DE10325413A1

DE10325413A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahtzeuges sowie Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens

Info

Publication number: DE10325413A1
Application number: DE10325413A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Beckmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: DE10325413B4; CN1802499A; CN100402827C; WO2004109090A1; US7827974B2; US20060130819A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem in einem aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstrom (1) vor der Zuführung des Luftstroms zu wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine (7) der Stickstoffanteil reduziert wird zur Erzeugung eines stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstromes, dessen Sauerstoffanteil höher ist als der des angesaugten Ansaugluftstromes. Erfindungsgemäß wird der Ansaugluftstrom (1) entlang wenigstens eines Teilbereiches des Ansaugluft-Strömungsweges (3) an wenigstens einer porösen Festkörperwand (5) vorbei- und/oder entlanggeführt, deren Porengröße so ausgelegt ist, dass von den entlang der porösen Festkörperwand (5) vorbeiströmenden Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen der Ansaugluft eine größere Anzahl von Stickstoffmolekülen durch die poröse Festkörperwand (5) hindurch vom Ansaugluftstrom (1) weggezogen wird als Sauerstoffmoleküle zur Ausbildung des dem wenigstens einen Brennraum (7) zuführbaren stickstoffreduzierten und sauerstoffangereicherten Verbrennungsluftstroms als Hauptteilgasstrom (8) und wenigstens einem stickstoffangereicherten und sauerstoffreduzierten Nebenteilgasstrom (9), der nicht dem wenigstens einen Brennraum (7) zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Zur Reduzierung der Schadstoffkomponenten einer Brennkraftmaschine ist es bereits allgemein bekannt, die einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugeführte Umgebungsluft als Verbrennungsluft, die regelmäßig aus 21 % Sauerstoff, 78 % Stickstoff und 1 % Restgas zusammengesetzt ist, vorzubehandeln. So ist es aus der DE 197 10 840 A1 bereits bekannt, einen in einen Ansaugkanal mündender Anreicherungskanal vorzusehen, wobei in dem Anreicherungskanal eine Membran angeordnet ist, die für Sauerstoff Moleküle durchgängig ist. Durch den in dem Ansaugkanal herrschenden Unterdruck wird durch die Membran Umgebungsluft gesaugt, die dann ausgangsseitig mit Sauerstoff angereichert ist. Im Mündungsbereich des Anreicherungskanals in den Ansaugkanal findet dann eine Vermischung der normalen angesaugten Umgebungsluft mit der aus dem Anreicherungskanal kommenden sauerstoffangereicherten Luft statt bevor dieses Luftgemisch als Verbrennungsluft dem Brennraum zugeführt wird.

Aus der DE 195 43 884 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei der ein sauerstoffangereicherter Volumenstrom aufwendig in einer nichtkryogenen Trennanlage aus einem Luftvolumenstrom als Permeat gewonnen und der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Das sauerstoffangereicherte Volumenstrom aus der nichtkryogenen Trennanlage wird komprimiert und in einem Pufferbehälter zwischengespeichert und dort je nach Bedarf zudosiert.

Aus der DE 197 10 842 A1 ist ein Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffen und Verbrennungsabgasen von Verbrennungsmotoren bekannt, bei dem der Brennkraftmaschine eine Verbrennungsluft mit einem erhöhten Sauerstoffanteil zugeführt wird, wobei die Verbrennungsluft aus der Umgebungsluft durch eine in einer Kammer angeordnete und nur für Sauerstoffmoleküle durchgängige Membran gewonnen wird. Um die Anspringzeit des Katalysators zu verkürzen und dadurch eine Verminderung der schädlichen Emission nach dem Katalysator zu ermöglichen, wird hier vorgeschlagen, dass das Gas mit einem erhöhten Sauerstoffanteil abhängig vom Betriebspunkt des Verbrennungsmotors der Ansaugluft beigemischt wird.

Aus der DE 199 12 137 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Sauerstoffanreicherung bekannt, bei dem die Brennkraftmaschine einen Gasspeicher zur Speicherung eines erzeugten sauerstoffangereicherten Gases aufweist, wobei Mittel zur Zufuhr von in dem Gasspeicher gespeicherten sauerstoffangereicherten Gas zur Brennkraftmaschine während einer Kaltstartphase bis zum Erreichen eines vorgebbaren Warmluft-Betriebszustandes der Brennkraftmaschine vorgesehen sind. Im warmgelaufenen Betrieb der Brennkraftmaschine wird wenigstens zeitweise sauerstoffangereichertes Gas mittels einer Sauerstoffabtrenneinheit aus Luft erzeugt und in dem Gasspeicher zwischengespeichert.

Ein zu der DE 197 10 840 A1 ähnliches Verfahren und ähnlicher Aufbau ist auch aus der DE 44 04 681 C1 bekannt, bei der einem mit einer Verbrennungskammer verbundenen Abgaskanal wenigstens ein das Sauerstoff-Stickstoff-Luftgemisch führender Kanal zugeordnet ist, der mit einer für den Sauerstoff durchlässigen bzw. diesen speichernden Zwischenwand versehen ist und über den ausschließlich der Sauerstoff dem einer Verbrennungskammer zugeleiteten Verbrennungsabgas zugeführt wird.

Aus der DE 42 01 423 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem einer Dieselbrennkraftmaschine eine aufwendige Gaspermeationsanlage vorgeschaltet ist, so dass die der Dieselbrennkraftmaschine zugeführte Verbrennungsluft zuerst vollständig durch eine Membran hindurchgefiltert wird zur Erzeugung eines sauerstoffangereicherten Verbrennungsluftstroms.

Ein weiteres gattungsgemäßes Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges ist auch aus der WO 01/18369 A1 bekannt. Konkret ist hier ein Stickstoff-Absorber als Gastrennungsanlage vorgesehen, der jedoch sehr aufwendig und umständlich aufgebaut ist. Das sauerstoffangereicherte Gas wird hier dann wieder über einen separaten Kanal der nicht-sauerstoffangereicherten Verbrennungsluft, die aus der Atmosphäre bzw. Umgebung angesaugt wird, zugemischt.

All diesen Verfahrensführungen und Aufbauten ist gemeinsam, dass entweder sauerstoffangereicherte Luft über einen separaten Zuführkanal dem aus der Umgebungsluft angesaugten Luftstrom zugemischt wird oder die angesaugte Verbrennungsluft komplett durch eine Membran hindurchgefiltert wird zur Anreicherung von Sauerstoff vor der Zuführung zum Brennraum. Problematisch bei derartigen Aufbauten ist, dass im ersteren Falle ein hoher apparate- und bautechnischer Aufwand erforderlich ist und dass im zweiten Fall die Gefahr besteht, dass sich die Membrane irgendwann zusetzen und daher der erforderliche Luftstrom zum Brennraum nicht mehr gewährleistet ist. Eine Umsetzung und Realisierung für einen Serieneinsatz ist somit hier schwierig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zur Verfügung zu stellen, mit dem bzw. der eine Sauerstoffanreicherung von einem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführter Verbrennungsluft auf einfache und funktionssichere Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß Anspruch 1 wird der Ansaugluftstrom entlang wenigstens eines Teilbereichs des Ansaugluft-Strömungsweges an wenigstens einer porösen Festkörperwand vorbei- und/oder entlanggeführt, deren Porengröße so ausgelegt ist, dass von den entlang der porösen Festkörperwand vorbeiströmenden Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen der Ansaugluft eine größere Anzahl von Stickstoffmolekülen durch die poröse Festkörperwand hindurchtritt als Sauerstoffmoleküle. Dadurch kommt es zur Ausbildung eines dem wenigstens einen Brennraum zuführbaren stickstoffreduzierten und sauerstoffangereicherten Verbrennungsluftstroms als Hauptteilgasstrom sowie zur Ausbildung wenigstens eines stickstoffangereicherten und sauerstoffreduzierten Nebenteilgasstromes, der nicht dem wenigstens einem Brennraum zugeführt wird.

Besonders vorteilhaft bei dieser erfindungsgemäßen Verfahrensführung ist somit die quasi beiläufige Möglichkeit der Abzweigung von Stickstoff aus einem im Wesentlichen ungehindert strömenden Hauptluftstrom als Ansaugluftstrom, da die die Sauerstoffanreicherung bewirkenden porösen Festkörperwände so entlang des Strömungsweges der Ansaugluft angeordnet sind, dass dieses Vorbeiströmen bzw. Vorbeistreichen der Ansaugluft ausreicht, die Sauerstoffanreicherung und damit Stickstoffabreicherung in dem dem Brennraum zugeführten Verbrennungsluftstrom zu bewirken. D. h., dass bei der erfindungsgemäßen Lösung die angesaugte Verbrennungsluft im wesentlichen ungehindert strömt, während beim bekannten Stand der Technik Maßnahmen getroffen werden, die den Luftstrom zum Brennraum insgesamt beeinträchtigen bzw. von der Art her verändern, z. B. durch den Einsatz von den Strömungsweg blockierenden Membranen bzw. Filtern, durch die die angesaugte Verbrennungsluft vollständig hindurchströmen muss und die sich zudem auch im Verlauf der Zeit zusetzen können. Des Weiteren sind keine zusätzlichen apparatetechnischen Aufbauten, wie z. B. Gasspeicher oder zusätzliche Luftführungskanäle erforderlich, mit denen in einer separaten Anlage erzeugtes sauerstoffangereichertes Gas einem Ansaugluftstrom zugemischt werden muss. Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung wird somit sichergestellt, dass alles das, was angesaugt wird, auch in Richtung zum Brennraum strömen kann.

Wie Versuche gezeigt haben, weisen die Stickstoffmoleküle bei gleicher Temperatur eine höhere Geschwindigkeit auf als die gegenüber den Stickstoffmolekülen schwereren Sauerstoffmoleküle. Diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten führen bei Stößen zwischen den Molekülen und der porösen Festkörperwand dazu, dass die Stickstoffmoleküle im Gegensatz zu den Sauerstoffmolekülen leichter und schneller durch die poröse Festkörperwand hindurchtreten können. Diese unterschiedlichen Transport- bzw. Geschwindigkeitseigenschaften der Stickstoffmoleküle und der Sauerstoffmoleküle werden daher hier vorteilhaft auf besonders einfache Weise dazu ausgenutzt, um eine Stickstoffabreicherung in dem Ansaugluftstrom zur Ausbildung eines stickstoff reduzierten und sauerstoffangereicherten Verbrennungsluftstroms auszubilden, ohne dass hierbei eine aufwendige Zumischung von sauerstoffreichen Gasströmen oder eine das Strömungsverhalten beeinflussende Filterung des gesamten Luftstromes durch Membrane oder dergleichen hindurch erforderlich ist. Die Sauerstoffanreicherung erfolgt erfindungsgemäß sozusagen en Passant.

Weiter kann durch eine derartige Verfahrensführung in Verbindung mit dem Betrieb einer Brennkraftmaschine auch erreicht werden, dass die Rohemissionen an Stickoxid, aber auch an Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoff und Rußpartikeln vermindert werden. Die Verminderung der emittierten Schadstoffe hat wiederum eine geringere Dimensionierung von Teilen der Abgasanlage zur Folge, was wiederum zu verringerten Herstellungskosten führt.

Besonders vorteilhafte Ergebnisse lassen sich dadurch erzielen, dass der Ansaugluftstrom nach Anspruch 2 vor der Zuführung zur porösen Festkörperwand mittels wenigstens einem Verdichter verdichtet wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann nach Anspruch 3 aber auch vorgesehen sein, dass der Nebenteilgasstrom im Bereich der porösen Festkörperwand mittels einer Unterdruckeinrichtung abgesaugt wird. Dieses höhere Druckniveau unterstützt dabei die Abreicherung der Stickstoffmoleküle in dem Ansaugluftstrom, wobei aufgrund des nach Anspruch 4 vorgesehenen unterschiedlichen Druckes auf der Hauptteilgasstromseite und der Nebenteilgasstromseite ein Druckgefälle in Richtung zu der Nebenteilgasstromseite ausgebildet wird.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Verfahrensführung nach Anspruch 5 kann der Nebenteilgasstrom wenigstens zum Teil wieder dem Ansaugluftstrom vor dessen Zuführung in den Festkörperwandbereich zugeführt werden, sofern dies notwendig ist.

Gemäß einer ebenfalls besonders bevorzugten Verfahrensführung nach Anspruch 6 wird dem stickstoffreduzierten und sauerstoffangereicherten Verbrennungsluftstrom vor dessen Zuführung zum wenigstens einen Brennraum ein hinter dem Brennraum abgezogener Teilabgasstrom eines Abgasstroms zugeführt. Durch ein derartiges vorteilhaftes Kreislaufsystem kann vorteilhaft der Abgasvolumenstrom verringert werden, wodurch z. B. auch die Konverter, wie z. B. ein Drei-Wege-Kat, ein Oxi-Kat und ein Partikelfilter, kleiner ausfallen können, so dass die Abgasanlage insgesamt kleiner dimensioniert werden kann. Dadurch können wiederum Kosten eingespart werden. Weiter kann dadurch auf einfache Weise mit Gasen, die einen besonders hohen Heizwert und zudem keine Stickstoff- bzw. Stickoxidanteile aufweisen, eine gewünschte Verbrennungsluftzusammensetzung auf einfache Weise, z. B. in Verbindung mit einer Regelung eingestellt werden. So kann z. B. gemäß Anspruch 7 vorgesehen sein, dass dem stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstrom im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine eine solche Teilabgasstrommenge zugeführt wird, dass der Sauerstoffanteil des Hauptteilgasstromes, d. h. des stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstromes in etwa dem des aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstromes entspricht, wobei der Sauerstoffanteil hier dann vorzugsweise bei 21 % liegt. Alternativ dazu kann nach Anspruch 8 aber auch vorgesehen sein, dass dem stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstrom im Anfahrbetrieb der Brennkraftmaschine, d. h. z. B. beim Kaltstart, eine solche Teilabgasstrommenge zugeführt wird, dass der Sauerstoffanteil des Hauptteilgasstromes, d. h. des stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstromes größer ist als der Sauerstoffanteil des aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstromes. Vorzugsweise liegt somit dann der Sauerstoffanteil hier in einem Bereich zwischen z. B. 21 und 40 %. Durch eine derartige Sauerstoffanreicherung kann der Wirkungsgrad des Motors bei der Verbrennung des Gemisches kurzzeitig erhöht werden, ohne dass hierbei jedoch die Gefahr besteht, dass her kömmliche Verbrennungsmotoren den eventuell entstehenden höheren Verbrennungstemperaturen nicht standhalten können. Grundsätzlich wäre in einem solchen Fall jedoch auch eine entsprechende Dimensionierung und Auslegung der Motoren möglich, so dass die Brennkraftmaschine z. B. auch dauerhaft mit einem erhöhten Sauerstoffanteil betrieben werden könnte.

Besonders bevorzugt ist nach Anspruch 9 eine Verfahrensführung, bei der die Menge des dem Ansaugluftstrom zugeführten Teilabgasstromes in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Sauerstoffanteil im Verbrennungsluftstrom als Sollwert mittels einer Regeleinrichtung geregelt wird. Diese Regeleinrichtung soll dann den tatsächlichen Sauerstoffanteil im Ansaugluftstrom als Istwert mittelbar und/oder unmittelbar errechnen und/oder erfassen. Eine derartige Regelung ermöglicht auf besonders einfache und schnelle Weise eine Kompensation einer eventuellen geringeren Luftdichte z. B. in Gebirgsregionen oder bei einer erhöhten Außentemperatur.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensführung nach Anspruch 10 ist vorgesehen, dass der dem Ansaugluftstrom zugeführte Teilabgasstrom zudem so festgelegt wird, dass im wenigstens einen Brennraum ein Verbrennungsluftstrom mit pro Zyklus in etwa konstantem Gasvolumen zur Gemischbildung mit einem Kraftstoff zur Verfügung steht. Dadurch wird gewährleistet, dass für eine kontinuierliche Verbrennung jedes Mal ein in etwa konstantes Gasvolumen in den Brennraum eingesaugt wird.

Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst, wobei die oben in Verbindung mit dem Verfahren genannten Vorteilen auch auf die Vorrichtung zutreffen, so dass hier nicht mehr näher darauf eingegangen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Verfahrensführung mit einem aus der Umgebung angesaugten Ansaugluftstrom 1, der in einem Verdichter 2 verdichtet und anschließend mit einem gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten Druck p1 im weiteren Verlauf des Ansaugluft-Strömungsweges 3 an einer porösen Festkörperwand 5 einer Reduktionseinrichtung 4 vorbei- bzw. entlangströmt. Die poröse Festkörperwand 5 weist eine solche Porengröße der Poren 6 auf, dass von den entlang der porösen Festkörperwand 5 vorbeiströmenden Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen der Ansaugluft eine größere Anzahl von Stickstoffmolekülen durch die poröse Festkörperwand 5 vom Ansaugluftstrom weg hindurchtritt als Sauerstoffmoleküle. Dadurch wird einerseits im Verlauf des Hauptströmungsweges ein der Brennkraftmaschine 7 zuführbarer stickstoffreduzierter und sauerstoffangereicherter Verbrennungsluftstrom als Hauptteilgasstrom 8 sowie ein stickstoffangereicherter und sauerstoffreduzierter Nebenteilgasstrom 9, der nicht der Brennkraftmaschine 7 zugeführt wird, ausgebildet. Auf der Seite des Nebenteilgasstroms 9 herrscht hier ein geringeres Druckniveau p2 vor als das durch den Verdichter 2 vorgegebene höhere Druckniveau p1 im Bereich des Ansaugluft-Strömungsweges 3 als Hauptströmungsrichtung.
Wie dies in der einzigen Figur strichliert angedeutet ist, können der bzw. die Nebenteilgasströme 9 gegebenenfalls auch im Kreislauf dem Verdichter 2 wieder zugeführt werden.
Der die Reduktionseinrichtung 4 verlassende stickstoffreduzierte und sauerstoffangereicherte Hauptteilgasstrom 8 als Verbrennungsluftstrom wird dann anschließend einem Brennraum der Brennkraftmaschine 7 zugeführt. Dabei kann dem Hauptteilgasstrom 8, wie dies in der einzigen Figur weiter lediglich äußerst schematisch eingezeichnet ist, durch eine teilweise Abgasrückführung ein vom Abgasstrom 10 abgezogener Teilabgasstrom 11 in Verbindung mit einer hier lediglich schematisch dargestellten Regeleinrichtung 12 zugeführt werden kann, um beispielsweise im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 7 stets eine solche Teilabgasstrommenge dem stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstrom als Hauptteilgasstrom 8 zuzuführen, dass der Sauerstoffanteil des Hauptteilgasstromes 8 in etwa dem des aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstromes 1 entspricht, d. h. dass der Sauerstoffanteil hier in etwa bei 21 % liegt. Die Zumischung kann hier beispielsweise in einer Zumischvorrichtung 13 erfolgen.
Alternativ dazu kann aber auch dem Hauptteilgasstrom 8 im Anfahrbetrieb, d. h. z. B. beim Kaltstart der Brennkraftmaschine 7, eine solche Teilabgasstrommenge zugeführt werden, dass der Sauerstoffanteil des Hauptteilgasstromes 8 größer ist als der Sauerstoffanteil des aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstromes, d. h. höher liegt als 21 %. Die Menge des dem Hauptteilgasstrom 8 zugeführten Teilabgasstromes 11 wird in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Sauerstoffanteil im Hauptteilgasstrom 8 als Sollwert mittels der Regeleinrichtung 12 geregelt, die den tatsächlichen Sauerstoffanteil im Hauptteilgasstrom 8 als Istwert mittelbar oder unmittelbar errechnet und/oder erfasst, z. B. mittels einer herkömmlichen Sauerstoff-Sonde, die hier jedoch nicht gezeigt ist.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei dem in einem aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstrom vor der Zuführung des Luftstroms zu wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine der Stickstoffanteil reduziert wird zur Erzeugung eines stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstromes, dessen Sauerstoffanteil höher ist als der des angesaugten Ansaugluftstromes, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugluftstrom (1) entlang wenigstens eines Teilbereiches des Ansaugluft-Strömungsweges (3) an wenigstens einer porösen Festkörperwand (5) vorbei- und/oder entlanggeführt wird, deren Porengröße so ausgelegt ist, dass von den entlang der porösen Festkörperwand (5) vorbeiströmenden Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen der Ansaugluft eine größere Anzahl von Stickstoffmolekülen durch die poröse Festkörperwand (5) hindurchtritt als Sauerstoffmoleküle zur Ausbildung des dem wenigstens einen Brennraum (7) zuführbaren stickstoffreduzierten und sauerstoffangereicherten Verbrennungsluftstroms als Hauptteilgasstrom (8) und wenigstens einem stickstoffangereicherten und sauerstoffreduzierten Nebenteilgasstrom (9), der nicht dem wenigstens einen Brennraum (7) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugluftstrom (1) vor der Zuführung zur porösen Festkörperwand (5) mittels wenigstens einem Verdichter (2) verdichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenteilgasstrom im Bereich der porösen Festkörperwand mittels einer Unterdruckeinrichtung abgesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (p1) auf der Hauptteilgasstromseite größer ist als der Druck (p2) auf der Nebenteilgasstromseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenteilgasstrom (9) wenigstens zum Teil wieder dem Ansaugluftstrom (1) vor dessen Zuführung in den Festkörperwandbereich zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem stickstoffreduzierten und sauerstoffangereicherten Verbrennungsluftstrom (8) vor dessen Zuführung zum wenigstens einen Brennraum (7) ein hinter dem Brennraum (7) abgezogener Teilabgasstrom (11) eines Abgasstroms (10) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstrom als Hauptteilgasstrom (8) im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine eine solche Teilabgasstrommenge zugeführt wird, dass der Sauerstoffanteil des Hauptteilgasstromes (8) in etwa dem des aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstromes (1) entspricht, vorzugsweise der Sauerstoffanteil in etwa bei 21 % liegt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstrom als Hauptteilgasstrom (8) im Anfahrbetrieb der Brennkraftmaschine (7) eine solche Teilabgasstrommenge zugeführt wird, dass der Sauerstoffanteil des Hauptteilgasstromes (8) größer ist als der Sauerstoffanteil des aus der Umgebungsluft angesaugten Ansaugluftstromes (1), vorzugsweise zwischen 21 % und 40 % liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des dem Hauptteilgasstrom (8) zugeführten Teilabgasstromes (11) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Sauerstoffanteil im Hautteilgasstrom (8) als Sollwert mittels einer Regeleinrichtung (12) geregelt wird, die den tatsächlichen Sauerstoffanteil im Hauptteilgasstrom (8) als Istwert mittelbar oder unmittelbar errechnet und/oder erfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Ansaugluftstrom (1) zugeführte Teilabgasstrom (11) zudem so festgelegt wird, dass im wenigstens einen Brennraum (7) ein Verbrennungsluftstrom als Hauptteilgasstrom (8) mit pro Zyklus in etwa konstantem Gasvolumen zur Gemischbildung mit einem Kraftstoff zur Verfügung steht.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Reduktionseinrichtung zur Abreicherung von Stickstoff in einem aus der Umgebung angesaugten Ansaugluftstrom zur Erzeugung eines stickstoffreduzierten Verbrennungsluftstromes, dessen Sauerstoffanteil höher ist als der des Ansaugluftstroms, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionseinrichtung (4) durch wenigstens eine entlang wenigstens eines Teilbereichs des Strömungsweges (3) des Ansaugluftstroms (1) verlaufende poröse Festkörperwand (5) gebildet ist, und dass die poröse Festköperwand (5) eine solche Porengröße aufweist, dass von den entlang der porösen Festkörperwand (5) vorbeiströmenden Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen der Ansaugluft eine größere Anzahl von Stickstoffmolekülen durch die poröse Festkörperwand (5) vom Ansaugluftstrom (1) weg hindurchtritt als Sauerstoffmoleküle dergestalt, dass dem wenigstens einen Brennraum (7) ein stickstoffreduzierter und sauerstoffangereicherter Verbrennungsluftstrom zuführbar ist.