WO2015139902A1 - Aufgeladene, fremdgezündete brennkraftmaschine - Google Patents

Aufgeladene, fremdgezündete brennkraftmaschine Download PDF

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WO2015139902A1
WO2015139902A1 PCT/EP2015/053263 EP2015053263W WO2015139902A1 WO 2015139902 A1 WO2015139902 A1 WO 2015139902A1 EP 2015053263 W EP2015053263 W EP 2015053263W WO 2015139902 A1 WO2015139902 A1 WO 2015139902A1
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internal combustion
fresh
combustion engine
cylinder
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Inventor
Roland Petz
Dirk RAABE
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/04—Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder by means within the induction channel, e.g. deflectors
    • F02B31/06—Movable means, e.g. butterfly valves
    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a supercharged, spark-ignited internal combustion engine having the features of patent claim 1.
  • German Patent Application DE 199 44 946 A1 discloses a system for compensating the charge pressure in supercharged internal combustion engines.
  • This system is designed to supply turbo charged combustion engines with compressed air to improve performance outside of the turbocharger's optimal operating range.
  • the plant preferably consists of a pressure vessel, a compressor and a Valve.
  • the pressure vessel is continuously supplied with compressed air. If the boost pressure provided by the turbocharger is insufficient, the valve is opened and the compressed air from the reservoir is fed into the cylinder of combustion.
  • the purpose of such a system is in particular the charging of turbocharged internal combustion engines outside the optimal working range of the turbocharger.
  • German Patent DE 40 27 963 C1 discloses a reciprocating internal combustion engine having at least two intake valves and associated intake ports per cylinder, the first intake port communicating with an exhaust gas recirculation system and the second intake port having a fresh gas turbulence system.
  • the reciprocating internal combustion engine is characterized in that the exhaust gas recirculation system and the fresh gas turbulence system are formed as in the respective inlet channel equally eccentrically opening channels to generate a swirl flow in the cylinder.
  • a disadvantage of this known turbulence system is that the turbulence system does not work in conjunction with an exhaust gas turbocharger due to the prevailing pressure conditions.
  • the intake tract of the internal combustion engine is preceded by a supercharger, a pressure accumulator is connected to the supercharger with the interposition of valves controlled by an engine control unit for filling the intake tract,
  • the control valve is controlled directly or indirectly electrically synchronized by the engine control unit when filling the respective cylinder.
  • Object of the present invention is to show the simplest possible way how the charge movement (turbulence) of a supercharged, direct injection Otto internal combustion engine can be increased in a simple manner.
  • a directed fresh gas pulse can be induced into the combustion chamber when the inlet valve is open.
  • the strength of the fresh gas pulse can be controlled by the already existing throttle by the fresh gas line is branched off in front of the throttle valve as a throttle element.
  • direct-injection Otto Internal combustion engines for torque control mainly the intake manifold pressure and not the flap position (throttle angle) of the throttle is crucial, can be controlled with the throttle body, the distribution of the air mass between inlet (fresh air) and fresh gas line.
  • the further variable "charge movement" is advantageously available for application of the internal combustion engine.
  • the embodiment according to claim 2 allows an even finer meterability of the fresh gas pulse.
  • the embodiment according to claim 3 is a particularly preferred embodiment.
  • Fig. 1 shows schematically a structure of a charged, spark-ignited Otto internal combustion engine according to the invention.
  • Fig. 2. shows a diagram of the advantageous effect of the inventive design of the charged, spark-ignited Otto internal combustion engine.
  • 1 shows schematically the structure of a supercharged, spark-ignited internal combustion engine 1 according to the invention.
  • the supercharged, spark-ignited internal combustion engine 1 has at least one cylinder 2, in the present exemplary embodiment, four cylinders 2 in series.
  • Each cylinder 2 is associated with at least one Gas moneinlass- not shown and at least one not shown gas exchange outlet.
  • the internal combustion engine 1 to a fuel injection, not shown, for the injection of fuel directly into the cylinder 2. That is, it is in the internal combustion engine 1 is a direct-injection, mixture-compressing internal combustion engine. 1
  • the internal combustion engine 1 a fresh air line 3, which is temporarily connected via the gas exchange inlet valves with the cylinders 2 fresh gas leader.
  • an exhaust line 4 is provided for the internal combustion engine 1, which is temporarily connected via the gas exchange outlet valves with the cylinders exhaust leading.
  • a compressor 5 is further arranged, in the present embodiment, for example, a compressor of an exhaust gas turbocharger, wherein the turbine of the exhaust gas turbocharger is arranged in the exhaust line 4.
  • the compressor 5 may also be a mechanical compressor (compressor) or other type of compressor.
  • a throttle member 6 is provided between the compressor 5 and the cylinders 2, in the present embodiment, a throttle valve.
  • a throttle body 6 for example, a rotary valve can be used.
  • the compressor 5 and the turbine 9 of the exhaust gas turbocharger are rotatably connected to each other.
  • the compressor sucks fresh gas from the environment, represented by an arrowhead on the fresh air rod 3.
  • the compressed fresh air is passed through the throttle element 6 until the fresh air is burned in the cylinders 2 with fuel and in the exhaust system 4 is ejected.
  • the exhaust gas then drives the turbine 9, and leaves the exhaust line 4, again schematically represented by an arrowhead.
  • a fresh gas line 7 is provided which branches off in the flow direction of the fresh gas to the compressor 5 and upstream of the throttle element 6 from the fresh air line 3 and opens again into the fresh air line 3 after the throttle element 6 in the region of the at least one gas exchange inlet valve.
  • a second throttle element 8 is provided in the fresh gas line 7, for fine metering of the fresh air flowing through the fresh gas line 7.
  • FIG. 2 shows a diagram of the advantageous effect of the embodiment of the internal combustion engine 1 according to the invention.
  • a tumble number [C t / C a ] of 0 to 4.8 is plotted over a Y axis, where 0 means no turbulence in a roll flow and 4.8 means a high turbulence in the roll flow.
  • An intake valve lift [mm] is plotted from 0 to 12 across an X-axis.
  • the present internal combustion engine is a turbo-charged internal combustion engine 1 with two gas exchange inlet valves and two gas exchange exhaust valves, with a fuel injection directly into the cylinder 2, wherein the charge movement of this internal combustion engine 1 by means of a variable-stroke Ventiitriebs over a valve lift (from 0 to 12 mm).
  • the turbine 9 of the exhaust gas turbocharger has a bypass to pass exhaust gas past the turbine 9 and thus to prevent high speeds of the turbine 9.
  • the calculation of the tumble number is given by the ratio of the tangential velocity and the axial velocity of the outflowing air in a pipe which is perpendicular to the cylinder axis and parallel to the two gas exchange inlet valves.
  • the tumble number over the valve lift from 0 to 12 mm with closed bypass is a maximum of 2.1.
  • the graphs 1 1, 12 and 13 show the tumble numbers with open bypass for an overpressure in the intake manifold of 500 mbar, 1,000 mbar and 1,500 mbar, without the fresh gas line 7 according to the invention.
  • the tumble number reaches a maximum of 2.7 for 500 mbar overpressure , for 1000 mbar overpressure 2.8 and for 1500 mbar overpressure the value 3.
  • the graphs 14, 15, 16 show the tumble numbers with open bypass for an overpressure in the intake manifold of 500 mbar, 1,000 mbar and 1,500 mbar, but with the fresh gas line 7 according to the invention and thus with a fresh gas injection in the gas exchange inlet valves.
  • the tumble number reaches a maximum of 3.9 for an overpressure of 500 mbar, an overpressure of 4.2 mbar for 4.2 and a value of 4.5 for a pressure of 1500 mbar.
  • the tumble number is due to the inventive design compared to a conventional internal combustion engine 1 practically increased by about 30%, resulting in a much better and more efficient combustion and less pollutant emissions.

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Abstract

Aufgeladene, fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder mit zumindest einem Gaswechseleinlass- und zumindest einem Gaswechselauslassventil und mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung direkt in den Zylinder, und mit einem Frischluftstrang der über das Gaswechseleinlassventil mit dem Zylinder zeitweise verbindbar ist und einem Abgasstrang der über das Gaswechselauslassventil mit dem Zylinder zeitweise verbindbar ist, wobei in dem Frischluftstrang ein Verdichter angeordnet ist und zwischen dem Verdichter und dem Gaswechseleinlassventil ein Drosselelement in dem Frischluftstrang vorgesehen ist, wobei eine Frischgasleitung vorgesehen ist, die zwischen dem Verdichter und dem Drosselelement von dem Frischluftstrang abzweigt und nach dem Drosselelement, im Bereich des zumindest einem Gaswechseleinlassventil wieder in dem Frischluftstrang mündet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird in vorteilhafter Weise die Ladungsbewegung im Zylinder gezielt vorteilhaft beeinflussbar.

Description

Aufgeladene, fremdqezündete Brennkraftmaschine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine aufgeladene, fremdgezündete Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Zum technischen Umfeld wird bspw. auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 416 28 A1 hingewiesen. Aus dieser ist eine Gemisch verdichtende Brennkraftmaschine mit Sekundärlufteinblasung und mit einer Luftmassenmessung bekannt, sowie mit einem Einspritzventil mit sequenzieller Kraftstoffeinspritzung und Luftunterstützung, wobei eine für die Luftunterstützung vorgesehene Luftleitung mit einem in der Start- und Warmlaufphase der Brennkraftmaschine öffnenden Absperrventil versehen ist. Die Kraftstoffeinspritzung findet bei dieser Brennkraftmaschine im Einlasskanal im Zylinderkopf statt. Mit dieser Ausgestaltung wird in der Start- und Warmlaufphase der Brennkraftmaschine die Gemischaufbereitung verbessert, zur Reduzierung schädlicher Abgasbestandteile.
Weiter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 44 946 A1 eine Anlage zum Ausgleich des Ladedrucks bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren bekannt. Diese Anlage dient der Versorgung von turboaufgeladenen Verbrennungsmotoren mit Druckluft, um das Betriebsverhalten außerhalb des optimalen Betriebsbereiches des Turboladers zu verbessern. Die Anlage besteht vorzugsweise aus einem Druckbehälter, einem Kompressor und einem Ventil. Der Druckbehälter wird kontinuierlich mit komprimierter Luft versorgt. Reicht der vom Turbolader gelieferte Ladedruck nicht aus, wird das Ventil geöffnet und die komprimierte Luft aus dem Behälter in den Zylinder der Verbrennung zugeleitet. Der Einsatzzweck eines solchen Systems ist insbesondere die Aufladung von turboaufgeladenen Verbrennungsmotoren außerhalb des optimalen Arbeitsbereiches des Turboladers.
Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist der sehr hohe apparative Aufwand.
Weiter ist aus der deutschen Patentschrift DE 40 27 963 C1 eine Hubkolben- Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Einlassventilen und zugeordneten Einlasskanälen je Zylinder bekannt, wobei der erste Einlasskanal mit einem Abgasrückführsystem in Verbindung steht und der zweite Einlasskanal ein Frischgas-Turbulenzsystem aufweist. Die Hubkolben-Brennkraftmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrückführsystem und das Frischgas- Turbulenzsystem als im jeweiligen Einlasskanal gleichermaßen exzentrisch mündende Kanäle ausgebildet sind, um eine Drallströmung im Zylinder zu generieren.
Mit dieser Ausgestaltung wird die Aufgabe gelöst, die sich in den Zylindern einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine einstellenden Turbulenzen weiter zu erhöhen.
Nachteilig an diesem bekannten Turbulenzsystem ist, dass das Turbulenzsystem in Verbindung mit einer Abgasturboaufladung aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse nicht funktioniert.
Ein weiteres System zur Erhöhung der Turbulenzen im Brennraum eines Verbrennungsmotors bei gleichzeitiger Turboaufladung ist aus der deutschen Patentschrift DE 102 24 719 B4 bekannt. Aus dieser Patentschrift ist eine Einrichtung zum Speisen von Zylindern von aufgeladenen Verbrennungsmotoren mit folgendem Aufbau bekannt:
- dem Saugtrakt des Verbrennungsmotors ist ein Lader vorgeschaltet, - ein Druckspeicher ist dem Lader unter Zwischenschaltung von einem Motorsteuergerät angesteuerten Ventilen zum Füllen des Saugtraktes angeschlossen,
- vom Saugtrakt sind Saugrohre, die jeweils zu einem Ansaugkanal eines Zylinders geführt sind, am Zylinderkopf angeschlossen,
- vor einem Einlassventil eines jeden Zylinders mündet ein gesteuert zu öffnender Kanal für eine Leitströmung, wobei dieser Kanal unter Zwischenschaltung eines ersten Steuerventils an dem Druckspeicher angeschlossen ist,
- das Steuerventil ist direkt oder indirekt elektrisch vom Motorsteuergerät beim Füllen des jeweiligen Zylinders synchronisiert angesteuert.
Auch bei dieser bekannten Vorrichtung zur Erhöhung der Turbulenzen im Brennraum eines Verbrennungsmotors ist der hohe apparative Aufwand von Nachteil.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einfache Möglichkeit aufzuzeigen, wie die Ladungsbewegung (Turbulenzgrad) einer aufgeladenen, direkteinspritzenden Otto Brennkraftmaschine in einfacher Weise vergrößert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.
Mit einem bis vor das zumindest eine Gaswechseleinlassventil geführten separaten Kanal (Frischgasleitung) und einer am Ende ausgeformten Düse, kann ein gerichteter Frischgasimpuls bei geöffnetem Einlassventil in den Brennraum induziert werden. Je nach Stärke dieses Impulses können unterschiedliche Niveaus der Ladungsbewegung ausgebildet werden. Die Stärke des Frischgasimpulses kann über die ohnehin vorhandene Drosselklappe geregelt werden, indem die Frischgasleitung vor der Drosselklappe als Drosselelement abgezweigt wird. Da für aufgeladene, direkteinspritzende Otto Brennkraftmaschinen zur Momentenregelung hauptsächlich der Saugrohrdruck und nicht die Klappenposition (Androsselwinkel) der Drosselklappe entscheidend ist, kann mit dem Drosselorgan die Aufteilung der Luftmasse zwischen Einlasskanai (Frischluftstrang) und Frischgasleitung gesteuert werden. Dadurch steht in vorteilhafter Weise zur Applikation der Brennkraftmaschine neben Zündwinkel, Ladedruck, Einspritzmenge und Einspritzzeitpunkt die weitere Größe„Ladungsbewegung" zur Verfügung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
So erlaubt die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 eine noch feinere Dosierbarkeit des Frischgasimpulses.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante.
Durch Frischgasleitung (den sog. Impulskanal) und die dadurch mögliche Steuerung der Ladungsbewegung werden andere Maßnahmen zur Erzeugung von Ladungsbewegung überflüssig. Die bisherigen Nachteile, ungünstige Brennraumgeometrie (Klopfverhalten) und ungünstige Geometrie der Strömungskanäle (schlechte Füllung) entfallen, wodurch die aufgeladene, direkteinspritzende Otto Brennkraftmaschine in einem größeren Arbeitsbereich effizienter und leistungsstärker wird. Zusätzlich steht über die Beeinflussung der Ladungsbewegung eine weitere Applikationsgröße zur Verfügung, welche direkten, positiven Einfluss auf die Verbrennung hat.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Aufbau einer erfindungsgemäßen aufgeladenen, fremdgezündeten Otto Brennkraftmachine.
Fig. 2 . zeigt in einem Diagramm die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der aufgeladenen, fremdgezündeten Otto Brennkraftmaschine. Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen aufgeladenen, fremdgezündeten Brennkraftmaschine 1. Die aufgeladene, fremdgezündete Brennkraftmaschine 1 weist zumindest einen Zylinder 2 auf, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Zylinder 2 in Reihe. Jedem Zylinder 2 ist zumindest ein nicht dargestelltes Gaswechseleinlass- und zumindest ein nicht dargestelltes Gaswechselauslassventil zugeordnet. Weiter weist die Brennkraftmaschine 1 eine nicht dargestellte Kraftstoffeindüsung auf, zur Eindüsung von Kraftstoff direkt in die Zylinder 2. Das heißt, es handelt sich bei der Brennkraftmaschine 1 um eine direkteinspritzende, Gemisch verdichtende Brennkraftmaschine 1.
Weiter weist die Brennkraftmaschine 1 einen Frischluftstrang 3 auf, der über die Gaswechseleinlassventile mit den Zylindern 2 zeitweise Frischgas führend verbindbar ist. Außerdem ist für die Brennkraftmaschine 1 ein Abgasstrang 4 vorgesehen, der über die Gaswechselauslassventile mit den Zylindern zeitweise Abgas führend verbindbar ist. Im Frischluftstrang 3 ist weiter ein Verdichter 5 angeordnet, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Verdichter eines Abgasturboladers, wobei die Turbine des Abgasturboladers in dem Abgasstrang 4 angeordnet ist. Selbstverständlich kann es bei dem Verdichter 5 auch um einen mechanischen Verdichter (Kompressor) oder eine andere Verdichterbauart handeln.
Zur Laststeuerung der Brennkraftmaschine 1 ist zwischen dem Verdichter 5 und den Zylindern 2 ein Drosselorgan 6 vorgesehen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Drosselklappe. Als Drosselorgan 6 kann beispielsweise auch ein Drehschieber verwendet werden.
Der Verdichter 5 und die Turbine 9 des Abgasturboladers sind drehfest miteinander verbunden. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 saugt der Verdichter Frischgas aus der Umgebung an, dargestellt durch eine Pfeilspitze am Frischluftstang 3. Im Frischluftstrang 3 wird die verdichtete Frischluft durch das Drosselelement 6 weitergeleitet, bis die Frischluft in den Zylindern 2 mit Brennstoff verbrannt wird und in den Abgasstrang 4 ausgestoßen wird. Das Abgas treibt dann die Turbine 9 an, und verlässt den Abgasstrang 4, wieder schematisch durch eine Pfeilspitze dargestellt.
Erfindungsgemäß ist eine Frischgasleitung 7 vorgesehen, die in Strömungsrichtung des Frischgases nach dem Verdichter 5 und vor dem Drosselelement 6 von dem Frischluftstrang 3 abzweigt und nach dem Drosselelement 6, im Bereich des zumindest einen Gaswechseleinlassventils wieder in den Frischluftstrang 3 mündet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der Frischgasleitung 7 ein zweites Drosselelement 8 vorgesehen, zur Feindosierung der Frischluft, die durch die Frischgasleitung 7 strömt.
Durch Frischgasleitung (den sog. Impulskanal) und die dadurch mögliche Steuerung der Ladungsbewegung werden andere Maßnahmen zur Erzeugung von Ladungsbewegung überflüssig. Die bisherigen Nachteile, ungünstige Brennraumgeometrie (Klopfverhalten) und ungünstige Geometrie der Strömungskanäle (schlechte Füllung) entfallen, wodurch die aufgeladene, direkteinspritzende Otto Brennkraftmaschine in einem größeren Arbeitsbereich effizienter und leistungsstärker wird. Zusätzlich steht über die Beeinflussung der Ladungsbewegung eine weitere Applikationsgröße zur Verfügung, welche direkten, positiven Einfluss auf die Verbrennung hat.
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die vorteilhafte Auswirkung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine 1.
Über eine Y-Achse ist eine Tumble-Zahl [Ct/Ca] von 0 bis 4,8 aufgetragen, wobei 0 keine Turbulenz in einer Walzenströmung und 4,8 eine hohe Turbulenz in der Walzenströmung bedeutet. Über eine X-Achse ist ein Einlassventilhub [mm] von 0 bis 12 aufgetragen.
Bei der vorliegenden Brennkraftmaschinel handelt es sich um eine turboaufgeladene Brennkraftmaschine 1 mit zwei Gaswechseleinlassventilen und zwei Gaswechselauslassventilen, mit einer Brennstoffeinspritzung direkt in die Zylinder 2, wobei die Ladungsbewegung dieser Brennkraftmaschine 1 mittels eines hubvariablen Ventiitriebs über einen Ventilhub (von 0 bis 12 mm) eingestellt wird. Weiter hat die Turbine 9 des Abgasturboladers einen Bypass, um Abgas an der Turbine 9 vorbeizuleiten und so zu hohen Drehzahlen der Turbine 9 vorzubeugen.
Die Berechnung der Tumble-Zahl ergibt sich aus dem Verhältnis der Tangen- tialgeschwindigkeit und der Axialgeschwindigkeit der ausströmenden Luft in einem Rohr, das rechtwinklig zur Zylinderachse und parallel zu den beiden Gaswechseleinlassventilen angebracht ist. Mit dieser Methode kann eine erste Abschätzung gemacht werden, inwieweit sich die Ladungsbewegung bei Veränderung von Gaseinströmparametern in den Zylinder 2 verändert hat.
So zeigt der Graph 10, die Tumble-Zahl über den Ventilhub von 0 bis 12 mm bei geschlossenem, Bypass, die Tumble-Zahl beträgt maximal 2,1.
Die Graphen 1 1 , 12 und 13 zeigen die Tumble-Zahlen bei offenem Bypass für einen Überdruck im Saugrohr von 500 mbar, 1.000 mbar und 1.500 mbar, ohne die erfindungsgemäße Frischgasleitung 7. Die Tumble-Zahl erreicht für 500 mbar Überdruck maximal 2,7, für 1000 mbar Überdruck 2,8 und für 1500 mbar Überdruck den Wert 3.
Die Graphen 14, 15, 16 zeigen die Tumble-Zahlen bei offenen Bypass für einen Überdruck im Saugrohr von 500 mbar, 1.000 mbar und 1.500 mbar, jedoch mit der erfindungsgemäßen Frischgasleitung 7 und somit mit einer Frischgaseinblasung im Bereich der Gaswechseleinlassventile. Die Tumble- Zahl erreicht für 500 mbar Überdruck maximal 3,9, für 1000 mbar Überdruck 4,2 und für 1500 mbar Überdruck den Wert 4,5.
Mit anderen Worten ausgedrückt, wird die Tumble-Zahl aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gegenüber einer herkömmlichen Brennkraft- maschine 1 praktisch um ca. 30% erhöht, was zu einer wesentlich besseren und effizienteren Verbrennung und weniger Schadstoffemissionen führt.
Bezugszeichenliste:
1. Brenn kraftmasch i ne
2. Zylinder
3. Frischluftstrang
4. Abgasstrang
5. Verdichter
6. Drosselelement
7. Frischgasleitung
8. zweites Drosselelement
9. Turbinenrad
10. Bypass geschlossen
11. Bypass offen, 500 mbar, ohne Frischgasleitung
12. Bypass offen, 1000 mbar, ohne Frischgasleitung
13. Bypass offen, 1500 mbar, ohne Frischgasleitung
14. Bypass offen, 500 mbar, mit Frischgasleitung
15. Bypass offen, 1000 mbar, mit Frischgasleitung
16. Bypass offen, 1500 mbar, mit Frischgasleitung

Claims

Patentansprüche
1. Aufgeladene, fremdgezündete Brennkraftmaschine (1 ) mit zumindest einem Zylinder (2) mit zumindest einem Gaswechseleinlass- und zumindest einem Gaswechselauslassventil und
mit einer Kraftstoffeindüsvorrichtung zur Eindüsung von Kraftsoff direkt in den Zylinder (2), und
mit einem Frischluftstrang (3) der über das Gaswechseleinlassventil mit dem Zylinder (2) zeitweise Gas führend verbindbar ist und einem Abgasstrang (4) der über das Gaswechselauslassventil mit dem Zylinder (2) zeitweise Gas führend verbindbar ist, wobei in dem Frischluftstrang (3) ein Verdichter (5) angeordnet ist und zwischen dem Verdichter (5) und dem Gaswechseleinlassventil ein Drosselelement (6) in dem Frischluftstrang (3) vorgesehen ist, wobei
eine Frischgasleitung (7) vorgesehen ist, die zwischen dem Verdichter (5) und dem Drosselelement (6) von dem Frischluftstrang (3) abzweigt und nach dem Drosselelement (6), im Bereich des zumindest einen Gaswechseleinlassventils wieder in den Frischluftstrang (3) mündet. Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Frischgasleitung (7) ein zweites
Drosselelement (8) vorgesehen ist.
Aufgeladene Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (5) ein Verdichterrad in einem Verdichtergehäuse eines Abgasturboladers ist, dessen Turbinenrad (9) in einem Turbinengehäuse in dem Abgasstrang (4) angeordnet ist.
PCT/EP2015/053263 2014-03-20 2015-02-17 Aufgeladene, fremdgezündete brennkraftmaschine WO2015139902A1 (de)

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DE102014205191.6A DE102014205191A1 (de) 2014-03-20 2014-03-20 Aufgeladene, fremdgezündete Brennkraftmaschine

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