DE112005001363T5 - Verfahren für den Mittellastbetrieb einer Selbstzündungsverbrennung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Ausdehnen der Mittellast-Betriebsgrenze in einem Viertakt-Motor mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung, der mindestens einen Zylinder mit direkter Kraftstoffeinspritzung aufweist und einen Kolben enthält, der hin- und herbeweglich mit einer Kurbelwelle verbunden ist und eine Brennkammer mit variablem Volumen bildet, und der ein Einlassventil umfasst, das eine Kommunikation mit einem Lufteinlass steuert, und ein Auslassventil umfasst, das eine Kommunikation mit einem Abgasauslass steuert, wobei das Verfahren umfasst, dass:
der Motor mit zwei aufeinander folgenden Paaren von Expansions- und Kontraktionstakten während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle betrieben wird, wobei die zwei Umdrehungen der Kurbelwelle einen Verbrennungszyklus definieren;
ein variables Ventilbetätigungssystem angewandt wird, um die Einlass- und Auslassventile variabel zu betätigen, wobei das Ventilbetätigungssystem in der Lage ist, die Einlass- und Auslassventile mit einer Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie oder einer Abgasrücksaug-Ventilstrategie zu betreiben;
eine Zündkerze bereitgestellt wird, die sich in die Brennkammer erstreckt, wobei die Zündkerze einen Funkenspalt aufweist;
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausdehnen der Mittellastbetriebsgrenze in einem Motor mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades von Benzinverbrennungsmotoren ergibt eine verdünnte Verbrennung unter Verwendung von entweder Luft oder rückgeführtem Abgas bekanntlich einen verbesserten thermischen Wirkungsgrad und geringere NOx-Emissionen. Es gibt jedoch infolge einer Fehlzündungs- und Verbrennungsinstabilität aufgrund einer langsamen Verbrennung eine Grenze, bei der der Motor mit einem verdünnten Gemisch betrieben werden kann. Bekannte Verfahren zum Ausdehnen der Verdünnungsgrenze umfassen: 1) das Verbessern der Zündfähigkeit des Gemisches durch Erweitern der Zündungs- und Kraftstoffvorbereitung; 2) das Erhöhen der Flammengeschwindigkeit durch Einleiten einer Ladungsbewegung und Turbulenz; und 3) das Betreiben des Motors mit einer gesteuerten Selbstzündungsverbrennung.
  • Der Prozess der gesteuerten Selbstzündung wird manchmal als homogener Kompressionszündungsprozess (von Homogeneous Charge Compression Ignition oder HCCI-Prozess) bezeichnet. Bei diesem Prozess wird ein Gemisch aus verbrannten Gasen, Luft und Kraftstoff erzeugt, und es wird eine Selbstzündung gleichzeitig von vielen Zündstellen aus innerhalb des Gemisches während der Verdichtung eingeleitet, was zu einer sehr stabilen Ausgangsleistung und zu einem hohen thermischen Wirkungsgrad führt. Die Verbrennung ist stark verdünnt und gleichmäßig durch die Ladung hindurch verteilt. Daher sind die Temperatur des verbrannten Gases und somit die NOx-Emissionen wesentlich niedriger als die von herkömmlichen fremdgezündeten Motoren auf der Grundlage einer fortschreitenden Flammenfront und von Dieselmotoren auf der Grundlage einer fixen Diffusionsflamme. Sowohl bei Otto- oder Fremdzündungsmotoren als auch bei Dieselmotoren ist die Temperatur des verbrannten Gases innerhalb des Gemisches stark heterogen mit sehr hohen lokalen Temperaturen, die eine starke NOx-Emission erzeugen.
  • Motoren, die mit gesteuerter Selbstzündungsverbrennung arbeiten, sind in Zweitakt-Benzinmotoren unter Verwendung eines herkömmlichen Verdichtungsverhältnisses erfolgreich demonstriert worden. Man geht davon aus, dass der hohe Anteil verbrannter Gase, der von dem vorhergehenden Zyklus verbleibt, d. h. der Restinhalt, innerhalb der Brennkammer des Zweitaktmotors dafür verantwortlich ist, die hohe Gemischtemperatur bereitzustellen, die notwendig ist, um eine Selbstzündung in einem stark verdünnten Gemisch zu fördern. In Viertaktmotoren mit einem traditionellen Ventilmittel ist der Restinhalt niedrig und die gesteuerte Selbstzündung bei Teillast ist schwierig zu erreichen. Bekannte Verfahren, um eine gesteuerte Selbstzündung bei niedriger und Teillast einzuleiten, umfassen: 1) Ansauglufterwärmung; 2) variables Verdichtungsverhältnis; und 3) Mischen von Benzin mit Zündungsförderern, um ein leichter zündfähiges Gemisch als Benzin zu erzeugen. In all den obigen Verfahren ist der Bereich von Motordrehzahlen und -lasten, in denen eine gesteuerte Selbstzündungsverbrennung erreicht werden kann, relativ schmal.
  • Motoren, die mit gesteuerter Selbstzündungsverbrennung arbeiten, sind in Viertakt-Benzinmotoren unter Verwendung einer variablen Ventilbetätigung mit unkonventionellen Ventilmitteln demonstriert worden. Das nun Folgende sind Beschreibungen zweier derartiger Ventilstrategien, im Besonderen eine Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie und eine Abgasrücksaug-Ventilstrategie. Mit beiden Ventilstrategien wird ein hoher Anteil von Restverbrennungsprodukten von vorhergehenden Verbrennungszyklen zurückbehalten, um die notwendigen Bedingungen für eine Selbstzündung in einem stark verdünnten Gemisch bereitzustellen. Der Bereich von Motordrehzahlen und -lasten, in denen eine gesteuerte Selbstzündungsverbrennung erreicht werden kann, wird unter Verwendung eines herkömmlichen Verdichtungsverhältnisses stark ausgedehnt.
  • Eine derartige Ventilstrategie ist eine Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie (exhaust re-compression valve strategy). Es ist ein Viertakt-Verbrennungsmotor offenbart worden, der für eine Selbstzündung sorgt, indem die Bewegung der Einlass- und Auslassventile einer Brennkammer gesteuert wird, um sicherzustellen, dass die Kraftstoff/Luft-Ladung mit verbrannten Gasen gemischt wird, um Bedingungen zu erzeugen, die für eine Selbstzündung geeignet sind. Insbesondere arbeitet dieser Motor mit einem mechanisch durch Nocken betätigten Auslassventil, das früher in dem Ausstoßtakt geschlossen wird, als bei normalen Viertaktmotoren, um verbrannte Gase für ein nachfolgendes Mischen mit einer Einlassmenge eines Kraftstoff- und Luftgemisches einzufangen.
  • Darüber hinaus ist ein ähnliches Verfahren zum Betreiben eines Viertakt-Verbrennungsmotors offenbart worden, bei dem die Verbrennung zumindest teilweise durch einen Selbstzündungsprozess erreicht wird. Strömungen einer Kraftstoff/Luft-Ladung und von verbrannten Gasen werden durch ein hydraulisch gesteuertes Ventilmittel geregelt, um in der Brenn kammer Bedingungen zu erzeugen, die für einen Selbstzündungsbetrieb geeignet sind.
  • Das verwendete Ventilmittel umfasst ein Einlassventil, das die Strömung des Kraftstoff/Luft-Gemisches aus einem Einlasskanal in die Brennkammer steuert, und ein Auslassventil, das die Strömung von verbrannten Abgasen aus der Brennkammer in einen Auslasskanal steuert. Das Auslassventil öffnet (EVO) bei etwa 10 bis 15 Grad vor dem unteren Totpunkt in dem Expansionstakt und schließt (EVC) während des Ausstoßtaktes in einem Bereich von 90 bis 45 Grad vor dem oberen Totpunkt. Das Einlassventil wird später in dem Viertaktzyklus geöffnet (IVO) als in einem normalen Viertaktmotor üblich in einem Bereich von 45 bis 90 Grad nach dem oberen Totpunkt während des Ansaugtaktes.
  • Das frühe Schließen des Auslassventils und späte Öffnen des Einlassventils liefert einen negativen Ventilüberschneidungszeitraum (EVC-IVO), in der beide Auslass- und Einlassventile geschlossen sind, um verbranntes Gas einzufangen, welches später mit der angesaugten Kraftstoff/Luft-Ladung während des Ansaugtaktes vermischt wird und dadurch den Selbstzündungsprozess fördert. Das Einlassventil wird dann grob 30 Grad nach dem unteren Totpunkt in dem Verdichtungstakt geschlossen (IVC). Dies wird allgemein als eine Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie bezeichnet.
  • Es ist ein ähnliches Verfahren zum Betreiben eines Viertakt-Benzinverbrennungsmotors mit Direkteinspritzung offenbart worden, bei dem die Verbrennung zumindest teilweise durch einen Selbstzündungsprozess erreicht wird. Eine Strömung von Luft und verbrannten Gasen wird durch das hydraulisch gesteuerte Ventilmittel wie oben ausführlich beschrieben geregelt. Der Kraftstoff wird durch eine Benzineinspritzvorrichtung direkt in die Brennkammer abgegeben. Die Benzineinspritzvorrichtung spritzt Kraftstoff entweder während des Ansaugtaktes oder des nachfolgenden Verdichtungstaktes in einem einzigen Motorzyklus ein.
  • Darüber hinaus sind ein System und ein Verfahren zum Betreiben eines Viertakt-Verbrennungsmotors offenbart worden, bei dem ein Teillastbetrieb durch einen Selbstzündungsprozess erreicht wird. Strömungen von Luft und verbrannten Gasen werden geregelt durch entweder ein mechanisches (Phasenverschiebung eines einzelnen Nockens oder eine Verschiebung zwischen zwei unterschiedlichen Nocken) oder ein elektromagnetisches Ventilmittel ähnlich dem oben beschriebenen. Eine Steuerung des Selbstzündungsprozesses wird abhängig von der Größe eines vorbestimmten Betriebsparameters in drei Betriebsarten unterteilt. Der Betriebsparameter gibt entweder die Motorlast oder die Motordrehzahl an. Die drei Selbstzündungsverbrennungs-Betriebsarten sind: eine Selbstzündungsverbrennungs-Betriebsart mit Benzinreformierung, eine Selbstzündungsverbrennungs-Betriebsart mit geschichteter Ladung und eine Selbstzündungsverbrennungs-Betriebsart mit homogener Ladung.
  • In der Selbstzündungsverbrennungs-Betriebsart mit Benzinreformierung, die während des Betriebes mit niedriger Teillast ausgewählt werden kann, erzeugt eine erste Kraftstoffeinspritzung während des Zeitraums mit negativer Ventilüberschneidung ein ausreichendes Ausmaß an chemischer Reaktion zur Förderung einer Selbstzündung des Kraftstoff/Luft-Gemisches, das von einer zweien Kraftstoffeinspritzung während des nachfolgenden Verdichtungstaktes erzeugt wird. Die Kraftstoffmenge für die erste Einspritzung ist entweder konstant oder umgekehrt proportional zu der Motorlast. Der entsprechende Einspritzzeitpunkt wird jedoch entweder auf eine kontinuierliche Weise verzögert oder konstant gehalten, wenn die Motorlast zunimmt. In der Selbstzündungsverbrennungs-Betriebsart mit geschichteter Ladung, die während des dazwischen liegenden Teillastbetriebes ausgewählt werden kann, unterstützt eine Kraftstoffeinspritzung während des Verdichtungstaktes eine Selbstzündung. Der Einspritzzeitpunkt wird nach früh verstellt, wenn die Motorlast zunimmt. In der Selbstzündungsverbrennungs-Betriebsart mit homogener Ladung, die während des Betriebes mit hoher Teillast ausgewählt werden kann, unterstützt eine Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugtaktes eine Selbstzündung. Es ist offenbart worden, dass der Einspritzzeitpunkt gegenüber einer Schwankung der Motorlast unveränderlich ist.
  • Wir haben eine Strategie zum Betreiben eines Viertakt-Benzinverbrennungsmotors mit Direkteinspritzung und erweiterter gesteuerter Selbstzündungsverbrennung von niedriger bis mittlerer Last demonstriert. Strömungen von Luft und verbrannten Gasen werden geregelt durch entweder ein elektrohydraulisch gesteuertes Ventilmittel (vollständig flexible Ventilbetätigung) ähnlich dem oben beschriebenen oder ein mechanisch gesteuertes Ventilmittel (Phasenverschiebung eines einzelnen Nockens oder eine Verschiebung zwischen zwei unterschiedlichen Nocken) ähnlich dem oben beschriebenen. Das Ventilmittel wird in Verbindung mit einer Benzindirekteinspritzvorrichtung verwendet, die eine Mehrfacheinspritzfähigkeit während eines einzigen Motorzyklus aufweist. Der Einspritzzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und der Anteil von Kraftstoffaufteilung, falls diese erwünscht ist, werden elektronisch gesteuert oder geregelt. Unterschiedliche Zeiträume mit negativer Ventilüberschneidung und unterschiedliche Einspritzstrategien sind bei unterschiedlicher Motorlast für eine optimale Steuerung der Verbrennungsphaseneinstellung und somit des Motorleistungsvermögens erforderlich.
  • Die Steuerung oder Regelung des Selbstzündungsprozesses ist in drei Stadien von niedriger bis mittlerer Last unterteilt. Es ist experimentell bestätigt worden, dass zum Aufrechterhalten einer optimalen Phaseneinstellung der Selbstzündungsverbrennung während des gesamten festgestellten Lastbereichs der Zeitraum mit negativer Ventilüberschneidung mit abnehmender Motorlast zunimmt. Darüber hinaus erzeugt bei einem Betrieb mit niedriger Teillast (Stadium 1) eine erste Einspritzung einer festgelegten Menge an Kraftstoff während des Zeitraums mit negativer Ventilüberschneidung ein ausreichendes Ausmaß an Wärme und chemischen Spezies, die stärker reaktionsfähig sind als der Kraftstoff zur Förderung der Selbstzündung des Kraftstoff/Luft-Gemisches, das von einer zweiten Kraftstoffeinspritzung während des nachfolgenden Verdichtungstaktes erzeugt wird. Wenn die Motorlast zunimmt, werden auf eine kontinuierliche Weise der Einspritzzeitpunkt für die erste Einspritzung nach spät verstellt und der Einspritzzeitpunkt für die zweite Einspritzung nach früh verstellt. Während des Betriebes mit dazwischen liegender Teillast (Stadium 2) unterstützt eine erste Einspritzung von Kraftstoff während des Zeitraums mit negativer Ventilüberschneidung, der sofort eine zweite Einspritzung von Kraftstoff während des nachfolgenden Ansaugtaktes folgt, eine Selbstzündung. Eine optimale Trennung der beiden Einspritzungen beträgt etwa 30 bis 60 Kurbelwinkelgrade. Die Einspritzzeitpunkte von beiden Einspritzungen werden auf kontinuierliche Weise nach spät verstellt, wenn die Motorlast zunimmt. Während des Betriebes mit hoher Teillast (Stadium 3) unterstützt eine einzige Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugtaktes eine Selbstzündung. Der Einspritzzeitpunkt wird nach spät verstellt, wenn die Motorlast zunimmt. Es hat sich gezeigt, dass die Erfindung bei der Ausdehnung des Lastbereiches eines Viertakt-Benzinmotors mit Direkteinspritzung und Selbstzündung unter Verwendung eines herkömmlichen Verdichtungsverhältnisses effektiv ist.
  • Eine zweite Ventilstrategie ist eine Abgasrücksaug-Ventilstrategie (exhaust re-breathing valve strategy). Es ist ein Verfahren zum Betreiben eines Viertakt-Verbrennungsmotors offenbart worden, bei dem die Verbrennung zumindest teilweise durch einen Selbstzündungsprozess erreicht wird. Eine Strömung einer Luft/Kraftstoff-Ladung und von verbrannten Gasen wird durch ein hydraulisch gesteuertes Ventilmittel geregelt, um Bedingungen in der Brennkammer zu erzeugen, die für einen Selbstzündungsbetrieb geeignet sind. Das verwendete Ventilmittel umfasst ein Einlassventil, das die Strömung eines Kraftstoff/Luft-Gemisches in die Brennkammer von einem Einlasskanal steuert, und ein Auslassventil, das die Strömung von verbrannten Abgasen aus der Brennkammer in einen Auslasskanal steuert. Das Auslassventil wird für zwei getrennte Zeiträume während des gleichen Viertaktzyklus geöffnet. Das Auslassventil wird für einen ersten Zeitraum geöffnet, um zuzulassen, dass verbrannte Gase aus der Brennkammer ausgestoßen werden können. Das Auslassventil wird für einen zweiten Zeitraum geöffnet, um zuzulassen, dass verbrannte Gase, die zuvor aus der Brennkammer ausgestoßen wurden, wieder zurück in die Brennkammer eingesogen werden. Das doppelte Öffnen des Auslassventils während jedes Viertaktzyklus erzeugt die notwendige Bedingung für eine Selbstzündung in der Brennkammer. Dies wird allgemein als eine Abgasrücksaugstrategie bezeichnet.
  • Wir haben ein Verfahren zum Betreiben eines Viertakt-Benzinverbrennungsmotors mit Direkteinspritzung und einer ausgedehnten Fähigkeit zum Steuern des Selbstzündungsprozesses bei niedriger Motorlast demonstriert. Bei diesem Verfahren wird eine Ventilstrategie, die das doppelte Öffnen des Auslassventils und ein einzelnes Öffnen des Einlassventils anwendet, in Verbindung mit einer Benzindirekteinspritzvorrichtung mit einer Mehrfacheinspritzfähigkeit während eines einzigen Motorzyklus verwendet. Beide Einlass- und Auslassventilmittel sind hydraulisch gesteuert. Durch geeignetes Wählen der Schließzeiten des Auslassventils für das erste Öffnungsereignis und die Öffnungszeiten für sowohl das Ein lassventil als auch das Auslassventil für das zweite Öffnungsereignis können unterschiedliche Niveaus an Unterdruck in dem Zylinder erzeugt werden. Ein höherer Unterdruck in einem Zylinder führt zu einer erhöhten Ladungstemperatur beim Schließen des Einlassventils und führt zu einer verbesserten Verbrennungsstabilität für einen Motor mit gesteuerter Selbstzündung.
  • Die Verbrennungsstabilität des Motors wird mit einer intelligenten Aufteilungseinspritzstrategie verbessert, die zwei Einspritzungen pro Motorzyklus bewirkt. Das erste Einspritzereignis liefert 10–30% des gesamten pro Zyklus in die Brennkammer eingespritzten Kraftstoffes während des frühen Teils des Ansaugtaktes, während das zweite Einspritzereignis den restlichen Kraftstoff während des späteren Teils des Verdichtungstaktes liefert. Der Einspritzzeitpunkt jedes Einspritzereignisses und der Anteil der Kraftstoffaufteilung werden elektronisch gesteuert oder geregelt. Unterschiedliche Niveaus an Unterdruck in einem Zylinder und Aufteilungseinspritzstrategien sind bei unterschiedlichen Motorlasten für eine optimale Steuerung oder Regelung der Verbrennungsphaseneinstellung und des Motorleistungsvermögens erforderlich. Es hat sich erwiesen, dass beide Demonstrationen die Niederlastgrenze von Viertakt-Benzinmotoren mit Direkteinspritzung und Selbstzündung effektiv ausdehnen.
  • Wir haben auch eine Strategie zum Betreiben eines Viertakt-Benzinverbrennungsmotors mit Direkteinspritzung und erweiterter gesteuerter Selbstzündungsverbrennung von niedrigerer bis mittlerer Last demonstriert. Strömungen von Luft und verbrannten Gasen werden geregelt durch entweder ein elektrohydraulisch gesteuertes Ventilmittel (vollständig flexible Ventilbetätigung) ähnlich dem oben beschriebenen oder ein mechanisch gesteuertes Ventilmittel (Phasenverschiebung eines einzelnen Nockens oder eine Verschiebung zwischen zwei unterschiedlichen No cken). Das Ventilmittel wird in Verbindung mit einer Benzindirekteinspritzvorrichtung mit einer Mehrfacheinspritzfähigkeit während eines einzigen Motorzyklus ähnlich der oben beschriebenen verwendet. Der Einspritzzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und der Anteil der Kraftstoffaufteilung, falls diese erwünscht ist, werden elektronisch gesteuert. Unterschiedliche Niveaus an Unterdruck in einem Zylinder und unterschiedliche Einspritzstrategien sind bei unterschiedlichen Motorlasten für eine optimale Steuerung der Verbrennungsphaseneinstellung und somit des Motorleistungsvermögens erforderlich. Eine Steuerung oder Regelung des Selbstzündungsprozesses ist in zwei Stadien von niedriger bis hoher Teillast unterteilt.
  • Es ist experimentell bestätigt worden, dass zum Aufrechterhalten einer optimalen Selbstzündungsverbrennungsphaseneinstellung durch den gesamten Lastbereich hindurch der erforderliche Unterdruck in einem Zylinder mit zunehmender Motorlast abnimmt. Während des Betriebes mit niedriger Teillast fördert darüber hinaus eine erste Einspritzung von 10–30% des gesamten eingespritzten Kraftstoffes während des frühen Teils des Ansaugtaktes eine Selbstzündung des Kraftstoff/Luft-Gemisches, das von einer zweiten Kraftstoffeinspritzung während des nachfolgenden Verdichtungstaktes erzeugt wird. Der Einspritzzeitpunkt für die erste Einspritzung wird nach spät verstellt und der Einspritzzeitpunkt für die zweite Einspritzung wird nach früh verstellt und zwar auf eine kontinuierliche Weise, wenn die Motorlast zunimmt, um übermäßige Rauchemission zu vermeiden. Während des Betriebes mit dazwischen liegenden und hohen Teillasten unterstützt eine einzige Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugtaktes eine Selbstzündung. Der Einspritzzeitpunkt wird nach spät verstellt, wenn die Motorlast zunimmt, um übermäßige Rauchemission zu vermeiden. Es ist gezeigt worden, dass die Erfindung beim Ausdehnen des Lastbereiches eines Viertakt-Benzinmotors mit Direkteinspritzung und Selbstzündung unter Verwendung eines herkömmlichen Verdichtungsverhältnisses effektiv ist.
  • Die obigen Beschreibungen zeigen unsere Methoden beim Betreiben von Motoren mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung über ausgedehnte Drehzahl- und Lastbereiche im stationären Betrieb. Im Allgemeinen ist der Motorbetrieb durch die Verbrennungsstabilität bei niedriger Last und durch einen Druckanstieg in einem Zylinder oder eine Druckschwingungsamplitude bei hoher Last begrenzt. Ein zu großer Druckanstieg oder eine zu große Druckschwingungsamplitude führt zu einem durch Verbrennung erzeugten Geräusch, das Klopfen genannt wird. Es ist experimentell herausgefunden worden, dass ein Verstellen des Verbrennungszeitpunkts nach spät von dem oberen Totpunkt die Verbrennungsrate vermindert und eine effektive Möglichkeit ist, um Klopfen zu verhindern. Parameter, wie etwa der Zündzeitpunkt, der Einspritzzeitpunkt und intern/extern rückgeführtes verbranntes Gas sind bei der Steuerung der Verbrennungsrate effektiv. Im Allgemeinen gilt, dass je höher die Last ist, desto stärker verzögert ist die erforderliche Lage des Spitzendrucks. Bei einer verzögerten Verbrennung werden jedoch sowohl der Start der Verbrennung als auch die Verbrennungsstabilität durch Schwankungen der Bedingungen in dem Zylinder von Zyklus zu Zyklus beträchtlich beeinflusst. Deshalb ist ein Steuerungs- oder Regelungsverfahren für den Zündpunkt in Verbindung mit dem Steuerungs- oder Regelungsverfahren für die Verbrennungsrate erforderlich, um eine stabile verzögerte Verbrennung zu erreichen.
  • Es ist eine Kraftstoffeinspritzstrategie offenbart worden, um das Ausgangsdrehmoment bei Volllast eines SI-Motors mit Direkteinspritzung zu erhöhen. Es wurde eine Aufteilungseinspritzstrategie vorgeschlagen. Ein Teil des gesamten eingespritzten Kraftstoffs wird während des Ansaugtak tes für eine Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrads eingespritzt, und der restliche Kraftstoff wird spät während des Verdichtungstaktes für ein Verringern des Klopfens eingespritzt. Testergebnisse zeigten, dass die Aufteilungseinspritzstrategie den effektiven Mitteldruck (IMEP) eines Motors um etwa 2–3 Prozent gegenüber dem der Einzeleinspritzstrategie bei Volllast erhöht. Sowohl der Einspritzzeitpunkt als auch die Menge an Aufteilung sind vermutlich drehzahl- und lastabhängig.
  • Es ist ein Motor offenbart worden, der ein Kraftstoffeinspritzventil aufweist, das in der Lage ist, eine Mehrfacheinspritzung durchzuführen, wobei ein Haupteinspritzereignis und ein Auslöseeinspritzereignis in dieser Reihenfolge in einem Zyklus stattfinden. Während der Haupteinspritzung wird Kraftstoff weitläufig in der Brennkammer verteilt, um ein Hauptgemisch für eine Hauptverbrennung zu erzeugen. Während der Auslöseeinspritzung wird Kraftstoff örtlich in der Brennkammer verteilt, um ein zündfähiges Gemisch für eine Selbstzündung zu erzeugen. Eine Selbstzündung des zündfähigen Gemisches schafft Bedingungen, unter denen eine Selbstzündung des Hauptgemisches stattfindet. Die Kraftstoffmenge und der Zeitpunkt für eine jede der Haupt- und Auslöseeinspritzungen wird gemäß der Motordrehzahl und -lastanforderung verändert, um zu bewirken, dass das Hauptgemisch bei einem Sollkurbelwinkel nach dem OT des Verdichtungstaktes verbrennt.
  • Es ist auch ein Verbrennungsprozess mit zwei Stadien, der eine aufgeteilte (split) Einspritzung und eine Funken- oder Fremdzündung anwendet, offenbart worden. Die Funkenzündung wird zur Zündzeitpunktsteuerung verwendet, während die aufgeteilte Einspritzung dazu verwendet wird, eine geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemischladung zu schaffen. Die geschichtete Ladung umfasst einen zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischanteil, um eine Zündkerze herum innerhalb des umgebenden mageren Luft/Kraftstoff-Gemisches. Das erste Stadium ist die Verbrennung des zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischanteils, die durch einen Funken eingeleitet wird, der durch die Zündkerze erzeugt wird, wodurch eine zusätzliche Erhöhung des Zylinderdrucks bereitgestellt wird. Das zweite Stadium ist die Selbstzündungsverbrennung des umgebenden mageren Luft/Kraftstoff-Gemisches, die durch eine derartige zusätzliche Zylinderdruckzunahme eingeleitet wird. Das Konzept wurde in einem Motor mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung unter magerem Betrieb mit Luftverdünnung bestätigt. Es gibt Sorgen hinsichtlich einer Zunahme von Stickoxidemissionen (NOx) aufgrund einer Fremdzündungsverbrennung, die eine teure Vorrichtung zur Mager-NOx-Nachbehandlung zur Emissionssteuerung erfordern kann.
  • Der Gegenstand der vorstehenden Absätze 13, 14 und 16 bis 20 wurde aus unveröffentlichten Materialien der Inhaberin der vorliegenden Anmeldung entnommen und wird hierin als in Beziehung stehende Information präsentiert, die nicht als Stand der Technik anzusehen ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Ausdehnen der Mittellastbetriebsgrenze eines Motors mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung bereit, das in der Lage ist, herkömmliche Dreiwege-Nachbehandlungssysteme als Steuerungsvorrichtungen für Emissionen aus dem Motor zu verwenden. Das Verfahren wendet eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Mehrfacheinspritzfähigkeit und eine Zündkerze an. Es wurde experimentell herausgefunden, dass mit der vorliegenden Erfindung die Mittellastbetriebsgrenze um mehr als 10% erhöht werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist wie folgt. Unter Verwendung unserer gegenwärtigen Methode beim Betreiben eines Motors mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung ist eine Einspritzstrategie mit einer einzigen Kraftstoffeinspritzung während des Ansaugtaktes von Teillast bis zu der Hochlast-Betriebsgrenze ausreichend. Es wird durch eine direkte Kraftstoffeinspritzung und mit einer Einlassladung, die durch entweder Luft oder extern rückgeführtes verbranntes Gas verdünnt ist, zur Verbrennungsphaseneinstellung und Klopfsteuerung ein insgesamt mageres oder stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem Zylinder erzeugt. Das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Gemisch wird jedes Mal dann verwendet, wenn der NOx-Emissionsindex aus dem Motor heraus 1 g/kg Kraftstoff übersteigt, so dass herkömmliche Dreiwege-Nachbehandlungssysteme für die Steuerung von Emissionen aus dem Motor verwendet werden können. Mit dieser Strategie wird eine Hochlast-Betriebsgrenze durch entweder ein Druckanstieg oder eine Druckschwingungsamplitude, die einen vorgeschriebenen Schwellenwert übersteigt, erreicht.
  • Es ist allgemein bekannt, dass die Luft-Kraftstoff-Verteilung in einem Zylinder durch den Einspritzzeitpunkt und die Menge an Kraftstoffaufteilung mit der Aufteilungseinspritzstrategie von früheren Diesel- und Benzindirekteinspritzanlagen stark beeinflusst wird. Für die vorliegende Erfindung tritt die erste Kraftstoffeinspritzung während eines frühen Ansaugtaktes auf, um ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch in der gesamten Brennkammer nahe bei dem Ende des Verdichtungstaktes zu bilden. Die zweite Kraftstoffeinspritzung findet entweder in dem mittleren oder späteren Teil des Ansaugtaktes statt, um ein geschichtetes Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem zündfähigen Gemisch in der Nähe der Zündkerze zu schaffen. Die Zündkerze wird verwendet, um das zündfähige Gemisch zu zünden, und ihre zeitliche Abstimmung beeinflusst die Verbrennungspha seneinstellung stark. Die Fremdzündungsverbrennung arbeitet als eine Zündquelle, um die Selbstzündung des umgebenden mageren Gemisches auszulösen, so dass sie bei einem Sollkurbelwinkel nach dem OT des Verdichtungstaktes verbrennt. Auf diese Weise wird ein Mischbetriebsart-Verbrennungsprozess realisiert, der aus zwei separaten, jedoch miteinander in Beziehung stehenden Prozessen besteht. Darüber hinaus wird der Motor insgesamt stöchiometrisch mit einer externen AGR-Verdünnung betrieben, so dass eine traditionelle Nachbehandlungsvorrichtung für die Steuerung von Emissionen aus dem Motor ausreicht. Die externe AGR-Verdünnung wirkt auch als effektiver Regel- oder Steuerparameter für die Verbrennungsrate während der Phase der Selbstzündungsverbrennung. Mit der vorliegenden Erfindung wird die Hochlastgrenze eines Motors mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung um mehr als 10% mit einem akzeptablen Druckanstieg oder einer akzeptablen Druckschwingungsamplitude ausgedehnt.
  • Die vorliegende Erfindung ist genauso gut auf beide oben beschriebenen Ventilstrategien anwendbar. Im Folgenden werden nur Testergebnisse von der Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie präsentiert, um deren Effektivität zu demonstrieren.
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bestimmten spezifischen Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen umfassender verstanden werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Einzylinder-Viertakt-Benzinverbrennungsmotors mit Direkteinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Graph von Ventilhubprofilen als Funktion des Kurbelwinkels für Auslass- und Einlassventile eines Viertakt-Verbrennungsmotors (bei 1000 U/min/470 kPa/NMEP) unter Verwendung einer Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie über ein FFVA-System;
  • 3 ist ein Graph der Lage des Spitzendrucks als Funktion der Motorlast unter Verwendung von Einzel- oder Aufteilungseinspritzstrategien;
  • 4 ist ein Graph der erforderlichen negativen Ventilüberschneidung als Funktion der Motorlast unter Verwendung von Einzel- und Aufteilungseinspritzstrategien;
  • 5 ist ein Graph der eingespritzten Kraftstoffmasse als Funktion der Motorlast unter Verwendung von Einzel- und Aufteilungseinspritzstrategien;
  • 6 ist ein Graph des Zündzeitpunkts als Funktion der Motorlast unter Verwendung von Einzel- und Aufteilungseinspritzstrategien;
  • 7 ist ein Graph des Endes des Einspritzzeitpunktes als Funktion der Motorlast unter Verwendung von Einzel- und Aufteilungseinspritzstrategien;
  • 8 ist ein Graph des maximalen Druckanstiegs (kPa/Grad) als Funktion der Motorlast mit Einzel- und Aufteilungseinspritzstrategien;
  • 9 ist ein Graph der Schwankungen des Zylinderdrucks als Funktion des Kurbelwinkels unter Verwendung von Einzel- und Aufteilungseinspritzstrategien bei 1000 U/min/470 kPa NMEP; und
  • 10 ist ein Graph der Schwankungen der normierten Kraftstoffverbrennungsrate über die Masse des verbrannten Bruchteils unter Verwendung von Einzel- und Aufteilungseinspritzstrategien bei 1000 U/min/470 kPa NMEP.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Der Einfachheit halber werden die folgenden Beschreibungen die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Einzylinder-Viertakt-Benzinverbrennungsmotor mit Direkteinspritzung richten, obwohl festzustellen ist, dass die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf einen Mehrzylinder-Viertakt-Benzinverbrennungsmotor mit Direkteinspritzung anwendbar ist.
  • In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Einzylinder-Viertakt-Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung 10 gezeigt. In 1 ist ein Kolben 12 in einem Zylinder 14 bewegbar und bildet mit dem Zylinder 14 eine Brennkammer 16 mit variablem Volumen. Ein Einlasskanal 18 führt der Brennkammer 16 Luft zu. Die Luftströmung in die Brennkammer 16 wird durch ein Einlassventil 20 gesteuert. Verbrannte Gase können aus der Brennkammer 16 über einen Auslasskanal 22 strömen, und die Strömung von verbrannten Gasen durch den Auslasskanal 22 wird durch ein Auslassventil 24 gesteuert.
  • Der Motor 10 der vorliegenden Erfindung weist einen hydraulisch gesteuerten Ventilstrang 25 mit einem elektronischen Controller 26 auf, der programmierbar ist und das Öffnen und Schließen von sowohl den Einlassventilen 20 als auch den Auslassventilen 24 hydraulisch steuert oder regelt. Der elektronische Controller 26 wird die Bewegung des Einlassventils 20 und des Auslassventils 24 unter Berücksichtigung der Position der Einlass- und Auslassventile 20 und 24, wie diese von zwei Positionswandlern 28 und 30 gemessen wird, regeln oder steuern. Der Controller 26 wird auch die Position des Motors berücksichtigen, die von einem Rotationssensor 32 gemessen wird, der mit einer Kurbelwelle 34 des Verbrennungsmotors verbunden ist. Die Kurbelwelle 34 ist durch eine Pleuelstange 36 mit dem Kolben 12 verbunden, der sich in dem Zylinder 14 hin- und herbewegt.
  • Eine Benzindirekteinspritzvorrichtung 38, die von dem elektronischen Controller 26 gesteuert oder geregelt wird, wird dazu verwendet, Kraftstoff direkt in die Brennkammer 16 einzuspritzen. Eine Zündkerze 40, die ebenfalls von dem elektronischen Controller 26 gesteuert oder geregelt wird, wird dazu verwendet, die Zündzeitpunktsteuerung oder -regelung des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung zu erweitern.
  • Eine Steuerung der Bewegung des Einlassventils 20 und des Auslassventils 24 gemäß einer Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie ist in 2 für einen Motor mit gesteuerter Selbstzündungsverbrennung dargestellt, der mit 1000 U/min und 470 kPa effektivem Netto-Mitteldruck (NMEP) und unter Verwendung eines vollständig flexiblen Ventilbetätigungssystems (FFVA von fully flexible valve activation) arbeitet. Dies ist die Mittellast-Betriebsgrenze für den Motor bei 1000 U/min. In 2 ist zu sehen, dass das Auslassventil 24 bei etwa 30 Grad vor UT in dem Expansionstakt öffnet, und während des Ausstoßtaktes etwa 40 Grad vor OT schließt. Das Einlassventil 20 wird später in dem Motorzyklus geöffnet als in einem normalen fremdgezündeten Motor, etwa 40 Grad nach dem OT während des Ansaugtaktes. Das frühe Schließen des Auslassventils und späte Öffnen des Einlassventils sorgt für einen Zeitraum mit negativer Ventilüberschneidung, in dem beide Auslass- 24 und Einlassventile 20 geschlossen sind, um verbranntes Gas einzufangen, das sich später mit der Kraftstoff/Luft-Ladung mischt, die während des Ansaugtaktes angesaugt wird, und dadurch den Selbstzündungsprozess fördert. Das Einlassventil 20 schließt dann grob 10 Grad nach UT in dem Verdichtungstakt.
  • 3 zeigt die Lage des Spitzendruckes (LPP) als Funktion der Motorlast mit einer Einzeleinspritzstrategie (Linie mit Rauten) und einer Aufteilungseinspritzstrategie (Linie mit Quadraten) für einen Motorbetrieb mit einer Drehzahl von 1000 U/min und einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Im Besonderen zeigt 3, dass ein konstanter LPP bei unterschiedlichen Lasten mit einer richtigen Auswahl des Zeitraums mit negativer Ventilüberschneidung aufrechterhalten wurde, wie es in 4 dargestellt ist. Im Allgemeinen nimmt der Zeitraum mit negativer Ventilüberschneidung mit zunehmender Motorlast für beide Einspritzstrategien ab.
  • Darüber hinaus nimmt mit einer Einzeleinspritzstrategie, wie sie in 5 gezeigt ist, die Last zu, indem die Menge an eingespritztem Kraftstoff erhöht wird, während sowohl der Zündzeitpunkt (siehe 6) als auch der Einspritzzeitpunkt (siehe 7) gleich gehalten werden. Die maximale Last, mit der der Motor arbeiten kann, beträgt etwa 470 kPa NMEP oder 16 mg Kraftstoffeinspritzung und wird auf der Grundlage einer maximalen Druckanstiegsgrenze von 500 kPa/Grad bestimmt (siehe 8). Mit einer Aufteilungseinspritzstrategie unter Verwendung der Menge an Aufteilung (Aufteilung halb und halb, wie in 5 gezeigt) und der entsprechenden Einspritzzeiten (siehe 7) kann der maximale Druckanstieg auf etwa 330 kPa/Grad reduziert werden (siehe 8), während der Zeitraum mit negativer Ventilüberschneidung (siehe 4) und der Zündzeitpunkt (siehe 6) gleich wie im Fall der Einzeleinspritzstrategie gehalten werden.
  • Die 9 und 10 zeigen jeweils Schwankungen des Zylinderdrucks als Funktion des Kurbelwinkels und der normierten Kraftstoffverbrennungsrate über die Masse des verbrannten Bruchteils mit einer Einzeleinspritzstrategie (Linie 42) und einer Aufteilungseinspritzstrategie (Linie 44).
  • Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass, obwohl die Verbrennung unter Verwendung einer Aufteilungseinspritzung früher erfolgt, sowohl der Druckanstieg während der Selbstzündungsverbrennung (siehe 9) als auch die entsprechende Spitzenverbrennungsrate (siehe 10) mit einer Aufteilungseinspritzung abnehmen. Durch richtiges Wählen des Zeitraums mit negativer Ventilüberschneidung (siehe 4), der Menge an Kraftstoffaufteilung (siehe 5) und des Zündzeitpunkts (siehe 6) und Einspritzzeitpunkts (siehe 7) können wir den Motor bis zu einer Last von 540 kPa NMEP betreiben, bevor der Druckanstieg die Grenze von 500 kPa/Grad übersteigt. Dies entspricht einer Zunahme von etwa 15 Prozent in der Mittellast-Betriebsgrenze.
  • Die vorliegende Erfindung ist genauso für andere Motordrehzahlen anwendbar, obwohl die Menge an Kraftstoffaufteilung und die entsprechenden Einspritzzeiten für einen besten Kompromiss zwischen Motorleistungsvermögen, Emissionen und Verbrennungsstabilität variieren können.
  • Obgleich das Einlassventil 20 und das Auslassventil 24 in den obigen Ausführungsformen elektrohydraulisch betätigt sind, können sie mechanisch oder elektrisch unter Verwendung einer elektromagnetischen Kraft betätigt sein.
  • Obwohl die Erfindung anhand bestimmter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist zu verstehen, dass zahlreiche Änderungen innerhalb des Gedankens und Umfangs des beschriebenen erfinderischen Konzepts vorgenommen werden könnten. Dementsprechend soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern soll den vollen Umfang besitzen, der durch den Wortlaut der folgenden Ansprüche zugelassen wird.
  • Zusammenfassung
  • Es ist ein Verfahren zum Ausdehnen der Mittellast-Betriebsgrenze in einem Viertakt-Motor mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung offenbart. Es wird ein System angewandt, um die Einlass- und Auslassventile variabel zu betätigen und die Ventile mit einer Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie oder einer Abgasrücksaug-Ventilstrategie zu betreiben. Es ist eine Zündkerze vorgesehen. Es wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Mehrfacheinspritzfähigkeit angewandt. Eine erste Kraftstoffladung wird in die Brennkammer eingespritzt, um ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Eine zweite Kraftstoffladung wird in die Brennkammer eingespritzt, um ein geschichtetes Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem zündfähigen Gemisch zu bilden, das sich in der Nähe der Zündkerze befindet. Das zündfähige Gemisch wird an dem Funkenspalt gezündet, wodurch eine Fremdzündungsverbrennung bewirkt wird, die als eine Zündquelle zum Auslösen einer Selbstzündung des mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches fungiert, was dazu führt, dass eine höhere Motorlast erhalten wird, bevor ein Druckanstieg in der Brennkammer einen vorgeschriebenen Schwellenwert übersteigt.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Ausdehnen der Mittellast-Betriebsgrenze in einem Viertakt-Motor mit Benzindirekteinspritzung und gesteuerter Selbstzündungsverbrennung, der mindestens einen Zylinder mit direkter Kraftstoffeinspritzung aufweist und einen Kolben enthält, der hin- und herbeweglich mit einer Kurbelwelle verbunden ist und eine Brennkammer mit variablem Volumen bildet, und der ein Einlassventil umfasst, das eine Kommunikation mit einem Lufteinlass steuert, und ein Auslassventil umfasst, das eine Kommunikation mit einem Abgasauslass steuert, wobei das Verfahren umfasst, dass: der Motor mit zwei aufeinander folgenden Paaren von Expansions- und Kontraktionstakten während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle betrieben wird, wobei die zwei Umdrehungen der Kurbelwelle einen Verbrennungszyklus definieren; ein variables Ventilbetätigungssystem angewandt wird, um die Einlass- und Auslassventile variabel zu betätigen, wobei das Ventilbetätigungssystem in der Lage ist, die Einlass- und Auslassventile mit einer Abgasrückverdichtungs-Ventilstrategie oder einer Abgasrücksaug-Ventilstrategie zu betreiben; eine Zündkerze bereitgestellt wird, die sich in die Brennkammer erstreckt, wobei die Zündkerze einen Funkenspalt aufweist; eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Verbindung mit der Brennkammer angewandt wird, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Mehrfacheinspritzfähigkeit aufweist, um mehr als eine Kraftstoffladung pro Verbrennungszyklus einzuspritzen; eine erste Kraftstoffladung in die Brennkammer eingespritzt wird, um in der gesamten Brennkammer ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden; eine zweite Kraftstoffladung in die Brennkammer benachbart zu der Zündkerze einen Zeitraum nach der ersten Kraftstoffladung eingespritzt wird, um ein geschichtetes Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, das ein zündfähiges Gemisch aufweist, das sich in der Nähe der Zündkerze befindet; und das zündfähige Gemisch an dem Funkenspalt gezündet wird, wodurch eine Fremdzündungsverbrennung bewirkt wird, wobei die Fremdzündungsverbrennung als ein Zündquelle zum Auslösen der Selbstzündung des mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches fungiert, was dazu führt, dass eine höhere Motorlast erhalten wird, bevor ein Druckanstieg in der Brennkammer einen vorgeschriebenen Schwellenwert übersteigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt umfasst, dass: ein Zündzeitpunkt zwischen 25 und 30 Grad vor dem oberen Totpunkt in Bezug auf den Verbrennungszyklus zum Auslösen der Zündkerze ausgewählt wird, wobei die Zündkerze eine Verbrennung des zündfähigen Gemisches einleitet und nachfolgend eine Selbstzündung des mageren Gemisches bewirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Einspritzens einer ersten Kraftstoffladung umfasst, dass die erste Kraftstoffladung früh in den Ansaugexpansionstakt eingespritzt wird; und der Schritt des Einspritzens einer zweiten Kraftstoffladung umfasst, dass die zweite Kraftstoffladung an einem Punkt später in dem Ansaugexpansionstakt eingespritzt wird, als die erste Kraftstoffladung.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt umfasst, dass: eine erste Kraftstoffladung und eine zweite Kraftstoffladung, die eine annähernd gleiche Größe aufweisen, ausgewählt werden; wobei die erste Kraftstoffladung ausreicht, um ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, das bei den dann in dem Zylinder vorhandenen Bedingungen nicht zünden wird, und die zweite Kraftstoffladung ausreicht, um ein zündfähiges Luft-Kraftstoff-Gemisch benachbart zu der Zündkerze zu bilden, welches eine Verbrennung einleitet und anschließend eine Selbstzündung des mageren Gemisches bewirkt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt umfasst, dass: eine erste Kraftstoffladung und eine zweite Kraftstoffladung ausgewählt werden, die keine gleiche Größe aufweisen; wobei die erste Kraftstoffladung ausreicht, um ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, das bei den dann in dem Zylinder vorhandenen Bedingungen nicht zünden wird, und die zweite Kraftstoffladung ausreicht, um ein zündfähiges Luft-Kraftstoff-Gemisch benachbart zu der Zündkerze zu bilden, welches eine Verbrennung einleitet und anschließend eine Selbstzündung des mageren Gemisches bewirkt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgeschriebene Schwellenwert für den Druckanstieg in der Brennkammer etwa 500 kPa/Grad Kurbelwellenrotation ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt umfasst, dass: der Motor mit einem insgesamt stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ventilbetätigung elektrohydraulisch erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ventilbetätigung mechanisch erfolgt.
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