WO2016112936A1 - Dieselmotor und verfahren zum starten eines dieselmotors - Google Patents

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diesel engine
control
regulating unit
cylinder
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Christoph Luckas
Wolfgang Fimml
Johannes Schalk
Jonathan Lipp
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a diesel engine, in particular a high-performance diesel engine, and a method for starting a diesel engine, in particular a method for starting a high-performance diesel engine.
  • Diesel engines tend to start poorly in cold conditions. To improve the starting behavior, it is known to provide additional charge air heaters. Also known are systems which include a variation of a geometric
  • the invention relates to a diesel engine, in particular a high-performance diesel engine, with a variable valve train, which has an adjusting unit for adjusting a valve opening time, a valve lift, a camshaft phase position and / or a valve spread, and with a control and / or regulating unit for controlling the adjustment, wherein the control and / or regulating unit has at least one operating mode provided for starting the engine at low engine temperatures, in which the control and / or regulating unit is provided to set a valve opening time for at least one intake valve, at least during a preliminary phase Compression stroke of an associated cylinder overlaps, and suspend an injection of fuel.
  • the intake valve Since the intake valve has a valve opening time which overlaps with the compression stroke, and the control and / or regulating unit suspends the injection of fuel, a previously drawn-in combustion air again becomes an intake tract of the diesel engine pressed back and sucked in a subsequent cycle again. This allows a repeated exchange of charge between the intake and the cylinder can be realized, through which the combustion air can be preheated, without requiring an additional module for
  • Valve gear understood, which is intended to set at least two different valve opening times and / or different valve lifts for an intake valve and / or an exhaust valve.
  • a "valve opening time" of an intake valve is in particular a
  • an “angle range” is understood in particular an angle range related to a camshaft angle or a crankshaft angle
  • crankshaft angle is in particular an angular position of a crankshaft, based on the same defined zero point as the camshaft angle, Understood.
  • an angular spread between an angular position at which the inlet valve is open to the maximum and an angular position at which an outlet valve of the exhaust valve is understood to be a "valve lift" same cylinder is open at maximum, understood.
  • a “control and / or regulating unit” is understood to mean, in particular, a unit having at least one electronic control unit.
  • Electric control unit is understood in particular to mean a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit.
  • the term “provided” is understood to mean in particular specially programmed, designed and / or equipped.
  • An engine temperature is understood here and below as meaning, in particular, a temperature value related to an operating medium, such as, for example, a cooling water temperature or an engine oil temperature.
  • a “low engine temperature” is understood in particular to mean a motor temperature lying below a normal operating temperature
  • normal operating temperature is understood to mean a value for the engine temperature at which the engine temperature is regulated in a continuous operation.
  • Cycle is understood in particular as a four-stroke cycle with an intake stroke, a compression stroke, a power stroke and an exhaust stroke.
  • suction stroke is in particular a Clock understood in which a piston of the corresponding cylinder is moved from a top dead center toward a bottom dead center to suck combustion air from the intake manifold.
  • a “compression stroke” is understood in particular to be a stroke following the intake stroke, in which the piston of the corresponding cylinder is moved from the bottom dead center toward the top dead center in order to compress an air-fuel mixture in the cylinder.
  • a stroke following the compression stroke is understood in which the piston of the corresponding cylinder is moved from top dead center toward bottom dead center, during which a fuel gas performs mechanical work on the piston.
  • a discharge stroke is in particular understood to be a on the working cycle of subsequent stroke in which the piston of the respective cylinder from the bottom dead center in the direction of o Beren "dead center is moved to push out the fuel gas as an exhaust gas from the cylinder.
  • a “preliminary phase” is understood in particular to be a phase of engine starting up to a first ignition of the diesel engine.
  • the control and / or regulating unit is preferably provided to suspend the injection of fuel for at least one cycle.
  • each cylinder of the diesel engine is at least one
  • control and / or regulating unit may be provided only for the
  • a particularly high exchange of charge between the cylinder and the intake tract can be realized, and it can be a good heating of the combustion air for the
  • Engine start can be achieved.
  • adjustment can be easily realized, whereby the adjustment can be made particularly simple.
  • valve operating times can be selected for operation of the diesel engine, which allow a higher rated power and / or lower fuel consumption.
  • the adjustment is as Hubumscnies with different
  • Cam curves described It is alternatively also conceivable, the adjustment by a Camshaft adjuster with a sufficiently high adjustment range to realize. Also conceivable is an embodiment of the adjustment with a hydraulic coupling between the camshaft and the intake valves, wherein the actuator is provided to change a coupling between the camshaft and the gas exchange valves.
  • a "valve opening time which overlaps with the intake stroke and the compression stroke" is understood in particular to mean that the intake valve has a
  • Valve opening timing which is during the intake stroke
  • Valve closing time which is during the compression stroke, whereby the
  • Inlet valve is open during at least a portion of the intake stroke and at least a portion of the compression stroke.
  • control and / or regulating unit can be provided to set the preliminary phase for at least two cycles.
  • the preliminary phase extends over several cycles, a particularly good heating of the combustion air can be achieved. Due to the good heating, the ignition behavior can be influenced particularly advantageous.
  • the charge exchange can be done in a two-stroke cycle.
  • the control and / or regulating unit is provided in the operating mode to activate the injection of fuel for an ignition phase for igniting an air-fuel mixture in the cylinders.
  • a timing of the first ignition can be well set. In particular, if the activation of the injection of other parameters, such as the engine temperature and / or a
  • control and / or regulating unit for the operating mode may have a characteristic map and / or a characteristic curve, by which the parameters can be taken into account.
  • a "ignition phase” is in particular a phase of the
  • a "time” is understood to mean in particular a time defined by a crankshaft angle.
  • the adjusting unit can be provided for the at least one, the cylinder
  • operation after a Miller cycle is understood in particular to mean that the valve opening time overlaps completely with the exhaust stroke and / or the intake stroke of the cylinder assigned to the intake valve opens an intake valve during the exhaust stroke or the intake stroke and closes during the intake stroke.
  • the valve opening time not with the compression stroke or the
  • control and / or regulating unit may be provided during the
  • Ignition phase to set the intended for operation after the Miller cycle valve opening time. This can be a particularly early switch in for the
  • Diesel engine is designed to be operated in a normal operating mode after the Miller cycle, in particular by simple means an increase in performance can be realized.
  • the operating mode ensures engine start at low operating temperatures.
  • the diesel engine can have cylinders with an arbitrary cylinder output and / or with any desired displacement.
  • the diesel engine has a
  • a "cylinder output” is understood as meaning a performance of the diesel engine per cylinder. in a bottom dead center of the corresponding piston, understood.
  • compression volume in particular a volume of the combustion chamber after a
  • Compaction i. in a top dead center of the corresponding piston, understood.
  • a "cubic capacity” is understood in particular to mean a volume which is separated by a
  • Piston cross-sectional area and the piston stroke is defined.
  • the displacement thus corresponds to the total cylinder volume minus the compression volume.
  • a method for starting a diesel engine is proposed, in particular a method for starting a high-performance diesel engine, in which a control and / or
  • Control unit in a provided for engine start at low engine temperatures operating mode at least during a preliminary phase for at least one inlet valve adjusts a Ventilöf hungszeit that overlaps at least with a compression stroke of an associated cylinder, and an injection of fuel at least in the
  • Inlet valve associated with cylinder exposes.
  • Fig. 1 shows schematically a diesel engine, which is basically suitable for use in heavy land vehicles, in rail vehicles or in watercraft.
  • the diesel engine comprises a plurality of cylinders 1, 2, 3, 4, which each have a combustion chamber 5, 6, 7, 8 for combustion of an air-fuel mixture and a guided in the combustion chamber 5, 6, 7, 8 pistons 9, 10, 1 1 12.
  • the diesel engine comprises per cylinder 1, 2, 3, 4 at least one injector 17, which is provided to introduce fuel into the combustion chamber 5, 6, 7, 8 of the respective cylinder 1, 2, 3, 4.
  • the cylinders 1, 2, 3, 4 each include one or more
  • Intake valves 18, 19, 20, 21 are provided to the combustion chamber 5, 6, 7, 8 of the
  • the intake manifold 33 includes a unit for boost pressure, not shown, such as an exhaust gas charger.
  • the fuel is in the combustion chamber 5, 6, 7, 8 in the
  • the diesel engine comprises a variable valve train 13 with at least one camshaft 32, which in the illustrated embodiment illustrated to simplify the drawing as a combined intake and exhaust camshaft is. In principle, it is also conceivable to provide separate camshafts for the intake valves 18, 19, 20, 21 and the exhaust valves 22, 23, 24, 25.
  • the diesel engine is designed as a high-speed engine. In the illustrated embodiment, the diesel engine at an idle speed of about 600 U / min.
  • a maximum speed is in the illustrated embodiment about 2200 U / min.
  • Each combustion chamber 5, 6, 7, 8 of the diesel engine has a cylinder volume of 4.77 1.
  • a cylinder output of the diesel engine is approx. 150 kW.
  • the diesel engine can have between 8 and 20 cylinders 1, 2, 3, 4. The diesel engine is thus intended for an output between 1200 kW and 3000 kW. In principle, however, the diesel engine can also have other engine data.
  • the diesel engine comprises a crankshaft 27.
  • the cylinders 1, 2, 3, 4 each comprise a piston, which the piston 9, 10, 11, 12 of the corresponding cylinder 1, 2, 3, 4 with the
  • the camshaft 32 includes a plurality of cams for actuating the intake valves 18, 19, 20, 21 and the exhaust valves 22, 23, 24, 25. Each of the cams is associated with exactly one of the inlet valves 18, 19, 20, 21 or one of the outlet valves 22, 23, 24, 25. Each of the cams has a cam curve, which for the cam associated with the inlet valve 18, 19, 20, 21 or outlet valve 22, 23, 24, 25 a
  • Valve opening time and a valve lift determines.
  • a relative rotational angular distance between the cams provided for the intake valves 18, 19, 20, 21 and the cams provided for the exhaust valves 22, 23, 24, 25 determines a valve spread.
  • the camshaft 32 is formed as an intake camshaft
  • the camshaft 32 has only cams for actuating the intake valves 18, 19, 20, 21.
  • the valve spread then depends on an angular offset of the cams on the as
  • Inlet camshaft formed camshaft are arranged, and the cams, which are arranged on the formed as an exhaust camshaft camshaft off.
  • the valve drive 13 is designed to be variable.
  • the valve drive 13 comprises an adjustment unit 14 which is provided, valve opening times and / or valve lifts of the intake valves 18, 19, 20, 21 and / or the valve spread between the intake valves 18, 19, 20, 21 and
  • the adjusting unit 14 has an actuator 15.
  • the actuator 15 comprises in the illustrated embodiment, each inlet valve 18, 19, 20, 21 an actuator and each
  • Exhaust valve 22, 23, 24, 25 an actuator, wherein in FIG. 1, for simplicity, only one of the actuators has been provided with the reference numeral of the actuator 15.
  • Actuator 15 is provided to individually adjust each inlet valve 18, 19, 20, 21 and each outlet valve 22, 23, 24, 25.
  • the adjustment unit 14 may be provided to jointly open valve opening times, valve lifts and / or spreads of a plurality of inlet valves 18, 19, 20, 21 and / or a plurality of outlet valves 22, 23, 24, 25, for example by means of one Camshaft actuator trained actuator.
  • the valve drive 13 may also have other embodiments. In particular are
  • variable valve train 13 different mechanical, electrical, pneumatic and / or hydraulic configurations of the variable valve train 13 conceivable.
  • the diesel engine has a control and regulation unit 16, which is intended to control the adjustment unit 14.
  • the control unit 16 is provided in
  • the control unit 16 is connected to the actuators of the adjustment unit 14 and provides for this a control signal, in dependence of which the actuators then effect the adjustment of the corresponding inlet valve 18, 19, 20, 21 or outlet valve 22, 23, 24, 25 ,
  • the adjustment unit 14 of the diesel engine is designed as a valve lift switchover.
  • the cams each comprise a plurality of cam curves.
  • the adjusting unit 14 is provided to couple the inlet valves 18, 19, 20, 21 with one of the different cam curves of the respective inlet valve 18, 19, 20, 21 associated cam, whereby for each of the inlet valves 18, 19, 20, 21 at least two different valve actuations can be adjusted.
  • the actuators may be provided to provide a coupling between the camshaft 32 and the corresponding camshaft 32
  • Inlet valve 18, 19, 20, 21 or the outlet valve 22, 23, 24, 25 to change.
  • the cam curve is completely converted into an opening of the inlet valve 18, 19, 20, 21 or the outlet valve 22, 23, 24, 25 or the
  • Inlet valve 18, 19, 20, 21 and the outlet valve 22, 23, 24, 25 is only partially opened.
  • the adjusting unit 14 is provided in particular for adjusting the valve opening times of the inlet valves 18, 19, 20, 21.
  • Embodiment illustrated actuators for adjusting the exhaust valves 22, 23, 24, 25th can be dispensed with.
  • another embodiment of the adjustment 14 is conceivable.
  • Each of the actuators in the described embodiment comprises two cam followers, each of the cam followers being associated with one of the cam curves of the corresponding cam.
  • the actuators further comprise at least one hydraulic chamber via which either one cam follower or the other cam follower can be coupled to the associated inlet valve 18, 19, 20, 21.
  • the actuator 15 comprises at least one control valve, via which a quantity of equipment and / or an operating medium pressure within the hydraulic chambers of the actuators can be changed. The valve lift is controlled by controlling the at least one control valve.
  • the diesel engine In a normal operating mode, the diesel engine is designed for Miller cycle operation.
  • the crankshaft 27 has a crankshaft angle which passes through an angle range of 0 degrees to 720 degrees in one cycle of the diesel engine.
  • the camshaft 32 has a camshaft angle, which in the cycle of the diesel engine a
  • Angular range goes from 0 degrees to 360 degrees. Since the valve gear 13 a
  • Ratio of 2 1, i. two revolutions of the crankshaft 27 correspond to one revolution of the camshaft 32, a camshaft angle of 360 degrees corresponds to a crankshaft angle of 720 degrees.
  • the pistons 9, 10, 11, 12 each undergo a top dead center and a bottom dead center in the cycle. Based on a reversal of movement of the pistons 9, 10, 11, 12 in the dead centers are in the cycle of the diesel engine for each cylinder 1, 2, 3, 4 an intake stroke, a
  • compression stroke a power stroke and an exhaust stroke.
  • Each cycle corresponds to a piston stroke of the corresponding piston 9, 10, 11, 12.
  • the intake valves 18, 19, 20, 21 a Ventilöfih time point corresponding to a crankshaft angle corresponding to the exhaust stroke of the corresponding
  • Cylinders 1, 2, 3, 4 is assigned.
  • the Ventilöfih time is thus before a time at which the corresponding piston 9, 10, 11, 12 passes through the bottom dead center.
  • Intake valves 18, 19, 20, 21 further have a valve closing timing, the one
  • Crankshaft angle corresponds to the intake stroke of the corresponding cylinder 1, 2, 3, 4 is assigned.
  • the valve closing time is thus after a time at which the corresponding piston 9, 10, 11, 12 passes through the bottom dead center.
  • the intake valves 18, 19, 20, 21 open during the exhaust stroke and close during the intake stroke.
  • the control unit 16 has one for engine start at low
  • Control unit 16 the engine start in a preliminary phase and an ignition phase.
  • the control and regulation unit 16 is provided in the operating mode to set by actuation of the actuator 15 of the adjusting unit 14 during the preliminary phase for the intake valves 18, 19, 20, 21 valve opening times, which coincides with the compression stroke of the associated cylinder 1, 2, 3rd , 4 overlap, and suspend an injection of fuel.
  • Operating mode is intended only for the engine start.
  • the valve opening times, for the adjustment of which the control and regulation unit 16 is provided in the operating mode, are not provided in particular for the normal operating mode.
  • the control unit 16 is designed to suspend the injection of fuel for at least one cycle.
  • the control and regulation unit 16 may be provided to suspend the injection of fuel for several cycles. A number of cycles in which fuel injection may be suspended at engine startup may depend on different parameters. For example, the tax and
  • R_egel unit 16 be provided to specify the number of cycles in which the injection of fuel is exposed, depending on the engine temperature.
  • control unit 16 may also be provided to the
  • Injection of fuel suspend until an engine speed of the diesel engine reaches a stored in the control unit 16 start speed.
  • the adjustment unit 14 is provided in the operating mode to set for the intake valves 18, 19, 20, 21 valve opening times, which overlap both with the intake stroke and with the compression stroke of the associated cylinder 1, 2, 3, 4.
  • the adjusting unit 14 is provided for the intake valves 18, 19, 20, 21 a valve opening time
  • the valve opening time in this mode of operation corresponds to a crank angle between 40 degrees and 0 degrees before top dead center.
  • the valve closing time corresponds to This operating mode crankshaft angle between 100 degrees and 0 degrees before bottom dead center.
  • the operating mode is intended in particular for starting the engine.
  • the control and regulation unit 16 is provided to set only for the engine start for the intake valves 18, 19, 20, 21, the valve opening times, which overlap with the intake stroke and with the compression stroke of the associated cylinder 1, 2, 3, 4. By setting this
  • Valve opening times will be the intake during the intake stroke combustion air in the
  • the control and regulation unit 16 is intended to set the preliminary phase for at least two cycles. During the entire preliminary phase, the injection of fuel is set axis. In addition, during the entire preliminary phase for the intake valves 18, 19, 20, 21, the valve opening times are set, which coincides with the intake stroke and with the
  • the operating mode is intended for starting the engine at low engine temperatures.
  • the diesel engine has a normal operating temperature at which a cooling water temperature is typically in a range between 70 degrees and 95 degrees.
  • the low ones are typically in a range between 70 degrees and 95 degrees.
  • the operating mode is in particular for an engine start at
  • control unit 16 is provided in the operating mode for the
  • Ignition phase to ignite the air-fuel mixture to activate the injection of fuel.
  • fuel is injected into the combustion chamber 5, 6, 7, 8 of the corresponding cylinder 1, 2, 3, 4.
  • control unit 16 is designed to provide for operation after the Miller cycle during the ignition phase
  • Valve opening times are set to the valve opening times required for operation after the Miller cycle before the diesel engine has reached idle speed.
  • Regulation unit 16 is provided to set the intended for operation after the Miller cycle valve opening times only during the normal operation mode.
  • the control and regulating unit 16 may be provided to set the valve opening times provided for operation after the Miller cycle when the engine temperature is at
  • Regulation unit 16 provided for the cylinder 1, 2, 3, 4 associated inlet valves 18, 19, 20, 21 valve opening times set, which overlap completely with the exhaust stroke and the intake stroke of the associated cylinder 1, 2, 3, 4.

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Abstract

Es werden ein Dieselmotor, insbesondere ein Hochleistungsdieselmotor, mit einem variablen Ventiltrieb (13), der eine Verstelleinheit (14) zur Verstellung einer Ventilöffhungszeit, eines Ventilhubs, einer Nockenwellenphasenlage und/oder einer Ventilspreizung aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (16) zur Ansteuerung der Verstelleinheit (14), wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit (16) zumindest einen, für einen Motorstart bei niedrigen Motortemperaturen vorgesehenen Betriebsmodus aufweist, in dem die Steuer- und/oder Regel einheit (16) dazu vorgesehen ist, zumindest während einer Vorlaufphase für zumindest ein Einlassventil (18, 19, 20, 21) eine Ventilöffhungszeit einzustellen, die sich zumindest mit einem Kompressionstakt eines zugeordneten Zylinders (1, 2, 3, 4) überschneidet, und eine Einspritzung von Kraftstoff zumindest in dem dem Einlassventil (18, 19, 20, 21) zugeordneten Zylinder (1, 2, 3, 4) auszusetzen, und ein Verfahren zum Starten eines solchen Dieselmotors vorgeschlagen.

Description

BESCHREIBUNG Dieselmotor und Verfahren zum Starten eines Dieselmotors
Die Erfindung betrifft einen Dieselmotor, insbesondere einen Hochleistungsdieselmotor, und ein Verfahren zum Starten eines Dieselmotors, insbesondere ein Verfahren zum Starten eines Hochleistungsdieselmotors.
Dieselmotoren neigen bei kalten Umgebungsbedingungen zu einem schlechten Startverhalten. Zur Verbesserung des Startverhaltens ist es bekannt, zusätzliche Ladeluftheizungen vorzusehen. Ebenfalls bekannt sind Systeme, welche eine Variation eines geometrischen
Verdichtungsverhältnisses ermöglichen.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Dieselmotor mit einem verbesserten Startverhalten bei niedrigen Motortemperaturen bereitzustellen und ein Verfahren zum Starten eines Dieselmotors bei niedrigen Motortemperaturen zu verbessern. Sie wird durch einen erfindungsgemäßen Dieselmotor entsprechend dem Anspruch 1 und durch ein
erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 9 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung betrifft einen Dieselmotor, insbesondere einen Hochleistungsdieselmotor, mit einem variablen Ventiltrieb, der eine Verstelleinheit zur Verstellung einer Ventilöffhungszeit, eines Ventilhubs, einer Nockenwellenphasenlage und/oder einer Ventilspreizung aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ansteuerung der Verstelleinheit, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit zumindest einen, für einen Motorstart bei niedrigen Motortemperaturen vorgesehenen Betriebsmodus aufweist, in dem die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest während einer Vorlaufphase für zumindest ein Einlassventil eine Ventilöffnungszeit einzustellen, die sich zumindest mit einem Kompressionstakt eines zugeordneten Zylinders überschneidet, und eine Einspritzung von Kraftstoff auszusetzen. Indem das Einlassventil eine Ventilöffnungszeit aufweist, die sich mit dem Kompressionstakt überschneidet, und die Steuer- und/oder Regeleinheit die Einspritzung von Kraftstoff aussetzt, wird eine zuvor angesaugte Brennungsluft wieder in einen Ansaugtrakt des Dieselmotors zurückgedrückt und in einem folgenden Zyklus erneut angesaugt. Dadurch kann ein wiederholter Ladungsaustausch zwischen dem Ansaugtrakt und dem Zylinder realisiert werden, durch den die Brennluft vorerwärmt werden kann, ohne dass hierfür ein zusätzliches Modul zur
Ladelufterwärmung oder Ähnliches installiert werden muss. Insbesondere eine bei niedrigen Motortemperaturen auftretende Weißrauchbildung kann durch die vorgeschlagene Ausgestaltung vorteilhaft reduziert werden, weshalb sich der Betriebsmodus für einen Motorstart bei niedrigen Motortemperaturen eignet. Unter einem„variablen Ventiltrieb" wird insbesondere ein
Ventiltrieb verstanden, der dazu vorgesehen ist, für ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil zumindest zwei unterschiedliche Ventilöffnungszeiten und/oder unterschiedliche Ventilhübe einzustellen. Unter einer„Ventilöffnungszeit" eines Einlassventils wird insbesondere ein
Winkelbereich verstanden, in welchem das Einlassventil oder Auslassventil geöffnet ist, wobei unter einem„Winkelbereich" insbesondere ein auf einen Nockenwellenwinkel oder einen Kurbelwellenwinkel bezogener Winkelbereich verstanden wird. Unter einem
„Ivfockenwellenwinkel" wird insbesondere eine Drehwinkellage einer Nockenwelle, bezogen auf einen definierten Null-Punkt, beispielsweise zu Beginn eines Verbrennungszyklus, verstanden. Unter einem„Kurbelwellenwinkel" wird insbesondere eine Drehwinkellage einer Kurbelwelle, bezogen auf den gleichen definierten Null-Punkt wie der Nockenwellenwinkel, verstanden. Onter einem„Ventilhub" wird insbesondere ein Öffhungsweg des entsprechenden Einlassventils bei einer Betätigung durch die Nockenwelle verstanden. Unter einer„Spreizung" wird insbesondere ein Winkelabstand zwischen einer Winkellage, bei der das Einlassventil maximal geöffnet ist, und einer Winkellage, bei der ein Auslassventil des gleichen Zylinders maximal geöffnet ist, verstanden. Unter einer„Steuer- und/oder Regeleinheit" wird insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden. Unter einer„Steuerelektronik" wird insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden. Unter„vorgesehen" wird insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden. Unter einer „Motortemperatur" wird hier und im Folgenden insbesondere ein auf ein Betriebsmedium bezogener Temperaturwert verstanden, wie beispielsweise eine Kühlwassertemperatur oder eine Motoröltemperatur. Unter einer„niedrigen Motortemperatur" wird insbesondere eine unterhalb einer Normalbetriebstemperatur liegende Motortemperatur verstanden. Unter einer
„Normalbetriebstemperatur" wird insbesondere ein Wert für die Motortemperatur verstanden, auf welchen die Motortemperatur in einem Dauerbetrieb eingeregelt wird. Unter einem„Zyklus" wird insbesondere ein Vier-Takt-Zyklus mit einem Ansaugtakt, einem Kompressionstakt, einem Arbeitstakt und einem Ausstoßtakt verstanden. Unter einem„Ansaugtakt" wird insbesondere ein Takt verstanden, in dem ein Kolben des entsprechenden Zylinders ausgehend von einem oberen Totpunkt in Richtung eines unteren Totpunkts bewegt wird, um Brennluft aus dem Ansaugtrakt anzusaugen. Unter einem„Kompressionstakt" wird insbesondere ein auf den Ansaugtakt nachfolgender Takt verstanden, in dem der Kolben des entsprechenden Zylinders von dem unteren Totpunkt in Richtung des oberen Totpunkts bewegt wird, um ein Luft-Kraftstoffgemisch in dem Zylinder zu komprimieren. Unter einem„Arbeitstakt" wird insbesondere ein auf den KLompressionstakt nachfolgender Takt verstanden, in dem der Kolben des entsprechenden Zylinders von dem oberen Totpunkt in Richtung des unteren Totpunkts bewegt wird, wobei während des Arbeitstakts ein Brenngas mechanische Arbeit an dem Kolben verrichtet. Unter einem„Ausstoßtakt" wird insbesondere ein auf den Arbeitstakt nachfolgender Takt verstanden, in dem der Kolben des entsprechenden Zylinders von dem unteren Totpunkt in Richtung des o"beren Totpunkts bewegt wird, um das Brenngas als Abgas aus dem Zylinder herauszudrücken. Unter einer„Vorlaufphase" wird insbesondere eine Phase des Motorstarts bis zu einer ersten Zündung des Dieselmotors verstanden.
Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die Einspritzung von Kraftstoff für zumindest einen Zyklus auszusetzen. Wird die Einspritzung für zumindest einen gesamten Zyklus ausgesetzt, ist jedem Zylinder des Dieselmotors zumindest ein
KLompressionstakt zugeordnet, wodurch für jeden Zylinder ein Ladungsaustausch zwischen dem zugeordneten Brennraum und dem Ansaugtrakt realisiert werden kann, welcher die Brennluft für den entsprechenden Zylinder vorwärmt.
Weiter kann die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen sein, lediglich für den
Motorstart für das zumindest eine Einlassventil eine Ventilöffiiungszeit einzustellen, die sich sowohl mit dem Ansaugtakt als auch mit dem Kompressionstakt des zugeordneten Zylinders überschneidet. Durch die sich mit dem Ansaugtakt und dem Kompressionstakt überschneidende Ventilöffnungszeit kann ein besonders hoher Ladungsaustausch zwischen dem Zylinder und dem Ansaugtrakt realisiert werden, und es kann eine gute Erwärmung der Brennluft für den
Motorstart erreicht werden. Zudem kann eine solche Verstellung einfach realisiert werden, womit die Verstelleinheit besonders einfach ausgebildet werden kann. Gleichzeitig können für einen Betrieb des Dieselmotors Ventilöffnungszeiten gewählt werden, welche eine höhere Nennleistung und/oder einen geringeren Kraftstoffverbrauch ermöglichen. In dem folgenden Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinheit als Hubumschaltung mit unterschiedlichen
Nockenkurven beschrieben. Es ist alternativ auch denkbar, die Verstelleinheit durch einen Nockenwellenversteller mit einem ausreichend hohen Verstellbereich zu realisieren. Ebenfalls denkbar ist eine Ausgestaltung der Verstelleinheit mit einer hydraulischen Kopplung zwischen der Nockenwelle und den Einlassventilen, wobei die Aktuatorik dazu vorgesehen ist, eine Kopplung zwischen der Nockenwelle und den Gaswechselventilen zu verändern. Unter einer „mit dem Ansaugtakt und dem Kompressionstakt überschneidenden Ventilöffnungszeit" wird in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden, dass das Einlassventil einen
Ventilöffhungszeitpunkt aufweist, der während des Ansaugtakts liegt, und einen
Ventilschließzeitpunkt aufweist, der während des Kompressionstakts liegt, wodurch das
Einlassventil während zumindest eines Teils des Ansaugtakts und zumindest eines Teils des Kompressionstakts geöffnet ist.
Insbesondere kann die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen sein, die Vorlaufphase für zumindest zwei Zyklen einzustellen. Indem die Vorlaufphase sich über mehrere Zyklen erstreckt, kann eine besonders gute Erwärmung der Brennluft erreicht werden. Durch die gute Erwärmung kann das Zündverhalten besonders vorteilhaft beeinflusst werden. Grundsätzlich kann der Ladungsaustausch dabei in einem Zwei-Takt-Zyklus erfolgen. Es ist aber auch denkbar, die Einlassventile in einem Vier-Takt-Zyklus, wie er für den Betrieb des Dieselmotors vorgesehen ist, zu betätigen. Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit in dem Betriebsmodus dazu vorgesehen ist, für eine Zündungsphase zur Zündung eines Luft-Kraftstoffgemischs in den Zylindern die Einspritzung von Kraftstoff zu aktivieren. Indem die Zündungsphase durch AJctivieren der Einspritzung von Kraftstoff vorgegeben wird, kann ein Zeitpunkt der ersten Zündung gut festgelegt werden. Insbesondere wenn die Aktivierung der Einspritzung von weiteren Parametern, wie beispielsweise der Motortemperatur und/oder einer
Umgebungstemperatur abhängt, kann die Steuer- und/oder Regeleinheit für den Betriebsmodus ein Kennfeld und/oder eine Kennlinie aufweisen, durch welche die Parameter berücksichtigt werden können. Unter einer„Zündungsphase" wird dabei insbesondere eine Phase des
Motorstarts ab der ersten Zündung bis zu einem Erreichen einer Leerlaufdrehzahl verstanden. Unter einem„Zeitpunkt" wird dabei insbesondere ein durch einen Kurbelwellenwinkel definierter Zeitpunkt verstanden.
Die Verstelleinheit kann dazu vorgesehen sein, für das zumindest eine, dem Zylinder
zugeordnete Einlassventil eine Ventilöff ungszeit einzustellen, die für einen Betrieb nach einem Miller-Zyklus vorgesehen ist. Dadurch kann ein Normalbetriebsmodus realisiert werden, in welchem der Dieselmotor einen hohen Wirkungsgrad aufweist und gleichzeitig ein gutes Motorstartverhalten bei niedrigen Motortemperaturen aufweist. Unter einem„Betrieb nach einem Miller-Zyklus" wird dabei insbesondere verstanden, dass sich die Ventilöffnungszeit vollständig mit dem Ausstoßtakt und/oder dem Ansaugtakt des dem Einlassventil zugeordneten Zylinders überschneidet. Unter„vollständig" wird in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden, dass sich das zumindest eine Einlassventil während des Ausstoßtakts oder des Ansaugtakts öffnet und während des Ansaugtakts schließt. Insbesondere wird darunter verstanden, dass sich die Ventilöffnungszeit nicht mit dem Kompressionstakt oder dem
Arbeitstakt überschneidet.
Weiter kann die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen sein, während der
Zündungsphase die für den Betrieb nach dem Miller-Zyklus vorgesehene Ventilöffnungszeit einzustellen. Dadurch kann ein besonders frühes Umschalten in die für den
Normalbetriebsmodus vorgesehenen Ventilöffnungszeiten realisiert werden. Indem der
Dieselmotor dazu vorgesehen ist, in einem Normalbetriebsmodus nach dem Miller-Zyklus betrieben zu werden, kann insbesondere mit einfachen Mitteln eine Leistungssteigerung realisiert werden. Durch den Betriebsmodus kann der Motorstart bei niedrigen Betriebstemperaturen sichergestellt werden.
Grundsätzlich kann der Dieselmotor Zylinder mit einer beliebigen Zylinderleistung und/oder mit einem beliebigen Hubraum aufweisen. Vorzugsweise weist der Dieselmotor eine
Zylinderleistung von zumindest 50 kW und/oder einen Hubraum von zumindest 1,6 1 auf.
Insbesondere bei Dieselmotoren, die auf eine hohe Leistung ausgelegt sind und die ein entsprechend großes Zylindergesamtvolumen aufweisen, kann durch Verstellung des Ventiltriebs ein gutes Startverhalten bei niedrigen Motortemperaturen erreicht werden. Unter einer „Zylinderleistung" wird dabei eine Leistung des Dieselmotors je Zylinder verstanden. Unter einem„Zylindergesamtvolumen" wird ein Volumen des Brennraums vor einer Verdichtung, d.h. in einem unteren Totpunkt des entsprechenden Kolbens, verstanden. Demgegenüber wird unter einem„Kompressionsvolumen" insbesondere ein Volumen des Brennraums nach einer
Verdichtung, d.h. in einem oberen Totpunkt des entsprechenden Kolbens, verstanden. Unter einem„Hubraum" wird insbesondere ein Volumen verstanden, das durch eine
Kolbenquerschnittsfläche und den Kolbenhub definiert ist. Der Hubraum entspricht damit dem Zylindergesamtvolumen abzüglich des Kompressionsvolumens. Zudem wird ein Verfahren zum Starten eines Dieselmotors vorgeschlagen, insbesondere ein Verfahren zum Starten eines Hochleistungsdieselmotors, in dem eine Steuer- und/oder
Regeleinheit in einem für einen Motorstart bei niedrigen Motortemperaturen vorgesehenen Betriebsmodus zumindest während einer Vorlaufphase für zumindest ein Einlassventil eine Ventilöf hungszeit einstellt, die sich zumindest mit einem Kompressionstakt eines zugeordneten Zylinders überschneidet, und eine Einspritzung von Kraftstoff zumindest in dem dem
Einlassventil zugeordneten Zylinder aussetzt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale.
Fig. 1 zeigt schematisiert einen Dieselmotor, der grundsätzlich zur Verwendung in schweren Landfahrzeugen, in Schienenfahrzeugen oder in Wasserfahrzeugen geeignet ist. Der Dieselmotor umfasst mehrere Zylinder 1, 2, 3, 4, welche jeweils einen Brennraum 5, 6, 7, 8 zur Verbrennung einer Luft-Kraftstoffmischung und einen in dem Brennraum 5, 6, 7, 8 geführten Kolben 9, 10, 1 1, 12 aufweisen. Der Dieselmotor umfasst je Zylinder 1, 2, 3, 4 zumindest einen Injektor 17, der dazu vorgesehen ist, Kraftstoff in den Brennraum 5, 6, 7, 8 des jeweiligen Zylinders 1, 2, 3, 4 einzubringen. Zur Vereinfachung ist in Fig. 1 lediglich einer der Injektoren 17 mit einem
Bezugszeichen versehen. Die Zylinder 1, 2, 3, 4 umfassen jeweils ein oder mehrere
Einlassventile 18, 19, 20, 21 sowie ein oder mehrere Auslassventile 22, 23, 24, 25. Die
Einlassventile 18, 19, 20, 21 sind dazu vorgesehen, dem Brennraum 5, 6, 7, 8 des
entsprechenden Zylinders 1, 2, 3, 4 Brennluft aus einem Ansaugtrakt 33 zuzuführen. Der Ansaugtrakt 33 umfasst eine nicht näher dargestellte Einheit zur Ladedruckerhöhung, wie beispielsweise einen Abgaslader. Der Kraftstoff wird in dem Brennraum 5, 6, 7, 8 in die
Brennluft eingespritzt. Durch Kompression wird das Luft-Kraftstoffgemisch in dem Brennraum 5, 6, 7, 8 gezündet. Über die Auslassventile 22, 23, 24, 25 wird ein Abgas, welches durch Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemischs entsteht, einem Abgassystem 26 zugeführt. Zur Betätigung der Einlassventile 18, 19, 20, 21 und der Auslassventile 22, 23, 24, 25 umfasst der Dieselmotor einen variablen Ventiltrieb 13 mit zumindest einer Nockenwelle 32, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Vereinfachung der Zeichnung als kombinierte Ein- und Auslassnockenwelle dargestellt ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, für die Einlassventile 18, 19, 20, 21 und die Auslassventile 22, 23, 24, 25 getrennte Nockenwellen vorzusehen. Der Dieselmotor ist als ein Schnellläufer ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Dieselmotor eine Leerlaufdrehzahl von ca. 600 U/min auf. Eine Maximaldrehzahl beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 2200 U/min. Jeder Brennraum 5, 6, 7, 8 des Dieselmotors weist ein Zylindervolumen von 4,77 1 auf. Eine Zylinderleistung des Dieselmotors beträgt ca. 150 kW. Je nach Bauart kann der Dieselmotor zwischen 8 und 20 Zylinder 1, 2, 3, 4 aufweisen. Der Dieselmotor ist damit für eine Leistung zwischen 1200 kW und 3000 kW vorgesehen. Grundsätzlich kann der Dieselmotor aber auch andere Motordaten aufweisen.
Weiter umfasst der Dieselmotor eine Kurbelwelle 27. Die Zylinder 1, 2, 3, 4 umfassen jeweils ein Pleul, welches den Kolben 9, 10, 11, 12 des entsprechenden Zylinders 1, 2, 3, 4 mit der
Kurbelwelle 27 verbindet. Die Nockenwelle 32 umfasst zur Betätigung der Einlassventile 18, 19, 20, 21 und der Auslassventile 22, 23, 24, 25 eine Mehrzahl von Nocken. Jeder der Nocken ist genau einem der Einlassventile 18, 19, 20, 21 oder einem der Auslassventile 22, 23, 24, 25 zugeordnet. Jeder der Nocken weist eine Nockenkurve auf, welche für das dem Nocken zugeordnete Einlassventil 18, 19, 20, 21 oder Auslassventil 22, 23, 24, 25 eine
Ventilöffnungszeit und einen Ventilhub festlegt. Ein relativer Drehwinkelabstand zwischen den Nocken, die für die Einlassventile 18, 19, 20, 21 vorgesehen sind, und den Nocken, die für die Auslassventile 22, 23, 24, 25 vorgesehen sind, legt eine Ventilspreizung fest. In einer
Ausgestaltung, bei der die Nockenwelle 32 als Einlassnockenwelle ausgebildet ist, weist die Nockenwelle 32 lediglich Nocken zur Betätigung der Einlassventile 18, 19, 20, 21 auf. Die Ventilspreizung hängt dann von einem Winkelversatz der Nocken, die auf der als
Einlassnockenwelle ausgebildeten Nockenwelle angeordnet sind, und der Nocken, die auf der als Auslassnockenwelle ausgebildeten Nockenwelle angeordnet sind, ab. Zur Verstellung der Ventilöffnungszeiten, des Ventilhubs und/oder der Ventilspreizung ist der Ventiltrieb 13 variabel ausgestaltet. Der Ventiltrieb 13 umfasst eine Verstelleinheit 14, welche dazu vorgesehen ist, Ventilöffnungszeiten und/oder Ventilhübe der Einlassventile 18, 19, 20, 21 und/oder die Ventilspreizung zwischen den Einlassventilen 18, 19, 20, 21 und den
Auslassventilen 22, 23, 24, 25 eines Zylinders 1, 2, 3, 4 zu verändern. Zur Verstellung des Ventiltriebs 13 weist die Verstelleinheit 14 eine Aktuatorik 15 auf. Die Aktuatorik 15 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel je Einlassventil 18, 19, 20, 21 einen Aktor und je
Auslassventil 22, 23, 24, 25 einen Aktor, wobei in Fig. 1 zur Vereinfachung lediglich einer der Aktoren mit dem Bezugszeichen der Aktuatorik 15 versehen wurde. Die Aktoren, die jeweils zwischen der Nockenwelle 32 und dem zugeordneten Einlassventil 18, 19, 20, 21 oder Auslassventil 22, 23, 24, 25 angeordnet sind, sind lediglich schematisch dargestellt. Die
Aktuatorik 15 ist dazu vorgesehen, jedes Einlassventil 18, 19, 20, 21 und jedes Auslassventil 22, 23, 24, 25 einzeln zu verstellen. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Verstelleinheit 14 dazu vorgesehen ist, Ventilöffhungszeiten, Ventilhübe und/oder Spreizungen mehrerer Einlassventile 18, 19, 20, 21 und/oder mehrerer Auslassventile 22, 23, 24, 25 gemeinsam zu verstellen, beispielsweise durch einen als Nockenwellensteller ausgebildeten Aktuator. Grundsätzlich kann der Ventiltrieb 13 auch andere Ausführungsformen aufweisen. Insbesondere sind
unterschiedliche mechanische, elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Ausgestaltungen des variablen Ventiltriebs 13 denkbar.
Der Dieselmotor weist eine Steuer- und Regeleinheit 16 auf, die dazu vorgesehen ist, die Verstelleinheit 14 anzusteuern. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist dazu vorgesehen, in
Abhängigkeit von Betriebsparametern des Dieselmotors die Aktuatorik 15 der Verstelleinheit 14 anzusteuern. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist mit den Aktoren der Verstelleinheit 14 verbunden und stellt für diese ein Steuersignal bereit, in dessen Abhängigkeit die Aktoren dann die Verstellung des entsprechenden Einlassventils 18, 19, 20, 21 oder Auslassventils 22, 23, 24, 25 bewirken.
In dem dargestellten Ausführungsbespiel ist die Verstelleinheit 14 des Dieselmotors als eine Ventilhubumschaltung ausgebildet. Die Nocken umfassen jeweils mehrere Nockenkurven. Die Verstelleinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Einlassventile 18, 19, 20, 21 mit jeweils einer der unterschiedlichen Nockenkurven des dem entsprechenden Einlassventil 18, 19, 20, 21 zugeordneten Nockens zu koppeln, wodurch für jedes der Einlassventile 18, 19, 20, 21 zumindest zwei unterschiedliche Ventilbetätigungen eingestellt werden können. Zusätzlich oder alternativ zu der Ausgestaltung mit mehreren Nockenkurven können die Aktoren dazu vorgesehen sein, eine Kopplung zwischen der Nockenwelle 32 und dem entsprechenden
Einlassventil 18, 19, 20, 21 oder dem Auslassventil 22, 23, 24, 25 zu verändern. In Abhängigkeit von einer Einstellung der Aktoren wird die Nockenkurve vollständig in eine Öffnung des Einlassventils 18, 19, 20, 21 oder des Auslassventils 22, 23, 24, 25 umgesetzt oder das
Einlassventil 18, 19, 20, 21 bzw. das Auslassventil 22, 23, 24, 25 wird nur teilweise geöffnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinheit 14 insbesondere zur Verstellung der Ventilöffnungszeiten der Einlassventile 18, 19, 20, 21 vorgesehen. Auf die in dem
Ausführungsbeispiel dargestellten Aktoren zur Verstellung der Auslassventile 22, 23, 24, 25 kann verzichtet werden. Grundsätzlich ist auch eine andere Ausgestaltung der Verstelleinheit 14 denkbar.
Jeder der Aktoren umfasst in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Nockenfolger, wobei jeder der Nockenfolger einer der Nockenkurven des entsprechenden Nockens zugeordnet ist. Die Aktoren umfassen weiter zumindest eine Hydraulikkammer, über welche wahlweise der eine Nockenfolger oder der andere Nockenfolger mit dem zugeordneten Einlassventil 18, 19, 20, 21 gekoppelt werden kann. Weiter umfasst die Aktuatorik 15 wenigstens ein Steuerventil, über das eine Betriebsmittelmenge und/oder ein Betriebsmitteldruck innerhalb der Hydraulikkammern der Aktoren verändert werden kann. Die Ventilhubumschaltung wird durch Ansteuerung des zumindest einen Steuerventils gesteuert.
In einem Normalbetriebsmodus ist der Dieselmotor für einen Betrieb nach dem Miller-Zyklus vorgesehen. Die Kurbelwelle 27 weist einen Kurbelwellenwinkel auf, welcher in einem Zyklus des Dieselmotors einen Winkelbereich von 0 Grad bis 720 Grad durchläuft. Die Nockenwelle 32 weist einen Nockenwellenwinkel auf, welcher in dem Zyklus des Dieselmotors einen
Winkelbereich von 0 Grad bis 360 Grad durchläuft. Da der Ventiltrieb 13 ein
Übersetzungsverhältnis von 2:1 aufweist, d.h. zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 27 entsprechen einer Umdrehung der Nockenwelle 32, entspricht ein Nockenwellenwinkel von 360 Grad einem Kurbelwellenwinkel von 720 Grad.
Die Kolben 9, 10, 11, 12 durchlaufen in dem Zyklus jeweils einen oberen Totpunkt und einen unteren Totpunkt. Anhand einer Bewegungsumkehr der Kolben 9, 10, 11, 12 in den Totpunkten sind in dem Zyklus des Dieselmotors für jeden Zylinder 1, 2, 3, 4 ein Ansaugtakt, ein
KLompressionstakt, ein Arbeitstakt und ein Ausstoßtakt definiert. Jeder Takt entspricht einem Kolbenhub des korrespondierenden Kolbens 9, 10, 11, 12. Bei einem Betrieb des Dieselmotors nach dem Miller-Zyklus weisen die Einlassventile 18, 19, 20, 21 einen Ventilöfihungszeitpunkt auf, der einem Kurbelwellenwinkel entspricht, der dem Ausstoßtakt des entsprechenden
Zylinders 1, 2, 3, 4 zugeordnet ist. Der Ventilöfihungszeitpunkt liegt damit vor einem Zeitpunkt, an dem der entsprechende Kolben 9, 10, 11, 12 den unteren Totpunkt durchläuft. Die
Einlassventile 18, 19, 20, 21 weisen weiter einen Ventilschließzeitpunkt auf, der einem
Kurbelwellenwinkel entspricht, der dem Ansaugtakt des entsprechenden Zylinders 1, 2, 3, 4 zugeordnet ist. Der Ventilschließzeitpunkt liegt damit nach einem Zeitpunkt, an dem der entsprechenden Kolben 9, 10, 11, 12 den unteren Totpunkt durchläuft. Die Einlassventile 18, 19, 20, 21 öffnen damit während des Ausstoßtakts und schließen während des Ansaugtakts.
Die Steuer- und Regeleinheit 16 weist einen für einen Motorstart bei niedrigen
Motortemperaturen vorgesehenen Betriebsmodus auf. In dem Betriebsmodus unterteilt die
Steuer- und Regel einheit 16 den Motorstart in eine Vorlaufphase und eine Zündungsphase. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist in dem Betriebsmodus dazu vorgesehen, durch Ansteuerung der Aktuatorik 15 der Verstelleinheit 14 während der Vorlaufphase für die Einlassventile 18, 19, 20, 21 Ventilöffnungszeiten einzustellen, die sich mit dem Kompressionstakt des zugeordneten Zylinders 1, 2, 3, 4 überschneiden, und eine Einspritzung von Kraftstoff auszusetzen. Der
Betriebsmodus ist dabei lediglich für den Motorstart vorgesehen. Die Ventilöffnungszeiten, zu deren Einstellung die Steuer- und Regeleinheit 16 in dem Betriebsmodus vorgesehen ist, sind insbesondere nicht für den Normalbetriebsmodus vorgesehen. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist dazu vorgesehen, die Einspritzung von Kraftstoff für zumindest einen Zyklus auszusetzen. Insbesondere kann die Steuer- und Regeleinheit 16 dazu vorgesehen sein, die Einspritzung von Kraftstoff für mehrere Zyklen auszusetzen. Eine Anzahl der Zyklen, in denen beim Motorstart die Einspritzung von Kraftstoff ausgesetzt werden kann, kann von unterschiedlichen Parametern abhängen. Beispielsweise kann die Steuer- und
R_egel einheit 16 dazu vorgesehen sein, die Anzahl der Zyklen, in denen die Einspritzung von Kraftstoff ausgesetzt wird, in Abhängigkeit von der Motortemperatur vorzugeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 16 auch dazu vorgesehen sein, die
Einspritzung von Kraftstoff so lange auszusetzen, bis eine Motordrehzahl des Dieselmotors eine in der Steuer- und Regeleinheit 16 hinterlegte Startdrehzahl erreicht.
Die Verstelleinheit 14 ist in dem Betriebsmodus dazu vorgesehen, für die Einlassventile 18, 19, 20, 21 Ventilöffnungszeiten einzustellen, die sich sowohl mit dem Ansaugtakt als auch mit dem Kompressionstakt des zugehörigen Zylinders 1, 2, 3, 4 überschneiden. Die Verstelleinheit 14 ist dazu vorgesehen, für die Einlassventile 18, 19, 20, 21 einen Ventilöffnungszeitpunkt
einzustellen, der vor einem Zeitpunkt liegt, an dem der entsprechende Kolben 9, 10, 11, 12 den oberen Totpunkt durchläuft, und einen Ventilschließzeitpunkt einzustellen, der nach einen Zeitpunkt liegt, an dem der entsprechende Kolben 9, 10, 11, 12 den oberen Totpunkt durchläuft. Der Ventilöffnungszeitpunkt entspricht in diesem Betriebsmodus einem Kurbelwellenwinkel zwischen 40 Grad und 0 Grad vor dem oberen Totpunkt. Der Ventilschließzeitpunkt entspricht in diesem Betriebsmodus einem Kurbelwellenwinkel zwischen 100 Grad und 0 Grad vor dem unteren Totpunkt.
Der Betriebsmodus ist insbesondere für den Motorstart vorgesehen. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist dazu vorgesehen, lediglich für den Motorstart für die Einlassventile 18, 19, 20, 21 die Ventilöffnungszeiten einzustellen, die sich mit dem Ansaugtakt und mit dem Kompressionstakt des zugeordneten Zylinders 1, 2, 3, 4 überschneiden. Durch Einstellung dieser
Ventilöffnungszeiten wird die während des Ansaugtakts angesaugte Brennluft in dem
Kompressionstakt wieder in den Ansaugtrakt 33 zurückgeführt. Die Brennluft wird dadurch in der Vorlaufphase mehrfach zwischen dem Brennraum 5, 6, 7, 8 des entsprechenden Zylinders 1, 2, 3, 4 und dem Ansaugtrakt 33 hin- und hergeschoben. Indem in der Vorlaufphase die
Einspritzung von Kraftstoff ausgesetzt wird, wird die Brennluft lediglich erwärmt. Erst in der an die Vorlaufphase anschließenden Zündungsphase wird die Brennluft mit Kraftstoff versetzt. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist dazu vorgesehen, die Vorlaufphase für zumindest zwei Zyklen einzustellen. Während der gesamten Vorlaufphase ist die Einspritzung von Kraftstoff axisgesetzt. Zudem sind während der gesamten Vorlaufphase für die Einlassventile 18, 19, 20, 21 die Ventilöffnungszeiten eingestellt, die sich mit dem Ansaugtakt und mit dem
KLompressionstakt des zugeordneten Zylinders 1, 2, 3, 4 überschneiden.
Der Betriebsmodus ist für den Motorstart bei niedrigen Motortemperaturen vorgesehen. Der Dieselmotor weist eine Normalbetriebstemperatur auf, bei der eine Kühlwassertemperatur typischerweise in einem Bereich zwischen 70 Grad und 95 Grad liegt. Die niedrigen
Motortemperaturen, für die der Betriebsmodus vorgesehen ist, liegen unterhalb der
Normalbetriebstemperatur. Der Betriebsmodus ist insbesondere für einen Motorstart bei
Motortemperaturen vorgesehen, bei dem die Kühlwassertemperatur kleiner als 50 Grad ist.
Zusätzlich ist es auch denkbar, den Betriebsmodus zu nutzen, um einen Zylinder 1, 2, 3, 4 nach einer Zylinderabschaltung wieder zu reaktivieren. Die Steuer- und Regeleinheit 16 ist in dem Betriebsmodus dazu vorgesehen, für die
Zündungsphase zur Zündung des Luft-Kraftstoffgemischs die Einspritzung von Kraftstoff zu aktivieren. Durch die Aktivierung der Einspritzung während des Kompressionstakts wird in den Brennraum 5, 6, 7, 8 des entsprechenden Zylinders 1, 2, 3, 4 Kraftstoff eingespritzt. In
Verbindung mit der in der Vorlaufphase erwärmten Brennluft bildet sich dadurch in den Zylindern 1, 2, 3, 4 ein zündfähiges Luft-Kraftstoffgemisch, welches sich in dem Kompressionstakt des entsprechenden Zylinders 1, 2, 3, 4 entzündet. Sobald alle Zylinder 1, 2, 3, 4 zumindest einmal gezündet haben und die Motordrehzahl des Dieselmotors die
Leerlaufdrehzahl erreicht hat, ist der Motorstart abgeschlossen und die Steuer- und Regeleinheit 16 geht in den Normalbetriebsmodus über.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuer- und Regeleinheit 16 dazu vorgesehen, während der Zündungsphase die für den Betrieb nach dem Miller-Zyklus vorgesehenen
Ventilöffnungszeiten einzustellen. Die Ventilöffnungszeiten werden auf die für den Betrieb nach dem Miller-Zyklus vorgesehenen Ventilöffnungszeiten verstellt, bevor der Dieselmotor die Leerlaufdrehzahl erreicht hat. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die Steuer- und
Regel einheit 16 dazu vorgesehen ist, die für den Betrieb nach dem Miller-Zyklus vorgesehenen Ventilöffhungszeiten erst während des Normalbetriebsmodus einzustellen. Beispielsweise kann die Steuer- und Regeleinheit 16 dazu vorgesehen sein, die für den Betrieb nach dem Miller- Zyklus vorgesehenen Ventilöffhungszeiten einzustellen, wenn die Motortemperatur die
Normalbetriebstemperatur erreicht hat. Für den Normalbetriebsmodus ist die Steuer- und
Regel einheit 16 dazu vorgesehen, für die den Zylindern 1, 2, 3, 4 zugeordneten Einlassventile 18, 19, 20, 21 Ventilöffhungszeiten einzustellen, welche sich vollständig mit dem Ausstoßtakt und dem Ansaugtakt des zugeordneten Zylinders 1, 2, 3, 4 überschneiden.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Dieselmotor, insbesondere Hochleistungsdieselmotor, mit einem variablen Ventiltrieb (13), der eine Verstelleinheit (14) zur Verstellung einer Ventilöffhungszeit, eines Ventilhubs, einer
Nockenwellenphasenlage und/oder einer Ventilspreizung aufweist, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (16) zur Ansteuerang der Verstelleinheit (14), wobei die Steuer- und/oder Regel einheit (16) zumindest einen, für einen Motorstart bei niedrigen Motortemperaturen vorgesehenen Betriebsmodus aufweist, in dem die Steuer- und/oder Regeleinheit (16) dazu vorgesehen ist, zumindest während einer Vorlaufphase für zumindest ein Einlassventil (18, 19, 20, 21) eine Ventilöffhungszeit einzustellen, die sich zumindest mit einem Kompressionstakt eines zugeordneten Zylinders (1, 2, 3, 4) überschneidet, und eine Einspritzung von Kraftstoff zumindest in dem dem Einlassventil (18, 19, 20, 21) zugeordneten Zylinder (1, 2, 3, 4) auszusetzen.
2. Dieselmotor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (16) dazu vorgesehen, die Einspritzung von Kraftstoff für zumindest einen Zyklus auszusetzen.
3. Dieselmotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (16) dazu vorgesehen ist, lediglich für den Motorstart für das zumindest eine Einlassventil (18, 19, 20, 21) eine Ventilöffhungszeit einzustellen, die sich mit einem Ansaugtakt und mit dem Kompressionstakt des zugeordneten Zylinders (1, 2, 3, 4) überschneidet.
4. Dieselmotor nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (16) dazu vorgesehen ist, die Vorlaufphase für zumindest zwei Zyklen einzustellen.
5. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (16) in dem Betriebsmodus dazu vorgesehen ist, für eine Zündungsphase zur Zündung eines Luft-Kxaftstoffgemischs in den Zylindern (1, 2, 3, 4) die Einspritzung von Kraftstoff zu aktivieren.
6. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verstelleinheit (14) dazu vorgesehen ist, für das zumindest eine Einlassventil (18, 19, 20, 21) eine Ventilöfftiungszeit einzustellen, die für einen Betrieb nach einem Miller-Zyklus vorgesehen ist.
7. Dieselmotor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (16) dazu vorgesehen ist, während der Zündungsphase die für den Betrieb nach dem Miller-Zyklus vorgesehene Ventilöffnungszeit einzustellen.
8. Dieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Zylinderleistung von zumindest 50 kW und/oder einen Hubraum von zumindest 1 ,6 1.
9. Verfahren zum Starten eines Dieselmotors, insbesondere zum Starten eines
Hochleistungsdieselmotors, in dem eine Steuer- und/oder Regeleinheit (16) in einem für einen Motorstart bei niedrigen Motortemperaturen vorgesehenen Betriebsmodus zumindest während einer Vorlaufphase für zumindest ein Einlassventil (18, 19, 20, 21) eine Ventilöfftiungszeit einstellt, die sich zumindest mit einem Kompressionstakt eines zugeordneten Zylinders (1, 2, 3, 4) überschneidet, und eine Einspritzung von Kraftstoff zumindest in dem dem Einlassventil (18, 19, 20, 21) zugeordneten Zylinder (1, 2, 3, 4) aussetzt.
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