Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Aufladung arbeitende Diesel-Brenn
kraftmaschine für Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge, gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a diesel burner working with charging
Engine for vehicles, in particular passenger vehicles, according to
the preamble of claim 1.
Herkömmliche Diesel-Brennkraftmaschinen, die ohne Aufladung arbeiten, also
sogenannte Saugdieselmotoren, werden üblicherweise bezüglich ihres Drehmoment
verlaufs so ausgelegt, daß sie in einem Höhenniveau von ca. 0-500 m über
Normalnull (NN) die aus Gründen der Luftreinheit vorgeschriebene Schwarz
rauchgrenze nicht überschreiten. Entsprechend der so erreichbaren Leistung
werden dann die einzelnen Motorbauteile unter Beachtung der angestrebten
Lebensdauer möglichst kostengünstig ausgelegt.Conventional diesel engines that work without charging, so
So-called naturally aspirated diesel engines, are usually related to their torque
designed so that they are at a height of about 0-500 m above
Normal zero (NN) is the black prescribed for reasons of air purity
do not exceed smoke limit. According to the achievable performance
the individual engine components are then considered taking into account the desired
Service life designed as inexpensively as possible.
Beim Betrieb solcher Saugdieselmotoren in großen Höhen nimmt aufgrund der
geringeren Luftdichte die Leistung der Brennkraftmaschine stark ab und gleich
zeitig ergibt sich eine starke Schwarzrauchemission (Partikelemission).When operating such naturally aspirated diesel engines at high altitudes
lower air density the performance of the internal combustion engine strongly and equally
in time there is a strong black smoke emission (particle emission).
Werden solche Diesel-Brennkraftmaschinen nun mit Aufladeaggregaten ausge
rüstet, seien es nun Turbolader oder mechanische Lader, dann geschah dies
bisher ausschließlich zu dem Zweck, die maximal erreichbare Leistung der
Diesel-Brennkraftmaschine zu erhöhen. Auch hier wurde daher die der Kraft
stoffeinspritzpumpe zugeordnete Vorrichtung zur Höchstmengenbegrenzung auf
einen solchen Wert eingestellt, bei dem bei Betrieb in normalen Höhenlagen
zwischen 0 und 500 m über NN kein übermäßiger Schwarzrauch auftrat bzw.
die durch die Aufladung und Leistungssteigerung erhöhte Bauteilbelastung
mit vertretbarem technischen Aufwand noch beherrschbar war. Bei diesen her
kömmlichen, aufgeladenen Diesel-Brennkraftmaschinen mußten also noch
zusätzliche, kostspielige Maßnahmen getroffen werden.Such diesel engines are now out with superchargers
equip, be it turbochargers or mechanical superchargers, then this happened
So far only for the purpose of achieving the maximum achievable performance
Increase diesel engine. Here too, therefore, that of power
Injection pump assigned device for maximum quantity limitation
set such a value when operating at normal altitude
no excessive black smoke occurred between 0 and 500 m above sea level or
the increased component load due to charging and increased performance
was still manageable with reasonable technical effort. With these ago
conventional, charged diesel internal combustion engines still had to
additional, costly measures are taken.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Diesel-
Brennkraftmaschine zu schaffen, deren Leistung weitgehend unabhängig von
der jeweiligen geodätischen Höhe des Betriebsortes ist und deren Schadstoff
emission reduziert wird.The object on which the invention is based is now to provide a diesel
To create internal combustion engine, the performance of which is largely independent of
the respective geodetic height of the operating location and its pollutant
emission is reduced.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß den Merkmalen des Anspruchs
1. Dadurch, daß erfindungsgemäß eine mit einem Aufladeaggregat ausgerüstete
Saug-Diesel-Brennkraftmaschine verwendet wird, bei der die Höchstmengenbe
grenzung auf einen Wert eingestellt ist, der annähernd einer Saug-Diesel-
Brennkraftmaschine entspricht und auf die Bauteilbelastbarkeit des Saug
motors abgestimmt ist, wird die durch das Aufladeaggregat bereitgestellte
größere Luftmenge im wesentlichen nur dazu verwendet, die Schadstoffemission
und Leistungseinbuße beim Betrieb in größeren Höhen zu reduzieren. Gleich
zeitig kann auf sonstige, die Herstellkosten erhöhende besondere Maßnahmen
zur Anpassung der Bauteilfestigkeit an die normalerweise durch die höhere
spezifische Leistung erhöhten Belastungen verzichtet werden. Auch die thermi
sche Belastung, insbesondere der abgasführenden Bauteile, wird aufgrund
des höheren Luftüberschusses abgesenkt.This object is achieved in accordance with the features of the claim
1. In that according to the invention equipped with a charging unit
Suction diesel internal combustion engine is used, in which the maximum quantities
limit is set to a value that approximates a suction diesel
Internal combustion engine corresponds to and on the component load capacity of the suction
motors is matched, the one provided by the supercharger
Larger amounts of air essentially used only to reduce pollutant emissions
and reduce performance losses when operating at higher altitudes. Soon
other special measures that increase manufacturing costs can be taken in good time
to adjust the component strength to that normally due to the higher
specific performance increased loads are waived. The thermi
cal load, especially of the exhaust gas-carrying components, is due to
of the higher excess air.
Die Leistung und das Drehmoment der so ausgebildeten aufgeladenen Diesel-
Brennkraftmaschine sind gegenüber nicht aufgeladenen Diesel-Brennkraftma
schinen wegen des höheren zur Verfügung stehenden Luftdurchsatzes leicht
angehoben, wobei die maximal eingespritzte Kraftstoffmenge im wesentlichen
etwa der Höchstmenge eines entsprechenden, ohne Aufladung arbeitenden Diesel
motors entspricht. Der Ladedruck, die Leistung und das Drehmoment werden
dabei nach der Bauteilfestigkeit des als Grundlage dienenden Saug-Dieselmotors
ausgelegt, so daß die Herstellkosten des Gasamtmotors im wesentlichen nur
um die Kosten des Ladeaggregats, das als Turbolader oder auch als mechanischer
Lader ausgebildet sein kann, erhöht werden. Im übrigen liegt dieser Mehr
aufwand in der Größenordnung, wie er für den Einsatz eines besonderen Parti
kelfilters zur Reduzierung der Partikelemission in großen Höhen erforderlich
wäre. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Diesel-Brennkraftmaschine kann aber
auf einen derartigen Partikelfilter verzichtet werden, ohne daß die Partikel
emission unzulässig hohe Werte, auch nicht beim Betrieb des Fahrzeugs in
großen Höhen, annimmt. Zusätzlich ergibt sich aber eine etwa gleichbleibende
Leistung, auch in größeren geodätischen Höhen, da der durch die geringere
Luftdichte bewirkte Ladungsverlust dort durch den von dem Aufladeaggregat
gelieferten Luftüberschuß ausgeglichen wird. Darüber hinaus kann aufgrund
der durch das Ladeaggregat bewirkten höheren Eintrittstemperaturen der Luft
in die Diesel-Brennkraftmaschine die Kohlenwasserstoffemission im gesamten
Betriebsbereich verringert werden. Infolge des erhöhten Luftüberschusses
der erfindungsgemäßen Diesel-Brennkraftmaschine, der eine Abgasrückführung
leichter und einfacher zur Ausführung kommen läßt, bestehen zudem bessere
Möglichkeiten zur Absenkung der Stickoxyd-Emission.The power and torque of the supercharged diesel engine designed in this way
Internal combustion engines are compared to uncharged diesel internal combustion engines
seem light due to the higher available air flow
raised, the maximum amount of fuel injected substantially
about the maximum amount of a corresponding diesel that works without charging
motors corresponds. The boost pressure, the power and the torque are
according to the component strength of the suction diesel engine used as the basis
designed so that the manufacturing costs of the gas office engine essentially only
the cost of the charging unit, which is used as a turbocharger or as a mechanical one
Loader can be designed to be increased. For the rest, this is more
expenditure in the order of magnitude for the use of a special party
kelfilters required to reduce particle emissions at high altitudes
would. However, when using the diesel internal combustion engine according to the invention
such a particle filter can be dispensed with without the particles
emission impermissibly high values, not even when operating the vehicle in
high altitudes. In addition, however, there is an approximately constant one
Performance, even at higher geodetic heights, because of the lower
Airtight charge loss caused there by the charging unit
supplied excess air is balanced. In addition, due to
the higher inlet temperatures of the air caused by the charging unit
the total hydrocarbon emissions in the diesel engine
Operating range can be reduced. As a result of the increased excess air
the diesel internal combustion engine according to the invention, the exhaust gas recirculation
lighter and easier to carry out, there are also better
Possibilities for reducing nitrogen oxide emissions.
Insgesamt gesehen ergibt sich also durch die Erfindung eine Diesel-Brenn
kraftmaschine, die die aufgrund der Luftreinheitsanforderungen gestellten
Bedingungen an die Schadstoffemission auch beim Betrieb in größeren Höhen
besser erfüllt, ohne daß die Leistung der Brennkraftmaschine reduziert werden
muß. Im Gegenteil, die Leistung kann sogar leicht angehoben werden und es
ergibt sich zudem ein günstigerer Kraftstoffverbrauch, wobei die zusätzlich
aufzuwendenden Maßnahmen zumindest keinen größeren Mehraufwand erfordern
als spezielle Maßnahmen zur Beseitigung der Partikelemission, wie zum Beispiel
die Anbringung eines Partikelfilters.Overall, the invention results in a diesel burner
engine that meets the requirements of air purity requirements
Conditions for pollutant emissions even when operating at higher altitudes
better met without reducing the performance of the internal combustion engine
got to. On the contrary, the performance can even be increased slightly and it
this also results in cheaper fuel consumption, with the additional
measures to be used at least do not require any major additional effort
as special measures to eliminate particle emissions, such as
the attachment of a particle filter.