DE3723599A1

DE3723599A1 - Method for the operation of a multicylinder four-stroke diesel engine of a compound internal combustion engine

Info

Publication number: DE3723599A1
Application number: DE19873723599
Authority: DE
Inventors: Hubert Dr Grieb
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1986-12-20
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1989-01-26

Abstract

In a four-stroke diesel engine provided with turbocharger arranged as gas generator for an output power turbine, the combustion air of which engine is pre heated outside the cylinder, all the fuel is introduced in successively apportioned injection quantities (E1 and E2) throughout the expansion stroke.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Be treiben eines durch einen Abgasturbolader aufgeladenen mehrzylindrigen Viertakt-Dieselmotors für eine Verbund brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gemäß dem Hauptpatent . ... ... (Patentanmeldung P 36 43 830.8-13).The invention relates to a method for loading drive one charged by an exhaust gas turbocharger multi-cylinder four-stroke diesel engine for a composite Internal combustion engine according to the preamble of claim 1 according to the main patent. ... ... (patent application P 36 43 830.8-13).

Durch die Maßnahmen gemäß dem vorgenannten Hauptpatent, wonach in vorteilhafter Weise eine Rückgewinnung der in den Abgasen der Nutzleistungsturbine enthaltenen Wärme erfolgt, die der in den Motorzylindern verdichteten Lade luft nach dem Kompressionstakt und vor dem Expansions takt zugeführt wird, wird der motorische Wirkungsgrad durch Verminderung der zum Erreichen der maximal zulässigen Brenngastemperaturen und -drücke erforderlichen Brenn stoffmenge erhöht. Ferner ist die im Rahmen der Er findung praktizierte Verteilung der im Dieselmotor er zeugten Verbrennungsgase auf die Nutzleistungsturbine und die Turbine des Abgasturboladers qualitativ und quantitativ auf die besonderen Aufgaben dieser beiden Kraftmaschinen ausgerichtet, insofern als die Nutz leistungsturbine für ihren wesentlich höheren Leistungs bedarf als Primärverbraucher mit einer größeren Treib gasmenge höheren Drucks und höherer Temperatur in bezug auf den Ablauf des Expansionstaktes zuerst versorgt wird, während die Turbine des Abgasturboladers mit dem Abgas aus der Nutzturbine (nach Durchströmen des Wärmetauschers) sowie dazu parallel, d. h. im Nebenstrom, mit einer kleineren Treibgasmenge beaufschlagt wird, wie sie am Ende des Ausschiebetakts ohnehin anfallen, sowie mit der im Kolbentrieb erforderlichen Spülluftmenge beschickt wird. Die Spülluft aus dem Kolbentrieb, vermischt mit der Leckage aus dem Zylinder wird ebenfalls dem Abgasturbolader zugeführt.Through the measures under the aforementioned main patent, after which a recovery of the in the exhaust gases contained in the power turbine takes place that of the loading compressed in the engine cylinders air after the compression stroke and before the expansion is fed, the motor efficiency is determined by Reduction in reaching the maximum allowable Combustion gas temperatures and pressures required amount of fabric increased. Furthermore, the Er distribution practiced in the diesel engine generated combustion gases on the power turbine and the turbine of the exhaust gas turbocharger qualitatively and quantitatively on the specific tasks of these two Engines aligned in that the benefit power turbine for its much higher performance needs as a primary consumer with a larger drive amount of gas of higher pressure and temperature in relation is supplied first on the expiry of the expansion cycle, while the turbine of the exhaust gas turbocharger with the exhaust gas from the utility turbine (after flowing through the heat exchanger) as well as parallel to it, d. H. in the bypass flow, with a smaller amount of propellant gas is applied, as in the end of the extension stroke occur anyway, as well as with the in Piston drive required amount of purge air is fed. The purge air from the piston drive, mixed with the leak the exhaust gas turbocharger is also fed from the cylinder.

Darüber hinaus können aufgrund der Vorwärmung der ver dichteten Luft im Wärmetauscher bereits bei mäßigem Ver dichtungsverhältnis bzw. Verdichtungsenddruck die für den Dieselprozeß zur Selbstzündung notwendigen Be dingungen, insbesondere hohe Temperatur sehr gut er reicht werden.In addition, due to the preheating of ver sealed air in the heat exchanger with moderate Ver gasket ratio or final compression pressure for the diesel process necessary for self-ignition conditions, especially high temperature very good be enough.

Die Gemischaufbereitung bei Brennkraftkolbenmaschinen ist nach wie vor mit Problemen verbunden. Besondere Schwierigkeiten treten bei luftverdichteten Brennkraft kolbenmaschinen auf, da eine Reihe von Faktoren und Parametern, welche die Qualität der Gemischaufbe reitung im Motorzylinder bestimmen, gegeneinander ge richtete Auswirkungen mit sich bringen. Bei der direkten Einspritzung wird der Kraftstoff in die hochverdichtete heiße Luft in der Regel noch vor dem oberen Totpunkt mit hohem Druck und einem kompakten Strahl oder mehreren Strahlen in den Brennraum eingebracht mit dem Ziel, den Kraftstoff in der bewegten Luft tröpfchenförmig zu ver teilen. Der eingespritzte Kraftstoff benötigt zu seiner Aufbereitung bis zur Verdampfung und Zündung eine be stimmte Zeit, die mit Zündverzug bezeichnet wird, an dessen Ende die Verbrennung einsetzt. Da der Zündver zug in erster Linie von der Verdichtungstemperatur ab hängig ist, wird einerseits, um einen kurzen Zündverzug zu erhalten, eine möglichst hohe Temperatur angestrebt. Andererseits besteht bei hohen Verdichtungstemperaturen, auf die sich der eingespritzte Kraftstoff erhitzt, die Gefahr, daß dessen chemische Reaktion bereits einsetzt, bevor die physikalische Vorbereitung, also die voll ständige Vermischung mit der Luft und die Verdampfung bereits beendet ist. Dies führt in nachteiliger Weise, wie beim Krackvorgang, zu einer Veränderung des Kraft stoffes bzw. zum Molekularzerfall mit seinen schädlichen Folgen, wie Rußbildung und unvollkommener Ver brennung, wodurch sich der Wirkungsgrad verschlechtert.Mixture preparation in internal combustion piston machines is still associated with problems. Special Difficulties arise with air-compressed internal combustion piston machines because of a number of factors and Parameters that determine the quality of the mixture Determine the friction in the engine cylinder, against each other brought about effects. With the direct The fuel is injected into the highly compressed hot air usually before top dead center with high pressure and a compact jet or more Beams introduced into the combustion chamber with the aim of Verify fuel in the moving air in droplets share. The injected fuel needs its Preparation until evaporation and ignition a be agreed time, which is referred to as ignition delay the end of which begins to burn. Since the Zündver primarily depends on the compression temperature is dependent, on the one hand, to a short ignition delay to get the highest possible temperature. On the other hand, at high compression temperatures, to which the injected fuel heats up Danger that its chemical reaction already begins, before the physical preparation, so the full constant mixing with the air and the evaporation has already ended. This results in a disadvantageous as with the cracking process, to a change in strength substance or molecular disintegration with its harmful Consequences such as soot formation and imperfect ver burning, which reduces efficiency.

Um beim Einsetzen der Verbrennung hohe Druckspitzen zu vermeiden, ist es bereits bekannt, Zapfendüsen so auszubil den, daß durch eine anfänglich geringere Spaltbreite die Einspritzmenge, über der Einspritzzeit betrachtet, zu erst gedrosselt und dann mit gesteigerter Menge einge bracht wird. Ferner wurden bereits Einspritzdüsen ent wickelt, die den insgesamt einzubringenden Kraftstoff in zwei Einspritzmengen aufteilen, wobei etwa 15% der Ge samtmenge um die Zündverzugszeit vor der Haupt menge eingespritzt wird.To avoid high pressure peaks when combustion starts avoid, it is already known to train cone nozzles that by an initially smaller gap width Injection quantity, considered over the injection time first throttled and then turned on with an increased amount is brought. Furthermore, injection nozzles have already been developed that wraps the total fuel to be brought in Split two injection quantities, about 15% of the Ge total amount by the ignition delay before the main amount is injected.

Aber auch die zuletzt genannten Einspritzverfahren er füllen noch nicht die hohen Ansprüche, die heute be züglich eines gesteigerten Wirkungsgrades und mit Rück sicht auf geringste Umweltbelastung im Hinblick auf eine optimale und saubere Verbrennung gestellt werden.But also the last-mentioned injection process do not yet meet the high demands that be with regard to increased efficiency and with re with regard to lowest environmental impact with regard to optimal and clean combustion.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für einen Dieselmotor mit einem Aufbau gemäß den Merkmalen des Hauptpatentes . ... ... (Patentanmeldung P 36 43 830.8-13) ein abgestuftes Einspritzverfahren vorzuschlagen, das unter Vermeidung von hohen Druck- und Temperaturspitzen eine schnelle und vollständige Verbrennung sowie eine maximale Leistungsausbeute auch für schnell laufende Dieselmotoren mit sich bringt und das auch für die Ver wendung von zukunftsorientierten Kraftstoffen mit um weltverträglichen Abgasprodukten geeignet ist.The present invention is therefore based on the object for a diesel engine with a structure according to the features of the main patent. ... ... (patent application P 36 43 830.8-13) propose a graded injection process that avoiding high pressure and temperature peaks a quick and complete combustion as well as a maximum performance even for fast running Brings diesel engines with it and also for the Ver use of future-oriented fuels with um world-compatible exhaust gas products is suitable.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der gesamte Kraftstoff während des Expansionstaktes in mehreren Einspritzmengen insbesondere in zwei Ein spritzmengen, in die zusätzlich erhitzte Ladeluft einge bracht wird.This object is achieved according to the invention by that all of the fuel during the expansion stroke in several injection quantities, in particular in two ones injection quantities, into the additionally heated charge air is brought.

Um den Verbrennungsablauf möglichst in Richtung Gleich druckverbrennung hin zu optimieren, werden im Rahmen der Erfindung die erste Einspritzmenge und die zweite Ein spritzmenge mengenmäßig sowie der zeitliche Abstand zwischen den beiden Einspritzungen so aufeinander abge stimmt, daß die Spitzendrücke und die Spitzentemperaturen während der Verbrennungsphasen beider Einspritzmengen praktisch gleich sind.To the combustion process as possible in the direction of the same To optimize pressure combustion, are under the Invention the first injection amount and the second one amount of spray in terms of quantity and the time interval so abge between the two injections true that the peak pressures and the peak temperatures during the combustion phases of both injection quantities are practically the same.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, bei der ersten Einspritzung eine größere Kraftstoffmenge einzubringen als bei der zweiten Einspritzung. Dies ist möglich durch den größeren Wärmeinhalt der zusätzlich aufgeheizten Ladeluft, da trotz der relativ größeren Einspritzmenge eine rasche Aufbereitung bzw. Verdampfung des Kraftstoffes erreicht wird, und dies in einer Phase, bei der die Volumenzunahme des Zylinders durch den zurück gehenden Kolben pro Kurbelwinkel maximal ist, was den Arbeitsprozeß in Richtung Gleichdruckverbrennung tendie ren läßt.A preferred embodiment of the invention consists in a larger amount of fuel at the first injection to bring in than in the second injection. This is possible due to the greater heat content of the heated charge air, because despite the relatively larger Injection quantity a rapid preparation or evaporation of the fuel is reached in a phase where the volume increase of the cylinder through the back maximum piston per crank angle is what the Work process towards constant pressure combustion tendie ren leaves.

Außerdem ist es vorteilhaft, die Einspritzung der zwei ten Kraftstoffmenge erst gegen Ende der Verbrennung oder erst nach vollständiger Verbrennung der ersten Kraftstoffmenge vorzunehmen.It is also advantageous to inject the two amount of fuel only at the end of combustion or only after the first is completely burned Amount of fuel.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung liegt ferner darin, als Kraftstoff Wasserstoff zu verwenden.A special feature of the invention is also to use hydrogen as fuel.

Bei einem Dieselmotorverfahren nach dem Hauptpatent . ... ... (Patentanmeldung P 36 43 830.8-13) wirkt sich die durch Wärmeaustausch bzw. zusätzliche Aufheizung erreichte hohe Temperatur der verdichteten Ladeluft inso fern günstig aus, als sie mit ihrem großen Wärmeinhalt imstande ist, eine relativ große Menge Kraftstoff auch bei steigendem Brennraumvolumen während bzw. zu Beginn des Expansionstaktes schnell fortschreitend für die Verbrennung aufzubereiten und dieser zuzuführen, wobei noch ein gutes Verhältnis zwischen dem von der Temperatur abhängigen Zündverzug und der Einspritzzeit für die erste Einspritzmenge infolge Teilung der Gesamtkraftstoffmenge erreicht werden kann. Bei der zweiten Einspritzung der restlichen Kraftstoffmenge im Zuge der weiteren Expansion wird die durch die Verbrennung dieses Kraft stoffanteiles erfolgende Druck- und Temperaturerhöhung kompensiert durch die stetige Vergrößerung des Zylinder volumens, so daß insgesamt bei annehmbaren maximalen Temperaturen und Drücken ein hohes Niveau derselben während der Expansionsphase erreicht wird, was für die Effektivität des gesamten Kreisprozesses besonders wichtig ist. Dabei erfolgt die Bemessung der Kraft stoffzufuhr natürlich so, daß die zulässige Abgas temperatur im Bereich zwischen 1500 bis 1600°K bei günstigen Luftüberschußzahlen erzielt wird. Außerdem wird mit Rücksicht auf die thermische Belastung und Stickoxidbildung die maximale Gastemperatur in Grenzen gehalten.In a diesel engine process according to the main patent . ... ... (patent application P 36 43 830.8-13) works by heat exchange or additional heating reached high temperature of the compressed charge air far cheaper than their great heat content is able to use a relatively large amount of fuel too with increasing combustion chamber volume during or at the beginning of the expansion tact quickly progressing for that Prepare and supply combustion, whereby still a good relationship between that of the temperature dependent ignition delay and the injection time for the first Injection quantity due to division of the total fuel quantity can be reached. At the second injection the remaining amount of fuel in the course of the further Expansion is the result of burning this force pressure and temperature increase compensated by the constant enlargement of the cylinder volume so that overall at acceptable maximum Temperatures and pressures a high level of the same is achieved during the expansion phase, which for the Effectiveness of the entire cycle in particular important is. The force is measured Material supply of course so that the permissible exhaust gas temperature in the range between 1500 to 1600 ° K at favorable excess air figures is achieved. Furthermore is taken into account the thermal load and Nitrogen oxide formation limits the maximum gas temperature held.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren behält das Gas im Motorzylinder auch während der Expansion bzw. des Aus schiebens der Treibgase einen möglichst hohen Druck bei, da im Motorzylinder nur soviel Expansionsarbeit an die Kurbelwelle abgegeben werden soll, wie die Maschine zu ihrem bloßen mechanischen Antrieb bzw. zur Erzeugung des dann in der Nutzleistungsturbine zu verarbeitenden Treibgases erfordert, während die weitere Expansionsarbeit nach dem Ausschieben der Treib gase in der Nutzleistungsturbine zur Erzeugung mechani scher Nutzleistung dient.In the process according to the invention, the gas remains in the Engine cylinder also during expansion or off push the propellant gases as high a pressure as possible because there is only so much expansion work in the engine cylinder to be delivered to the crankshaft like the Machine for its mere mechanical drive or to generate the then in the power turbine propellant to be processed, while the further expansion work after pushing out the propellants gases in the power turbine to generate mechani useful performance.

Daraus folgt, daß die Verbrennung vor bzw. bei Erreichen des unteren Totpunktes keineswegs abgeschlossen zu sein braucht. Gerade unter diesem Aspekt wird die relativ spät erfolgende zweite Phase der Einspritzung und Ver brennung als Beitrag zur Erlangung eines hohen Niveaus von Druck und Temperatur bzw. hohen Arbeitsvermögens des ausgeschobenen bzw. zur Nutzleistungsturbine strömen den Treibgases betrachtet. Aus diesem Grund ist die gegen über konventionellen Dieselmotoren erst nach dem oberen Totpunkt erfolgende erste Phase der Einspritzung und Ver brennung thermodynamisch nicht schädlich. It follows that the combustion before or when reaching bottom dead center needs. It is precisely from this aspect that it becomes relative late second phase of injection and Ver Burning as a contribution to achieving a high level of pressure and temperature or high working capacity of the pushed out or flow to the power turbine considered the propellant. For this reason, it is against over conventional diesel engines only after the upper one Dead center first phase of injection and Ver combustion thermodynamically not harmful.

Ein besonderer Vorteil bei der Anwendung des erfindungs gemäßen Einspritzverfahrens bei einem Dieselmotor mit zusätzlicher Aufheizung der Ladeluft in einem besonderen Wärmetauscherkreis besteht darin, daß die hohen Tempe raturen der Ladeluft der Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff entgegenkommen, insofern als es förderlich ist, dem Wasserstoff wegen seines hohen Zündpunktes (580-590°C) einen hohen Temperaturüberschuß zur Einleitung der Ver brennung zur Verfügung zu stellen. Bisher waren bei der Verwendung von Dieselkraftstoff hohe Anfangstemperaturen unter anderem auch aus dem Grunde unerwünscht, weil da bei die Gefahr eines frühen Krackens des Dieselmoleküls zu befürchten ist, was dazu führt, daß die durch den primär einsetzenden chemischen Reaktionsvorgang frei werdenden agressiven und reaktionsfähigeren Wasserstoff atome den Sauerstoff der Luft an sich zu reißen, wodurch es zwangsläufig zu immer kohlenstoffreicheren Molekülen kommt, die reaktionsträger sind und Rußbildung verur sachen können.A particular advantage when using the invention according to the injection process with a diesel engine additional heating of the charge air in a special Heat exchanger circuit is that the high tempe of the charge air using hydrogen as Fuel to the extent that it is conducive to the hydrogen because of its high ignition point (580-590 ° C) a high excess temperature to initiate the Ver to provide burning. So far have been with Use of diesel fuel high initial temperatures among other things undesirable because there at the risk of early cracking of the diesel molecule is to be feared, which leads to the fact that by the primary chemical reaction process free increasingly aggressive and reactive hydrogen atoms to take the oxygen in the air, causing it inevitably leads to increasingly carbon-rich molecules comes that are reactive and cause soot formation can do things.

Bei der Verwendung bzw. Verbrennung von Wasserstoff ist es günstig, besonders bei Fahrzeugen, um Brennstoff volumen zu sparen, einen möglichst hohen thermischen Wirkungsgrad zu erzielen, da das für den Wasserstoff erforderliche Tankvolumen und -gewicht für eine ge gebene Leistung und Betriebsdauer ungleich höher ist als das entsprechende Volumen für das Dieselöl.When using or burning hydrogen it is cheap, especially in vehicles, to fuel to save volume, the highest possible thermal Achieve efficiency, because that's for the hydrogen required tank volume and weight for a ge given power and operating time is incomparably higher than the corresponding volume for the diesel oil.

Da bei der Verbrennung von Wasserstoff hohe Spitzen temperaturen zu erwarten sind, kommt die erfindungsge mäße Stufenverbrennung während des Kompressionstaktes einer Spitzentemperaturabsenkung besonders entgegen. Außerdem kann bei der Verbrennung von Wasserstoff aufgrund der ausgezeichneten Diffusion des Wasserstoffs in das um gebende Medium hinein besonders gute Gemischbildung er wartet werden, während andererseits die bei Dieselöl bei hohen Lufttemperaturen unter Umständen eintretende chemische Veränderung vor der eigentlichen Verbrennung (Kracking) nicht erfolgen kann. Ferner ist Wasser stoff wesentlich zündwilliger als Dieselöl, so daß bei Verwendung von Wasserstoff die Verbrennung in der zweiten Phase trotz des im Motorzylinder nur noch vor handenen geringeren Sauerstoffgehalts weniger kritisch ist als bei der Verbrennung von Dieselöl.Because there are high peaks in the combustion of hydrogen Temperatures are to be expected, comes the fiction moderate stage combustion during the compression stroke of one Peak temperature reduction especially counter. Furthermore can occur due to the combustion of hydrogen excellent diffusion of the hydrogen into the um medium gives particularly good mixture formation to be waited while, on the other hand, the diesel oil under certain circumstances occurring at high air temperatures chemical change before the actual combustion (Kracking) can not be done. There is also water Substance much more ignitable than diesel oil, so that when using hydrogen the combustion in the second phase despite that in the engine cylinder only before the lower oxygen content is less critical than when burning diesel oil.

In der Zeichnung ist ein Anwendungsbeispiel des erfindungs gemäßen Verfahrens dargestellt. Es zeigenIn the drawing is an application example of the Invention according to the procedure. Show it

Fig. 1 ein lineares Kraftstoffflächendiagramm zur Charakterisierung des Kraftstoffflusses für die beiden Einspritzmengen, Fig. 1 is a linear fuel area chart for the characterization of the fuel flow for the two injection quantities,

Fig. 2 ein Diagramm zur Charakterisierung der beiden eingespritzen Kraftstoffmengen, Fig. 2 is a diagram for the characterization of both the injected fuel quantity,

Fig. 3 ein Diagramm über die auftretenden Verbrennungs geschwindigkeiten der beiden Einspritzmengen, Fig. 3 a diagram of the appearing combustion velocities of the two injection quantities,

Fig. 4 ein Diagramm über die auftretenden Gastempera turen und die Fig. 4 shows a diagram of the gas temperatures occurring and the

Fig. 5 ein Kurbeldiagramm im Hinblick auf den Expansions takt. Fig. 5 is a crank diagram with regard to the expansion clock.

Im Diagramm gemäß Fig. 1 sind die beiden zeitlich von einander getrennten Einspritzungen als rechteckige Säulen dargestellt, und zwar eine größere erste Einspritz menge E 1 und eine kleinere zweite Einspritzmenge E 2. Auf der Ordinate ist die nach der Zeit differenzierte Kraftstoffmenge aufgetragen und die Abszisse charakteri siert den Kurbelweg, der im oberen Totpunkt OT seinen Ur sprung hat und zum unteren Totpunkt UT führt.In the diagram according to FIG. 1, the two injections separated from one another in time are shown as rectangular columns, namely a larger first injection quantity E 1 and a smaller second injection quantity E 2 . The amount of fuel differentiated according to time is plotted on the ordinate and the abscissa characterizes the crank path which has its origin at top dead center OT and leads to bottom dead center UT.

Im Diagramm nach Fig. 2 ist das Einspritzgesetz in bezug auf die beiden Einspritzmengen E 1 und E 2 dargestellt, wo bei die Einspritzung für die Einspritzmenge E 1 im Steuer punkt 5 beginnt und im Steuerpunkt 5′ endet, während die Einspritzung für die zweite Einspritzmenge E 2 im Steuerpunkt 5 a beginnt und im Steuerpunkt 5 a′ endet.In the diagram of FIG. 2, the injection law is shown in relation to the two injection quantities E 1 and E 2 , where the injection point for the injection quantity E 1 begins in the control point 5 and ends in the control point 5 ', while the injection for the second injection quantity e 2 starts a control point in the 5 and 'ends a control point in the fifth

In Fig. 3 sind die Verbrennungsdiagramme VE 1 und VE 2 für die beiden Einspritzmengen E 1 und E 2 zwischen den Steuerpunkten 6 und 6 a einerseits und den Steuer punkten 6 a und 7 andererseits eingetragen, wobei der zeitliche Abstand zwischen den beiden Steuerpunkten 5′ und 6 die Zündverzugszeit für die erste Einspritz menge E 1 markiert. Die Zündverzugszeit für die zweite Einspritzmenge E 2 liegt zwischen den Steuerpunkten 5 a′ und 6 a.In Fig. 3, the combustion diagrams VE 1 and VE 2 for the two injection quantities E 1 and E 2 between the control points 6 and 6 a on the one hand and the control points 6 a and 7 on the other hand are entered, the time interval between the two control points 5 ' and 6 marks the ignition delay time for the first injection quantity E 1 . The ignition delay time for the second injection quantity E 2 is between the control points 5 a 'and 6 a .

Das Diagramm nach Fig. 4 zeigt die Gastemperaturen T während des Expansionstaktes (Ende der Expansion im Punkt 8) bzw. bis zum unteren Totpunkt UT.The diagram according to FIG. 4 shows the gas temperatures T during the expansion cycle (end of expansion in point 8 ) or up to bottom dead center UT.

Während des Expansionstaktes erfolgt die abgestufte Kraftstoffeinspritzung in den Motorzylinder, und zwar, wie bereits beschrieben, mittels zweier Einspritzmengen E 1 und E 2. In dem in Fig. 5 dargestellten Kurbeldiagramm bezüglich des Expansionstaktes sind die in den Diagrammen gemäß den Fig. 2 bis 4 vermerkten Steuerpunkte analog ein getragen.During the expansion stroke, the graduated fuel injection into the engine cylinder takes place, as already described, by means of two injection quantities E 1 and E 2 . In the crank diagram shown in FIG. 5 with regard to the expansion cycle, the control points noted in the diagrams according to FIGS. 2 to 4 are entered analogously.

Claims

1. A method for operating a multi-cylinder four-stroke diesel engine charged by an exhaust gas turbocharger for a compound internal combustion engine, consisting of a useful power turbine and the aforementioned diesel engine, which serves as a gas generator for the useful power turbine and the turbine of the exhaust gas turbo charger, at the end of the compression stroke into the Expansion cycle into the compressed air in the cylinders of the diesel engine outside the cylinders in a closed heat exchanger circuit, additional heat from the exhaust gases of the power turbine is supplied, whereupon at the beginning of the expansion cycle, the highly heated charge air flows back into the engine cylinders, in which combustion gases are injected by fuel generated, according to patent. ... ... (patent application P 36 43 830.8-13), characterized in that the entire fuel is introduced into the additionally heated charge air in several injection quantities, in particular two injection quantities ( E 1 and E 2 ), during the expansion stroke.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first injection quantity ( E 1 ) and the second injection quantity ( E 2 ) in terms of quantity and the time interval between the two injections are so matched to one another that the peak pressures and the peak temperatures during the Combustion phases of both injection quantities ( E 1 and E 2 ) are practically the same.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the first injection quantity ( E 1 ) is greater than the second injection quantity ( E 2 ).

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the introduction of the second injection quantity ( E 2 ) takes place only towards the end of the combustion or only after complete combustion of the first injection quantity ( E 1 ).

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the introduction of the second injection quantity ( E 2 ) takes place relatively late during the expansion cycle.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized records that hydrogen is used as fuel.