compression is or is effected by the piston within the respective working cycle.

In einer weiteren Ausführungsform nimmt innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels die mit dem Kolben gekoppelte Abtriebswelle der Antriebseinrichtung bei der durch den Kolben bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung eine erste Drehstellung ein, wobei innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels beim Einbringen des zusätzlichen Fluids die Abtriebswelle eine zweite Drehstellung einnimmt, welche sich von der ersten Drehstellung um höchstens 45 Grad unterscheidet. Mit anderen Worten ausgedrückt beginnt das Einbringen des zusätzlichen Fluids in dem jeweiligen Arbeitsspiel frühestens 45 Grad vor dem oberen Totpunkt und spätestens 45 Grad nach dem oberen Totpunkt. Dadurch kann insbesondere bei besonders hohen Drehzahlen ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielt werden, da die chemische Reaktion, bezogen auf eine Zeitspanne, welche zum Überschreiten weniger Grad Kurbelwinkel erforderlich ist, besonders lang sein kann.In a further embodiment, the output shaft of the drive device, which is coupled to the piston, assumes a first rotational position within the respective working cycle when the maximum geometric compression effected by the piston occurs, wherein the output shaft assumes a second rotational position within the respective working cycle when the additional fluid is introduced differs from the first rotational position by no more than 45 degrees. In other words, the introduction of the additional fluid in the respective working cycle begins at the earliest 45 degrees before top dead center and at the latest 45 degrees after top dead center. As a result, a particularly high level of efficiency can be achieved, in particular at particularly high speeds, since the chemical reaction can be particularly long in relation to a period of time which is required to exceed a few crank angle degrees.

Dabei hat es sich zur Realisierung eines besonders hohen Wirkungsgrads der Antriebseinrichtung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels sich das Einbringen des Zusatzfluids von dem oberen Totpunkt des Kolbens unterbrechungsfrei bis höchstens 45 Grad Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt, an welchem das Einbringen des Zusatzfluids beginnt, erstreckt, wobei sich das Einbringen das zusätzlichen Fluids alternativ über 45 Grad nach dem oberen Totpunkt erstrecken kann. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels die mit dem Kolben gekoppelte Abtriebswelle der Antriebseinrichtung bei, das heißt zum Zeitpunkt der durch den Kolben bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung eine erste Drehstellung einnimmt, wobei innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels sich das Einbringen des zusätzlichen Fluids von der durch den Kolben bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung und dadurch von der ersten Drehstellung der Abtriebswelle unterbrechungsfrei bis zu einer zweiten Drehstellung der Abtriebswelle, das heißt so lange erstreckt, bis die Abtriebswelle innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels eine auf die erste Drehstellung folgende, zweite Drehstellung einnimmt. Dabei dreht sich innerhalb des jeweiligen Arbeitsspeils die Abtriebswelle um höchstens 45 Grad aus der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung. Mit anderen Worten sind die Drehstellungen vorzugsweise höchstens 45 Grad voneinander beabstandet. Mit anderen Worten dreht sich die Abtriebswelle innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels um höchstens 45 Grad, um sich aus der ersten Drehstellung in die zweite Drehstellung zu drehen. In order to achieve a particularly high efficiency of the drive device, it has proven to be particularly advantageous if, within the respective working cycle, the introduction of the additional fluid occurs without interruption from the top dead center of the piston to a maximum of 45 degrees crank angle after the top dead center at which the introduction of the additional fluid begins, wherein the introduction of the additional fluid may alternatively extend beyond 45 degrees after top dead center. In other words, it is preferably provided that within the respective working cycle, the output shaft of the drive device coupled to the piston assumes a first rotational position at, i.e. at the time of, the maximum geometric compression caused by the piston, with the introduction of the additional fluid from the maximum geometric compression caused by the piston and thus from the first rotational position of the output shaft without interruption to a second rotational position of the output shaft, i.e. until the output shaft within the respective working cycle has a second rotational position following the first rotational position occupies rotational position. The output shaft rotates by a maximum of 45 degrees from the first rotary position to the second rotary position within the respective working range. In other words, the rotational positions are preferably at most 45 degrees apart. In other words, the output shaft rotates by a maximum of 45 degrees within the respective working cycle in order to rotate from the first rotational position to the second rotational position.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das zusätzliche Fluid als Druckfluid zunächst in einem auch als Druckreservoir bezeichneten Reservoir gespeichert beziehungsweise zwischengespeichert und danach aus dem Reservoir abgeführt und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mittels des Ventilelements in den Brennraum, insbesondere direkt, eingebracht, insbesondere eingeblasen, wird. Durch Verwendung des Reservoirs kann das Zusatzfluid als Druckfluid, das heißt mit einem besonders hohen Druck bedarfsgerecht bereitgestellt werden, sodass in kurzer Zeit eine große Menge des Zusatzfluids in den Brennraum eingebracht werden kann. Dadurch kann eine besonders effektive und effiziente Nach- beziehungsweise Zusatzverdichtung des Gemisches realisiert werden, insbesondere über die maximale geometrische Verdichtung hinaus.Another embodiment is characterized in that the additional fluid is first stored or temporarily stored as pressure fluid in a reservoir, also referred to as a pressure reservoir, and then removed from the reservoir and introduced, in particular blown, into the combustion chamber, in particular directly, within the respective working cycle by means of the valve element , becomes. By using the reservoir, the additional fluid can be provided as required as pressurized fluid, that is to say with a particularly high pressure, so that a large quantity of the additional fluid can be introduced into the combustion chamber in a short time. As a result, a particularly effective and efficient post-compression or additional compression of the mixture can be implemented, in particular beyond the maximum geometric compression.

Um das Zusatzfluid besonders bedarfsgerecht und/oder mit einem hinreichend hohen Druck bereitstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Zusatzfluid mittels eines Förderelements, insbesondere eines Verdichterelements und ganz insbesondere mittels eines Verdichterrads, insbesondere eines Verdichters, bereitgestellt wird. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Zusatzfluid mittels des Förderelements gefördert und vorzugsweise auch verdichtet wird. Dabei ist es denkbar, dass das Zusatzfluid direkt von dem Förderelement kommend in den Brennraum eingebracht, insbesondere eingeblasen, wird, oder das mittels des Förderelements beziehungsweise von dem Förderelement bereitgestellte Zusatzfluid wird zunächst in dem zuvor genannten Reservoir zwischengespeichert und daraufhin aus dem Reservoir abgeführt und in den Brennraum eingebracht, sodass das von dem Ventilelement bereitgestellte Zusatzfluid über das Druckreservoir in den Brennraum eingeblasen werden kann. Wird als das Zusatzfluid ein flüssiges Fluid verwendet, kann dann kein Verdichterrad, sondern eine Pumpe vorgesehen sein, insbesondere da die meisten flüssigen Medien ja quasi inkompressibel sind. Mit anderen Worten kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Zusatzfluid mittels einer Vorrichtung wie beispielsweise eines Verdichters, einer Pumpe, einer Hubkolbenpumpe oder dergleichen bereitgestellt wird, die einen hinreichen hohen Druck, mit dem das Zusatzfluid, insbesondere direkt, in den Brennraum eingebracht wird, generieren kann. Die Art der Pumpe ist weniger relevant. Vermutlich ist eine Bauform vergleichbar zum Stand der Technik für Einspritzpumpen vorteilhaft, weil dort ja heute schon hohe Drücke zu stellen sind.In order to be able to provide the additional fluid particularly as required and/or at a sufficiently high pressure, it is provided in a further embodiment of the invention that the additional fluid is provided by means of a conveying element, in particular a compressor element and very particularly by means of a compressor wheel, in particular a compressor. This means in particular that the additional fluid is conveyed and preferably also compressed by means of the conveying element. It is conceivable that the additional fluid coming directly from the delivery element is introduced into the combustion chamber, in particular blown in, or the additional fluid provided by means of the delivery element or by the delivery element is first temporarily stored in the aforementioned reservoir and then discharged from the reservoir and stored in introduced into the combustion chamber, so that the additional fluid provided by the valve element can be blown into the combustion chamber via the pressure reservoir. If a liquid fluid is used as the additional fluid, then it is not possible to provide a compressor wheel but a pump, in particular since most liquid media are virtually incompressible. In other words, it can preferably be provided that the additional fluid is provided by means of a device such as a compressor, a pump, a reciprocating piston pump or the like, which generates a sufficiently high pressure with which the additional fluid is introduced, in particular directly, into the combustion chamber can. The type of pump is less relevant. Presumably a design is ver comparable to the state of the art for injection pumps, because high pressures have to be set there today.

Bei dem Zusatzfluid kann es sich, insbesondere dann wenn die Antriebseinrichtung als Großmotor beziehungsweise als Schiffsantrieb ausgebildet ist, zumindest teilweise um flüssige Luft handeln, welche beispielsweise über besonders hohe Verdichtung mit anschließender Wärmeentnahme und erneuter Entspannung, insbesondere an Bord des Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs beziehungsweise Wasserfahrzeugs, generiert werden kann. Mittels der flüssigen Luft kann bei deren Einbringung in den Brennraum eine Druckerhöhung im Brennraum durch Verdrängung bereits im Brennraum befindlicher Fluide beziehungsweise Gase bewirkt werden. Zudem kann die Druckerhöhung durch Volumenerweiterung aufgrund eines Phasenwechsels von flüssig zu gasförmig, insbesondere da eine Verdampfungswärme von Luft beziehungsweise deren Bestandteilen relativ gering ist, besonders verstärkt werden. Bei reaktiven Bestandteilen im Zusatzfluid kann zudem eine Teilnahme an der chemischen Reaktion des ersten Stoffs vorliegen, wodurch der Druck im Brennraum besonders erhöht werden kann. Im Falle von Luft als Zusatzfluid wäre der reaktive Bestanteil Sauerstoff.The additional fluid can be at least partially liquid air, especially when the drive device is designed as a large engine or as a ship's drive, which, for example, has particularly high compression with subsequent heat extraction and renewed expansion, in particular on board the vehicle, in particular a motor vehicle or watercraft , can be generated. When the liquid air is introduced into the combustion chamber, the pressure in the combustion chamber can be increased by displacing fluids or gases already present in the combustion chamber. In addition, the increase in pressure due to volume expansion due to a phase change from liquid to gaseous, in particular since the heat of vaporization of air or its components is relatively low, can be particularly intensified. In the case of reactive components in the additional fluid, participation in the chemical reaction of the first substance can also be present, as a result of which the pressure in the combustion chamber can be particularly increased. In the case of air as the auxiliary fluid, the reactive component would be oxygen.

Um einen besonders hohen Wirkungsgrad und somit einen besonders kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Förderelement, insbesondere das Verdichterrad, von einem Turbinenrad angetrieben wird, welches von dem zuvor genannten Abgas aus dem Brennraum angetrieben wird. Dadurch kann im Abgas enthaltene Energie zum Bereitstellen des Zusatzfluids genutzt werden.In order to be able to achieve a particularly high level of efficiency and thus particularly fuel-efficient operation of the drive device, it is provided in a further embodiment that the conveying element, in particular the compressor wheel, is driven by a turbine wheel, which is driven by the aforementioned exhaust gas from the combustion chamber. As a result, energy contained in the exhaust gas can be used to provide the additional fluid.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Förderelement, insbesondere das Verdichterrad, von einer elektrischen Maschine unter Nutzung von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom angetrieben wird. Hierdurch kann das Zusatzfluid insbesondere in großer Menge und/oder mit großem Druck bereitgestellt werden, insbesondere auch beispielsweise dann, wenn kein oder nur geringer Massestrom des Abgases zur Verfügung steht, um das Förderelement anzutreiben. Es ist denkbar, dass die elektrische Maschine das Förderelement alleine, also ohne Unterstützung des Turbinenrads antreibt, oder das Turbinenrad und die elektrische Maschine treiben das Förderelement gemeinsam an.In a further, particularly advantageous embodiment, it is provided that the conveying element, in particular the compressor wheel, is driven by an electrical machine using electrical energy or electrical current. As a result, the additional fluid can be provided in particular in a large quantity and/or at high pressure, in particular, for example, when no or only a small mass flow of the exhaust gas is available to drive the conveying element. It is conceivable for the electric machine to drive the conveying element alone, ie without the support of the turbine wheel, or for the turbine wheel and the electric machine to drive the conveying element together.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Förderelement, insbesondere das Verdichterrad, mechanisch von der, insbesondere gelenkig, mit dem Kolben verbundenen Abtriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, der Antriebseinrichtung angetrieben wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in dem zuvor genannten Reservoir kein Zusatzfluid oder eine nur geringe Menge des Zusatzfluids enthalten ist. Durch das mechanische Antreiben des Förderelements kann das Zusatzfluid besonders verzögerungsarm beziehungsweise zumindest nahezu Verzögerungsfrei bereitgestellt werden, sodass ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb darstellbar ist. Die Zuführung des Fluids in den Brennraum ist vorzugsweise in hinreichenden Grenzen frei steuerbar oder regelbar. Dabei ist es denkbar, dass das Förderelement mechanisch durch die Kurbelwelle und auch durch das Turbinenrad und/oder durch die elektrische Maschine antreibbar ist.Finally, it has proven to be particularly advantageous if the delivery element, in particular the compressor wheel, is driven mechanically by the output shaft, in particular crankshaft, of the drive device, which is connected, in particular in an articulated manner, to the piston. This is particularly advantageous when no additional fluid or only a small amount of the additional fluid is contained in the aforementioned reservoir. By mechanically driving the conveying element, the additional fluid can be provided with particularly little delay or at least almost without delay, so that particularly efficient operation can be achieved. The supply of the fluid into the combustion chamber can preferably be freely controlled or regulated within sufficient limits. It is conceivable that the conveying element can be driven mechanically by the crankshaft and also by the turbine wheel and/or by the electric machine.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche vorzugsweise zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann wenigstens einen Kolben umfassen. Die Antriebseinrichtung kann als jedwede Verbrennungskraftmaschine und somit beispielsweise als Wankelmotor oder Hubkolbenmotor ausgebildet sein. Dabei kann die Antriebseinrichtung wenigstens einen Zylinder aufweisen, in welchem der Kolben, insbesondere translatorisch, bewegbar angeordnet sein kann. Die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann außerdem eine, insbesondere gelenkig, mit dem Kolben verbundene Abtriebswelle, insbesondere Kurbelwelle umfassen, welche mittels des Kolbens antreibbar und dadurch drehbar ist. Die Antriebseinrichtung umfasst wenigstens einen Brennraum, welcher zumindest teilweise durch den Kolben begrenzt sein kann. In den Brennraum sind wenigstens ein Oxidationsmittel, vorzugsweise Frischluft, und wenigstens ein Kraftstoff einleitbar. Es kann wenigstens oder genau eine dem Brennraum zugeordneten Ventilanordnung vorgesehen sein, welche zum innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Antriebseinrichtung stattfindenden Einleiten von Oxidationsmittel, insbesondere Frischluft, in den Brennraum innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels zu öffnen und daraufhin zu schließen ist. Bei geschlossener Ventilanordnung kann ein das Oxidationsmittel, insbesondere die Frischluft, und einen Kraftstoff umfassendes Gemisch in dem Brennraum mittels des Kolbens verdichtbar sein. In den Brennraum ist wenigstens ein zusätzlicher, von dem Kraftstoff unterschiedlicher, erster Stoff in den Brennraum einbringbar. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels kann über die geöffnete Ventilanordnung und/oder mittels wenigstens eines zusätzlich zu der Ventilanordnung vorgesehenen Ventilelements der erste Stoff in den Brennraum einbringbar sein.A second aspect of the invention relates to a drive device for a motor vehicle, which is preferably designed to carry out the method according to the first aspect of the invention. The drive device according to the second aspect of the invention can comprise at least one piston. The drive device can be designed as any internal combustion engine and thus, for example, as a Wankel engine or a reciprocating piston engine. The drive device can have at least one cylinder in which the piston can be arranged so that it can move, in particular in a translatory manner. The drive device according to the second aspect of the invention can also comprise an output shaft, in particular a crankshaft, which is connected, in particular in an articulated manner, to the piston and can be driven by the piston and is therefore rotatable. The drive device comprises at least one combustion chamber, which can be at least partially delimited by the piston. At least one oxidizing agent, preferably fresh air, and at least one fuel can be introduced into the combustion chamber. At least or exactly one valve arrangement assigned to the combustion chamber can be provided, which is to be opened and then closed for introducing oxidizing agent, in particular fresh air, into the combustion chamber within a respective working cycle of the drive device. When the valve arrangement is closed, a mixture comprising the oxidizing agent, in particular the fresh air, and a fuel can be compressed in the combustion chamber by means of the piston. At least one additional first substance, different from the fuel, can be introduced into the combustion chamber. Within the respective working cycle, the first substance can be introduced into the combustion chamber via the open valve arrangement and/or by means of at least one valve element provided in addition to the valve arrangement.

Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der in den Brennraum eingebrachte erste Stoff durch Atomzerfall und/oder eine chemische Reaktion zu wenigstens einem von dem ersten Stoff unterschiedlichen, zweiten Stoff reagierbar ist, welcher bei Normbedingungen sowie bei Bedingungen in dem Brennraum ein höheres Volumen einnimmt als der erste Stoff, wodurch eine Druckerhöhung in dem Brennraum und eine daraus resultierende Selbstzündung des Gemisches, insbesondere bei oder nach dessen durch den Kolben bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung, bewirkbar ist. 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 implement a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the drive device, the second aspect of the invention provides that within the respective working cycle the first substance introduced into the combustion chamber is converted by atomic decomposition and/or a chemical reaction to at least one of the first substance different, second substance can react, which under standard conditions and under conditions in the combustion chamber occupies a higher volume than the first substance, resulting in an increase in pressure in the combustion chamber and a resulting self-ignition of the mixture, in particular during or after this caused by the piston , maximum geometric compaction can be effected. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.

In weiterer Ausgestaltung ist der zweite Stoff ein insbesondere als zusätzliches Fluid oder Zusatzfluid bezeichnetes Fluid und die Antriebseinrichtung weist einen Abgasturbolader auf. Der Abgasturbolader umfasst ein von Abgas aus dem Brennraum antreibbares Turbinenrad sowie ein von dem Turbinenrad insbesondere über eine Welle antreibbares, erstes Verdichterrad, mittels welchem das zusätzliche Fluid zu fördern und vorzugsweise auch zu verdichten ist.In a further refinement, the second substance is a fluid which is referred to in particular as an additional fluid or additional fluid, and the drive device has an exhaust gas turbocharger. The exhaust gas turbocharger comprises a turbine wheel that can be driven by exhaust gas from the combustion chamber and a first compressor wheel that can be driven by the turbine wheel, in particular via a shaft, and by means of which the additional fluid is to be conveyed and preferably also compressed.

Vorzugsweise umfasst die Antriebseinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wenigstens ein zweites Verdichterrad, welches insbesondere in Strömungsrichtung des mittels des ersten Verdichterrads geförderten, zusätzlichen Fluids, welches auch als Zusatzfluid bezeichnet wird, seriell zu dem ersten Verdichterrad und dabei beispielsweise stromab des ersten Verdichterrads angeordnet beziehungsweise geschaltete ist. Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Die Antriebseinrichtung weist beispielsweise einen Fluidpfad auf, welcher von dem Zusatzfluid durchströmbar ist, das mittels des ersten Verdichterrads gefördert ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann beispielsweise das erste Verdichterrad das Zusatzfluid zumindest durch einen Teil des Fluidpfads hindurch fördern. Dabei ist das erste Verdichterrad in dem Fluidpfad angeordnet. Auch das zweite Verdichterrad ist in dem Fluidpfad angeordnet, sodass das Zusatzfluid mittels des zweiten Verdichterrads zumindest durch einen weiteren Teil und/oder zumindest durch den zuvor genannten Teil des Fluidpfads hindurchgefördert werden kann. In Strömungsrichtung des den Fluidpfad durchströmenden Zusatzfluids ist das zweite Verdichterrad stromauf oder stromab des ersten Verdichterrads und somit seriell zu dem ersten Verdichterrad angeordnet beziehungsweise geschaltet. Dadurch ist eine zweistufige Förderung, insbesondere eine zweistufige Verdichtung des Zusatzfluids vorgesehen, da das Zusatzfluid beispielsweise zunächst mittels eines der Verdichterräder gefördert, und insbesondere verdichtet, wird, woraufhin das Zusatzfluid mittels des anderen Verdichterrads gefördert, insbesondere verdichtet, wird.According to the second aspect of the invention, the drive device preferably comprises at least one second compressor wheel, which is arranged in series with the first compressor wheel and, for example, downstream of the first compressor wheel, in particular in the direction of flow of the additional fluid conveyed by means of the first compressor wheel, which is also referred to as additional fluid is switched. This is to be understood in particular as follows: the drive device has, for example, a fluid path through which the additional fluid, which is conveyed by means of the first compressor wheel, can flow. To put it another way, the first compressor wheel, for example, can convey the additional fluid at least through part of the fluid path. In this case, the first compressor wheel is arranged in the fluid path. The second compressor wheel is also arranged in the fluid path, so that the additional fluid can be conveyed at least through a further part and/or at least through the aforementioned part of the fluid path by means of the second compressor wheel. In the flow direction of the additional fluid flowing through the fluid path, the second compressor wheel is arranged or connected upstream or downstream of the first compressor wheel and thus in series with the first compressor wheel. This provides two-stage delivery, in particular two-stage compression of the additional fluid, since the additional fluid is first delivered, and in particular compressed, by means of one of the compressor wheels, for example, whereupon the additional fluid is delivered, in particular compressed, by means of the other compressor wheel.

Das zweite Verdichterrad ist dabei mechanisch von der Abtriebswelle, insbesondre Kurbelwelle, antreibbar. Somit kann über das erste Verdichterrad und das Turbinenrad im Abgas enthaltene Energie genutzt werden, um das Zusatzfluid zu fördern. Dadurch kann ein besonders hoher Wirkungsgrad realisiert werden. Über das zweite Verdichterrad und dadurch, dass das zweite Verdichterrad mechanisch von der Abtriebswelle antreibbar ist, kann das Zusatzfluid insbesondere auch dann in großer Menge und/oder mit hohem Druck bereitgestellt werden, wenn kein oder nur geringer Massestrom des Abgases zur Verfügung steht, um das Turbinenrad und über dieses das erste Verdichterrad anzutreiben. Somit ist ein besonders effizienter und wirkungsgradgünstiger Betrieb darstellbar. Dadurch kann ein insbesondere als Turboloch bezeichneter Effekt gelöst werden wodurch schlechte Lastwechselansprechbarkeit bei niedriger Drehzahl vermieden werden kann. Insbesondere direkt nach einem Motorstart, beispielsweise beim Anfahren des Kraftfahrzeugs oder beim insbesondere als Motor-aus-Segeln bezeichneten Segeln kann ein solcher als Turboloch bezeichneter Betriebszustand vorliegen. Vor diesem Hintergrund ist das Druckluftreservoir besonders sinnvoll, denn dann kann die Druckluft unabhängig vom Betriebszustand der Antriebseinrichtung zur Verfügung stehen und muss lediglich durch eine Vorrichtung, welche ihre Energie aus einem Motorbetrieb, insbesondere der Antriebseinrichtung, beziehen kann, nachbefüllt werden.The second compressor wheel can be driven mechanically by the output shaft, in particular the crankshaft. Energy contained in the exhaust gas can thus be used via the first compressor wheel and the turbine wheel in order to convey the additional fluid. This allows a particularly high level of efficiency to be achieved. Via the second compressor wheel and due to the fact that the second compressor wheel can be driven mechanically by the output shaft, the additional fluid can also be provided in large quantities and/or at high pressure when no or only a small mass flow of the exhaust gas is available to To drive the turbine wheel and this the first compressor wheel. A particularly efficient and low-efficiency operation can thus be represented. As a result, an effect referred to in particular as turbo lag can be solved, as a result of which poor load change response at low engine speeds can be avoided. Such an operating state, referred to as turbo lag, can be present in particular directly after the engine is started, for example when the motor vehicle is started up or during coasting, which is referred to in particular as engine coasting. Against this background, the compressed air reservoir is particularly useful, because then the compressed air can be available regardless of the operating state of the drive device and only has to be refilled by a device that can draw its energy from engine operation, in particular the drive device.

Ein weiterer beispielhafter Aspekt betrifft eine vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Antriebseinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung gemäß dem beispielhaften Aspekt zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet. Die Antriebseinrichtung gemäß dem beispielhaften Aspekt kann wenigstens einen Kolben und wenigstens einen zumindest teilweise durch den Kolben begrenzten Brennraum aufweisen. Insbesondere kann die Antriebseinrichtung wenigstens einen Zylinder aufweisen, in welchem der Kolben, insbesondere translatorisch, bewegbar angeordnet sein kann. Außerdem kann die Antriebseinrichtung eine, insbesondere gelenkig, mit dem Kolben gekoppelte oder verbundene Abtriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, aufweisen, welche von dem Kolben antreibbar und dadurch drehbar ist. Die Antriebseinrichtung kann über ihre Abtriebswelle Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Der Brennraum kann teilweise durch den Zylinder und teilweise durch den Kolben begrenzt sein. Dem Brennraum kann, insbesondere wenigstens oder genau, eine Ventilanordnung zugeordnet sein. In den Brennraum ist wenigstens ein Oxidationsmittel, vorzugsweise Frischluft, einleitbar. Die Ventilanordnung kann, um innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Antriebseinrichtung das Oxidationsmittel in den Brennraum über die geöffnete Ventilanordnung einzuleiten, innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels geöffnet werden und danach beziehungsweise daraufhin geschlossen werden. Die Antriebseinrichtung umfasst außerdem wenigstens ein, insbesondere zusätzlich zu der Ventilanordnung vorgesehenes, Ventilelement, mittels welchem, insbesondere während und/oder nach einem mittels des Kolbens innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels bewirkbaren und nach dem innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels stattfindenden Schließen der Ventilanordnung stattfindenden Verdichten eines das innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den Brennraum eingeleitete Oxidationsmittel umfassenden Gemisches und während die Ventilanordnung innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels geschlossen ist, ein zusätzliches Fluid in den Brennraum einbringbar, insbesondere einblasbar, ist. Das zusätzliche Fluid wird auch als Zusatzfluid bezeichnet. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des beispielhaften Aspekts anzusehen und umgekehrt.A further exemplary aspect relates to a drive device, preferably in the form of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle. The drive device according to the exemplary aspect is preferably designed to carry out the method according to the first aspect of the invention. The drive device according to the exemplary aspect can have at least one piston and at least one combustion chamber that is at least partially delimited by the piston. In particular, the drive device can have at least one cylinder in which the piston can be arranged so that it can move, in particular in a translatory manner. In addition, the drive device can have an output shaft, in particular a crankshaft, which is coupled or connected to the piston, in particular in an articulated manner, which can be driven by the piston and is therefore rotatable. The drive device can, via its output shaft, generate torque for driving the motor vehicle provide. The combustion chamber may be partially defined by the cylinder and partially by the piston. A valve arrangement can be assigned, in particular at least or exactly, to the combustion chamber. At least one oxidizing agent, preferably fresh air, can be introduced into the combustion chamber. In order to introduce the oxidizing agent into the combustion chamber via the open valve arrangement within a respective working cycle of the drive device, the valve arrangement can be opened within the respective working cycle and then closed. The drive device also comprises at least one valve element, in particular provided in addition to the valve arrangement, by means of which, in particular during and/or after a compression that can be effected by means of the piston within the respective working cycle and after the closing of the valve arrangement that takes place within the respective working cycle, is carried out of the respective working cycle introduced into the combustion chamber and comprising oxidizing agent mixture and while the valve arrangement is closed within the respective working cycle, an additional fluid can be introduced into the combustion chamber, in particular can be blown in. The additional fluid is also referred to as additional fluid. Advantages and advantageous configurations of the first and second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the exemplary aspect and vice versa.

Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Antriebseinrichtung zu realisieren, ist es bei einem weiteren Aspekt vorgesehen, dass das Ventilelement ein mit dem zusätzlichen Fluid und mit insbesondere flüssigem Kraftstoff versorgbares Einbringelement ist. Unter den Merkmalen, dass das Ventilelement mit dem Zusatzfluid und mit dem Kraftstoff versorgbar ist, ist zu verstehen, dass sowohl das vorzugsweise von dem Kraftstoff unterschiedliche Zusatzfluid als auch der vorzugsweise flüssige Kraftstoff dem Einbringelement zuführbar sind beziehungsweise zugeführt werden, insbesondere in das Einbringelement einleitbar sind beziehungsweise eingeleitet werden. Mittels des Kraftstoffes ist die Antriebseinrichtung in ihrem befeuerten Betrieb betreibbar, da das zuvor genannte Gemisch die das Oxidationsmittel, insbesondere Frischluft, und den Kraftstoff umfasst. Innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wird das Gemisch gezündet und daraufhin verbrannt, woraufhin im Brennraum Abgas entsteht. Das Abgas wird aus dem Brennraum abgeführt. Mittels des Einbringelements ist ein das dem Einbringelement zugeführte, zusätzliche Fluid (Zusatzfluid) und den dem Einbringelement zugeführten Kraftstoff umfassendes Fluid-Kraftstoff-Gemisch, insbesondere Luft-Kraftstoff-Gemisch, erzeugbar und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels direkt in den Brennraum einbringbar. Dies bedeutet beispielsweise, dass das dem Einbringelement zugeführte Zusatzfluid, insbesondere das in das Einbringelement eingeleitete Zusatzfluid, und der dem Einbringelement zugeführte Kraftstoff, insbesondere der in das Einbringelement eingeleitete Kraftstoff, mittels des Einbringelements und dabei vorzugsweise innerhalb des Einbringelements miteinander gemischt werden können, wodurch das Fluid-Kraftstoff-Gemisch erzeugt wird, insbesondere innerhalb des Einbringelements. Das Mischen des Zusatzfluids mit dem Kraftstoff kann vor der Einspritzung und/oder bei oder während der Einspritzung (also erst im Brennraum) erfolgen.In order to now realize a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the drive device, it is provided in a further aspect that the valve element is an introduction element that can be supplied with the additional fluid and in particular with liquid fuel. The features that the valve element can be supplied with the additional fluid and with the fuel mean that both the additional fluid, which is preferably different from the fuel, and the preferably liquid fuel can be supplied or are supplied to the introduction element, in particular can be introduced into the introduction element or be initiated. The drive device can be operated in its fired mode by means of the fuel, since the aforementioned mixture comprises the oxidizing agent, in particular fresh air, and the fuel. Within each work cycle, the mixture is ignited and then burned, whereupon exhaust gas is produced in the combustion chamber. The exhaust gas is discharged from the combustion chamber. By means of the introduction element, a fluid-fuel mixture, in particular an air-fuel mixture, comprising the additional fluid (additional fluid) supplied to the introduction element and the fuel supplied to the introduction element can be generated and introduced directly into the combustion chamber within the respective working cycle. This means, for example, that the additional fluid supplied to the introduction element, in particular the additional fluid introduced into the introduction element, and the fuel supplied to the introduction element, in particular the fuel introduced into the introduction element, can be mixed with one another by means of the introduction element and preferably within the introduction element, as a result of which the Fluid-fuel mixture is generated, in particular within the introduction element. The mixing of the additional fluid with the fuel can take place before the injection and/or during or during the injection (ie only in the combustion chamber).

Das Einbringelement spritzt, insbesondere innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels, das Fluid-Kraftstoff-Gemisch aus und dadurch direkt in den Brennraum ein, wodurch sowohl das Zusatzfluid als auch der Kraftstoff, insbesondere zeitlich überschneidend und ganz insbesondere gleichzeitig, in den Brennraum, insbesondere direkt eingebracht werden. Hierdurch wird in dem Brennraum das zuvor genannte, das Oxidationsmittel, insbesondere die Frischluft, und den Kraftstoff umfassende Gemisch gebildet, und das zusätzliche Fluid wird in den Brennraum eingebracht, um dadurch die im Rahmen des ersten Aspekts der Erfindung beschriebene Nach- beziehungsweise Zusatzverdichtung des Gemisches, insbesondere in Folge der chemischen Reaktion oder des Atomzerfalls, insbesondere über die mittels des Kolbens bewirkbare, maximale geometrische Verdichtung des Gemisches hinaus zu bewirken.The introduction element injects the fluid-fuel mixture, in particular within the respective working cycle, and thereby directly into the combustion chamber, as a result of which both the additional fluid and the fuel are introduced into the combustion chamber, in particular directly, in particular with an overlap in time and in particular at the same time . As a result, the above-mentioned mixture comprising the oxidizing agent, in particular the fresh air, and the fuel is formed in the combustion chamber, and the additional fluid is introduced into the combustion chamber in order to achieve the post-compression or additional compression of the mixture described in the context of the first aspect of the invention , in particular as a result of the chemical reaction or atomic decay, in particular beyond the maximum geometric compression of the mixture that can be effected by means of the piston.

Erfindungsgemäß ist es somit vorgesehen, nicht etwa zwei separate Bauelemente zum Einbringen des Kraftstoffes und zum Einbringen des Zusatzfluids zu verwenden, sondern sowohl das Zusatzfluid als auch der Kraftstoff können mittels ein und desselben Einbringelements in den Brennraum, insbesondere direkt, eingebracht werden. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Einbringelement wenigstens eine von dem Fluid-Kraftstoff-Gemisch durchströmbare Austrittsöffnung aufweisen kann, über welche das Einbringelement das Fluid-Kraftstoff-Gemisch aus sich ausspritzen und dadurch in den Brennraum, insbesondere direkt, einspritzen kann. Beim Einbringen des Zusatzfluids strömen sowohl der dem Einbringelement zugeführte Kraftstoff als auch das dem Einbringelement zugeführte Zusatzfluid gleichzeitig durch die Austrittsöffnung hindurch und in der Folge in den Brennraum ein, insbesondere als das zuvor genannte Fluid-Kraftstoff-Gemisch. Hierdurch können die Teileanzahl, die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Antriebseinrichtung besonders gering gehalten werden, sodass über die mittels des Zusatzfluids bewirkbare Nach- beziehungsweise Zusatzdichtung hinaus ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb darstellbar ist. Zur Vormischung des Zusatzfluids mit dem Kraftstoff könnte der Venturi-Effekt genutzt werden, also ein schneller Fluidstrahl, der den Kraftstoff aus seinem Reservoir saugt, was aber nicht notwendigerweise heißen muss, dass der Kraftstoff in seinem Reservoir bei Umgebungsdruck vorliegen muss.According to the invention, it is therefore provided not to use two separate components for introducing the fuel and for introducing the additional fluid, but rather both the additional fluid and the fuel can be introduced into the combustion chamber, in particular directly, by means of one and the same introduction element. This means in particular that the introduction element can have at least one outlet opening through which the fluid/fuel mixture can flow, via which the introduction element can spray the fluid/fuel mixture out of itself and thereby inject it, in particular directly, into the combustion chamber. When the additional fluid is introduced, both the fuel fed to the introduction element and the additional fluid fed to the introduction element flow simultaneously through the outlet opening and subsequently into the combustion chamber, in particular as the aforementioned fluid-fuel mixture. As a result, the number of parts, the costs, the space requirement and the weight of the drive device can be kept particularly low, so that a particularly high degree of efficiency goes beyond the subsequent or additional sealing that can be effected by means of the additional fluid economical operation can be represented. The Venturi effect could be used to premix the additional fluid with the fuel, ie a rapid jet of fluid that sucks the fuel out of its reservoir, but this does not necessarily mean that the fuel in its reservoir must be at ambient pressure.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist;
  • 2 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht eines Kurbeltriebs der als Hubkolbenmotor ausgebildeten Antriebseinrichtung;
  • 3 eine schematische Darstellung von Takten der Antriebseinrichtung;
  • 4 ein Diagramm zum Veranschaulichen einer Bewegung eines Kolbens der Kurbeltriebs; und
  • 5 schematische Darstellungen zum weiteren Veranschaulichen der Takte der Antriebseinrichtung.
Further details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment with the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a schematic representation of a drive device according to the invention, which is designed to carry out a method according to the invention;
  • 2 a detail of a schematic side view of a crank mechanism of the drive device designed as a reciprocating piston engine;
  • 3 a schematic representation of clocks of the drive device;
  • 4 a diagram to illustrate a movement of a piston of the crank mechanism; and
  • 5 schematic representations to further illustrate the cycles of the drive device.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebseinrichtung 10a, die in dem Ausführungsbeispiel als eine als Hubkolbenmotor beziehungsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 ausgeführt ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 kann gegebenenfalls, das heißt beispielsweise beziehungsweise optional, in einem oder für ein Kraftfahrzeug, insbesondere in einem oder für einen Kraftwagen, verwendet werden, um das Kraftfahrzeug anzutreiben. Das Kraftfahrzeug kann gegebenenfalls, das heißt möglicherweise beziehungsweise optional, als Personenkraftwagen ausgebildet sein. Die vorigen und folgenden Ausführungsformen sind auf diese Anwendungsbeispiele aber nicht beschränkt, sondern auch auf andere Anwendungsfälle übertragbar. Die Verbrennungskraftmaschine 10 könnte somit jedoch auch für eine andere Anwendungen genutzt werden. Im vorliegenden Fall umfasst das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine 10 und ist mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein beispielsweise als Zylindergehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Gehäuseelement 11 auf, welches mehrere Zylinder 12 bildet beziehungsweise begrenzt. Die Anzahl und Anordnung der Zylinder 12 kann beliebig variiert werden. In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass in dem jeweiligen Zylinder 12 ein jeweiliger Kolben 13 translatorisch bewegbar aufgenommen ist, sodass sich der Kolben 13 entlang einer in 2 durch einen Doppelpfeil 14 veranschaulichten Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuseelement 11 in dem jeweiligen Zylinder 12 translatorisch bewegen kann. Der jeweilige Kolben 13 ist über ein jeweiliges Pleuel 15 gelenkig mit einer Kurbelwelle 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 verbunden. Die Kurbelwelle 16 ist eine Abtriebswelle, über welche die Verbrennungskraftmaschine 10 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Die Kurbelwelle 16 ist um eine Kurbelwellendrehachse 17 relativ zu dem Gehäuseelement 11 drehbar an dem Gehäuseelement 11 gelagert. 1 shows a schematic representation of a drive device 10a, which in the exemplary embodiment is designed as an internal combustion engine 10 designed as a reciprocating piston engine or as a reciprocating piston machine. The internal combustion engine 10 can optionally, that is to say for example or optionally, be used in or for a motor vehicle, in particular in or for a motor vehicle, in order to drive the motor vehicle. The motor vehicle can optionally, that is possibly or optionally, be designed as a passenger car. However, the previous and following embodiments are not limited to these application examples, but can also be transferred to other applications. The internal combustion engine 10 could therefore also be used for other applications. In the present case, the motor vehicle includes the internal combustion engine 10 in its fully manufactured state and can be driven by the internal combustion engine 10 . The internal combustion engine 10 has a housing element 11 embodied, for example, as a cylinder housing, in particular as a cylinder crankcase, which forms or delimits a plurality of cylinders 12 . The number and arrangement of the cylinders 12 can be varied as desired. In synopsis with 2 it can be seen that a respective piston 13 is accommodated in the respective cylinder 12 so that it can be moved in a translatory manner, so that the piston 13 moves along an in 2 illustrated by a double arrow 14 direction of movement relative to the housing member 11 in the respective cylinder 12 can move translationally. The respective piston 13 is connected in an articulated manner to a crankshaft 16 of the internal combustion engine 10 via a respective connecting rod 15 . The crankshaft 16 is an output shaft, via which the internal combustion engine 10 can provide torque for driving the motor vehicle. The crankshaft 16 is mounted on the housing element 11 such that it can rotate about a crankshaft axis of rotation 17 relative to the housing element 11 .

Aus 1 ist erkennbar, dass ein die Verbrennungskraftmaschine 10 umfassender Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs eine auch mit K0 bezeichnete und beispielsweise als Reibkupplung ausgebildete Kupplung 18 umfassen kann, über welche beispielsweise das jeweilige, von der Verbrennungskraftmaschine über ihre Kurbelwelle 16 bereitgestellte Drehmoment in ein in den Fig. nicht dargestelltes Getriebe des Antriebsstrangs eingeleitet werden kann. Das Pleuel 15 ist beispielsweise einerseits gelenkig mit dem Kolben 13 und andererseits mit der Kurbelwelle 16 gelenkig verbunden, insbesondere derart dass das Pleuel 15 um eine Pleueldrehachse 19 relativ zu einem Hubzapfen 20 der Kurbelwelle 16 drehbar an dem Hubzapfen 20 gelagert ist.Out of 1 It can be seen that a drive train of the motor vehicle that includes internal combustion engine 10 can also include a clutch 18, also designated K0 and designed, for example, as a friction clutch, via which, for example, the respective torque provided by the internal combustion engine via its crankshaft 16 is converted into a torque that is not shown in the figures Transmission of the drive train can be initiated. The connecting rod 15 is, for example, articulated to the piston 13 on the one hand and to the crankshaft 16 on the other hand, in particular in such a way that the connecting rod 15 is mounted on the crank pin 20 so that it can rotate about a connecting rod axis of rotation 19 relative to a crank pin 20 of the crankshaft 16.

Der jeweilige Kolben 13 und der jeweilige Zylinder 12 begrenzen jeweils teilweise einen jeweiligen Brennraum 21 der Verbrennungskraftmaschine 10. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 läuft innerhalb eines jeweiligen, während oder innerhalb des befeuerten Betriebs stattfindenden Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 10 in dem jeweiligen Brennraum 21 ein Verbrennungsvorgang ab, in dessen Rahmen ein zumindest einen Kraftstoff und ein Oxidationsmittel umfassendes Gemisch gezündet und verbrannt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kraftstoff um einen flüssigen Kraftstoff, welcher innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den Brennraum 21 eingeleitet beziehungsweise eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, wird. In dem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Oxidationsmittel um Frischluft. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist dabei einen von der Frischluft durchströmbaren und auch als Einlasstrakt bezeichneten Ansaugtrakt 22 auf, mittels welchem die Frischluft zu dem jeweiligen Brennraum 21 geführt und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den jeweiligen Brennraum 21 eingebracht beziehungsweise eingeleitet wird. Aus dem Verbrennen des Gemisches resultiert Abgas. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 23 auf.The respective piston 13 and the respective cylinder 12 each partially delimit a respective combustion chamber 21 of the internal combustion engine 10. During a fired operation of the internal combustion engine 10, a combustion process takes place within a respective working cycle of the internal combustion engine 10 taking place during or within the fired operation in the respective combustion chamber 21 from, in the course of which a mixture comprising at least one fuel and one oxidizing agent is ignited and burned. The fuel is preferably a liquid fuel which is introduced or introduced, in particular injected directly, into the combustion chamber 21 within the respective working cycle. In the exemplary embodiment, the oxidizing agent is fresh air. The internal combustion engine 10 has an intake tract 22 through which the fresh air can flow and is also referred to as the intake tract, by means of which the fresh air is guided to the respective combustion chamber 21 and introduced or introduced into the respective combustion chamber 21 within the respective working cycle. From burning the mixture results exhaust gas. The internal combustion engine 10 has an exhaust gas section 23 through which the exhaust gas can flow.

Dem jeweiligen Brennraum 21 ist genau eine Ventilanordnung zugeordnet, welche beispielsweise wenigstens ein Einlassventil, insbesondere genau zwei Einlassventile, aufweisen kann. Dem jeweiligen Einlassventil ist genau ein Einlasskanal zugeordnet, welcher zumindest von der Frischluft durchströmbar ist. Der Einlasskanal ist beispielsweise von einem Gas und/oder einem Aerosol und/oder einem anderen Medium aus dem Ansaugtrakt 22 durchströmbar, wobei das Gas, das Aerosol beziehungsweise das andere Medium die Frischluft umfassen kann. Das heißt, dass die Frischluft Bestandteil des Gases, Aerosols beziehungsweise Mediums sein kann. Insbesondere kann das Gas, Aerosol beziehungsweise Medium ein Gas, insbesondere Abgas, aus dem Abgastrakt 23 umfassen.The respective combustion chamber 21 is assigned precisely one valve arrangement, which can have, for example, at least one intake valve, in particular exactly two intake valves. Precisely one intake channel through which at least the fresh air can flow is assigned to the respective intake valve. A gas and/or an aerosol and/or another medium from the intake tract 22 can flow through the inlet channel, for example, it being possible for the gas, the aerosol or the other medium to comprise the fresh air. This means that the fresh air can be part of the gas, aerosol or medium. In particular, the gas, aerosol or medium can include a gas, in particular exhaust gas, from the exhaust tract 23 .

Das jeweilige Einlassventil ist zwischen einer ersten Schließstellung und wenigstens einer ersten Offenstellung, insbesondere translatorisch oder auf anderer Art, bewegbar. In der ersten Schließstellung verschließt das jeweilige Einlassventil den jeweils zugehörigen Einlasskanal, sodass keine Frischluft aus dem jeweiligen Einlasskanal ausströmen und in den jeweiligen Brennraum 21 einströmen kann. In der ersten Offenstellung jedoch gibt das jeweilige Einlassventil den jeweils zugehörigen Einlasskanal frei, sodass der jeweilige Einlasskanal fluidisch mit dem jeweiligen Brennraum 21 verbunden ist. Somit kann dann Luft aus dem jeweiligen Einlasskanal ausströmen und in den Brennraum 21 einströmen. Des Weiteren ist dem jeweiligen Brennraum 21 genau eine Ventileinrichtung 34 zugeordnet, welche wenigstens ein Auslassventil, insbesondere genau zwei Auslassventile, umfassen kann. Dem jeweiligen Auslassventil ist genau ein Auslasskanal zugeordnet, welcher von dem Abgas aus dem Brennraum 21 durchströmbar ist. Das jeweilige Auslassventil ist zwischen einer zweiten Schließstellung und wenigstens einer zweiten Offenstellung, insbesondere translatorisch oder auf andere Art, bewegbar. In der zweiten Schließstellung ist der Brennraum 21 mittels des jeweiligen Auslassventils von dem jeweiligen, zugehörigen Auslasskanal getrennt, sodass kein Gas aus dem Brennraum 21 in den jeweiligen Einlasskanal strömen kann. In der jeweiligen zweiten Offenstellung jedoch gibt das jeweilige Auslassventil den jeweils zugehörigen Auslasskanal frei, sodass der jeweilige Auslasskanal fluidisch mit dem jeweiligen Brennraum 21 verbunden ist. Dann kann das Abgas aus dem Brennraum 21 ausströmen und in den jeweiligen Auslasskanal einströmen.The respective intake valve can be moved between a first closed position and at least one first open position, in particular in a translatory manner or in some other way. In the first closed position, the respective intake valve closes the respective associated intake port, so that no fresh air can flow out of the respective intake port and into the respective combustion chamber 21 . In the first open position, however, the respective intake valve releases the respective associated intake port, so that the respective intake port is fluidically connected to the respective combustion chamber 21 . Air can then flow out of the respective intake port and flow into combustion chamber 21 . Furthermore, the respective combustion chamber 21 is assigned exactly one valve device 34, which can include at least one outlet valve, in particular exactly two outlet valves. Precisely one outlet channel through which the exhaust gas from combustion chamber 21 can flow is assigned to the respective outlet valve. The respective outlet valve can be moved between a second closed position and at least one second open position, in particular in a translatory manner or in some other way. In the second closed position, the combustion chamber 21 is separated from the respective associated outlet channel by means of the respective outlet valve, so that no gas can flow from the combustion chamber 21 into the respective inlet channel. In the respective second open position, however, the respective exhaust valve releases the respective associated exhaust port, so that the respective exhaust port is fluidically connected to the respective combustion chamber 21 . The exhaust gas can then flow out of the combustion chamber 21 and flow into the respective outlet port.

Wird beziehungsweise ist die jeweilige Ventilanordnung 33 geöffnet, so ist darunter zu verstehen, dass die beziehungsweise alle, dem jeweiligen Brennraum 21 zugeordneten Einlassventile geöffnet werden beziehungsweise sind. Ist beziehungsweise wird die jeweilige Ventileinrichtung geöffnet, so ist darunter zu verstehen, dass die beziehungsweise alle dem jeweiligen Brennraum 21 zugeordneten Auslassventile geöffnet beziehungsweise sind. Des Weiteren ist dem jeweiligen Brennraum 21 wenigstens oder genau ein zusätzlich zu der jeweiligen Ventileinrichtung 34 und zusätzlich zu der jeweiligen Ventilanordnung 33 vorgesehenes Ventilelement 24 zugeordnet, dessen Funktion im Folgenden noch genauer erläutert wird.If the respective valve arrangement 33 is or is opened, this means that the or all intake valves assigned to the respective combustion chamber 21 are or are open. If the respective valve device is or will be opened, this means that the or all of the exhaust valves assigned to the respective combustion chamber 21 are or are open. Furthermore, the respective combustion chamber 21 is assigned at least or precisely one valve element 24 provided in addition to the respective valve device 34 and in addition to the respective valve arrangement 33, the function of which is explained in more detail below.

Das jeweilige Arbeitsspiel der Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst beispielsweise genau zwei vollständige Umdrehungen der Kurbelwelle 16 und somit beispielhaft 720 Grad Kurbelwinkel. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine 10 als ein Vier-Takt-Motor ausgebildet. Sodass das jeweilige Arbeitsspiel genau vier, in 3 veranschaulichte Takte T1, T2, T3 und T4 umfasst. Der erste Takt T1 ist ein Ansaugtakt, bei dem sich der jeweilige Kolben 13 aus seinem oberen Totpunkt in seinen unteren Totpunkt bewegt. In dem Ansaugtakt wird die Frischluft über die geöffnete Ventilanordnung in den Brennraum 21 eingebracht, insbesondere eingeleitet. Der unmittelbar auf den ersten Takt T1 folgende zweite Takt T2 ist ein Verdichtungstakt, bei dem sich der jeweilige Kolben 13 aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt bewegt. Unter dem Merkmal, dass sich der Takt T2 unmittelbar an den Takt T1 anschließt, ist zu verstehen, dass der Takt T2 zeitlich auf den Takt T1 folgt, wobei zwischen den Takten T1 und T2 kein anderer, weiterer Takt der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordnet ist. Zumindest während eines Teils der Verdichtungstakts und somit zumindest während eines Teils eines Wegs, entlang welchem sich der Kolben 13 aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt während des Verdichtungstakts bewegt, wird das Gemisch beziehungsweise das Gas und/oder Aerosol in dem jeweiligen Brennraum 21 mittels des Kolbens 13 verdichtet. Der unmittelbar auf den zweiten Takt T2 folgende, dritte Takt T3 ist ein Arbeitstakt, bei dem das Gemisch in Folge seiner Zündung verbrennt, wobei sich die Flammenfront 35 in dem Brennraum ausbreitet, und hierdurch in Folge der Verbrennung den Kolben 13 und über den Kolben 13 und das Pleuel 15 die Kurbelwelle 16 antreibt. Die Zündung des Gemisches erfolgt beispielsweise in dem Arbeitstakt. Der sich unmittelbar an den Takt T3 anschließende, vierte Takt T4 ist ein Ausstoßtakt, bei dem sich der Kolben 13 aus seinem unteren Totpunkt in seinen oberen Totpunkt bewegt. Dabei schiebt der Kolben das aus dem Verbrennen des Gemisches resultierende Abgas aus dem Brennraum 21 aus und insbesondere in den Abgastrakt 23 ein, insbesondere über die geöffnete Ventileinrichtung. In 3 sind Stellungen des Kolbens 13 mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 bezeichnet, wobei der Kolben 13 diese Stellungen 1 - 9 sowie jeweils dazwischen liegende Stellungen während des jeweiligen Arbeitsspiels beziehungsweise innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels einnimmt.The respective work cycle of the internal combustion engine 10 includes, for example, exactly two complete revolutions of the crankshaft 16 and thus, for example, a crank angle of 720 degrees. The internal combustion engine 10 is designed as a four-stroke engine. So that the respective working cycle is exactly four, in 3 illustrated clocks T1, T2, T3 and T4. The first stroke T1 is an intake stroke, in which the respective piston 13 moves from its top dead center to its bottom dead center. In the intake stroke, the fresh air is introduced, in particular introduced, into the combustion chamber 21 via the open valve arrangement. The second stroke T2 immediately following the first stroke T1 is a compression stroke in which the respective piston 13 moves from its bottom dead center to its top dead center. The feature that cycle T2 immediately follows cycle T1 means that cycle T2 follows cycle T1 in terms of time, with no other cycle of internal combustion engine 10 being arranged between cycles T1 and T2. At least during part of the compression stroke and thus at least during part of a path along which piston 13 moves from its bottom dead center to its top dead center during the compression stroke, the mixture or the gas and/or aerosol in the respective combustion chamber 21 is of the piston 13 is compressed. The third stroke T3 immediately following the second stroke T2 is a power stroke in which the mixture burns as a result of its ignition, with the flame front 35 propagating in the combustion chamber, and as a result of this the piston 13 and over the piston 13 as a result of the combustion and the connecting rod 15 drives the crankshaft 16. The mixture is ignited, for example, in the power stroke. The fourth stroke T4, which immediately follows stroke T3, is an exhaust stroke in which the piston 13 moves from its bottom dead center to its top dead center. The piston pushes the exhaust gas resulting from the combustion of the mixture out of the combustion chamber 21 and in particular into the exhaust gas tract 23, in particular via the opened valve device. In 3 positions of the piston 13 are denoted by 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9, with the piston 13 denoting these positions 1 - 9 and positions in between during the respective working cycle or within the respective working cycle.

Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 erläutert, wobei durch das Verfahren ein besonders wirkungsgradgünstiger und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisiert werden kann. Bei dem Verfahren wird innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der Verbrennungskraftmaschine 10 die jeweilige Ventilanordnung 33 geöffnet, und über die geöffnete Ventilanordnung wird die Frischluft in den jeweiligen Brennraum 21 eingeleitet, woraufhin die Ventilanordnung 33 geschlossen wird. Danach wird bei geschlossener Ventileinrichtung 34 und vorzugsweise auch bei geschlossener Ventilanordnung 33 das die Frischluft und vorzugsweise auch den Kraftstoff umfassende Gemisch in den Brennraum 21 mittels des Kolbens 13 verdichtet, insbesondere zumindest während des zuvor genannten Teils des Verdichtungstakts. Außerdem ist es vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mittels des jeweiligen, zusätzlich zur Ventilanordnung 33 und zusätzlich zu der Ventileinrichtung 34 vorgesehenen Ventilelements 24 wenigstens ein zusätzlicher, von dem Kraftstoff unterschiedlicher, erster Stoff, in den jeweiligen Brennraum 21, insbesondere direkt, eingebracht, wird.A method for operating the internal combustion engine 10 is explained below, with the method being able to implement an operation of the internal combustion engine 10 which is particularly favorable in terms of efficiency and thus consumes little fuel. In the method, the respective valve arrangement 33 is opened within the respective working cycle of the internal combustion engine 10, and the fresh air is introduced into the respective combustion chamber 21 via the opened valve arrangement, whereupon the valve arrangement 33 is closed. Then, with the valve device 34 closed and preferably also with the valve arrangement 33 closed, the mixture comprising the fresh air and preferably also the fuel is compressed in the combustion chamber 21 by means of the piston 13, in particular at least during the aforementioned part of the compression stroke. Provision is also made for at least one additional first substance, different from the fuel, to be introduced into the respective combustion chamber 21, in particular directly, within the respective working cycle by means of the respective valve element 24 provided in addition to the valve arrangement 33 and in addition to the valve device 34. becomes.

Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb, insbesondere befeuerten Betrieb, der Verbrennungskraftmaschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels der in den Brennraum eingebrachte erste Stoff durch Atomzerfall und/oder wenigstens eine chemische Reaktion zu wenigstens einem von dem ersten Stoff unterschiedlichen, zweiten Stoff reagiert, welcher bei Normbedingungen sowie bei Bedingungen im Brennraum ein höheres Volumen einnimmt als der erste Stoff, wodurch eine Druckerhöhung in dem Brennraum, das heißt eine Erhöhung der Verdichtung bzw. des Drucks und vorzugsweise eine daraus resultierende Selbstzündung des Gemisches bei oder nach dessen durch den Kolben bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung bewirkt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt reagiert der erste Stoff zu dem zweiten Stoff unter Volumenerweiterung oder der erste Stoff zerfällt infolge des Atomzerfalls zu dem zweiten Stoff unter Volumenerweiterung, wodurch die Druckerhöhung in dem Brennraum bewirkt wird. Bei der chemischen Reaktion kann es sich um eine, insbesondere thermische, Dissoziation, beispielsweise einen Molekülzerfall, handeln. Der erste Stoff und/oder der zweite Stoff können jeweils Stoffgemische sein.In order to be able to implement a particularly efficient and therefore fuel-efficient operation, in particular fired operation, of the internal combustion engine, it is provided according to the invention that, within the respective working cycle, the first substance introduced into the combustion chamber is converted to at least one of second substance, which is different from the first substance, which, under standard conditions and under conditions in the combustion chamber, occupies a higher volume than the first substance, causing an increase in pressure in the combustion chamber, i.e. an increase in compression or pressure and preferably a resulting auto-ignition of the Mixture at or after its maximum geometric compression effected by the piston. In other words, the first substance reacts to form the second substance with an increase in volume, or the first substance disintegrates as a result of atomic decomposition to form the second substance with an increase in volume, causing the pressure increase in the combustion chamber. The chemical reaction can be a dissociation, in particular a thermal dissociation, for example a molecular decomposition. The first substance and/or the second substance can each be mixtures of substances.

Bei nicht-Beachtung der Einbringung des ersten Stoffs beziehungsweise des Atomzerfalls oder der chemischen Reaktion, das heißt dann, wenn die chemische Reaktion oder der Atomzerfall unterbleibt, kann der jeweilige Kolben 13 insbesondere dadurch, dass er sich, insbesondere in dem Verdichtungstakt, in Richtung seines oberen Totpunkts und insbesondere in seinen oberen Totpunkt bewegt und somit den oberen Totpunkt erreicht, insbesondere während die Ventilanordnung und die Ventileinrichtung geschlossen sind, eine maximale geometrische Verdichtung des Gemisches bewirken. Findet nun zusätzlich zu dieser, mittels des Kolbens 13 bewirkten beziehungsweise bewirkbaren, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches die chemische Reaktion oder der Atomzerfall statt, so wird durch die chemische Reaktion oder den Atomzerfall das Gemisch über die maximale geometrische Verdichtung hinaus verdichtet. Somit wird mittels der chemischen Reaktion oder des Atomzerfalls eine Zusatz- oder Nachverdichtung des Gemisches bewirkt, dessen Zusatz- beziehungsweise Nachverdichtung über die mittels des Kolbens 13 bewirkbare, maximale geometrische Verdichtung hinausgeht. Dadurch kann auf relativ einfache, bauraum- und gewichtsgünstige sowie kostengünstige Weise ein besonders hoher Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 10 gewährleistet werden. Die zuvor genannte Zündung des Gemisches ist in 3 besonders schematisch gezeigt und dort mit 25 bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Zündung beispielsweise nach dem Verdichtungstakt und in dem Arbeitstakt durchgeführt wird beziehungsweise stattfindet.If the introduction of the first substance or the atomic decomposition or the chemical reaction is ignored, i.e. if the chemical reaction or atomic decomposition does not take place, the respective piston 13 can, in particular, move in the direction of its moves top dead center and in particular into its top dead center and thus reaches top dead center, in particular while the valve arrangement and the valve device are closed, bring about a maximum geometric compression of the mixture. If the chemical reaction or atomic decomposition takes place in addition to this maximum geometric compression of the mixture effected or achievable by means of piston 13, then the mixture is compressed beyond the maximum geometric compression by the chemical reaction or atomic decomposition. Thus, by means of the chemical reaction or the atomic decomposition, an additional or post-compression of the mixture is brought about, the additional or post-compression of which goes beyond the maximum geometric compression that can be effected by means of the piston 13 . As a result, a particularly high degree of efficiency of internal combustion engine 10 can be ensured in a relatively simple, space-saving, weight-saving and cost-effective manner. The aforementioned ignition of the mixture is in 3 shown particularly schematically and denoted by 25 there. It can be seen that the ignition is carried out or takes place, for example, after the compression stroke and in the power stroke.

Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren zu können, ist es bei dem Verfahren außerdem vorzugsweise vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels durch die chemische Reaktion oder durch den Atomzerfall Maximaldruck und/oder Mitteldruck in dem Brennraum 21 besonders erhöht werden, besonders bevorzugt derart, dass eine Temperatur in dem Brennraum 21 dabei über eine Selbstzündungstemperatur des Gemisches hinaus geht, wodurch eine Selbstzündung des Gemisches nach der mittels des Kolbens 13 bewirkten, beziehungsweise bewirkbaren, maximalen geometrischen Verdichtung bewirkt wird. Mit anderen Worten kann die zuvor beschriebene Zündung 25 des Gemisches die beziehungsweise eine Selbstzündung sein, die durch die chemische Reaktion oder durch den Atomzerfall bewirkt wird und nach der durch den Kolben 13 bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches stattfindet beziehungsweise beginnt.In order to be able to implement a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine 10, the method also preferably provides for the maximum pressure and/or mean pressure in the combustion chamber 21 to be particularly increased within the respective working cycle as a result of the chemical reaction or as a result of the atomic decay , particularly preferably in such a way that a temperature in the combustion chamber 21 exceeds a self-ignition temperature of the mixture, whereby self-ignition of the mixture is brought about after the maximum geometric compression effected or achievable by means of the piston 13 . In other words, the above-described ignition 25 of the mixture can be self-ignition, which is caused by the chemical reaction or by atomic decomposition and takes place or begins after the maximum geometric compression of the mixture caused by the piston 13 .

Vorzugsweise wird der erste Stoff mittels des Ventilelements 24 innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels während dem mittels des Kolbens 13 bewirkten Verdichten des Gemisches und/oder nach dem mittels des Kolbens 13 bewirkten Verdichten des Gemisches und während die Ventilanordnung 33 und vorzugweise auch die Ventileinrichtung 34 geschlossen ist in den Brennraum 21 eingebracht.Preferably, the first substance is operated within the respective working by means of the valve element 24 introduced into the combustion chamber 21 during the compression of the mixture effected by the piston 13 and/or after the compression of the mixture effected by the piston 13 and while the valve arrangement 33 and preferably also the valve device 34 is closed.

Vorzugsweise wird eine Aktivierungsenergie, die zum Starten der chemischen Reaktion erforderlich ist, von im Brennraum 21 vorliegender Wärme aufgebracht, wenn eine im Brennraum 21 vorliegende Temperatur eine Aktivierungstemperatur überschreitet. Dadurch kann der Start der chemischen Reaktion besonders einfach ohne zusätzliche Mittel und somit besonders kostengünstig erfolgen.Preferably, an activation energy required to start the chemical reaction is applied from heat present in the combustion chamber 21 when a temperature present in the combustion chamber 21 exceeds an activation temperature. As a result, the chemical reaction can be started in a particularly simple manner without additional means and thus particularly inexpensively.

In weiterer Ausgestaltung wird die Aktivierungsenergie von einer in dem Brennraum 21 angeordneten Fremdzündeinrichtung 46 aufgebracht. Mit anderen Worten ausgedrückt stellt die Fremdzündeinrichtung 46 Energie bereit, wodurch sich die Temperatur im Brennraum 21 beziehungsweise wenigstens die Temperatur des ersten Stoffs derart erhöht, sodass die chemische Reaktion abläuft. Dadurch kann der Beginn der chemischen Reaktion besonders vorteilhaft gesteuert werden. Die Fremdzündeinrichtung 46 kann beispielsweise als Zündkerze ausgeführt sein.In a further embodiment, the activation energy is applied by an external ignition device 46 arranged in the combustion chamber 21 . In other words, the external ignition device 46 provides energy, as a result of which the temperature in the combustion chamber 21 or at least the temperature of the first substance increases in such a way that the chemical reaction takes place. As a result, the start of the chemical reaction can be controlled in a particularly advantageous manner. The external ignition device 46 can be designed as a spark plug, for example.

In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Stoff ein zusätzliches Fluid, welches während und/oder nach und/oder vor dem mittels des Kolbens 13 innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels bewirkten Verdichten des Gemisches und während die Ventilanordnung 33 und vorzugsweise auch die Ventileinrichtung 34 geschlossen ist, mittels des Ventilelements 24 in den Brennraum 21, insbesondere direkt, eingebracht wird. Das zusätzliche Fluid wird auch als Zusatzfluid bezeichnet. Durch das Einbringen des Zusatzfluids wird eine Druckerhöhung, welche unabhängig zu der Druckerhöhung in Folge des Atomzerfalls oder der chemischen Reaktion auftritt, in dem Brennraum 21, das heißt eine Erhöhung der Verdichtung bzw. des Drucks und eine dadurch resultierende Selbstzündung des Gemisches bei oder nach dessen maximaler, durch den Kolben 13 bewirkter geometrischer Verdichtung bewirkt.In a further embodiment, the first substance is an additional fluid which, during and/or after and/or before the compression of the mixture effected by the piston 13 within the respective working cycle and while the valve arrangement 33 and preferably also the valve device 34 is closed, by means of of the valve element 24 is introduced into the combustion chamber 21, in particular directly. The additional fluid is also referred to as additional fluid. The introduction of the additional fluid causes a pressure increase, which occurs independently of the pressure increase as a result of atomic decomposition or the chemical reaction, in the combustion chamber 21, i.e. an increase in compression or pressure and a resulting auto-ignition of the mixture during or after it maximum, effected by the piston 13 geometric compression.

Bei nicht-Beachtung der Einbringung des Zusatzfluids, das heißt dann, wenn die insbesondere als Zusatzfluideinbringung bezeichnete Einbringung des Zusatzfluids unterbleibt, kann der jeweilige Kolben 13 insbesondere dadurch, dass er sich, insbesondere in dem Verdichtungstakt, in Richtung seines oberen Totpunkts und insbesondere in seinen oberen Totpunkt bewegt und somit den oberen Totpunkt erreicht, insbesondere während die Ventilanordnung 33 und die Ventileinrichtung 34 geschlossen sind, die maximale geometrische Verdichtung des Gemisches bewirken. Wird nun zusätzlich zu dieser, mittels des Kolbens 13 bewirkten beziehungsweise bewirkbaren, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches die Einbringung des Zusatzfluids durchgeführt, so wird durch die Einbringung des Zusatzfluids das Gemisch über die maximale geometrische Verdichtung hinaus verdichtet. Somit wird mittels der Einbringung des Zusatzfluids eine Zusatz- oder Nachverdichtung des Gemisches bewirkt, dessen Zusatz- beziehungsweise Nachverdichtung über die mittels des Kolbens 13 bewirkbare, maximale geometrische Verdichtung hinausgeht. Dadurch kann auf relativ einfache, bauraum- und gewichtsgünstige sowie kostengünstige Weise ein besonders hoher Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 10 gewährleistet werden.If the introduction of the additional fluid is not observed, i.e. if the introduction of the additional fluid, which is referred to in particular as the introduction of additional fluid, is omitted, the respective piston 13 can, in particular, because it moves, in particular in the compression stroke, in the direction of its top dead center and in particular in its moves top dead center and thus reaches top dead center, in particular while the valve arrangement 33 and the valve device 34 are closed, causing the maximum geometric compression of the mixture. If the additional fluid is now introduced in addition to this maximum geometric compression of the mixture effected or achievable by means of the piston 13, the introduction of the additional fluid compresses the mixture beyond the maximum geometric compression. The introduction of the additional fluid thus brings about an additional or post-compression of the mixture, the additional or post-compression of which goes beyond the maximum geometric compression that can be effected by means of the piston 13 . As a result, a particularly high degree of efficiency of internal combustion engine 10 can be ensured in a relatively simple, space-saving, weight-saving and cost-effective manner.

Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren zu können, ist es bei dem Verfahren außerdem vorgesehen, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels durch das Einbringen des Zusatzfluids eine Druckerhöhung in dem Brennraum 21 und eine daraus resultierende Selbstzündung des Gemisches bei oder nach oder vor, insbesondere kurz vor, der mittels der Kolbens 13 bewirkten, beziehungsweise bewirkbaren, maximalen geometrischen Verdichtung bewirkt wird. Mit anderen Worten ist die zuvor beschriebene Zündung 25 des Gemisches die beziehungsweise eine Selbstzündung, die durch die Zusatzfluideinbringung bewirkt wird und nach oder bei oder vor der durch den Kolben bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung des Gemisches stattfindet beziehungsweise beginnt.In order to be able to implement a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine 10, the method also provides that within the respective work cycle, the introduction of the additional fluid causes an increase in pressure in the combustion chamber 21 and a resulting auto-ignition of the mixture during or after or before, in particular shortly before, the maximum geometric compression effected or achievable by means of the piston 13 . In other words, the above-described ignition 25 of the mixture is the or a self-ignition that is caused by the introduction of additional fluid and takes place or begins after or at or before the maximum geometric compression of the mixture caused by the piston.

Vorzugsweise beginnt das Einbringen des zusätzlichen Fluids innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels vor und/oder nach und/oder während durch den Kolben 13 die maximale geometrische Verdichtung bewirkt wird. Vorzugsweise nimmt innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels eine mit dem Kolben 13 gekoppelte Abtriebswelle 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 bei der durch den Kolben 13 bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung eine erste Drehstellung ein, wobei innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels beim Einbringen des zusätzlichen Fluids die Abtriebswelle 16 eine zweite Drehstellung einnimmt, welche sich von der ersten Drehstellung um höchstens 45 Grad unterscheidet.The introduction of the additional fluid preferably begins within the respective working cycle before and/or after and/or while the maximum geometric compression is being effected by the piston 13 . Preferably, within the respective working cycle, an output shaft 16 coupled to the piston 13 of the internal combustion engine 10 assumes a first rotational position at the maximum geometric compression effected by the piston 13, with the output shaft 16 assuming a second rotational position within the respective working cycle when the additional fluid is introduced , which differs from the first rotary position by a maximum of 45 degrees.

4 zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszisse 26 die Kurbelwellenwinkel der Kurbelwelle 16 aufgetragen sind. Auf der Ordinate 27 des Diagramms ist der auch als Kolbenweg bezeichnete Weg aufgetragen, den der Kolben 13 innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels zurücklegt. Dabei ist der Kolbenweg in der Einheit % angegeben. Ein Verlauf 28 veranschaulicht den Kolbenweg und ein Verlauf 29 veranschaulicht, insbesondere in der Einheit %, einen Hebelarm, über welchen eine auf den Kolben wirkende und beispielsweise aus der Zündung und Verbrennung des Gemisches resultierende Kraft auf die Kurbelwelle 16 wirkt. Dabei sind die Stellungen 1 - 9 auch in 4 eingezeichnet. In 4 sind darüber hinaus weitere Stellungen 4' und 5' des Kolbens gezeigt, der auch die Stellungen 4' und 5' innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels einnimmt. Die Stellung 4' liegt zwischen den Stellungen 4 und 5 und dabei in dem Verdichtungstakt, worunter ein geometrischer Verdichtungstakt verstanden werden kann, bei welchem der Kolben 13 das Gemisch oder die Frischluft in dem Brennraum 21 verdichtet. Die Stellung 5' liegt zwischen den Stellungen 5 und 6 und dabei in dem Arbeitstakt. Aus 4 ist erkennbar, dass die Stellung 5 mit dem oberen Totpunkt, insbesondere mit dem oberen Zündtotpunkt (ZOT) des Kolbens 13 zusammenfällt. 4 shows a diagram on the abscissa 26 of which the crankshaft angles of the crankshaft 16 are plotted. The path, also referred to as the piston travel, which the piston 13 covers within the respective working cycle is plotted on the ordinate 27 of the diagram. The piston travel is specified in the unit %. A curve 28 illustrates the piston travel and a curve 29 illustrates, in particular in the unit %, a lever arm, via which one acts on the piston force acting on crankshaft 16 and resulting, for example, from the ignition and combustion of the mixture. The positions 1 - 9 are also in 4 drawn. In 4 In addition, further positions 4' and 5' of the piston are shown, which also occupies the positions 4' and 5' within the respective working cycle. Position 4' is between positions 4 and 5 and is in the compression stroke, which can be understood to mean a geometric compression stroke in which piston 13 compresses the mixture or the fresh air in combustion chamber 21. Position 5' lies between positions 5 and 6 and is in the working cycle. Out of 4 it can be seen that the position 5 coincides with the top dead center, in particular with the top dead center of ignition (ZOT) of the piston 13 .

Der zuvor genannte Kraftstoff kann ein flüssiger Kraftsoff oder ein gasförmiger Kraftstoff sein und wird beispielsweise mittels eines Injektors direkt in den jeweiligen Brennraum 21 eingebracht, insbesondere eingespritzt oder eingeblasen, insbesondere innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels. Das Einspritzen des Kraftstoffes innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels beginnt beispielsweise bei der Stellung 4 und somit in dem Verdichtungstakt und endet beispielsweise bei der Stellung 4' und somit in dem Verdichtungstakt oder bei der Stellung 5 und somit am Ende des Verdichtungstakts und am Anfang des Arbeitstakts. insbesondere erstreckt sich das Einspritzen des Kraftstoffes durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei von der Stellung 4 bis zu der Stellung 4' beziehungsweise 5.The aforementioned fuel can be a liquid fuel or a gaseous fuel and is introduced, for example by means of an injector, directly into the respective combustion chamber 21, in particular injected or blown in, in particular within the respective work cycle. The injection of the fuel within the respective work cycle begins, for example, at position 4 and thus in the compression stroke and ends, for example, at position 4' and thus in the compression stroke or at position 5 and thus at the end of the compression stroke and at the beginning of the power stroke. in particular, the injection of the fuel extends continuously or without interruption from position 4 to position 4' or 5.

Die Zusatzfluideinbringung ist, sofern das Zusatzfluid gasförmig ist, eine Hochdruck-Einblasung, da das Zusatzfluid beispielsweise mit einem hohen Druck beziehungsweise in verdichtetem Zustand und somit als Druckfluid in den Brennraum 21, insbesondere direkt, eingeblasen wird. Beispielsweise beginnt die Zusatzfluideinbringung in beziehungsweise bei der Stellung 5 und endet in beziehungsweise bei der Stellung 5', sodass sich vorzugsweise die Zusatzfluideinbringung durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei zu der Stellung 5' erstreckt. Die als Selbstzündung ausgebildete und durch die Zusatzfluideinbringung bewirkte Zündung des Gemisches liegt beispielsweise zwischen den Stellungen 5 und 5' oder fällt mit der Stellung 5' zusammen, sodass die Selbstzündung in dem Arbeitstakt und somit nach der Stellung 5, das heißt nach dem oberen Totpunkt des Kolbens 13 liegt, insbesondere beginnt. Somit kann aus 4 besonders gut die durch die Zusatzfluideinbringung bewirkbare beziehungsweise bewirkte Nach- oder Zusatzverdichtung des Gemisches erkannt werden. Diese Nachbeziehungsweise Zusatzverdichtung kann auch besonders gut aus 4 erkannt werden. Alternativ kann die Zusatzfluideinbringung derart beginnen, dass die Selbstzündung des Gemisches vor oder im oberen Totpunkt des Kolbens 13 liegen kann. Falls eine Fremdzündung des ersten Stoffs vorliegt, kann diese vor oder bei oder nach dem oberen Totpunkt des Kolbens 13 erfolgen. Inwiefern die Selbstzündung beziehungsweise die Fremdzündung vor oder im oder nach dem oberen Totpunkt des Kolbens 13 erfolgt, kann vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise einer Motordrehzahl, und/oder vom Kraftstoff, insbesondere einer Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme beziehungsweise einer laminaren Flammengeschwindigkeit des Kraftstoffs, und/oder von dem ersten Stoff beziehungsweise dem Zusatzfluid und/oder von einer Druckwellenfront in dem Brennraum 21 abhängen, welche beispielsweise vom Kraftstoff und/oder vom ersten Stoff beziehungsweise dem Zusatzfluid abhängen kann. In 5 sind die Takte T1 - T4 erkennbar. Mit T2' ist ein Vorgang bezeichnet, welcher beispielsweise teilweise während des Takts T2 und teilweise während es Takts T3 stattfindet. Bei dem Vorgang T2' wird der vorzugsweise flüssige Kraftstoff mittels des in 5 mit 30 bezeichneten Injektors direkt in den Brennraum 21 eingespritzt, was durch einen Pfeil 31 veranschaulicht ist. Außerdem wird bei dem Vorgang T2' mittels des Ventilelements 24 das Zusatzfluid in den Brennraum 21 direkt eingeblasen, was durch einen Pfeil 32 veranschaulicht ist. Alternativ können der Kraftstoff und das Zusatzfluid nacheinander eingebracht werden, sodass sich das jeweilige Einbringen von Kraftstoff und Zusatzfluid zeitlich nicht überschneidet, wobei der Kraftstoff vor dem Zusatzfluid oder nach dem Zusatzfluid eingebracht werden kann. Außerdem ist in 5 die Ventilanordnung mit den Einlassventilen mit 33 bezeichnet, während die Ventileinrichtung mit den Auslassventilen mit 34 bezeichnet ist. Besonders wichtig für die Erreichung eines besonders hohen Wirkungsgrads beziehungsweise einer besonders hohen energetischen Ausbeute des Arbeitstaktes kann sein, dass der, insbesondere durch Kraftstoffzündung bedingte, Maximaldruck und/oder ein über Kolbenweg beziehungsweise Arbeitstakt gemittelter Druck im Brennraum maximiert wird. Kraftstoffeinspritzung, das Einbringen des ersten Stoffes und die eventuelle Fremdzündung des ersten Stoffs sind derart aufeinander abgestimmt, sodass insbesondere in Folge eines Zeitpunkts der Gemischzündung der besonders hohe Wirkungsgrad erzielt werden kann.The introduction of additional fluid is, if the additional fluid is gaseous, a high-pressure injection, since the additional fluid is injected, for example, at high pressure or in a compressed state and thus as pressurized fluid into the combustion chamber 21, in particular directly. For example, the introduction of additional fluid begins in or at position 5 and ends in or at position 5′, so that the introduction of additional fluid preferably extends continuously or without interruption to position 5′. The ignition of the mixture, which takes the form of self-ignition and is caused by the introduction of additional fluid, lies between positions 5 and 5', for example, or coincides with position 5', so that self-ignition occurs in the power stroke and thus after position 5, i.e. after top dead center of the Piston 13 is, in particular begins. So that's it 4 The subsequent or additional compression of the mixture that can be effected or is caused by the introduction of additional fluid can be recognized particularly well. This subsequent or additional densification can also turn out particularly well 4 be recognized. Alternatively, the introduction of additional fluid can begin in such a way that the self-ignition of the mixture can be before or at top dead center of the piston 13 . If there is an external ignition of the first substance, this can take place before, at or after the top dead center of the piston 13 . The extent to which self-ignition or external ignition occurs before or at or after top dead center of piston 13 can depend on the operating state of the internal combustion engine, for example an engine speed, and/or the fuel, in particular a propagation speed of the flame or a laminar flame speed of the fuel, and/or depend on the first substance or the additional fluid and/or on a pressure wave front in the combustion chamber 21, which can depend, for example, on the fuel and/or on the first substance or the additional fluid. In 5 the bars T1 - T4 are recognizable. T2' denotes a process which takes place, for example, partly during cycle T2 and partly during cycle T3. In the process T2 'the preferably liquid fuel by means of the in 5 30 designated injector injected directly into the combustion chamber 21, which is illustrated by an arrow 31. In addition, in the process T2 ′, the additional fluid is blown directly into the combustion chamber 21 by means of the valve element 24 , which is illustrated by an arrow 32 . Alternatively, the fuel and the additional fluid can be introduced one after the other, so that the respective introduction of fuel and additional fluid does not overlap in time, it being possible for the fuel to be introduced before the additional fluid or after the additional fluid. In addition, 5 the valve arrangement with the inlet valves is denoted by 33, while the valve device with the outlet valves is denoted by 34. It can be particularly important for achieving a particularly high degree of efficiency or a particularly high energetic yield of the working cycle that the maximum pressure, caused in particular by fuel ignition, and/or a pressure in the combustion chamber that is averaged over the piston travel or working cycle is maximized. Fuel injection, the introduction of the first substance and the possible external ignition of the first substance are matched to one another in such a way that the particularly high degree of efficiency can be achieved in particular as a result of a point in time when the mixture is ignited.

Aus 1 ist erkennbar, dass das Zusatzfluid zunächst in einem auch als Druckreservoir bezeichneten und optional vorgesehenen Reservoir 36 gespeichert, insbesondere zwischengespeichert, und danach aus dem Reservoir 36 abgeführt und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels in den Brennraum 21 eingeblasen wird. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen von dem Zusatzfluid durchströmbaren Fluidpfad 37 auf, welcher an einer Verbindungsstelle V fluidisch mit dem Ansaugtrakt 22 verbunden oder verbindbar ist. Dies bedeutet, dass an der Verbindungsstelle V zumindest ein Teil der den Ansaugtrakt 22 durchströmenden Frischluft aus dem Ansaugtrakt 22 abzweigbar und in den Fluidpfad 37 einleitbar ist, wodurch die Luft mit dem Zusatzfluid mischbar ist, wobei für das Zusatzfluid kein Reservoir erforderlich ist, denn das Zusatzfluid kann direkt in den Brennraum 21 eingebracht oder mit Kraftstoff und/oder der Frischluft bereits vorgemischt eingebracht werden. Somit kann zumindest ein Teil des Zusatzfluids insbesondere als Zusatzluft bezeichnete Luft sein. Die an der Verbindungsstelle abgezweigte Frischluft kann als Zusatzluft den Fluidpfad 37 durchströmen und beispielsweise zunächst in Reservoirs 36 zwischengespeichert und danach aus dem Reservoir 36 in den Brennraum 21 eingebracht werden. Insbesondere wird das Zusatzfluid beziehungsweise die Zusatzluft unter Druck und somit als Druckfluid in dem Reservoir 36 gespeichert. Das Verbinden des Fluidpfads 37 mit dem Ansaugtrakt 22 über die Verbindungsstelle V kann über eine Steuerung eines Rückstauventils 47 gesteuert werden, oder über ein separat von dem Rückstauventil ausgebildetes und steuerbares Ventilelement, welches zwischen dem Verdichter 42 und dem Verdichterrad 43 angeordnet sein kann. Wenn das Verdichterrad 44 auf der Kurbelwelle 16 angeordnet ist, kann zwischen der Kurbelwelle 16 und dem Verdichterrad 44 eine Kupplung vorgesehen sein, damit das Verdichterrad 44 von der Kurbelwelle nicht mitgeschleppt wird beziehungsweise werden muss, wenn kein besonders hoher Luftdruck benötigt wird, beispielsweise beim Ausrollen des Kraftfahrzeugs und/oder bei Motorlastabsenkung. Das Verdichterrad 44 kann alternativ in einen Riementrieb integriert werden und somit in dem Riementrieb angeordnet sein.Out of 1 it can be seen that the additional fluid is initially stored, in particular temporarily stored, in a reservoir 36 which is also referred to as a pressure reservoir and is optionally provided, and is then discharged from the reservoir 36 and blown into the combustion chamber 21 within the respective working cycle. The internal combustion engine 10 has a fluid path 37 through which the additional fluid can flow Connection point V is fluidly connected to the intake tract 22 or can be connected. This means that at the connection point V, at least part of the fresh air flowing through the intake tract 22 can be branched off from the intake tract 22 and introduced into the fluid path 37, as a result of which the air can be mixed with the additional fluid, with no reservoir being required for the additional fluid, because that Additional fluid can be introduced directly into the combustion chamber 21 or already premixed with fuel and/or the fresh air. Thus, at least part of the additional fluid can be air referred to in particular as additional air. The fresh air branched off at the connection point can flow through the fluid path 37 as additional air and, for example, can first be temporarily stored in reservoirs 36 and then introduced from the reservoir 36 into the combustion chamber 21 . In particular, the additional fluid or the additional air is stored under pressure and thus as pressurized fluid in the reservoir 36 . The connection of the fluid path 37 to the intake tract 22 via the connection point V can be controlled by controlling a back pressure valve 47, or by a valve element which is designed and controllable separately from the back pressure valve and which can be arranged between the compressor 42 and the compressor wheel 43. If the compressor wheel 44 is arranged on the crankshaft 16, a clutch can be provided between the crankshaft 16 and the compressor wheel 44 so that the compressor wheel 44 is not dragged along by the crankshaft or does not have to be dragged along when no particularly high air pressure is required, for example when coasting of the motor vehicle and/or when the engine load is reduced. Alternatively, the compressor wheel 44 can be integrated into a belt drive and thus be arranged in the belt drive.

Falls es sich bei dem Zusatzfluid um flüssige Luft handelt, kann die flüssige Luft über den Fluidpfad 37 oder einen zusätzlich zu dem Fluidpfad 37 ausgebildeten Parallelpfad in den Brennraum 21 geführt werden. Zur Verflüssigung der Luft können insbesondere bei Großmotoren, beispielsweise für Schifffahrt, eine Wärmesenke und eine Entspannungsstufe vorgesehen sein. Die Verflüssigung der Luft kann beispielsweise mittels eines insbesondere als Linde-Verfahren bezeichneten Verfahrens erfolgen, welches die Verflüssigung von Gasgemischen wie Luft in besonders großen Mengen ermöglichtIf the additional fluid is liquid air, the liquid air can be conducted into the combustion chamber 21 via the fluid path 37 or a parallel path formed in addition to the fluid path 37 . In order to liquefy the air, a heat sink and an expansion stage can be provided, particularly in the case of large engines, for example for shipping. The air can be liquefied, for example, by means of a process referred to in particular as the Linde process, which enables the liquefaction of gas mixtures such as air in particularly large quantities

Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist außerdem vorzugsweise wenigstens einen Abgasturbolader 38 auf, welcher eine in dem Abgastrakt 23 angeordnete Turbine 39 mit wenigstens einem in dem Abgastrakt 23 angeordneten Turbinenrad 40 aufweist. Der Abgasturbolader 38 beziehungsweise ein mittels des Abgasturboladers bewirktes Aufladekonzept kann beispielsweise als Biturbo- oder Twinscroll-Konzept oder als mehrstufige Aufladung ausgeführt sein. Es kann eine oder keine Ladeluftkühlung vorgesehen sein. Das Turbinenrad 40 ist von dem den Abgastrakt 23 durchströmenden Abgas antreibbar. Der Abgasturbolader 38 umfasst außerdem einen in dem Ansaugtrakt 22 angeordneten Verdichter 42 mit wenigstens einem in dem Ansaugtrakt 22 angeordneten Verdichterrad 41, mittels welchem die den Ansaugtrakt 22 durchströmende Frischluft verdichtet werden kann. Dabei ist das Verdichterrad 41, insbesondere über eine Welle 45 des Abgasturboladers 38, von dem Turbinenrad 40 antreibbar. Dadurch kann im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Frischluft genutzt werden. Aus 1 ist erkennbar, dass die Verbindungsstelle V in Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt 22 durchströmenden Frischluft stromab des Verdichterrads 41 angeordnet ist. Es ist durchaus denkbar, dass die mechanische Verbindung zwischen den Verdichterrädern 41 und 43, insbesondere über ein Wellenstück, ein Übersetzungsverhältnis gleich oder ungleich 1 hat. Der neue Fluidpfad 37 braucht evtl. vergleichsweise wenig Luft gegenüber dem Hauptpfad zum konventionellen Einlassventil - aber diese unter hohem Druck. Daher ist es möglicherweise notwendig, sinnvoll oder vorteilhaft, zwischen den Verdichterrädern 41 und 43 eine Übersetzungsstufe ungleich 1 und z.B. größer 1 vorzusehen. Das hätte vermutlich auch einen positiven Effekt auf das effektive Massenträgheitsmoment aus Sicht der ATL-Antriebswelle (Turbinenrad 40). Alternativ kann anstelle eines Turboverdichters, insbesondere anstelle wenigstens eines der Verdichterräder 43, 44, wenigstens ein Kolbenverdichter vorgesehen sein.The internal combustion engine 10 also preferably has at least one exhaust gas turbocharger 38 which has a turbine 39 arranged in the exhaust gas tract 23 with at least one turbine wheel 40 arranged in the exhaust gas tract 23 . The exhaust gas turbocharger 38 or a charging concept brought about by means of the exhaust gas turbocharger can be designed, for example, as a biturbo or twin scroll concept or as a multi-stage charging. One or no charge air cooling can be provided. The turbine wheel 40 can be driven by the exhaust gas flowing through the exhaust tract 23 . The exhaust gas turbocharger 38 also includes a compressor 42 arranged in the intake tract 22 with at least one compressor wheel 41 arranged in the intake tract 22, by means of which the fresh air flowing through the intake tract 22 can be compressed. The compressor wheel 41 can be driven by the turbine wheel 40, in particular via a shaft 45 of the exhaust gas turbocharger 38. As a result, the energy contained in the exhaust gas can be used to compress the fresh air. Out of 1 it can be seen that the connection point V is arranged downstream of the compressor wheel 41 in the flow direction of the fresh air flowing through the intake tract 22 . It is quite conceivable that the mechanical connection between the compressor wheels 41 and 43, in particular via a shaft section, has a transmission ratio equal to or not equal to 1. The new fluid path 37 may need comparatively little air compared to the main path to the conventional inlet valve—but this under high pressure. Therefore, it may be necessary, sensible or advantageous to provide a gear ratio not equal to 1 and, for example, greater than 1 between the compressor wheels 41 and 43 . This would probably also have a positive effect on the effective mass moment of inertia from the point of view of the ATL drive shaft (turbine wheel 40). Alternatively, instead of a turbo compressor, in particular instead of at least one of the compressor wheels 43, 44, at least one piston compressor can be provided.

Alternativ zu dem Abgasturbolader 38 kann das Gemisch beziehungsweise die Frischluft, insbesondere im Saugmotorbetrieb, über den Kolben 13 verdichtet werden und das eingespritzte Zusatzfluid kann die Nachverdichtung übernehmen. Eine Bereitstellung von Druckluft könnte mittels einer Gasflasche oder einem elektrisch angetriebenen Verdichter erfolgen.As an alternative to the exhaust gas turbocharger 38, the mixture or the fresh air, in particular in naturally aspirated engine operation, can be compressed via the piston 13 and the injected additional fluid can take over the post-compression. Compressed air could be provided by means of a gas cylinder or an electrically driven compressor.

In dem Fluidpfad 37 ist ein erstes Verdichterrad 43 und ein zweites Verdichterrad 44 angeordnet, wobei die Verdichterräder 43 und 44 vorzugsweise zusätzlich zu dem Verdichterrad 41 vorgesehen sind. Die Verdichterräder 41, 43, 44 können jeweils beliebig miteinander kombiniert werden, sodass jede mögliche Kombinatorik der Verdichterräder 41, 43, 44 vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann eines der Verdichterräder 41, 43, 44 vorgesehen sein oder es kann das Verdichterrad 41 und das Verdichterrad 43 vorgesehen sein oder es kann das Verdichterrad 41 und das Verdichterrad 44 vorgesehen sein oder es kann das Verdichterrad 43 und das Verdichterrad 44 vorgesehen sein. Ferner ist es denkbar, dass das Verdichterrad 43 das Verdichterrad 41 ist, wobei das Verdichterrad 44 zusätzlich zu dem Verdichterrad 41 beziehungsweise zusätzlich zu dem Verdichterrad 43 vorgesehen ist. In Strömungsrichtung des den Fluidpfad 37 durchströmenden Zusatzfluid beziehungsweise Zusatzluft sind die Verdichterräder 43 und 44 seriell und/oder parallel zueinander geschaltet beziehungsweise angeordnet, sodass das den Fluidpfad 37 durchströmende Zusatzfluid beziehungsweise Zusatzluft zunächst mittels des Verdichterrads 43 und daraufhin mittels des Verdichterrads 44 gefördert und vorzugsweise auch verdichtet wird, um einen besonders hohen Druck zu erreichen. Dies bedeutet, dass die Verdichterräder 43 und 44 das Zusatzfluid, insbesondere die Zusatzluft, durch den Fluidpfad 37 hindurchfördern und insbesondere in das Reservoir 36 hinein fördern und somit in das Reservoir 36 einspeichern können. Das Reservoir 36 kann eine Kühlung aufweisen, sodass eine Dichte des, insbesondere gasförmigen, Zusatzfluids besonders erhöht werden kann. Insbesondere kann das Zusatzfluid, insbesondere die Zusatzluft, in dem Reservoir 36 mittels der Verdichterräder 43 und 44, insbesondere zweistufig, verdichtet werden. Es ist denkbar, dass das Verdichterrad 43 entfällt, sodass bezogen auf die Verdichterräder 43 und 44 nur das Verdichterrad 44 vorgesehen ist, oder dass das Verdichterrad 44 entfällt, sodass bezogen auf die Verdichterräder 43 und 44 nur das Verdichterrad 43 vorgesehen ist. Die Verdichterräder 43 und 44 sind optional oder man nutzt beide gemeinsam. Die Verdichterräder 41. 43 und 44 sind optional vorgesehen bzw. können in jedweder Kombination verwendet werden. Möglicherweise ist es auch vorteilhaft, dass das Verdichterrad 43 und/oder 44 und das Verdichterrad 41 komplett entfällt. Auch könnte man sich vorstellen, das Verdichterrad 43 und den Verdichter 42 entfallen zu lassen und die Turbine 39 zusammen mit dem Verdichterrad 44 auf die Kurbelwelle 16 zu legen. Dann würde in der Konstruktion die Welle 45 komplett entfallen. Insbesondere könnte gegebenenfalls bei einer möglichen Ausführungsform beispielsweise das Turbinenrad 40 komplett entfallen oder würde einen Generator antreiben (bzw. auf der Welle 45 würde lediglich ein Generator sitzen).A first compressor wheel 43 and a second compressor wheel 44 are arranged in the fluid path 37 , the compressor wheels 43 and 44 preferably being provided in addition to the compressor wheel 41 . The compressor wheels 41, 43, 44 can each be combined with one another as desired, so that any possible combination of the compressor wheels 41, 43, 44 can be provided. For example, one of the compressor wheels 41, 43, 44 can be provided, or the compressor wheel 41 and the compressor wheel 43 can be provided, or the compressor wheel 41 and the compressor wheel 44 can be provided, or the compressor wheel 43 and the compressor wheel 44 can be provided. Furthermore, it is conceivable that the compressor wheel 43, the compressor wheel 41 is, the compressor wheel 44 being provided in addition to the compressor wheel 41 or in addition to the compressor wheel 43 . Compressor wheels 43 and 44 are connected or arranged in series and/or parallel to one another in the flow direction of the additional fluid or additional air flowing through fluid path 37, so that the additional fluid or additional air flowing through fluid path 37 is first conveyed by means of compressor wheel 43 and then by means of compressor wheel 44, and preferably also is compressed in order to achieve a particularly high pressure. This means that the compressor wheels 43 and 44 convey the additional fluid, in particular the additional air, through the fluid path 37 and in particular into the reservoir 36 and can thus store it in the reservoir 36 . The reservoir 36 can have cooling so that a density of the, in particular gaseous, additional fluid can be particularly increased. In particular, the additional fluid, in particular the additional air, can be compressed in the reservoir 36 by means of the compressor wheels 43 and 44, in particular in two stages. It is conceivable that the compressor wheel 43 is omitted, so that only the compressor wheel 44 is provided in relation to the compressor wheels 43 and 44, or that the compressor wheel 44 is omitted, so that in relation to the compressor wheels 43 and 44 only the compressor wheel 43 is provided. Compressor wheels 43 and 44 are optional or both are used together. The compressor wheels 41, 43 and 44 are provided as an option or can be used in any combination. It may also be advantageous that the compressor wheel 43 and/or 44 and the compressor wheel 41 are completely eliminated. One could also imagine omitting the compressor wheel 43 and the compressor 42 and placing the turbine 39 together with the compressor wheel 44 on the crankshaft 16 . Then the shaft 45 would be completely omitted in the construction. In particular, in one possible embodiment, for example, the turbine wheel 40 could be completely omitted or would drive a generator (or only a generator would be seated on the shaft 45).

Auch wäre es möglich, Verdichter 44 mit einem beliebigen Mischungsverhältnis 0... 1 aus Frischluft 22 und Abgas 23 zu versorgen. Das wäre hinsichtlich der Rohemissionen (Feinstaub) möglicherweise vorteilhaft, weil ein Teil der Partikel wieder im Brennraum landet und somit eine „2. Chance“ zur Verbrennung bekommt - bzw. das wäre eine Synergie zur bereits vorhandenen Abgasrückführung. (Allerdings müsste sichergestellt sein, dass Staubpartikel im Abgas dann nicht mit der Zeit die Ventile 24 verstopfen oder das Abgas die Ventile sonstwie negativ beeinträchtigt z.B. thermisch.)It would also be possible to supply compressor 44 with any mixing ratio 0...1 of fresh air 22 and exhaust gas 23. In terms of raw emissions (particulate matter), this would possibly be advantageous because some of the particles end up back in the combustion chamber and thus have a “2nd chance" for combustion - or that would be a synergy with the already existing exhaust gas recirculation. (However, it would have to be ensured that dust particles in the exhaust gas do not clog the valves 24 over time or that the exhaust gas does not adversely affect the valves in any other way, e.g. thermally.)

Für den Motorstart stellt Verdichter 44 (und auch das Turbinenrad 40 sofern es auf der Kurbelwelle 16 (KW) montiert ist) einen zusätzlichen Trägheitswiderstand dar. Das Startsystem muss also hinreichend kräftig sein - oder diese zusätzlichen Trägheiten sind beim Motorstart abgekoppelt bzw. abkoppelbar. Dann allerdings könnte das Zusazfluid, insbesondere die Zusatzluft, beim Motorstart nicht für eine Selbstzündung ausreichen und für diesen Fall müsste analog Otto-Motor eine Fremdzündungseinrichtung vorgesehen werden. Alternativ hierzu wäre denkbar, dass beim/vor dem Motorstart das Druckreservoir 36 durch einen separaten elektrischen Verdichter vorbefüllt wird - oder dass Verdichter 43 und/oder 44 zusätzlich oder ausschließlich über einen Elektromotor antreibbar verbaut wird. Hinsichtlich Verdichterrad 43 käme wieder die Überlegung eines elektrisch unterstützten Turboladers ins Spiel, der zudem ja auch weitere Vorteile hätte (z.B. Bekämpfung Turboloch, Energierückgewinnung/Entfall Wastegate).For starting the engine, the compressor 44 (and also the turbine wheel 40 if it is mounted on the crankshaft 16 (KW)) represents an additional inertial resistance. The starting system must therefore be sufficiently strong - or these additional inertias are or can be uncoupled when the engine is started. In that case, however, the additional fluid, in particular the additional air, could not be sufficient for self-ignition when the engine is started, and in this case a spark ignition device would have to be provided, analogous to a Otto engine. As an alternative to this, it would be conceivable for the pressure reservoir 36 to be pre-filled by a separate electric compressor when/before the engine is started—or for the compressor 43 and/or 44 to be additionally or exclusively installed so that it can be driven by an electric motor. With regard to compressor wheel 43, the consideration of an electrically supported turbocharger would come into play again, which would also have other advantages (e.g. combating turbo lag, energy recovery/elimination of wastegate).

Das Verdichterrad 43 ist vorzugsweise, insbesondere über die Welle 45, von dem Turbinenrad 40 antreibbar, sodass im Abgas enthaltene Energie genutzt werden kann, um das Zusatzfluid, insbesondere die Zusatzluft, durch den Fluidpfad 37 hindurch zu fördern. Alternativ kann das Zusatzfluid aus einem Tank beziehungsweise Reservoir entnommen werden. Das Verdichterrad 44 ist mechanisch von der Kurbelwelle 16 antreibbar. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn in dem Reservoir 3 kein Zusatzfluid oder nur eine sehr geringe Menge des Zusatzfluids gespeichert ist. Insbesondere kann die Antreibbarkeit des Verdichterrads 44 von der Kurbelwelle 16 dann vorteilhaft sein, wenn die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine 10 im Rahmen eines Motorstarts gestartet werden soll und dabei kein Zusatzfluid oder nur geringe Menge des Zusatzfluids beziehungsweise das Zusatzfluid unter besonders geringem Druck in dem Reservoir 36 angeordnet ist. Ist keine Selbstzündung des Gemisches vorgesehen oder in bestimmten Betriebssituationen des Verbrennungsbetriebes nicht möglich oder unerwünscht, so ist dem jeweiligen Brennraum 21 zur Zündung des Gemischs jeweils wenigstens oder genau eine beispielsweise als Zündkerze ausgebildete, zusätzlich zu der Fremdzündeinrichtung 46 vorgesehene, zweite Fremdzündeinrichtung zugeordnet oder die Zündung des Gemischs erfolgt mittels der Fremdzündeinrichtung 46. Mittels der Fremdzündeinrichtung 46 beziehungsweise der zweiten Fremdzündeinrichtung kann beispielsweise innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels wenigstens ein Zündfunke, insbesondere im Brennraum 21 erzeugt werden. Mittels des Zündfunkens kann beispielsweise das Gemisch gezündet werden, insbesondere dann, wenn eine Selbstzündung des Gemisches und/oder die zuvor beschriebene Zusatzfluideinbringung unterbleibt. Ist jedoch vorgesehen, das Gemisch per Selbstzündung zu zünden und diese Selbstzündung mittels der Zusatzfluideinbringung zu bewirken, so kann die dem jeweiligen Brennraum 21 zugeordnete zweite Fremdzündeinrichtung entfallen. Alternativ zu Verdichterrädern 43, 44 könnten zur Verdichtung des Zusatzfluids, insbesondere der Zusatzluft, auch andere Technologien des Standes der Technik genutzt werden. Für das geringe Drehzahlniveau der Kurbelwelle (16+44) wäre z.B. eine Hubkolbenpumpe oder eine andere Art von Pumpe beziehungsweise Verdichter auf der Kurbelwelle montiert - als Ersatz des Verdichterrads 44 - denkbar. Diese hätte möglicherweise einen besseren Wirkungsgrad, geringere Rotationsträgheit und mehr Druckaufbau bei geringen Drehzahlen.The compressor wheel 43 can preferably be driven by the turbine wheel 40, in particular via the shaft 45, so that energy contained in the exhaust gas can be used to convey the additional fluid, in particular the additional air, through the fluid path 37. Alternatively, the additional fluid can be taken from a tank or reservoir. The compressor wheel 44 can be driven mechanically by the crankshaft 16 . This can be particularly advantageous when no additional fluid or only a very small amount of the additional fluid is stored in the reservoir 3 . In particular, the ability of compressor wheel 44 to be driven by crankshaft 16 can be advantageous if internal combustion engine 10, which is initially deactivated, is to be started as part of an engine start and no additional fluid or only a small amount of additional fluid or the additional fluid is located in reservoir 36 under particularly low pressure is. If self-ignition of the mixture is not intended or is not possible or undesirable in certain operating situations of the combustion operation, at least or exactly one second external ignition device, embodied, for example, as a spark plug and provided in addition to external ignition device 46, is assigned to the respective combustion chamber 21 for igniting the mixture, or the ignition of the mixture takes place by means of external ignition device 46. By means of external ignition device 46 or the second external ignition device, at least one ignition spark, in particular in combustion chamber 21, can be generated, for example, within the respective working cycle. The mixture can, for example, be ignited by means of the ignition spark, in particular when self-ignition of the mixture and/or the previously described introduction of additional fluid does not take place. However, it is featured see igniting the mixture by self-ignition and bringing about this self-ignition by introducing additional fluid, the second external ignition device assigned to the respective combustion chamber 21 can be omitted. As an alternative to compressor wheels 43, 44, other technologies from the prior art could also be used to compress the additional fluid, in particular the additional air. For the low speed level of the crankshaft (16+44), for example, a reciprocating pump or another type of pump or compressor mounted on the crankshaft—as a replacement for the compressor wheel 44—would be conceivable. This would potentially have better efficiency, lower rotational inertia and more pressure build-up at low speeds.

Alternativ kann anstelle oder zusätzlich zu dem Zusatzfluid ein insbesondere als Zusatzfeststoff bezeichneter, zusätzlicher Feststoff verwendet werden.Alternatively, an additional solid, referred to in particular as an additional solid, can be used instead of or in addition to the additional fluid.

Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, bei denen eine durch eine Zusatzfluideinbringung bewirkte Nach- beziehungsweise Zusatzverdichtung des Gemisches über die maximale Gemischverdichtung hinaus unterbleibt, kann ein wirkungsgradgünstiger Betrieb mit einem nur sehr geringen konstruktiven Mehraufwand realisiert werden. Darüber hinaus kann das Einblasen des Zusatzfluids, insbesondere der Zusatzluft, in den Brennraum 21 eine Zerstäubung des Kraftstoffes verbessern, sodass der Kraftstoff im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen weniger und kleinere Tröpfchen bildet. Dadurch können die Partikelrohemissionen gering gehalten werden sowie eine Ausbreitung der Flammenfront 35 beziehungsweise die Verbrennungsvorgänge beschleunigt werden, was sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 10 auswirkt. Des Weiteren ist es möglich, dass der Kraftstoff ein Ottokraftstoff beziehungsweise ein Benzin ist, wobei die Zusatzfluideinbringung eine beziehungsweise die Selbstzündung des Ottokraftstoffs ermöglicht. Mit anderen Worten kann die Zusatzfluideinbringung eine Befähigung des Ottokraftstoffs zur kontrollierten beziehungsweise kontrollierbaren beziehungsweise, insbesondere zeitlich, steuerbaren Selbstzündung ermöglichen. Des Weiteren kann ein besonders hoher Mitteldruck realisiert werden, sodass beispielsweise eine Temperatur des Abgases vorteilhaft hoch sein kann. Hierdurch kann beispielsweise ein besonders vorteilhaftes Ansprechverhalten einer etwaig in dem Abgastrakt 23 angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung realisiert werden. Vorteilhaft z.B. hinsichtlich des Ansprechverhaltens der Abgasnachbehandlungssysteme und hinsichtlich der Wärmeentnahme aus dem Abgas (je steiler der Temperaturgradient entlang der Wärmestrom-Sollrichtung, desto schneller beziehungsweise bauraumgünstiger die Wärmeentnahme aus dem Abgas) z.B. für Heizzwecke im Fahrzeugverbund - sowie zur mechanischen Energieentnahme aus dem Abgas mittels einer Fluidenergiemaschine z.B. Turbinenrad, das die Energie mechanisch und/oder über einen Elektrogenerator in Form von elektrischer Leistung für andere Zwecke nutzbar macht.In comparison to conventional solutions, in which the mixture is not post-compressed or additionally compressed beyond the maximum mixture compression by introducing additional fluid, operation that is favorable in terms of efficiency can be implemented with only very little additional design effort. In addition, blowing in the additional fluid, in particular the additional air, into the combustion chamber 21 can improve atomization of the fuel, so that the fuel forms fewer and smaller droplets in comparison to conventional solutions. As a result, the raw particle emissions can be kept low and the propagation of the flame front 35 or the combustion processes can be accelerated, which has an advantageous effect on the efficiency of the internal combustion engine 10 . It is also possible for the fuel to be petrol or petrol, with the introduction of additional fluid enabling the petrol to ignite or self-ignite. In other words, the introduction of additional fluid can make it possible for the gasoline to be able to ignite in a controlled or controllable or, in particular, temporally controllable manner. Furthermore, a particularly high mean pressure can be realized, so that, for example, a temperature of the exhaust gas can be advantageously high. In this way, for example, a particularly advantageous response behavior of an exhaust gas aftertreatment device that may be arranged in the exhaust gas tract 23 can be implemented. Advantageous, e.g. with regard to the response behavior of the exhaust aftertreatment systems and with regard to the heat extraction from the exhaust gas (the steeper the temperature gradient along the target heat flow direction, the faster or more space-saving the heat extraction from the exhaust gas) e.g. for heating purposes in the vehicle network - as well as for mechanical energy extraction from the exhaust gas using a Fluid energy machine, e.g. turbine wheel, which makes the energy usable for other purposes mechanically and/or via an electric generator in the form of electrical power.

In 1 ist die Kraftstoffzufuhr nicht explizit abgebildet. In 5 sind das Ventilelement 24 und der Injektor 30 als separate, einzelne Elemente dargestellt. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Injektor 30 und das Ventilelement 24 zu einem einzigen Bauelement in Form eines Einbringelements zusammengefasst beziehungsweise vereinigt sind, wobei das Einbringelement sowohl mit dem vorzugsweise flüssigen Kraftstoff als auch mit dem Zusatzfluid, insbesondere über den Fluidpfad 37, versorgt werden kann. Mittels des Einbringelements und insbesondere innerhalb des Einbringelements kann der Kraftstoff, der dem Einbringelement zugeführt, insbesondere in das Einbringelement eingeleitet, wird, mit dem Zusatzfluid, insbesondere der Zusatzluft, wobei das Zusatzfluid, insbesondere die Zusatzluft, dem Einbringelement zugeführt, insbesondere in das Einbringelement eingeleitet, wird, vermischt werden, wodurch mittels des Einbringelements und insbesondere innerhalb des Einbringelements ein Fluid-Kraftstoff-Gemisch, insbesondere Luft-Kraftstoff-Gemisch, erzeugbar ist oder erzeugt wird. Eine Mischung mit einem inerten Fluid anstatt oder in Kombination mit Luft wäre ebenfalls denkbar. Das Fluid-Kraftstoff-Gemisch umfasst das dem Einbringelement zugeführte Zusatzfluid, insbesondere die Zusatzluft, und den Kraftstoff, der dem Einbringelement zugeführt wurde. Das Einbringelement kann das Fluid-Kraftstoff-Gemisch, insbesondere Luft-Kraftstoff-Gemisch, ausspritzen und dadurch direkt in den Brennraum 21 einspritzen, wodurch sowohl der Kraftstoff als auch das Zusatzfluid, insbesondere Zusatzluft, gleichzeitig in den Brennraum 21 eingebracht werden. Dadurch können die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden. Das Einbringelement kann wenigstens zwei Kanäle umfassen, welche beispielsweise koaxiale oder achsparallel zueinander angeordnet sein können. Ein erster der Kanäle kann von dem Fluid durchströmbar sein und ein zweiter der Kanäle kann von dem Kraftstoff durchströmbar sein. Es kann ein separat von dem ersten und dem zweiten Kanal ausgebildeter, dritter Kanal in dem Einbringelement vorgesehen sein, welcher beispielsweise von der Luft durchströmbar ist. Mittels des ersten und des zweiten Kanals und/oder des dritten Kanals können das Fluid und/oder der Kraftstoff und/oder Luft jeweils separat voneinander in den Brennraum 21 eingebracht werden. Dadurch kann die Einbringung des Fluids und/oder des Kraftstoffs und/oder der Luft in den Brennraum 21 beliebig zeitversetzt und/oder überschneidend und/oder sequentiell gesteuert werden, um Gemischbildungs- und/oder Zündungsprozesse zu optimieren, wodurch der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 10 besonders erhöht werden kann.In 1 the fuel supply is not explicitly shown. In 5 1, valve element 24 and injector 30 are shown as separate, individual elements. Provision is preferably made for the injector 30 and the valve element 24 to be combined or combined to form a single component in the form of an introduction element, with the introduction element being able to be supplied both with the preferably liquid fuel and with the additional fluid, in particular via the fluid path 37 . By means of the introduction element and in particular within the introduction element, the fuel supplied to the introduction element, in particular introduced into the introduction element, can be fed with the additional fluid, in particular the additional air, with the additional fluid, in particular the additional air, being fed to the introduction element, in particular introduced into the introduction element , Will, be mixed, as a result of which a fluid-fuel mixture, in particular an air-fuel mixture, can be generated or is being generated by means of the introduction element and in particular within the introduction element. A mixture with an inert fluid instead of or in combination with air would also be conceivable. The fluid-fuel mixture includes the additional fluid supplied to the introduction element, in particular the additional air, and the fuel that was fed to the introduction element. The introduction element can eject the fluid/fuel mixture, in particular air/fuel mixture, and thereby inject it directly into combustion chamber 21 , as a result of which both the fuel and the additional fluid, in particular additional air, are introduced into combustion chamber 21 at the same time. As a result, the number of parts and thus the costs, the weight and the space requirement can be kept particularly low. The introduction element can comprise at least two channels, which can be arranged coaxially or axially parallel to one another, for example. The fluid can flow through a first of the channels and the fuel can flow through a second of the channels. A third channel, formed separately from the first and the second channel, can be provided in the introduction element, through which the air can flow, for example. The fluid and/or the fuel and/or air can each be introduced into the combustion chamber 21 separately from one another by means of the first and the second channel and/or the third channel. As a result, the introduction of the fluid and/or the fuel and/or the air into the combustion chamber 21 can be controlled with any time delay and/or overlapping and/or sequentially in order to control mixture formation and/or ignition pro to optimize processes, whereby the efficiency of the internal combustion engine 10 can be particularly increased.

BezugszeichenlisteReference List

11
Stellungposition
22
Stellungposition
33
Stellungposition
4, 4'4, 4'
Stellungposition
5, 5'5, 5'
Stellungposition
66
Stellungposition
77
Stellungposition
88th
Stellungposition
99
Stellungposition
1010
Verbrennungskraftmaschineinternal combustion engine
10a10a
Antriebseinrichtungdrive device
1111
Gehäuseelementhousing element
1212
Zylindercylinder
1313
KolbenPistons
1414
Doppelpfeildouble arrow
1515
Pleuelconnecting rod
1616
Kurbelwellecrankshaft
1717
Kurbelwellendrehachsecrankshaft axis of rotation
1818
Kupplungcoupling
1919
Pleueldrehachseaxis of rotation of the connecting rod
2020
Hubzapfencrank pin
2121
Brennraumcombustion chamber
2222
Ansaugtraktintake tract
2323
Abgastraktexhaust tract
2424
Ventilelementvalve element
2525
Zündungignition
2626
Abszisseabscissa
2727
Ordinateordinate
2828
VerlaufCourse
2929
VerlaufCourse
3030
Injektorinjector
3131
PfeilArrow
3232
PfeilArrow
3333
Ventilanordnungvalve assembly
3434
Ventileinrichtungvalve device
3535
Flammenfrontflame front
3636
Reservoirreservoir
3737
Fluidpfadfluid path
3838
Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
3939
Turbineturbine
4040
Turbinenradturbine wheel
4141
Verdichterradcompressor wheel
4242
Verdichtercompressor
4343
Verdichterradcompressor wheel
4444
Verdichterradcompressor wheel
4545
WelleWave
4646
Fremdzündeinrichtungexternal ignition device
4747
Rückstauventilbackflow valve
T1-T4T1-T4
Takttact
T2'T2'
VorgangOccurrence
VV
Verbindungsstelleconnection point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 2876275 A1 [0002]EP 2876275 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen Brennraum (21) umfassenden Antriebseinrichtung (10a), bei welchem wenigstens ein Oxidationsmittel und wenigstens ein Kraftstoff in den Brennraum (21) eingeleitet werden, woraufhin wenigstens ein zusätzlicher, von dem Kraftstoff unterschiedlicher, erster Stoff in den Brennraum (21) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Brennraum (21) eingebrachte erste Stoff durch Atomzerfall und/oder eine chemische Reaktion zu wenigstens einem von dem ersten Stoff unterschiedlichen, zweiten Stoff reagiert, welcher bei Normbedingungen ein höheres Volumen einnimmt als der erste Stoff, wodurch eine Druckerhöhung in dem Brennraum (21) bewirkt wird.Method for operating a drive device (10a) comprising at least one combustion chamber (21), in which at least one oxidizing agent and at least one fuel are introduced into the combustion chamber (21), whereupon at least one additional first substance, different from the fuel, is introduced into the combustion chamber ( 21) is introduced, characterized in that the first substance introduced into the combustion chamber (21) reacts by atomic decomposition and/or a chemical reaction to form at least one second substance which is different from the first substance and which, under standard conditions, occupies a larger volume than the first Substance, whereby an increase in pressure in the combustion chamber (21) is caused. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (10a) wenigstens einen Kolben (13) umfasst, welcher den Brennraum (21) teilweise begrenzt, wobei innerhalb eines jeweiligen Arbeitsspiels der Antriebseinrichtung (10a) eine dem Brennraum (21) zugeordnete Ventilanordnung (33) geöffnet und über die geöffnete Ventilanordnung (33) das Oxidationsmittel in den Brennraum (21) eingeleitet wird, woraufhin die Ventilanordnung (33) geschlossen und bei geschlossener Ventilanordnung (33) das Oxidationsmittel in dem Brennraum (21) mittels des Kolbens (13) verdichtet wird, und wobei innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mittels wenigstens eines zusätzlich zu der Ventilanordnung (33) vorgesehenen Ventilelements (24) der erste Stoff innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels während und/oder nach und/oder vor dem Verdichten des Oxidationsmittels und während die Ventilanordnung (33) geschlossen ist in den Brennraum (21) eingebracht wird.procedure after claim 1 , characterized in that the drive device (10a) comprises at least one piston (13) which partially delimits the combustion chamber (21), wherein within a respective working cycle of the drive device (10a) a valve arrangement (33) assigned to the combustion chamber (21) is opened and The oxidizing agent is introduced into the combustion chamber (21) via the open valve arrangement (33), whereupon the valve arrangement (33) is closed and, with the valve arrangement (33) closed, the oxidizing agent in the combustion chamber (21) is compressed by means of the piston (13), and wherein within the respective working cycle, by means of at least one valve element (24) provided in addition to the valve arrangement (33), the first substance within the respective working cycle during and/or after and/or before the compression of the oxidizing agent and while the valve arrangement (33) is closed in the combustion chamber (21) is introduced. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktivierungsenergie zum Starten der chemischen Reaktion von in dem Brennraum (21) vorliegender Wärme aufgebracht wird, wenn eine in dem Brennraum (21) vorliegende Temperatur eine Aktivierungstemperatur der chemischen Reaktion überschreitet.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that activation energy for starting the chemical reaction of heat present in the combustion chamber (21) is applied when a temperature present in the combustion chamber (21) exceeds an activation temperature of the chemical reaction. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsenergie von einer in dem Brennraum (21) angeordneten Fremdzündeinrichtung (46) aufgebracht wird.procedure after claim 3 , characterized in that the activation energy is applied by a spark ignition device (46) arranged in the combustion chamber (21). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stoff ein zusätzliches Fluid ist und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels durch das Einbringen des zusätzlichen Fluids eine Druckerhöhung in dem Brennraum (21) und eine daraus resultierende Selbstzündung des Gemisches (35) bei oder nach oder vor dessen durch den Kolben (13) bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung bewirkt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first substance is an additional fluid and, within the respective working cycle, the introduction of the additional fluid causes an increase in pressure in the combustion chamber (21) and a resulting self-ignition of the mixture (35) during or after or before its maximum geometric compression effected by the piston (13). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels das Einbringen des zusätzlichen Fluids vor und/oder nach und/oder während durch den Kolben (13) die maximale geometrische Verdichtung bewirkt wird beginnt.procedure after claim 5 , characterized in that within the respective working cycle, the introduction of the additional fluid before and/or after and/or while the maximum geometric compression is effected by the piston (13) begins. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels eine mit dem Kolben (13) gekoppelte Abtriebswelle (16) der Antriebseinrichtung (10a) bei der durch den Kolben (13) bewirkten, maximalen geometrischen Verdichtung eine erste Drehstellung einnimmt, wobei innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels beim Einbringen des zusätzlichen Fluids die Abtriebswelle (16) eine zweite Drehstellung einnimmt, welche sich von der ersten Drehstellung um höchstens 45 Grad unterscheidet.procedure after claim 6 , characterized in that within the respective working cycle an output shaft (16) coupled to the piston (13) of the drive device (10a) assumes a first rotary position when the piston (13) causes the maximum geometric compression, wherein within the respective working cycle during Introduction of the additional fluid, the output shaft (16) occupies a second rotational position, which differs from the first rotational position by at most 45 degrees. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Fluid als Druckfluid zunächst in einem Reservoir (36) gespeichert und danach aus dem Reservoir (36) abgeführt und innerhalb des jeweiligen Arbeitsspiels mittels des Ventilelements (24) in den Brennraum (21) eingebracht wird.Procedure according to one of Claims 5 until 7 , characterized in that the additional fluid is first stored as pressure fluid in a reservoir (36) and then discharged from the reservoir (36) and introduced into the combustion chamber (21) within the respective working cycle by means of the valve element (24). Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Fluid mittels eines Verdichterrads (43, 44) bereitgestellt wird.Procedure according to one of Claims 5 until 8th , characterized in that the additional fluid is provided by means of a compressor wheel (43, 44). Antriebseinrichtung (10a) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Brennraum (21), in welchen wenigstens ein Oxidationsmittel und wenigstens ein Kraftstoff einleitbar sind und wenigstens ein von dem Kraftstoff unterschiedlicher, erster Stoff einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Brennraum (21) eingebrachte erste Stoff durch Atomzerfall und/oder eine chemische Reaktion zu wenigstens einem von dem ersten Stoff unterschiedlichen, zweiten Stoff reagierbar ist, welcher bei Normbedingungen ein höheres Volumen einnimmt als der erste Stoff, wodurch eine Druckerhöhung in dem Brennraum (21) und eine daraus resultierende Selbstzündung des Gemisches (35) bewirkbar ist.Drive device (10a) for a motor vehicle, having at least one combustion chamber (21) into which at least one oxidizing agent and at least one fuel can be introduced and at least one first substance which is different from the fuel can be introduced, characterized in that the substance in the combustion chamber (21 ) introduced first substance can be reacted by atomic decomposition and/or a chemical reaction to form at least one second substance which is different from the first substance and which, under standard conditions, occupies a higher volume than the first substance, resulting in a pressure increase in the combustion chamber (21) and a pressure increase therefrom resulting self-ignition of the mixture (35) can be effected.
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