DE4133138A1

DE4133138A1 - Verfahren zur geregelten beeinflussung der beschaffenheit der zylinderladung von zweitaktdieselmotoren, insbesondere solcher mit partikelfilter oder katalysator

Info

Publication number: DE4133138A1
Application number: DE4133138A
Authority: DE
Inventors: Bernd Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1992-02-27

Description

Zur Senkung der Schadstoffemission von Dieselmotoren haben sich vor allem zwei Verfahren als wirksam erwiesen: die Abgasrückführung zur Senkung der Stickoxidemission und die Nachbehandlung der Abgase in einem Partikelfil ter mit oder ohne katalytisch wirksame Beschichtung zur Senkung der Partikel- und Kohlenwasserstoffemission. Eine geringere Wirksamkeit auf die Senkung der Partikelemission wird erreicht, wenn statt des Partikel filters ein Katalysator ohne Filterwirkung verwendet wird. Die Beseitigung der ausgefilterten Partikel erfolgt durch Verbrennung im Partikelfilter, wobei ein selbsttätiges Freibrennen des Partikelfilters nur bei ausreichend hoher Abgastemperatur gewährleistet ist. Diese ausrei chend hohe Abgastemperatur wird bei Dieselmotoren nur im oberen Lastbe reich nahe der Vollast erreicht. Im mittleren und unteren Lastbereich ist sie so niedrig, daß keine ausreichende selbsttätige Verbrennung der aus gefilterten Partikel erfolgt und das Partikelfilter sich allmählich zu setzt. Um eine Reinigung des Partikelfilters auch unter diesen Bedingungen zu erreichen, sind aufwendige Sondermaßnahmen erforderlich, wie z. B. die periodische Einleitung einer Verbrennung durch Einspritzung eines Zünd mittels oder die lastabhängig dosierte Zumischung eines katalytisch wir kenden Additivs zum Kraftstoff. Auch die Wirksamkeit eines Katalysators hängt entscheidend von einer aus reichend hohen Abgastemperatur ab.

Beim Zweitaktdieselmotor ist infolge des Spülverlusts der Luftüberschuß im Abgas prinzipiell höher und die Abgastemperatur demzufolge prinzipiell niedriger als beim Viertaktdieselmotor, so daß hier noch schlechtere Be dingungen für das Freibrennen eines Partikelfilters bzw. für die Wirksam keit eines Katalysators vorliegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Abgastemperatur bei Zweitaktdieselmoto ren im Teillastbereich wesentlich zu erhöhen, um das selbsttätige Frei brennen eines Partikelfilters bzw. die Wirksamkeit eines Katalysators un ter allen Betriebsbedingungen des Motors zu gewährleisten. Dabei soll zu gleich die Stickoxidemission möglichst niedrig gehalten werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Spülluftmenge bei Zwei taktdieselmotoren lastabhängig so zu regeln, daß nur im vollastnahen Be reich das Verhältnis des Spülluftvolumens je Arbeitsspiel zum Zylinder hubraum größer als 1 ist, im unteren Teillastbereich und im Leerlauf aber wesentlich kleiner als 1 ist.

Durch die Verminderung des zugeführten Spülluftvolumens bei Teillast bleibt eine entsprechend größere Menge heißen Abgases im Zylinder zurück. Dadurch wird der Luftüberschuß geringer und die mittlere Temperatur des Abgases entsprechend höher.

Da mit abnehmendem Spülluftvolumen auch der Spülverlust sehr stark ab nimmt, nimmt der Gesamtluftüberschuß dabei noch stärker ab als der Ver brennungsluftüberschuß. Bei niedriger Teillast mit sehr niedrigem Spül luftaufwand wird der Spülverlust annähernd null und damit der Gesamtluft überschuß gleich dem Verbrennungsluftüberschuß.

Die im Zylinder zurückbleibende Abgasmenge hat prinzipiell dieselbe Wir kung wie die Abgasrückführung bei Viertaktdieselmotoren, indem sie die Stickoxidbildung stark vermindert.

Die mögliche Verminderung der Spülluftmenge hängt außer von verschiedenen Einflußfaktoren auch sehr von der Spül- und Brennraumgeometrie des Motors ab.

Bei der Gleichstromspülung mit Spüldrall um die Zylinderachse ist die Ver mischung von Spülluft und Abgas bzw. Restgas im Zylinder bis zur Verbren nung mehr oder weniger stark behindert, weil infolge der Fliehkraft das heiße, spezifisch leichte Restgas zum Zylinderkern gedrängt wird, während die kühle, spezifisch schwere Frischluft in Zylinderwandnähe rotiert. Es liegt hierbei also eine fliehkraftbedingte Ladungsschichtung vor, die bei einer quetschwirbelarmen Brennraumgestaltung auch während der Verbrennung erhalten bleibt. Dabei erfolgt die Verbrennung auch bei sehr hohem, nach der Spülung im Zylinder verbleibendem Restgasanteil in relativ sauerstoff reicher Luft, und verbranntes Gas aus brennenden Zonen wird wegen seiner geringeren Dichte infolge der Fliehkraft selbsttätig zum Restgaskern hin abgedrängt.

Bei anderen Spülverfahren, wie z. B. bei der Umkehrspülung, tritt während der Spülung und besonders im Kompressionstakt eine weitgehend vollständige Vermischung zwischen Spülluft und Restgas im Zylinder ein. Deshalb kann die Spülluftmenge bei Zweitaktmotoren mit derartigen Spülverfahren prin zipiell nicht so weit vermindert werden wie bei gleichstromgespülten Zweitaktmotoren mit Spüldrall um die Zylinderachse.

Zur konstruktiven Realisierung des vorgeschlagenen Verfahrens wird vorge schlagen, daß die Regelung der Spülluftmenge direkt oder indirekt mit der Regelung der Kraftstoffeinspritzmenge gekoppelt ist.

Eine besonders exakte Regelung wird erreicht, wenn die Regelung der Spül luftmenge über einen Ansaugluftmengenmesser in Abhängigkeit von der An saugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge erfolgt.

Zur Anpassung an unterschiedliche Umweltbedingungen ist es vorteilhaft, wenn die Regelung der Spülluftmenge auch in Abhängigkeit vom atmosphä rischen Luftdruck und/oder von der Ansauglufttemperatur erfolgt.

Die Dosierung der je Arbeitsspiel in den Zylinder eingebrachten Spülluft menge kann in verschiedener Weise realisiert werden.

Eine besonders einfache Art der Regelung besteht darin, daß der Durch strömquerschnitt eines zwischen der Saug- und der Druckseite des Spülge bläses angeordneten Rückstromventils geregelt wird, wie es z. B. zur Rege lung der Ladeluftmenge an Mehrzylinder-Viertaktmotoren mit mechanisch an getriebenem Lader verwendet wird. Der Durchströmquerschnitt des Rückstrom ventils wird lastabhängig so geregelt, daß das Rückstromventil im Leer lauf des Motors voll oder fast voll geöffnet und bei Vollast ganz oder fast ganz geschlossen ist. Die Differenz zwischen der Fördermenge des Spülgebläses und der Rückstrommenge ist die in den Zylinder eingebrachte Spülluftmenge.

Eine weitere Möglichkeit der Spülluftmengenregelung besteht darin, daß an einem volumetrischen Spülgebläse, wie z. B. Kolbengebläse, Flügelzellenge bläse, Rootsgebläse oder ähnlichem, dessen geometrisches Fördervolumen geregelt wird.

Weiterhin kann die Fördermengenregelung des Spülgebläses auch dadurch er folgen, daß das Übersetzungsverhältnis eines zwischen Motor und Spülge bläse angeordneten Getriebes oder daß der Schlupf einer zwischen Motor und Spülgebläse angeordneten Kupplung geregelt wird.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann in Verbindung mit einer hochwerti gen Spülung und Brennraumgestaltung und einer wärmeverlustarmen Abgasfüh rung von den Auslaßschlitzen zum Partikelfilter eine ausreichend hohe Ab gastemperatur und somit ein selbsttätiges Freibrennen eines Partikelfil ters von Vollast bis zu mittlerer Teillast des Motors erreicht werden.

Um auch bei niedriger Teillast und bei Leerlauf eine ausreichend hohe Ab gastemperatur zu erreichen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß bei niedri ger Teillast die Spülluft vor Eintritt in den Zylinder teilweise oder vollständig durch einen im Abgasstrom nach dem Partikelfilter bzw. Kata lysator angeordneten Abgas-Spülluft-Wärmetauscher geleitet und dadurch vorgewärmt wird.

Durch die Vorwärmung der Spülluft verringert sich ihre Dichte mit steigen der Temperatur. Infolgedessen kann bei Beibehaltung des Spülluftvolumens je Arbeitsspiel die Spülluftmasse entsprechend vermindert werden. Die Ab gastemperatur erhöht sich dabei einerseits direkt um die aufgebrachte Tem peraturdifferenz und andererseits zusätzlich indirekt aufgrund der ver ringerten Luftdichte infolge des dadurch verringerten Verbrennungsluft überschusses. Somit steigt also die Abgastemperatur wesentlich stärker an als die Spüllufttemperatur.

Es wird vorgeschlagen, daß die dem Motor zugeführte und die davon durch den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher geleitete Spülluftmenge lastabhängig so geregelt wird, daß die erstere mit abnehmender Last abnimmt und entgegen laufend die letztere mit abnehmender Last zunimmt.

Dies kann zweckmäßigerweise dadurch erfolgen, daß die durch den Abgas- Spülluft-Wärmetauscher geleitete Spülluftmenge durch ein als Dreiwegeven til, vorzugsweise Drehschieberventil, ausgebildetes Spülluftverteilerven til geregelt wird, das einen Eingang vom Spülgebläse, einen Eingang vom Abgas-Spülluft-Wärmetauscher und mindestens einen Ausgang zu den Spülka nälen hin aufweist, wobei die beiden Eingänge durch einen Schieber, vor zugsweise Drehschieber, wechselweise mehr oder weniger geöffnet oder ge schlossen werden können, und zwar in der Weise, daß der eine Eingang zu nehmend geöffnet wird, wenn der andere Eingang zunehmend geschlossen wird.

Die Regelung der Spüllufttemperatur kann auch zweckmäßig dahingehend ver feinert werden, daß die Regelung des durch den Abgas-Spülluft- Wärmetauscher geleiteten Spülluftanteils zusätzlich auch in Abhängigkeit von der Ansauglufttemperatur erfolgt.

Die Vorwärmung der Spülluft hat den unvermeidlichen nachteiligen Effekt, daß dadurch auch die Verbrennungstemperatur ansteigt, was eine größere Stickoxidbildung und größere Verluste durch Wärmeübergang und Dissozia tion und somit einen etwas größeren Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. Diese Nachteile können in ihrer Auswirkung weitestgehend unterdrückt wer den, wenn die Spülluftvorwärmung nur bei beladenem Partikelfilter kurz zeitig erfolgt und nach dem Freibrennen desselben wieder abgeschaltet wird. Das Einschalten der Spülluftvorwärmung ist dann nur selten und kurzzeitig nach lang andauerndem Niedriglastbetrieb erforderlich. Der Beladungsgrad des Partikelfilters kann dabei verhältnismäßig genau aus der Abhängigkeit des Abgasgegendrucks von der durch einen Luftmengenmes ser, eventuell in Verbindung mit einem Drehzahlmesser gemessenen Ansaug luftmenge ermittelt werden.

Der Beladungsgrad des Partikelfilters kann auch in grober Annäherung da durch berücksichtigt werden, daß die Einleitung von Spülluft in den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit oder einer bestimmten Anzahl von Motorumdrehungen erfolgt, während derer kein Betriebszustand mit einer zum Freibrennen des Partikelfilters ausreichend hohen Abgastemperatur über eine dafür genügend lange Zeit gefahren wurde.

Bei der vorgeschlagenen Kombination der Spülluftvorwärmung mit der lastab hängigen Spülluftmengenregelung beträgt die maximale vorzuwärmende Spül luftmenge nur einen Bruchteil der maximalen Spülluftfördermenge. Infolge dessen wird dafür nur ein verhältnismäßig kleiner Abgas-Spülluft- Wärmetauscher benötigt.

Zur Abschätzung der Wirksamkeit der vorgeschlagenen Spülluftvorwärmung soll folgendes stark vereinfachtes Rechenbeispiel dienen. Dabei wird ein vereinfachter Kreisprozeß (Gleichraumprozeß) bei einer niedrigen Teillast zugrundegelegt. Der Abgasgehalt der Verbrennungsluft sowie Wärmeübergangs- und Dissoziationsverluste sind nicht berücksichtigt:

Spüllufttemperatur ohne Vorwärmung
T₀
Spüllufttemperatur vor Verdichtungsbeginn	T₁
Verdichtungstemperatur vor Verbrennungsbeginn	T₂=c·T₁
Verbrennungsendtemperatur (Gleichraumprozeß)	T₃=T₂+Q/d
Abgastemperatur nach Expansionsende	T₄=T₃/c
Relative Verbrennungswärme	Q
Relative Luftdichte	d=T₀/T₁
Effektives Verdichtungsverhältnis	e
Polytropenexponent	k
Temperaturverhältnis	c=T₂/T₁=T₃/T₄=e^(k-1)

Angenommene Werte: T₀=300 K (27°C); Q=600; e=15,6; k=1,4; c=15,6^0,4=3

a) Ohne Ansaugluftvorwärmung: T₁=T₀=300 K (27°C)
d=T₀/T₁=300/300=1
T₂=c·T₁=3·300=900 K
T₃=T₂+Q/d=900+600/1=1500 K
T₄=T₃/c=1500/3=500 K (227°C). Diese Abgastemperatur löst kein selbsttätiges Freibrennen eines Partikelfilters aus und ermöglicht auch nur eine sehr langsame Partikeloxidation.
b) Mit Ansaugluftvorwärmung: T₁=450 K (177°C)
d=T₀/T₁=300/450·1=0,667
T₂=c·T₁=3·450=1350 K
T₃=T₂+Q/d=1350+600/0,667=1350+900=2250 K
T₄=T₃/c=2250/3=750 K (477°C). Diese Abgastemperatur löst bereits eine intensive Partikeloxidation bzw. ein periodisches selbsttätiges Freibrennen eines Partikelfilters aus.

Mit einer Luftvorwärmung um ΔT₁=450-300=150 K ergibt sich eine Erhö hung der Abgastemperatur ΔT₄=750-500=250 K und somit ein Verhältnis ΔT₄/ΔT₁=250/150=1,667.

Der dabei erforderliche Wirkungsgrad des Abgas-Spülluft-Wärmetauschers be trägt (T₁-T₀)/(T₄-T₀)=(450-300)/(750-300)=150/450=0,333.

Die Temperaturabnahme des Abgases im Wärmetauscher ist (annähernd) genauso groß wie die Temperaturerhöhung der Ansaugluft: T₄-T₅=ΔT₁=150 K. Da mit ist die Abgastemperatur nach dem Wärmetauscher T₅=T₄-ΔT₁= 750-150= 600 K (327°C).

Die vom Abgas abgeführte Wärmeenergie beträgt:

a) W=(T₄-T₁)·d=(500-300)·1=200;
b) W=(T₅-T₁)·d=(750-450)·0,667=200.

Die Energiebilanz des Motors wird also, wenn man von den Wärmeübergangs- und Dissoziationsverlusten absieht, durch die Spülluftvorwärmung prinzi piell nicht geändert.

Nachstehend wird die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen anhand von Zeichungen in halbschematischer Darstellung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine einfache Ausführungsform mit rein mechanischer Regelung in der Laststufe Leerlauf,

Fig. 2 dieselbe Ausführungsform in der Laststufe mittlere Teillast,

Fig. 3 dieselbe Ausführungsform in der Laststufe Vollast,

Fig. 4 eine Ausführungsform mit vollelektronischer Regelung.

1 Zylinder
2 Spülgebläse
3 Kraftstoffeinspritzpumpe
4 Partikelfilter
5 Abgas-Spülluft-Wärmetauscher
6 Lastregelglied (Fahrpedal)
7 Spülluftmengenregelglied (Rückstromventil)
8 Spülluftverteilerventil (Dreiwegeventil)
9a Freilaufgestänge
10 Steuergerät
11 Luftmengenmesser
12 Abgasgegendrucksensor
13 Drehzahlsensor
14 Atmosphärendrucksensor
15 Lufttemperatursensor

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Gaswechselsystems eines Zwei taktdieselmotors mit dem vorgeschlagenen Verfahren. Die vom Spülgebläse 2 geförderte Spülluft gelangt durch den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher 5 oder unmittelbar durch das Spülluftverteilerventil 8 über die Spülkanäle in den Zylinder 1. Nach der Verbrennung des durch die Kraftstoffeinspritzpumpe 3 eingespritzten Kraftstoffs wird das Abgas von der einströmenden Spülluft aus dem Zylinder 1 in das Partikelfilter 4 gedrängt, in dem die ausgefil terten Partikel und ein Großteil der unverbrannten Kohlenwasserstoffe in dem heißen, sauerstoffhaltigen Abgasstrom oxidieren bzw. verbrennen. Das gefilterte Abgas strömt anschließend durch den Abgas-Spülluft- Wärmetauscher 5 in die nicht dargestellte Abgasanlage und von dort ins Freie. Zur Lastregelung ist das Lastregelglied (Fahrpedal) 6 über ein Ge stänge mit der Kraftstoffeinspritzpumpe 3, dem hier als Rückstromventil ausgebildeten Spülluftmengenregelglied 7 und dem als Dreiwegeventil aus gebildeten Spülluftverteilerventil 8 verbunden.

In der in Fig. 1 dargestellten Laststufe Leerlauf ist das Rückstromventil 7 voll geöffnet, so daß ein Großteil der vom Spülgebläse 2 geförderten Spülluft zur Saugseite des Spülgebläses zurückfließt und die effektiv ge förderte Spülluftmenge ihr Minimum hat. Da am Spülluftverteilerventil 8 der Eingang vom Spülgebläse 2 her geschlossen und der Eingang vom Abgas- Spülluft-Wärmetauscher 5 her voll geöffnet ist, strömt die gesamte effek tiv geförderte Spülluftmenge durch den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher 5 und wird dort maximal vorgewärmt. Dadurch wird in Verbindung mit der wegen der niedrigen Spülluftmenge relativ großen nach der Spülung im Zylinder 1 zurückbleibenden Abgasmenge trotz der im Leerlauf sehr kleinen Kraft stoffmenge eine so hohe Abgastemperatur erreicht, daß die im Partikelfil ter 4 zurückgehaltenen Partikel so schnell oxidieren können, daß ein Zu setzen des Partikelfilters auch bei ständigem Leerlaufbetrieb vermieden wird.

In der in Fig. 2 dargestellten Laststufe mittlere Teillast ist das Rück stromventil 7 teilweise geschlossen und die effektiv geförderte Spülluft menge dementsprechend größer als im Leerlauf. Das Dreiwegeventil 8 hat den Eingang vom Spülgebläse 2 her geöffnet und dafür den Eingang vom Abgas-Spülluft-Wärmetauscher 5 her geschlossen. Somit strömt die gesamte effektiv geförderte Spülluftmenge ohne Vorwärmung unmittelbar durch das Dreiwegeventil 8 in den Zylinder 1. Wegen der größeren Kraftstoffmenge und der immer noch erheblichen nach jedem Arbeitsspiel im Zylinder 1 zurück bleibenden Abgasmenge wird auch in dieser Laststufe eine zum ständigen Freibrennen des Partikelfilters 4 ausreichend hohe Abgastemperatur er reicht.

In der in Fig. 3 dargestellten Laststufe Vollast ist das Rückstromventil 7 vollständig geschlossen, so daß die gesamte vom Spülgebläse 2 geförderte Spülluftmenge auch effektiv gefördert wird. Das Dreiwegeventil 8 hat sei ne Stellung ab mittlerer Teillast unverändert beibehalten, was durch das Freilaufgestänge 9a in Verbindung mit nicht dargestellten Federn und An schlägen ermöglicht wird. Somit gelangt die relativ sehr große Spülluft menge ohne Vorwärmung in den Zylinder 1, in dem nach der Spülung nur ein geringer Abgasrest verbleibt. Infolge des bei Vollast großen Spülverlusts ist die Vollastabgastemperatur zwar geringer als bei Viertaktdieselmoto ren, aber in Verbindung mit dem gegenüber Viertaktdieselmotoren dabei hö heren Sauerstoffgehalt des Abgases ausreichend groß zum ständigen Frei brennen des Partikelfilters 4.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist das Gaswechselsystem an sich das gleiche wie in Fig. 1. Statt der mechanischen Kopplung der Regelglieder sind diese nur elektrisch über ein elektronisches Steuerge rät 10 miteinander und mit dem Fahrpedal 6 verbunden. Die Verstellung der Kraftstoffeinspritzpumpe 3, des Rückstromventils 7 und des Dreiwegeventils 8 erfolgt dabei mittels elektrischer Stellmotoren. Als zusätzliche Regel organe sind ein Luftmengenmesser 11 und Sensoren für den Abgasgegendruck 12 vor dem Partikelfilter, für die Motordrehzahl 13, den Atmosphärendruck 14 und die Lufttemperatur 15 mit dem Steuergerät 10 verbunden.

Diese Anordnung ermöglicht eine optimale Anpassung der Steuerung des Gas wechselsystems einerseits an wechselnde Umgebungsbedingungen, wie extrem hohe oder niedrige Außentemperatur oder niedrigen Luftdruck bei Gebirgs fahrt eines Kraftfahrzeugs, andererseits an wechselnde Betriebsbedingun gen, insbesondere an den Beladungsgrad des Partikelfilters.

Durch die elektronische Auswertung der vom Luftmengenmesser 11 in Verbin dung mit dem Drehzahlsensor 13 und vom Abgasgegendrucksensor 12 ausgehen den Signale ermittelt das Steuergerät 10 den momentanen Beladungszustand des Partikelfilters 4 und veranlaßt bei hohem Beladungsgrad und niedriger Laststufe das Dreiwegeventil 8 zur Einschaltung der Spülluftvorwärmung und ihre Ausschaltung nach Absinken des Beladungsgrads.

Außer dem Beladungsgrad des Partikelfilters können mit der elektronischen Steuerung auch noch andere Betriebsbedingungen des Motors Berücksichti gung finden, z. B. die Kühlmitteltemperatur.

Die einfache mechanische Regelung nach Fig. 1 und die an wechselnde Umgebungs- und Betriebsbedingungen optimal anpaßbare elektronische Rege lung nach Fig. 2 können auch zweckmäßig in verschiedenster Weise mitein ander kombiniert werden.

Durch das vorgeschlagene Verfahren kann die für das selbsttätige Frei brennen eines Partikelfilters bzw. für die Wirksamkeit eines Katalysators erforderliche Abgastemperatur auf eine verhältnismäßig einfache Weise auch im untersten Lastbereich und im Leerlauf des Motors erreicht werden, so daß auf zusätzliche aufwendige Sondermaßnahmen verzichtet werden kann. Es ergeben sich aber noch einige weitere wesentliche Vorteile aus der Er findung:

- Die Stickoxidemission bei Teillast wird stark verringert, weil die große im Zylinder verbleibende Restgasmenge ähnlich wie eine Abgasrückführung wirkt.
- Die Antriebsleistung des Spülgebläses bei Teillast wird geringer, insbe sondere im oberen Drehzahlbereich, und somit verringert sich auch der Kraftstoffverbrauch bei Teillast.
- Die Erwärmung des Motors bei Teillast nach dem Kaltstart erfolgt schnel ler, wodurch sich der Kraftstoffverbrauch und der Verschleiß des Motors verringert, insbesondere im Kurzstreckenfahrbetrieb.
- Die Kühlwärme fällt mit sinkender Last weniger stark ab, so daß sich bei Fahrzeugmotoren eine bessere und schneller wirksame Heizleistung im langsamen Winterfahrbetrieb ergibt.
- Die Standzeit des Luftfilters verlängert sich infolge des insgesamt we sentlich verringerten Luftdurchsatzes, oder es kann bei gleicher Stand zeit ein kleineres Luftfilter verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur geregelten Beeinflussung der Beschaffenheit der Zylinder ladung von Zweitaktdieselmotoren, insbesondere solcher mit Partikelfilter oder Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß die je Arbeitsspiel in den Zylinder (1) eingebrachte Spülluftmenge mittels einer Regeleinrichtung (7) lastabhängig so geregelt wird, daß bei Vollast und im vollastnahen Bereich das Verhältnis des Spülluftvolumens je Arbeitsspiel zum Zylinderhubraum größer als 1 ist, im unteren Teil lastbereich und im Leerlauf aber wesentlich kleiner als 1 ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Spülluftmenge direkt oder indirekt mit der Regelung der Kraftstoffein spritzmenge gekoppelt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rege lung der Spülluftmenge in Abhängigkeit von der durch einen Lufmengenmes ser (11) gemessenen Ansaugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge er folgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Spülluftmenge auch in Abhängigkeit vom atmosphärischen Luftdruck und/oder von der Ansauglufttemperatur erfolgt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Durchströmquerschnitt eines zwischen der Saug- und der Druckseite des Spülgebläses (2) angeordneten Rückstromven tils (7) geregelt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Teillast, insbesondere bei niedriger Teillast bis zum Leerlauf, die Spülluft vor Eintritt in den Zylinder (1) teilweise oder vollständig durch einen im Abgasstrom nach dem Partikelfilter (4) bzw. Katalysator angeordneten Abgas-Spülluft-Wärmetauscher (5) geleitet und dadurch vorge wärmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Motor zugeführte und die davon durch den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher (5) ge leitete Spülluftmenge lastabhängig so geregelt wird, daß die erstere mit abnehmender Last abnimmt und entgegenlaufend die letztere mit abnehmender Last zunimmt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher (5) geleitete Spülluftmenge durch ein als Dreiwegeventil (8), vorzugsweise Drehschieberventil, ausgebildetes Spülluftverteilerventil (8) geregelt wird, das einen Eingang vom Spülge bläse (2), einen Eingang vom Abgas-Spülluft-Wärmetauscher (5) und minde stens einen Ausgang zu den Spülkanälen hin aufweist, wobei die beiden Eingänge durch einen Schieber, vorzugsweise Drehschieber, wechselweise mehr oder weniger geöffnet oder geschlossen werden können, und zwar in der Weise, daß der eine Eingang zunehmend geöffnet wird, wenn der andere Eingang zunehmend geschlossen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des durch den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher (5) geleiteten Spülluftanteils auch in Abhängigkeit von der Ansauglufttemperatur erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 6 mit Partikelfilter (4), dadurch gekennzeich net, daß die Durchleitung von Spülluft bei Teillast durch den Abgas- Spülluft-Wärmetauscher (5) nur bei beladenem Partikelfilter (4) erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlei tung von Spülluft durch den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher (5) in Abhängig keit von den Parametern Abgasgegendruck und der durch einen Lufmengenmes ser (11), eventuell in Verbindung mit einem Drehzahlmesser, gemessenen Ansaugluftmenge ausgelöst wird.

12. Verfahren nach Anspruch 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung von Spülluft in den Abgas-Spülluft-Wärmetauscher (5) erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit oder einer bestimmten Anzahl von Motorumdre hungen erfolgt, während derer kein Betriebszustand mit einer zum Frei brennen des Partikelfilters (4) ausreichend hohen Abgastemperatur über eine dafür genügend lange Zeit gefahren wurde.