DE10350797B4

DE10350797B4 - Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10350797B4
Application number: DE10350797.3A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Brachert Götz; Dr.-Ing. Herweg Rüdiger; Dipl.-Ing. Pfau Matthias; Dipl.-Ing. Schäflein Jochen; Dipl.-Ing. Weimann Hans-Jürgen
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2023-10-30
Also published as: DE10350797A1; US7143739B2; WO2005047673A1; US20060219215A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinder, einem Zylinderkopf, in dem mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil angeordnet sind, einem Kolben und einem zwischen dem Zylinderkopf und dem Kolben begrenzten Brennraum, dem Frischluft über eine Saugrohreinrichtung zugeführt wird, bei dem – die Brennkraftmaschine betriebspunktabhängig mit Kompressionszündung oder mit Fremdzündung betrieben wird, wobei – während eines Kompressionszündungsmodus im Brennraum Abgas zurückgehalten und während eines Ladungswechsels komprimiert wird, und – eine erste Kraftstoffmenge mittels eines ersten im Brennraum angeordneten Injektors in das zurückgehaltene Abgas eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass nachfolgend dem Brennraum mittels eines zweiten in der Saugrohreinrichtung angeordneten Injektors eine zweite Kraftstoffmenge zugeführt wird, so dass im Brennraum ein homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung.
Bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung werden oftmals homogene magere Kraftstoff/Luft-Gemische zur Selbstzündung gebracht, so dass hohe Wirkungsgrade und verbesserte Abgasemissionen erzielt werden. Bei solchen sogenannten HCCI- bzw. PCCI-Brennkraftmaschinen, auch als Brennkraftmaschinen mit Raumzündverbrennung bekannt, wird in der Regel bei Teillast ein mageres Grundgemisch aus Luft, Kraftstoff und zurückgehaltenem Abgas gebildet und selbstgezündet. Bei Volllast wird häufig ein stöchiometrisches Gemisch gebildet und fremdgezündet, denn bei hohen Lasten könnten durch die Selbstzündung steile Druckanstiege im Brennraum auftreten, welche zu einer Beeinträchtigung des Betriebs führen würden.
Aus der Patentschrift DE 198 10 935 C2 ist ein Verfahren zum Betrieb einer nach dem Vier-Takt-Prinzip arbeitenden Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein homogenes mageres Grundgemisch aus Luft, Kraftstoff und zurückgehaltenem Abgas gebildet wird, welches nach einer Kompressionszündung verbrannt wird. Dabei wird zur Erweiterung des motorischen Betriebsbereiches mit Kompressionszündung eine Aktivierungsphase zwischengeschaltet. Während der Kompression des zurückgehaltenen Abgases wird eine Aktivierungskraftstoffmenge in den Brennraum eingespritzt und mit den restlichen Gemischanteilen im Brennraum möglichst homogen verteilt. Dem Gemisch wird hierdurch thermische Energie durch Leistung und Kompression zugeführt, so dass eine chemische Reaktion bzw. eine Zündung in der Nähe des oberen Ladungswechsel-Totpunkts eingeleitet wird. Über den Zeitpunkt und die Menge der Aktivierungseinspritzung kann der Zündzeitpunkt der Frischladung bei der Hauptverbrennung gesteuert werden.
Aus der Patentanmeldung EP 1 052 391 A2 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Brennkraftmaschine betriebspunktabhängig mit Kompressionszündung oder mit Fremdzündung betrieben wird, wobei während des Kompressionszündungsmodus im Brennraum Abgas zurückgehalten und während eines Ladungswechsels komprimiert wird. Mittels eines im Brennraum angeordneten Injektors wird eine erste Kraftstoffmenge in das zurückgehaltene Abgas eingespritzt und nachfolgend dem Brennraum eine zweite Kraftstoffmenge zugeführt.
Aus der Veröffentlichung DE 101 91 820 T1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, die mit Kompressionszündung betrieben wird, wobei eine erste Kraftstoffmenge mittels eines ersten in einer Saugrohreinrichtung angeordneten Injektors eingespritzt wird und nachfolgend dem Brennraum eine zweite Kraftstoffmenge mittels eines zweiten im Brennraum angeordneten Injektors zugeführt wird.
Aus der Offenlegungsschrift DE 198 18 596 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Brennkraftmaschine betriebspunktabhängig mit Kompressionszündung oder mit Fremdzündung betrieben wird und während des Kompressionszündungsmodus im Brennraum ein homogenes mageres Grundgemisch aus Luft, Kraftstoff und zurückgehaltenem Abgas gebildet wird. Kraftstoff wird mittels eines im Brennraum angeordneten Injektors dem Brennraum zugeführt.
Nach heutigem Stand der Technik ist eine gezielte Steuerung der oben beschriebenen Verbrennung nur schwer zu erreichen, da der Zeitpunkt der Selbstzündung sehr stark von den motorischen Parametern und den Umgebungsbedingungen abhängt. Daher wird versucht, mit Hilfe bestimmter Regelgrößen z. B. durch ein Zylinderdrucksignal die Einleitung der Kompressionszündung zu steuern. Solche Konzepte sind allerdings mit einem hohen Aufwand an Motorsteuerungstechnik verbunden, die zu einem Anstieg der Herstellungskosten bei derartigen Brennkraftmaschinen führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei dem ein zuverlässiger Betrieb mit Selbstzündung gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im Brennraum einer Brennkraftmaschine, die betriebspunktabhängig mit Kompressionszündung oder mit Fremdzündung betrieben wird, Abgas während eines Kompressionszündungsmodus zurückgehalten wird, welches während eines Ladungswechsels komprimiert wird, wobei eine erste Kraftstoffmenge mittels eines ersten im Brennraum angeordneten Injektors in das zurückgehaltene Abgas eingespritzt wird. Nachfolgend wird mittels eines zweiten in der Saugrohreinrichtung angeordneten Injektors dem Brennraum eine zweite Kraftstoffmenge zugeführt, so dass im Brennraum ein homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch gebildet wird. Vorzugsweise wird die zweite Kraftstoffmenge während der Ansaugphase innerhalb der Saugrohreinrichtung eingespritzt.
Die Saugrohrkraftstoffeinspritzung führt zu einer besseren Homogenisierung des gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemisches bei gleichzeitiger Reduktion der Rohemissionen der Brennkraftmaschine. Durch die Vornahme der ersten Kraftstoffeinspritzung mittels einer direkten Kraftstoffeinspritzung kann die Gemischreaktivität leicht und besser beeinflusst werden. Hierdurch können beim erfindungsgemäßen Verfahren die Vorteile der Direkteinspritzung sowie die Vorteile der Kanaleinspritzung in einer vorteilhaften Weise kombiniert werden, so dass die Steuerung des vorliegenden Brennverfahrens optimiert werden kann. Vorzugsweise ist der erste Injektor für die Direkteinspritzung für kleine Kraftstoffmengen ausgelegt und optimiert, so dass der für den ersten Injektor im Brennraum bzw. im Zylinderkopf benötigte Bauraum minimiert werden kann. Hierdurch kann die Injektorlage sowie der Einspritzwinkel den Anforderungen leicht angepasst werden. Dabei kann der zweite Injektor im Einlasskanal für größere Kraftstoffmengen ausgelegt und optimiert sein, um bei Bedarf einen ottomotorischen Volllastbetrieb ausführen zu können.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird während des Kompressionszündungsmodus ein Selbstzündungszeitpunkt des aus der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemisches in Abhängigkeit von einem Mengenverhältnis der ersten zur zweiten Kraftstoffmenge eingestellt.
Die Einspritzung der ersten Kraftstoffmenge ins zurückgehaltene Abgas bewirkt eine optimale Homogenisierung bzw. eine Vorkonditionierung der ersten Kraftstoffmenge, welche zu einer Erhöhung einer Gemischreaktivität des aus der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemisches führt. Hierdurch wird das Einsetzen der Selbstzündung, insbesondere bei Betriebspunkten mit geringer Abgastemperatur begünstigt. Vorzugsweise wird die erste Kraftstoffeinspritzung zwischen einem Schließen eines Auslassventils und einem Öffnen eines Einlassventils vorgenommen. Je nach Einspritzzeitpunkt der ersten Kraftstoffmenge kann der Vorkonditionierungseffekt über die reine Homogenisierung hinaus gehen. Wenn insbesondere der Kraftstoff vor dem oberen Ladungswechsel-Totpunkt ins zurückgehaltene Abgas eingespritzt wird, das auch Restluft enthält, kann es zu umsetzungsartigen Reaktionen kommen, durch die die Gemischtemperatur beeinflusst, insbesondere erhöht werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Mengenverhältnis der ersten zur zweiten Kraftstoffmenge von 1:100 bis 2:1, insbesondere von 1:5 bis 1:3 eingestellt. Hierdurch kann der Vorkonditionierungseffekt mittels der ersten Kraftstoffmenge dem gefahrenen Betriebspunkt angepasst werden. Vorzugsweise findet die Einspritzung der zweiten Kraftstoffmenge saugsynchron statt, so dass die durch die erste Kraftstoffmenge eingestellte Gemischreaktivität weder erhöht noch vermindert wird. Die zweite Kraftstoffmenge dient somit in erster Linie zur Einstellung einer gewünschten Last.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Schwerpunktlage der Verbrennung mittels einer Einspritzung einer dritten Kraftstoffmenge eingestellt, die nach Beendigung der Einspritzung der zweiten Kraftstoffmenge und vorzugsweise vor einem oberen Zünd-Totpunkt vorgenommen wird. Die dritte Kraftstoffmenge zielt insbesondere bei hohen Lasten auf eine Minderung der Reaktivität der Gesamtzylinderladung ab. Hierdurch sollen große Brenngeschwindigkeiten bzw. hohe Druckanstiege im Brennraum vermindert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Dauer der Verbrennung in Abhängigkeit von der dritten Kraftstoffmenge und ihrem Einspritzzeitpunkt eingestellt. Mit der durch die dritte Kraftstoffmenge erzielte Verminderung der Gemischreaktivität wird ein Durchbrennen der Zylinderladung verlangsamt, so dass je nach Einspritzzeitpunkt der dritten Kraftstoffmenge die Verbrennungsdauer lastabhängig optimiert werden kann.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und
2 ein schematisches Diagramm eines Zylinderdruckverlaufs der Brennkraftmaschine nach 1 während eines Kompressionszündungsbetriebs aufgetragen über dem Kurbelwinkel.
In 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit Direkt- und Kanaleinspritzung dargestellt, bei der ein Brennraum 7 in mindestens einem Zylinder 2 durch einen längsverschieblich gehaltenen Kolben 6 und einem Zylinderkopf 3 gebildet ist. Die Brennkraftmaschine 1 umfasst pro Brennraum 7 mindestens ein Einlassventil 4, mindestens ein Auslassventil 5, einen ersten Kraftstoffinjektor 8, einen zweiten Kraftstoffinjektor 9 und eine nicht dargestellte Zündquelle, die vorzugsweise als eine Zündkerze ausgebildet ist. Weiterhin sind im Zylinderkopf 3 ein Einlasskanal 10 und ein Auslasskanal 11 angeordnet. Die Anzahl der Einlass- bzw. der Auslassventile ist beispielhaft und kann bei Bedarf erhöht werden.
Der erste Kraftstoffinjektor 8 ist für eine direkte Kraftstoffeinspritzung vorgesehen und ragt daher in den Brennraum 7 ein. Der zweite Kraftstoffinjektor 9 ist im Einlassbereich angeordnet und ist vorzugsweise für größere Kraftstoffmengen als der erste Kraftstoffinjektor 8 ausgelegt.
Der Brennraum 7 der Brennkraftmaschine 1 wird vom Zylinderkopf 3 nach oben hin abgeschlossen, wobei der im Zylinder 2 geführte Kolben 6 den Brennraum 2 nach unten hin begrenzt. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 1 arbeitet nach dem Vier-Takt-Prinzip, wobei sie lastpunktabhängig ottomotorisch, d. h. mit Fremdzündung, oder in einem Selbstzündungsmodus betrieben werden kann.
Bei einem 4-Takt-Verfahren entspricht ein Takt einem vollen Kolbenhub. Gemäß 2 ist der Verlauf des Brennraumdruckes während eines Arbeitsspiels der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Das aus vier Takten bestehende Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine entspricht einem Verbrennungszyklus, wobei ein Verbrennungszyklus mit einem ersten Ansaugtakt bei einem oberen Ladungswechsel-Totpunkt LOT beginnt, bei dem sich der Kolben 6 in einer Abwärtsbewegung bis zu einem unteren Totpunkt UT bewegt. Beim Ansaugtakt wird dem Brennraum 6 Verbrennungsluft zugeführt, wobei erfindungsgemäß in einem Ausschiebetakt eines vorherigen Arbeitsspiels eine bestimmte Menge an Abgas im Brennraum 6 zurückgehalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, mittels einer ersten Einspritzung E1, die in den mit zurückgehaltenem Abgas gefüllten Brennraum 6 eingebracht wird, eine bestimmte Gemischreaktivität eines aus der ersten und einer nachfolgenden zweiten Kraftstoffmenge E2 gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemisches einzustellen. Hierdurch wird das Einsetzen der Selbstzündung geregelt bzw. gesteuert. Dies ist insbesondere bei Betriebspunkten mit geringer Abgastemperatur vorteilhaft, da ein zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung auch in unteren Drehzahl- und Lastbereichen ermöglicht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht im Kompressionszündungsmodus vor, dass die erste Kraftstoffmenge E1 mittels des ersten im Brennraum 7 angeordneten Injektors 8 in das zurückgehaltene Abgas eingespritzt wird, wobei nachfolgend im Ansaugtakt mittels des zweiten im Einlassbereich angeordneten Injektors 9 die zweite Kraftstoffmenge E2 dem Brennraum 7 zugeführt, so dass ein homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch gebildet wird. Hierdurch wird durch die Kanaleinspritzung eine bessere Homogenisierung des gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemisches erzielt. Dies wirkt sich insbesondere vorteilhaft im Selbstzündungsmodus aus, z. B. während einer Kaltstartphase. Vorzugsweise wird der erste Injektor 8 für die Einspritzung von kleinen Kraftstoffmengen ausgelegt, so dass der für den ersten Injektor 8 im Zylinderkopf 3 benötigte Bauraum minimiert werden kann. Somit können die Injektorlage und/oder der Einspritzwinkel besonders gut modifiziert werden.
Durch die erste Kraftstoffmenge E1 steht für eine anschließende Hauptverbrennung ein höheres Energie bzw. Temperaturniveau zur Verfügung, wodurch ein Energieverlust aufgrund der kleineren umgesetzten Kraftstoffmenge bei der Realisierung niedriger Motorlasten kompensiert werden kann. Dadurch wird der mit Kompressionszündung gefahrene Betriebsbereich vergrößert, so dass weiterhin verbesserte Abgasemissionen beispielsweise bei Leerlauf erzielt werden können.
Vorzugsweise wird die erste Kraftstoffeinspritzung E1 zwischen dem Schließen des Auslassventils 5 und dem Öffnen des Einlassventils 4 vorgenommen. Alternativ kann die erste Kraftstoffmenge in das im Brennraum 7 zurückgehaltene Abgas während des Ausschiebetakts der Brennkraftmaschine 1 zwischen dem Schließen des Auslassventils 5 und 270°KW vor einem oberen Zünd-Totpunkt ZOT eingespritzt werden.
Alternativ kann die erste Kraftstoffmenge E1 in einem Bereich zwischen dem Schließen des Auslassventils 5 und einem Ladungswechsel-Totpunkt LOT in den Brennraum 7 eingebracht werden. Hierdurch werden die Umsetzungsartigen Reaktionen bei der ersten Kraftstoffeinspritzung E1 erhöht. Die Einspritzung der ersten Kraftstoffmenge E1 führt zu umsetzungsartigen Reaktionen, mit denen die Gemischendtemperatur beeinflusst wird. Somit kann der Selbstzündzeitpunkt beeinflusst werden. Vorzugsweise beträgt die erste Kraftstoffmenge zwischen 0% und 30% der Gesamtkraftstoffmenge, wobei die zweite Kraftstoffmenge zwischen 30% und 80% der Gesamtkraftstoffmenge betragen kann.
Durch die Einbringung der zweiten Kraftstoffmenge E2 in den Brennraum 7 wird das Hauptgemisch gebildet, das im Kompressionstakt verdichtet wird. Während des Kompressionstaktes bewegt sich der Kolben 6 in einer Aufwärtsbewegung vom unteren Totpunkt UT bis zum oberen Zünd-Totpunkt ZOT. Das gebildete Hauptgemisch wird in einem Bereich des oberen Zünd-Totpunkts ZOT durch die vorliegende Kompression gezündet. Erfindungsgemäß wird der Selbstzündungszeitpunkt des aus der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemischs in Abhängigkeit von einem Mengenverhältnis E1/E2 der ersten zur zweiten Kraftstoffmenge eingestellt. Vorzugsweise beträgt das Mengenverhältnis E1:E2 der ersten zur zweiten Kraftstoffmenge zwischen 1:100 und 2:1. Eine besonders vorteilhafte Vorkonditionierung des Hauptgemisches stellt sich bei einem Mengenverhältnis E1:E2 zwischen 1:5 und 1:3 ein. Vorzugsweise wird die zweite Kraftstoffmenge E2 in einem Bereich zwischen 300°KW und 120°KW vor dem oberen Zünd-Totpunkt ZOT in den Brennraum 7 eingespritzt.
Während der noch laufenden Verbrennung des Hauptgemisches expandiert der Kolben 6 in einer Abwärtsbewegung bis zu einem unteren Totpunkt UT. Die Schwerpunktlage der Verbrennung kann erfindungsgemäß mittels einer Einspritzung einer dritten Kraftstoffmenge E3 optimiert werden. Die dritte Kraftstoffmenge E3 wird mittels des ersten Injektors 8 eingespritzt, wobei die Einspritzung erfindungsgemäß nach Beendigung der Einspritzung der zweiten Kraftstoffmenge E2 stattfindet. Wahlweise findet die Einspritzung der dritten Kraftstoffmenge E3 vor oder nach dem Einsetzen der Selbstzündung statt, wobei vorzugsweise vor dem oberen Zünd-Totpunkt ZOT eingespritzt wird, so dass die Reaktivität des Hauptgemisches bzw. der Gesamtzylinderladung vermindert bzw. verändert werden kann. Die dritte Kraftstoffeinspritzung E3 kann in vorteilhafter Weise die Dauer der Verbrennung in Abhängigkeit von ihrem Einspritzzeitpunkt und/oder ihrer Menge steuern. Hierdurch werden steile Druckanstiege im Brennraum 7 verhindert und somit bessere Abgasemissionen erzielt. Vorzugsweise beträgt die dritte Kraftstoffmenge E3 10% bis 30% der Gesamtkraftstoffmenge.
Im darauf folgenden Ausschiebetakt fährt der Kolben 6 in einer Aufwärtsbewegung bis zum oberen Ladungswechsel-Totpunkt LOT und schiebt die Abgase aus dem Brennraum 7 aus. Während des Ausschiebetakts wird das Auslassventil 5 geöffnet (AÖ), so dass die Abgase aus dem Brennraum 7 ausgeschoben werden, wobei durch ein frühzeitiges Schließen des Auslassventils 5 eine bestimmte Menge an Abgas im Brennraum 7 zurückgehalten wird.
Erfindungsgemäß findet im Bereich des oberen Ladungswechsel-Totpunkts LOT die Umsetzung der ersten Kraftstoffmenge E1 statt, so dass durch eine Vorkonditionierung bzw. eine Zusatzverbrennung eine Anhebung der Brennraumtemperatur stattfindet. Dies führt zu einer Anhebung des Brennraumdruckes. Durch die Energieumsetzung im Bereich des oberen Ladungswechsel-Totpunkts LOT wird ebenfalls die Temperatur des im Brennraum zurückgehaltenen Abgases insgesamt angehoben, so dass die hohen Wärmeverluste des Abgases an eine Brennraumwandung, insbesondere in unteren Drehzahl- und Lastbereichen kompensiert werden. Für die anschließende Hauptverbrennung steht somit ein höheres Energie- bzw. Temperaturniveau zur Verfügung, wodurch ein Energieverlust aufgrund der kleineren umgesetzten Kraftstoffmenge bei der Realisierung niedriger Motorlasten kompensiert werden kann. Dadurch wird ein zuverlässiger Betrieb der Brennkraftmaschine 1 mit Kompressionszündung auch in unteren Drehzahl- und Lastbereichen ermöglicht. Der mit Kompressionszündung gefahrene Betriebsbereich wird somit vergrößert, so dass weiterhin verbesserte Abgasemissionen beispielsweise im Leerlauf erzielt werden können. Alternativ kann das Hauptgemisch lastabhängig, beispielsweise im Startbetrieb oder in Bereichen mit hoher Last, insbesondere bei Volllast, mittels der Zündquelle fremdgezündet werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Brennkraftmaschine im wesentlichen bei allen Lastpunkten bzw. in allen Lastbereichen mit Kompressionszündung betrieben werden, ohne dass es zu Zündaussetzern kommt. Durch die erste Kraftstoffeinspritzung E1 wird der Betrieb einer HCCI-Brennkraftmaschine bei kleinen Lasten ermöglicht, wobei durch die optionale dritte Kraftstoffeinspritzung E3 bei hohen Lasten steile Druckanstiege vermieden werden. Durch die Anhebung der Temperatur im Brennraum 7 beim oberen Ladungswechsel-Totpunkt LOT wird sichergestellt, dass möglichst in jedem Verbrennungszyklus eine Verbrennung mit Kompressionszündung stattfinden kann. Es ist denkbar, die erste Kraftstoffeinspritzung E1 auszulassen, und das erfindungsgemäße Verfahren mit der zweiten E2 und der dritten Kraftstoffeinspritzung E3 durchzuführen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem während eines Selbstzündungsbetriebs im Brennraum 7 der Brennkraftmaschine 1 Abgas zurückgehalten wird, das während eines Ladungswechsels komprimiert wird, wobei mittels einer direkten Kraftstoffeinspritzung die erste Kraftstoffmenge E1 in das zurückgehaltene Abgas eingespritzt wird. Nachfolgend wird dem Brennraum 7 die zweite Kraftstoffmenge E2 zugeführt, so dass im Brennraum 7 ein homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch erzielt wird. Dabei wird ein Selbstzündungszeitpunkt des aus der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemisches in Abhängigkeit von einem Mengenverhältnis der ersten zur zweiten Kraftstoffmenge eingestellt.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinder, einem Zylinderkopf, in dem mindestens ein Einlass- und ein Auslassventil angeordnet sind, einem Kolben und einem zwischen dem Zylinderkopf und dem Kolben begrenzten Brennraum, dem Frischluft über eine Saugrohreinrichtung zugeführt wird, bei dem – die Brennkraftmaschine betriebspunktabhängig mit Kompressionszündung oder mit Fremdzündung betrieben wird, wobei – während eines Kompressionszündungsmodus im Brennraum Abgas zurückgehalten und während eines Ladungswechsels komprimiert wird, und – eine erste Kraftstoffmenge mittels eines ersten im Brennraum angeordneten Injektors in das zurückgehaltene Abgas eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass nachfolgend dem Brennraum mittels eines zweiten in der Saugrohreinrichtung angeordneten Injektors eine zweite Kraftstoffmenge zugeführt wird, so dass im Brennraum ein homogenes Kraftstoff/Luft-Gemisch gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Selbstzündungszeitpunkt des aus der ersten und der zweiten Kraftstoffmenge gebildeten Kraftstoff/Luft-Gemischs in Abhängigkeit von einem Mengenverhältnis der ersten zur zweiten Kraftstoffmenge eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenverhältnis der ersten zur zweiten Kraftstoffmenge zwischen 1:100 und 2:1, insbesondere zwischen 1:5 und 1:3 eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwerpunktlage der Verbrennung mittels einer Einspritzung einer dritten Kraftstoffmenge eingestellt wird, die nach Beendigung der Einspritzung der zweiten Kraftstoffmenge und vor einem oberen Zünd-Totpunkt vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Dauer der Verbrennung in Abhängigkeit von der dritten Kraftstoffmenge und/oder ihrem Einspritzzeitpunkt eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraftstoffmenge zwischen 0% und 30% der Gesamtkraftstoffmenge beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kraftstoffmenge zwischen 30% bis 100% der Gesamtkraftstoffmenge beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kraftstoffmenge zwischen 10% und 30% der Gesamtkraftstoffmenge beträgt.