AT521946B1

AT521946B1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT521946B1
Application number: ATA50919/2018A
Authority: AT
Inventors: Ing Dipl (Fh) Horst Mitterecker; Ing Rolf Dreisbach Dipl
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2020-07-15
Also published as: DE102019128608A1; AT521946A4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und die dazugehörige Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, der zumindest zwei Auslassventile (g, k) und zumindest ein Einlassventil (E) aufweist, wobei ein Öffnungszeitpunkt (Z) eines Auslassventils (g,k) im Arbeitstakt nach früh verstellt wird. Aufgabe der Erfindung ist es auf einfache und günstige Weise die Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem anzuheben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein größeres Auslassventil (g) und ein kleineres Auslassventil (k) vorgesehen sind und dass in zumindest einem Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur der Brennkraftmaschine der Öffnungszeitpunkt (Z) des kleineren Auslassventils (k) im Arbeitstakt nach früh verstellt wird.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, der zumindest zwei Auslassventile und zumindest ein Einlassventil aufweist, wobei ein Öffnungszeitpunkt eines Auslassventils im Arbeitstakt nach früh verstellt wird.

[0002] Außerdem betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, der einen Brennraum und zu diesem Brennraum zumindest zwei Auslassventile und zumindest ein Einlassventil aufweist, wobei ein Verstellmittel zur Verstellung des Öffnungszeitpunkts mindestens eines Auslassventils vorgesehen ist.

[0003] Im Normalbetrieb öffnen die Auslassventile für optimalen Ladungswechsel im Bereich von 50 bis 30° vor dem unteren Totpunkt am Ende des Arbeitstaktes und schließen in der Nähe des oberen Totpunktes nach dem Ausschieben der Ladung.

[0004] Eine Verstellung des Auslassöffnens nach früh bedeutet, dass zumindest ein Auslassventil vor diesem Kurbelwinkel (50°vorUT) geöffnet wird. Zufolge eines derartig verfrühten Auslassöffnens geht Arbeit verloren und der Wirkungsgrad sinkt, wodurch der Kraftstoffverbrauch, aber auch wie beabsichtigt die Abgastemperatur steigt. Je weiter das Auslassöffnen nach früh verschoben wird, desto ausgeprägter zeigt sich dieses Verhalten und desto höher wird der Brennraumdruck im Zylinder, gegen welchen das Auslassventil öffnen muss. Damit steigt sowohl die thermische als auch die mechanische Belastung nicht nur für das Ventil, sondern für den gesamten Ventiltrieb.

[0005] Eine Verschiebung des Öffnungszeitpunktes in Richtung früh ist daher nur soweit möglich, als es in erster Linie der Brennraumdruck im Brennraum erlaubt. Der frühest mögliche Öffnungszeitpunkt ist daher mechanisch begrenzt durch die maximal zulässige Belastung für das Auslassventil und dem nachgeordneten Ventiltrieb.

[0006] In DE 10 2012 012 322 A1 ist eine Verstellung der Auslassventile von abgeschalteten Zylindern in Richtung früh im Arbeitstakt vorgesehen. Dieses Vorgehen dient dazu, die Aufheizphase der Brennkraftmaschine zu verkürzen.

[0007] Dabei ist dieses Vorgehen nicht auf aktive Zylinder anwendbar, da der Brennraumdruck auf das zu öffnende Ventil im Arbeitstakt nach der Zündung zu groß ist.

[0008] Es sind einige Verfahren bekannt, um bei einer Dieselbrennkraftmaschine ein Ansteigen der Abgastemperatur für ein rasches Anspringen eines im Abgasstrang angeordneten Katalysators zu erreichen oder um ein Absinken der Abgastemperatur unterhalb einer für die Abgasnachbehandlung erforderlichen Mindestbetriebstemperatur zu verhindern. Diese Verfahren basieren u. a. auf verspäteter Verbrennung, ungekühlter externer Abgasrückführung und/oder der Reduktion der angesaugten Ladungsmasse durch Drosselung. Nachteilig ist, dass die bekannten Verfahren nur beschränktes Potential zur Erhöhung der Abgastemperaturen aufweisen und für rasches Aufheizen nach dem Kaltstart ungeeignet sind.

[0009] Aus DE 69917274 T2 ist ein Verfahren zum Aufheizen des Abgasnachbehandlungssystems vor allem für den Kaltstart bekannt. Dabei werden verschiedene Gruppen von Auslassventilen gebildet, von denen des Abgas beim Starten in anderer Weise aufgeteilt werden kann. So wird ein kleiner Katalysator beim Starten mit den gesamten Abgasen beaufschlagt und damit schneller erwärmt. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht möglich, wenn der Katalysator sowieso immer mit den gesamte Abgasen beaufschlagt wird.

[0010] In EP 1923554 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit drei Auslassventilen gezeigt, wobei das dritte kleine Auslassventil zum raschen Aufheizen eines Subkatalysators dient, der direkt am kleinen Auslassventil angeordnet ist. Diese Anordnung ist konstruktiv relativ aufwendig und löst das Problem zur Aufheizung des Katalysators im Abgassystem nicht.

[0011] JP 2008095533 A zeigt eine Brennkraftmaschine bei der zwischen einem größeren und einem kleineren Auslassventil gewechselt werden kann. Auch diese Anordnung ist nicht zur raschen Aufheizung des Katalysators geeignet.

[0012] Ähnliche Verfahren und Brennkraftmaschinen sind aus JP 2005264787 A und FR 2835882 A1 bekannt.

[0013] Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache und günstige Weise die Temperatur im Abgasnachbehandlungssystem anzuheben.

[0014] Diese Aufgabe wird durch ein eingangs erwähntes Verfahren und eine dazugehörige Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein größeres Auslassventil und ein kleineres Auslassventil vorgesehen sind und dass in zumindest einem Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur der Brennkraftmaschine der Offnungszeitpunkt des kleineren Auslassventils im Arbeitstakt nach früh verstellt wird.

[0015] Als Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur wird erfindungsgemäß verstanden, dass in diesem Betriebspunkt die Zielsetzung ist, die Abgastemperatur zu erhöhen, beispielsweise um eine effektivere Abgasnachbehandlung zu erzielen.

[0016] In der dazugehörigen Brennkraftmaschine ist dies dadurch gelöst, dass ein größeres Auslassventil und ein kleineres Auslassventil vorgesehen sind, wobei das kleinere Auslassventil mit dem Verstellmittel betätigbar ist.

[0017] Die Betätigung des größeren Auslassventils bleibt in einer ersten Ausführung unverändert.

[0018] Als größeres Auslassventil wird erfindungsgemäß ein Auslassventil bezeichnet, durch dessen Öffnung im Vergleich zum kleineren Auslassventil mehr Abgas in der gleichen Zeit aus dem Brennraum der Brennkraftmaschine geführt werden kann. Dies kann insbesondere durch einen größeren Durchmesser der Öffnung hin zu einem Brennraum des größeren Auslassventils gegenüber dem Durchmesser der Öffnung des kleineren Auslassventils realisiert werden.

[0019] Durch zwei verschieden große Auslassventile ist es überhaupt erst möglich das kleinere Auslassventil maximal früh zu öffnen, um ein rasches Aufheizen des Abgasnachbehandlungssystems zu erzielen. Durch das kleinere Auslassventil werden, trotz der frühen Öffnung, die Kräfte auf das Auslassventil und in weiterer Folge auf den Ventiltrieb nicht erhöht.

[0020] Der Brennraumdruck im Zylinder beim Öffnen des kleineren Auslassventils beträgt dabei je nach Betriebspunkt und Öffnungszeitpunkt beispielsweise 30 bar. Das bedingt eine Reduktion der Fläche des entsprechenden Ventils auf etwa 33%. Der Sitzdurchmesser ist dabei auf etwa 60% reduziert.

[0021] Hierbei kann im Sinne der Erfindung grundsätzlich sowohl die Temperatur des Abgases als auch die Temperatur eines im Abgasstrang angeordneten Abgasnachbehandlungssystems gemessen oder auf andere Weise, beispielsweise durch ein in die Motorsteuerungseinrichtung integriertes Modell, bestimmt werden.

[0022] Aufgrund der Druckkräfte ist ein Öffnen der Auslassventile ohne konstruktive Veränderung der Ventilsteuerung nicht möglich. Die mechanische Belastung auf Auslassventil und Ventiltrieb wäre zu groß.

[0023] Es ist in der Folge sogar noch besser, wenn das kleinere Auslassventil nahe dem oberen Totpunkt eines Kolbens öffnet. Dies ist aufgrund des kleineren Auslassventils erst möglich und besonders vorteilhaft, da durch die im Brennraum vorherrschende hohe Temperatur das Abgasnachbehandlungssystem schneller erhöht wird.

[0024] Besonders günstig sind die Auswirkungen dann, wenn das kleinere Auslassventil bei einem Kurbelwinkel von 20-60° nach dem oberen Totpunkt Öffnet, vorzugsweise bei einem Kurbelwinkel von 20° bis 40° nach dem oberen Totpunkt.

[0025] Ideal ist es, wenn in einer Ausführung vorgesehen ist, dass dieser zumindest eine Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur bei Kaltstart oder bei Wiederstart erreicht wird. Dadurch kann das frühe Öffnen des kleineren Auslassventils für das Abgasnachbehandlungssystem gut ausgenutzt werden.

[0026] Eine Kontrolle zur Steuerung für das System sieht vorteilhafterweise in einer besonderen Ausführung vor, dass der zumindest eine Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur bei einer Temperatur liegt, die kleiner ist als eine Zieltemperatur, wobei sich die Zieltemperatur auf unterschiedliche Bauteil-, Gas oder Medientemperaturen beziehen kann und vorzugsweise bei 250 °C oder weniger für ein Abgasnachbehandlungssystem liegt. Die Temperatur des Abgasnachbehandlungssystems wird dabei in dieser Ausführung beispielsweise an einem SCRKatalysator gemessen. Unter SCR versteht sich im Allgemeinen selektive katalytische Reduktion.

[0027] Um Alterungserscheinungen an dem Abgasnachbehandlungssystem auszugleichen, ist es günstig, wenn eine Zieltemperatur bis zu der der Öffnungszeitpunkt des kleineren Auslassventils nach früh verstellt wird, mit steigender Alterung des Abgasnachbehandlungssystems ansteigt.

[0028] Es ist günstig, wenn das kleinere Auslassventil gegen einen Brennraumdruck von 30 bis 40 bar geöffnet wird. Dadurch ist es möglich, dass dieses Auslassventil ohne konstruktive Anderungen am Ventiltrieb geöffnet werden kann, weil etwa gleiche Betätigungskräfte vorliegen.

[0029] Besonders groß ist der Vorteil dieses Verfahrens, wenn die Verbrennung in der Brennkraftmaschine nach dem dieselmotorischen Prinzip abläuft. Gerade bei Dieselmotoren ist der Brennraumdruck im Brennraum besonders hoch.

[0030] Eine einfache Konstruktion und Überwachung ergibt sich bei Anwendung eines speziellen Verfahrens, bei dem das größere Auslassventil und das zumindest eine Einlassventil feste Steuerzeiten aufweisen, die nicht verstellt werden. Dadurch ist nur für das kleinere Auslassventil eine Verstellung des Ventiltriebs nötig. Die Nockenwelle kann davon unberührt bleiben.

[0031] Die Realisierung der einzelnen Verstellung des kleineren Auslassventils ist beispielsweise durch eine hydraulische Einheit am Ventiltrieb möglich oder durch andere Systeme, die bei Verwendung einer konventionellen Nockenwelle eine Variabilität am Übertragungsglied zwischen dem Nocken und dem kleineren Auslassventil bieten.

[0032] Um eine möglichst schnelle Aufheizung zu garantieren, ist es besonders günstig, wenn das kleinere Auslassventil, deren Öffnungszeitpunkt nach früh verstellt wird, das kleinere Auslassventil eines arbeitenden Zylinders ist und für diesen Zylinder eine Brennstoffeinspritzung erfolgt.

[0033] Wenn der Aufheizvorgang abgeschlossen ist, oder wenn das Abgasnachbehandlungssystem eine ausreichende Temperatur aufweist, ist es günstig, wenn in zumindest einem Betriebspunkt mit ausreichend hoher Abgastemperatur der Brennkraftmaschine das größere Auslassventil und das kleinere Auslassventil zum selben OÖffnungszeitpunkt geöffnet werden.

[0034] Besonders günstige Verhältnisse für die Belastungen auf das Auslassventil ergeben sich, wenn das kleinere Auslassventil einen kleineren Durchmesser aufweist, der zu dem größeren Durchmesser des größeren Auslassventils ein Verhältnis A aufweist, dass in einem Bereich zwischen 0,4 bis 0,8 und vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,5 und 0,6 liegt.

[0035] In weiterer Folge wird die Erfindung anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

[0036] Fig. 1 eine kinematische Ventilerhebungskurve eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

[0037] Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Zylinderkopfes im Bereich eines Brennraums einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;

[0038] Fig. 3 ein Diagramm über den Einfluss der Öffnung des Auslassventils auf Brennstoffverbrauch und die Abgastemperatur;

[0039] Fig. 4 ein Diagramm mit Brennraumdruck über der Öffnung des Auslassventils; [0040] Fig. 5 ein Diagramm mit Emissionswerten und Temperaturen über der Zeit;

[0041] Fig. 6 ein Diagramm über eine Anpassung einer Zieltemperatur über die Lebensdauer eines Abgasnachbehandlungssystems;

[0042] Fig. 7 ein Motorkennfeld mit Betriebsbereichen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;

[0043] Fig. 8 ein Diagramm mit Brennraumdruck über dem Kurbelwinkel bei einer Drehzahl von 2250 min-1 und bei einem Mitteldruck von 1 bar, 3 bar, 5 bar und 7 bar;

[0044] Fig. 9 eine kinematische Ventilerhebungskurve in einem Normalmodus;

[0045] Fig. 10 eine kinematische Ventilerhebungskurve in einem Aufheizmodus in einer ersten alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

[0046] Fig. 11 eine kinematische Ventilerhebungskurve in einem Aufheizmodus in einer zweiten alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0047] Fig. 1 zeigt Ventilerhebungen H (in mm) eines Auslassventils über einem Kurbelwinkel KW für eine Brennkraftmaschine. Diese Brennkraftmaschine weist beispielsweise zwei Auslassventile, dabei ein kleineres Auslassventil k und ein größeres Auslassventil g und ein oder zwei Einlassventile E pro Zylinder auf, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Steuerzeit des kleineren Auslassventils k ist veränderbar. Die voll ausgezogene Kurve zeigt die Standardöffnungskurve h1 in einem Betriebspunkt mit ausreichender Abgastemperatur und die strichlierte Kurve zeigt die Ventilerhebung des kleineren Auslassventils k in einem Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur, wobei die Auslassventilöffnungsdauer im Vergleich zu den Standardöffnungsbzw. - Schließzeit für das größere Auslassventil g gleich bleibt.

[0048] Die strichlierte Auslasshubkurve h2 in Fig. 1 weist einen extrem frühen Auslassbeginn auf. Ein effektives Öffnen findet - betrachtet bei 1 mm Auslassventilhub h2 - vor 80° Kurbelwinkel KW nach dem oberen Totpunkt im Arbeitstakt (nach der Zündung) statt, jedenfalls bevor ein Kolben der Brennkraftmaschine seine Mittenposition im Abwärtshub erreicht hat.

[0049] Im Betriebspunkt mit ausreichender Abgastemperatur werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beide Auslassventile k, g gleichzeitig nach der Standardöffnungskurve h1 geöffnet und wieder geschlossen (siehe Fig. 9). Im Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur wird ein Öffnungszeitpunkt Z des kleineren Auslassventils k nach früh verschoben und nach der Auslasshubkurve h2 geöffnet und geschlossen und das größere Auslassventil g wird auch im Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur gemäß der Standardöffnungskurve h1 bewegt.

[0050] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass eine Temperatur T eines Abgases und/oder eines im Abgasstrang angeordneten Abgasnachbehandlungssystems gemessen und wenn die gemessene Temperatur unterhalb einer Zieltemperatur TZ von beispielsweise 250° C der Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur erreicht ist und der Offnungszeitpunkt Z gemäß der Auslasshubkurve h2 nach früh verschoben wird. Die Zieltemperatur TZ kann sich aber auch auf eine andere Bauteil-, Gas- oder Medientemperatur beziehen.

[0051] Der Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur tritt beispielsweise während eines Kaltstarts, bei niedriger Motorlast oder bei Regeneration einer Abgasnachbehandlungseinrichtung auf.

[0052] Nach Ende einer definierten Zeitdauer oder wenn das Abgas oder die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine vordefinierte Temperatur, die Zieltemperatur TZ von beispielsweise 250° C oder eine Temperatur gemäß der Fig. 6 erreicht hat, ist der Betriebspunkt mit ausreichender Temperatur erreicht und die Brennkraftmaschine wird gemäß der Standardöffnungskurve h1 für die Auslassventile g, k betrieben.

[0053] Fig. 3 zeigt die Auswirkung der Verschiebung des Öffnungszeitpunkt des kleineren Auslassventils in Richtung früh auf den Brennstoffverbrauch B und auf die Abgastemperatur, wobei hier beispielhaft die Temperatur vor (T3) und nach (T4) einer Turbine eines turboaufgeladenen Motors dargestellt ist. Dabei ist links im Diagramm die Temperatur T in °C aufgetragen

und rechts der Brennstoffverbrauch B in g/kWh. Die Temperatur T und der Brennstoffverbrauch B sind in diesem Diagramm über °Kurbelwinkel aufgezeichnet, bei einer Öffnung des Auslassventils von 1 mm.

[0054] Die voll ausgezogenen Linien beziehen sich dabei auf die Abgastemperatur T3 beim Turbineneintritt, die strichlierten Linien auf die Abgastemperatur T4 beim Turbinenaustritt. Es ist deutlich erkennbar, dass bei einem OÖffnungszeitpunkt Z bei 40° Kurbelwinkel KW - betrachtet bei 1 mm Auslassventilhub h2 und weniger ein deutlicher Anstieg der Abgaswärme bei steigendem Brennstoffverbrauch B festzustellen ist.

[0055] In Fig. 4 ist ein Brennraumdruck p beim Öffnungszeitpunkt Z in bar über dem Kurbelwinkel KW, bei dem das Auslassventil 1 mm geöffnet ist aufgetragen.

[0056] Fig. 5 zeigt über einer Zeit t in s von oben nach unten Verläufe einer TurbineneintrittsAbgastemperatur T31 in °C, einer Turbinenaustritts Abgastemperatur T41 in °C, eines Emissionsausstoß von Kohlenwasserstoffen THC in ppm und eines Emissionsausstoß von Stickoxiden NOX in ppm, wobei jeweils eine Linie die Verläufe T31St, T41St, THCSt, NOXSt bei Anwendung der Standardöffnungskurve h1 und die andere Linie die Verläufe T31Z, T41Z, THCZ, NOXZ bei Anwendung der Kurve für den Auslassventilhub h2, bei der das kleinere Auslassventil k früh geöffnet wird, anzeigt.

[0057] Mit TZ ist in diesem Fall die Zieltemperatur des Abgases bzw. der Abgasnachbehandlungseinrichtung eingetragen, welche als Entscheidungskriterium zur Durchführung des Aufheizmodus 1 herangezogen wird.

[0058] Aus dieser Figur ist deutlich zu erkennen, dass ein signifikanter Abgastemperaturanstieg bei frühem OÖffnungszeitpunkt Z besteht. Erfindungsgemäß wird der Öffnungszeitpunkt Z zumindest solange in Richtung früh verschoben, bis die Abgastemperatur T41 die Zieltemperatur TZ erreicht. Außerdem sinkt der Ausstoß an Kohlenwasserstoffen THC signifikant bei frühem Öffnungszeitpunkt Z.

[0059] Der Ausstoß an Stickoxiden NOX nimmt hingegen zu, daher ist es sinnvoll das Verschieben in Richtung früh des Öffnungszeitpunktes nur zum Aufheizen anzuwenden.

[0060] In Fig. 6 ist eine Substrattemperatur TS des Abgasnachbehandlungssystems in °C über einer Alterung A aufgezeichnet, dabei ist die Zieltemperatur TZ die Temperatur, die das Substrat des Abgasnachbehandlungssystems erreichen soll, um ideal zu funktionieren. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise im Neuzustand N des Abgasnachbehandlungssystems eine Zieltemperatur TZ von weniger als 200°C zu erreichen um eine gute Abgasnachbehandlung zu garantieren. Am Lebensende LE des Abgasnachbehandlungssystems ist eine Zieltemperatur TZ von über 240°C nötig, um die gleiche Leistung zu erzielen. Dies wird in einem vorteilhaften Verfahren beispielsweise von der Motorsteuerung berücksichtigt und das Heizen mittels Verstellung des Öffnungszeitpunktes Z in Richtung früh im Arbeitstakt gestartet und dementsprechend mit Erreichen der günstigsten Zieltemperatur TZ wieder beendet.

[0061] Fig. 7 zeigt ein Motorkennfeld, wobei schematisch das Motordrehmoment M in Nm der Brennkraftmaschine über der Drehzahl n in Umdrehungen pro Minute dargestellt ist. Im Motorkennfeld sind die Betriebsbereiche für die oben genannten Betriebspunkte eingezeichnet. Hierbei liegt ein Betriebsbereich 1 mit den Betriebspunkten mit zu erhöhender Abgastemperatur vollständig innerhalb eines Betriebsbereichs 2 mit den Betriebspunkten mit ausreichender Abgastemperatur.

[0062] Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine mit variablen Steuerzeiten, vorzugsweise nur für das kleinere Auslassventil k, was beispielsweise durch Hubumschaltung, einen elektrohydraulischen Ventiltrieb oder einen elektromagnetischen Ventiltrieb realisiert werden kann.

[0063] In Fig. 8 ist ein Diagramm zu sehen, bei dem links beginnend bei einem Mitteldruck von 1 bar der Brennraumdruck p verlaufend aufgezeichnet ist. Bei einem Kurbelwinkel KW von 22° herrscht ein Brennraumdruck p von 30 bar. Bei 3 bar Mitteldruck erreicht der Brennraumdruck p

30 bar bei einem Kurbelwinkel KW von 30°. Bei 5 bar beziehungsweise bei 7 bar Mitteldruck wird dieser Punkt bei einem Kurbelwinkel von 36° beziehungsweise 45° erreicht. Die Drehzahl n beträgt in diesem Diagramm 2250 min-1.

[0064] In Fig. 9 ist eine Ventilerhebungskurve in einem Normalmodus gezeigt in dem ein Betriebspunkt mit ausreichender Abgastemperatur erreicht ist. Dabei ist für das kleinere Auslassventil k der Ventilhub H geringer als für das größere Auslassventil g was anhand der Auslasshubkurve h2 für das kleiner Auslassventil k und der Standardöffnungskurve h1 für das größere Auslassventil g ersichtlich ist.

[0065] In Fig. 10 ist im Vergleich dazu die Standardöffnungskurve h1 und die Auslasshubkurve h2 in dem Aufheizmodus ersichtlich. In einer ersten alternativen Variante des Verfahrens ist der Öffnungszeitpunkt Z bei 25° und der Ventilhub verläuft entlang der durchgezogenen Auslasshubkurve h2. In einer weiteren Variante ist der Öffnungszeitpunkt Z bei 45° und der Ventilhub verläuft entlang der strichlierten Auslasshubkurve h2.

[0066] In einer zweiten alternativen Variante des Verfahrens gemäß Fig. 11 wird die Auslassventilöffnungsdauer des kleineren Auslassventils k erhöht. Dabei öffnet es in den zwei gezeigten Fällen früh und es schließt gemeinsam mit dem größeren Auslassventil g.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, der zumindest zwei Auslassventile (g, k) und zumindest ein Einlassventil (E) aufweist, wobei ein Öffnungszeitpunkt (Z) eines Auslassventils (g, k) im Arbeitstakt nach früh verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein größeres Auslassventil (g) und ein kleineres Auslassventil (k) vorgesehen sind und dass in zumindest einem Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur der Brennkraftmaschine der Offnungszeitpunkt (Z) des kleineren Auslassventils (k) im Arbeitstakt nach früh verstellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Auslassventil (k) nahe dem oberen Totpunkt eines Kolbens öffnet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Auslassventil (k) bei einem Kurbelwinkel (KW) von 20-60° nach dem oberen Totpunkt öffnet, vorzugsweise bei einem Kurbelwinkel (KW) von 20° bis 40° nach dem oberen Totpunkt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zumindest eine Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur bei Kaltstart oder bei Wiederstart erreicht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Betriebspunkt mit zu erhöhender Abgastemperatur bei einer Temperatur liegt, die kleiner ist als eine Zieltemperatur (T7) eines Abgasnachbehandlungssystems, wobei die Zieltemperatur (T7) vorzugsweise bei 250 °C oder weniger liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zieltemperatur (T7) bis zu der der Offnungszeitpunkt (Z) des kleineren Auslassventils (k) nach früh verstellt wird, mit steigender Alterung (A) des Abgasnachbehandlungssystems ansteigt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Auslassventil (k) gegen einen Brennraumdruck (p) von 30 bis 40 bar geöffnet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung in der Brennkraftmaschine nach dem dieselmotorischen Prinzip abläuft.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das größere Auslassventil (g) und das zumindest eine Einlassventil (E) feste Steuerzeiten aufweisen, die nicht verstellt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Auslassventil (k), deren Öffnungszeitpunkt (Z) nach früh verstellt wird, das kleinere Auslassventil (K) eines arbeitenden Zylinders ist und für diesen Zylinder eine Brennstoffeinspritzung erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Betriebspunkt mit ausreichend hoher Abgastemperatur der Brennkraftmaschine das größere Auslassventil (g) und das kleinere Auslassventil (k) zum selben Offnungszeitpunkt (Z) geöffnet werden.

12. Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, der einen Brennraum und zu diesem Brennraum zumindest zwei Auslassventile und zumindest ein Einlassventil (E) aufweist, wobei ein Verstellmittel zur Verstellung des Offnungszeitpunkts (Z) mindestens eines Auslassventils (g, k) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein größeres Auslassventil (g) und ein kleineres Auslassventil (k) vorgesehen sind, wobei das kleinere Auslassventil (k) mit dem Verstellmittel betätigbar ist.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das kleinere Auslassventil (k) einen kleineren Durchmesser aufweist, der zu dem größeren Durchmesser des größeren Auslassventils (g) ein Verhältnis A aufweist, das in einem Bereich zwischen 0,4 bis 0,8 und vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,5 und 0,6 liegt.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen