WO2011110208A1 - Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2011110208A1
WO2011110208A1 PCT/EP2010/007432 EP2010007432W WO2011110208A1 WO 2011110208 A1 WO2011110208 A1 WO 2011110208A1 EP 2010007432 W EP2010007432 W EP 2010007432W WO 2011110208 A1 WO2011110208 A1 WO 2011110208A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injection
fuel
internal combustion
combustion engine
combustion chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/007432
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Fischer
Thomas Reck
Original Assignee
Daimler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Publication of WO2011110208A1 publication Critical patent/WO2011110208A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/047—Taking into account fuel evaporation or wall wetting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an operating method for a spark-ignited, direct injection internal combustion engine, having the features of the preamble of claim 1.
  • a method for operating a spark-ignited four-stroke internal combustion engine is known.
  • the injected amount of fuel is distributed to at least two injections.
  • Combustion chamber of the internal combustion engine generates, while by a subsequent second injection of fuel in the homogeneous lean mixture embedded greasy mixed cloud with high fuel content is generated. Furthermore, a third injection of fuel, which generates a locally enriched in the region of the spark plug and ignitable air / fuel mixture in the form of a stratified injection at least in time to an ignition timing.
  • a third injection of fuel which generates a locally enriched in the region of the spark plug and ignitable air / fuel mixture in the form of a stratified injection at least in time to an ignition timing.
  • Such a method can also be used to reduce heavy wetting of the cold combustion chamber walls and the cold piston bottom after the cold start and during an engine warm-up phase, at low temperatures, in particular the combustion chamber walls, since in the first
  • a disadvantage, however, can be due to the injection jet at the respective injection wetting of the cold combustion chamber walls set by the injection jet itself. This wetting by the injection jet of the combustion chamber walls is not prevented or reduced by the method described above.
  • the present invention now deals with the problem of such
  • Combustor walls preferably in the engine warm-up phase and optionally by the injection jet, distinguished.
  • the invention is based on the general idea in an operation method for a spark-ignition direct-injection internal combustion engine in which fuel is injected by means of an injector into a combustion chamber of the internal combustion engine and externally ignited by means of a spark plug, wherein an injected amount of fuel to at least one main injection and at least one secondary injection is divided, wherein such a main injection compared to such a sub-injection has a larger amount of fuel, depending on an operating condition of the internal combustion engine and / or depending on the injected by the main injection amount of fuel to divide the main injection into a multiple injection.
  • this operating method is preferably applicable to a spark-ignited, directly injecting internal combustion engine in which a homogeneous lean mixture arranged in the combustion chamber is generated by means of a main injection, in which at least one rich mixture cloud is embedded by at least one secondary injection. Furthermore, by further injections, in particular close to the ignition time, further mixture clouds can be generated in the region of the ignition point, whereby the ignition of such a layered combustion chamber mixture can be facilitated.
  • Lean mixture in any case, has a lean of stoichiometric air / fuel ratio ( ⁇ > 1), while those embedded in the homogeneous lean mixture have a fatter
  • Mixture cloud a stoichiometric air / fuel ratio or a
  • ⁇ may have substoichiometric air / fuel ratio ( ⁇ ⁇ 1).
  • main injections each of which has a larger quantity of fuel than the so-called secondary injections, are especially exposed to the danger that the combustion chamber walls can be wetted by their injection jet. Therefore, it is expedient in these main injections, in particular in the first injection, which generates the homogeneous lean mixture in the combustion chamber, a division of the main injection into a multiple injection, in particular a double, triple, quadruple or five-fold injection to make.
  • a main injection is interrupted by several pauses, while the injection pressure in the injection is increased, or such a main injection is lengthened with respect to the injection duration and pauses are set between the individual partial injections of the main injection.
  • At least two partial injections are to be provided in the division of a main injection into a multiple injection, with more than two
  • Partial injections the pause durations in a first variant can be selected consistently large, or be varied in a second variant. Furthermore, it is also possible to make the amount of fuel of the respective partial injection of the same size, so that the total amount of fuel of the main injection is divided into equal amounts of fuel of the respective partial injection. Alternatively, it may be advantageous to also vary the injected fuel quantity of the respective partial injection. Such a variation of a number of partial injections and / or an amount of fuel of the respective partial injection and / or the pause period between the individual partial injections can be stored in maps, so that in
  • Embodiment of the multiple injection is selected.
  • the pause duration is to be selected such that the desired injection quantity can be introduced into the combustion chamber in a specific time window, the pause duration in each case not being so small that a so-called slipstream effect emanating from a preceding injection increases the injection depth of the subsequent injection jet. If such a slipstream effect can be reduced or prevented by a skillful selection of the injected fuel quantity as well as the pause duration arranged between the partial injections, the wetting of the in particular cold combustion chamber walls by the latter is also possible at the same time
  • Partial injections of a multiple injection in the homogeneous lean mixture generating the first injection performed can also be in the generation of the mixture cloud by a secondary injection a correspondingly large
  • Particulate emissions such as Soot
  • Soot Particulate emissions
  • such a method is used in operating conditions in which an increased risk of wetting of the particular cold combustion chamber walls may occur. This is the case in particular in the case of the engine warm-up phase, since in the early phase of the internal combustion engine use the combustion chamber walls are not heated by previous burns in the combustion chamber. Thus, it is recommended, particularly in these early operating phases of the internal combustion engine, to carry out such an operating method with the division of at least one main injection into a multiple injection. This is especially advantageous
  • Fig. 1 shows an operating method with a division of a main injection into one
  • an operation method 1 for an externally ignited, direct-injection internal combustion engine includes at least one main injection 2 and a plurality of sub-injections 3, 4, 5. If the internal combustion engine is operated in a stratified method, a homogeneous lean mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine can be generated by the main injection 2, while the secondary injection 3,4,5 at least one fat arranged in the homogeneous lean mixture zone
  • the secondary injection 5 which takes place close to the ignition point (ZZP), generates an ignitable air / fuel mixture directly in the ignition region or in the region of the spark of the spark plug.
  • the ignition timing (ZZP) is arranged before the upper ignition dead center (ZOT). It is also conceivable to provide the ignition timing (ZZP) after the upper Zündtotrete (ZOT).
  • ZOT upper ignition dead center
  • FIGS. 1 and 2 the crankshaft angle is plotted on the X-axis 6 in each case.
  • a division 7 of the quantity of fuel 8 into a plurality of partial injections 9,9 ', 9 ", 9” ⁇ 9 " be made of the multiple injection 10.
  • a pause duration 11, 11 ', 11 ", 11"' between the part injections 9,9 ', 9 ", 9"', 9 "” are chosen to be equal. Consequently, as can be seen from FIG. 1, an amount of fuel 12, 12 ', 12 “, 12"', 12 “” of the respective partial injections 9, 9 ', 9 ", 9”', 9 “” can likewise be selected to be equal ,
  • both the variation or the non-variation of the pause duration and / or fuel quantity of the partial injection can be combined in any desired manner with one another.
  • This method of splitting main injections of a multiple injection can also be applied to sub-injections when the amount of fuel of the sub-injection reaches such a size that by a simple
  • Injection in the form of a secondary injection wetting of the combustion chamber walls can occur through the injection jet.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren (1) für eine fremdgezündete, direkteinspritzende Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff mittels eines Injektors in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt und mittels einer Zündkerze fremdgezündet wird, bei dem eine eingespritzte Kraftstoffmenge auf zumindest eine Haupteinspritzung (2) und zumindest eine Nebeneinspritzung (3, 4, 5) aufteilt wird, wobei durch eine solche Haupteinspritzung (2) im Vergleich zu einer solchen Nebeneinspritzung (3, 4, 5) eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Durch Aufteilung der Haupteinspritzung (2) in eine Mehrfacheinspritzung (10), insbesondere in eine Zweifach-, Dreifach- oder Vierfach- oder Fünffacheinspritzung, in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit der durch die Haupteinspritzung (2) eingespritzte Kraftstoffmenge und/oder in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkammer bzw. der Brennkammerwände, kann eine Benetzung der Brennkammerwände durch den Einspritzstrahl selbst verringert bzw. verhindert werden.

Description

Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine fremdgezündete, direkt einspritzende Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2005 044 544 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Viertakt-Brennkraftmaschine bekannt. Bei diesem Verfahren wird die eingespritzte Kraftstoffmenge auf zumindest zwei Einspritzungen verteilt. Dabei wird durch eine erste Einspritzung ein homogenes Magergemisch mit einem hohen Luftanteil in der
Brennkammer der Brennkraftmaschine erzeugt, während durch eine nachfolgende zweite Einspritzung von Kraftstoff eine in das homogene Magergemisch eingebettete fettige Mischwolke mit hohem Kraftstoffanteil erzeugt wird. Des Weiteren erfolgt zumindest zeitnah zu einem Zündzeitpunkt eine dritte Einspritzung von Kraftstoff, die in Form einer Schichteinspritzung ein lokal im Bereich der Zündkerze angefettetes und zündfähiges Luft-/Kraftstoffgemisch erzeugt. Ein solches Verfahren kann auch dazu genutzt werden, nach dem Kaltstart und während einer Brennkraftmaschinenwarmlaufphase, bei niedrigen Temperaturen, insbesondere der Brennkammerwände, eine starke Benetzung der kalten Brennraumwände und des kalten Kolbenbodens zu verringern, da bei der ersten
Einspritzung durch das Magergemisch nur eine geringe Kraftstoffmenge in Kontakt mit den kalten Wänden der Brennkammer kommt. Eine in das homogene Magergemisch eingebettete Gemischwolke kommt dabei aufgrund der Einbettung in das homogene Magergemisch zumindest nur geringfügig in Kontakt mit den kalten Brennraumwänden, so dass eine Benetzung der Brennkammerwände durch das homogene Magergemisch bzw. durch die Gemischwolke nur geringfügig auftritt.
Nachteilig kann sich jedoch aufgrund des Einspritzstrahles bei der jeweiligen Einspritzung ein Benetzen der kalten Brennkammerwände durch den Einspritzstrahl selbst einstellen. Diese Benetzung durch den Einspritzstrahl der Brennkammerwände wird auch durch oben beschriebenes Verfahren nicht unterbunden bzw. verringert. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit dem Problem, für ein solches
Betriebsverfahren eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine Verringerung der Benetzung der
Brennkammerwände, vorzugsweise bei der Brennkraftmaschinenwarmlaufphase und gegebenenfalls durch den Einspritzstrahl, auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Betriebsverfahren für eine fremdgezündete, direkteinspritzende Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff mittels eines Injektors in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt und mittels einer Zündkerze fremdgezündet wird, bei dem eine eingespritzte Kraftstoffmenge auf zumindest eine Haupteinspritzung und zumindest eine Nebeneinspritzung aufgeteilt wird, wobei eine solche Haupteinspritzung im Vergleich zu einer solchen Nebeneinspritzung eine größere Kraftstoffmenge aufweist, in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit der durch die Haupteinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge die Haupteinspritzung in eine Mehrfacheinspritzung aufzuteilen. Durch die Aufteilung einer Haupteinspritzung in eine Mehrfacheinspritzung gelingt es, die Benetzung der kalten Brennkammerwände durch den Einspritzstrahl selbst aufgrund der Unterbrechung des Einspritzstrahls zu verringern. Dadurch lassen sich die Emissionswerte der Brennkraftmaschine, insbesondere die Partikelemission, merklich reduzieren. Somit können auch zukünftige Abgasgrenzwerte besser eingehalten werden und die Kosten von zusätzlichen Abgasnachbehandlungsmaßnahmen vermieden bzw. verringert werden.
Grundlegend kann die Aufteilung einer Haupteinspritzung in eine Mehrfacheinspritzung bei jedem Betriebsverfahren für eine fremdgezündete, direkt einspritzende
Brennkraftmaschine, angewendet werden. Bevorzugt ist dieses Betriebsverfahren jedoch bei einer fremdgezündeten, direkt einspritzenden Brennkraftmaschine anwendbar, bei der mittels einer Haupteinspritzung ein in der Brennkammer angeordnetes, homogenes Magergemisch erzeugt wird, in welches durch zumindest eine Nebeneinspritzung zumindest eine fette Gemischwolke eingebettet wird. Des Weiteren können durch weitere Einspritzungen, insbesondere nahe zum Zündzeitpunkt weitere Gemischwolken im Bereich des Zündpunktes erzeugt werden, wodurch sich die Zündung eines solchen geschichteten Brennkammergemisches erleichtern lässt. Ein solches Betriebsverfahren mit geschichtetem Brennkammergemisch durch Mehrfacheinspritzungen ermöglicht durch geschickte Wahl der Einspritzzeitpunkte den Betrieb der Brennkraftmaschine mit Luft- /Kraftstoffverhältnissen im Bereich zwischen einem unterstöchiometrischen bzw. fetten Luft-/Kraftstoffverhältnis (λ<1 ) und einem überstöchiometrischen bzw. mageren Luft- /Kraftstoffverhältnis (z.B. λ>1 ,5), da im Zündbereich jeweils ein zündfähiges Luft- /Kraftstoffverhältnis vorliegt. Das homogene, in der Brennkammer angeordnete
Magergemisch, weist in jedem Fall ein überstöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis (λ>1 ) auf, während die in das homogene Magergemisch eingebettete, fettere
Gemischwolke ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder ein
unterstöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis (λ<1 ) aufweisen kann.
Eine Benetzung der Brennkammerwände kann insbesondere durch eine Einspritzung einer großen Kraftstoffmenge bei dementsprechender Einspritzdauer auftreten. Diese sog. Haupteinspritzungen, die jeweils eine größere Kraftstoffmenge aufweisen, als die sog. Nebeneinspritzungen, sind ganz besonders der Gefahr ausgesetzt, dass durch deren Einspritzstrahl die Brennkammerwände benetzt werden können. Deshalb ist es zweckmäßig, bei diesen Haupteinspritzungen, insbesondere bei der ersten Einspritzung, die das homogene Magergemisch in der Brennkammer erzeugt, eine Aufteilung der Haupteinspritzung in eine Mehrfacheinspritzung, insbesondere eine Zweifach-, Dreifach-, Vierfach- oder Fünffacheinspritzung, vorzunehmen. Dabei wird entweder bei gleicher Einspritzdauer eine solche Haupteinspritzung durch mehrere Pausen unterbrochen, während der Einspritzdruck bei der Einspritzung erhöht ist, oder es wird eine solche Haupteinspritzung bzgl. der Einspritzdauer verlängert und es werden zwischen den einzelnen Teileinspritzungen der Haupteinspritzung Pausen angeordnet.
Dabei sind bei der Aufteilung einer Haupteinspritzung in eine Mehrfacheinspritzung zumindest zwei Teileinspritzungen vorzusehen, wobei bei mehr als zwei
Teileinspritzungen die Pausendauern in einer ersten Variante gleichbleibend groß ausgewählt werden können, oder in einer zweiten Variante variiert werden. Des Weiteren ist es ebenfalls möglich, die Kraftstoffmenge der jeweiligen Teileinspritzung gleich groß zu gestalten, sodass die gesamte Kraftstoffmenge der Haupteinspritzung in gleich große Kraftstoffmengen der jeweiligen Teileinspritzung aufgeteilt wird. Alternativ dazu ist es ggf. vorteilhaft, ebenfalls die eingespritzte Kraftstoffmenge der jeweiligen Teileinspritzung zu variieren. Eine solche Variation einer Anzahl von Teileinspritzungen und/oder einer Kraftstoffmenge der jeweiligen Teileinspritzung und/oder der Pausendauer zwischen den einzelnen Teileinspritzungen kann in Kennfeldern hinterlegt werden, so dass in
Abhängigkeit des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine und/oder der Temperatur der Brennkammer bzw. der Brennkammerwände und/oder in Abhängigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge der Haupteinspritzung die jeweilig vorteilhafteste
Ausgestaltung der Mehrfacheinspritzung ausgewählt wird.
Dabei ist die Pausendauer ggf. so zu wählen, dass in einem bestimmten Zeitfenster die gewünschte Einspritzmenge in die Brennkammer eingebracht werden kann, wobei die Pausendauer jeweils nicht so klein ist, dass ein von einer vorangehenden Einspritzung ausgehender sogenannter Windschatteneffekt die Einspritztiefe des darauffolgenden Einspritzstrahls vergrößert. Kann ein solcher Windschatteneffekt durch eine geschickte Auswahl der eingespritzten Kraftstoffmenge sowie der zwischen den Teileinspritzungen angeordneten Pausendauer verringert bzw. verhindert werden, so ist damit gleichzeitig auch die Benetzung der insbesondere kalten Brennkammerwände durch den
Einspritzstrahl verringert und damit die Abgasemissionsqualität verbessert.
Bevorzugt wird eine solche Aufteilung der Haupteinspritzung in mehrere
Teileinspritzungen einer Mehrfacheinspritzung bei der das homogene Magergemisch erzeugenden ersten Einspritzung durchgeführt. Es kann aber auch bei der Erzeugung der Gemischwolke durch eine Nebeneinspritzung eine dementsprechend große
Kraftstoffmenge eingespritzt werden, sodass auch in diesem Fall ggf. bei einer
Nebeneinspritzung eine solche Aufteilung der Nebeneinspritzung in eine
Mehrfacheinspritzung zu einer Verringerung der Emissionen, insbesondere der
Partikelemissionen, wie z.B. Ruß, führen kann.
Bevorzugt wird ein solches Verfahren in Betriebszuständen angewendet, in denen eine erhöhte Gefahr der Benetzung der insbesondere kalten Brennkammerwände auftreten kann. Dies ist insbesondere im Falle der Brennkraftmaschinenwarmlaufphase der Fall, da in der frühen Phase der Brennkraftmaschinenbenutzung die Brennkammerwände nicht durch vorhergehende Verbrennungen in der Brennkammer aufgeheizt sind. Somit empfiehlt es sich, besonders bei diesen frühen Betriebsphasen der Brennkraftmaschine, ein solches Betriebsverfahren mit der Aufteilung zumindest einer Haupteinspritzung in eine Mehrfacheinspritzung durchzuführen. Ganz besonders vorteilhaft ist dieses
Verfahren bei Brennkraftmaschinen mit kleinem Hubraum, da insbesondere bei einem kleinen Hubraum eine geringere Einspritztiefe des Einspritzstrahles notwendig ist, weil aufgrund des kleinen Hubraumes insgesamt eine geringere Einspritztiefe zur Verfügung steht. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch:
Fig. 1 ein Betriebsverfahren mit einer Aufteilung einer Haupteinspritzung in eine
Mehrfacheinspritzung mit einer gleichen Kraftstoffmenge je Teileinspritzung und einer gleichen Pausendauer zwischen den einzelnen Teileinspritzungen,
Fig. 2 ein Betriebsverfahren mit einer Aufteilung einer Haupteinspritzung in eine
Mehrfacheinspritzung mit unterschiedlichen Kraftstoffmengen je
Teileinspritzung und einer unterschiedlichen Pausendauer zwischen den jeweiligen Teileinspritzungen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist ein Betriebsverfahren 1 für eine fremd gezündete, direkt einspritzende Brennkraftmaschine zumindest eine Haupteinspritzung 2 und mehrere Nebeneinspritzungen 3,4,5 auf. Wird die Brennkraftmaschine in einem Schichtverfahren betrieben, so kann durch die Haupteinspritzung 2 ein homogenes Magergemisch in der Brennkammer der Brennkraftmaschine erzeugt werden, während die Nebeneinspritzung 3,4,5 zumindest eine in der homogenen Magergemischzone angeordnete, fette
Gemischwolke erzeugen. Die Nebeneinspritzung 5, die dicht am Zündzeitpunkt (ZZP) stattfindet, erzeugt unmittelbar im Zündbereich bzw. im Bereich des Zündfunkens der Zündkerze ein zündfähiges Luft-/Kraftstoffgemisch. Dabei ist der Zündzeitpunkt (ZZP) vor dem oberen Zündtotpunkt (ZOT) angeordnet. Es ist auch denkbar, den Zündzeitpunkt (ZZP) nach dem oberen Zündtotpunkt (ZOT) vorzusehen. In den Diagrammen der Figuren 1 und 2 ist jeweils auf der X-Achse 6 der Kurbelwellenwinkel abgetragen. Vorteilhaft kann nun in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit der durch die Haupteinspritzung 2 eingespritzten Kraftstoffmenge 8 und/oder in Abhängigkeit von der Brennkammertemperatur und/oder in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkammerwände, eine Aufteilung 7 der Kraftstoffmenge 8 in mehrere Teileinspritzungen 9,9',9",9"\9"" der Mehrfacheinspritzung 10 vorgenommen werden. Dabei kann, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Pausendauer 11 , 11 ',11 ",11 "' zwischen den Teileinspritzungen 9,9',9",9"',9"" gleich groß gewählt werden. Demzufolge, wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann ebenfalls eine Kraftstoffmenge 12,12', 12", 12"', 12"" der jeweiligen Teileinspritzungen 9,9',9",9"',9"" gleich groß gewählt werden.
Es ist aber auch denkbar, die Kraftstoffmenge der Teileinspritzungen 9,9', 9", 9"', wie aus Fig. 2 ersichtlich, zu variieren und ebenfalls die Pausendauer 11 ,11 ',11 " zwischen den Teileinspritzungen 9,9',9",9"'.
Dabei kann sowohl die Variation bzw. die NichtVariation der Pausendauer und/oder Kraftstoffmenge der Teileinspritzung in beliebiger Art und Weise zueinander kombiniert werden.
Ebenso ist es möglich, wie in den Figuren 1 und 2 ersichtlich, die Gesamtdauer 13 der Haupteinspritzung 2 zu vergrößern oder, wie in den Figuren nicht dargestellt, gleich groß zu belassen.
Dieses Verfahren der Aufteilung von Haupteinspritzungen eine Mehrfacheinspritzung kann ebenfalls bei Nebeneinspritzungen angewendet werden, wenn die Kraftstoffmenge der Nebeneinspritzung eine derartige Größe erreicht, dass durch eine einfache
Einspritzung in Form einer Nebeneinspritzung eine Benetzung der Brennkammerwände durch den Einspritzstrahl auftreten kann.

Claims

Patentansprüche
1. Betriebsverfahren (1 ) für eine fremdgezündete, direkteinspritzende
Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff mittels eines Injektors in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt und mittels einer Zündkerze fremdgezündet wird, bei dem eine eingespritzte Kraftstoffmenge auf zumindest eine
Haupteinspritzung (2) und zumindest eine Nebeneinspritzung (3,4,5) aufgeteilt wird, wobei durch eine solche Haupteinspritzung (2) im Vergleich zu einer solchen Nebeneinspritzung (3,4,5) eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit der durch die Haupteinspritzung (2) eingespritzten Kraftstoffmenge die Haupteinspritzung (2) in eine Mehrfacheinspritzung (10) aufgeteilt wird.
2. Betriebsverfahren (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haupteinspritzung (2) in zumindest eine Zweifach-, Dreifach- oder Vierfach- oder Fünffacheinspritzung aufgeteilt wird.
3. Betriebsverfahren (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Kraftstoffmenge einer jeweiligen Teileinspritzung (9, 9", 9", 9"', 9"") der als Mehrfacheinspritzung (10) ausgebildeten Haupteinspritzung (2) und/oder eine zwischen den Teileinspritzungen (9,9', 9", 9"', 9"") eingelegte Pausendauer
(11 , 11 ', 11", 11 "') so gewählt werden/wird, dass eine Einspritztiefe einer
Teileinspritzung (9,9',9",9"',9"") durch eine vorangegangene Teileinspritzung (9f9,,9",9,",9"") nicht vergrößert wird.
4. Betriebsverfahren (1 ) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraftstoffmengen der einzelnen Teileinspritzungen (9, 9', 9", 9'", 9"") der als Mehrfacheinspritzung (10) ausgebildeten Haupteinspritzung (2) und/oder die zwischen den Teileinspritzungen (9, 9', 9", 9"', "") eingelegten Pausendauern (1 1 ,1 1 \11 ",1 1 "') gleich groß gewählt werden.
5. Betriebsverfahren (1 ) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraftstoffmenge der einzelnen Teileinspritzungen (θ,θ',ί ,ί ',θ"") der als Mehrfacheinspritzung (10) ausgebildeten Haupteinspritzung (2) und/oder die zwischen den Teileinspritzungen (9,9\9",9"',9"") eingelegten Pausendauern (1 1 ,1 1 '.U M 1 "') und/oder die Anzahl der Teileinspritzungen (9,9',9",9"',9"") über ein vordefiniertes Kennfeld variierbar eingestellt werden.
PCT/EP2010/007432 2010-03-11 2010-12-07 Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine WO2011110208A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010011105A DE102010011105A1 (de) 2010-03-11 2010-03-11 Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
DE102010011105.8 2010-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011110208A1 true WO2011110208A1 (de) 2011-09-15

Family

ID=43426117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/007432 WO2011110208A1 (de) 2010-03-11 2010-12-07 Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010011105A1 (de)
WO (1) WO2011110208A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9909488B2 (en) 2014-05-09 2018-03-06 MAGNETI MARELLI S.p.A. Method to determine the injection pattern in the intake stroke of the combustion cycle of the cylinders of a direct-injection internal combustion engine
US20180347501A1 (en) * 2015-11-28 2018-12-06 Daimler Ag Method for Operating an Internal Combustion Engine, in Particular of a Motor Vehicle

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086948A1 (de) * 2011-11-23 2013-05-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
FR2984779B1 (fr) 2011-12-23 2015-06-19 Michelin Soc Tech Procede et appareil pour realiser des objets tridimensionnels
DE102012010566A1 (de) * 2012-05-26 2013-11-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor
JP6044603B2 (ja) * 2014-07-23 2016-12-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815266A1 (de) * 1997-04-16 1998-10-22 Volkswagen Ag Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine
DE19929944A1 (de) * 1999-06-29 2001-01-11 Daimler Chrysler Ag Getaktete Kraftstoff/Luft-Einspritzung
DE19953932A1 (de) * 1999-11-10 2001-05-23 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
WO2002063155A1 (de) * 2001-02-08 2002-08-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine
DE102004017989A1 (de) * 2004-04-14 2005-11-03 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung
DE102005044544A1 (de) 2005-09-17 2007-03-22 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten 4-Takt-Brennkraftmaschine
DE102006030213A1 (de) * 2006-06-30 2008-01-03 Fev Motorentechnik Gmbh Homogenisiertes Einspritzverfahren

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19815266A1 (de) * 1997-04-16 1998-10-22 Volkswagen Ag Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine
DE19929944A1 (de) * 1999-06-29 2001-01-11 Daimler Chrysler Ag Getaktete Kraftstoff/Luft-Einspritzung
DE19953932A1 (de) * 1999-11-10 2001-05-23 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
WO2002063155A1 (de) * 2001-02-08 2002-08-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren, computerprogramm und steuer- und/oder regelgerät zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine
DE102004017989A1 (de) * 2004-04-14 2005-11-03 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung
DE102005044544A1 (de) 2005-09-17 2007-03-22 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten 4-Takt-Brennkraftmaschine
DE102006030213A1 (de) * 2006-06-30 2008-01-03 Fev Motorentechnik Gmbh Homogenisiertes Einspritzverfahren

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9909488B2 (en) 2014-05-09 2018-03-06 MAGNETI MARELLI S.p.A. Method to determine the injection pattern in the intake stroke of the combustion cycle of the cylinders of a direct-injection internal combustion engine
US20180347501A1 (en) * 2015-11-28 2018-12-06 Daimler Ag Method for Operating an Internal Combustion Engine, in Particular of a Motor Vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010011105A1 (de) 2011-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006035139B4 (de) Verfahren zum Kaltlauf-Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
EP1537316B1 (de) Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine mit kraftstoffdirekteinspritzung
EP1537320B1 (de) Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
DE102005044544B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten 4-Takt-Brennkraftmaschine
DE102011015628B4 (de) Betriebsverfahren mit Wassereinspritzung
DE19815266B4 (de) Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine
WO2007031157A1 (de) Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
WO2011110208A1 (de) Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
EP2004975B1 (de) Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102006014071B3 (de) Brennverfahren einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
EP2561214A2 (de) Verfahren zum betreiben einer laserzündkerze für eine brennkraftmaschine
EP1703112B1 (de) Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators einer Brennkraft-maschine
AT508578B1 (de) Verfahren zum betreiben einer viertakt-brennkraftmaschine mit funkenzündung
DE102020000353B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens
EP0864734B1 (de) Verfahren zur Einbringung von Kraftstoff in den Brennraum einer direkteinspritzenden Otto-Brennkraftmaschine
DE102004017988B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung
DE10236856A1 (de) Verfahren zur Anhebung einer Abgastemperatur einer Verbrennungskraftmaschine
WO2012045463A2 (de) Betriebsverfahren für eine brennkraftmaschine mit nox-armer verbrennung (nav)
WO2004099598A1 (de) Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
DE102005013174B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung
DE102015215360B4 (de) Verfahren und Motorsteuergerät zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Wechsel zwischen Betriebszuständen mit unterschiedlichen Drehmomenten
DE102005005133A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
DE102004031231B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Stelleinrichtung zum Verändern der Ventilöffnung während des Betriebes
DE10324176B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Otto-Brennkraftmaschine
EP3504415B1 (de) Gasbetriebene brennkraftmaschine und verfahren zu deren betrieb

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10792831

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10792831

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1