DE3736630A1 - Brennverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennverfahren für Brennkraft­ maschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dieselmotoren haben den grundsätzlichen Nachteil relativ hoher Zylinderspitzendrücke. Um diese zu vermeiden, wird das Verdichtungsverhältnis u. U. relativ niedrig gewählt. Ein niedriges Verdichtungsverhältnis hat jedoch den Nachteil, daß beim Kaltstart, Kaltmotorbetrieb und bei Teillast aufgrund des dann besonders hohen Zündverzuges Schwierigkeiten auftreten, die zu hohem Verbrennungsge­ räusch, zur Emission von unverbrannten Kohlenwasserstof­ fen, zu unregelmäßigem Lauf und sogar zu Zündaussetzern führen können. Ähnliche Probleme können aber auch im Nor­ malbetrieb bei Verwendung von Kraftstoffen mit ungünstigen Zündeigenschaften auftreten. Aber auch bei normalem und sogar bei relativ hohem Verdichtungsverhältnis sind diese prinzipiellen Nachteile des Dieselverfahrens nie ganz auszuschließen.

Ein probates Mittel, den Zündverzug zu verkürzen, ist die Voreinspritzung einer gewissen Kraftstoffmenge vor der Hauptkraftstoffmenge. Die Vorverbrennung der Voreinspritz­ menge steigert das Druck- und Temperaturniveau im Zylinder und schafft so bessere Zündbedingungen und damit einen geringeren Druckanstieg. Voraussetzung ist allerdings, daß die Voreinspritzmenge zur rechtzeitigen Zündung gelangt. Das ist unter den beschriebenen Randbedingungen (Kaltstart, Kaltmotor und Teillastbetrieb, vor allem bei zunehmendem Motorverschleiß und Kraftstoffen minderer Zündqualität) nicht immer gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entzündung der Voreinspritzmenge zuverlässig und im optimalen Zeit­ punkt sicherzustellen und dadurch bei allen Betriebsbe­ dingungen einen leisen, gleichmäßigen und schadstoffarmen Betrieb zu gewährleisten ohne Kraftstoffverbrauchseinbußen in Kauf nehmen zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Die elektrisch betätigte Zündquelle stellt so viel Zündenergie zur Verfügung, daß die Vorein­ spritzmenge unter allen Betriebsbedingungen sicher entzün­ det wird und dadurch zu einer leisen, gleichmäßigen und schadstoffarmen Verbrennung führt.

Durch die Anordnung nach Anspruch 2 wird ein besonders hohes Maß an Zündenergie bereitgestellt, das auch schon vor Inbetriebnahme des Motors verfügbar ist und damit zu ausgezeichnetem Kaltstartverhalten führt.

Die Ausbildung der Erfindung nach Anspruch 3 bietet den Vorteil einer exakten Fixierung des Zündzeitpunktes, in Grenzen sogar unabhängig vom Einspritzzeitpunkt. Damit werden einerseits Feinheiten der Prozeßoptimierung mög­ lich, andererseits können - in gewissen Grenzen - im Laufe des Betriebes auftretende nachteilige Veränderungen (Ab­ lagerungen, Verschleiß) im Einspritz- und Brennraumbereich mindestens teilweise ausgeglichen und damit ein hohe Kon­ stanz der Qualität des Motorbetriebes erreicht werden.

Tendenziell läßt sich damit auch noch eine Verfeinerung der Laufkultur durch Verkürzung des Zündverzuges der Vor­ einspritzmenge erreichen, was in bestimmten Betriebsbe­ reichen mit relativ großer Voreinspritzmenge von Bedeutung sein kann.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ermöglicht eine fortlaufende Optimierung der Verbrennungsprozeß­ führung. Sie bietet zudem die Möglichkeit, die Zündquelle oberhalb einer gewissen Motorlast, die von Motor- und Umgebungslufttemperatur abhängt, abzuschalten, da die Zündverhältnisse dann ohnedies von der hohen Verdichtungs­ endtemperatur bestimmt werden. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise die Lebensdauer der Zündquelle, die besonders bei hoher Motorlast starken Temperaturbean­ spruchungen ausgesetzt ist, entscheidend verlängert werden.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von Voreinspritzung und elektrischer Fremdzündung ist eine exakte und optimale Steuerung der Verbrennung im Dieselmotor unabhängig von der verfügbaren Kraftstoffqualität und dem Verschleißzu­ stand des Motors möglich. Dadurch lassen sich bei unverän­ dert günstigem Kraftstoffverbrauch sehr niedrige Geräusch- und Schadstoffemissionen erzielen.

Claims (4)

1. Brennverfahren für Kolbenbrennkraftmaschinen insbe­ sondere Dieselbrennkraftmaschinen, dessen Kraftstoffein­ spritzsystem mit Voreinspritzung arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung der Voreinspritz­ menge von einer elektrisch betätigten Zündquelle ausgelöst oder unterstützt wird.

2. Brennverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zündquelle eine Glühkerze ist.

3. Brennverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zündquelle eine Hochspannungszündkerze ist.

4. Brennverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündquelle zumindest bei Start, Warmlauf und Teillast des Motors eingeschaltet und in Abhängigkeit von Motor- und Umgebungsluftparametern steuerbar ist.